上海城市森林與水田的生態服務合理性探討

嵇 欣 劉平養

(復旦大學環境科學與工程系，上海200433)

自20世紀60年代以來，城市森林在世界范圍內得到了快速發展。這是因為城市化的迅速推進導致了社會經濟活動的高度集中，對城市生態環境形成了巨大的壓力，大氣污染、水質惡化、城市熱島效應、噪音污染、景觀破壞等問題日益嚴峻。為了解決這一問題，國外一些林學家主張在市區和郊區營造城市森林，因為森林是自然生態服務最主要的來源之一，具有多種生態服務功能，諸如凈化空氣和水體、涵養水源、固碳放氧、美化景觀等［1］。這一做法在美國和歐洲的許多城市取得了顯著的效果，城市森林建設確實改善了一些城市的生態環境，甚至成為城市居民不可或缺的休閑、娛樂場所，成為他們的精神家園［2－3］。

但需要注意的是，城市森林并不是城市生態服務的供給的唯一路徑。研究證明，包括水田、河網在內的濕地生態系統，同樣能夠提供城市所必須的各類生態服務;城市綠地也是重要的生態服務來源之一。因此，城市生態服務的供給方式選擇必須因地制宜;除了考慮生態效益之外，還必須分析其成本有效性(包括經濟成本和社會成本)。

基于以上觀點，本文以上海市城市森林建設為案例，通過成本有效性分析來評估其合理性。本文結構如下:第一部分簡要介紹上海城市生態公益林的建設過程，以及本文數據的主要來源;接下來分析上海城市森林的經濟成本和社會成本;第三部分評價上海城市森林的生態服務功能，并對被忽視的水田與森林的生態服務功能進行了比較;第四部分是結論。

1 案例情況和數據來源

上海歷史上就是少林區，直到1999年森林總面積不到30萬畝，森林覆蓋率僅為3．17%。除佘山國有林場外，大部分林地規模很小，散布在路邊、河畔以及農村居民點附近。2002年，為了改善城市整體環境質量，上海市政府決定大力發展城市森林，并出臺了《關于促進本市林業建設的若干意見》，允許造林主體“以林養林，以房養林，以項目促林”，允許“大型片林總用地的30%”面積“進行低密度生態住宅開發，或體育、休閑等項目建設”。在政府多元化造林政策的激勵下，2002－2007年，上海郊區新造林近100萬畝，林地面積達到140萬畝，森林覆蓋率躍升至11．63% 。

另一方面，上海地區歷史上是著名的江南水鄉，河湖眾多、水網綿密、農田密布。境內水域面積697 km2，相當于全市總面積的11%;主要河道有流經市區、全長113 km的黃浦江及其支流蘇州河、川揚河、淀浦河等。解放初，上海市耕地總面積達到3 750 km2，約占行政面積的59%。從土地利用構成上看，直到1981年，上海耕地面積仍達到3 875 km2，占土地總面積的61%;其中水田面積3 348 km2，占86．4%。但近年來，隨著城市化進程的加快，上海耕地面積迅速減少。到2008年僅2 050 km2，其中水田1 751 km2，比1981年分別減少了47%和48%。

城市森林的快速發展在改善上海市生態環境、確保上海的生態安全以及滿足大都市人群對生態服務的需求等方面發揮了很大的作用。但是，與我國其他城市(如北京)或國外大都市城市不同的是，一方面上海城市森林主要是通過農業內部結構調整、流轉農民土地經營權的基礎上建成的，始終面臨著較高的經濟成本和社會成本的挑戰。另一方面，歷史上上海地區一直承載著大量的人口和經濟活動，其縱橫交錯的農田水系河網同樣提供了充足、穩定的生態服務。因此，以森林替代農田水系的思路是否合理，仍然值得商榷。

本文數據主要來自實地調研。2008年4－6月，課題組相繼走訪了上海市參與城市森林建設的全部10個區縣(嘉定區、寶山區、浦東新區、金山區、閔行區、南匯區、青浦區、松江區、奉賢區和崇明縣)，與參與市場化造林的企業、農民以及相關政府部門進行了深入的訪談。此外，課題組還從上海市綠化和市容管理局和上海市林業總站獲得了部分資料。

2 上海城市森林的綜合成本分析

我國其他城市(如北京)或國外大都市城市森林建設大都是在自身較好的林業資源、環境基礎上發展起來的，相對而言綜合成本比較低。而上海市缺乏林業發展基礎，主要是通過農業內部的結構凋整、市場化機制推動的，很容易受到國家宏觀調控的影響，因此綜合成本始終是巨大的挑戰。整體而言，上海市城市森林建設的綜合成本可以分為兩部分，一部分是直接的經濟損失(經濟成本)，另一部分是間接成本，包括管護成本和社會成本。

從經濟角度看，土地利用方式的降級(從有直接經濟產出的農田變成幾乎沒有經濟產出的城市森林)會導致經濟上的損失。上海江南水鄉歷來是我國農田產出率最高的地區之一。即便以種水稻計，2008年農民之間流轉的土地租金標準在400－500元/(年·畝)左右;若以種蔬菜計，年均毛收益在3 000－5 000元/畝左右;如果考慮塑料大棚種植，那么每畝年均損失將超過1萬元。實地調研發現，上海郊區農民大多采取混種方式，即1/3田種水稻，2/3田種蔬菜。按此計算，上海70萬畝城市森林的經濟損失至少在10．4億元/年。

目前，上海城市森林建設導致的經濟損失主要表現在三個方面。首先是農民的土地流轉費。表1反映了當前上海市10個郊區縣的土地流轉費水平。需要注意的是，大部分土地流轉合同是在2002年簽訂的，當時由于農業收益較低，土地流轉費標準普遍在200－400元/(年·畝)左右。而隨著2004年以后中央和上海市都大幅度增加了農業方面的投入，包括取消農業稅、加大種子肥料補貼等，農業收益上升;加上近年來物價上漲幅度較快，大部分郊區的農民都要求進一步提高土地流轉費。可以預見，隨著社會經濟的進一步發展，未來土地流轉費的標準還會進一步上升。

表1 上海郊區/縣的土地流轉費標準Tab．1 Land rents of Shanghai suburbs

其次是部分郊區采取向農民提供“鎮?！钡姆绞揭蕴娲L期性的土地流轉費，這也是當前失地農民更加偏好的解決方案。即政府為農民一次性或者分期支付參加“小城鎮保險”的費用，則農民在男性年滿60歲、女性年滿55歲之后，可以每年領取一筆養老保險金。按照上海郊區土勞比1∶1．3計算，流轉的50萬畝城市森林將產生38．5萬失地農民;2008年上海市鎮保繳費水平為8．6萬/人，則總投入需求將達到331億元。

但是“鎮?！狈绞接捎谄渥陨淼木窒扌?，不可能一次性解決流轉造林的產權問題?！版偙！笔巧虾Ｊ行律奶赜兄贫?，執行時間尚短，隨著時間的推移，產生的問題會越來越多。因此，要從根本上解決上海城市森林的產權問題，最終需要進行征地。如果按照上海郊區當前25萬元/畝的征地補償標準，這一經濟損失將達到數千億元。

除了流轉造林的經濟損失之外，上海城市森林還面臨著非常高的管護成本。主要的原因是城市森林自身存在嚴重的質量問題。目前上海城市森林中絕大部分是幼林，樹種單一、群落結構簡單;并且由于“以房養林”的影響，普遍存在“景觀樹種多、外來樹種多”現象，適應性、防蟲害能力等有限，客觀上要求較多的人工投入和物料投入。人工投入方面，當前一名養護人員只能養護13－20畝林地，按照上海200冊8年的最低工資水平計算，人工投入約為900元/(畝·年)①最低工資加上“三金”約為1 500元/(月·人)。;物料投入方面，根據上海10個郊區林業站的大致估計，至少需要300元/(畝·年)的基本農藥、化肥等投入。也就是說，70萬畝城市森林每年的養護成本將達到8．4億元。

以上海郊區的某生態園為例。②實際調研數據，按要求隱去了對方的詳細信息。該區域面積11 780畝，其中建成林地面積近8 000畝，農民住房動遷安置基地約780畝，水面面積約2 000畝，基礎設施用地(包括養護用房、接待房、餐廳、道路等)500畝，宅基地800畝。目前由區政府負責經營管理，意圖通過開發休閑旅游項目來支付城市森林的維護成本。2007年收入約為400萬元。它的日常運行成本主要包括三部分(見表2)③即每年維護這片生態公益林的花費，不包括前期的一次性投入(如苗木費、土地平整、動遷費等)。:

一是鎮保。涉及2 500多戶約6 000多人，共3億元左右。鎮保是分期支付的，約12年付清，目前已支付4 000多萬;現在每年要支付2 000－3 000萬元，按2 500萬元計。

二是土地流轉費。8 000畝林地中，耕地面積約6 000多畝，其余為集體機動地、道路、河塘等，支付800元/(畝·年)的流轉費。2008年流轉費漲到1 200元/(畝·年)，每年支出720多萬。

三是日常管理費用，包括養護費(物耗、養護人員工資)、工資和銀行貸款利息。養護費可以分為兩部分:一是養護物耗支出，包括農藥、肥料、樹木更新、設施設備、電力等的投入，平均1 273元/畝/年;二是養護人員工資，包括公司內部60名員工(負責養護3 000畝林地，人均工資2萬元/年)和社會化養護人員的工資(養護5 000畝，折合為450元/(畝·年))。除此之外，該生態園還有各類管理人員140多人，平均工資水平為2萬元/年。并且，由于當初造林主要依靠銀行貸款投入，而迄今為止生態園的產出有限，沒有能力償還貸款，目前每年需要償還的利息高達260萬元。

從表2可以看出，即使不考慮城市森林的建設成本(包括土地平整、苗木、青苗補償等)，該生態園要維持正常運行每年需支出5 123萬元，其中養護費用為1 363萬元，占26．6%。養護成本偏高的原因主要是幼林比例高、景觀樹種比例高、群落結構穩定性較差，因此防治蟲害、施肥、修剪等日常維護工作較多。

表2 上海某生態園的日常運行成本Tab．2 Operation cost of eco-park in Shanghai suburbs

綜上所述，上海城市森林建設和管護的經濟成本是非常高昂的。除此之外，由此導致的社會成本也不能忽視。大規模流轉造林涉及到我國當前錯綜復雜的三農問題。上海郊區大量失地農民的出現，如果沒有很好的分流、安置措施，可能會影響上海經濟的健康發展。松江、金山、閔行等區已經出現了由于土地流轉費或鎮保爭議而引發農民上訪的現象。

由此產生的問題是，既然上海營造城市森林面臨如此高的經濟成本和社會成本，是不是只能利用森林生態系統來提高城市必須的生態服務，還是存在其他的選擇?江南水鄉在極少森林的情況下，歷經千年而不衰，這本身意味著之前上海的生態服務供給是強大而且穩定的。其中起主要作用的就是以水田和水系為主體的生態服務系統。

3 上海城市森林與水田的生態服務價值比較分析

3．1 上海城市森林的生態服務能力評價

國內外許多學者都對森林的生態服務價值進行評估，但是結果差異很大。著名環境經濟學家David Pearce回顧了之前的研究成果，討論了不同森林類型的經濟價值［4］。他將價值分為直接利用價值、間接利用價值、選擇價值和存在價值，并指出人工林的生態服務價值非常低(表3)。上海城市森林與Pearce所指的人工林存在一定的差異，例如它在休閑/旅游、研究/教育以及防風減災、碳儲存、促進生物多樣性和提高當地怡值水平等方面都有積極的作用。但這些生態服務功能運轉的前提是有效的森林營造和管理。如果缺乏合適的管理、養護機制，反而會對環境會產生負面影響，如消耗水資源、增加土壤酸性、較低的野生動物多樣性等［5］。

表3 人工林和天然林的生態服務功能Tab．3 Ecological services of planted forests and natural forests

一般認為，具有強大的生態服務功能的森林必須是成熟林或者近熟林，樹種搭配較為合理、群落結構趨于穩定，極少需要人工或物料投入。例如日本一個護林員可以管護數平方公里的森林;即使我國山區，一個護林員也足以管護數千畝的森林。而上海城市森林目前基本的管護投入需求高達1 200元/(畝·a)，由此不難推測其提供生態服務的能力相當有限。

首先，上海城市森林中90%以上為中幼林，而中幼林的生態服務供給是非常有限的。例如美國Modesto市城市森林組成中，樹齡小于20年的樹種占總量的40%，但是產生的效益僅為總效益的23%;樹齡在20－40年之間的成熟樹木占總量的40%，產生的效益為46%;樹齡大于40年的老樹占總量的20%，產生的效益則為總效益的32%［6］。

其次，樹種的選擇對生態服務功能的強弱也起到重要的作用。一般而言，森林必須以本地樹種為主，同時根據不同的生態服務需求選擇相應功能的樹種。例如，水源涵養林應選擇樹形高大、深根系、根域廣、耐濕性強、生長迅速等特征的樹種;防污染隔離林應當根據主要污染物選擇具有較強的吸附能力的樹種。而上海城市森林樹種單一，多以香樟、杜英、玉蘭、水杉為主①上海市綠化市容局:上海市森林經營工作情況報告。;在“以房養林”的導向下，熱帶景觀樹種被大量引種，這很大程度上都對其生態服務功能產生了較大的負面影響。

第三，上海的城市森林建設過程中，并未考慮如何促進一個穩定的自然群落的生成。在市場化造林機制的影響下，普遍存在過度密植以獲取苗木收入的現象。一方面加劇了管護的難度，另一方面對自然群落的發展也非常不利。如果群落自身尚不穩定，其提供生態服務的能力也將被大幅減弱。

3．2 上海水田的生態服務功能

從以上分析中可以不難看出，上海郊區大規模營造城市森林不但代價高昂，而且其產生的生態效益可能需要較長的一段時間才能充分實現。這種生態服務的供給方式是否合理值得我們反思。上海地區與世界上其他大都市存在顯著的區別。它瀕臨太平洋，季風盛行，農田水網廣布。長期以來，這片極少森林的土地承載了越來越多的人口和日益集聚的社會經濟活動，孕育了燦爛的水鄉文明。因此，我們不能機械照搬發達國家營造城市森林的做法，而應當充分認識上海農田水網的生態服務功能，因地制宜，強化上海的生態服務供給能力。

對農業的生態服務功能的認識最先源于1992年聯合國“環境與發展”大會關于農業多功能性的爭論。在Maier＆Shobayashi負責的OECD報告中，國際社會關于這一問題初步達成了共識，即農業活動具有多功能性，除糧食供應之外，還提供了大量的生態服務功能，具體包括:防洪、水源涵養、防止土壤沖蝕、減少地層下陷、水質凈化、土壤凈化、大氣調節、空氣凈化、生物多樣性保育、地貌景觀保育、保健與休閑游憩、文化傳統與宗教的學習與教育等［7］。對農業的生態服務功能最為關注的是亞洲以水田耕作為主體的日本(代表為MRI，三菱研究所)、韓國(代表為NACF，國家農業合作聯盟)以及我國臺灣地區(AERC，農業工程研究中心)。盡管這些國家或地區存在地理環境、耕作條件等特性的差異，但是研究結果一致認為水稻田具有六項主要生態服務功能，即防洪、水資源涵養、防止土壤沖蝕、大氣調節、空氣凈化、保健及休閑游憩［8－11］。

上海與日、韓以及臺灣地區同屬于亞洲地區、且具有季風盛行、水網綿密等共性，可以認為其水稻田具有近似的生態服務能力。如果以臺灣地區水稻田平均23．15萬臺幣/hm2的生態服務價值計算［12］，2000年上海 25．74萬hm2水田的生態服務價值為595．88億臺幣，折合人民幣149．97億元。李菲云和吳方衛對滬郊農田生態服務價值的一項初步評估也指出，2004年上海市郊區農田生態系統的凈化大氣、涵養水源、保持土壤、維持營養物質循環等間接價值達到了80．88億元，約總服務價值的50%［13］。

3．3 水田和森林生態服務價值比較

森林生態系統和水田生態系統在提供生態服務方面具有不同的優劣勢。日本高度重視森林生態服務，也是世界上較早對森林生態價值進行評估的國家，曾經在1972年、1991年和2000年3次由林野廳進行日本全國森林生態服務價值的核算結果。另一方面，日本對水田的生態服務功能同樣重視，相關研究在20世紀80年代初就已經開始，迄今已經有近30年的歷史［14］。表4反映了著名的三菱研究所(MRI)分別對森林和水田的生態服務價值的評估結果。

表4 日本水田與森林多功能評價的比較［15］Tab．4 Multifunction evaluation comparison between paddy fields and forests in Japan

從表4中可以看出，盡管日本非常重視森林的生態服務，但是他們依然認為單位面積的水田提供的生態服務高于單位面積的森林。實際上，森林在防止土壤沖蝕、防止表層坍塌、減弱噪音、防風減災、凈化水質以及某些特種森林在吸附相應的污染物的功能要強于水田，但是水田在防洪、涵養水源等方面的功能要強于森林。對于發達都市區周邊的水田和森林來說，它們都具有很高的保健、休閑、游憩、教育、體驗等功能，在相應的價值評估上差異不大。

由此可以看出，在健康狀態下，水田的生態服務功能與森林的生態服務功能各有所長。正確的做法應當是根據不同的生態服務需求，結合成本有效性，有針對性地營造生態服務系統，而不是單純以一種取代另一種。同時，需要注意的是，以上比較的都是健康的生態系統。如果森林主要是中幼林，又存在樹種單一、群落結構簡單等問題，那么健康的水田生態系統的優勢將更加明顯。另一方面，水田生態系統是一個半自然半人工的開放性系統，它的生態服務功能受人類活動的影響較大。上海地區水田生態服務能力被忽視的一個重要原因，是粗放的水田經營管理方式導致農藥和化肥的大量施用，造成水田質量退化和水體的富營養化問題。并且由于城市的膨脹導致農田和水系面積大幅度縮減，從2000年到2007年，上海農田面積從25．74萬hm2減少到18．65萬hm2;在小農經濟的作用下，零碎化現象越來越嚴重。這些都嚴重影響了上海農田生態服務功能的發揮。

4 結論

上海大規模流轉農田建設城市森林的做法一方面存在高昂的成本問題，另一方面由于城市森林自身存在的質量和結構問題，生態服務功能的發揮非常有限。本文認為，對于長期以來依靠水田、水系提供主要的生態服務的上海地區而言，要有效構建生態服務供給體系、確保上海的生態安全，必須做到以下三個方面:

首先，上海江南水鄉具有很強的特異性，目前水田、水系和森林三種生態要素構成了生態服務的整體，因此需要加強它們之間的互補和聯系，優化三者的結合，以增強整體自然生態系統的復雜性和穩定性，強化整體的生態服務供給能力。在實際工作中必須破除以往認為只有森林才能提供生態服務的理念，轉向林、田、水的搭配。

其次，城市森林在一些生態服務的供給上具有較大的優勢，例如沿海防護林、道路兩旁的護路林、工業區和垃圾處理廠等周邊的防污染隔離林等。應當根據不同的生態服務功能，優化這部分城市森林的結構，盡快促使森林生態系統趨于穩定。

第三，無論森林還是水田生態效益的充分發揮，都離不開精心的設計、深入的研究和有效的管理。要加大對水田、水系的保護和治理力度，引導農民改變粗放的生產經營方式，治理面源污染推動水田生態系統的康復。同時，現有城市森林本身要優化，提高多樣性和郁閉度，降低管護成本。

(編輯:王愛萍)

References)

［1］McPherson E G，Nowak D，Heisler G，et al．Quantifying Urban Forest Structure，Function and Value:the Chicago Urban Forest Climate Project［J］．Urban Ecosystems，1997，(1):49 － 61．

［2］Cecil C K．A Short History of Urban Forestry in Europe［J］．Journal of Arboriculture，1997，23:31 －39．

［3］Mary F，Cecil C K．A History of Urban Forests and Trees in Europe［J］．Urban Forests and Trees，2005:23 －48．

［4］David P．The Economic Value of Forest Ecosystems［J］．Ecosystem Health，2001，7(4):284－296．

［5］Cannell M．Environmental Impacts of Forest Monocultures:Water Use，Acidification，Wildlife Conservation and Carbon Storage［J］．New Forests，1999，17(1):239 －262．

［6］McPherson E，Simpson J，Peper P，et al．Benefit-cost Analysis of Modesto’s Municipal Urban Forest［J］．Journal of Arboriculture，1999，25:235－248．

［7］Maier L，Shobayashi M．Multifunctionality:towards an Analytical Framework:Organization for Economic Cooperation ＆ Development，2001．

［8］Huang C，Tsai M，Lin W，et al．Multifunctionality of Paddy Fields in Taiwan［J］．Paddy and Water Environment，2006，4(4):199 －204．

［9］Agus F，Irawan I，Suganda H，et al．Environmental Multifunctionality of Indonesian Agriculture［J］．Paddy and Water Environment，2006，4(4):181 －188．

［10］Kim T C，Gim U S，Kim JS，et al．The Multifunctionality of Paddy Farming in Korea ［J］．Paddy and Water Environment，2006，4(4):169－179．

［11］Kentaro Y．An Economic Evaluation of the Multifunctional Roles of Agriculture and Rural Areas in Japan［J］．FFTC Technical Bulletin 154，Taiwan．

［12］蔡明華．日本、韓國與臺灣水稻田多樣性機能評價比較［C］．2005水稻田農業多樣性機能研討會，2005．［Cai Minghua．Comparison of the Multifunction of Paddy Fields in Japan，Korea and Taiwan［C］．2005 Seminar on the Multifunction of Paddy Fields，2005．］

［13］李菲云，吳方衛．滬郊農田生態系統服務價值評估［J］．上海農村經濟，2006，(9):22 －25．［Li Feiyun，Wu Fangwei．Evaluation of Ecoservice of Paddy Fields in Shanghai Suburbs［J］．Shanghai Rural Economy，2006，(9):22 －25．］

［14］W L．Paddy Field，the National Treasure［J］．Paddy and Water Environment，2005，3(3):135 －136．

［15］MRI(Mitsubishi Research Institute)．Economic Valuation for Multifunctional Roles of Agriculture［R］．Report on Evaluation for Multifunctional Roles of Agriculture and Forestry Concerning Global Environment and Human Living(in Japanese)，2001．

［16］陳永生．快速城市化下城市生態綠地系統構建技術［J］．合肥工業大學學報:自然科學版，2007，(3):308 －311．［Chen Yongsheng．On the Engineering of Constructiong the Urban Ecologic Green Space System in the Rapid Urbanization［J］．Journal of Hefei University of Technology:Natural Science Edition，2007，(3):308 －311．］

［17］王娟，藺銀鼎．城市綠地生態效應［J］．草原與草坪，2010，20(4):24 －27．［Wang Juan，Lin Yingding．Ecology Effect of Urban Green Belt［J］．Grassland and Turf，2004，14(4):24 －27．］