百花山森林生態(tài)效益價值評估

百花山森林生態(tài)效益價值評估

森林不僅為人類提供了必要的食物、藥物、生物能源和工業(yè)材料的直接價值，而且還承擔(dān)著維護水源、調(diào)節(jié)氣候、改善環(huán)境、促進人類文化和道德發(fā)展等任務(wù)。這是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。近年來,雖然社會各界對森林資源環(huán)境價值的認識在不斷增強,但因量化不夠而認識不足,導(dǎo)致森林資源環(huán)境保護困難,利用過程中破壞現(xiàn)象時有發(fā)生。通過對一個地區(qū)的森林資源環(huán)境價值進行估算和評價,可以幫助人們清楚地認識森林資源在本地系統(tǒng)中所發(fā)揮的作用,推進提高當(dāng)?shù)厝罕姷谋Ｗo意識,制定合理的保護和利用策略。1地貌、地貌和植物資源百花山位于北京市西郊門頭溝區(qū)和房山區(qū)之間,地理坐標(biāo)為東經(jīng)115°25′～115°42′,北緯39°48′～40°05′。中北部及西南部屬于北京北山隆起構(gòu)造區(qū),地貌類型為山地侵蝕構(gòu)造地貌,約占全區(qū)面積的90%;東南部屬于北京西山凹陷構(gòu)造區(qū)的西山褶皺隆起區(qū),地貌類型為侵蝕構(gòu)造地貌或堆積地貌,僅占全區(qū)面積的10%左右。百花山地處亞高山地帶,屬于中緯度溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),年降水量約600mm,年均氣溫10.8℃,年積溫≥3800℃,年均無霜期200d;土壤類型隨海拔的增高呈現(xiàn)規(guī)律性的變化,依次為褐土、棕壤、亞高山草甸土。百花山植物資源十分豐富,約有野生維管束植物127科811種,其中苔蘚類植物24科69種,蕨類植物15科59種。薔薇科、禾本科、菊科、百合科和十字花科占有顯著地位。喬木中楊屬、柳屬、鵝耳櫪屬、白蠟屬等也顯出了北溫帶分布類型特點。觀賞花卉植物200余種,藥用植物400余種。有野生陸生脊椎動物166種,分屬47科、102屬,其中列為國家重點保護的有豹、斑羚、金雕、勺雞、鷹、隼、赤狐、豬獾、狍、杜鵑、黃鸝、黃眉柳鶯、大山雀以及蝮蛇、中國林蛙等60種。2百華山森林資源環(huán)境價值研究2.1直接使用價值2.1.1消費性價值的衡量此類價值以生物資源提供給人類的直接產(chǎn)品形式出現(xiàn)。消費性價值與生物資源消費者的直接享用和滿足有關(guān),相對而言,通過標(biāo)價,消費性價值通常比較易于覺察和衡量。百花山自然保護區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng),消費性價值主要包括活立木價值、經(jīng)濟林價值和野果及其他林副產(chǎn)品價值。(1)未天然林造林地立地條件百花山自然保護區(qū)總面積21743.1hm2,其中林業(yè)用地面積19583.9hm2,非林業(yè)用地面積2159.2hm2,森林覆蓋率55.57%。在林業(yè)用地中,有林地12082.8hm2,灌木林4065.6hm2,疏林地187.3hm2,未成林造林地70.0hm2,苗圃地4.8hm2,宜林地3173.4hm2。有林地占林業(yè)用地面積的61.7%,其中防護林9806.1hm2,特用林1426.7hm2,經(jīng)濟林850.0hm2。主要喬木林種油松、華北落葉松、側(cè)柏、遼東櫟、山楊、樺木、白蠟、核桃楸面積依次為793.42hm2、414.73hm2、644.6hm2、2863.7hm2、1706.6hm2、3976hm2、267.1hm2和252.4hm2,其它喬木樹種林面積1164.2hm2。按“2007年中國林業(yè)統(tǒng)計年鑒”原木產(chǎn)品(全部規(guī)格)銷售實際平均單價及活立木年增長價值為活立木總價值的1/48計算,百花山自然保護區(qū)活立木經(jīng)濟價值為15.02×104萬元(表1),活立木年增長價值為3080.65萬元。(2)體現(xiàn)了一個產(chǎn)品的經(jīng)濟效益經(jīng)調(diào)查,百花山自然保護區(qū)經(jīng)濟林850hm2,平均價值為7610元·hm-2,經(jīng)濟林價值量為646.85萬元。另外,經(jīng)濟林經(jīng)濟產(chǎn)品年產(chǎn)量約1萬kg,平均銷售價格2.14元·kg-1,經(jīng)濟林產(chǎn)品年產(chǎn)值為2.14萬元。百花山自然保護區(qū)經(jīng)濟林價值總量為648.99萬元。(3)野生植物資源的價值根據(jù)百花山科學(xué)考察報告,百花山野生植物資源價值包括野生植物采集、中藥材資源價值等,總價值為16.61萬元。2.1.2提供非消費性利用的服務(wù)非消費性價值體現(xiàn)在森林資源為人類所提供的服務(wù)雖然沒有實物形式,但仍然可以感覺到、且能夠為人類提供直接非消費性利用方面的服務(wù)。非消費性價值包括科學(xué)研究價值、文化價值和旅游價值。百花山自然保護區(qū)科學(xué)研究價值和文化價值因資料不足,不能進行準(zhǔn)確計算,旅游價值采用收益資本化方法,利用百花山森林旅游收入資料,折算得出百花山自然保護區(qū)森林資源年均游憩類非消費性價值為1000萬元。2.2生物多樣性增加間接使用價值主要通過生態(tài)功能體現(xiàn):提供生態(tài)系統(tǒng)與生物進化所需要的豐富物種與遺傳資源;生產(chǎn)有機質(zhì)、固定CO2、釋放O2、涵養(yǎng)水源、保護土壤、降解重要污染物質(zhì)等。2.2.1有機物質(zhì)的生產(chǎn)植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,合成有機物質(zhì),是生物鏈中有機物的第一性生產(chǎn)者和生物能量的積累者。根據(jù)百花山科學(xué)考察報告,百花山年干物質(zhì)生長量為1.85萬t。2.2.2固定b2和釋放obo(1)固定co的比較根據(jù)植物光合作用化學(xué)方程式及百花山自然保護區(qū)各主要植被類型的年干物質(zhì)生長量,計算出百花山保護區(qū)年CO2固定量為3.0155萬t。固定CO2經(jīng)濟價值的計算,目前國際上主要有兩種方法,即碳稅法和造林成本法。目前,瑞典的碳稅率即每kg碳0.15美元得到較多人的認可,按此換算的固定CO2稅率為每噸CO240.94美元,折合人民幣279.54元,計算得出百花山保護區(qū)固定CO2的總價值為842.95萬元。聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)研究表明,在中國木材成本為240.03元·m-3,折合每噸碳260.9元,每噸CO271.15元,計算得出百花山保護區(qū)固定CO2的總價值為214.55萬元。將碳稅法和造林成本法計算得出的百花山保護區(qū)固定CO2總價值取算術(shù)平均值為528.75萬元。(2)經(jīng)濟效益分析按與計算CO2固定量相同的方法,計算得出百花山保護區(qū)年O2釋放量為2.2015萬t。釋放O2的經(jīng)濟價值,可用造林成本法與工業(yè)氧價格替代法來計算。按造林成本法及目前我國各樹種平均造林成本240.03元·m-3,折合每kg氧氣352.93元計算,百花山保護區(qū)年O2釋放價值量為776.98萬元。按工業(yè)氧價格代替法及目前工業(yè)氧價格0.4元·kg-1計算,百花山保護區(qū)年O2釋放價值量為880.6萬元。將造林成本法與工業(yè)氧價格替代法計算得出的百花山保護區(qū)年O2釋放價值取算術(shù)平均值為828.79萬元。2.2.3林地生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分積累量計算在森林生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)流動的一部分營養(yǎng)物質(zhì)參與生物體的構(gòu)建,避免受雨水淋洗直接流失,其主要成分為N、P、K元素,森林固定營養(yǎng)物質(zhì)的價值也以這3種元素的價值來計算,林地每年各元素累積量為林分在1年生長中從土壤的吸取量減去枯落物歸還土壤的量和雨水淋洗歸還的量。根據(jù)《中國生物多樣性國情研究報告》林地生態(tài)系統(tǒng)各養(yǎng)分的固定量,即N0.418%、P0.089%、K0.181%和百花山自然保護區(qū)森林年干物質(zhì)生長量,計算得出百花山保護區(qū)森林每年N、P、K固定量分別為77.33t、16.47t和33.49t。按我國化肥平均價格2549元·t-1計算得出,百花山保護區(qū)森林每年固定營養(yǎng)物質(zhì)的間接經(jīng)濟價值為31.17萬元。2.2.4保護水資源的價值(1)林地土壤平均容重根據(jù)有關(guān)調(diào)查,北京市各區(qū)縣土壤耕作層平均厚度為30cm左右,清水鎮(zhèn)土壤侵蝕模數(shù)為296.1t·km-2·a-1,林地土壤平均容重1.10t·m-3。則每km2森林可減少的土壤流失量相當(dāng)于減少廢棄土地的面積為0.0897hm2,百花山保護區(qū)森林減少土地損失的面積為10.84hm2,根據(jù)土地最高買賣價格5480.5元·hm-2計算得出,百花山保護區(qū)森林減少土地損失價值為5.94萬元。(2)活性物質(zhì)的計算根據(jù)資料,北京北部山區(qū)森林地表層土壤有機質(zhì)含量平均為3%,全N含量平均為0.19%,全P含量為0.02%,全K含量為0.08%。森林減少土壤流失量實測值為296.1t·km-2·a-1,每km2森林減少土壤有機質(zhì)、N、P、K的損失量分別為10.07、0.6376、0.067和0.2684t·km-2·a-1。根據(jù)薪柴轉(zhuǎn)化成土壤有機質(zhì)的比例2∶1和薪柴機會成本價格51.3元·t-1計算,百花山森林每年減少土壤有機質(zhì)損失的價值為6.24萬元。森林減少氮、磷、鉀養(yǎng)分損失的價值計算方法是將土壤中純氮、磷、鉀分別換算成磷酸二銨[(NH4)2HPO4]和氯化鉀(KCl)量,并用公式Vf=d·s·∑P1i·P2i·P3i計算,式中:Vf為森林保肥效益經(jīng)濟評價價值(元),d為單位面積水土流失量(t·km-2),s為森林面積(km2),P1i為森林土壤中氮、磷、鉀含量(%),P2i為純氮磷鉀折算成化肥的比例(%),P3i為化肥售價(元·t-1)。純N、P、K折算成化肥的比例分別為:132/14,132/31,75/39,N、P元素包含在同一種復(fù)合肥中,可將二者合一計算。根據(jù)公式和目前(NH4)2HPO4、KCl市場價格2650元·t-1、2050元·t-1,計算得出,百花山自然保護區(qū)森林減少N、P、K養(yǎng)分損失的價值為69.69萬元,減少土壤肥力損失的價值為75.93萬元。(3)經(jīng)濟效益分析百花山保護區(qū)位于齋堂水庫上游,其森林減少泥沙淤積的價值采用影子工程法計算,以全國土壤侵蝕流失量的24%的平均水平淤積于水庫,每m3庫容建設(shè)成本0.67元(1990年不變價,1988～1996年全國水庫建設(shè)每年新增投資量除以每年新增庫容量)計算,得出百花山自然保護區(qū)森林每年減少泥沙淤積的經(jīng)濟價值為2.17萬元。2.2.5森林涵養(yǎng)水源年涵養(yǎng)水源量用水量平衡法,即公式R=P-E計算,式中R為年均徑流量(森林涵養(yǎng)水源量),P為年均降水量,E為年均蒸發(fā)量。根據(jù)百花山自然保護區(qū)年均降水量611.9mm,年均蒸發(fā)量107.7mm,計算得出百花山保護區(qū)年均徑流深為504.2mm左右,森林涵養(yǎng)水源總量6092.15萬m3。按影子工程法和每m3庫容建設(shè)成本0.67元,計算得出百花山保護區(qū)涵養(yǎng)水源價值為4081.74萬元。2.2.6凈化環(huán)境的價值(1)森林吸收so2的價值根據(jù)面積-吸收能力法和《中國生物多樣性經(jīng)濟價值評估》森林SO2吸收能力針葉林215.6kg·hm-2,闊葉樹為88.65kg·hm-2以及《中國生物多樣性國情研究報告》SO2治理費用0.6元·kg-1,計算得出百花山保護區(qū)森林吸收SO2的價值130.63萬元。根據(jù)閥值法和中國環(huán)境科學(xué)研究院生態(tài)研究所測得的樹木SO2平均吸收能力120.8kg·hm-2,計算得出百花山保護區(qū)森林吸收SO2的價值87.58萬元。將造林面積-吸收能力法和閥值法計算得出的百花山保護區(qū)森林年吸收SO2價值取算術(shù)平均值為109.11萬元。(2)hm-2低碳針葉樹種據(jù)北京市環(huán)境保護科學(xué)研究所測定,闊葉樹吸氟能力刺槐、白蠟等為4.65kg·hm-2,經(jīng)濟林1.68kg·hm-2,側(cè)柏、油松等常綠針葉樹種為0.5kg·hm-2。按森林吸收氟化氫價格為煤爐窯大氣污染物排污收費等籌資性標(biāo)準(zhǔn)的平均值0.16元·kg-1計算,百花山保護區(qū)森林吸收氟化物的價值為0.74萬元。(3)火炬氣吸收污染物價值森林吸收氮氧化物研究國內(nèi)較少,參照韓國科學(xué)技術(shù)處測定(森林公益技能的計量化研究,1993)的當(dāng)?shù)趸锇l(fā)生量為1067000t時,每hm2森林吸收量6.0kg,以及采用中國大氣污染物排污收費標(biāo)準(zhǔn)的籌資性標(biāo)準(zhǔn)平均值1.34元·kg-1作為森林吸收氮氧化物價格,計算得出百花山保護區(qū)森林吸收氟化物的價值為9.71萬元。(4)年滯塵能力據(jù)資料,針葉林年滯塵能力為33.2t·hm-2,闊葉林年滯塵能力為10.11t·hm-2。森林削減粉塵的價值按燃煤爐窯大氣污染物排污收費的籌資性標(biāo)準(zhǔn)平均值0.56元·kg-1計算,則百花山保護區(qū)森林削減粉塵的價值為9236.45萬元。(5)森林凈化系統(tǒng)的組成森林的滅菌價值(V0)由公式V0=a1·T(1/K-1)計算,式中:a1為森林滅菌價值占森林總生態(tài)價值的比例系數(shù),T為森林林木蓄積總價值,K為森林直接實物性使用價值占森林有形和無形總價值的比例系數(shù)(一般按10%)。按a1取15%、K取10%計算,百花山保護區(qū)森林殺菌的價值為20.27萬元。(6)聲危害治理費用森林降低噪聲的價值用2種替代方法估算:一是用噪聲危害造成的健康等損失費用與噪聲危害治理費用之和即噪聲危害的總損失費用來代替,但健康的損失費用和大范圍交通噪聲治理費用往往難于確定。二是參照森林殺菌價值的計算方法。同樣a1取15%、K取10%,參照森林殺菌價值計算法計算得出森林減噪價值為20.27萬元。3北京市水土資源開發(fā)現(xiàn)狀及環(huán)境價值(1)百花山自然保護區(qū)