生態恢復效益價值計算模型研究

許 嵐，周富春

（1.重慶交通科研設計院，重慶 400067;2.重慶交通大學河海學院，重慶 400074）

生態恢復效益價值計算模型研究

許 嵐1，周富春2

（1.重慶交通科研設計院，重慶 400067;2.重慶交通大學河海學院，重慶 400074）

以公路工程為樣例，將環境空間分為水環境、土壤環境、大氣環境、聲環境、生物環境、景觀環境等6個層面，通過影子工程法、防護費用法、恢復/重置費用法等評估方法建立生態恢復效益貨幣價值計算模型，并代入實例工程數據，驗證模型的可行性，從而獲得評價結果，證明生態恢復工程實施后將產生巨大的效益價值。

生態恢復;公路;效益價值;貨幣化

建設項目環境影響評價中，將環境價值量化為貨幣的過程，一直是環境損益分析中最難的步驟。因此，需要分析不同的環境現狀，采取不同的環境價值評估方法，量化不同的環境價值，統一為貨幣值。目前，常使用的環境價值評估方法有:旅行費用法、隱含價格法、人力資本法、防護費用法、生產力損失法、恢復/重置費用法、成果參照法、機會成本法等［1］。

1 模型建立

以公路工程為典型樣例，將在公路工程施工、營運期所受到影響的環境空間分為:水環境、土壤環境、大氣環境、聲環境、生物環境、景觀環境等6個層面，通過影子工程法、防護費用法、恢復/重置費用法等評估方法建立生態恢復效益貨幣價值計算模型。

1.1 水環境生態恢復效益

1.1.1 保持水質效益

采用恢復費用法，即用恢復被破壞的環境的費用來表示投入生態恢復工程后所挽回的經濟損失。

當水質受到污染，超過了水體修復能力，就必須采取凈化水體措施恢復水體自潔能力，其投入的費用可作為保持水質效益價值。目前國內常用的凈化水體方法有:曝氣復氧、微生物修復等。其公式如下:

式中:Q為保持水質效益，元;A為曝氣復氧費用，元;M為微生物修復費用，元;Am為曝氣單機價，元/套;Hi為河床影響區域面積，km2;Hs為服務面積，km2;E為單機每天曝氣耗電費，元/天;T為服務時間，天;F為微生物修復技術單價，元 /km2;Hi為河床影響區域面積，km2。

1.1.2 保持水位效益

當發生泥沙下泄、河流淤塞等現象時，就必須通過清淤船等治理措施對河床進行清理、疏導。根據恢復費用法，其投入的整治資金可作為保持水位效益價值。其公式如下:

式中:L為保持水位效益，元;Ds為清淤船年花費，元/年;Tp為清淤工程工期，年。

1.1.3 減少地表徑流效益

當發生地表徑流時，就必須通過水土保持措施來降低水土流失發生的可能性。根據恢復費用法，其投入的水保措施資金可作為減少地表徑流的效益價值。其公式如下:

式中:W為減少地表徑流效益;Moi為水土流失治理前的侵蝕模數，t/（km2·a）;Msi為水土流失治理后的侵蝕模數，t/（km2·a）;Hw為水土流失面積，km2;Dr為清除水庫淤塞工程費用，元/t。

1.2 土壤環境生態恢復效益

1.2.1 保持土壤肥力效益

當土壤團粒、水分、養分受到破壞，通過微生物修復技術，可起到吸收、沉淀、氧化和還原等作用，且改變根際微環境，從而降低土壤中重金屬毒性。根據恢復費用法，其投入的生物修復資金可作為保持土壤肥力效益價值。其公式如下:

式中:S為保持土壤肥力效益，元;Hs為項目區土壤裸露面積，km2;Bt為生物菌肥投入量，kg/km2;Bp為生物菌肥價格，元/kg。

1.3 大氣環境生態恢復效益

1.3.1 凈化空氣效益

采用成果參照法，即直接參照或引用前任學者研究出的單位價值，再與環境變量相乘積的結果作為投入生態恢復工程后所挽回的經濟損失。

生態恢復工程中，植被的釋放氧氣與吸收有害氣體、粉塵的量，可以通過成果參照法直接換算出所產生的凈化空氣效益價值。其公式如下:

式中:E為凈化空氣效益，元;O為年氧氣釋放價值;C為年吸收二氧化碳價值;U為年吸收二氧化硫價值;V為年吸收粉塵價值;Hg為綠化面積，km2;K為單位面積每年釋放氧氣量，kg/km2;Op為單位工業制氧成本價，元 /kg;R為單位面積每年吸收二氧化碳量，kg/km2;Cp為單位回收二氧化碳成本價，元/kg;N為單位面積每年吸收二氧化硫量，kg/km2;Up為單位二氧化硫排污費，元 /kg;G為單位面積每年吸附粉塵量，t/km2;Vp為單位消滅粉塵成本，元 /t。

1.3.2 調節小氣候效益

通過成果參照法，利用植被涵蓄降水能力，可以換算出植被覆蓋所產生的調節小氣候效益價值I。

式中:I為調節小氣候效益;Ws為當年水價，元 /t;Pa為植被年涵蓄降水能力，t/km2;Ha項目區綠化面積，km2。

1.4 聲環境生態恢復效益

1.4.1 植被降噪效益

通過成果參照法，利用植被枝葉表面的毛孔或絨毛能吸噪的功能，可以換算綠化帶措施后實現的植被降噪效益價值Z。

式中:Z為植被降噪效益;Lg為綠化里程數，m;Nd為單位可降噪量，dB/m;Zp為單位減少噪音價值，元 /（dB·m）。

1.4.2 聲屏障降噪效益

采用防護費用法，即用避免某種污染的費用來表示投入生態恢復措施后挽回的環境污染造成的經濟損失。

當高速公路的交通噪聲擾民，通過搭建臨時移動式聲屏障，可以快速發揮隔音降噪效果。則通過防護費用法，其投入的費用可作為聲屏障降噪效益價值Sb。

式中:Sb為聲屏障降噪效益，元;Sbp為移動式聲屏障單價，元/m;Ls為聲環境敏感點長度，m。

1.5 生物環境生態恢復效益

1.5.1 維持生物多樣性效益

采用影子工程法（重置費用法），即用復制具有相似環境功能的工程費用作為挽回的環境污染造成的經濟損失。

當工程區生物多樣性減少，必須重新開辟一塊森林綠地補償原有生物多樣性的功能，通過影子工程法，其重新栽植與原有生態林相似的林草木的投入費用可作為維持生物多樣性效益價值Bds。

式中:Bds為維持生物多樣性效益，元;Vp為各生物平均單價，元/株、元/km2等;Vm為工程區受損植被量，株、km2等。

1.6 景觀環境生態恢復效益

1.6.1 美化路容效益

采用生產力損失法，即用環境破壞造成的生產力損失作為投入生態恢復措施后挽回的經濟損失。

當公路工程路容得到美化后，交通事故率會明顯降低。通過生產力損失法、成果參照法，其減少產生的財產損失可作為美化路容效益價值。

式中:Aw為美化路容效益，元;Pw為當年交通事故直接財產損失，元;Lg為該公路綠化里程數，km;Lgn為當年全國公路綠化里程數，km;Pa為措施實施后事故發生減少率，%。

2 實例驗證

2.1 項目概況

以某條山區高速公路某路段為例，路線全長139.819 km，總體呈南北走向，全線采用雙向6車道，設計速度120 km/h。工程共設有橋梁82座，隧道9座，互通立交14座，服務管理區5個。工程工期48個月。工程靜態總投資共計154億元。

項目總占地面積為13.23 km2，其中永久占地面積10.81 km2，臨時占地面積2.42 km2。工程挖方共計3 389.15 萬 m3，填方共計 2 894.54 萬 m3，借方358.81 萬 m3;產生棄渣 725.22 萬 m3。

2.2 數據代入

2.2.1 水環境生態恢復效益

1）保持水質效益

據統計，該工程跨越河流且需在河道中架設橋墩的橋梁共計兩座，施工期間河床影響區域面積估計為0.008 8 km2，針對河道曝氣復氧以采用大功率22 kW潛水式推流曝氣機及其運作耗用電能作為水體供氧費用。按當年市場價格，22 kW潛水式推流曝氣機每套7萬元，單機服務面積0.002 1 km2，電價按0.5元計算，單機每小時所耗電費22 kW×0.5元=11元。曝氣復氧機按照工作間隔原理，服務時間折半計算。

根據有關資料，微生物修復技術1 km2需花費240萬元，相對機械修復技術費用節省了80%［2］，它具有處理效果好、工程造價相對較低、不需耗能或低耗能、運行成本低廉等優點。

根據式（1-1）計算:

曝氣復氧費用A=7萬×（0.008 8/0.002 1）+11×12×365×（0.008 8/0.002 1）=49.52（萬元）

根據式（1-2）計算:

微生物修復費用 M=240萬 ×0.008 8=2.11（萬元）

根據式（1）計算:

保持水質效益 Q=49.52+2.11=51.63（萬元）

2）保持水位效益

按照現有市場價格，以一條價格30萬的清淤船計算，按15年折舊，年折舊費為2萬元，并加上油費、人工費和維修保養費，總共每年需花費10萬元。清淤工程工期按清淤船常規工作時間折算為6個月。

根據式（2）計算:

保持水位效益L=10萬×6/12=5（萬元）

3）減少地表徑流效益

水土流失治理產生的防護工事費用為了便于計算，按清除水庫淤塞工程造價計算［3］。根據相關資料推算，清除1 t水庫淤塞的工程需投入36元。根據工程資料，建設區水土流失總面積為8 km2。水土流失治理前的侵蝕模數為30 848 t/（km2.a），水土流失治理后的侵蝕模數1 800 t/（km2.a）。根據式（3）計算:

減少地表徑流效益W=（30 848-1 800）×8×36=836.58（萬元）

2.2.2 土壤環境生態恢復效益

根據有關資料，為了增強土壤肥力，每畝地可施用2 kg左右生物菌肥;按市場價格，每公斤生物菌肥約15元。土壤裸露面積按可綠化面積4.90 km2計算。根據式（4）計算:

保持土壤肥力效益 S=（4.90×1 500）×2×15=22.05（萬元）

2.2.3 大氣環境生態恢復效益

1）凈化空氣效益

根據工程資料，項目區綠化面積按林草植被覆蓋面積4.86 km2計算。由于項目區綠地建設以森林為主，采用喬、灌、草、藤多方位立體綠化措施，與公園綠地的綠化措施接近，因此，以公園綠地為計算依托最為適宜［4］。據有關專家研究測定，公園綠地每天分別釋放氧氣60 000 kg/km2，吸收二氧化碳90 000 kg/km2。國家統計局公布的工業制氧成本價是0.4元/kg，回收二氧化碳的成本價是0.32元/kg。根據《中國可持續發展林業戰略研究總論》［5］，針闊混交林每年吸收二氧化硫15 213 kg/km2。根據國家發改委制定的《節能減排綜合性工作方案》，二氧化硫排污費為1.26元/kg。根據《中國可持續發展林業戰略研究總論》，以樹木為主的綠地每年可吸附或阻擋粉塵1 200 t/km2。根據《中國生物多樣性國情研究報告》，每消減1 t粉塵的成本價為170元［6］。

根據式（5-1）計算:

年氧氣釋放價值 O=4.86×60 000×365×0.4=4 257.36（萬元）

根據式（5-2）計算:

年吸收二氧化碳價值C=4.86×90 000×365×0.32=5 108.83（萬元）

根據式（5-3）計算:

年吸收二氧化硫價值 U=4.86×15 213×1.26=9.32（萬元）

根據式（5-4）計算:

年吸收粉塵價值 V=4.86×1 200×170=99.14（萬元）

根據式（5）計算:

凈化空氣效益 E=4 257.36+5 108.83+9.32+99.14=9 474.65（萬元）

2）調節小氣候效益

根據《中國可持續發展林業戰略研究總論》，森林年涵蓄降水能力在100 mm左右，相當于100 000 t/km2。根據工程項目資料，項目區綠化面積為4.86 km2。水價以當年水平1.83元/t計算。根據式（6）計算:

調節小氣候效益 I=1.83×100 000×4.86=88.94（萬元）

2.2.4 聲環境生態恢復效益

1）植被降噪效益

根據《中國可持續發展林業戰略研究總論》，喬、灌、草結合的多層次的40 m寬的綠地能降低噪音10～15 dB，計算時取下限。按照郎奎建支付愿意法，森林減少噪音價值為5元/（dB·m）。綠化里程數用林草植被面積4.86 km2與植被帶寬40 m計算獲得。根據式（7）計算:

植被降噪效益 Z=121 592.5×10×5=607.96（萬元）

2）聲屏障降噪效益

據現場勘察，項目區聲環境敏感點長度共計5 600 m。如需安裝臨時移動式聲屏障，按當年市場價格，以厚度為0.05 m，高度為1 m的移動式聲屏障為計算依據，其價格為200元/m。根據式（8）計算:

聲屏障降噪效益Sb=200×5 600=112（萬元）

2.2.5 生物環境生態恢復效益

據現場勘察，工程區分布的喬木主要有馬尾松、杉木、桉樹、樟樹、闊葉林群落和竹林等;灌木主要有桃金娘、野牡丹、九節等;草本植物主要有有芒萁、五節芒、狗牙根等;藤本植物主要有海金沙、玉葉金花等。由于工程區沿線的動物，除了昆蟲之外，脊椎動物的種類并不多，而且數量很少。因此，僅采用綠化補償措施的計算便能反應維持生物多樣性的效益。據工程資料，綠化補償措施約為:栽植喬木79 950株，灌木90 925株，植草87 772 m2，植藤64 334株。

按當年市場價格:喬木平均每株8.35元（含人工、管養費）;灌木平均每株0.41元（含人工、管養費）;草本植物平均2.78元/m2（含人工、機械、管養費）;藤本植物平均每株0.49元（含人工、管養費）。根據式（9）計算:

維持生物多樣性效益Bds=8.35×79 950+0.41×90 925+2.78 ×87 772+0.49 ×64 334=66.76+3.73+24.40+3.15=98.04（萬元）

2.2.6 景觀環境生態恢復效益

根據全國綠化委員會發布2009年《中國國土綠化狀況公報》，截至2009年底我國公路已綠化167.7萬km。凡是環境綠化美好的高速公路，事故發生率就會減少40%。根據公安部交通管理局發布的2009年全國道路交通事故情況顯示，09年全國共發生道路交通事故238 351起，造成直接財產損失9.1億元，與去年同期相比，下降10.7%。根據工程項目資料，該工程綠化里程數由前計算獲得121 592.5 m。根據式（10）計算:

美化路容效益 Aw=［91 000×（121.59/167.7）］/（1-0.4）× 0.4=65 975/0.6 × 0.4=4.40（萬元）

2.3 評價結果

第1年生態恢復效益=保持水質效益（Q）+保持水位效益（L）+減少地表徑流效益（W）+保持土壤肥力效益（S）+聲屏障降噪效益（Sb）+［凈化空氣效益（E）+調節小氣候效益（I）+植被降噪效益（Z）+維持生物多樣性效益（Bds）+美化路容效益（Aw）］×0.5=51.63+5+836.58+22.05+112+10 281.26 ×0.5=6 167.89（萬元）。

第2年生態恢復效益=凈化空氣效益（E）+調節小氣候效益（I）+植被降噪效益（Z）+維持生物多樣性效益（Bds）+美化路容效益（Aw）=9 474.65+88.94+607.96+98.04+4.40=10 273.99（萬元）。

根據工程資料，該工程環境保護靜態總投資為34 835.35萬元（含水土保持投資25 860.87萬元），即該工程經過1年自然恢復期，植物措施全部發揮效用。生態恢復措施在前2年將產生16 441.88萬元（6 167.89萬元+10 273.99萬元）的生態效益價值，并從第3年開始逐年以10 273.99萬元的生態效益價值收回環境投資，從第4年開始增長便產生巨大的潛在的生態恢復利潤價值。因此，該工程的生態恢復措施是可行的。

3 結語

生態恢復效益價值一直只能從定性的角度得到論證。因此，筆者通過影子工程法、防護費用法、恢復/重置費用法等評估方法，建立了生態恢復效益價值計算模型，旨在從定量的角度論證生態恢復措施的可行性。并且，通過實例數據納入到環境損益分析中，基本能反應生態恢復措施產生的效益價值，解決了環境效益難以貨幣化的難題。但是，模型的建立需要反復的求證，所以還需行業內相關學者對生態恢復效益價值進一步的深入研究。

（References）:

［1］ 國家環境保護總局環境工程評估中心.環境影響評價技術方法［M］.北京:中國環境科學出版社，2010.

［2］ 顧宗濂.中國富營養化湖泊的生物修復［J］.農村生態環境，2002，18（1）:42-45.

GU Zong-lian.Bioremediation of eutrophic lakes in China［J］.Rural Ecological Environment，2002，18（1）:42-45.

［3］ 岳輝.強度水土流失區不同治理措施的生態效益研究［D］.福建:福建農林大學，2009.

［4］ 楊淮.公路邊坡生態恢復［D］.西安:長安大學，2008.

［5］ 中國可持續發展林業戰略研究項目組.中國可持續發展林業戰略研究總論［M］.北京:中國林業出版社，2002.

［6］ 中國生物多樣性國情研究報告編寫組.中國生物多樣性國情研究報告［R］.北京:中國環境科學出版社，1998.

Benefit Value Calculation Model of Ecological Restoration

XU Lan1，ZHOU Fu-chun2
（1.Chongqing Communications Research＆ Design Institute，Chongqing 400067，China;
2.School of River＆ Ocean Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China）

Taking highway engineering as example，environmental space is divided into six aspects，including the water environment，soil environment，atmospheric environment，sound environment，biological environment and landscape environment.Monetary efficiency value calculation model of ecological restoration is established，through various evaluation methods，including the shadow engineering method，protective cost method，recovery/reset cost method.Then the engineering data of case study are involved in the model，so the feasibility of the model is verified and evaluation results are obtained.The proposed model proves that environmental space will produce a great benefit value after the implementation of ecological restoration.

ecological restoration;highway;benefit value;monetization

S157

A

1674-0696（2011）06-1400-04

10.3969/j.issn.1674-0696.2011.06.33

2011-05-17;

2011-07-01

許 嵐（1979-），女，浙江紹興人，助理工程師，碩士，主要從事水土保持及環境影響評價方面的研究。E-mail:pinkl@126.com。