基于单位面积价值当量因子的云南省森林生态系统服务功能价值评估

张占忠，施俊美，瞿 林，李 静

(1. 云南省林业调查规划院，云南 昆明 650051； 2. 云南省林业调查规划院 大理分院，云南 大理 671000)

森林生态系统的作用早已得到社会的广泛共识，其生态服务功能也逐步得到社会认可。科学、客观地研究和评估森林生态系统服务功能价值，以货币化形式评价森林生态效益、衡量林业生态建设成效，有利于加快绿色发展，推进生态文明建设，为生态文明建设目标评价考核和绿色GDP核算、实现“双碳”目标提供依据，更有助于探索森林生态效益差异化精准化补偿、自然资源资产负债表编制、绿色碳库功能生态权益交易价值化实现路径等。

云南省地处中国西南，位于青藏高原东南缘，南接中南半岛，是我国森林资源大省、重要林区，是国家西南重要生态屏障，林地面积、森林面积和天然林面积居全国第二位，活立木蓄积、森林蓄积居全国第二位[1]，也是全球36个物种最丰富的陆地生物多样性热点地区中的“中国西南山地”“东喜马拉雅地区”及“印度—缅甸”三大区域的核心和交会地带，是中国生物多样性最丰富的省份[2]，孕育了广阔、丰富、多样、独特的森林生态系统。由于特殊的生态条件，云南省单位面积森林提供的生态产品种类多、产量大、质量优，属于全球生态产品重要生产基地和输出基地[3]。

本世纪初以来，已有多项研究成果对云南省森林生态系统服务功能价值进行了评估。2010年，赵元藩等利用云南省森林资源连续清查(以下简称“连清”)第五次复查(2002—2007年)数据，对云南省森林生态系统服务功能价值进行估算，结果为12 353.81×108元/a[4]。2011年，由云南省林业厅组织，利用2005—2008年完成的全省森林资源规划设计调查成果数据，对云南省森林生态系统服务功能价值进行估算，结果为14 838.91×108元/a[5]。2011年，张治军等利用云南省第六次(1999—2003年)和第七次(2004—2008年)云南省森林资源连续清查数据，对云南省森林生态系统服务功能价值进行估算结果[6]：“十五”期间年均总价值为9 851.66×108元/a，“十一五”期间年均总价值为11 520.11×108元。2018年，潘华等利用2016年完成的云南省第四次森林资源规划设计调查汇总数据，对云南省森林生态系统服务功能经济价值进行评价，结果为22 873.87×108元/a[7]。2018年，国家林业局中国森林生态系统服务功能评估项目组利用全国森林生态系统定位研究和第一次至第八次全国“连清”成果，完成了《中国森林资源及其生态功能40年监测与评估》[8]，评估结果显示：第七次“连清”期间(2004—2008年)云南省森林生态系统服务功能价值为10 257.22×108元/a，第八次“连清”期间(2009—2013年)云南省森林生态系统服务功能价值为11 560.01×108元/a。以上文献多以2008年国家林业局发布的《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1721-2008)所列方法为依据，采用不同时期不同来源数据，根据云南省森林生态系统实际情况构建评估指标体系开展评估。

从全国范围看，文献[8]评估的两期云南省森林生态系统服务功能价值在全国排名从第二位上升为第一位。文献[5]的评估结论也得出云南省森林生态系统服务功能价值在全国排名第一位。其他一些文献对全国自然生态系统服务功能价值的评估结果也显示出云南省生态系统服务价值排名在第一位或第二位。这些评估结果从生态系统服务功能价值的角度突显了云南省森林生态系统的重要地位。

目前，生态系统服务功能价值评估应用较成熟的方法可以大致分为两类，即基于单位服务功能价格的方法和基于单位面积价值当量因子的方法[9](简称当量因子法)。上述对云南省森林生态系统服务功能价值的评估方法即属于单位服务功能价格方法范畴。这种方法输入参数较多，计算过程较为复杂，对每种服务功能价值的评价方法和参数标准也难以统一，加之对服务功能和数据来源选取上存在差异，造成评估结果差异较大。当量因子法是在区分不同种类生态系统服务功能的基础上，基于可量化的标准构建不同类型生态系统各项服务功能的价值当量，然后结合生态系统的分布面积进行评估[9]。相对服务价值法而言，当量因子法较为直观易用，数据需求少，适用于较大区域生态系统服务功能价值的评估，评估结果具有横向可比性，便于非专业的政府人员和民众理解[10]。张乐勤等通过局部地区研究和对比两种方法后认为，当量因子法评估相对接近人们的支付意愿，在生态补偿领域若使用此方法，补偿方与受补方易接受，可操作性强[11]。2015年，谢高地等采用当量因子法结合2010年中国土地植被覆盖遥感数据对中国生态系统提供的11种生态系统服务功能类型价值进行了核算[12]。从文献检索结果看，已有大量采用当量因子法对全国、省域或特定区域等各类生态系统类型开展生态系统服务功能价值评估和研究的实例[13-17]，但对森林生态系统服务功能价值进行专项评估的研究较鲜见，且采用价值当量法对云南省森林生态系统服务功能价值开展评估尚未见诸于文献。本文拟采用当量因子法，利用近期森林资源监测结果，对云南省森林生态系统服务功能价值进行评估，并对结果进行分析评价，以期对云南省森林生态系统服务功能价值的评估应用提供不同的借鉴。

1 材料与方法

1.1 数据来源

森林生态系统面积数据来源于云南省2020年森林资源监测数据库成果[20]。根据监测结果统计，全省有针叶林面积9 769 220 hm2，针阔混交林面积790 638 hm2，阔叶林面积12 154 615 hm2，灌木林面积3 761 530 hm2。因全省竹林面积所占比例很小，并入阔叶林计算。灌木林在地类上包含国家特别规定灌木林地和其他灌木林地。

在计算当地生态系统服务功能价值当量时，通常采用稻谷、小麦和玉米等主要粮食作物数据计算1个标准当量因子的生态系统服务功能价值量[12]。为了全面反映云南省农田生态系统单位面积农作物生产服务功能的经济价值，拟选用云南省2020年农田种植的9种主要农作物作为计算生态系统服务功能价值的基础。数据资料来源于《2021中国农村统计年鉴》[21]《全国农产品成本收益资料汇编2021》[22]中云南省2020年相关统计数据，其中小麦和豆类单价缺失，采用当期全国的平均价格替代(表1)。

表1 云南省2020年主要农作物数据

1.2 评估方法

基于单位面积价值当量因子测算生态系统服务功能价值的核算方法，最初由Costanza创建于1997年，从科学意义上明确了生态系统服务功能价值估算的原理及方法[18]。谢高地等根据中国生态系统实际，于2008年重新构建了单位面积生态系统服务功能价值当量表(基础当量表)[18]，并于2015年进行了改进和扩展[8]。此方法以全国单位面积(1 hm2)农田年自然粮食产量经济价值为一个基础单位，即一个功能当量，通过基于CASA模型所得的净初级生产力(NPP)数据，结合专家经验构建了各类生态系统各项服务功能的基础当量表，对各类生态系统及各项服务功能价值进行评估。改进后的生态系统分为农田、森林、草地、湿地、荒漠、水域6个一级类14种二级类，每种生态系统类型按供给服务、调节服务、支持服务和文化服务四大项服务功能分类，其下再细分11项服务功能。其中，森林生态系统分为针叶林、针阔混交林、阔叶林、灌木林四大生态系统类型，其基础当量见表2。

表2 森林生态系统服务功能价值基础当量表

以上基础当量表在全国范围2010年单位面积(1 hm2)农田年均自然粮食产量的经济价值基础上构建，反映的是全国尺度当年各生态系统类型服务功能相对于农田中食物生产功能价值的相对值。为了评估近年云南省森林生态系统服务价值，需根据云南省近年主要农作物种植面积、产量和价格计算出云南省1个标准当量因子的生态系统服务价值量，再计算各类生态系统单位面积生态系统服务功能的价值系数，计算公式为：

(1)

VCij=eij·E

(2)

式中：E为1个标准当量因子的生态系统服务功能价值量；Qk为第k种农作物产量；Pk为第k种农作物平均单价；Mk为第k种农作物种植面积；1/7指在无人力成本投入情况下自然运行的生态系统所提供的经济价值是单位面积农田所提供的粮食生产价值的七分之一[19]；VCij为第j类生态系统第i项生态服务功能的价值系数；eij为单位面积第j类生态系统第i项生态服务功能价值基础当量。

在计算1个标准当量因子的生态系统服务功能价值量基础上，再根据各类生态系统面积计算统计各类服务功能价值和生态系统总服务功能价值，计算公式为：

ESVij=Aj×VCij

(3)

(4)

(5)

(6)

式中：ESVij为第j类生态系统第i项生态系统服务功能价值；ESVi为第i项生态系统服务功能价值；TVj为第j类生态系统服务功能价值；ESV为生态系统服务功能总价值；VCij为第j类生态系统第i项生态系统服务功能的价值系数；Aj为第j类生态系统面积；m为生态系统类型数；n为生态系统服务功能项数。

2 结果与分析

2.1 评估结果

根据以上评估方法和数据，计算出云南省1个标准当量因子的生态系统服务功能价值量为3 267元/hm2，据此计算得到单位面积各类生态系统服务功能的价值系数(表3)。

表3 单位面积森林生态系统服务功能价值系数

利用各类森林生态系统面积计算、统计全省森林生态系统服务功能价值，评估结果见表4。

表4 云南省森林生态系统服务功能价值(2020年)

表4的评估结果表明，全省森林生态系统服务功能总价值为17 174.96×108元。各类生态系统按价值大小排序：阔叶林生态系统服务功能价值为9 113.15×108元，对总价值的贡献率为53.1%；针叶林生态系统服务功能价值为5 595.03×108元，对总价值的贡献率为32.6%；灌木林生态系统服务功能价值为1 870.36×108元，对总价值的贡献率为10.9%；针阔混交林生态系统服务功能价值为596.42×108元，对总价值的贡献率为3.4%。

四大项服务功能按价值量大小排序：调节服务功能价值为11 440.13×108元，占总价值的66.6%；支持服务功能价值为3 964.24×108元，占总价值的23.1%；供给服务功能价值为973.74×108元，占总价值的5.7%；文化服务功能价值为796.85×108元，占总价值的4.6%。按细分的生态服务功能统计，气候调节功能价值最高，达4 900.72×108元，占总价值的28.5%；其次为水文调节功能价值，为3 450.60×108元，占总价值的20.1%。评估结果显示，维持养分循环、食物生产、水资源供给3类服务功能价值较低。

2.2 结果分析

云南省森林生态系统单位面积服务功能价值为64 870元/hm2。4类生态系统单位面积服务功能价值分别为：针叶林57 272元/hm2，针阔混交林75 435元/hm2，阔叶林74 977元/hm2，灌木林49 723元/hm2。从估算结果看，单位面积阔叶林生态系统服务功能价值明显高于针叶林。针阔混交林和阔叶林单位面积服务功能价值相差不大(相差仅0.6%)，生态系统服务功能价值主要受面积总量影响。因针阔混交林面积很小，与阔叶林合并后作为阔叶林类型，其生态系统服务功能价值为9 709.57×108元，比针叶林服务功能价值多4 114.54×108元，单位面积服务功能价值为75 005元/hm2，比针叶林单位面积服务功能价值高31.0%。云南省灌木林以阔叶树种占绝对优势，如果把阔叶林、针阔混交林、灌木林合并为同一类型，其生态系统服务功能价值达11 579.93×108元，单位面积服务功能价值为69 313元/hm2，仍高于针叶林单位面积服务功能价值。针叶林、针阔混交林、阔叶林合并即为乔木林，其总面积为22 714 473 hm2，生态系统服务功能价值为15 304.60×108元，单位面积服务功能价值为67 378元/hm2。

2.3 与其他评估结果对比分析

对云南省森林生态系统服务功能价值的评估文献已在引言中列出。因评估方法、评估指标构建、评估范围、数据来源、数据时期、参数选择、区域差异等原因，在严格意义上，不同的评估结果不具备直接可比性。但就同一区域相同的生态系统类型(如云南省森林生态系统)，可通过对采用不同方法、指标、数据、时点、参数的评估结果进行比较，定性分析评估结果的客观性和合理性，对评估结果的应用具有一定参考价值。现就几个主要文献对云南省森林生态系统服务功能价值评估结果进行分析(表5)。

表5 云南省森林生态系统服务功能价值评估比较

从查阅到的5个文献7个评估结果可知，除文献[7]评估结果明显偏高，高于本文评估结果外，其他6个评估结果均低于本文评估结果。从单位面积森林生态系统服务功能价值分析，剔除明显偏高的文献[7]评估结果，取其他6个评估数据平均值为61 847元/hm2，则本次评估结果64 870元/hm2高于此平均值4.9%，差距很小。从评估过程和采用的数据类型、来源分析，评估结果差异原因有：评估方法不同；数据时点相差7～13 a的物价指数变化；森林面积差异，本文森林面积含灌木林，且森林面积与文献数据比较增量较大。

文献[8]根据全国历次森林资源“连清”结果、依托全国森林生态定位观测数据、从国家和省级层面连续40年动态评估森林生态系统服务功能，揭示了其变化规律和原因，评估方法具有大数据分析的部分特性，评估结果具有较高的准确性和可靠性。其中对云南省2004—2008年间和2009—2013年间评估的平均单位面积森林生态系统服务功能价值分别为56 429元/hm2·a和60 391元/hm2·a，按此变化趋势作线性预估，云南省2020年单位面积森林生态系统服务功能价值为64 353元/hm2，与本文评估结果相差仅0.8%。

谢高地等采用与本文相同的方法和基础当量表，以2010年中国土地植被覆盖图为生态系统基础数据，对全国各类生态系统服务功能价值进行了评估[12]，评估结果：森林生态系统面积为22 394×104hm2，服务功能价值为17.53×1012元，单位面积森林生态系统服务功能价值为78 280元/hm2。在全国尺度，此结果明显高于本文引言所列大多数文献和本文评估结果。

综上分析结果表明，采用当量因子法对森林生态系统服务功能价值的评估结果，通常高于基于单位服务功能价格方法评估结果，这与邵卫东等人的研究结果[10]一致。但本文评估结果仅略高于基于单位服务功能价格方法评估结果，考虑到物价指数上涨、森林资源增长以及云南省森林生态系统在国际、国内重要、特殊且持续提升的地位，此结果在可接受范围内，可信度较高。

3 结论与讨论

3.1 结论

基于价值当量法，利用2020年森林资源监测数据和农作物产品收益数据，评估云南省森林生态系统服务功能价值。评估结果表明，全省森林生态系统服务功能价值为17 174.96×108元。在四类生态系统类型中，阔叶林生态系统服务价值为9 113.15×108元，对总价值的贡献率最大，达53.1%。在四大项服务功能中，调节功能服务价值最大，为11 440.13×108元，占总价值的66.6%。

全省单位面积森林生态系统服务功能价值为64 870元/hm2。此评估结果高于此前20年间采用单位服务功能价格方法对云南省森林生态系统服务功能价值的6次评估结果，但差距不大，仅高于6次评估平均值的4.9%。经分析，本文评估结果在正常、合理范围内。经与评估体系完备、数据来源丰富、专业性强的文献[8]评估结果对比分析，可以认为本评估结果较客观地反映了近期云南省森林生态系统服务价值，具有较高可信度。但就评估方法比较，包括文献[8]在内的大多数评估均采用或参考单位服务功能价格方法构建评估指标体系，涉及评估类型多，参数选取标准难统一，计算过程复杂。而本文采用的当量因子法虽相对较粗放、宽泛，但较为直观易用，数据需求少，可操作性强，评估结果具有横向可比性，相对贴近人们的支付意愿。

3.2 讨论

1)云南省拥有可成林优势树种200多种，自然森林生态系统分为16个森林林纲、328个森林林系和若干森林林型(类型)，森林类型系统有多样、独特、系统等特性[24]。云南森林生态系统多样且复杂，各类森林生态系统在生态区位、环境、组成、结构、碳储量、时空动态变化等方面均存在很大差异，相应地森林生态系统服务功能价值大小差异也应有所区别。本文基于价值当量法，仅按针叶林、阔叶林、针阔混交林、灌木林四大类来划分确定当量因子仍过于粗放，评估分类不精细，评估结果准确性受一定影响。对云南省不同类型森林生态系统价值量评估尚有很多方面值得进行深入细致研究。

2)文本采用的当量因子法所使用的单位面积生态系统服务功能价值当量基础表来源于谢高地等人研究成果[9]。此研究成果被广泛应用于土地利用、土地覆被变化进行当量赋值，进而评价各类生态系统服务功能。但是，此基础表呈现的是以2010年生态系统相关数据来源为基数的全国平均状态，忽略了区域差异，且随着社会经济发展，基础表中反映的各类生态系统(包括各类森林生态系统)各项服务功能的相对价值差异也在不断发生变化，需采用合适的方法进行修正，才能符合当时当地的森林生态系统服务功能价值实际。因修正方法和参数(如农田收益、净初级生产力、生物量、生态区位、气候土壤调节因子等)的差异，也会造成最终评估结果的差异。

3)综上所述，森林生态系统服务功能价值并非静态数据，而是一个动态的时空变化过程。本文对森林生态系统服务功能价值的评估仅反映特定时期的静态结果，对评估结果在林业生态建设和决策中的实际应用有一定限制。近年来，国家发布了新的《森林生态系统服务功能评估规范》(GB/T 38582-2020)，并着手开展全国林草生态状况年度综合监测评价工作。其技术规程中的监测内容包括了对森林生态系统实物量和服务价值的评估、监测。但按评估规范要求，对于省级层面，部分参数(如生态定位监测数据)仍难以满足评估需求。结合国家评估要求，应用价值当量法对云南省森林生态系统服务功能价值开展常态化监测研究，作为云南省林草生态状况综合监测评价的补充，应具有一定的参考价值。