中國平原林業工程涵養水源生態服務功能價值估算

李志沛，張宇清，朱清科，鄭 慧，陳作州，馮靖宇

（北京林業大學 水土保持學院，北京林業大學教育部水土保持重點實驗室，北京 100083）

水資源短缺和水污染問題使得森林涵養水源的生態服務功能引起了高度關注。森林涵養水源，通常指森林生態系統對降水的攔截和儲藏。涵養水源的服務功能是森林生態系統服務功能的重要組成部分，研究其價值具有重要的理論和實踐意義。森林涵養水源功能主要表現在以下幾個方面:蓄水功能、調節徑流功能、凈化水質、削洪抗旱等［1］。

平原林業是我國林業建設事業的一個重要組成部分。它在改善農業生態環境、調整農村經濟結構、保證農業穩產高產、增加森林資源和林副產品、促進農業全面發展、提高群眾生活水平方面有著重要的作用［2］。本文以平原林業為例，探討其涵養水源生態服務功能的經濟價值，以便豐富森林生態系統功能的價值量化研究，客觀評價我國平原地區林業建設所取得的成就。

1 研究區概況

我國平原地域遼闊，主要分布在東北、華北、長江中下游、珠江三角洲等地區，包括26個?。ㄊ小⒆灾螀^），186個市，共958個平原縣、半平原縣和部分平原縣。國土總面積227.67萬km2，研究區內耕地面積4937 .2萬hm2，總人口50709 萬人，全區林業總產值3324 .2億元，農民人均純收入3687 元。平原地區的水肥等自然條件相對較好，是全國重要的糧、棉、油生產基地，同時也是我國重要的木材生產基地。

經過幾十年的努力，平原地區森林覆蓋率由1987年的7.3%提高到現在的15.7%［3］，各地平原林業發展迅速。特別是以林業重點工程為帶動，以農田防護林體系為主體，以村鎮綠化（含城鎮）為基礎，結合通道綠化、河流干渠綠化，使廣大平原地區造林面積迅速增加，造林質量明顯提高，生態環境明顯改善。截至2005年，全國平原地區林業用地折合面積達到2508 .85萬hm2，占全國林業用地面積的8.88%；活立木蓄積量達到10.03億m3，平原地區木材產量達到2429 .15萬m3，占全國木材產量的比例達到了43.7%；平原地區林業總產值3324 .16億元，占全國林業總產值的39.29%；平原區農田林網的林網化控制率達到78.11%，林帶折合面積206.59萬hm2；農林間作折合面積32.50萬hm2；村鎮（包括城鎮）綠化總面積335.49萬hm2，村鎮平均綠化率28.43%；綠色通道綠化總面積達230.625萬hm2，平均綠化率74.46%；片林總面積1703 .63萬hm2，其中用材林面積593.88萬hm2，防護林總面積645.35萬hm2，經濟林總面積366.48萬hm2。

2 材料和方法

2.1 數據收集

本研究數據主要來自《全國平原林業功效調查》項目，實際統計數據為全國26個省，177個市，868個縣；降雨資料來自2005年《中國水資源公報》［4］；以及一些前人總結的數據資料。按照《全國平原綠化工程建設規劃》，將26個?。ㄖ陛犑小⒆灾螀^）分為6個大區，詳見表1。

表1 平原地區降雨和林業建設概況

2.2 涵養水源物質量計算方法

森林生態系統水源涵養量，是指森林土壤的攔截、滲透與儲藏雨水的數量。從整個降雨過程來看，雨水降落到林地以后，由于重力的作用，會不停地通過土壤滲入地下，在林地根系和枯落物的作用下，土壤結構和孔隙狀況有所改善，有利于水分的貯存和入滲。通常情況下，森林土壤不會因水分飽和而產生地表徑流，到達地面的雨水，都會貯存在林地土壤層中，轉變為蒸散發和徑流；因此，水源涵養量可通過降雨量、蒸散發量及林地土壤涵養能力等關系來推算［5］。對涵養水源的物質量計算方式主要有:水量平衡法，年徑流量法［6］，截留法［6－7］。本研究運用水量平衡法來計算。公式如下:

式中:W——涵養水源量（m3／a）；Ri——第i省份平均降雨量（mm／a）；Ai——第i省份的林業用地面積（hm2）；Ei——第i省份林地平均蒸散量（mm／a）；θi——第i省份徑流系數。

2.3 涵養水源價值量計算方法

涵養水源價值評估，就是采用各種方法對森林涵養水源價值進行估算。直接計算森林涵養水源的價值有困難，因此人們應用一種替代技術，即替代工程法，也叫影子工程法。為實現與森林涵養水源量相同的蓄水功能，假設存在一個工程，而且該工程的價值是可以計算的，那么該工程的修建費用或者說造價，就可以替代那個森林的涵養水源價值。這樣，森林涵養水源價值的計量就轉化為尋找恰當的工程造價的計量。

目前，國內外關于森林涵養水源量的定價標準存有爭議。其中代表性的方法有6種［8］:①根據水庫工程的蓄水成本來確定。②根據供用水的價格來確定。③根據電能生產成本來確定。④根據級差地租來確定。⑤根據區域間的水源運輸費來確定。⑥根據海水淡化費用來確定。

在上述6種方法中，第①和第②種方法比較常用。本文采用①，因為森林涵養水源與水庫蓄水的本質類似，其蓄水價值應根據蓄積1t水的建水庫花費為標準；采用②是因為供水價格是水的商品價格，森林涵養水源的價值應該根據水的商品價格來確定。

3 結果與分析

3.1 平原林業水源涵養的物質量

我國平原地域遼闊，分布于26個不同的省份，由于地域自然條件的差異性，尤其是降雨量和蒸散量的不同，導致各地的水源涵養功能的作用大小、影響程度明顯不同。

本研究運用水量平衡法計算平原林業的涵養水源服務功能的物質量，但全國各地蒸散量不易確定，因此根據已有的我國學者對森林蒸散量的研究，我國森林區域的年蒸散量占年總降水量的30%～80%［8］，最后取年降雨量的55%作為蒸散消耗量。因此我國平原區的年降雨量55%被林地消耗后，余下的就是平原林業年涵養水源量。2005年全國平原林業水源涵養總量是1019 .4億m3，其中華東地區最大，是453.5億 m3；中南地區其次，為304.9億 m3，其他地區詳見圖1。

圖1 我國不同地區水源涵養物質量

3.2 平原林業水源涵養的價值

計算出水源涵養的物質量后，再運用影子工程法，評價森林對水源涵養的經濟價值。本文水的影子價格由水庫的蓄水成本確定，取5.714元［9］，用水的影子價格乘以涵養水源總量，即可算出平原林業生態系統涵養水源的價值。

從表2中看出，我國平原林業系統涵養水源的總價值是5810 .56億元，相當于2005年全國林業產業總產值的68.69%。其中華東地區和中南地區的涵養水源價值最多，分別達到2584 .72億元和1738 .00億元，占全國平原地區的44.48%和29.91%。全國平原地區單位面積平均涵養水源的價值是23154 .7元／hm2，其中中南地區和華東地區單位面積涵養水源的價值最高，分別是34005 .8元／hm2和30334 .2元／hm2。

表2 我國平原林業工程涵養水源的價值

4 結論

我國平原地區地域遼闊，自然地理條件復雜，氣候、土壤、植被、地質地貌等因素直接影響水源涵養功能的作用大小、影響程度。

從計算涵養水源量的水量平衡法中可知，涵養水源量受林地面積、降水量及蒸散量三個指標影響。我國降水量北少南多和西少東多的地理分布，導致我國平原林業工程單位面積涵養水源量呈現從北向南、從西向東逐漸增大的特征，同時也導致了其單位面積水源涵養經濟價值出現相似的分布規律。由表2可知，我國平原區單位面積涵養水源服務功能的價值變化規律，由北向南變化區間為10448 .0～34005 .8元／hm2，由西向東變化范圍為8805 .8～30334 .2元／hm2。

在我國平原地區，林業的快速發展不僅為社會提供直接產品，其間接的價值也不可忽視，而且這種價值對人類的貢獻比林產品提供的價值更顯著。本文只是對我國平原區林業的涵養水源服務功能進行初步的、不完全的估算，隨著人們對森林生態功能認識的不斷深入，估算方法的不斷創新，其水源涵養功能的價值估算將會更加明顯和精確。

［1］姜文來.森林涵養水源的價值核算研究［J］.水土保持學報，2003，17（2）:34－37.

［2］蔣建平，武祿光.試論平原林業［J］.河南農業大學學報，1994，28（2）:103－110.

［3］李冰.加快平原林業發展:推進社會主義新農村建設［J］.國土綠化，2006（3）:26.

［4］中華人民共和國水利部.中國水資源公報［M］.北京:中國水利水電出版社，2005.

［5］程根偉，石培禮.長江上游森林涵養水源效益及其經濟價值評估［J］.中國水土保持科學，2004，2（4）:17－20.

［6］姜海燕，蔣春英，徐東艷，等.遼寧東部山區森林涵養水源的生態服務功能價值估算［J］.遼寧林業科技，2005（3）:6－10.

［7］吳嵐，秦富倉，余新曉，等.水土保持林草措施生態服務功能價值化研究［J］.干旱區資源與環境，2007，21（9）:20－24.

［8］侯元兆.中國森林資源核算研究［M］.北京:中國林業出版社，1995.

［9］余新曉，秦永勝，陳麗華，等.北京山地森林生態系統服務功能及其價值初步研究［J］.生態學報，2002，22（5）:784－786.