杭州西湖風(fēng)景名勝區(qū)山林生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估

唐宇力，任笑一，范麗琨，史 琰，楊國(guó)福，葛 瀅，常 杰

（1.浙江省杭州市園林文物局錢江管理處，浙江 杭州 310008；2.浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310058）

雖然“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”已被定義多次[1～3]，但不同的定義往往相互沖突，導(dǎo)致其一直未能形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、有約束力和衡量?jī)r(jià)值的定義[4～5]。本研究采用當(dāng)前經(jīng)常使用的2005年千年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中的定義。因此，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在此定義為“人們從生態(tài)系統(tǒng)中所獲得的收益”，并分為4類：供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)和配套服務(wù)。

在過(guò)去的幾十年，經(jīng)濟(jì)學(xué)家和生態(tài)學(xué)家都在試圖評(píng)估森林生態(tài)服務(wù)的價(jià)值。MA工作組在2005年開(kāi)展了全球尺度和 33個(gè)區(qū)域尺度的《生態(tài)系統(tǒng)與人類福利》研究，2005年后更多的研究則關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間異質(zhì)性和服務(wù)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等的聯(lián)系，Kozak在2011年使用對(duì)數(shù)線性和指數(shù)衰減的方法研究了美國(guó)伊利諾伊州Des Plaines和Cache河的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，指出地理空間單元對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的重要性[6]。20世紀(jì)80年代隨著中國(guó)國(guó)家森林資源進(jìn)行核算，中國(guó)逐漸開(kāi)始對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)展開(kāi)研究，并在Daily和Costanza等人所發(fā)表的關(guān)于全球生態(tài)系統(tǒng)研究工作后有所發(fā)展。國(guó)內(nèi)歐陽(yáng)志云、趙同謙、謝高地、陳仲新等已在國(guó)家尺度上對(duì)我國(guó)陸地、草地、森林生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了評(píng)估[7～8]，但由于數(shù)據(jù)來(lái)源、評(píng)估方法和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的構(gòu)成上存在差異所致，評(píng)價(jià)結(jié)論相差較大。我國(guó)于2008年頒布了《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》，規(guī)范了森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估的指標(biāo)和方法，但其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及價(jià)值評(píng)估尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可依[9]。已有研究運(yùn)用生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)的方法對(duì)西湖風(fēng)景區(qū)綠地的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值進(jìn)行了估算，但未見(jiàn)對(duì)西湖景區(qū)全面的考慮以及對(duì)人文旅游價(jià)值的估算[10]。

圖1 森林生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值Figure1 Economic value of ecosystem service

西湖風(fēng)景名勝區(qū)于2011年被列入世界文化遺產(chǎn)，代表著其存在的文化和自然價(jià)值超越了國(guó)家界限，對(duì)全人類的現(xiàn)在和未來(lái)均具有普遍的重要意義。無(wú)論是聯(lián)合國(guó)教科文組織對(duì)世界遺產(chǎn)地價(jià)值的評(píng)價(jià)還是我國(guó)對(duì)各級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)價(jià)值的評(píng)價(jià)，大多是定性的描述性的評(píng)價(jià)，缺乏定量的評(píng)價(jià)。本研究以西湖風(fēng)景名勝區(qū)山林為例采用與陳波等不同的評(píng)估方法（圖1）評(píng)估其生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)的總經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并突出探討其旅游資源的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，試圖通過(guò)對(duì)西湖風(fēng)景名勝區(qū)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的定量分析評(píng)價(jià)，比較西湖風(fēng)景名勝區(qū)作為世界遺產(chǎn)地的實(shí)際價(jià)值與其現(xiàn)實(shí)直接或間接收益之間的關(guān)系，以期為西湖景區(qū)今后的保護(hù)與管理提供科學(xué)合理的信息以及建議。

1 研究區(qū)既況

西湖風(fēng)景名勝區(qū)位于杭州市西部，30° 15′ N，120° 10′ E，屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，四季分明，光照充足，降水充沛。年平均氣溫16.2℃，7月平均氣溫28.6℃，年平均降水量1 399 mm，年均相對(duì)濕度80%左右，無(wú)霜期246 d，生長(zhǎng)期長(zhǎng)達(dá)311 d。西湖風(fēng)景區(qū)森林主要以水平地帶型植被，次生林植被及人工植被為主，按照《中國(guó)植被》的分類原則及方法，該區(qū)植被主要可分為常綠闊葉林，常綠、落葉闊葉混交林，落葉闊葉林，針闊葉混交林，竹林，灌叢6個(gè)植被型，是我國(guó)亞熱帶常綠闊葉林東部亞區(qū)域中、北部的典型植被片之一[11]。

2 研究方法

文章中生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的估值方法包括以下兩個(gè)方面：①分析森林生態(tài)系統(tǒng)的功能，并根據(jù)森林類型確定其服務(wù)能力；②評(píng)估來(lái)自相應(yīng)功能的生態(tài)服務(wù)。

西湖風(fēng)景名勝區(qū)山林根據(jù)分布及特征主要分為6類：常綠闊葉林、落葉闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、針闊葉混交林、竹闊葉混交林、竹林。為簡(jiǎn)要說(shuō)明問(wèn)題，下文中提到的數(shù)據(jù)源自2008年森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范中的數(shù)據(jù)，價(jià)格為2011年的市場(chǎng)平均價(jià)格或理論價(jià)格。

2.1 人文旅游的估價(jià)模型

該研究中使用旅游成本法（TCM）來(lái)估計(jì)西湖風(fēng)景名勝區(qū)森林生態(tài)旅游和休閑的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。旅游成本法基于一個(gè)公園每年的游客數(shù)量以及譬如消費(fèi)者收入、支出，以及各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征決定對(duì)休閑場(chǎng)所的需求[12]。TCM主要適用于戶外休閑旅游以及某些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的估值[13]。其中游客消費(fèi)支出主要是一些明顯的開(kāi)銷元素的總和：門票價(jià)格、旅途費(fèi)用、餐飲費(fèi)、購(gòu)物花費(fèi)以及為旅行放棄的時(shí)間價(jià)值。時(shí)間價(jià)值的估算采用機(jī)會(huì)成本法，時(shí)間價(jià)值等于花費(fèi)時(shí)間與單位時(shí)間機(jī)會(huì)成本之積。即：

VT為旅游時(shí)間價(jià)值，T為西湖旅游時(shí)間（h），A為計(jì)時(shí)工資（元）。

消費(fèi)者的剩余與需求曲線暫且考慮為可以為一個(gè)休閑場(chǎng)所的價(jià)值估計(jì)因素。因此，來(lái)自森林生態(tài)旅游和休閑的經(jīng)濟(jì)價(jià)值Ve可以由下列公式估計(jì)：

其中Cs為游客總的消費(fèi)者剩余（元）；Tc為游客消費(fèi)支出總和（元）。

2.2 氣體調(diào)節(jié)的估價(jià)模型

文章從固碳和釋氧二個(gè)方面著手研究西湖風(fēng)景名勝區(qū)山林對(duì)氣體調(diào)節(jié)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。有3種方法評(píng)估一個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳釋氧的能力：①光合作用及呼吸作用的公式；②測(cè)試與調(diào)查；③數(shù)學(xué)模型。本研究采用第一種方法。

用光合作用公式，基于年生物量?jī)粼隽浚ńy(tǒng)計(jì)年鑒），每產(chǎn)生1 t干物質(zhì)就能吸收1.63 t碳和釋放1.19 t的氧氣。這樣可以通過(guò)碳稅估算固碳的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，通過(guò)其理論價(jià)格估算釋氧的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。固碳釋氧的經(jīng)濟(jì)價(jià)值可由下列公式估計(jì)：

式中，Vgc表示每年固定CO2的總經(jīng)濟(jì)價(jià)值；Aci表示第i個(gè)森林類型的年固碳量；Ct表示碳稅；Vgx表示每年釋放O2的總經(jīng)濟(jì)價(jià)值；Axi表示第i個(gè)類型森林的年釋氧量，Pgx表示供氧的理論價(jià)格。

2.3 水源涵養(yǎng)的估價(jià)模型

在這項(xiàng)研究中節(jié)約用水主要是指水流量調(diào)節(jié)（如水電站的水供應(yīng)）和水流的固滯存儲(chǔ)（如小流域的水源供應(yīng)）。森林節(jié)約用水的經(jīng)濟(jì)價(jià)值以這兩方面為基礎(chǔ)。估值模型如下：

式中，Vwr、Vws、Vwc分別指節(jié)約用水、水流量調(diào)節(jié)和水流固滯存儲(chǔ)的年經(jīng)濟(jì)價(jià)值，Si表示第i個(gè)森林類型的面積，Pwr、Pws分別為水流量調(diào)節(jié)和水流固滯存儲(chǔ)的理論價(jià)值，n表示森林類型的數(shù)量，WRi表示第i個(gè)森林類型的地表徑流量，WSi表示第i個(gè)森林類型的水資源供給量。

通常有6種方法來(lái)獲得水的理論價(jià)值：水庫(kù)儲(chǔ)水的成本、供水價(jià)格、電力生產(chǎn)成本、馬克思主義經(jīng)濟(jì)學(xué)的微分租金、區(qū)域水資源運(yùn)輸成本、海水淡化的成本。在該項(xiàng)研究中，2011年杭州市蓄水水庫(kù)（2.23元/m3，根據(jù)1993－1999年《中國(guó)水利年鑒》平均水庫(kù)庫(kù)容造價(jià)為2.17元/t，2011年價(jià)格指數(shù)為1.028 4，即得到單位庫(kù)容造價(jià)為2.23元/t）和原水供應(yīng)的成本價(jià)格（2.30元/m3）被作為水流量調(diào)節(jié)和水流固滯存儲(chǔ)的理論價(jià)格。

2.4 固土保肥的估價(jià)模型

該項(xiàng)研究中的固土保肥包括水土保持和土壤改良。森林一旦被破壞，其固土的功能將削弱或完全消失，一系列嚴(yán)重的后果將隨之而來(lái)，如水土流失、土壤養(yǎng)分流失、生活率下降、泥沙淤積、侵蝕土壤沉積、灌溉時(shí)效短、增加荒漠化[14～15]。利用市場(chǎng)價(jià)格和理論價(jià)格，森林土壤涵養(yǎng)的價(jià)值主要包括土壤固定和保肥兩個(gè)方面[16]。

可以采用以下3種方法計(jì)算森林生態(tài)系統(tǒng)固土保肥的價(jià)格：林地與非林地水土流失的差異；土壤侵蝕量；潛在的土壤流失與真實(shí)的土壤流失之間的差異。根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用第一種方法。

式中，di表示每年1 hm2的公益林減少的土壤侵蝕量，Wn及Wf表示林地與非林地水土流失的模量，Vse表示每年降低土壤侵蝕的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，Si表示第i個(gè)森林類型的面積，Pse表示挖掘土壤和淤泥的成本，Gse表示進(jìn)入水庫(kù)、河流、湖泊的侵蝕土壤的百分比（該研究中大致是85%）。

水土流失導(dǎo)致大量的營(yíng)養(yǎng)損失，特別是氮、磷、鉀，因此不同的土壤類型差異很大，這項(xiàng)研究采取了各種土壤類型氮、磷、鉀的平均值。森林不僅能夠防止土壤侵蝕和養(yǎng)分流失，并能通過(guò)土壤中的人為垃圾、動(dòng)物和微生物的養(yǎng)分循環(huán)過(guò)程提高土壤質(zhì)量。森林生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)土壤肥力，改善土壤質(zhì)量的估價(jià)模型如下：

Vsf（元/a）表示每年土壤保肥的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；Q1ij（j= 1, 2, 3）分別表示第i個(gè)森林類型的枯枝落葉或土壤中的氮、磷、鉀的平均百分比；Q2ij（j= 1, 2, 3）表示第i個(gè)森林類型從純的土壤中的氮、磷、鉀轉(zhuǎn)化為磷酸二胺、氯化鉀的轉(zhuǎn)換因子；Q3ij（j= 1, 2, 3）表示2011年區(qū)域市場(chǎng)磷酸二胺、氯化鉀的價(jià)格；Vsp表示每年土壤改良的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；Li表示第i個(gè)森林類型凋落物的年平均金額。

2.5 廢棄物生產(chǎn)生物能源潛力的估值模型

景區(qū)管理單位由于美觀和安全（防止枯枝砸傷游客，冬季森林防火）等因素，對(duì)景區(qū)內(nèi)特別是游覽區(qū)域植物進(jìn)行修剪管理以及枯枝落葉清理，因此產(chǎn)生大量的園林廢棄物。資源化利用園林有機(jī)廢棄物既能回收潛在的能源又可避免產(chǎn)生溫室氣體，對(duì)節(jié)能減排具有重要貢獻(xiàn)。園林廢棄物生產(chǎn)生物能源估值模型如下：

式中，kE為能源轉(zhuǎn)化率，1PJ能源可產(chǎn)生電力2.78 kW·h；HLHV為園林廢棄物熱值，本文按照植物平均熱值18.5 MJ/kg計(jì)算[17]；B為園林廢棄物生物量（dry weight），P為電力價(jià)格。西湖風(fēng)景名勝區(qū)近年來(lái)每年平均可產(chǎn)生3 402 t·a-1干重的生物質(zhì)（本研究組未發(fā)表數(shù)據(jù)）。電價(jià)按照景區(qū)現(xiàn)行電價(jià)0.91元/（kW·h）計(jì)算。

3 結(jié)果與討論

3.1 西湖景區(qū)山林生態(tài)服務(wù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值

根據(jù)上述估值模型，計(jì)算了2011年西湖景區(qū)山林生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值（見(jiàn)表1）。在常見(jiàn)的生態(tài)服務(wù)類型中，固碳、釋氧、蓄水保水、水源涵養(yǎng)、固土、保土、提高土壤肥力的經(jīng)濟(jì)價(jià)值分別為0.425億、0.277億、0.184億、0.455億、0.091億、0.004億、0.101億元。生態(tài)旅游和休閑的經(jīng)濟(jì)價(jià)值0.119億元，這是唯一一個(gè)從文化服務(wù)角度評(píng)估的服務(wù)價(jià)值。廢棄物轉(zhuǎn)換成能源的經(jīng)濟(jì)價(jià)值為0.034億元。因此2011年西湖景區(qū)山林生態(tài)服務(wù)總經(jīng)濟(jì)價(jià)值主要為1.64億元。

表1 西湖景區(qū)森林生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值Table1 Economic value of ecosystem service forest(ESF) in the West Lake Scenic Area

在所有類別中，水源涵養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高（0.455億元），占總體經(jīng)濟(jì)價(jià)值的27.7%，固碳服務(wù)其次（0.425億元），占總體經(jīng)濟(jì)價(jià)值的 25.9%。在一般服務(wù)類型中，氣體調(diào)節(jié)表現(xiàn)出最高的貢獻(xiàn)，2011年經(jīng)濟(jì)價(jià)值 0.702億元，占總調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值的 42.8%。根據(jù)研究結(jié)果，從生態(tài)經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，保護(hù)西湖山林是十分必要的，因?yàn)檎{(diào)節(jié)服務(wù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值（1.537億元）占總體經(jīng)濟(jì)價(jià)值的93.7%，供應(yīng)性服務(wù)價(jià)值（0.34億元）占總體經(jīng)濟(jì)價(jià)值的0.53%（表1）。

3.2 結(jié)果分析

在該項(xiàng)研究中，2011年西湖景區(qū)山林的經(jīng)濟(jì)總價(jià)值為1.64億元人民幣，每年平均約為50 722元/hm2。這樣的結(jié)果與政府將保護(hù)風(fēng)景林地、退茶還林放在首位的原則是一致的，也表明人類應(yīng)該將注意力集中在保護(hù)森林生態(tài)系統(tǒng)和獲取生態(tài)收益而不是直接的經(jīng)濟(jì)價(jià)值上。然而，由于缺乏充足的數(shù)據(jù)和有效的方法，并不是森林生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)的每一項(xiàng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值都能進(jìn)行評(píng)估，如遺傳資源，調(diào)節(jié)小氣候，疾病控制，授粉，文化多樣性，審美的價(jià)值等。

3.3 存在的問(wèn)題與建議

西湖森林的公共利益特點(diǎn)已得到共識(shí)。按照市場(chǎng)需求規(guī)律，有必要向受益者征收費(fèi)用并向那些從事公共生態(tài)服務(wù)的工作人員提供適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，讓這些服務(wù)以貨幣價(jià)值的形式出現(xiàn)，以保證在可持續(xù)發(fā)展的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下的人類需求[18]。必須承認(rèn)的是，因?yàn)楣娊趦?nèi)并不需要支付大多數(shù)的公共生態(tài)服務(wù)，因此，他們也沒(méi)有給予足夠的重視，故總體上講公共生態(tài)服務(wù)的價(jià)值是被低估的。因此，像景區(qū)森林此類能提供公共生態(tài)服務(wù)的生態(tài)系統(tǒng)迫切需要政府主導(dǎo)的補(bǔ)償政策。

下列措施有助于西湖風(fēng)景名勝區(qū)形成一個(gè)長(zhǎng)期有效的補(bǔ)償機(jī)制：①加強(qiáng)通過(guò)不同的行政級(jí)別分開(kāi)制定林業(yè)管理的決策和財(cái)政政策；②增加補(bǔ)償并轉(zhuǎn)移當(dāng)?shù)厝嗣裉锏囟愂盏臉?biāo)準(zhǔn)或者指導(dǎo)他們?nèi)ふ姨娲鷼Я址N茶的其他增收途徑；③征收生態(tài)稅或環(huán)境稅，并繼續(xù)確定不同利益相關(guān)者的角色（施予者和受益者），同時(shí)加強(qiáng)各利益相關(guān)者之間的相互作用[19]；④推進(jìn)環(huán)境評(píng)估技術(shù)，完善反饋機(jī)制，加強(qiáng)監(jiān)督權(quán)力的透明度；⑤加強(qiáng)市民的環(huán)保意識(shí)和對(duì)自然資源的知識(shí)普及教育；⑥加強(qiáng)生態(tài)學(xué)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)、行政學(xué)以及心理學(xué)等角度的綜合研究。

4 結(jié)論

該案例研究清楚表明西湖風(fēng)景名勝區(qū)山林對(duì)建設(shè)城市綠肺是很有益的，能夠持續(xù)造福人類，2011年其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總經(jīng)濟(jì)價(jià)值為1.64億元，平均約50 722元/（hm2·a）。

我們建議今后的研究重點(diǎn)應(yīng)集中于以下4個(gè)方面：①重視西湖風(fēng)景名勝區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能，建立有效的標(biāo)準(zhǔn)化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單位并完善現(xiàn)有的估值方法以獲得更準(zhǔn)確科學(xué)的數(shù)據(jù)；②通過(guò)確定城市居民福利與西湖風(fēng)景名勝區(qū)的聯(lián)系在不同時(shí)間和空間尺度特征上來(lái)整合空間因素；③繼續(xù)填補(bǔ)對(duì)西湖風(fēng)景名勝區(qū)生態(tài)服務(wù)評(píng)估的差距，如災(zāi)害、疾病控制、氣候調(diào)節(jié)、宗教信仰價(jià)值的估值等；④建立一個(gè)適合于西湖山林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的長(zhǎng)期有效的補(bǔ)償機(jī)制；雖然中國(guó)近期的森林補(bǔ)償政策會(huì)在短期內(nèi)促進(jìn)森林資源的保護(hù)，但根據(jù)中國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和科學(xué)的發(fā)展要想取得長(zhǎng)期的效益，可能需要更加適宜的政策。并且如何更好地促進(jìn)生態(tài)學(xué)家、林業(yè)工作者、社會(huì)學(xué)家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家和決策者之間的溝通和互動(dòng)顯得尤為重要。

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