中国红树林基准价值及其单株价值分配研究

范航清, 张云兰, 邹绿柳, 潘良浩

1 广西红树林保护与利用重点实验室、广西科学院广西红树林研究中心,北海 536000

2 广西林业勘测设计院,南宁 530011

3 广西大学林学院,南宁 530004

红树林是生长在热带亚热带海岸潮间带的木本植物群落,在消浪护岸、优化海岸景观、净化海水、维持近海生物多样性、固碳储碳、科学研究与生态体验等方面有着陆地森林不可取代的作用[1],具有极高的生态服务价值[2—3]。我国内地现有真红树植物27种,生长在海南、广西、广东、福建和浙江5省(区)。2019 年4 月自然资源部、国家林草局联合组织的红树林资源和适宜恢复地专项调查结果表明,我国现有红树林28922hm2(统计数据未包括港澳台数据)。20世纪80年代以来,我国的红树林曾经遭受严重的人为破坏[4],近年来国家高度重视红树林保护与生态修复工作,实施了“蓝色海湾”、“生态海堤”等国家重大生态工程。2020年6月3日公布的《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021—2035)》提出“红树林造林和恢复1.8万hm2”。2020年6月8日世界海洋日暨全国海洋宣传日的主题是“保护红树林,保护海洋生态”。

生态补偿、生态赔偿是保护和恢复我国红树林的重要管理措施,是红树林保护条规[5—6]的重要条款,而红树林生态服务价值(本文简称为价值)是其重要依据。1995年以来,我国对红树林价值进行了许多研究[7—43],积累了宝贵资料,推动了学科发展。然而,已有研究在以下4个方面存在明显不足。

第一、概念模糊。红树林和红树林湿地是2个不同的概念(图1)。“红树林”指红树植物群落及其林下滩涂；“红树林湿地”则包括红树林、潮沟、林外裸滩、部分浅海水域,其本质是红树林湿地生态系统。边界是否清晰是红树林跟红树林湿地(生态系统)之间的一个重大区别,前者明确,后者模糊、可自定义。迄今,国内外的相关报道几乎全部为红树林生态系统价值,而不是红树林价值,因为没有回答:林外湿地(潮沟、林外裸滩、部分浅海水域)价值中究竟有多少价值应归功于红树林这一关键理论问题。第二、缺少提炼。已有报道基本为个案研究,评估结果差异甚大,莫衷一是。由于缺少系统分析,迄今未能从共性中提炼出可表征中国红树林价值的阶段性特征值(基准价值)。第三、应用困难。学术研究强调细化深入,管理工作则要求便捷公允。现有价值评估方法费时耗财、专业性强、主观影响较大,难以业务化开展。此外,已有研究未考虑红树林价值的单株分配问题,其结果无法直接指导执法实践,因为按林木计价迄今依然是我国森林执法的一大基石。第四、结果静态。货币政策和经济社会发展地区差异会对红树林价值的货币计价产生强烈影响。已有研究基本上不考虑这一现实,所得结果在时序和空间上多为孤立的静态值,应用时缺少拓展性。

总之,科学合理、快速简便地评估中国红树林价值不仅仅是依法管理的迫切需要,也是长期以来困惑我国红树林生态学发展的一个重要理论问题。针对以上问题,本文深入挖掘前人研究成果,梳理形成中国红树林价值评估指标体系；提出红树林对林外湿地影响率函数,建立红树林对林外湿地价值贡献量计算模型；评估基于2019年的中国红树林和红树林生态系统基准价值；通过人均GDP比率,推算我国东南沿海不同地区的红树林基准价值。最后,以广西为例探讨红树林基准价值的单株分配问题,为我国红树林生态补偿、生态赔偿规章的制订提供理论参考。

1 研究方法

1.1 红树林价值评估指标体系构建

统计各文献所采用的评估指标,对含义相近的指标进行合并,形成中国红树林生态服务价值评估指标体系。各指标平均基准价值的和为中国红树林基准价值。

1.2 指标的贴现换算

采用社会贴现率,将文献中涉及的各指标价值逐一转换为2019年的货币计价,其计算式为:

Pi=∑Pi′×(1+r)k

Pi′为I指标的文献报道原值,Pi为I指标2019年的换算值,k为研究时间至2019年之间的年数,r为社会贴现率。参考我国社会多年平均无风险收益率,r取值4.5%[44]。

1.3 边界关系与各类基准价值计算公式

根据红树林、林外湿地和红树林生态系统边界的相对关系(图1),分别计算价值评估指标体系中n个评估指标2019年的平均基准值,合计得到基准价值。在本文中n=24(详见下文)。各类基准价值的计算式如下。

图1 红树林、林外湿地和红树林生态系统之间的边界关系

(1)中国红树林生态系统基准价值BVE:

(2)中国红树林自身基准价值BVI:

(3)全归功于红树林的湿地基准价值WVF:

(4)部分归功于红树林的湿地基准价值WVP:

(5)中国红树林基准价值BVM:

BVM=BVI+WVF或BVM=BVI+WVP

在上述公式中,Pi为I指标2019年的换算值；Si为对应Pi的实际面积；Fi为I指标的文献报道次数；A为红树林面积；W为林外湿地面积,A+W为红树林生态系统(红树林湿地)面积。对给定文献而言,Pi、Si、A和W为已知量；Fi通过统计给定数量的文献得到。

1.4 部分归功于红树林的湿地基准价值评估方法

红树林除了自身产生价值外,还通过潮汐和食物链的联通为林外湿地提供饵料、养分、鱼卵鱼苗等。红树林一旦消失,林外湿地的生态功能就会下降,但依然会保留相当一部分功能。林子消失前后林外湿地表现出的生态功能差别,就是红树林对林外湿地的生态贡献。因此,红树林基准价值应该由2部分组成,第一部分是红树林自身直接产生的价值(BVI),第二部分为红树林对林外湿地间接贡献的价值(WVP)。迄今,在国内外未见定量估算WVP的相关报道。为了定量评估WVP,本文根据由近而远红树林对林外湿地的影响逐步减少的客观事实,假设并自定义“红树林对林外湿地的影响率”IR为林外湿地面积W的函数:

IR=f(W),f(W)=A/(A+W),W≥0

函数的含义是:红树林对林外湿地的影响随林外湿地面积W的增大而下降。当W=A时,IR=0.5；当W=19A时IR=0.05；当W→∞,IR=0(图2)。

借助IR,通过积分可以粗略计算出林外湿地在I指标上产生的总价值量(VW)中有多少应归功于红树林(Vi)。Vi除以红树林面积(A),即为湿地在I指标上归功于红树林的基准价值。所有Vi除以红树林面积(A)的和就是部分归功于红树林的湿地基准价值(WVP),它们的计算公式如下:

VW=Pi×W

WVP=∑Vi/A=∑Pi×ln(1+W/A)

图2 红树林对林外湿地的影响率(IR)、林外湿地I指标的价值量(VW)及红树林对林外湿地贡献的价值量(Vi)之间的关系(A为红树林面积,设Pi=1)

设Pi=1,当W=A时,Vi=0.6931A,为A面积湿地I指标总价值量的69%；当W=20A时,Vi=3.0445A,为20A面积湿地I指标总价值量的15.22%。

林外湿地I指标的价值量(VW)是林外湿地面积的线性函数,当林外湿地调查面积不断扩大时,VW趋于无穷大；而红树林对林外湿地贡献的价值量(Vi)是林外湿地面积乘以影响率函数(IR)的积分,林外湿地面积越大,Vi增长越缓慢(图2)。利用WVP模型对文献相关数据进行逐一计算。

1.5 不同地区红树林基准价值的推算

价值是生态服务功能的货币计价,其数值高低跟经济社会发展水平密切相关。本文的中国红树林基准价值综合了全国各地红树林的研究成果,因此可以跟2019年的全国人均GDP对应起来,从而评估出不同省(区)、不同市县的红树林基准价值,其计算式为:

BVMr=BVM2019×GDPr/GDP

BVMr为r地区(Region)红树林基准价值,BVM2019为2019年中国红树林基准价值；GDPr为r地区2019年的人均GDP,GDP为全国同年的人均GDP。不同地区红树林生态系统基准价值(BVE)的推算同理。相对于GDP,人均GDP能更好地反映生产效率与发展水平,其值可从政府统计网站上获取。

1.6 红树林基准价值的单株分配

红树林由众多的林木组成,红树林基准价值除以群落密度得到单株平均价值。为了反映林木之间的个体差异,定义红树植物单株价值的计算式为:

T=(BVMr/D)×AF,AF=(W1×K1+W2×K2/H+W3×K3+W4×K4)

式中,T为单株价值,AF为单株多因子修正系数。BVMr、D和H分别为r地区红树林的基准价值、群落平均密度和群落平均高度,W1—W4分别为物种珍稀度、植株高度、自然度和生境权重的专家赋值,K1为r地区红树植物物种珍稀度赋值,K2植株高度赋值,K3植株自然度赋值,K4生境赋值。

1.7 广西红树林平均密度与平均高度样方调查

为了验证基准价值单株分配算法的适合性,2019年根据已有资料[45]在广西沿海设置了30条调查断面(图3),每条断面穿越红树林内、中、外滩。每个潮滩设置3个10m×10m 样方,共计270个样方。在样方内开展每木调查,指标包括树种、树高、株数等,最后统计得到广西红树林的平均密度和平均树高。

图3 2019年广西红树林调查断面布设图

2 结果

2.1 中国红树林生态系统价值文献评述

共收集到我国红树林生态系统服务价值方面正式发表论文37篇,按实际开展工作的年份列为表1。从研究区域看,论文数量分别是全国4篇、广东9篇、海南8篇、广西9篇、福建6篇、浙江1篇。除了4篇为国家层面外,其余皆为个案研究,个案研究比例高达89.19%。从研究地点看,绝大部分研究在红树林自然保护地内进行,如海南东寨港、深圳福田、福建漳江口等。从研究边界看,1995—2005年的12篇论文仅有1篇涉及林外湿地,其余全部限定于红树林。2006年以来的25篇论文有19篇不仅包括红树林,还包括林外湿地,涉及的林外湿地面积平均为红树林面积的12.97倍,说明越来越多的作者将林外湿地视为红树林生态系统的有机组成部分。

从2019年贴现换算数值看,最小值0.80万元 hm-2a-1,最大值184.12万元 hm-2a-1,结果相差巨大。造成巨大差异的原因除了研究地点、研究方法有区别外,最突出的原因是各文献所采用的评估指标数不同。统计表明,37篇文献中出现的评估指标共有37个(表2),而每篇论文平均采用的指标数为9个,有5篇论文的评估指标数甚至为1。指标数为1的论文均是专论,分别深入探讨了红树林在重金属吸附、海产品、碳储量、生态旅游方面的价值。尽管如此,这些文献为相应指标的平均价值判定提供了宝贵信息。不同研究评估指标数不同是一种普遍现象,国外研究亦存在同样问题(表3)[2—3,46—61]。

个案研究不必追求指标的完整性,实际上也难以面面俱到。然而,在考究中国红树林基准价值时,指标的完整性至关重要,否则就会盲人摸象,以偏概全。显然,表1均值(35.73万元 hm-2a-1)既不能代表2019年中国红树林生态系统基准价值,也不能代表2019年中国红树林基准价值,因为它不具备指标的完整性和统计口径的一致性。为此,必须逐一分析中国红树林各指标的平均基准价值,而后才能得到完整的中国红树林基准价值。

表1 中国红树林生态系统价值文献回顾/(万元 hm-2 a-1)

2.2 中国红树林价值评估指标体系

梁士楚等许多专家对红树林价值构成和归类已有系统阐述。本文梳理不同作者在实际工作中所采用的指标,以提高实用意义。37篇文献中共出现37个指标(表2)。为了充分利用文献信息评估基准价值,本文将37个指标归并为四类24个指标,形成中国红树林价值评估指标体系(表2)。深入研究需依托指标的不断细化,宏观决策则需要综合指标,两者之间并不矛盾,为辩证统一关系,是学科发展的必然。

表2 中国红树林生态系统价值评估指标体系及其2019年基准价值BVE/(万元 hm-2 a-1)

表3 一些国家的红树林生态系统服务价值

红树林不仅拥有评估体系的所有指标功能,且其中6个指标是林外湿地所不具备的,即木材、果实食用、凋落物、蜂蜜、保护土壤、促淤造陆。文献中的幼苗价值指的都是苗木生产价值。红树林苗圃一般在林外废弃虾塘或滩涂上建设,少数在林内建设。

2.3 中国红树林生态系统基准价值

表2显示,2019年中国红树林生态系统基准价值(BVE)为98.74万元 hm-2a-1,其中供给服务价值8.49万元 hm-2a-1、文化服务价值8.01万元 hm-2a-1、调节与支持服务价值46.57万元 hm-2a-1、非使用价值35.67万元 hm-2a-1,占比分别为8.60%、8.11%、47.17%和36.12%。结果说明,较直观的供给服务价值和文化服务价值只是红树林生态系统基准价值中的小部分,而看不见摸不着的调节与支持服务价值和非使用价值才是红树林生态系统的最大贡献。

2011年全球红树林生态系统服务价值[3]为193843美元 hm-2a-1,按1美元兑7元人民币计为135.69万元 hm-2a-1,本文结果与之相近。跟表1均值(35.73万元 hm-2a-1)相比,2019年中国红树林生态系统基准价值是其2.76倍,充分说明评估指标全面与否会极大影响评估结果。在指标体系的24个指标中,标准差大于平均值的指标数达到10个,占43.48%,进一步说明在个案研究基础上的综合分析是提炼中国红树林特征值的必要步骤。

2.4 中国红树林基准价值

2019年中国红树林自身基准价值(BVI)、全归功(WVF)和部分归功(WVP)于红树林的林外湿地基准价值见表4。结果表明,2019年中国红树林自身基准价值为123.82万元 hm-2a-1,全归功于红树林的林外湿地基准价值高达732.83万元 hm-2a-1,部分归功于红树林的林外湿地基准价值为92.97万元 hm-2a-1。

表4 2019年中国红树林自身基准价值(BVI)、全归功(WVF)与部分归功(WVP)于红树林的林外湿地基准价值/(万元 hm-2 a-1)

WVF等同于默认红树林一旦消失,林外湿地的所有生态功能就会完全丧失,这既不符合客观现实,也不具备生态学逻辑基础,并导致估值的虚高。WVP为WVF的12.69%,说明WVP模型只将林外湿地总价值的12.69%归功于红树林。根据BVM计算公式,得到2019年中国红树林基准价值为216.79万元 hm-2a-1,其中红树林自身基准价值占57.12%,红树林对林外湿地贡献的基准价值占42.88%。

表2显示,中国红树林生态系统基准价值(98.74万元 hm-2a-1)不到中国红树林基准价值(216.79万元 hm-2a-1)的一半,并不说明生态系统的总价值量低,因为生态系统的面积大于红树林面积(图1),其单位面积价值相对较小。

2.5 中国东南沿海各区域的红树林基准价值

根据人均GDP比值公式,推算得到中国东南沿海各区域2019年红树林和红树林生态系统的基准价值如表5。表5显示,2019年红树林基准价值和红树林生态系统基准价值最高的是浙江,最低的是广西。理论上,只要有人均GDP数据就可以确定任何行政区红树林及其生态系统的基准价值。例如,广东深圳市和广西北海市分别是我国发达地区与欠发达地区的典型代表,2019年两市的红树林基准价值分别为619.22万元 hm-2a-1和236.78万元 hm-2a-1,这一结果符合现实感受,可解释。比如,发达地区海岸人口密度、资产密度及其价格都高于欠发达地区,红树林在台风暴潮中的减灾效益显然不可相提并论。

表5 中国东南沿海各区域2019年人均GDP(万元)、红树林及其生态系统基准价值/(万元 hm-2 a-1)

2.6 广西红树林基准价值的单株分配

广西现有红树林9330.34hm2,由8科11属12种真红树植物组成,这些红树植物分别是:白骨壤(Avicenniamarina)、桐花树(Aegicerascorniculatum)、秋茄(Kandeliaobovata)、木榄(Bruguieragymnorhiza)、红海榄(Rhizophorastylosa)、老鼠簕(Acanthusilicifolius)、小花老鼠簕(Acanthusebracteatus)、海漆(Excoecariaagallocha)、卤蕨(Acrostichumaureum)、榄李(Lumnitzeraracemosa)、无瓣海桑(Sonneratiaapetala)、拉关木(Lagunculariaracemosa)。广西红树林中白骨壤群系的面积占47.33%,桐花树群系34.03%,木榄群系8.53%,红海榄群系4.10%,合计93.99%[45]。秋茄虽为常见种,面积中等,但在广西基本不成建群种。本文调查表明,榄李和小花老鼠簕目前在广西的种群数量分别为413株和1831株,为广西红树植物濒危种。无瓣海桑和拉关木为外来速生树种,在广西具有一定的入侵性,尤其是拉关木在沙质海岸已表现出较明显的入侵倾向。鉴于上述事实,专家们给出的修正因子权重及参数赋值如表6。

表6 广西红树植物修正因子及其赋值

样方调查结果表明(图4),2019年广西红树植物群落密度介于900—61500株/hm2,平均密度12660株/hm2；群落高度变化于0.85—6.96m之间,平均高2.35m。已知2019年广西红树林的基准价值为131.39万元 hm-2a-1,则平均单株基准价值为103.78元/a。根据表6赋值,2019年广西红树植物单株基准价值计算式简化为:

图4 2019年广西270个野外样方中的红树林平均植株密度和平均树高

T=103.78×(0.35×K1+0.3×K2/2.35+0.2×K3+0.15×K4)

假设在自然保护地核心区内有自然生长的高2.0m榄李一株、高4.5m红海榄一株、高3.0m白骨壤一株；在自然保护地外生长有高4.5m的人工引种拉关木一株,则它们的单株价值为:

榄李T=103.78×(0.35×3+0.3×2/2.35+0.2×1+0.15×3)=202.92元/a

红海榄T=103.78×(0.35×2.3+0.3×4.5/2.35+0.2×1+0.15×3)=210.62元/a

白骨壤T=103.78×(0.35×1+0.3×3/2.35+0.2×1+0.15×3)=143.53元/a

拉关木T=103.78×(0.35×0.5+0.3×4.5/2.35+0.2×0.8+0.15×1)=109.95元/a

以上结果说明,单株价值计算公式可以有效体现植株在物种、树高、起源和生长地等方面的差别,从而赋予价值评估结果以生物多样性保护内涵,可作为科学管理、合理执法的理论依据。

3 讨论与建议

3.1 WVP评估模型的科学性

本文自定义的“红树林对林外湿地的影响率”(IR)及WVP评估模型是在理论方法上的一个尝试,它使定量评估红树林对林外湿地的生态贡献成为可能。WVP评估模型通过影响率衰减修正,弱化了林外湿地边界随意性对结果造成的强烈干扰,相对提高了不同研究结果之间的可比性,所得结果符合常理,可应对目前执法管理的迫切需要。然而,模型只是理论假设,是否正确尚待科学验证和修正。尽管湿地边界的确定是一个复杂科学问题[62],但IR函数提示:当林外湿地面积超过红树林面积的19倍时就不宜再称之为红树林湿地,因为红树林对其影响率已低于5%。

3.2 基准价值的代表性

通过对各文献指标的拆分、归类、折算后合计得到的基准价值,弥补了单篇文献指标往往不全的缺陷,较全面反映了我国红树林及其生态系统的价值构成。对相同指标报道值的平均化处理,在很大程度上削弱了极值影响,提高了结果的代表性。因此,本文结果与个案报道之间不存在矛盾,个案突出地域性与特殊性,本文则强调综合性和总体特征性,具有更强的代表性与公允性。基准价值绝非一成不变,它会随着研究案例的增加和认识的深入得到不断修正与完善。譬如,Costanza 1997年报道1994年全球红树林生态系统服务价值为9990美元hm-2a-1[2],后来该年的值被修正为13786美元hm-2a-1[3]。同样是Costanza,2014年报道2011年全球红树林生态系统服务价值为193843美元hm-2a-1[3]。全球红树林生态系统服务价值大幅提高的主要依据源自红树林在抵御风暴潮、控制海岸侵蚀和处理污水方面的新研究结果。

3.3 按人均GDP比值推算的合理性

将基准价值与人均GDP对应起来,推算不同地区红树林及其生态系统的基准价值是本文的又一个理论尝试。使用价值相同的房子,在一线城市的价格要比三线城市高数倍,这是土地和海域价值分等定级的基本原理。红树林生态服务功能是一种客观存在,其强弱跟经济社会无关,可其货币计价则受经济社会发展水平的强烈影响。理清“服务功能”跟“服务功能的价值”之间的区别对深入研究和执法实践至关重要。

在已知BVM2019的基础上,2020及以后各年的基准价值可以简便推算,推算式为BVMr=BVM2019×(1+r)k。如2020年k取值1,2021年k取值2,以此类推。总之,全国基准价值、地区基准价值及年度间基准价值的可推算性,为理论结果的便捷应用奠定了基础。

3.4 基准价值单株分配的意义

由于红树林植株密度变化甚大,现实中基本不按损害红树林的面积计价,而是按破坏的株数计价。然而,不同树种、树高、自然度和生长地,只按损害株数的机械式罚款,其合理性和公平性受到业界和社会的质疑。基准价值的单株分配突出了生态服务价值跟物种多样性及植株特征之间的内在联系,使差别化的生态补偿和生态赔偿成为可能,是应对管理需求的又一个探索。

3.5 模型为什么选用树高而不是树龄的问题

一般而言,树龄越长的红树植物其生态服务功能越强。年轮、基径、胸径、树高都是直接或间接衡量树龄的指标。本文仅采用树高是为了满足实用性与便利性。首先,年轮判读专业性极强、不适合一般执法人员。其次,有的红树植物无法测定基径,如成熟的红海榄植株主茎退化,支柱根发达；秋茄为板状根。最后,我国70%的红树林高度不超过2m[1],为小灌木,无胸径可言。树高虽然不是量度树龄的最好指标,但它正相关于树龄,适用于一切红树植物,且测量方便。

3.6 管理应用建议

除单价的高低外,生态补偿和生态赔偿的可比性与公平性是社会更加关注的问题。本文为红树林生态补偿和生态赔偿构建了相对公平的价值评估理论框架。在推广应用方面,只要确定海南、广东、福建、浙江及全国红树林的平均密度、平均树高及对应区域的树种珍稀度,就可以建立起相应的快速评估模型,编写计算软件,计算任何一处红树植物林木与林子的价值。为了方便基层执法,也可以将树高按区间分几个等级,再根据物种、自然度和生长地编制“红树林林木价值速查表”,每过若干年对速查表进行修订。参照海域使用论证导则,砍伐红树林但没有改变滩涂自然属性的破坏行为,可考虑按损失红树林价值的3倍赔偿；砍伐红树林并永久性改变红树林滩涂自然属性的破坏行为,可考虑按损失红树林价值的20倍赔偿。实际上,各地方政府通常会根据发展目标和当地社会承受力制定生态补偿和生态赔偿的系数。例如,《广西壮族自治区红树林资源保护条例》(2018年12月1日实施)第三十五条规定,在红树林自然保护区“对红树林树木造成毁坏的,责令补种被毁坏株数二倍以上三倍以下的红树林树木,并处毁坏树木价值三倍以上五倍以下罚款”。

致谢：梁士楚、何斌源、廖宝文、王文卿、李春干、周放、王英辉等同志对研究给予帮助，特此致谢。