生態(tài)修復(fù)項目成本-效益動態(tài)評估

趙廷陽,夏成琪,索鑫浩,曹世雄,*

1 北京林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院,北京 100083 2 清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院,北京 100084 3 北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院,北京 100083

生態(tài)系統(tǒng)是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ),其不僅為人類提供直接的生產(chǎn)和生活資料、同時為人類提供各種間接服務(wù)[1]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和價值變化與人類的福祉密切相關(guān)[2-3]。隨著社會經(jīng)濟發(fā)展,人類的一系列活動嚴(yán)重影響了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,威脅到了人類社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展[4-5]。相關(guān)研究結(jié)果表明,工業(yè)化以來,全球范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值下降了63%[6]。服務(wù)價值減少必然會影響人類未來福祉,對生活在貧困線以下、依靠自然資源生存的大約11億居民的影響尤為嚴(yán)重[7]。

近半個世紀(jì)以來,人們逐漸認識到生態(tài)環(huán)境保護的重要性,積極實施有效措施,以期增加生物多樣性、保護和修復(fù)生態(tài)環(huán)境[8-9]。1978年以來,我國政府投入巨額資金開展了三北防護林、天然林保護、退耕還林等一系列生態(tài)修復(fù)項目。然而,這些工程投入產(chǎn)出是否合理,沒有人知道；以往對生態(tài)修復(fù)項目的評估往往忽略項目成本[10]和項目實施前后的差異[11]。因此,構(gòu)建科學(xué)可行的生態(tài)修復(fù)項目實施效果評價新方法,開展項目成本-效益動態(tài)評估,明確項目的實施效果極為緊迫和重要[12],對我國后續(xù)展開生態(tài)文明建設(shè)有重要理論指導(dǎo)意義,對全球生態(tài)修復(fù)政策調(diào)整、環(huán)保項目規(guī)劃也有重要科學(xué)價值。

自從1997年Costanza等[13]學(xué)者計算了全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值以來,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估成為全球生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟學(xué)研究的熱點[14-17]。然而,多數(shù)學(xué)者在開展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值估算時忽略了生態(tài)系統(tǒng)在提供服務(wù)時所需要的成本或者僅僅計算了部分成本[12]；傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)負效應(yīng)評估雖然考慮到了水資源消耗的負效應(yīng)和環(huán)境危害(如環(huán)境污染、土壤侵蝕等)的負面影響[18],但忽略了土地等自然資源占用“擠出效應(yīng)”所導(dǎo)致的機會成本[19]、環(huán)境保護和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投資的直接成本、以及自然災(zāi)害造成的其他機會成本[20]。忽略成本分析(或者成本分析不全面)計算出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值必然會夸大自然和人工生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能以及維護和恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)措施的經(jīng)濟學(xué)意義,影響土地規(guī)劃和環(huán)境保護的科學(xué)性和可行性[6,21]。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)凈價值評估方法[12]雖然對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估方法進行了改進,但沒有考慮生態(tài)修復(fù)項目實施前和實施后土地景觀變化引起的凈價值變化,獲得的結(jié)果只能反映土地利用的靜態(tài)效益,不能反映生態(tài)修復(fù)項目引起土地變更的成本-收益變化。在環(huán)境保護項目實施前和實施后,必須對其進行成本收益評估,只有項目實施后的土地生態(tài)經(jīng)濟凈收益大于項目實施前土地生態(tài)經(jīng)濟凈收益,項目實施才有經(jīng)濟價值。但是,由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值計算方法的缺陷,以前研究從未開展這一方向研究。甄別環(huán)保項目土地變更的成本與收益變化十分重要,它有助于管理者了解生態(tài)修復(fù)項目一系列潛在成本與收益、及其形成的原因,從而提高環(huán)境保護項目的效益[22],實現(xiàn)社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的有機結(jié)合。構(gòu)建基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出相結(jié)合的生態(tài)修復(fù)項目成本-效益動態(tài)評估新方法,是生態(tài)修復(fù)研究領(lǐng)域的科學(xué)前沿。

1 研究方法

1.1 生態(tài)系統(tǒng)收益核算方法

該研究基于《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》(LY/T 1721—2008)進行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的評估,評估指標(biāo)包括涵養(yǎng)水源(調(diào)節(jié)水量指標(biāo)和凈化水質(zhì)指標(biāo))、保育土壤(固土指標(biāo)和保肥指標(biāo))、固碳釋氧(固碳指標(biāo)和釋氧指標(biāo))、養(yǎng)分積累(養(yǎng)分積累指標(biāo))、凈化大氣環(huán)境(生產(chǎn)負離子指標(biāo)、吸收污染物指標(biāo)、滯塵指標(biāo)、TSP吸收指標(biāo)、PM2.5吸收指標(biāo)、PM10吸收指標(biāo))、生物多樣性保護(生物多樣性保護指標(biāo))、森林防護(防風(fēng)固沙指標(biāo)和保護農(nóng)田指標(biāo))共7種功能和16項指標(biāo)。

產(chǎn)品價值以2017年度市場價格計算項目區(qū)對應(yīng)的糧食、水果(蘋果、梨、葡萄、柑橘、橙)及其他林產(chǎn)品(如桐油、樹漆、竹子)。因為我國禁止木材砍伐,該項計算不包括木材生產(chǎn)。

(1)

1.2 生態(tài)系統(tǒng)凈收益核算方法

凈收益基于以上生態(tài)系統(tǒng)收益(Benefits)核算減去成本獲得：

(2)

1.3 成本-效益動態(tài)評估方法

生態(tài)修復(fù)項目實施改變了土地的利用方式和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,如退耕地種植經(jīng)濟林是將陡坡農(nóng)田變成了經(jīng)濟林、荒地種植經(jīng)濟林是將荒地變成了經(jīng)濟林、荒地造林是將荒地變成了人工林、天然林植被恢復(fù)是將退化的森林變成了天然林、飛播造林是將荒地變成了飛播造林地、退耕地造林是將陡坡農(nóng)田變成了人工林(不含經(jīng)濟林)。

同一塊土地在實施生態(tài)修復(fù)后的凈收益減去該地塊在項目實施前的凈收益即可獲得項目的凈收益:

(3)

1.4 研究案例

為了驗證生態(tài)工程成本-效益動態(tài)評估新方法的可行性,該研究基于三北防護林、天然林保護、退耕還林項目區(qū)183個生態(tài)監(jiān)測站點(包括中國科學(xué)院44個監(jiān)測站點和國家林業(yè)總局139監(jiān)測站點)對以上16項指標(biāo)的監(jiān)測數(shù)據(jù),以及林業(yè)統(tǒng)計年鑒(1987—2017)的實施面積等數(shù)據(jù)[23],通過對工程實施前和實施后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值、產(chǎn)品收入、投入(包括資源占用)成本的評估,計算了項目實施前和實施后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的成本與收益及其變化。如表1所示,天然林保護和三北防護林包括荒地種植經(jīng)濟林、荒地造林、天然植被恢復(fù)、飛播造林四項措施,退耕還林工程包括了退耕地造林(不含經(jīng)濟林)、退耕地種植經(jīng)濟林、荒地造林、天然植被恢復(fù)四項措施。

表1 2017年工程主要治理措施實施面積

2 研究結(jié)果

計算結(jié)果顯示,南方生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的收益普遍比北方高,東北地區(qū)各類生態(tài)系統(tǒng)也能有較高的收益,但是經(jīng)濟林種植在新疆和黃土高原地區(qū)收益相對較高(表 2)。人工生態(tài)系統(tǒng)的成本在北方較高,因為北方的水熱條件較差,人工造林成活率和保存率相對較低,人工種植直接投入和管護成本較高(表 3)。

表2 2017年陡坡農(nóng)田、荒地和各種林地收益區(qū)域間的變化/(×103 元/hm2)

表3 2017年陡坡農(nóng)田、荒地和各種林地的成本在區(qū)域間的變化/(×103 元/hm2)

六種生態(tài)修復(fù)措施在不同地區(qū)實施的效果不同,除了種植經(jīng)濟林措施能在新疆、黃土高原等北方地區(qū)產(chǎn)生較高的凈收益以外,其他四種措施在南方的凈價值均高于北方(表 4)。退耕地種植經(jīng)濟林、荒地種植經(jīng)濟林、天然植被恢復(fù)這三種措施在各個省份均能產(chǎn)生正收益。其余三種措施在部分省份產(chǎn)生了負效益。退耕地造林和荒地造林會對北京、天津、內(nèi)蒙古、吉林、黑龍江、西藏、甘肅、青海、寧夏、新疆10個省區(qū)產(chǎn)生負效益；飛播造林會對黑龍江、西藏、青海、新疆4個省區(qū)產(chǎn)生負效益。

三北防護林、天然林保護、退耕還林工程的實施后,項目區(qū)土地收益分別增長了2035.0×109、3821.1×109、1127.8×109元/a,凈收益分別增長了461.7×109、2930.5×109、530.1×109元/a,單位面積土地凈收益分別增長了6.5×103、17.6×103、18.2×103×103元 hm-2a-1,收益率分別為29.3、328.9、77.0%(表5)。

3 討論

保護生態(tài)環(huán)境、提高土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值、增加人類福祉[24-26]、以便更好地適應(yīng)氣候變化、促進人類社會可持續(xù)發(fā)展[6,27]是當(dāng)代人類的共識。該研究通過不同生態(tài)修復(fù)項目實施前和實施后的成本、收益變化進行評估(即生態(tài)系統(tǒng)成本-效益動態(tài)評估),證明重大生態(tài)修復(fù)工程能夠使土地收益的增加大于成本增加,大型生態(tài)修復(fù)工程具有潛在的獲利能力(表5)。如果管理者選擇適合本地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)或保護措施,有望獲得更好效果(表4)。

表4 2017年各凈收益在區(qū)域間的變化/(×103 元/hm2)

表5 2017年三北防護林、天然林保護、退耕還林工程每年產(chǎn)生的收益、成本、凈收益的增長以及補貼

科學(xué)合理的生態(tài)修復(fù)項目是基于長期凈收益最大化的綜合結(jié)果,而不是追求某個單一指標(biāo)(比如森林覆蓋度)最大化和短期利益最大化。在環(huán)境保護項目實施前和實施后,必須對其進行成本收益評估,以避免資金浪費、環(huán)境破壞、威脅項目區(qū)居民生計,只有這樣才能同時實現(xiàn)保護生態(tài)環(huán)境和促進區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展的雙贏目標(biāo)[28]。因此,正確甄別環(huán)保項目的成本與收益十分重要[29],它有助于管理者了解生態(tài)修復(fù)項目的一系列潛在成本與收益、及其形成的原因,從而提高環(huán)境保護項目的效益[24]。

“青山綠水、就是金山銀山”,“資源節(jié)約、環(huán)境保護”是我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的核心內(nèi)容之一。相對以前的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值、林業(yè)收益評估和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)凈價值評估方法[12,22,30],該研究構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)成本-效益動態(tài)評估方法融合了以上評估方法的優(yōu)點,較全面計算了生態(tài)系統(tǒng)的成本(包括直接投資、資源占用、自然災(zāi)害、管理費用等)和收益(包括生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值、產(chǎn)品價值等)及其變化,較好地實現(xiàn)了社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的有機結(jié)合,獲得了比傳統(tǒng)成本收益、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值等評估方法更加可靠的評價結(jié)果。生態(tài)系統(tǒng)成本-效益動態(tài)評估方法站在項目實施和土地景觀變化的視角進行投入產(chǎn)出動態(tài)評估,更好地比較生態(tài)修復(fù)項目實施前、后的成本和收益變化,這樣的評價結(jié)果能使土地利用規(guī)劃和項目監(jiān)督管理更加科學(xué)合理,為生態(tài)修復(fù)措施選擇提供了方法基礎(chǔ)。預(yù)期研究結(jié)果可為土地管理者、政策制定設(shè)計出更加有效的策略,為生態(tài)環(huán)境保護和社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

干旱地區(qū)樹木生長需要占用大量水資源,人工造林加劇了這些地區(qū)水資源短缺危害,造成不必要的經(jīng)濟成本(表4)。即使在濕潤地區(qū),人工造林需要消耗大量的人力和物力,成本高昂。如果不是為了獲得木材、水果等經(jīng)濟目標(biāo),生態(tài)修復(fù)應(yīng)盡量通過自然恢復(fù)方式推進。相關(guān)研究結(jié)果表明,當(dāng)濕潤地區(qū)植被覆蓋度小于20%時,最好的生態(tài)修復(fù)措施是通過施肥或者種植豆科牧草的方式改良土壤,從而實現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)[31],人工造林會進一步加劇土壤養(yǎng)分流失,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)進一步惡化。干旱地區(qū)被覆蓋度小于30%時[32],最好的生態(tài)修復(fù)措施是增加地表粗糙度,減小地表風(fēng)速,人工造林會進一步加劇干旱缺水的危害。

由于不同地區(qū)社會經(jīng)濟條件和資源稟賦存在較大差異,尊重區(qū)域差異設(shè)計因地制宜的生態(tài)修復(fù)策略非常必要。雖然生態(tài)恢復(fù)工程可以獲得巨大收益,但是并不是每一種措施在考慮其成本后在每個地區(qū)都能產(chǎn)生正效益[33-34]。由于生態(tài)地理的巨大差異,獲得更高分辨率的數(shù)據(jù)進行評估是生態(tài)修復(fù)項目規(guī)劃未來的發(fā)展方向。在未來的生態(tài)修復(fù)規(guī)劃和實施中,政府部門和相關(guān)研究人員需要獲取更加翔實的數(shù)據(jù)進行分析,確保相關(guān)措施更加科學(xué)合理。不同地區(qū)的自然和人文因素差異顯著,適宜采取的生態(tài)修復(fù)措施也不盡相同,因地制宜地選擇適合本地區(qū)的生態(tài)修復(fù)措施非常重要。中央政府應(yīng)尊重地方差異,讓不同地區(qū)自我選擇生態(tài)修復(fù)措施可以獲得更好的效果。