庐山自然保护区森林生态系统服务价值评估_胡海胜.pdf

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1、29卷第5期2007年9月资 源 科 学RESOURCES SCIENCEVol.29,No.5Sep.,2007文章编号:1007-7588(2007)05-0028-09收稿日期:2006-11-29;修订日期:2007-03-06基金项目:四川乐山师范学院世界遗产研究所项目:“大庐山框架与和谐旅游发展研究”(编号:YCY J06202)。作者简介:胡海胜,男,江西弋阳人,讲师,主要从事保护生态学和旅游规划设计研究。E2mail:haishenghu78 1631com庐山自然保护区森林生态系统服务价值评估胡海胜1,2(11 中南林业科技大学生命科学与技术学院,长沙 410001;21 江

2、西财经大学旅游学院,南昌 330013)摘 要:森林生态系统具有多种重要的生态功能,分析与评价森林生态系统服务功能的价值已成为当前生态学与生态经济学研究的前沿课题。根据森林生态系统服务价值的计算方法,估算了庐山自然保护区森林生态系统7项服务价值总量为2611086108元 年。庐山森林生态系统服务功能的直接经济价值和间接经济价值分别为1611605108元 年和919481108元 年,直接经济价值是间接经济价值的1162倍。在森林生态系统各项服务功能价值的贡献之中,其大小顺序依次为:森林游憩固CO2释O2土壤保持净化空气涵养水源林果产品保护生物多样性。森林游憩价值以1610838108元 年

3、稳居第1位,占总价值的61160%;其次为固CO2释O2的价值,占总价值的32191%,两项合计占到95151%。庐山森林生态系统服务在价值构成上异于全国一般规律的原因,主要在于庐山自然保护区高度发达的旅游产业和小规模的林业生产活动等。森林生态系统价值评估有助于人们对于森林生态系统价值的认识,有利于区域可持续发展战略的实施和推进。关键词:森林生态系统;服务价值;评估;庐山自然保护区 人类对生态系统服务的重要功能有着悠久的认识历史,但直到19世纪60年代中后期人们才开始对生态系统服务价值进行定量的评估13,1997年Costanza等综合了国际上用各种不同方法对生态系统服务价值的评估研究结果,在

4、世界上最先开展了对全球生物圈生态系统服务价值的估算4。自此以后,国际学术界围绕着生态系统服务价值的可计算性、计量方法和有关的内容展开了激烈的论争。Serafy5、Heal6、Sagoff7、Wilson8等对评估数据、评估方法、评估结果等提出质疑,Pearce9等人更是直接认为世界生态系统服务功能价值的可计算性或者说其计算结果没有实际意义,仅仅通过货币收益的计算并不能形成完整的评估体系10。虽然存在着不同意见,但作为一种研究方法却被社会各界广泛接受,近年发表的论文几乎呈指数上升就是一个明证11,而2001年 启 动 的 千 年 生 态 系 统 评 估(Millennium ecosystem

5、assessment,MA)项目则是生态系统价值评估最大规模的实践尝试12。近年生态系统 服 务 价 值 的 方 法 和 领 域 均 在 继 续 扩 大,Serkan13通过调查当地居民的购买需求和认知态度,计算了密斯乡村发展计划区域的生态系统服务价值;Troy和Wilson14应用GIS的空间格局分析方法,提出了生态系统价值制图的应用前景。随着研究方法和研究领域的逐渐扩展,有理由相信生态系统服务价值评估也将逐渐构建起更为合理、更为有效的评估体系及其应用体系。森林生态系统是全球陆地生态系统的主体,具有吸收二氧化碳、涵养水源、调节气候、防风固沙、保护生物多样性等多种重要的生态功能,森林的兴衰直接

6、关系到全球经济和社会的发展,也直接影响生态环境的健康运转。随着人们对森林生态系统认识的不断加深,分析与评价森林生态系统服务功能的价值已成为当前生态学与生态经济学研究的前沿课题。我国自20世纪80年代开始从全国宏观层面和各森林公园、自然保护区等微观层面,对森林生态系统的服务功能评估进行了较为深入的研究1533。自侯元兆15等人首次全面评估中国森林资源综合效益后,蒋延玲16等研究者先后基于全国森林资源普查资料,并应用Costanza等人的计算方法估算了我国森林生态系统的服务分项价值和总价值17,18。微观应用研究涉及到中国南北各种类型的森林生态系统,关注焦点集中在自然保护区、森林公园、风景名胜区等

7、森林生态系统较为完备之处1933。国内的相关研究对于加深森林生态系统服务价值的评估起到了积极的促进作用,对引起人们关注森林生态系统的服务效益起到了重要的引导意义。庐山自然保护区在中国的自然保护区系统中具有特殊的意义,同时叠加有世界遗产、世界地质公园、中国国家重点风景名胜区等头衔,但迄今为止尚未对本关键区域的非经济价值进行评估。本文借助于国内外已有的森林生态系统服务价值的评估体系和方法,通过计算分析庐山自然保护区内各分项生态系统价值及总值,有利于提高人们保护庐山森林生态系统的自觉性和有效性。1 研究区概况111 自然地理概况1)江西省庐山自然保护区管理处.江西省庐山自然保护区森林资源情况对照表,

8、1999.成立于1981年的庐山自然保护区地处江西省九江市的庐山区、九江县和星子县内,介于东经11552 11608、北纬2926 2941 之间,总面积30512km2,外围保护地带面积500km2。庐山有河流、湖泊、坡地、山峰等多种地貌类型,主峰大汉阳峰海拔1474m,飞峙于长江和鄱阳湖之间,素有“匡庐奇秀甲天下”之美誉。庐山生物资源丰富,生态系统完整,森林覆盖率达7317%,植物3 000余种,昆虫2 000余种,兽类33种。庐山处于亚热带季风区域,面江临湖,山高谷深,山地小气候特征显著。年平均降水1 83315mm,年平均雾日19016天,年平均相对湿度78%。112 社会经济文化概况

9、在庐山长达6 000多年的人类活动中,庐山文化得到了丰厚的沉积,1 500多名诗人留下了4 000余首诗作,拥有东林寺、白鹿洞书院、观音桥、别墅群等知名的文化景观遗产。1982年被列为首批国家重点风景名胜区,1996年被联合国教科文组织以“世界文化景观”列入世界遗产名录,2004年再被联合国教科文组织评为中国首批世界地质公园。庐山地处江西昌九工业走廊之要冲,虽处于迅速崛起的工业经济和传统农业经济的包围圈内,但以旅游业为主导产业,随着“大庐山旅游圈”体系的构建和完善,旅游经济将发挥着更大的带动作用。113 保护区森林资源情况庐山植物区系的地理成分,以热带性和温带性(尤其是北温带)科属成分为主。根

10、据相关资料统计,庐山区内有201科、973属,2 414种植物,其中以种子植物为主体,尤其是被子植物在属、种上占有绝对优势。庐山植被具有明显的垂直分布规律,从山麓向山顶,大体上有亚热带针叶林(由下至上依次为马尾松林、杉木林、黄山松林、柳杉林、扁柏林)、亚热带竹林(由下至上依次为毛竹林、玉山竹林)、常绿阔叶林、落叶常绿阔叶林、落叶阔叶林、灌丛、山地草甸和温地沼泽等七大类型。受局部小气候以及土壤等因素的影响,在庐山南北坡的植被垂直带谱也略有差异,总体上南坡略高于北坡34,35。根据庐山自然保护区的调查资料1),1999年有林地面积15 651hm2,灌木林面积6 840hm2,活立木蓄积达954

11、751m3,森林覆盖率由10年前的6018%提高到7317%。2 研究方法对生态系统服务评价的方法主要有两种,一是物质量评价法(PAM),另一类是价值量评价法(VAM),物质量评价法主要是从物质量的角度对生态系统提供的服务进行整体评价,而价值量评价法主要是从价值量的角度对生态系统提供的服务进行整体评价。根据庐山自然保护区森林资源的现状,并参考相关研究采取的指标体系3638,本次研究运用费用支出法、市场价值法及条件价值等方法对林果产品、森林游憩、涵养水源、固碳释氧、净化空气、土壤保持和保护生物多样性七大功能分别进行定量化评估,最后推算出庐山森林生态系统服务功能的总体价值。211 林果产品价值评估

12、森林生态系统提供的产品主要包括林木产品和林果产品两大类,可采用市场价值法来评估其价值。由于庐山自然保护区所辖区域同时为国家重点风景名胜区、国家森林公园和世界遗产地,区内不存在大规模经营性质的林业生产活动,因此在林木产品的计算上,将蓄积量(m3)乘以相应活立木的价格(240元m3)即可得到林果产品的总值。林果产品仅计算最为重要的茶叶价值,相关数据可从 九江市统计年鉴 中查询39。212 森林游憩价值评估森林游憩价值可采用费用支出法评价。庐山是一个自然与文化紧密结合的旅游目的地,可以认为,前往庐山的游客都必须依托于森林生态系统,因此年森林游憩价值等同于当年的旅游总收入。庐山自9229卷第5期胡海胜

13、:庐山自然保护区森林生态系统服务价值评估然保护区范围内涉及到庐山管理局的全部,庐山区、星子县大部以及九江县小部,而各区县的旅游收入主要源于庐山自然保护区范围内,为方便计算,庐山森林游憩价值可约略等于庐山管理局、庐山区和星子县的旅游收入总和,相关数据可查询 九江市统计年鉴39。213 涵养水源功能评估森林素有“绿色水库”之称,通过林冠的降雨截留、枯枝落叶层及森林土壤的持水,在削减洪峰流量、滞后洪涝时间及枯水季节的水源补给方面有显著作用。根据目前国内外的研究方法和成果,森林涵养水源的总量可以根据森林区域的水量平衡法来计算,计算公式如下37:V=WP=(R-E)AP(1)式中:V为森林年涵水量的经济

14、价值(元);W为涵养水源量(m3);R为年平均降水量(mm);E为森林平均蒸散量(mm);A为森林面积(hm2);P为单位蓄水费用(0167元m3)214 固CO2释O2价值评估利用李高飞等40对中国亚热带常绿阔叶林净第一性生产力(NPP)研究成果(16181t(hm2 年)为依据,根据光合作用方程式估算森林光合固CO2释O2量(系统每生产1100g植物干物质能固定1163gCO2和释放1120g O2)41。固定CO2价值的估算采取国际通常使用的瑞典碳税率法(150美元t,美元对人民币汇率计为1811)37和中国的造林成本法(固定1t CO2成本约为27313元)15,取中间值即为最终的固定

15、CO2的价值;释放O2价值也取生产成本法(400元t)41和造林成本法(释放1t O2成本约为36917元)42的中间值。215 净化空气的价值评估(1)SO2净化价值评估方法。用单位面积森林每年吸收SO2的平均值乘以研究区域森林面积,得到每年森林吸收SO2的总量,再用影子工程的方法,根据近年污染治理过程中消减单位重量SO2的投资成本算出森林生态系统吸收SO2的价值。相关参数依据 中国生物多样性国情研究报告42中的研究成果,阔叶林平均吸收SO2的能力为88165kghm2,每削减100tSO2投资为5104元(t 年),运行费用1104元(t 年)。(2)滞尘价值评估方法。用单位面积森林每年能

16、截持的粉尘量,再乘以森林面积,得到每年森林截留粉尘的含量,运用替代消费法,以消减粉尘的成本来估算森林生态系统滞尘功能的价值。据测定,我国阔叶林森林的滞尘能力为10111t(hm2 年),除尘运行成本170元t43。216 土壤保持价值评估森林生态系统土壤保持的经济效益可运用机会成本法和影子价格法,从保持土壤肥力、减少土地废弃和减轻泥沙淤积灾害3个方面进行评估。(1)减少土地废弃价值估算。森林减少土地废弃面积的计算是根据森林减少土壤侵蚀的总量和土地耕作层的厚度、密度,从而计算出森林减少的土壤侵蚀量相当的耕地面积;计算森林每年减少土壤侵蚀的量,根据潜在侵蚀量与现实侵蚀量的差值计算,然后以机会成本乘

17、土地废弃面积,计算其经济价值。计算公式为37:Es=(VB)(10 000LD)(2)V=S(P-Q)(3)式中:Es为森林减少土地废弃的价值(元 年);V为森林减少土壤侵蚀量(t 年);D为森林土壤平均密度(tm3);L为森林土层厚度(m);B为林业年均收益(元hm2);S为森林面积(hm2);P为森林土壤潜在侵蚀模数(t(hm2 年);Q为森林土壤现实侵蚀模数(t(hm2 年)。根据相关研究成果,土壤潜在侵蚀模数取最高值8 000t(hm2 年),现实侵蚀模数取320t(hm2年),则庐山年森林减少土壤侵蚀量达234139104t;另取森林土壤平均密度1118tm3,土层厚度013731m

18、,以1987年1990年间中国林业的年均经济收益282117元hm2(按1990年不变价)作为森林每年减少土地废弃的机会成本44。(2)保持土壤肥力价值估算。土壤侵蚀使土壤中大量的N、P、K等土壤营养物质流失,土壤保持量为潜在土壤侵蚀量与现实土壤侵蚀量之差,通过测定森林土壤中N、P、K含量,再根据式(4)即可估算出森林生态系统保持土壤肥力的经济效益。Ef=VCiP10 000(i=N,P,K)(4)式中:Ef为保护土壤肥力经济效益(元 年);Ci为土壤中N、P、K的纯含量;P为N、P、K的价格(元),取我国化肥平均价格2 549元t,森林生态系统的土壤中的N、P、K含 量 分 别 取01088

19、%、01040%和01983%45。(3)减轻泥沙淤积价值估算。按照我国主要流03资 源 科 学29卷第5期域的泥沙运动规律,全国土壤流失的泥沙有24%淤积于水库、江河、湖泊,根据蓄水成本来计算森林生态系统减轻泥沙淤积灾害的经济效益46。En=24%VU10 000D(5)式中:En为减轻泥沙淤积经济效益(元 年);U为水库工程费用(0167元m3)37。217 保护生物多样性的价值评估生物多样性经济价值的基本评价方法包括3种类型:基于个人支付意愿(WTP)的直接经济价值评估方法;利用实际或替代市场的间接经济价值评估方法;针对生物多样性价值在空间上流动的现象,基于定量分析的过程2效益评价法47

20、。本研究根据作者于2005年10月在庐山进行的调查问卷资料,采用较为常用的全民支付意愿方法来评价庐山森林生态系统维持生物多样性功能的价值。3 结果分析311 庐山自然保护区森林生态系统服务价值总量根据以上7项森林生态系统服务价值的计算方法,最后得出庐山自然保护区森林生态系统服务价值总量为2611086108元(表1)。2005年庐山管理局的国民生产总值总计为4100108元,另加上庐山区、九江县和星子县三地的国民生产总值,总计产值为5411660108元。据此比较,庐山自然保护区的总体服务价值相当于全年产值的一半,而范围(302km2)则仅为庐山区、九江县和星子县(2 20517km2)的13

21、169%,由此看来,发展绿色产业,提高人们对孤山兀立的庐山的森林生态系统的保护意识具有非常明显的现实价值。表1 森林生态系统服务功能评价结果Table 1The result of evaluation of forest ecosystem services(%,108元 年)功能直接经济价值间接经济价值林果产品森林游憩涵养水源固CO2释O2净化空气土壤保持保护生物多样性评价结果0107671610838011369815923015408016679010102比例012961160015232191210721560104分类合计1611605(61190%)919481(38110%)

22、总 计2611086312 庐山自然保护区森林生态系统各项服务功能所提供的价值量比较从价值构成来看(表1),庐山森林生态系统服务功能的直接经济价值和间接经济价值分别为1611605108元和919481104元,直接经济价值是间接经济价值的1162倍,表明庐山森林生态系统在推进当地经济发展方面起到了积极的作用。不过,本研究的直接 间接经济价值比值与国内部分相关研究结果截然相反,如赵同谦等17研究结果为间接价值是直接价值的416倍,靳芳等18的评估结果是14194倍,毛富玲等27对雾灵山自然保护区的评估比值是113123,间接经济价值均高于直接经济价值。导致以上情况的出现,除研究方法存在一定的局

23、限性外,更主要是因为研究区域的差异所导致的。庐山是中国旅游业发展最为成熟的区域之一,以牯岭镇为核心的旅游业在区域国民经济中占有绝对比重,而国内其他自然保护区内人类活动规模很小,经济活动也仅局限于传统的林果产品以及小范围的旅游行为。在森林生态系统各项服务功能价值的贡献当中,其大小顺序依次为:森林游憩固CO2释O2土壤保持净化空气涵养水源林果产品保护生物多样性。森林游憩价值以1610838108元稳居第1位,占总价值的61160%;其次为固CO2释O2的价值,占总价值的32191%,两项合计占到95151%。造成这种结果的原因是:庐山区域是以旅游业主导的经济发展产业,庐山是我国最为重要和最为成熟的

24、旅游目的地之一,森林生态系统的服务价值已经在经济领域内得到了充分的体现;本次计算的游憩价值是庐山管理局、庐山区和星子县三地旅游综合收入的总值,除庐山自然保护区森林生态系统的资源基础外,还有庐山丰富的文化遗产也提供了旅游业发展的资源依托,因此游憩价值的总值可能略高于实际价值;庐山自然保护区同时为世界遗产地、世界地质公园、国家重点风景名胜区,区内不允许进行大规模的林业生产活动,因而在林果产品的提供上比重相对较低;庐山作为孤峙长江与鄱阳湖之滨的大山,与外界的生物廊道被近年来快速发展的城市、道路等隔断,使庐山成为生物多样性保护的孤岛,受人为活动的干扰,区域内动植物的多样性日渐降低,这也是庐山自然保护区

25、为什么一直未能被评为国家级自然保护区的原因之一。有鉴于1329卷第5期胡海胜:庐山自然保护区森林生态系统服务价值评估此,庐山在快速发展以旅游业为龙头的经济产业时,必须注重对森林生态系统保护的投入,切实发挥庐山自然保护区森林生态系统的间接服务价值。313 庐山自然保护区森林生态系统服务价值的横向比较国内有关学者开展了大量的森林生态系统服务价值的研究,虽然在研究方法、指标选择、资料来源方面存在一定的差异与局限,但在评估结果上仍可进行相应的比较分析(表2)。从总体单位价值量分析,河南鸡公山的服务价值以2315162元hm2位居首位,其次为碧峰峡和庐山,最低的是祁连山的测算结果,仅及全国平均水平的13

26、左右。在涵养水源价值上,北京山地、海南尖峰岭和重庆歌乐山的森林生态系统服务价值比例均超过了50%,歌乐山的单位价值还以319862元hm2稳居第一,比庐山的010453元hm2高出88倍。土壤保持价值也为各研究者广泛重视,但测算结果却存在较大差距,河南鸡公山的比重达到了81186%,而其他区域内的价值则仅占总价值的2%左右,对土壤保持价值的认识差异也同样表现在对全国森林生态系统服务价值的评估上,文献18比17高出33倍。固CO2释O2是另一个被所有研究者共同选择的评估指标,虽然权重在各评估体系中有较大的差异,但在单位价值上则表现出较低的价值份量,其中以庐山218451元hm2为最高,以祁连山0

27、10010元hm2为最低。在随后的各项评价指标上,各研究区域各有取舍,侧重点也略有所别。庐山在净化空气价值上仅高于祁连山和碧峰峡,但仍远高于全国的平均水平。随着全国退耕还林力度的加强,森林生态系统的林果产品价值也日益减低,在所有被评价区域中除崂山占总价值超过30%外,其他均低于20%,单位价值则都在015元hm2以下。由于部分研究区域同时为著名旅游胜地,故游憩价值权重及单位价值都有较大差异,庐山游憩价值占总价值的比重虽低于武陵源,但单位价值则以513257元hm2为最高,其次为同样著名的旅游目的地碧峰峡和武陵源。保护生物多样性与养分循环价值仅为若干研究区域所选择,除原始数据难以搜集外,更为重要

28、的是对于以上两项价值的评估标准尚无明确限定,研究者的认知态度还有待于进一步提高和深入。通过以上比较,我们可以发现评价指标的选择与研究区域的特殊情况有着紧密相关,旅游业发达区域主要关注于游憩价值,庐山森林生态系统评估价值基本反应了这一情况。4 结论与讨论(1)根据森林生态系统服务价值的计算方法,最后得出庐山自然保护区森林生态系统服务价值总量为2611086108元。按照价值构成来进行比较,本研究得到庐山森林生态系统服务功能的直接经济价值和间接经济价值分别为1611605108元和919481108元,直接经济价值是间接经济价值的1162倍。在森林生态系统各项服务功能价值的贡献之中,其大小顺序依次

29、为:森林游憩固CO2释O2土壤保持净化空气涵养水源林果产品保护生物多样性。森林游憩价值以1610838108元稳居第1位,占总价值的61160%;其次为固CO2释O2的价值,占总价值的32191%,两项合计占到95151%。(2)庐山森林生态系统服务价值构成中森林游憩价值比值较一般评价区域为大,主要原因有:一是庐山区域是以旅游业主导的经济发展产业,森林生态系统的服务价值已经在经济领域内得到了充分的体现;二是本次计算的游憩价值是旅游综合收入的总值,游憩价值的总值可能略高于实际价值;三是庐山自然保护区内不允许进行大规模的林业生产活动,林果产品的提供上比重相对较低;四是庐山与外界的生物廊道被隔断,使

30、庐山成为生物多样性保护的孤岛,区域内动植物的多样性日渐降低。有鉴于此,庐山在快速发展以旅游业为龙头的经济产业时,必须注重对森林生态系统保护的投入,切实发挥庐山自然保护区森林生态系统的间接服务价值。(3)横向比较研究,虽然在研究方法、指标选择、资料来源方面存在一定的差异与局限,但通过单位价值量和单项价值在总价值中的比例测算,一方面可校核研究案例区评估数值的正确性,另一方面也可揭示生态系统服务价值评估过程所要遵循的具体问题具体分析的基本原则。(4)受研究区资料及研究方法的局限,本次研究仅是对庐山自然保护区内森林生态系统服务价值的初步评价,除研究中涉及到的7项主要服务价值外,尚有其他价值未被评估,因

31、此区域内的总服务价值可能要低于实际价值。不过,我们有理由相信,即便是这样一个初步的评估也有助于人们对于森林生态系统价值的认识,不仅将为政府生态环境政策的制定提供参考,也可成为公众日常环境教育的依据,进而从整体上有利于庐山区域内可持续发展战略的实施和推进。23资 源 科 学29卷第5期3329卷第5期胡海胜:庐山自然保护区森林生态系统服务价值评估参考文献(References):1 K ing R T.Wildlife and manJ.Conservationist,1966,20(6):8111 2 Helliwell D R.Valuation of wildlife resourcesJ

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