森林生态资源是公共产品，不具有独占性和排它性，森林生态资源产生的效益即人们常说的森林生态效益，除了资源的经营者或所有者享受外，他人也有意无意地象经营者或所有者一样不同程度地享受到森林生态资源带来的效益，对资源进行着事实上的消费。消费者对资源价值进行补偿是必要的，也是合理的。随着社会的进步和人民生活水平的提高，对生态环境的要求和需求也越来越高，对资源价值补偿的必要性和重要性也逐步认识和认同。但到底哪些人或者说哪些地区和部门享受到森林生态资源带来的效益，到目前为止还没有一个十分明确的答案，相关研究均停留在定性描述的水平上，缺乏系统定量的分析。由此，建立一套完整的森林生态资源价值评价和效益分析体系迫在眉睫(戴均华等，2006；张家来等，2006)。为此，本文在相关理论特别是“就近"理论的基础上(张家来等，2004)，应用GIS技术对森林生态资源的效益区进行初步界定，具体明确受益主体，以期为森林生态资源的价值补偿提供直接依据，也为不同效益区的消费者了解和支持森林生态资源的再生产提供理论支持(傅晨，2002)。

1 观点、材料与方法

森林生态资源功能的确定性和效益的有限性同其他资源一样，森林生态资源有其发挥效益(或功能)的特定条件和确定的意义，如森林改善气候的效益受到大气环流的制约，森林减灾防灾的作用受到资源质量、地理环境的影响，虽然森林生态资源对洪灾等自然灾害有非常重要的预防作用，甚至是无法替代的，但不管哪种效益或功能都有由近及远、近强远弱的特点，即相关研究提到的“就近"理论(张家来等，2004)。

森林生态资源的效益或功能属性是有差别的，就同效益本身的差别一样。森林生态资源有多种多样的效益功能，随着科技发展，人们还会发现和认识更多的森林生态效益。即使处在同一社会经济和科技发展水平的今天，人们从不同的角度，对森林生态效益也会有不同的理解和描述。就环境效益而言，森林就有滞尘杀菌、改善环境、美化环境、净化环境等多种作用。本项研究从分析森林生态资源的基本功能和机理入手，通过不同效益功能之间的区别和联系，将效益分为基本效益、衍生效益和复合效益等层次。现将目前比较认同的10种效益归纳如下。

基本效益：吸碳释氧；衍生效益：保持水土、净化空气；复合效益：涵养水源、减灾防灾、改善气候、防风固沙、消除噪音、旅游休憩、保护生物多样性。

上述的衍生效益也可称之为单项效益。

按森林生态资源发挥效益的范围可将效益分为林内效益、林缘效益和林外效益等。林内效益指的是只在林内发生作用的效益，林区就是效益区；林缘效益指的是那些不仅在林内，而且在森林周围发生作用的效益；林外效益指的是那些不仅在林内、林缘，而且可以影响到林区以外地区的效益，也可以说是输出效益。同样将上述10种效益作如下分类。

林内效益：保持水土、消除噪音、旅游休憩、保护生物多样性；林缘效益：防风固沙、改善气候；林外效益：吸碳释氧、涵养水源、减灾防灾、净化空气。

从以上的分析可以看出，林外效益、林缘效益在林内同样存在。本研究将林缘效益作为林内效益处理，林外效益中吸碳释氧、净化空气受大气平流、对流等因素的影响，不同地区(指有林区、无林区)之间空气交换频繁，作为一种普通效益，即整个研究区都能享受到的效益对待，或者说其效益区随林外效益如涵养水源、减灾防灾的效益区而定。

林内、林外效益区的研究方法，林内效益区的确定比较简单，前文已经提到即有林区就是效益区。林外效益有涵养水源和减灾防灾等2种(吸碳释氧、净化空气的效益区随之而定)，进一步分析可知涵养水源和减灾防灾效益之间存在着直接的因果关系，后者由前者直接派生而来，或者说2种效益可以合并在一起进行研究。此类效益与流域有关，流域内的有关地区享受其效益，而流域外的地区在自然状态下则不能享受其效益。流域内有干流、支流之分，支流又有等级的差别。湖北全境基本上属长江流域，淮河流域面积只占版图面积的0.7%，略去不计，而汉江虽然是支流，但在境内流域面积占到全省面积的一半左右，故将其作为与长江同样重要的河流处理，本项研究不考虑支流的情况(湖北森林编委会，1991)。

林外效益区的界定由以下几个方面的因素确定：其一是自然因素，主要有海拔高程和离长江、汉水中心线距离等；其二是社会经济指标，主要有人口密度和人均耕地面积等。上述自然经济指标由众多因子筛选得出，在自然状态下，海拔越低，离长江、汉水中心线的距离越近，其受益程度越高，反之亦然。社会经济指标中人口密度与工业发达程度相关，人口密度越大，工业越发达，受益程度也越高。农业主要与耕地面积有关，人均占有的耕地面积越大，受益程度越高，值得注意的是受益程度和受灾程度是一致的，不同指标在综合分析中所占的比重不一样。

网格处理方法，将全省按0.5 km×0.5 km进行分格，如有2个或2个以上的县、市出现在同一格，归属到面积最大的县市，自然指标由系统处理得出，社会经济指标以县、市平均值为准。

图层叠置分析，利用地理信息系统(GIS)的空间分析功能和宏观区划研究工具，对不同因子图层进行叠置分析，最后形成上千个包含4项指标的多边形，按不同因子的权重计算出每个小多边形的综合分析值，用最优分割法(张家来，1993)(组间差异最大，组内差异最小，也称自然分类法)将基本上连续的综合值划分出若干不同受益程度的类型区(也称非线性分级)。

本项研究的基本资料来源有：湖北森林资源二类调查成果、湖北统计年鉴(湖北省统计局，2004)、国家基础数据库、湖北河流图集等。

海拔高程分为4级，1级0~50.0 m，2级50.1~100.0 m，3级100.1~200.0 m，4级200.1 m以上，其标准化数值表达式如下

(1)

离长江、汉水中心线的距离(最近距离)分为5级，1级0 km以下，2级0~10.0 km，3级10.1~50.0 km，4级50.1~100.0 km，5级100.1 km以上，其标准化数值表达式如下

(2)

人口密度分为6级，1级1 500人·km^－2以上，2级800~1 499人·km^－2，3级500~799人·km^－2，4级200~499人·km^－2，5级80~199人·km^－2，6级79人·km^－2以下，其标准化数值表达式如下

(3)

人均耕地面积分为4级，1级666.7 m²·人^－1以上，2级533.4~666.6 m²·人^－1，3级333.4~533.3 m²·人^－1，4级333.4 m²·人^－1以下，其标准化数值表达式如下

(4)

不同指标权重的确定，应用层次分析法原理。

由重要性判别形成的判断矩阵如下

求出各判断矩阵的最大特征值λ_max，λ_max所对应的特征向量并经过归一化处理，便得到各项指标的权重值，经过一致性检验，均达到满意的效果，各指标的权重为：自然指标0.75，社会经济指标0.25，海拔高程0.83，离长江、汉水中心线距离0.17，人口密度0.75，人均耕地面积0.25。不同程度受益区划分结果，将各项指标乘以相应的权重并相加，得到综合值，应用最优分割法，将全省林外效益受益程度分为3级，A级地区综合值0.59~0.86，B级地区综合值0.32~0.58，C级地区综合值0.04~0.31。

2 结果与分析

由上述分析可以看出，森林生态受益区与湖北省自然地理环境和社会经济发展状况有密切的关系。A级地区基本是江汉平原和类似地形的平原地区；C级地区绝大部分分布在山区，特别是中、高山地区，如大巴山、武当山、桐柏山、大洪山、大别山、幕阜山区等；B级地区介于A级和C级之间，属过渡地带，大致分布在江汉平原周边地区以及襄樊部分平原和丘陵地区。B级地区分布范围最小，占全省面积的11.96%，C级范围最大，占全省面积的67.74%，A级次之，占全省面积的20.30%。C级地区也是林内效益的主要分布区，林内效益区与A级，主要是B级地区有部分交叉重叠的情况出现，这种2种类型效益重叠分布的地区称之为交叉受益区，交叉受益区绝大部分分布在林内效益区的周边地区。C级地区绝大部分是林内效益区，林内效益区是森林生态资源的重要效益区，效益区内几乎享有森林生态资源所有的生态效益，是森林生态资源价值补偿的重要地区，至于如何补偿将在有关的研究中论述。A级地区是林外效益的主要受益区(有交叉受益区除外)，仅承担而且必须承担森林生态资源林外效益的补偿义务，值得注意的是：湖北省A级地区要补偿的森林生态资源(可能是湖北省，也可能是其他省的资源)不仅在湖北省A级地区发挥作用，也对长江流域其他省的同类地区产生影响，其他省的相关地区同样要承担起补偿的义务。B级和C级地区除交叉受益区外，享受林外效益的程度要比A级地区低，特别是C级地区在自然状况下几乎不可能享受到林外效益，如浠水县大部分地区、襄樊市襄阳区、老沙口市大部分地区、枣阳市大部分地区、大冶市、鄂州市大部分地区、荆门市中部地区等。此类地区因享受到的林外效益程度低，所承担的补偿义务应较少，甚至无需承担补偿义务，但这并不说明以上地区不能发展森林生态资源，或对本地区零星分布的森林生态资源无需采取保护和发展的政策，进行相应的补偿，而恰恰相反，按照需求理论，这些无林区培育森林生态资源具有很高的价值潜力，应该大力发展和保护资源，满足消费者的需要。无补偿义务并不一定是好事，就像有承担义务并不一定是坏事一样。此类地区在湖北省零星分布的县、市还有利川、竹溪、十堰、郧县、谷城、南漳、随州、安陆、红安、麻城、红安等地，此类地区可称之为无效益区，全省面积为26 093 km²。交叉受益区是一种比较特殊的受益区，是指林内受益区与林外受益区相互交叉重叠所形成的受益区，全省交叉受益区的面积为12 561.44 km², 主要集中在C级区，占98.20%。A级地区与林内受益区形成的交叉受益区，要承担林内受益和林外受益补偿的双重义务，即既要承担本地区森林生态资源的价值补偿，又要承担其他地区林外效益的补偿，如荆门市东南部部分地区、当阳市南部地区、松滋市东部地区、孝昌县中部和云梦县中部沿北纬31°线分布的地区等。由B级与C级区形成的交叉受益区只享受到林内效益，承担林内补偿的义务，交叉受益区在应城市、武汉市新洲区、枝江县、钟祥市、襄樊市等地有零星分布。

森林生态资源效益区的划分为其价值补偿提供了依据，不同类型的受益区应采取相应的补偿对策。如上所述，A级地区以林外效益补偿为主，C级地区以林内效益补偿为主，B级地区情况稍微复杂一些，若是交叉受益区兼有林内效益补偿和林外效益补偿，而B级其他地区和C级无林区没有补偿的义务。受益区的划分为制订相关的补偿政策仅提供区域或范围方面的概念，事实上，具体情况要复杂得多，不仅不同地区存在着受益差别，就是在同一类型区不同行业、部门之间受益程度、受益类别等也有巨大变化，只有把效益区界定和其他相关研究结合起来，才能最终完成诸如补偿标准、补偿方式等政策的制定。此外，小范围受益区的确定，如某一个乡镇或村组是否为受益区，还必须有大比例尺的区划图，如某个县、市，甚至乡镇一级的受益区划图等资料。此项工作涉及到该项成果的推广应用，有大量的工作要做，但有全省区划成果作基础，相信只是工作量的问题。

3 小结与讨论

在对森林生态资源效益机理分析的基础上，将不同效益按作用范围分为林内效益、林缘效益和林外效益，对不同效益分别进行了讨论，通过GIS技术用定量的指标对效益区进行了界定，其结果为湖北省制定森林生态资源价值补偿政策提供了直接依据。本文是在自然状态下对受益区进行分析和界定，没有考虑人为因素的影响，事实上人为因素对受益区范围和受益程度有很大影响，如我国目前正在建设中的南水北调工程将长江流域森林生态资源的受益区扩大到了黄河流域和京津地区，人为因素对受益区的影响之大可见一斑，此类受益区范围可以按相关工程项目的规划设计进行适当的界定。

受益区与湖北省各地社会经济发展水平和自然地理环境相关密切，A级区主要是江汉平原和类似地形的平原区，C级区主要是山区，特别是中高山地区，C级区也是林内效益的主要分布区，B级区是A级区和C级区的过渡地带，主要分布在江汉平原周边地区和襄樊老河口市、襄阳区和枣阳市等。

林外受益是森林生态资源的一种输出效益，其作用范围与江、河流域有关，长江中上游的森林生态资源对长江全流域都会产生影响，不仅湖北是受益区，长江下游的其他省，如江西、安徽、江苏、上海等地也同样是受益区，与湖北A级地区类似的地方也应该承担相应的补偿义务。

在本项研究中，由于采用的是小比例尺全省植被分布图，有些资源类型如农田防护林、江河堤岸的防护林、四旁林、园林绿化林等没有适当地反应，这在C级地区不存在什么问题，因为此类地区的植被分布几乎呈连续的状态，而平原地区(基本上是本项研究的A级地区)上述类型的森林资源基本上以林内效益和林缘效益为主，如农田防护林主要是林缘效益，该地区的堤岸防护林、护路林、四旁林和园林绿化林等也以林内效益和林缘效益为主，这种效益补偿一般采用林地所有者或经营者自我补偿的方法, 相关研究也表明此类地区由于生态价值低，适宜发展速生丰产的商用林或经济林。

湖北森林生态效益区的界定为境内局部地区更小范围效益区的划分奠定了基础，采用本项研究成果可以确定县、市一级甚至乡镇、村组一级的受益类型和受益程度，进而划分出大尺度的受益区，结合其他方面的研究，如不同行业部门的受益量等可为制定全省不同地区的价值补偿标准及相关政策提供直接的依据。