太行山山地丘陵區森林綜合效益評估——以山西省右玉縣為例

郝婷婷， 曹梅英， 王成

(1.北京林業大學林學院，100083，北京；2.太原市水工程移民工作辦公室，030002，太原；

3.中國林業科學院林業研究所 國家林業局森林培育重點實驗室，國家林業局城市林業研究中心，100091，北京)

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太行山山地丘陵區森林綜合效益評估
——以山西省右玉縣為例

郝婷婷1， 曹梅英2， 王成3?

(1.北京林業大學林學院，100083，北京；2.太原市水工程移民工作辦公室，030002，太原；

3.中國林業科學院林業研究所 國家林業局森林培育重點實驗室，國家林業局城市林業研究中心，100091，北京)

摘要：為評估太行山山地丘陵區森林綜合效益價值，以山西省右玉縣為例，應用林業生態學和環境經濟學原理與方法，基于實地考察、調研和咨詢，建立右玉縣森林資源綜合效益價值評估指標體系，通過建立效益分析計算模型，全面地評估右玉縣森林資源的綜合效益。結果表明：右玉縣森林林木價值和森林實物產出價值分別為6.83億和1.91億元/a。森林生態效益價值為34.5億元/a，森林社會效益總價值為3.90億元/a；森林資源每年產生的經濟效益、生態效益和社會效益的價值比例為1.00∶18.03∶2.04。

關鍵詞：森林；綜合效益；價值評估；右玉縣； 太行山

森林資源具有木材等林產品生產的經濟效益，涵養水源、保育土壤、固碳制氧、凈化大氣環境、生物多樣性保育等生態效益和森林游憩及生態文化等社會效益[1-3]。森林綜合效益的評價始于20世紀40年代，最先評價的是森林的水利和水文效益，隨后逐步擴大到農田防護效益、衛生保健效益和環境保護效益。20世紀60年代初，對森林社會效益分類和綜合評價進行了初步嘗試，到了70年代，森林綜合效益測定技術和方法有了突破，使這項研究在世界范圍內取得了較快的進展[4]。80年代初，李周等[5]對森林綜合效益的理論基礎、計量方法，特別是貨幣計量等做了初步探索。

20世紀80年代末以來，國內外十分關注森林生態效益，對森林生態服務功能開展了較廣泛研究。1997年，R.Costanza等[6]在全球生態系統服務功能價值評價中將森林生態系統劃分為熱帶森林和溫帶北方森林2類，并分別進行了價值估算。我國自80年代開始森林生態系統服務功能評價工作，主要是借鑒國外的一些方法，即采用市場價值法、影子工程法、機會成本法、費用分析法等[7]。到目前為止，已有的大量案例研究[8-10]為系統化計量森林生態效益提供了方法和模型。關于森林社會效益評估，則主要集中在提供就業、森林游憩、防災減災等方面。應該指出的是，已有涉及森林綜合效益評價的研究存在的共同問題是效益計量單位不統一，難以對總體效益進行匯總和量化分析。筆者應用林業生態學和環境經濟學原理與方法，基于右玉縣林業統計數據和社會經濟調查資料，借鑒較成熟的計量方法，通過建立右玉縣森林經濟、生態和社會效益價值計算模型，評估森林資源綜合效益。研究結果有助于建立合理的森林生態補償機制，可為太行山西北部山地丘陵區森林生態功能區劃和生態建設規劃奠定基礎。

1研究區概況

右玉縣屬于太行山西北部山地丘陵區，位于山西省北部邊陲毛烏素沙漠邊緣，E112°23′33″～112°38′35″，N39°41′18″～40°17′54″[11]。全縣轄4鎮6鄉1個旅游區，總面積1 965 km2。海拔1 250～1 882 m。大部分地區為黃土及風沙土覆蓋，地形東西高、中間低，沿河道兩岸階地明顯。年平均降水量450 mm，其中7—9月降雨量319 mm，占全年降水量的77%，且多以暴雨形式出現。年平均蒸發量1 743.5 mm。境內有蒼頭河、李紅河、歐村河、元子河、楊千河5大流域，主河蒼頭河屬黃河水系，年徑流量1億 820萬m3。主要自然災害氣候有干旱、霜凍、冰雹，尤以春旱、伏旱、秋早霜多見。

野生灌木主要有烏柳(Salixcheilophila)、沙棘(HippophaerhamnoidesLinn.)、胡枝子(LespedezabicolorTurcz.)；丘陵中部有大片人工栽植的小葉楊(PopulussimoniiCarr.)和少部分針葉樹種，呈零星分布；丘陵頂部分布有天然草地。

新中國成立初，全縣僅有殘次林約5.3 km2，森林覆蓋率不足0.3%，土地沙化面積占到76%。60多年來，右玉縣堅持植樹造林，逐步構筑起了以“綠化帶、生態園、風景線、示范片、種苗圃”相結合的綠色生態網絡，全縣森林覆蓋率提高到53%，90%以上的沙化土地得到治理。全縣基本形成了一個網、帶、片、喬、灌、草相結合的防護林體系，為周邊特別是京津地區生態環境的改善起到了積極作用。

2研究方法

研究過程分為實地考察調研和數據調研分析，包括基礎資料收集、效益價值分類、效益分析建模和價值分析。以右玉縣森林調查資料為基礎，根據當地自然和社會經濟特點，建立效益評估體系。參考國內外森林資源效益分析和價值評估的先進方法，以市場價格法、替代工程法、替代價格法、補償費用法、費用支出法等方法，對右玉縣森林資源綜合效益及其價值進行全面評估。

2.1基礎資料收集

數據主要來源于右玉縣2010年森林資源清查數據、2013年社會經濟統計數據以及相關的正式出版物。

2.2森林資源綜合效益評估指標體系

以科學性、代表性、簡明性和可操作性為原則，根據右玉縣森林資源特點、社會經濟條件及存在的問題，提出和建立森林資源綜合效益評估的指標體系，包括經濟效益、生態效益和社會效益3大類，共24個指標(表1)。

3森林資源綜合效益及其價值評估

3.1經濟效益價值

3.1.1林木價值包括林分活立木價值、灌木林價值和未成林造林地林木價值。

1)林分活立木價值。2010年右玉縣純林、混交林和疏林的蓄積量分別是136.30萬、0.20萬和2.13萬m3,合計為138.63萬m3。立木價格以380.00元/m3計，右玉縣活立木價值為5億2 680萬元。

2)灌木林價值。結合退耕還林工程及其他林業工程的實際投入，確定灌木林平均投入為4 500.00元/hm2，灌木林面積為1萬854.6 hm2，灌木林價值為4 885萬元。

3)未成林造林地林木價值。右玉縣未成林造林地面積為2萬5 156.6 hm2，未成林平均投入4 259.98元/hm2，計算得未成林造林地價值為1億717萬元。

表1　右玉縣森林資源綜合效益評估指標體系

3.1.2實物產出價值包括灌木林產出價值和薪材產出價值。

1)灌木林產出價值。右玉縣灌木林年采伐面積是2萬3 203 hm2,灌木林年產量為1 350 kg/hm2。灌木市場綜合價格為1元/kg，灌木林年產出價值是3 132萬元。

2)薪材產出價值。據典型調查，全縣燒柴15%來自于枝葉和樹根等林木產品。薪材產量為4萬t，薪材價格按4元/kg計算，右玉縣薪材產出價值為1億6 000萬元。

右玉縣森林經濟效益主要表現為林木價值和產出價值?？梢钥闯?，現有林木的價值中，林分活立木價值最大，占總價值的77.15%。森林產出中，薪材年產出價值占總產出價值的83.63%。由于經濟林不發育，林副產品產出為零。

3.2生態效益價值

3.2.1固碳價值

U1=AC1(1.63RB+F)。

式中：U1為林分年固碳價值，元/a；A為林分面積，hm2；C1為固碳價格，1 200元/t；R為CO2中碳的質量分數，為27.27%；B為林分凈生產力，t/(hm2·a)；F為單位面積森林土壤年固碳量[12]，為3.437 7 t/(hm2·a)[13]。

2010年，右玉縣有林地、疏林地、灌木林地、未成林造林地和苗圃地面積總計為8萬8 610.3 hm2，計算得森林固碳價值為3億7 921萬元。

3.2.2釋氧價值

U2=1.19C2AB。

式中：U2為林分年釋氧價值，元/a；C2為氧氣價格，元/t。

右玉縣林分凈生產力平均為2.18t/(hm2·a)[11]，森林制造氧氣的價格采用氧氣的商品價格，根據中華人民共和國衛生部公布的2007年春季氧氣平均價格[14]，氧氣的商品價格為1 000元/t，故右玉縣森林供氧價值為2億2 987萬元。

3.2.3涵養水源價值主要包括森林攔蓄降水和凈化水質的價值。

1)攔蓄降水價值。

U3=10C3A(P-E-W)。

式中：U3為林分年調節水量價值，元/a；C3為水庫建設單位庫容投資(占地拆遷補償、工程造價、維護費用等)，元/m3；P為降水量，mm/a；E為林分蒸散量，mm/a；W為地表徑流量，mm/a[15-16]。

右玉縣山區森林攔蓄降水面積為886.10 km2，右玉縣多年平均降水量為450 mm[11]，林區蒸散量約占年降水量的70%，計算得到山區森林攔蓄水量為2.791 2億 m3。根據工程替代法，參考1993—1999年《中國水利年鑒》的資料，平均水庫庫容造價為2.17元/m3，2005年價格指數為2.816，由此得到單位庫容造價為6.110 7元/t。右玉縣森林年攔截降水價值為17億562萬元。

2)凈化水質價值。

U4=10C4A(P-E-W)。

式中：U4為林分年凈化水質價值，元/a；C4為水的凈化費用，元/t[15-16]。

在水源涵養林保護下的水質，據測定完全可以達到生活飲用水的標準，如果單位體積水的凈化費用取0.988 5元/m3，則右玉縣森林年凈化水質的價值為2億7 591萬元。

3.2.4保護土壤價值包括森林減少土地損失、減少土壤肥力損失和減少泥沙淤積的價值。

1)減少土地損失價值。

U5=A1C5。

式中：U5為森林減少土地損失的價值，元/a；A1為森林減少的土地廢棄面積，hm2；A1=q/tr，其中q為減少的土壤流失量，t；t為土層厚度，cm；r為土壤密度，t/m3[17]；C5為林業生產的平均效益，元/(hm2·a)。

我國林業生產的平均效益為282.17元/(hm2·a)。當地土壤耕作層平均厚度30cm，土壤密度1.33t/m3，森林使水蝕模數減少了2 932t/(km2·a)，風蝕模數減少了1萬1 770t/(km2·a)。右玉縣森林減少土地損失的價值9.21萬元。

2)減少土壤肥力損失價值。

U6=A(X2-X1)(NC61/W1+PC61/W2+

KC62/W3+R2C63)。

式中：U6為林分年保肥價值，元/a；X2為無林地土壤侵蝕模數，t/(hm2·a)；X1為林地土壤侵蝕模數，t/(hm2·a)；N為林分土壤平均含氮量，%；C61為磷酸二銨化肥價格，元/t；W1為磷酸二銨化肥含氮量，%；P為林分土壤平均含磷量，%；W2為磷酸二銨化肥含磷量，%；K為林分土壤含鉀量，%；C62為氯化鉀化肥價格，元/t；W3為氯化鉀化肥含鉀量，%；R2為林分土壤有機質質量分數，%；C63為有機質價格，元/t[16]。

右玉縣林分面積為284萬5 360 hm2，林地減少土壤侵蝕模數1萬4 770t/(km2·a)，林地土壤N、P、K質量分數分別為0.15%、0.00058%、0.016%，有機質質量分數為2.87%；磷酸二銨、氯化鉀化肥、有機質的價格分別為2 400、2 200和320元/t；磷酸二銨的N、P質量分數分別為14%、15.01%，氯化鉀的K質量分數為50%[13]。

據測量，按右玉縣表層土壤養分含量的平均值計算，若保住9萬t表土泥沙，就等于保住有機質657 t、全氮42.3 t、速效磷0.387 t、速效鉀8.064 t。據此可得右玉縣森林減少土壤肥力損失價值為3 164 萬元。

3)減少泥沙淤積價值。

U7=0.24(S1-S2)A/rC7。

式中:U7為森林減少水庫泥沙淤積價值，元/a；S1、S2分別為無林地和有林地的水土流失量，t/(hm2·a)；r為泥沙密度，t/m3；C7為水庫建造成本，元/m3。

右玉縣泥沙密度為1.65 t/m3，水庫建造成本為6.110 7元/t。森林減少泥沙淤積價值為1 163萬元。

3.2.5改善生存環境的價值右玉縣森林改善生存環境的價值主要包括吸收空氣中的有害氣體、降噪和殺菌等方面的價值[18]。

1)吸收SO2價值。

U8=C8(215.6A2+88.65A3)。

式中：U8為森林吸收的價值，元/a；A2和A3分布為針葉林和闊葉林面積，hm2；C8為高硫煤二氧化硫排污費收費標準，元/kg。

右玉縣針、闊葉林面積分別為2萬9 536.77 hm2和5萬9 073.53 hm2[19]。SO2的治理費用采用中華人民共和國國家發展和改革委員會等4部委2003年第31號令《排污費征收標準及計算方法》中北京市高硫煤二氧化硫排污費收費標準1.20元/kg計算，右玉縣森林吸收SO2的價值為1 393 萬元。

2)吸收氮氧化物的價值。此處借鑒韓國的監測數據[20]：當NOx的發生量為1 066萬7 000t時，森林的吸收量為6.0kg/hm2，可能的吸收率為3.5%。森林吸收NOx的價格采用2003年北京市NOx排污費收費標準0.63元/kg。右玉縣森林吸收NOx的價值為3 350萬元。

3)吸收HF的價值。

U9=C9(0.5A2+4.65A3)。

式中：U9為森林吸收HF的價值，元/a；C9為氟化物排污費收費標準，元/kg。森林吸收HF的價格采用中華人民共和國國家發展和改革委員會等4部委2003年第31號令《排污費征收標準及計算方法》中氟化物排污費收費標準0.69元/kg。

計算可得，右玉縣森林吸收HF的價值為20萬元。

4)森林消減粉塵的價值。

U10=C10(32.3A2+10.11A3)。

式中：U10為森林消減粉塵的價值，元/a；C10為一般性粉塵排污費收費標準，元/t。消減粉塵成本采用國家發改委等四部委2003年第31號令中一般性粉塵排污費收費標準150元/t。

計算可得，右玉縣森林消減粉塵價值2億3 269萬元。

5)森林降噪價值。估算方法是以造林成本的15%計，以平均造林成本500元/m3，成熟林單位面積蓄積量80 m3/hm2計。右玉縣林網四旁樹面積為1萬360 hm2，減低城鎮工作區、生活區噪聲的價值為6 216萬元。

6)森林殺菌的價值。

U11=aC11mA(1/k-1)。

式中：U11為森林的滅菌價值，元/a；a為森林滅菌價值占森林總生態價值的比例系數，通過調查評價或專家合議，一般為0.5%；C11為森林立木價格，元/m3；m為單位面積林木蓄積量，m3/hm2；k為森林直接實物性使用價值占森林有形和無形總價值的比例系數，一般按10%計算[21]。

計算得右玉縣森林殺菌價值為1億5 950萬元。

7)保護生物多樣性價值。我國每人每年愿意捐贈10元人民幣用于動物多樣性保護，右玉縣人口為10萬8 000人。右玉縣森林生態系統的保護物種占該縣全部物種的68.3%，按此比例評估，右玉縣森林保護動物的價值為73.76萬元。研究資料[22]表明，森林采伐造成的游憩及生物多樣性價值損失為400美元/hm2，全球社會性支付意愿調查表明，對保護我國森林資源的支付意愿為112美元/hm2，按照人民幣兌美元6.4∶1計算，右玉縣森林生態系統的生物棲息地價值為2億9 036萬元。依據R.Costanza等[6]的評價參數估算，單位面積森林每年提供的基因源價值為41美元/hm2，按照人民幣兌美元6.4∶1來計算，右玉縣森林生態系統的遺傳信息(基因庫)價值為2 325萬元。

綜合上述分析，右玉縣森林生態效益價值見表2?？芍?，右玉縣森林每年產生4大類共14種生態效益，其中涵養水源效益價值占總價值的57.43%，改善生存環境、固碳釋氧和保護土壤的價值分別占生態效益總價值的23.66%、17.65%和1.26%。結果表明，森林在涵養水源、改善土壤水分狀況，進而減少干旱和風沙等方面具有核心作用，對固碳和改善生存環境，優化生態旅游環境發揮著重大作用。

表2　右玉縣森林生態效益價值

3.3社會效益價值

右玉縣森林社會效益主要表現在改善生產條件，發展生態旅游和營造投資環境等方面。

1)防風固沙價值。右玉縣有林地、灌木林地和林網四旁樹在封沙固沙中有著十分重要的作用。

U12=eAC12γβ。

式中：U12為森林防風固沙價值，元/a；e為森林有效面積系數，為0.1～1；C12為固沙成本，元/hm2，一般取500元/hm2；γ為固沙范圍因變量，一般取0.694 hm2/(hm2·a)；β取做0.9[22]。

計算得右玉縣森林防風固沙的價值為120萬元。

2)護田增產價值。森林對農作物生長有庇護作用，從而提高了糧食產量。

U13=AQC13。

式中：U13為森林護田增產價值，元/a；Q為由于農田防護林、防風固沙林等森林存在增加的單位面積農作物、牧草等年產量，kg/(hm2·a)；C13為農作物、牧草等價格，元/kg，糧食價格按3元/kg計算，牧草價格按1元/kg計算。

右玉縣平均播種面積5萬2 200 hm2，產量為2 250 kg/hm2。據實際測量結果，農田防護林網改變了作物生長環境，使農作物出苗早、成熟好，增產8.8%～25.5%，平均為18%。農田防護林的增產價值為6 342萬元。

人工種草2萬700 hm2，戶均1 hm2。沙打旺(AstragalusadsurgensPall.)、檸條(CaraganaKorshinskiiKom.)、紫花苜蓿(MedicagosativaL.)等10多種牧草的產草量由原來的85 kg/hm2提高到600 kg/hm2。牧草防護林的增產價值為1 066萬元。

3)發展生態旅游業價值。右玉縣是北京、太原、呼和浩特等城市的后花園和特種生態旅游基地。據統計，前來右玉旅游觀光者達105萬人次/a。以生態旅游消費300元/人次計算，右玉縣生態旅游價值為3億1 500萬元。

3.4綜合效益分析

右玉縣森林資源綜合效益及價值見表3?？芍?，右玉縣現有活立木價值為6億8 282萬元，森林資源每年產生的經濟效益、生態效益和社會效益分別是1億9 132萬元、34億5 030萬元和3億9 028萬元，總計40億3 190萬元，3類效益的價值比例為1∶18.03∶2.04。

可以看出，右玉縣森林的生態效益價值是經濟效益價值的18倍，是社會效益價值的8.8倍。評估結果說明，生態效益是右玉縣森林的最大產出，也是右玉縣林業發展的核心目標。

表3　右玉縣森林資源綜合效益及價值

4結論與討論

1)右玉縣森林經濟效益價值由林木價值和森林實物產出價值構成，分別為6億8 282萬元/a和1億9 132萬元/a。

2)右玉縣森林生態效益價值包括固碳釋氧、涵養水源、保護土壤和改善生存環境4方面的價值，總價值34億5 030萬元/a。森林在涵養水源、改善土壤水分狀況，進而減少干旱和風沙等方面具有核心作用，對固碳和改善生存環境，優化生態旅游環境發揮著重大作用。

3)右玉縣森林社會效益總價值3億9 028萬元/a，包括發展生態旅游業、護田增產、護草增產和防風固沙等方面的價值。

4)右玉縣現有活立木價值為6億8 282萬元，森林資源每年產生的經濟效益、生態效益和社會效益的價值比例為1∶18.03∶2.04。生態效益價值是經濟效益價值的18倍，是社會效益價值的8.8倍。生態效益是右玉縣森林的最大產出，也是右玉縣林業發展的核心目標。

近年來有關山西省森林效益的研究[24],一般只關注森林涵養水源、生物多樣性保護、保育土壤、固碳釋氧、凈化大氣環境和積累營養物質等生態系統服務功能，本研究面向右玉縣提出的森林綜合效益不僅包括森林的生態效益，而且包括林分活立木價值和森林實物產出的經濟效益，發展生態旅游業、護田增產、招商引資、護草增產和防風固沙等方面的社會效益，研究內容更加全面、具體。

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(責任編輯：宋如華)

Evaluation on comprehensive benefit of forests in Taihang Mountains area:

A case study of Youyu County, Shanxi Province

Hao Tingting1, Cao Meiying2, Wang Cheng3

(1.College of Forestry, Beijing Forestry University, 100083, Beijing, China; 2. Taiyuan Hydraulic Engineering Immigration Office, 030002,

Taiyuan, China; 3.Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation of

State Forestry Administration,Research Center of Urban Forestry of State Forestry Administration, 100091, Beijing, China)

Abstract:Based on the comprehensive review and comment of benefit assessment theory and method of forest resources, and using the theories of forest ecology and environmental economics, the index system to evaluate comprehensive benefits of forest resources was proposed in combination with field survey, investigation and consultation, analytic methods and computational models were established taking advantage of the market value method, and alternative hypothetical market assessment techniques as well as the comprehensive benefits of forest resources in Youyu County were evaluated. The results show that wood value and product output value of forests in Youyu County are 6.83×108and 1.91×108yuan/a respectively. Value of forest ecological benefits is 3.45×109yuan/a. Social benefit of forest is 3.90×108yuan/a. The proportion of values of the economic, ecological and social benefits of forest resources is calculated as 1.00∶18.03∶2.04.

Keywords:forest; comprehensive benefit; evaluation; Youyu County; Taihang Mountains

通信作者?簡介： 王成(1967—)，男，博士，研究員。主要研究方向：城市林業。E-mail：wangcheng@caf.ac.cn

作者簡介：第一 郝婷婷(1984—)，女，碩士研究生。主要研究方向：森林培育。E-mail：18603410299@163.com

收稿日期：2014-02-07修回日期： 2015-08-21

中圖分類號：S718.56

文獻標志碼：A

文章編號：1672-3007(2015)06-0098-07