林业科学  2008, Vol. 44 Issue (12): 129-134   PDF    
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康文星, 吴耀兴, 何介南, 郭清和, 王卫文.
Kang Wenxing, Wu Yaoxing, He jienan, Guo Qinghe, Wang weiwen
城市森林生态系统服务价值指标体系与评价方法
Index System and Methods for Evaluating Urban Forest Ecosystem Service Value
林业科学, 2008, 44(12): 129-134.
Scientia Silvae Sinicae, 2008, 44(12): 129-134.

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收稿日期:2006-09-18
修回日期:2008-09-19

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康文星
吴耀兴
何介南
郭清和
王卫文

城市森林生态系统服务价值指标体系与评价方法
康文星1, 吴耀兴1,2, 何介南1, 郭清和3, 王卫文3     
1. 中南林业科技大学 长沙 410004;
2. 湖南科技学院 永州 425100;
3. 广州市林业局 广州 510030
关键词:城市森林    服务价值    经济评价    指标体系    评价方法    
Index System and Methods for Evaluating Urban Forest Ecosystem Service Value
Kang Wenxing1, Wu Yaoxing1,2, He jienan1, Guo Qinghe3, Wang weiwen3     
1. Central South University and Technology Changsha 410004;
2. Hunnan University of Science and Engineering Yongzhou 425100;
3. Forestry Bureau of Guangzhou City Guangzhou 510030
Abstract: An index system for evaluating the urban forest ecosystem service function was proposed, at the same time, the system was composed of three main types, fifteen items, thirty two indices, and sixty four index contents. The specific evaluation method was provided for each function item service value in the index system.
Key words: urban forest    service function    economic valuation    index system    valuation method    

“城市森林”这一概念最早出现在美国和加拿大,是一门正在形成和发展的新兴学科,关于它的范围、层次划分及定义,目前尚无统一、公认的标准(Cene, 1996; 王木林等,1997高清,1984Rowantree, 1984; 彭镇华,2003)。随着中国城市化脚步的不断加快,城市的范围也在不断扩大和延伸。其组成部分包括市区内的公园、小游园、植物园、城市道路绿地、水域绿地、居民区绿地等城市园林绿化系统和近郊、远郊(县)的自然保护区、森林公园、防护林、经济林、水源涵养林、用材林、环保林等天然林、次生林和人工林(童丽丽等,2006)。

城市森林生态系统服务功能指城市森林生态系统为维护居民身心健康而提供物质和精神产品,以及为保障城市社会的经济可持续发展而提供环境资源和生态公益的能力。不少学者认为,城市森林具有改善城市气候、净化大气、维持二氧化碳和氧平衡、涵养水源、吸滞有害物质、影响城市水文过程、美化环境、有益健康、拉动产业、促进地方经济和社会发展等功能(Avissar,1996Tyrvainen, 1997Tyrvainen et al., 1998杨昆等,2005薛建辉等,2002刘忠海,2004姜志林,2003胡艳林等,2005柴一新等, 2002; 2004陈玮等,2003周志翔等,2002;粟志峰等,2002;张新献等,1997)。

与生态系统服务的价值评估一样,城市森林生态系统服务的价值评估是生态经济学的热点领域之一。价值评价指标体系的建立,是估算城市森林生态系统服务价值的基础。关于城市森林服务价值评估指标体系的构建,不同学者从不同角度提出了各自的构建方法:如根据质量指标和数量指标这2个层面构建了城市森林评价指标体系(彭镇华等,2003);通过资料研究、专家咨询、指标识别、指标测定、数据处理等构建了城市森林综合评价指标体系,并且在该指标体系的基础上,依据信息系统建设的原则,设计开发了城市森林综合评价信息支持系统(顾洪祥等,2005);利用城市森林的数量指标、景观空间格局指标、生态环境指标、社会和经济效益5个分类指标组织评价指标体系(廖科等,2006);上海、合肥、哈尔滨与厦门等地也进行了综合评价指标体系的构建与评价研究(彭镇华,2003)。但目前综合指标体系仍未成熟。

许多国家一直试图找出一种能反映客观价值的公认方法。而目前的计算方法大都仅限于树木价值的计算,一般不包括生态服务价值。目前,生态价值的计算主要有美国的i-tree和city-green 2种方法(彭镇华, 2003)。国内有些学者选择被视频度、林型权重及被视可能性等指标,对城市森林风景功能进行计量评价(江波等, 2005),运用多边形综合指数对昆山市森林生态系统服务功能进行评价与预测(胡艳林等, 2005)。然而, 国内大都采用市场价值评估方法、非市场价值评估方法、条件价值法和集体评价法来评估城市森林全部或部分生态系统的功能价值(赵勇等,2002杜克勤等,1998袁正科等,2005鲁敏等,2002薛皎亮等,2001李珍珍等,2000李晶等;2001)。蔡春菊等(2004)从研究尺度、内容和方法3个方面分别论述了国内外城市森林价值与效益研究的进展。

本研究结合已有研究成果,构建了城市森林生态系统服务功能价值的评价指标体系并提出了评估方法,其目的是为城市森林生态系统服务功能价值的评估提供科学方法。

1 城市森林生态系统服务的价值构成

根据生态系统服务价值理论,城市森林生态系统服务总价值包括利用价值和非利用价值2大部分。利用价值由直接利用价值、间接利用价值和选择价值3部分组成。直接利用价值由木材及林副产品等实物价值和直接服务价值构成;间接利用价值即生态服务功能价值;选择价值又称之为潜在价值,即对社会经济产业的拉动作用,促进科学技术进步、改善投资环境等的价值,选择价值是与利用价值有关的一种价值类型,是生态系统目前未被直接利用和间接利用,但将来可能利用的某种服务价值(城市房地产及旅游业的拉动作用、改善投资环境、促进科技进步等),人们将来可能利用某种生态服务而意愿支付的费用,选择价值就像保险箱一样为并不确定的将来提供保证。非利用价值包括遗产价值和存在价值。

存在价值是生态系统的内在价值,是对生态环境资本的评价。这种评价与现在或将来无关,仅仅源于知道环境的某些特征永续存在的满足感,而不论其他人是否受益。是一种纯自然概念的价值,完全与人为中心价值分离。这种价值概念导致了自然权力与利用取向的争论。以Pearce(1995)为首的环境经济学派认为自然资本有其自身存在的“权利”,是与人类的利用无关的价值形态。以Costanza(1997)等为首的生态经济学派则认为存在价值是生态系统中的基础功能价值。

2 评价指标体系建立

城市森林生态系统是多功能的,当我们选择某一功能作为其主要目标时,应注意它同时也存在其他方面的功能,因此,城市森林生态系统服务价值计算时,指标之间的相互独立是十分重要的。城市森林生态系统提供服务的表现是多种多样的。如果有些服务形式不能用指标反映出来,就会少估算其服务价值,如果指标之间的内容重叠太多又会增大其服务价值。城市森林是森林的一种类型,在构建城市森林生态系统服务价值评价指标体系时,不仅要体现森林生态系统的基本功能特征,更要突出城市森林生态系统的特有功能特征,而且还应注意城市生态系统对城市森林生态系统的迫切需要。本研究根据以下原则来确定价值评估指标体系。

1) 城市森林生态系统服务表现形式的多样性,决定了它所具有的多价值性,在建立指标体系时不仅要注意它的直接利用价值更要注意它的间接利用价值和选择价值。

2) 城市森林生态系统服务是针对城市人口密度大、人居环境较差、活动空间小、污染严重、资源短缺等城市问题而提供的。指标的建立应以这些功能为依据。

3) 以城市森林生态系统服务功能的经济价值和表现形式确定评价的价值类型。一个类型由多个项目组成。以系统服务提供产品途径和功能选择确定服务价值的项目。

4) 以城市森林生态系统服务产品和功能效应组成的主体综合确定项目内的指标,将城市森林生态系统服务价值形成的客体确定为指标内容。一个项目由一个或多个指标组成,一个指标由一个或多个指标内容组成。

5) 指标的概念明确,各层次指标间相互独立,避免指标间信息重叠。

根据以上原则,建立了城市森林生态系统服务功能价值评价指标体系(表 1)。指标体系由3个类型、15个项目、32个指标和64个指标内容构成。3个类型是生态系统产品价值、生态系统功能价值和生态系统社会价值。这3种服务的表现形式是独立的,界线清楚。这3种表现形式的功能效应也对应于我们常用的“经济效益、生态效益、社会效益”3种表述。15个项目由生产产品、生态产品、能量贮存、养分积累与循环、涵养水源、改善水质、净化大气、保持土壤、游憩、调节小气候、生物多样性、文化教育、就业、拉动产业发展和促进科技进步组成,体现和包括了城市森林生态系统服务产品和功能的取向效应的主体,64个指标内容是城市森林生态系统服务价值形成的客体,是直接用来评估服务价值的。

表 1 城市森林生态系统服务功能价值评价指标体系 Tab.1 Evaluation index system of urban forest ecosystem services function
3 评价技术

直接利用价值可通过市场进行直接估算,间接利用价值估算分2步进行,先为生态系统服务功能价值寻找特定、真实的或模拟的市场环境,使一些生态服务功能像普通商品一样进入市场流通,再转化为直接经济价值进行估算。根据生态系统服务的市场发育程度,可将城市森林生态系统服务价值评估技术分为3类。

实际市场评估技术:评价方法包括市场价值法和费用支出法,适用于具有实际市场的生态系统生产产品和生态产品。以生产产品和生态产品的市场价格作为生态系统服务的价值。

替代(隐含)市场评估技术:评估方法包括替代成本法、机会成本法、恢复和防护费用法、影子工程法、旅行费用法、资产价值法和享乐价值法等。适用于那些没有直接交易和市场价格,但具有替代品的市场和价格的生态系统功能服务,通过估算替代品的花费而代替某些生态系统功能服务的经济价值。

假想(模拟)市场评估技术:用一种人为构造的假想市场来衡量生态系统服务价值,适用于没有市场交易和实际市场价格的生态系统产品和功能服务价值的评估。代表性的评估方法是条件价值法(CVM):条件价值法是一种调查方法,直接询问人们对生态系统某种服务的支付意愿(WTP)或对生态系统某种服务损失的接受赔偿意愿(WTA),以人们的支付意愿或受偿意愿来估计生态系统服务的经济价值,这种方法会出现偏差,为避免偏差导致结果失真,要进行CVM可靠性检验。

4 评估方法

下面具体分析价值评价指标体系中每一项的评估方法。

木材及林副产品可直接进入市场采用市场价值法来估算其价值,具体计算方法是以区域内各林分面积乘以每年单位面积净生产的木材蓄积量或林副产品的年出产量,再乘以木材或林副产品的市场价格,然后扣除生产成本费求得。

释放O2价值可用替代成本法估算,即工业上每制造1 t O2的成本费乘上单位面积林分每年光合作用释放的O2量。

将太阳能转化为生物能的价值用替代市场技术评估。先用每年林分净增加生物量(枝、干、叶、根)及其各组分的燃烧热值求出每年固定的太阳能值,再按1 t标准煤的热值将固定的太阳能值换算成标准煤吨数,然后用1 t标准煤的市场价格乘上煤的吨数求得。

积累在植物组织的养分和枯落物每年向林地释放养分的价值计算,可根据尿素、过磷酸钙和氯化钾3种化肥分别所含N,P及K的比例,将每年积累在植物组织和枯落物释放的N,P及K量折合成3种化肥的量,再用这3种化肥的生产成本价格或市场价格进行估算。

涵养水源这部分功能价值由植物体内的含水量和有林地比无林地多贮蓄的水量,降水过程中林冠层和枯枝落叶层截留的降水量及有林地土壤比无林地土壤多调节水量能力,森林调节径流的年分配格局及枯水季节中多提供的水量这3部分构成。其价值评价方法可采用“等效益相关替代法”,也就是影子工程价格法。森林生态系统就如同一个调蓄水量水库的影子工程,如果将森林调蓄的水量换算成需要贮蓄这么多水量的水利工程所需的工程费用,再乘以效益与投入的比值,就可求得涵养水源的功能价值。或者也可以用自来水用水价格评价。

森林改善水质功效就相当于自来水厂对饮用水的预先处理,可用自来水厂预先处理1 m3饮用水所需要的费用评估。

城市森林吸收净化大气中的SO2,NXO,HF和烟尘。依据《环境工程手册-环境规划卷》(2003)提供的国家设计标准:每花1元钱(1995年不变价)减少大气污染物(SO2,NXO,HF和烟尘量)的量,评价城市森林吸收净化大气中有害物质的功能价值。对于灰尘,城市森林对它只是滞留,而不是吸收,不宜用净化SO2等的计算法,可用垃圾填埋投资的方法估算。

保持土壤的价值从3个方面来估算:1)减少土地废弃面积价值。用替代法计算,将每年森林多保留的土壤总量先换算成有多少立方米土壤,再折算成有耕地价值土层土地面积(土层厚度25~30 cm),再按中国林业生产单位面积的平均收入来估算价值;2)流失的营养物质价值。按前面已述的营养物质积累的评估方法求其经济价值;3)减少泥沙淤积价值。用人工或机械疏通河道泥沙工程费计算。3者之和即是保持土壤功能价值。

炎热夏天,人们常利用空调降温来获取舒适清凉,城市森林会降低热岛效应,就如同空调降温给人们带来清爽舒适的感觉一样,森林降低热岛效应可用“等效应替代法”评估。先根据气象观测资料,求出城市森林所能影响空间的下降温度数值。然后用空调使这么大的空间降低这么多温度所耗电能价值替代城市森林降低热岛效应价值。

对于空气增湿效应价值的计算,可先用能量平衡或水量平衡法求出单位面积林分提供的水汽量,再利用蒸腾潜热系数计算得出蒸腾这些水汽量需要的热能,再用1 t标准煤热值求出蒸腾所需的热能相当于多少吨标准煤的热能,然后以标准煤市场价格估算其效益价值。

生物多样性维系价值可采用物种保护基价法估算,若是没有基价标准,可用每年每公顷森林投入的保护费作为计量标准,然后再根据森林的面积求得其效益。城市森林中的动植物经过驯化饲养和栽培后形成市场产品,采用市场价格评估生物多样性利用价值。

游憩价值可以用享乐价格法或条件价值评估法来评估。Tyrvain(1997)曾经用这些方法研究了芬兰城市森林的舒适性价值。游憩的全部价值包括消费者支出和消费者剩余2部分,先调查不同层次游客权重,再按旅行费用、旅游时间价值、消费者剩余估算游憩价值。城市中有许多公园、绿化广场和街头园林都是免费观赏的休闲场地,可对居民问卷调查这部分城市森林公园的休闲功能效益,询问城区居民对城市公园、绿化广场及街头园林等赏心益智方面的意愿索价,然后根据城镇居民意愿索价推算赏心益智价值。

城市森林的文化教育价值可用城市森林文化的存在价值来量化。作为自然科学试验基地其价值可用支付意愿法估算,人们在游憩过程中所接受的植物园、动物园、森林公园的生物学、人文和历史普及知识价值可用游憩人数与门票价格求出或用支付意愿法评价。也可用接受教育者人数和由获得的文化知识转化来的经济价值来衡量。

对于城市森林对房地产的增值效应, 可以用问卷调查法得出居民在购买楼盘时考虑的城市森林环境的价格分额,以此为基础进行不同区位城市森林影响楼盘价格的分析,求出其增值效益。Morales(1980)Anqerson等(1988)More等(1988)Luttik(2000)Bolitzer等(2000)采用这些方法研究了不同城市的绿地对城市居住地或房地产价格的影响。

对于城市森林改善投资环境的价值,可向投资者进行意愿调查,询问他们在投资时对于城市森林美化环境而愿意投资多少,然后再根据投资总额计算其效益价值。

城市森林提供林副产品和精神产品,可推动一些产业的发展,如旅游业、造纸业、林副产品加工业、木制产品加工业等,其效益价值可用这些产业的净收入估算。

城市森林所提供的社会就业岗位主要包括:城市森林管理、经营、保护、生物多样性利用、行政、事业、企业人员。就业岗位的数据可从有关部门的统计年报和调查数据获得。森林提供就业岗位时,存在一种增值效应,例如城市森林带动旅游业、餐饮业、林产品加工业和市场销售业等的发展,从而增加这些行业的就业岗位。张颖(2001)的研究表明,森林提供就业岗位时,其增值系数为2.2~4.2。在评估城市森林提供社会就业的价值时,应把增值效应考虑进去,然后根据就业人员年收入求得。

城市森林促进科学技术进步效应值的量化,可以通过科学研究获得的成果(论文著作)来体现。在评估其功能价值时,当一项科研成果已经转化产生经济效益时,就可用其效益来评估;而那些没有实现成果转化的科研成果或论文,可用专家评估法来衡量经济价值。此外,城市森林促进科技进步的效应值也可用与之有关的科研项目量化,促进科技进步效益价值可用科研经费衡量。

5 结语

本研究建立了城市森林生态系统服务功能价值评价指标体系。该体系由3个类型、16个项目、32个指标和62个指标内容构成。本研究虽然对每一项评价指标体系提出了具体评价方法,但是有些方法并不完美:如保护生物多样性和促进科技进步效益价值是用投入的森林保护费和用于林业的科研费替代估算的,其间相关关系不是十分密切;街头园林休闲价值是根据居民意愿调查结果确定的,仍存在一定的不确定性;有些效应价值(如生物多样性、促进科技进步、改善投资环境等)很难确定其功能的效应值,在现有条件下更难找到其市场价格和替代价格。因此,生态系统服务功能价值评价方法仍需进一步研究。

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