秦嶺自然保護區群生態效益計量研究*

王昌海 溫亞利 李 強 高海波

(1.北京林業大學經濟管理學院，北京100083;2.北京林業大學生物學院，北京100083;3.臨沂大學生物學院，山東臨沂276005)

秦嶺自然保護區群生態效益計量研究*

王昌海1溫亞利1李 強1高海波2，3

(1.北京林業大學經濟管理學院，北京100083;2.北京林業大學生物學院，北京100083;3.臨沂大學生物學院，山東臨沂276005)

秦嶺自然保護區群在我國生物多樣性保護方面發揮了重要作用。本研究在界定秦嶺自然保護區群的概念及分析其內涵的基礎上，綜合運用專家咨詢法及文獻參考方法，建立了秦嶺自然保護區群生態效益計量指標體系，利用市場價值法、等效替代法以及機會成本法等方法，對秦嶺自然保護區群保護生物多樣性產生的生態效益進行了經濟計量及分析。結果表明:秦嶺自然保護區群在保護生物多樣性方面產生了巨大的生態效益，總生態效益約88.16億元/a，其中涵養水源效益為31.77億元;水土保持效益為17.85億元;固碳制氧效益為3.41億元;凈化環境效益為7.56億元;調節區域氣候效益為5.32億元;生物多樣性保護效益為22.25億元。本研究計量指標及計量方法為秦嶺自然保護區群基層工作人員及類似保護區群生態效益計量及評價提供參考。

秦嶺自然保護區群;生態效益內涵;計量分析

森林作為陸地上最復雜的生態系統，是地球生命系統的支撐，發揮著顯著的經濟效益、生態效益和社會效益［1］。秦嶺自然保護區群是我國西部生態林業體系的一個重要組成部分，為西部地區人類社會生存和發展提供了天然綠色屏障，它對改變和影響區域氣候、水資源分布、涵養水源、凈化水質、保持水土、抵御各種自然災害、維持生物穩定性和多樣性、構建人與自然和諧的社會，起著十分重要的作用。長期以來，在傳統森林的效益分析與評價中，森林具有的生態功能和效益常常被忽視，僅僅局限于對森林的立木和林副產品等有形產品的效益進行分析與評價，從而造成了林業經營上的決策失誤，結果使森林資源遭到破壞、生態系統失去平衡和生態環境逐漸惡化和加劇。隨著社會經濟的發展及公眾環境意識的覺醒，人們開始清醒認識到保護自然資源和生態環境的重要性，開始思考建設和管理自然保護區的規范化和科學性以及維持生態環境的可持續性問題［2］。然而，由于自然保護區生態效益的外部性問題導致生態效益補償機制缺損，而且缺乏根本性的有效解決措施和手段，加之歷史和現實的原因，國家和社會對保護區投入的不足，嚴重影響和威脅了保護區生態系統的穩定和自然保護事業的健康成長［3］。

從現有國外參考文獻看，早在19世紀后期，在國外的生態學及其分支學科中就已有關于生態系統服務功能的報道，但是由于科學水平和技術手段的限制，當時的認識只能停留在定性的描述階段。20世紀70年代初，生態系統服務的科學概念得以提出［4－5］，并經過 Holdren 和Ehrlich等人的探討和擴展后［6－8］，逐漸為人們所公認和普遍使用。20世紀90年代以后，國外的一些生態經濟學家對生態系統服務經濟價值的綜合測算進行了探索，尤其是Daily、Costanza以及聯合國等有關機構與國際組織做出了杰出的貢獻［9－10］。基于此，如何客觀、科學、全面、準確地對我國自然保護區群生態效益進行分析與評價，使生態效益的模糊性得到明晰化，并得到社會接受和認可，成為我國學者研究生態林業建設實踐中亟待解決的一個應用性理論與技術課題。從現有國內參考文獻看，20世紀90年代，國內對深入認識生態系統的服務功能并量化其經濟價值有了強烈的實際需求。生態學家歐陽志云等系統闡述了生態系統生態服務價值內涵及其價值計量方法［11］，后來又有學者中國濕地生態系統服務功能的價值進行了初步估算［12］;趙同謙等評估了我國草地、地表水等生態系統類型服務功能的價值［13］;謝高地等對中國自然草地和青藏高原高寒草地的生態系統服務價值進行了研究與評估，并制定了中國生態系統服務價值當量因子表［14］;水土保持研究學者余新曉等對中國森林和北京市山區森林的生態系統服務價值進行了測算［15］。因此，從國內參考文獻看，雖然有學者對秦嶺地區單個自然保護區生態效益或者自然保護區生態系統服務價值進行過一些計量經濟學分析［16］，但對我國秦嶺地區自然保護區群生物多樣性保護產生的生態效益計量分析研究尚顯得不足，特別是自然保護區群生物多樣性保護產生的生態效益計量指標體系的構建需要開展這一方面的研究。基于此，本研究在界定秦嶺自然保護區群生態效益概念及分析內涵的基礎上，構建了秦嶺自然保護區群生態效益計量指標體系并對此指標體系進行計量分析。

1 研究區域

1.1 秦嶺自然保護區群

本研究選取了陜西秦嶺自然保護區群為研究對象，自然保護區群主要是指在某種特定生物棲息地保護中，由于其棲息地生境的破碎，在地理分布上不連續，通過在特定地理區域內建立若干個有聯系的保護區，形成一個自然保護區網［17］。本文研究的秦嶺自然保護區群范圍界定為秦嶺保護區群的主體自然保護區，主要包括太白山、周至、佛坪、長青、朱鹮、牛背梁及天華山7個國家級自然保護區。本文研究全部是國家級自然保護區，有一定代表性。

1996年，世界基金會在我國秦嶺地區啟動秦嶺自然保護區群項目，我國政府在秦嶺相繼建立了太白山、佛坪、周至、牛背梁、長青、朱鹮國家級自然保護區，形成了秦嶺自然保護區群的主體，使這一重要的地域得到了有效的保護，為保護野生動物及其棲息地做出了重要貢獻［18］。秦嶺自然保護區群是全球環境基金資助我國生物多樣性保護的試點項目之一。秦嶺保護區群地處長安區、周至、太白、眉縣、寧陜、洋縣、佛坪、柞水等縣境內。地理位置為東經 107°20'－ 109°04'，北緯33°16'－ 34°05'。東西長約150 km，南北寬約95 km。保護區群總面積約251 300 hm2。保護群位于秦嶺山脈的中段，是秦嶺生物多樣性的精華所在，也是中國生物多樣性的關鍵地區之一。其中太白山、周至、佛坪、長青、朱鹮自然保護區己經連成一片，東部有牛背梁自然保護區，西南部有朱鹮保護區構成了秦嶺自然保護區主體網絡。1.2 秦嶺自然保護區群的特點

本文研究秦嶺自然保護區群的特點是在自然保護區特點的基礎上進一步提煉，總結秦嶺區域的各種實際情況，簡單歸納起來，秦嶺自然保護區群的特點至少包括保護區群能有效緩解生境破碎化。

區域社會經濟發展能夠導致不同程度地珍稀動物棲息地生境破碎化，從而引起區域生物多樣性的改變，這是學者們公認的事實。破碎化不僅僅導致生物適宜生境的減少丟失并對其生態功能的降低產生影響從而在不同的空間尺度上影響物種的遷移、擴散和建群，且對生態系統的生態過程和景觀結構的完美產生重要影響［19］，因此，生境破碎化已成為國內外生物多樣性研究和保護的熱點問題。生境破碎化是由于人為因素或者環境變化而導致斑塊或者是由于生態功能降低而形成的。生境破碎化包括兩方面的內容:一是總生境面積的減少;其二是剩余地區分裂成非連續的碎片。而有學者認為生境破碎化不僅僅是在數量或者形態上的變化而且更有生態功能上的變化［20］，他們認為破碎化有兩方面的表現:①形態上的破碎化;一方面隨著人類活動的增強而導致景觀中破碎生境地的增加，其結果是適宜于生物生存的棲息地面積急劇減少，另一方面隨著斑塊形狀復雜化，結果是導致斑塊邊緣效應的增強，導致自然棲息地核心區面積減少。②生態功能上的破碎化，這主要是由于氣候條件、人為活動的影響而造成棲息地內部生態環境質量的下降，或由于自然環境因子在空間組合上的不匹配而導致生境適宜性的降低或者在空間分布上的破碎化。

綜上所述，陜西秦嶺區域從建立太白山自然保護區開始，就不斷完善自然保護區的區域化，經過多年的發展，已經形成了具有區域特點的自然保護區群，各級類型的自然保護區發展迅速，已經起到了一定的作用，特別是珍稀動物本身生存的質量大大提高，進一步擴大大熊貓等珍稀動物的活動范圍，生態景觀及環境有效改善。從這個意義上說，秦嶺自然保護區群初步達到了延緩珍稀生物生境破碎化的目的，這也是當初世界自然基金(WWF)設想建立自然保護區群的初衷，也是我國自然保護事業發展的需要。

2 秦嶺自然保護區群生物多樣性保護的生態效益計量分析

2.1 自然保護區群生物多樣性保護的生態效益界定

科學合理地界定自然保護區群的生態效益是計量工作的關鍵，這一項工作因為生態資源的多功能性而變得相對復雜和困難。在計量自然保護區群所產生的生態效益時，既可能因對某一生態功能認識不足而產生遺漏，又可能因不同生態功能交叉及相互作用而產生重復計算。因此，我們生態效益計量的前提是科學地界定其內涵。

本研究認為自然保護區群生物多樣性保護所產生的生態效益是指在人類干預和控制下的保護區生態系統在有序結構維持和動態平衡保持方面向人類化的環境系統輸出的年增長效益之和，包括調節氣候、涵養水源、水土保持、固碳制氧、改善大氣質量等效益，這些效益已經得到社會的認可。根據秦嶺自然保護區群所產生的特點以及學者們的研究成果，我們把秦嶺自然保護區群生物多樣性保護的生態效益計量分為:①涵養水源效益;②水土保持效益;③固碳制氧效益;④凈化環境質量效益;⑤調節區域小氣候效益;⑥生物多樣性保護效益。

2.2 自然保護區群生態效益的特征

自然保護區群主要提供生態功能等無形產品，大多屬于公共品或準公共品，無法進入市場。自然保護區生態系統服務以長期服務流的形式出現，能夠帶來這些服務流的生態系統是自然資本。根據國外環境經濟學的研究成果，從經濟和社會角度來看，自然保護區生態效益很明顯具有如下幾方面的特征:

(1)具有公共物品屬性。公共物品是指公共使用或消費的物品。公共物品是可以供社會成員共同享用的物品，嚴格意義上的公共物品具有非競爭性和非排他性。所謂非競爭性，是指某人對公共物品的消費并不會影響別人同時消費該產品及其從中獲得的效用，即在給定的生產水平下，為另一個消費者提供這一物品所帶來的邊際成本為零。所謂非排他性，是指某人在消費一種公共物品時，不能排除其他人消費這一物品(不論他們是否付費)，或者排除的成本很高。如新鮮的空氣，無污染的水源。自然保護區生態系統在許多方面為公眾提供了至關重要的生命支持系統服務，如涵養水源、保護土壤、放風固沙、凈化大氣等。

(2)具有顯著的外部經濟效益。自然保護區生態系統能夠社會帶來多種服務，如涵養水源、保持水土、固定二氧化碳、提供游憩、保護野生生物資源等，而這些服務其他部門如農業部門、水利部門可以不用支付任何費用而免費享用，因此，自然保護區生態系統提供的服務屬于典型的外部經濟效益。

(3)屬于社會資本范疇［21］。自然保護區生態系統提供的生命支持系統服務有益于區域，甚至有益于全球全人類，決不是對于某個私人而言，如保護區生態系統的水源涵養功能對整個區域有利，保護區生態系統的固碳作用能抑制某地區或某區域甚至全球的溫室效應。

(4)不屬于市場行為［22］。私有商品都可以在市場交換，并有市場價格和市場價值，但公共物品不能在市場上進行交換，也沒有市場價格和市場價值，因為消費者都不愿一個人支付公共物品的費用而讓他人來消費。西方經濟學中把這種現象稱之為“燈塔效應”和“免費搭車”。由于自然保護區生態系統不屬于市場行為，給保護區生態效益計量分析帶來了很大的困難。

(5)具有不可移動和地域局限性。自然保護區的生態效益是不可以移動的，表現出地域限制性，隨著離保護區的遠近或其影響區域的遠近，所獲得的效益大小是不同的，盡管其生態系統服務功能不排斥任何個人或集團的消費，但必須是個人或集團靠近其影響范圍內，方才有效。如處在保護區河流源頭的水源涵養林，其下游沿岸都享受其生態服務，但下游遠離沿岸的地區，必然較少地享受這種服務。

2.3 秦嶺自然保護區群生態效益計量指標體系構建

生態效益的計量方法仍不完善，計量指標或多或少，計量結果存在較大差別。因此，建立一個社會公眾和專家學者能認可的生態效益計量指標體系是進行生態效益計量的重要前提。秦嶺自然保護區群的生態效益是三大效益的基礎部分，因而設計的指標要比較全面、準確系統地反映秦嶺保護區群的生態特點，盡量選擇那些信息量大，綜合性強而又易于計算的指標。本文構建了秦嶺自然保護區群生態效益計量指標體系見圖1。

圖1 秦嶺自然保護區群生態效益計量指標體系Fig.1 The measurement system of ecological benefits for Qingling nature reserve group

(1)涵養水源效益(B1)。森林，享有大氣和水資源“綠色衛士”的美稱，它在水資源的保護中發揮著十分重要的作用。涵養水源就是保持住區域的水分能夠正常的循環，不至于流失及破壞生態環境。自然保護區群生態系統涵養水源的生態效益主要包括蓄水效益、防洪效益、凈化水質效益三部分。即:涵養水源效益=蓄水效益+防洪效益+凈化水質效益。

(2)水土保持效益(B2)。水土流失直接影響到農牧業生產。流失泥沙的養分不僅高于徑流量中的養分濃度，氮、磷、鉀和有機質也較富集，因此防止泥沙流失是防止土壤養分衰減的關鍵。從林學機理上看，森林水土保持效益與森林涵養水源效益有很好的相關性(正相關)，前者是后者的派生作用［23］。因此，為了避免重復計算，本研究所述的保護區森林生態系統水土保持效益定義為同無林地相比的減少土地資源損失(固土)效益與保護土壤肥力(減少肥料損失)效益兩類，即:水土保持效益=固土效益+保肥效益。

(3)固碳制氧效益(B3)。森林在生長過程中，不僅林木通過光合作用吸收并固定空氣中的CO2，而且通過凋落物轉化為有機質將部分CO2存貯在林地土壤內。這一功能對于人類社會、整個生物界以及全球大氣平衡具有十分重要的作用，森林是全球陸地生態系統中最大的碳庫。森林植物在光合作用過程中每年吸收大量CO2的同時，還釋放大量的O2。因此，吸收CO2和釋放O2是森林最基本的生態功能，本研究把固碳制氧效益界定為保護區森林每年固定CO2中C的效益和制造O2的效益。即:固碳制氧效益=固定CO2中C效益+釋放O2效益。

(4)凈化環境質量效益(B4)。隨著工礦企業的迅猛發展和人類生活用礦物燃料的劇增，受污染的空氣中混雜著一定含量的有害氣體，威脅著人類，其中二氧化硫(SO2)就是分布廣、危害大的有害氣體。據測定，森林中空氣的SO2要比空曠地少15%－50%。現代工業排放的煙灰、粉塵、廢氣嚴重污染著空氣，威脅人類健康。高大樹木葉片上的褶皺、茸毛及從氣孔中分泌出的粘性油脂、汁漿能粘截到大量微塵，有明顯阻擋、過濾和吸附作用。一般說，林區大氣中飄塵濃度比非森林地區低10－25%。因此，保護區生態系統對環境具有凈化作用，對于改善保護區社區及周邊地區環境質量的改善發揮了重大作用，本研究把凈化環境質量效益界定為吸收的SO2效益和阻滯降塵的效益，即:凈化環境質量效益=吸收SO2效益+阻滯降塵效益。

(5)調節區域氣候效益(B5)。森林是保護區內最高的植被。在成片的森林地區以及林冠層的下部都能形成一種特殊的氣候。此外，森林對鄰近地區的氣候也有較大的影響。森林小氣候的主要表現是林冠內外的輻射、溫度、濕度、降水和風都有相當大的差異。森林不僅使林內產生特殊的小氣候，而且對鄰近地區的氣候也有較大的影響，本研究采用學者研究成果，即按照單位面積的森林氣候調節效益對自然保護區群調節區域氣候效益計量，對促進農牧業生產，農業糧食增產將會起重大的作用。

(6)生物多樣性保護效益(B6)。物種多樣性是生物多樣性的基礎，森林物種多樣性保育功能是指森林生態系統為生物多樣性物種提供生存與繁衍的場所，從而起到保育作用的功能。生物多樣性保護效益屬于生物多樣性非使用價值范疇，目前大多采用支付意愿等主觀方法去衡量，這樣評估結果受人為主觀影響因素較大。因此本研究采用定量化的客觀評估方法(Shannon-Wiener指數)計量生物多樣性保護效益。即:生物多樣性保護效益=物種多樣性保育效益。

2.4 秦嶺自然保護區群生態效益計量

2.4.1 涵養水源效益(B1)計量

目前一般用保護區森林涵養水源的效益來代替保護區涵養水源的效益。本研究把保護區群涵養水源效益分為以下三部分計量:

(1)保護區群蓄水效益(B11)

國內外關于涵養水源量的計算方法很多，根據秦嶺山地及秦嶺自然保護區群的特點，還有就是目前容易掌握的研究資料(見表1)，本研究決定使用蒸散率計算蓄水量。

年保護區森林蓄水量=(林區年降水量R－森林植被年蒸散量E)×保護區群林區面積

表1 秦嶺自然保護區群面積統計表Tab.1 The statistical table of areas of Qingling nature reserve group

我國學者對陜西秦嶺山地降水量及森林蒸散量已有研究，根據陜西省水文監測局井涌工程師的研究結果［24］，秦嶺自然保護區群多年平均年降水量850.3 mm(其中秦嶺南北坡多年平均年降水量分別為 850.8 mm和848.7 mm)。另外，采用陜西省水文水資源勘測局資料:秦嶺山地森林植被多年平均蒸散量為496.5 mm(其中北坡為491.5 mm，南坡為501.4 mm)，用蒸散率法計算保護區群內森林植被蓄水量，根據公式:

保護區群涵養水源的效益本研究用區域平均水價作為衡量標準，即2008年陜西省平均水價2.00元/m3。因此，秦嶺自然保護區群年蓄水效益=年蓄水量×2.00元/m3=788 416 704 m3×2.00元/m3=1 576 833 408元 =157 683.34萬元。

(2)保護區群防洪效益(B12)

根據《中國生物多樣性國情研究報告》編寫組的研究［25］，中國針葉林的防洪能力為 1 447.1 m3/hm2，闊葉林的防洪能力為1 773.7 m3/hm2，針闊混交林的防洪能力為1 684.2 m3/hm2，裸地的防洪能力為850 m3/hm2。根據秦嶺自然保護區群管理局統計資料(見表2)，可以得出保護區群防洪量。

表2 秦嶺自然保護區群林地面積統計表(hm2)Tab.2 The statistical table of woodland areas Qingling nature reserve group

根據研究公式得:

保護區防洪量=(闊葉林防洪能力－裸地防洪能力)×闊葉林面積+(針葉林防洪能力－裸地防洪能力)×針葉林面積+(混交林防洪能力－裸地防洪能力)×混交林面積=(1 773.7 m3/hm2－850 m3/hm2)×95 214 hm2+(1 447.1 m3/hm2－850 m3/hm2)×55 075 hm2+(1 684.2m3/hm2－850 m3/hm2)× 71 235 hm2=87 949 171.8 m3+32 885 282.5 m3+59 424 237.0 m3=180 258 691.3 m3

保護區群防洪效益的計量本研究采用水庫蓄水成本作為定價標準。根據最近幾年來中國傳統模式修建水庫的平均修建成本［26］6.25元/m3，因此，保護區群防洪效益B12為:

(3)保護區群凈化水質效益(B13)

自然保護區生態系統具有良好的水質凈化作用。研究表明，森林植被分布均勻，生長良好，覆蓋率高，具有防止水資源污染、改善水質的強大作用。另外，根據于志民等的研究［27］，在森林生態系統中，森林的攔截降水和對比試驗相差很大，森林生態系統對攔截降水具有良好的過濾效應，普遍能達到生活飲用水的標準，有的甚至是最好的水源。秦嶺自然保護區群內植被覆蓋良好，目前還沒有大的工業污染源，屬于水質良好的生態區或者水源地。按照陜西省水文局提供的資料，秦嶺自然保護區群基本能夠達到《生活飲用水衛生標準》中規定的要求水質良好。可見，凈化水質量可以用蓄水量來表示。即保護區蓄水量=保護區凈化水質量。

本研究國內森林生態系統凈化水質效益的計量方法，采用污水凈化費用來替代凈化水質的生態效益。根據唐慧中研究結果［28］，陜西省污水處理平均費用為0.6元/m3。

綜上所述，保護區涵養水源總效益(B1)=蓄水效益+防洪效益 +凈化水質效益 =157 683.34萬元 +112 661.68萬元 +47 305.00 萬元 =317 650.02 萬元。

2.4.2 水土保持效益(B2)計量

自然保護區群水土保持的作用通過森林生態系統來減少土壤肥力流失和泥沙淤積，達到了保護土地資源，使水土流失達到有效控制。

(1)固土效益(B21)

根據目前研究成果，自然保護區內森林生態系統固定土壤效益的計量一般是通過計算保護區林地土壤侵蝕減少量，并把減少的泥沙量按相等費用替換的方法換算得出固定土壤的效益。土壤侵蝕減少量可根據保護區林區和保護區內非林區土壤侵蝕的差異求的，根據王夏利研究，秦嶺森林系統保護區內林區崇林茂密、植被良好，土壤侵蝕量很小，土壤侵蝕量可以約等于0。因此，保護區群土壤固土作用可以直接通過減少保護區內非林區土壤侵蝕量計算。根據西安中煤航測遙感局張光超等研究可知，秦嶺自然保護區群所屬的縣域侵蝕模數在1 000 t/km2·a以上，另外根據《陜西土壤》研究結果可知［29］，秦巴山地土壤輕度侵蝕模數值在800－3 000 t/km2·a。因此，本研究取非林區土壤侵蝕模數的保守數1 000 t/km·a，自然保護區群固土量為:

自然保護區群固土量=保護區內非林區土壤侵蝕模數×保護區群面積 =1000 t/hm2·a×251 316 hm2=25 131.6 萬 t/a。

由陜西省水利廳資料得知，目前挖取或截取1 t泥沙的平均費用為3.5元(1990年不變價格)，求得保護區固定土壤效益B21為:

(2)保肥效益(B22)

保持土壤肥力效益可以通過計算自然保護區群內土壤侵蝕減少量，同時把土壤侵蝕減少量中的有機質、氮磷鉀的含量折合成化肥量，按照市場價格換算成貨幣量進行計量。根據陜西省土壤普查鑒定委員會辦公室《陜西土壤》研究結果，陜西省秦巴山地年均積累土壤表層厚度為0.4 cm－1 cm［29］，本研究取保護區群林區土壤表層積累厚度為0.6 cm。秦嶺山地各類土壤中的有機質、全氮、全磷、全鉀等營養物質的含量均值分別為:1.998%，全氮0.118%、全磷0.181%、全鉀2.231%。本研究根據《陜西土壤》中土壤容重的研究結果，陜西省所有類別的土壤容重值在1.13－1.45 t/m3，本文研究取其均值1.295 t/m3。

因此，保護區群土壤中N、P、K的含量為:

采用替代市場法，即以市場銷售的有機肥、尿素、磷酸二氫鉀的價格反映保護區群保肥效益。2008年陜西地泰農業科技發展有限公司銷售的有機肥價格、陜西華山化工集團有限公司銷售的尿素、西安大唐化工有限公司銷售的磷酸二氫鉀的出廠報價分別為8 000元/t、1 680元/t、5 500元/t。其中有機肥中含有機質5%、尿素中含N為46.67%，磷酸二氫鉀中含 P為 22.79%、含 K量為28.68%。保護區群保肥效益計算式為

2.4.3 固碳制氧效益(B3)計量

根據植物通過光合作用，吸收空氣中的CO2，生成葡萄糖等碳水化合物并釋放O2。即:

CO2(264 g)+H2O(108 g)→C6H12O6(180 g葡萄糖)+O2(193 g)→多糖(162 g)

因此，植物每生產162 g干物質可吸收固定264 gCO2，釋放193 gO2，即每生產1 g干物質需1.63 g CO2，同時釋放1.19 gO2。此過程顯然是一個雙效益過程，使用市場替代法分別計算植物光合作用固定CO2和釋放O2的效益。文中研究采用的中國造林成本為260.17元/t(C)［30］;文中采用中國造林成本352.93元/t(O)和工業制氧成本0.4元/Kg［30］。本研究取中國造林成本和工業制氧成本之均值 376.47 元/t。

根據本研究統計數據，秦嶺自然保護區群活立木總蓄積量年增加量為120.95萬m3，平均每立方米按照0.5 t干物質計算，可求的秦嶺自然保護區群2008年干物質生長量為60.475萬t。由此，可根據1 g(干物質)→1.63 gCO2→1.19 gO2進行計算。

因此，2008年保護區群固定CO2的量為60.475t×1.63=98.57 萬 t;

釋放 O2的量為 60.475t×1.19=71.97 萬 t。

2.4.4 凈化環境質量效益(B4)計量

本研究根據資料的可獲取性，估算出不同生態系統吸收SO2和滯塵的物質量，然后使用生產成本法將生態系統凈化污染物的量價值化。

(1)吸收SO2等有毒氣體效益B41

保護區內植被生長較好，植被對SO2具有一定的吸收、積累、轉化、降解的作用。因此，吸收SO2的效益可以采用面積－吸收能力法進行計算［30］。根據《中國生物多樣性國情研究報告》得知，暖溫帶落葉闊葉林取215.60 kg/hm2，闊葉林為 88.65 kg/hm2，針葉林為 117.60 kg/hm2，灌叢為8.9 kg/hm2。針闊混葉林吸收SO2的能力取針葉林和闊葉林的平均能力103.13 kg/hm2，每消減1 t SO2的投資成本為600元。根據表2可知各種林分面積。因此，吸收SO2量=闊葉林吸收SO2能力×闊葉林面積+針葉林吸收SO2能力×針葉林面積+針闊混交林吸收SO2能力×針闊混交林面積=215.60 kg/hm2×95 214+88.65 kg/hm2× 55 075+103.13 kg/hm2× 71 235=20 528 138.4 kg+4880746.5 kg+7 346 465.55 kg=32 755 350.45 kg=32 755.35 t。

吸收SO2產生的效益=吸收SO2量×消減SO2成本=32 755.35t×600元/t=19 653 210元 =1 965.32萬元。

由于數據的獲取困難，本研究只計量吸收SO2產生的效益，其他有毒氣體暫不考慮。

(2)阻滯降塵的效益B42

本研究采用等效替代法來計算阻滯降塵的效益［23］，即:阻滯降塵的效益=單位面積滯塵能力×保護區群林種面積×阻滯降塵的成本。

根據《中國生物多樣性國情研究報告》研究成果，闊葉林的滯塵能力為10.11 t/hm2，針葉林為33.20 t/hm2，灌叢為1.5 t/hm2，針闊混交林的滯塵能力為取針葉林和闊葉林的平均值21.66 t/hm2。阻滯降塵的成本為170元/t。

因此，阻滯降塵量=闊葉林滯塵能力×闊葉林面積+針葉林滯塵能力×針葉林面積+針闊混交林滯塵能力×針闊混交林面積 =10.11 t/hm2×95 214+33.20 t/hm2×55 075+21.66 t/hm2× 71 235=962 613.54 t+1 828 490.00 t+1 542 950.1 t=4 334 053.64 t。

阻滯降塵產生的效益=阻滯降塵量×阻滯降塵成本=4 334 053.64 t×170 元/t=736 789 118.8 元 =73 678.91萬元。

綜上所述，秦嶺自然保護區群凈化空氣的效益(B4)為:

2.4.5 調節區域氣候效益(B5)計量

根據我國生態著名學家謝高地、魯春霞等學者研究［31］，認為中國陸地生態系統中森林單位面積氣候調節值為2 389.1元/hm2。因此，調節區域氣候效益本研究欲采用謝高地等學者的研究成果，即秦嶺自然保護區群調節區域氣候的效益可計量為

2.4.6 生物多樣性保護效益(B6)計量

本研究采用森林物種多樣性保育效益來反映自然保護區群生物多樣性保護效益，即計算研究區域不同森林生態系統的物質豐富度指數(Shannon-Wiener指數)，每個級別給予一定賦值后，再乘以林分面積，即可得到自然保護區群物種保育效益(見表3)。

表3 物種保育Shannon-Wiener指數分級價值表Tab.3 Shannon-Wiener index classification value in species conservation

根據全國林分類型的Shannon-Wiener指數等級及其分布，陜西省所有林分均處在Ⅴ級［31］，即:物種多樣性保育的效益為:10 000元/hm2·a，因此，B6=222 528×10 000=222 528.00 萬元。

根據謝高地、魯春霞等研究成果［31］，中國陸地生態系統中森林單位面積生物多樣性保護價值為2 884.6元/hm2。

綜上所述，本研究欲采用謝高地等研究成果，秦嶺自然保護區群生物多樣性保護效益為

2.4.7 小結

通過建立自然保護區群保護生物多樣性的生態效益計量體系，本研究依據生態學者及經濟學者們的成果，研究了秦嶺自然保護區生態效益的內涵、界定了自然保護區群的定義，在此基礎上計量了各部分生態效益的貨幣值，計量結果基本反映了自然保護區群在生物多樣性保護方面的生態價值。

2.5 計量結果與分析

本章節通過大量一手資料及二手數據(主要是參考文獻資料及保護區統計資料)，對七大國家級自然保護區所構成的保護區群進行了生態效益計量，最后得出了自然保護區群生態效益的相對值，自然保護區群各種生態效益構成結果。

2.5.1 生態效益計量結果

秦嶺自然保護區群生態效益計量結果見表4。

表4 秦嶺自然保護區群生態效益計量結果(萬元)Tab.4 Results of Measurement of Ecological Benefit in Qinling Nature Reserve Group(104yuan)

2.5.2 生態效益計量結果分析

本研究對自然保護區生態效益及其計量理論、方法進行了深入分析與探討，探索了一套適合于森林生態系統類型的自然保護區生態效益分析與評價的理論、計量模型，在此基礎上對秦嶺自然保護區群的生態效益進行了實證研究，最后得出的如下結論:

首先，運用等效益替代等計量方法，對秦嶺自然保護區群生物多樣性保護產生的生態效益進行科學地分析與計量結果表明:秦嶺自然保護區群的生態效益綜合效益約88.16億元人民幣，此研究結果可以作為衡量秦嶺自然保護區群現階段保護事業可持續發展的一個重要指標。

其次，從各項生態效益比較來看，B1＞B6＞B2＞B4＞B5＞B3。涵養水源的效益B131.77億元人民幣是單項里面最大的，自然保護區群內森林、植被最主要的生態功能之一就是涵養水源。這個計量結果也符合現階段保護區建設的作用。保護區群的建設就是為了把破碎的生態環境、珍稀動物棲息地規整，讓保護區更能發揮其應有的作用。從計量結果來看，保育土壤效益B2也顯示了相當大的效益(約17.85億元)，森林生態系統的自然保護區為生物多樣性保護，特別是為珍稀物種提供了優質的棲息地，這和防止水土流失是分不開的。建立自然保護區的首要日的就是保護生物多樣性及其生存環境，生物多樣性保護效益B6的計量結果排在第四位，從計量結果來看，雖然生物多樣性保護效益沒有涵養水源效益大，但本研究認為自然保護區群生物多樣性保護效益(22.25億元)還是非常顯著的，從一個側面說明自然保護區群不僅起到了保護生物多樣性的目的，也起到了其他相當顯著的生態效益，這是值的肯定的。需要指出的是，凈化環境效益(7.56億元)是本研究計量相對來說較小的效益，但這不是絕對的，只是相對的數值，保護區群森林覆蓋率在95%以上，森林吸收的SO2等有毒氣體的量是極大的，為區域環境改善發揮了極大地作用，這一點不用質疑，數值的大小只是相對的。

最后，從單個效益來看，保護區蓄水效益最大，約合15.76億元。有研究認為，在森林涵養水源計量中，可以把涵養水源效益用蓄水效益代替。不過本研究根據秦嶺實際情況，同時根據《森林生態服務功能評估標準》(LY/T 1721－2008，2010)把保護區凈化水質效益也應該列入涵養水源效益之中。這也是秦嶺山系自然保護區的特點。另外，由于保護區良好的水源涵養功能，在保護區周邊社區，每年雨季時節，為周邊居民減少了自然災害的發生，特別是泥石流。研究認為，秦嶺自然保護區群的生態環境有著其他保護區無法比擬的優勢。其他幾個單項效益中，值得一提的是調節區域氣候的效益，這個數值(5.32億元)相對來說是比較小的，這是由于數據的限制所致，本研究采用了學者們的研究成果，這樣既有其優點也有其劣勢，優點就是省去了繁瑣的計量，劣勢就是不能有針對性的反映秦嶺實際，只是相對情況。

3 討論

本研究嘗試性的計量了秦嶺自然保護區群保護生物多樣性產生的生態效益，繼而分析了計量結果的一些數值及生態效益的特點，這些具有嘗試性的計量，并不是唯一結果，根據研究實際，本研究對生態效益中很多無法收集的數據回避了計量，這也是本部分生態效益計量的原則，必須保證數據的獲取性及可計量的原則。計量數值的大小不是保護區發揮的生態效益的大小，只是相對的，本研究深知，自然保護區森林生態效益絕對是個極大地數值，本研究計量里涉及了很多人為因素，比如水定價、資源成本等。但值得肯定的就是本研究設計的計量指標能夠反映出保護區生態效益的范疇，適合保護區基層技術人員評價保護區群的管理工作以及國家制定保護成本的投入的參考標準。應用最新的研究方法，特別是生物多樣性保護定量化方法(Shannon-Wiener指數)的應用，使定性問題直接轉化為定量問題。

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Research on Measurement of Ecological Benefit in Qinling Nature Reserve Group Based on Connotation Analyses

WANG Chang-hai1WEN Ya-li1LI Qiang1GAO Hai-bo2，3
(1.College of Economics and Management，Beijing Forestry University，Beijing 100083，China;2.College of Biological Sciences and Biotechnology，Beijing Forestry University，Beijing 100083，China;3.College of Life Science，Linyi University，Linyi Shandong 276005，China)

Qinling Nature Reserve Group has played an important role in biodiversity conservation in China.Based on defining the concept and analyzing of the meaning of Qinling Nature Reserve Group，the study used methods of expert advice and literature reference，created an index system of eco-efficiency measurement of Qinling Nature Reserve Group，and using market value method，equivalent substitution method and opportunity cost method，conducted，doing economic measurement and analysis on ecological benefits of biological diversity protection in Qinling Nature Reserve Group.The results showed that Qinling Nature Reserve Group has enormous ecological benefits in the conservation of biological diversity，and the total eco-efficiency is about 7.233 billion yuan RMB，of which water conservation is 3.177 billion yuan;soil and Water conservation 1.785 billion yuan;carbon oxygen 0.341 billion yuan;environmental cleaning 0.756 billion yuan;regulation of regional climate 0.532 billion yuan;maintenance of species stability 0.642 billion yuan.The indicators and measurement methods of the study have provided references for the staff in Qinling Nature Reserve Group and other similar groups in the measurement and evaluation of ecological benefits.

Qinling Nature Reserve Group;connotation of ecological benefits;econometrics analysis

F062.2

A

1002－2104(2011)06－0125－10

10.3969/j.issn.1002－2104.2011.06.021

2011－02－10

王昌海，博士生，主要研究方向為資源與環境經濟。

溫亞利，博士，教授，博導，主要研究方向為資源與環境經濟，林業理論與政策。

*國家自然科學基金項目(編號:70803005);國家林業局重點立項基金課題(編號:621720)。

(編輯:田 紅)