基于GIS的紫云縣林地生態資產價值分析研究

王 釘 王典雪

(1.安順學院資源與環境工程學院; 2. 安順學院經濟與管理學院，貴州 安順 561000)

生態資源不僅是人類生存的基礎，也是社會發展生產必不可少的物質要素。林地資源是森林資源中的一小部分，而森林資源又是自然資源的組成部分，所以林地生態資產價值核算的意義可以從以下三個方面體現：

(1)從生態的可持續發展方面看，自然資源的保護是可持續發展的重要基礎[1]。自然資源資產價值核算，可以很好地反映出自然資源因經濟活動所造成的增減變動情況，也可以讓權益者合理分配自然資源，真正把環境與經濟掛鉤，較好的維持生態平衡[2]。黨的十八屆三中全會對自然資源資產價值評估構建的提出，表明國家對生態資源的環境問題的重視，生態文明建設的有效推進[3]。

(2)從國民經濟體系方面看，自然環境造成損失破壞后，恢復治理所投入的資金納入了國民經濟體系[4]，以收入和支出的方式將自然資源與經濟放在了統一框架里面，可以讓政府在經濟發展的方式上做出科學的決策。

(3)從政府管理決策方面看，自然資源資產負債表可以對政府管理者做出有效的監督作用，讓管理者在對林地資源合理規劃、利用和管理方面上的思想認識有所提高，在發展經濟的同時也做好資源環境的保護，在我國經濟向綠色可持續發展的過程中，可以說林地資源價值核算的提出是一個重要的舉措[5]。

生態價值核算是對生態系統本身可以利用能夠為人類提供利益和服務的價值評估，也可稱為自然資產核算[6]。在黨的十八屆三中全會提出自然資源的資產核算和價值核算，是中國提出的一個新概念，它是中國的一項重要理論和制度創新。在此之前，“自然資源核算”和“環境經濟核算”等概念被提出并有一定方面的研究成果[6]。自然資源的核算方法是自然資源資產負債表展開研究的前期知識理論，自然資源的核算對我國今后的自然資源管理發展有重大意義[7]。

20世紀70年代，國外已經開展探索自然資源與國民經濟核算相互聯系的研究。自然資源核算問題的首次提出是1993年聯合國統計委員會編制的國民賬戶體系[8]。對于自然資源核算的研究，多個國家都是以2012年聯合國等有關組織編寫的《2012年環境經濟核算體系中心框架》(簡稱為SEEA-2012)為標準[9]。在自然資源的核算研究方面，美國、日本、墨西哥等多個國家已經取得了一定的成果，基本構成了比較成熟的自然資源經濟核算體系。

我國對于自然資產核算、價值評估的研究工作，起源于20世紀80年代的環境資源價值評估。經濟學家許滌新率先開展生態價值經濟研究，第一次將生態和經濟放在同一個層次研究考慮。而后生態學家馬世駿也將生態與經濟學相聯系起來[10]。1988年，國務院發展研究中心開始進行自然資源核算的相關課題研究，構建出了系列的資源核算理論體系，推動了我國資源價值核算的研究[11]。1996年，胡濤等人從自然資源的生態服務功能等方面推動環境資源價值核算[12]。1998年，李金昌研究分析了生態價值方面的基礎理論，并將生態價值進行量化研究[13]。隨后王健民[14]等人相繼將自然資源價值的形態應用到理論研究中，并且還確立了自然資源的資產價值核算定量關系式。國內研究人員在國外現有的基礎上，建立了適合國內的模型、計算、評估方法等，不同區域和不同程度的研究內容相繼出現，在自然資源價值核算方面也取得了一些重要成果。

1 研究區概況

紫云縣(105°55′E-106°29′E，25°21′N-26°3′N)位于貴州省的西南部，隸屬于安順市，分別與安順市的西秀區、鎮寧縣接壤。紫云縣為中亞熱帶和北亞熱帶的過渡地帶，屬于熱帶季風濕潤型氣候，溫和宜人、雨水充沛、干濕明顯。地形多為山谷，平均海拔為1000～1300米，土壤以黃壤、石灰壤為主，是典型的喀斯特地貌地區。清鎮地帶性原生植被為亞熱帶濕潤性常綠落葉闊葉林，由于人類活動的干擾和破壞，原生植被已保存不多，大部分地區所發育的都是次生植被(如針葉林、落葉闊葉林、灌叢及灌草叢等)。同時，本地區地質、地貌條件復雜，喀斯特極其發育，以及喀斯特山區植被獨特等，決定了該地區森林生態功能多樣，森林生態資產估價較困難。

2 研究方法

2.1 數據來源及處理

查詢安順市統計年鑒獲取紫云縣面積、人口等數據，GLOBELAND30下載紫云縣2020年影像圖、FROM-GLC10(清華大學2015年全球10米分辨率地表覆蓋數據)下載紫云縣2015年影像圖、Open Street Map下載安順市行政區劃shp數據。

2.2 數據處理

(1)利用ArcGIS軟件對紫云縣2015年和2020年的影像進行合并、裁剪、圖斑提取分類等處理，得到紫云縣2015年、2020年土地利用類型的分布特點，并利用幾何計算器計算出各類土地的占地面積，核算紫云縣的林地面積；

(2)利用市場價值法核算林地自身價值量，根據林地生態的生態功能確定影響指標，以現有研究的計算方法計算出林地的生態價值；

(3)根據所計算出的2015年與2020年的林地價值量進行對比分析。

2.3 林地生態資產表核算

林地生態資產負債表主要是由資產和負債兩個方面去進行核算建表，而資產又是從直觀和間接兩個方面體現，直觀方面主要是體現林地的實物量變化，間接方面是從林地所帶來的價值效益方面體現，林地生態的負債主要體現于林地生態方面修復預防支出。所以，林地生態資產負債表核算主要進行林地生態實物量核算、價值量核算。

2.3.1 實物量核算

通過圖2中的2015年至2020年土地利用類型圖得出，類型和區域分布差異不大，通過矢量數據的面積計算得出表1和表2和表3。

圖2 2015-2020年紫云縣土地利用現狀圖

表1 2015年土地利用面積

表2 2020年土地利用面積

表3 紫云縣林地生態資產實物量核算表 單位：km2

由表3可得耕地和林地面積均在減少，草地面積在增加。

2.3.2 價值量核算

林地生態資產價值量核算主要是林地帶來的直接經濟效益和間接經濟效益的核算，直接經濟效益可以是林地自身的價值和所產生的木材價格，這是較為直觀的一種經濟效益，而間接經濟效益比較微觀，它是林地在生態方面帶來的價值，比如：保持水土、調節氣候、凈化空氣等。

2.3.2.1 林地價值量核算

對于林地本身的價值可以采用現行市價法，年金資本化法等多種核算方法，但根據林地類型的不同和地理位置的不同，林地的價格也會有所變化，所以相對于年金資本化法來說，現行市價法和其他核算方法計算會比較困難，所需的參數會更多一些，相反年金資本化法的可操作性更強一些[16]。但由于年金資本法沒有辦法獲取投資收益率，經過相關分析研究的文獻，在此處采取市場價格法對林地價值進行核算[17]。

林地價值量核算公式：

V1=P×S

(1)

式中：

V1—林地價值量(元)

P—林地市場價格(元/畝)

S—林地面積(畝)

根據相關資料的查閱，紫云縣林地價格為2052元/畝，紫云縣2015年與2020年的林地面積約為1,160km2、1,133.46km2，核算為1,740,000畝、1,700,190畝，將數據帶入公式1得出紫云縣2015年與2020年的林地價值分別為35.70億元、34.89億元。

2.3.2.2 涵養水源價值量核算

林地生態價值量是指林地在生態上所產生的價值效益，從它的生態功能上進行核算。林地具有一定的防洪功能和截流保土保水功能，從而實現了它的涵養水源作用。某區域范圍內的水源涵養相當于該區域的森林水源涵養，可以根據該地區的年平均降水量和森林覆蓋度計算該區域的水源涵養量，計算出的水源涵養量可根據市場供水價以及水庫造價來評估該區域的水源涵養價值量。

同時可以用蓄水估算法和徑流系數法對水源涵養進行實物量核算，但這兩種方法需要長時間的實驗和記錄，不僅對場地條件和實驗條件有要求，還對時間條件有要求，實驗長周期數據才有說服力，這兩種方法一般只會在做項目時才會采用。

涵養水源的價值量核算公式：

V2=M2×γ2

(2)

式中：

V2—涵養水源價值(元)；

M2—總涵養水源量(t)；

γ2—供水價格(元/t)；

根據安順市統計年鑒，紫云縣森林覆蓋度為24.2%，2015年和2020年全縣平均降雨量分別為1,297.5mm、1,537.3mm，根據1毫米降雨量可為1畝地增加0.667立方米的水，紫云縣面積為2,284km2，核算為34.26×105畝，計算出紫云縣2015年和2020年的降雨量分別為2.15億立方米、2.55億立方米，由于水的密度在常溫下是1,000kg/m3，所以核算出兩年的降雨量分別為2.15億噸、2.55億噸。由紫云縣某村調查訪問出市民生活用水供水價格為3元/噸，利用公式2計算出紫云縣林地2015年和2020年為紫云縣帶來的供水價值分別為6.45億元、7.65億元，對比可知2020年比2015年增長了1.2億元。根據紫云縣黃家灣水庫修建的總投資和總容庫比，得出庫容成本為20.32元/m3，可計算出紫云縣兩年的防洪效益分別為43.69億元、51.82億元，合計紫云縣兩年的總涵養水源價值分別為50.14億元、59.47億元。

2.3.2.3 固碳制氧價值量核算

林地生態中的植被樹木等可進行光合作用的植物使林地有了制氧功能，所以林地的制氧價值核算以光合作用化學式為主，一般1kg的干物質可以在光合作用中釋放1.2kg氧氣，同時消耗1.6kg二氧化碳。可以根據林地產生的干物質量和市場上的價格核算出固碳價值量，同時根據供氧價和計算出的干物質量計算出制氧量和制氧價值量。根據《森林生態系統》以每公頃林地的干物質量12.9t/a為計算中的干物質量[18]，據中國碳排放交易網中的碳稅制度，出碳稅率為22.73元/t，市場的工業制氧價格為1.3元/kg，紫云縣2015年和2020年的林地面積分別為1,160km2、1,133.46km2，核算為116,000公頃、113,346公頃。

固碳的價值量核算公式：

V3=S×G×1.6×γ3

(3)

式中：

V3—固碳的價值量(元/a)；

S—林地面積(hm)；

G—單位面積干物質量(t/a·hm)；

γ3—固碳價格(元/t)；

制氧的價值量核算公式：

V4=S×G×1000×1.2×γ4

(4)

式中：

V4—制氧的價值量(元)；

γ4—制氧價格(元/kg)；

根據公式3、4，計算出紫云縣2015年的固碳價值約為0.54億元，制氧價值約為23.34億元；2020年的固碳價值約為0.53億元，制氧價值約為22.81億元。

2.3.2.4 固土價值量核算

林地因為樹木和其他植被的存在，所以對林地的占地面起到一定的固土作用，可理解為林地所在地土壤被保護，有林地的土壤流失量比無林地的土壤流失量低，假設沒有林地植被的存在土壤會流失，若流失該土壤1t需花費的價格等于其挖掉的價格，考慮不同因素造成的流失情況，再加上所占面積，可求出該林地的固土價值。

固土的價值量核算公式：

V5=S×D×γ5÷ρ

(5)

式中：

V5—固土價值量(元)；

D—平均土壤侵蝕模數(t/km2·a)；

γ5—挖取單位體積土方費用(元/m3)；

ρ—土壤容重(t/m3)；

根據相關資料的查閱得出，紫云縣的土壤侵蝕強度以微度和輕度為主，平均土壤侵蝕模數為341t/km2·a[19]，土石方的開挖成本為12.5元/m3，土壤容重取1.3g/cm3，核算為1.3t/m3，代入公式5計算出紫云縣林地2015年和2020年的固土價值量分別為380.35萬元、371.64萬元。

2.3.2.5 凈化環境價值量核算

林地的凈化環境方面的生態價值主要體現在植被對SO2等有毒氣體的吸收和滯留灰塵等方面。由于行道樹和四旁樹等林地面積較小，此處忽略該方面的效益計算，著重計算林地吸收SO2的價值效益。

吸收SO2的價值量核算公式：

V6=S×C×10-3×γ6×10-2

(6)

V6—吸收SO2的價值量(元)；

C—吸收SO2的能力(kg/hm2)；

γ6—SO2排污費用(元/kg)；

生態環境部在《中國生物多樣性經濟價值評估》中表示，針葉林對SO2的吸收能力為 215.6kg/hm2，闊葉林對SO2的吸收能力為88.65kg/hm2，而紫云縣樹種多為針闊混交，所以在這里將林地吸收SO2的能力取為152.13kg/hm2。根據生態環境部對SO2排污費用的執行標準得出SO2排污費用為0.63元/kg，將數據代入公式1-6中計算得紫云縣林地2015年和2020年的SO2吸收價值分別為111.18萬元、108.63萬元。

由以上方法，可以計算出林地生態的林地價值和生態價值，列出林地生態資產價值量核算表4。

表4 2015-2020年紫云縣林地生態資產價值量核算 單位：億元

3 結果分析與總結

通過GIS技術對遙感影像的處理，得出林地面積。根據相關資料查閱獲取計算方法，從《安順市統計年鑒》和相關工程、現有研究獲取所需數據，如年降水量、森林覆蓋度、各種單價等。通過對紫云縣林地價值量的核算，由表4可得：1)林地可以對研究區域帶來多方面的效益，有直接性的經濟效益，還有涵養水源、固碳制氧、凈化環境、保土等多方面的生態效益；2)紫云縣林地兩年所產生的效益均在100億元左右，2015年林地總價值量為109.77億元，2020年林地總價值量為117.75億元，兩年價值量差異不大；3)計算結果顯示，在生態效益中，涵養水源為研究區帶來得價值量最大，其次是固碳制氧；4)2015年林地涵養水源價值比2020年低8.79億，2015年的固碳制氧價值比2020年高0.54億元，2015年林地總價值比2020年林地總價值低7.89億元。

在以上的所有計算中，2015年與2020年所采用的各種單價均相同，造成2015年的林地自身價值、固碳制氧價值比2020年高的原因在于核算出的林地面積不同，2015年的林地面積比2020年的林地面積大，分析林地減少的原因可能為人類活動影響、影像分辨率不同、數據來源不同而存在誤差等多種原因。涵養水源的價值核算所涉及的面積是整個縣的面積，均為2248km?，由于2020年的平均降雨量比2015年的平均降雨量高，所以相對于2015年，2020年的涵養水源價值是增加的。在保持水土和凈化環境方面的價值，也根據面積的不同有所差異，但由于單位的轉換之后，價值效益差距不大，所以在總核算中差異忽略不計。

通過對于紫云縣喀斯特地區的林地資產核算，結合林地價值量核算、涵養水源價值量核算，固土價值量核算、固碳制氧價值量核算等核算方法，以紫云縣地區情況進行分析，基于喀斯特地區的特殊地形，土壤侵蝕，水利工程建設等實際情況，得到了符合該地區的林地生態資產價值量核算方法。

由于研究內容總體時間跨度大，森林生態價值核算關鍵在于遙感技術對生態價值參數的確定方法及精度，如影像的質量和分辨率，不同生態系統中徑流量、土壤容重、土壤侵蝕模數等參數的取值。本文不同年份取用的相關價格相同，與其真實性具有一定誤差。

通過遙感、地理信息系統與生態學的結合，探究了區域森林生態資產的核算方法，進一步豐富了該區域森林生態價值相關研究，但論文中相關參數多以查閱資料獲取，缺乏喀斯特地區的山區生態價值特有參數的準確實測，也未考慮區域內森林質量變化的權重，這與實際森林生態價值有誤差。