云南省低丘緩坡開發項目區林地生態服務價值評估

張洪 張雪巖 丁江

摘要?云南省低丘緩坡項目區開發過程中占用林地導致了生態服務價值的損失，同時也加劇了開發建設項目對于周邊生態環境的破壞。為了明確項目區的可持續發展性，將項目開發過程中的生態損益用貨幣的形式更加直觀的推算出來，對項目開發前后的生態效益進行直觀的對比，從而能夠合理有效地制定更加科學準確的低丘緩坡生態環境生態資源開發保護的實質性政策，促進低丘緩坡項目科學穩定的可持續性發展。選取了12個在開發建設項目區為案例研究，在國內外學者的研究基礎上建立了一套服務價值計量模型，對林地生態服務價值做出計量和分析。

關鍵詞?低丘緩坡開發項目區;林地生態系統;生態服務價值

中圖分類號?S718.5文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2019）22-0056-06

Abstract?The occupation of forestland in the development process of the hilly and gentle slope project area in Yunnan Province leads to the loss of ecological service value， and at the same time intensifies the damage of the development and construction project to the surrounding ecological environment. In order to define the project areas sustainable development， will be in the process of developing the ecological project profit and loss estimates more intuitive， with monetary form of ecological benefits before and after the development of project， the intuitive comparison， so that they can make more scientific and accurate effectively low hills gentle slope ecological resources development and protection of ecological environment substantive policy， promote the sustainable development of science and stable low hills gentle slope project. This paper selects twelve development and construction project areas for case study， and establishes a set of service value measurement model based on the research of domestic and foreign scholars to measure and analyze the value of forest ecological services.

Key words?Hilly gentle slope development project area;Forest ecosystem;Ecological service value

當前隨著經濟水平不斷增長，對自然資源的消耗和能源的浪費也隨之增加，人類進步與資源環境問題產生的矛盾變得更加嚴峻。在現實發展中進步和在學術理論中探索的基礎上，國內有關人與生態關系和諧和可持續發展等領域內的問題逐漸成為黨的會議研討問題之一[1-3]。隨著相關生態環境問題等文明理念與國際接軌，黨的十七大中提出要大力建設生態文明的目標，黨的十八大中為改變生態環境惡化提出積極推進生態文明建設的任務，黨的十九大明確指出務必要更深層次地把之前對生態文明建設的任務和要求大力提高至國家發展戰略的水準。

林地生態系統作為地球上最龐大、生物復雜度最高的生態系統，是一個多層次多元的復雜系統，擁有其復雜的結構和功能 [4-5]。我國國土面積幅員遼闊，在總量上擁有十分豐富的林木資源，但由于人口較多，人均擁有量略顯不足，排除掉尚無法合理開發的原始森林地區，我國林木資源量還是是相對較低的，所以森林的生態功能和森林的經濟效能產出也相對較低。以我國云南省低丘緩坡開發為例，由于國民缺乏對于森林生態效益的認識，在其開發過程中，必然會占用林地，破壞原有的森林生態系統，令當前的生態建設面臨嚴峻的考驗。綜上所述，由于缺乏價值量，使得生態服務的價值很難在直觀的經濟價值上體現出來，不利于進行管理與監測，在對于森林資源的管理上，片面的集中在經濟價值的規劃和核算上，極易造成價值的低估。這會造成兩方面的不利影響：一是降低了山地開發占用森林破壞的生態成本以及其邊際成本，二是不利于生態與經濟的協調可持續發展[6-7]。

土地使用格局會隨著低丘緩坡的建設開發而發生相應的變化，對開發區原有的環境以及生態系統造成反向影響，從而使更大范圍的低丘緩坡生態系統服務功能受到影響。低丘緩坡特殊的地理地貌環境使生態系統中大多數生態服務功能所產生的價值無法進行精確的量化，所以在項目的建設開發中對占用森林的損失考量中，通常只能對所占森林中的林木作為木材的經濟價值做出估算，而忽視林木生長所帶來的各種生態服務功能的價值[8-13]。

國外對林地生態系統評估的研究工作開展比我國要早。Costanza等[11]在最早的研究中是將全球森林生態系統劃分為熱帶和溫帶/北方林兩大類。Drumarx等提出利用旅行費用支出法來估算森林和野生生物方面的經濟價值;Tobias等分別對森林生態系統服務功能的生態旅游價值和森林生態系統的休閑、景觀、美學等方面的價值進行研究和估算。

我國在林地生態效益方面的研究也是從20世紀80年代開始的，由于林地生態系統在地球整體生態系統和人們的生存發展中處于非常重要的位置，所以國內外的學者專家對此的研究從未間斷過[14-25]。韓維棟等[23]對生態系統中的紅樹林生態系統的生態系統服務功能的物質生產、保護土壤、氣體調節等7個方面的價值進行了估算研究;郭中偉等[25]首次運用GIS技術根據森林植被類型、坡度等對評價區分區，然后進行評價分析。此外，還有研究者對生態系統服務功能中的某單一功能的價值進行評價，如丁程峰等[16]采用定量分析的方法對云杉天然林生態系統服務功能的涵養水源功能價值進行了評價。

1?低丘緩坡項目區所占林地生態服務價值計量模型

通過對國內外當前林地生態服務價值評價及的相關研究，結合國內以云南省低丘緩坡試點項目區當前開發的實際情況，選取需要計量的生態功能，確定出該研究中所需要的計量模型，包括涵養水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營養物質、凈化大氣5個內容。

1.1?林地涵養水源功能的服務價值

涵養水源的功能主要是指林地植被分布密集可以儲蓄降水，枝干葉片茂密覆蓋減少水分向上蒸發。林地對于降水的抵抗洪災旱災調節徑流、凈化降水、攔蓄降水這3類功能可以概括為林地調節水量功能。

1.1.1?林地調節水量服務價值模型。

由于該研究需要測算林地涵養水源的價格，其中涵養水源的功能之一就是調節水量，這與水庫的功能相近似，因此這里把林地調節水量的生態服務功能等同于一個近似的水庫，用影子工程法將水庫庫容投資的造價當作林地調節水量的價值，可得模型公式如下：

V調=G調×P水

根據國家水利部出臺的相關文件《水利建設項目經濟評價規范》中提出的相關參數以及計算模式，推算2018年度單位面積水庫的庫容建設投資金額為24.5元/m3。經相關研究論證，為保證得出的水量結果客觀準確，通過水量平衡法可得模型公式如下：

G調=10AR

通過相關專著和研究表明，植被截留降水的系數通常在25%～30%，為保證數值計算平衡，選取中間值27%作為截留系數參數。結合前面二者，可得林地調節水量功能價值的最終模型如下：

V調=10AR·P水

1.1.2?林地改善水質價值評價模型。

項目區開發建設過程中必然會占用很大一部分林地，導致林地面積驟減，破壞當地的生態系統，其中導致林木凈化水源改善水質的功能也隨之被破壞。林地植被改善水質的功能與人工過濾凈水的效果相近似。為了使測算結果更貼近當地情況且更加準確，根據項目區所在的12個城市做出網上調查，最后將P水質的值取調查結果的平均值，用水價格為3.45，并以此作為云南省平均居民用水價格。因為林地的植被是同時具有調節水量與改善水質2種功能的，所以前文中的到的調節水量的值在此公式里也可以看作改善水質水量的等值，可得模型公式如下：

V水質=10AR·P水質

1.2?林地保育土壤功能的服務價值

林地保育土壤的功能是指其對土壤的改良作用，具體表現為林木的枝葉、矮灌木、地表枯落層等等在降水時可以對雨水的沖刷起到緩沖的作用，減少降水墜落時對地表帶來的沖擊力，在降水過后還可以存貯水分及養份。同時林地植被的根系在地表下深土層盤根交錯向下延伸，保證水土保持的同時也鎖住土壤內部的營養元素，減緩了降水對土壤的沖刷并保持土壤肥沃，進而改良土壤。

1.2.1?林地固土功能價值評價模型。

根據相關學科的研究表明，林木的固土功能可以保持土壤總量，減少其隨降水等徑流沖刷造成的了損失，進而大大減少川流中土壤的淤積，所以此處可使用單位面積清理土石淤泥的單價作為林地固土功能的影子價格，最后做出估算，可得模型公式如下：

V固土=G固土±P挖土

當前林地固土總量的求值方法是將有林地與其他土地的土壤侵蝕狀況做出對比，相差得土壤量可從客觀角度展現固土總量。經過一定演變可得出以下公式：

V固土=A（X2-X1）/ρ

該研究中ρ值取1.32，另外根據相關學術研究已發表資料，不包含林地的其他土地土壤侵蝕模數為238.8，林地土壤侵蝕模數則細分為以下3類：有林地7.6、灌木林地4.29、疏林地7.8。所以，經過一定演變可得出模型公式如下：

V固土=P挖土·A（X2-X1）/ρ

1.2.2?林地保肥功能服務價值評價模型。

多數研究表明，影響植被生長最主要的營養元素是氮元素、磷元素和鉀元素。在植被生長過程中對土壤中的這3類營養元素的積累量也最多。但當項目區建設過程中會占用大量林地，使得植被破壞帶走大多數營養物質，造成水土一定程度流失，土壤肥力大大降低。林地植被每年都從周邊的生長環境中汲取營養物質，在多種營養物質元素中以氮、磷、鉀3種元素為主要代表。因此在通過影子價格法估算開發區占用林地的生態服務價值時，可以用以含氮磷鉀元素為主的磷酸二銨肥和氯化鉀肥的價格作為其影子價格進行計算。可得模型公式如下：

V保肥=G保肥·P保肥

據前文所述，林地年保肥總量與即為年固土量中氮、磷、鉀3種元素的含量，因此可進一步演變計量公式如下：

G保肥=G氮+G磷+G鉀=A（X2-X1）·（N+P+K）

根據公式可得，排除前文已做出說明得參數，G氮、G磷、G鉀代表的含義分別為土壤中氮、磷、鉀3種元素的流失量，N、P、K代表的含義為土壤中含氮、磷、鉀3種元素的量值百分比。通過2個計量公式相結合可得最終的林地保肥功能服務價值模型公式如下：

V保肥=A（X2-X1）·（P1N/R1+P1P/R2+P2K/R3）

根據有關學者對云南省土壤中3種營養元素含量多少情況的研究，該研究對云南省土壤中含氮、磷、鉀量取值分別是0.13%、0.04%、1.02%。根據查詢化肥網2018年在售各類品牌的化肥價格，求得磷酸二銨和氯化鉀肥均價分別為2 800和2 080元/t，在此基礎上進一步調查求值，R1、R2、R3的值份別為14.00%、15.01%和50.00%。

1.3?林地固碳釋氧功能

林地在生物圈范疇內一直處于一個舉足輕重的地位，動物呼吸吸入氧氣，在體內轉換為二氧化碳后呼出體外，而植被則吸收二氧化碳，通過光合作用轉化為碳水化合物，同時釋放出氧氣。因此是整個生態系統繁衍生息的自然階段維持碳氧平衡的循環中極其重要的一部分。所以林地植被的固碳釋氧功能對于生物而言是至關重要的。

1.3.1?林地固碳功能評價模型。

當前關于林地固碳功能的評價方法較多，受到廣泛認可且可操作性較強的價值方法是碳稅法。這種方法目前應用領域交廣，且該方法的計算結果較為精準，收到業界認同，可操作性也較強，該研究也同樣采用當前較流行的碳稅法來對項目區開發所占林地的固碳服務功能做出價值估算。經整理可得林地固碳功能模型公式如下：

V碳=G碳·P碳

通過實測法可得模型公式如下：

G碳=A（1.63R碳B年+F土壤碳）

將2個計量公式進行整合，可以得出項目區開發所占林地的固碳功能服務價值的模型公式為：

V碳=A·P碳（1.63R碳B年+F土壤碳）

1.3.2?林地釋氧功能評價模型。

為了達到最佳的評價數據結果，更客觀全面的展現釋氧功能的市場價值，根據國家衛生部十年前的數據公布結果顯示，氧氣均價約1 000元/t，通過貨幣的貼現率轉換，2018年的氧氣均價約1 360元/t。可得模型公式如下：

V氧=1.19AB年·P氧

1.4?林地積累營養物質功能

林地植被生長需要依靠光合作用積累養分，但僅依靠自身合成生長所需營養還是遠遠不夠，因此在生長過程中還會源源不斷吸取周邊環境中的氮、磷、鉀一類的營養物質。當植被生長到一定程度時，也會將營養物質向外界做出回饋，主要通過以下的幾種方式將營養物質返還給周邊環境：首先是通過自然降水，雨水下落沖刷林木，將其自身所含的各類營養物質伴隨雨水返還土壤，最終匯入徑流;其次是以木材等副產品的形式在市場流通;最后一種是通過四季交替，枯枝落葉與新生枝葉往復循環，在土壤內經各類微生物分解將營養物質回饋給土壤。

由以上觀點可以得出，林地植被每年都從周邊的生長環境中汲取營養物質，在多種營養物質元素中以氮、磷、鉀3種元素為主要代表。因此在通過影子價格法估算開發區占用林地的生態服務價值時，可以用以含氮磷鉀元素為主的磷酸二銨肥和氯化鉀肥的價格作為其影子價格做出分析。

該研究將項目區所占林地積累營養物質的服務價值換算成化肥價格來做出估算，與前文相同，依舊按照磷酸二銨化肥與氯化鉀化肥的價格做為模型中所需的參數，可得模型公式如下：

V營養=G營養·P化肥

經進一步將模型細化分析，項目區所占林地年積累營養物質的量需通過林木所含主要營養元素，既含氮、磷、鉀元素的量并于森林年凈初級生產力來做出估算，可得計算積累營養物質總量的公式如下：

G營養=AB年（N營養+P營養+K營養）

根據公式可得，G營養代表的含義為林地年均積累營養物質的總量，B年代表的含義為森林年凈初級生產力，與前文相同取云南省低丘緩坡地區有林地年凈初級生產力取值為5.249，灌木林地取值為2.681 4，疏林地取值為1.844，N營養、P營養、K營養分別代表的含義為林木吸收的營養物質中氮、磷、鉀3種元素分別的含量。

將2個計量公式通過融合可得出項目區所占林地積累營養物質價值的評價模型為：

V營養=AB年·（P1N營養/R1+P1N營養/R2+P2N營養/R3）

1.5?林地凈化大氣功能

林地中的各類植被具有客觀的凈化大氣的功能，其具體表現在可以通過植被作用吸收空氣中的各類污染物，并對懸浮在空中的顆粒粉塵展現吸附阻滯的作用。林地中各種植被的枝椏和葉片能夠吸取氣體中的有害成分，并在體內分解為無害物質，過積累在植被體內，通過物質循環由下部根系排入土壤，進而達到凈化空氣的功能;林地中高大的植被本身能夠阻擋部分空氣中的微小顆粒，并且林地通常植被排列相對緊湊，可以有效起到防風固沙、阻滯空氣中粉塵的作用。

1.5.1?林地吸收大氣污染物服務價值評價模型。

林地吸收二氧化硫評價模型，經相關研究論證，林地對于大氣中二氧化硫污染物具備吸收功能，其對大氣的凈化功能可以為人工治理空氣污染省去一筆很大支出，據前文所闡述，在此處選擇恢復和保護法的研究思路來對林地吸收二氧化硫的功能做出價值評定。因此選定當前人工治理二氧化硫污染情況單位面積的價格作為林地吸收二氧化硫的價格，通過分析，可得模型公式如下：

V二氧化碳=G二氧化碳·P二氧化碳

由于各個行業內對林地吸收二氧化硫的估值方法包含了諸如閾值法等多種途徑，有些跨學科的估值方法計算結果不精準，有些操作極其復雜需要專業儀器。該研究經篩選最終選取計算單位面積林地的吸收能力來測算具體的吸收量，可得模型公式如下：

G二氧化碳=Q二氧化碳A

由以上2個公式綜合可得，項目區開發所占林地年均吸收二氧化硫所帶來的價值評價模型如下：

V二氧化碳=Q二氧化碳A·P二氧化碳

林地吸收氟化物評價模型，經相關研究論證，對林地吸收氟化物的價值評價采用同上文一樣的恢復和保護法作為研究思路。通過分析，可得模型公式如下：

V氟化物=Q氟化物A·P氟化物

林地吸收氮氧化物評價模型，經相關研究論證，對林地吸收氮氧化物的價值評價采用同上文一樣的恢復和保護法作為研究思路。通過分析，可得模型公式如下：

V氮氧化物=Q氮氧化物A·P氮氧化物

1.5.2?林地滯塵效益模型。

經相關研究論證，林地對于空氣中自然產生的粉塵具有阻礙作用，可有效防止霧霾等環境問題，其對大氣的凈化功能可以為人工治理空氣中的粉塵問題省節省費用，據前文所闡述，在此處選擇恢復和保護法的研究思路來對林地阻礙粉塵的功能做出價值評定。通過分析，可模型公式如下：

V滯塵=Q滯塵AP滯塵

為達到此項生態服務價值評價結果的有效性和精準性，幾項污染物的人工治理費用都與國家出臺的《排污費征收標準及計算方法》制度所對應，人工治理二氧化硫污染物的單價為1.2元/kg，治理氟化物污染物的單價為0.69元/kg，氮氧化物污染物的單價為0.63元/kg，治理粉塵污染的單價為0.15元/kg。

2?典型案例研究

云南省是國內典型的以山地類型為主的省份，全省山地面積占90%以上，地勢平緩的土地儲備明顯不足。為響應國家號召，合理利用土地，節約集約利用省內優質土地，政府有關部門經研究決定，開拓一條新的發展途徑，在保證土地優化利用的前提下，創先提出要把“城鎮上山”的發展新戰略，并通過綜合分析在省內選出合適的項目區作為戰略開發試點，目前為止已有178個低丘緩坡項目區獲得政府批準依照規劃在開發建設進程中，緩解了城市化進程中的用地矛盾，促進土地資源的節約集約利用。于此同時，隨著項目區的開發導致各式各樣的工廠企業逐步向山地擴張，在山上修建工廠或園區，以至于占用原有的山地生態環境，顯著的影響之一就是林木過多砍伐，林地生態系統收到干擾，導致一些破壞生態，影響經濟效益，阻礙生態可持續發展的不利因素出現。因此，該研究從省里178個項目區中選出12個所占林地面積不同，用地類型也不同的項目區來分析云南省低丘緩坡項目區開發占用林地的生態服務價值損失。12個開發建設項目區分別為尋甸縣倘甸區塊項目區、宜良柳樹灣項目區、丘北縣九龍谷項目區、硯山縣白龍山項目區、水富縣西部大峽谷區塊項目區、富源縣城北片區項目區、鎮康縣白巖項目區、景洪市景大項目區、香格里拉縣建塘項目區、大理滿江南山項目區、楚雄市富民項目區、大姚縣南山壩工業園區項目區。

2.1?林地占用基本情況

通過ArcGIS軟件，對12個在開發項目區的土地利用現狀圖和土地利用總體規劃圖進行疊加，在數據結果基礎上進一步分析，在ArcGIS中對項目區土地利用現狀圖與土地利用總體規劃圖進行疊加分析，可以得出12個項目區當前的林地占用情況，詳見表1。

2.2?低丘緩坡開發建設占用林地生態價值損失計量

該研究選用的12個項目區共占用林地面積1 164.09 hm2，其中尋甸縣倘甸區塊項目區占用林地140.12 hm2，宜良柳樹灣項目區占用林地31.1 hm2，丘北縣九龍谷項目區占用林地195.26 hm2，硯山縣白龍山項目區占用林地257.47 hm2，水富縣西部大峽谷區塊項目區占用林地19.16 hm2，富源縣城北片區項目區占用林地53.99 hm2，鎮康縣白巖項目區占用林地23.63 hm2，景洪市景大項目區占用林地1.27 hm2，香格里拉縣建塘項目區占用林地7.11 hm2，大理滿江南山項目區占用林地244.77 hm2，楚雄市富民項目區占用林地44.46 hm2，大姚縣南山壩工業園區項目區占用林地145.75 hm2。

最終要求出所選取的12個低丘緩坡開發項目區占用林地的生態服務價值是前文中已得出的5類生態服務功能價值的總和。整合這5項生態服務價值得出，12個低丘緩坡項目區服務價值總計約為6 453.50萬元，單位面積生態服務價值總計約為55 438.13元，評估結果見表2。由表2可知，單位面積上生態服務價值在12個項目區的結果比較后差異并不明顯，造成總量差異的主要原因在于項目區開發建設方向不同，因而導致的占用林地面積不同。因此在今后的項目區開發建設過程中應將節約集約用地，保證林地占補平衡，提高利用效率作為未來開發任務重中之重。

3?結果與討論

3.1?分析結果

為對云南省低丘緩坡項目區開發過程中所占林地損失的生態服務價值進行合理的定量分析，該研究選取了不同地類和不同區位的12個在建項目區，根據開發建設過程中的地理信息數據，參考國內外當前較完善的生態服務價值模型，結合云南省實際地理情況構建具體評價體系，對云南省低丘緩坡建設項目區所占林地的幾種生態服務功能進行定量分析，結果如下：

（1）12個開發項目區所占林地生態服務價值約6 453.50萬元，單位面積生態服務價值總計約為55 438.13元，除極少數特殊情況外，開發建設方式不同的項目區在所占林地的單位生態服務價值基本相同，所占林地的生態服務價值總量于所占面積大小成正比關系。項目區的開發建設導致林地覆被的變化，從而影響區域內環境，產生諸如植被變化、水土流失等損失。

（2）該研究選取的5項林地生態服務價值的估算總量從小到大依次為營養物質積累價值、凈化大氣價值、涵養水源價值、固碳釋氧價值、保育土壤價值，其中最后3項生態價值總量就已占總價值的95%，是占用林地后造成生態價值損失的主要3種功能。

（3）該研究所選取的指標有助于加強低丘緩坡項目區響應國家號召，在山地集中的地區將村鎮建設逐步“上山”建設，在保證土地高效利用的同時與林地資源保護規劃和相關產業規劃等保持充分的銜接，科學合理確定項目區低丘緩坡土地綜合開發利用規模，優化林地用地空間布局，合理劃定建設用地和生態用地。在為開發建設過程中造成所占林地生態服務價值損失提供補償依據的同時，也能為相關學術研究和日常環境保護相關工作和宣傳提供教育材料支撐。

3.2?林地生態服務價值保護建議

在目前云南省低丘緩坡項目區開發的過程中導致很大一部分林地被侵占，產生一系列生態服務價值的損失，為避免過減輕這種損失，在日后的建設過程務必加大林地覆被保護力度，可行的方案有許多種，例如行政措施、經濟措施、技術措施等。結合云南省目前的低丘緩坡項目區開發狀況提出以下建議。

3.2.1?建設項目區內做出生態恢復及覆被治理。

山地開發在提高土地利用率、改善農業生產條件以及保持耕地總量動態平衡等方面都起到了積極的作用。但是，在開發中也出現了與林地生態狀況有關的一些問題。部分開發工程結束后，結合土地綜合整治及時對所占用林地及臨近區域進行恢復工作，可以在很大程度上改善林地的損失。植被配置以當地林木為主，結合項目區地勢條件及氣候特點、林木類型、樹木生長量、分布稀疏程度等因素，重點選擇適合林木，同時，加強后期林地管護工作，保證開發后期林地補償過程中的樹木成活率。為了防止項目區開發占用林地造成水土流失給生態環境帶來的破壞，除了采取植被恢復與治理等生物措施外，在必要的地點也要輔以工程設施，防止水土流失。

3.2.2?生態保護和生態建設并重，構建科學決策新機制。

提高項目區周邊范圍內群眾的生態保護意識，普及開發建設與生態環境間的發展關系，鼓勵學術科研團隊與非政府組織加入到監督工作中來，提高生態決策的科學化與民主化。在實施土地開發中增加生態環境保護，強調通過土地開發追求經濟、生態環境的統一和協調。提升對項目區原有林地的保護，對由于開發造成生態環境被嚴重破壞的區域做出整改，所占林地面積大的項目區要在開發之余對林地數量進行恢復，充分利用低丘緩坡項目區內山地自身生態系統的自我調控能力來恢復自然植被。

開發數據庫管理系統。運用3S技術、網絡通訊技術、數據庫技術等信息化手段監管項目的實施進展情況，對上圖入庫數據能夠適時更新、查詢、統計和分析。構建科學決策新機制，在低丘緩坡土地綜合開發利用過程中，充分運用信息技術特別是GIS技術對土地適宜性進行評價，運用遙感和地理信息系統技術等對項目區域內林地資源等進行調查，利用GIS空間分析技術、三維空間分析和顯示技術等進行森林用地選擇評價，實現決策的科學化、智能化、信息化。

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