怀化市鹤城区退耕还林工程生态效益计量评价

陶 冀，邱春洪，米长堆

(1.湖南省林业调查规划设计院， 湖南 长沙 410007; 2.怀化市鹤城区林业局， 湖南 怀化 418000)

怀化市鹤城区退耕还林工程生态效益计量评价

陶 冀1，邱春洪1，米长堆2

(1.湖南省林业调查规划设计院， 湖南 长沙 410007; 2.怀化市鹤城区林业局， 湖南 怀化 418000)

对怀化市鹤城区自2001年实施退耕还林工程以来十年间所取得的生态效益进行计量评价,估算了鹤城区退耕还林工程在保护水资源效益、固土保肥效益和固碳制氧效益3个方面所产生的生态效益。结果表明，鹤城区退耕还林工程所带来的生态效益十分显著，鹤城区退耕还林工程生态效益总价值为16645.36万元。

退耕还林；生态效益；评价; 鹤城区

近年来，生态系统的服务功能和效益的经济价值评价成为国际上生态学和生态经济领域研究的前沿与热点[1]，许多学者从不同角度对生态系统的服务功能及其价值评估进行了研究[2-4]。20世纪80年代初，我国就开始了森林资源价值核算的研究工作，专家学者们为森林生态效益补偿标准化、定量化做了大量的研究工作[5]。我国目前实施的退耕还林工程作为生态恢复的重要措施之一，引起了国内外专家学者们的普遍关注。随着退耕还林工程的实施，退耕还林工程生态效益评估研究的广度和深度得到不断加强。赖亚飞等[6]综合运用专家咨询、理论分析法和频度分析3种方法，建立了吴旗县退耕还林生态效益评价指标体系。杨建波、王利从坡耕地退耕还林后的涵养水源、固土保肥、纳碳吐氧、减免灾害、改善生活等5个方面着手,对其生态效益评价方法进行了探讨[7]。李蕾等[8]采用环境经济学中的市场价值法、机会成本法、恢复费用法、影子工程法等估算了固原市原州区退耕还林、还草工程的土壤保持效益。到目前为止，湖南省退耕还林工程生态效益尚未形成统一、规范、完善的评估标准。我们以怀化市鹤城区为研究区域,分析了鹤城区自2001年退耕还林工程启动十年来所获得的生态效益,为退耕还林工程生态效益计量评价提供参考。

1 研究区概况

怀化市鹤城区位于湖南省西部，距省会长沙498km，地理坐标为东经109°45′—110°29′，北纬27°16′—27°28′，全区国土面积728.8km2，常住人口341429人。东、南接中方县，西邻芷江县，北连麻阳县和辰溪县。鹤城区处于雪峰山区，地形地貌大体是六分山地、三分丘岗、一分平原和水面，构成了“以山为主，兼有丘岗、平地水面”的格局，地势为东南高、西北低；气候类型属中亚热带季风湿润气候区，气候温和，四季分明，光照充足，雨水充沛，但时空分布不均匀，小气候明显。年均气温16.8℃，年降水量1100～1700mm，年日照时数1486h，全年无霜期281d;境内河流总长124km，共有大小支流181条，均属长江流域沅江水系，主要河流有舞水河、太平溪。成土母质、母岩主要以板页岩(及其变质岩)为主，土壤矿物质含量高，保水保肥力强，适种性广，其次为紫色砂页岩、石灰岩、花岗岩等，共形成7个土类，18个亚类，109 个土种，土壤以红壤、山地黄壤为主，土壤pH值多为5.0～6.5。

2 效益评价指标体系

2.1构建效益评价指标体系

根据鹤城区退耕还林工程建设实际以及当地的自然条件、经济发展程度和社会人口状况，在充分考虑指标的适用性和可操作性的前提下，构建了鹤城区退耕还林工程生态效益的评价指标体系，包括保护水资源效益、固土保肥效益和固碳制氧效益3个大的方面，有以下6个主要指标： ① 涵养水源效益； ② 净化水质效益； ③ 固土效益； ④ 保肥效益； ⑤ 固碳效益； ⑥ 释放氧气效益。

2.2生态效益计算方法

2.2.1 涵养水源效益 计算退耕还林涵养水源效益价值采用影子工程法，即把退耕还林拦蓄的水量转换成水利工程需要拦蓄这些水量所需要的费用。根据水量平衡法可推出退耕还林水源涵养量和水源涵养效益的计算公式如下。

W=H×S

V=W×P

据周冰冰[9]等人的调查研究,考虑物价等综合因素，目前的单位库容造价取5.714元/m3。

2.2.2 净化水质效益 计算退耕还林净化水质效益价值采用影子工程法，根据工业净化水成本来计算改善水质效益，推出退耕还林净化水质效益的计算公式如下。

V=W×P

据周冰冰[9]等人的调查研究, 考虑物价等综合因素，目前单位净化价格取1.5元/m3。

2.2.3 固土效益 计算固土效益采用影子工程法，其计算公式如下。

V=L×S×P

2.2.4 保肥效益 土壤侵蚀使土壤中大量的物质流失，主要是土壤中N、P、K的流失。可根据退耕还林林地比无林地土壤中少流失的N、P、K等养分，折算成化肥的含量，再用化肥的市场价格，计算出退耕还林保肥效益[10]，其计算公式如下。

V=L×S×∑P1i×P2i×P3i

根据调查，目前N肥价格为3118元/t,P肥为2222元/t,K肥为1017元/t。

2.2.5 固碳效益 计算固定CO2效益的方法采用碳税率法，根据退耕还林固碳量及碳税率计算效益。根据植物光合作用反应方程式。

6CO2+6H2O-28317320J=CH12O6+6O2

推算出每制造1t生物量要固定1.63t CO2，因纯碳占CO2比重为0.2727，即1t干物质可固定0.4399t纯碳。固碳效益计算公式如下。

V=0.4399×∑Wi×P

V=1.1724×∑Wi×P

根据调查，目前工业生产O2的成本费用为420元/t。

3 结果与分析

鹤城区退耕还林工程于2001年启动，2001—2007年共完成退耕还林任务7533.3hm2，其中退耕地还林2866.7hm2、荒山造林4133.3hm2、封山育林533.3hm2。工程覆盖全区9个乡(镇、处)，涉及6080户农户21195人，成为鹤城区林业生态建设史上涉及面最广、投入最多、群众参与度极高的生态建设工程。2001—2007年退耕还林工程各年度分树种造林面积见表1。

通过调查每年各树种造林面积，汇总得效益计算面积。鹤城区退耕还林工程分树种效益计算面积见表2。其累计核算面积为31266.6hm2。

表1 2001—2007年鹤城区退耕还林工程分树种造林面积(hm2)树种造林年度树种面积合计2001200220032004200520062007兼用林油茶2 1〛2 1板栗11 15 6〛16 7山茱萸3 11 1〛4 2厚朴12 5〛12 5杨梅41 954 523 91 0〛121 3枣子2 1〛2 1其它兼用林0 21 00 54 88 8〛15 3经济林柑桔18 264 20 7〛83 1花椒22 8〛22 8金银花2 74 0〛6 7梨子12 516 51 02 9〛32 9葡萄2 0〛2 0李子12 57 8〛20 3桃子19 925 06 80 8〛52 5柚子3 8〛3 8其它经济林2 03 6〛5 6生态林香椿3 7〛3 7国外松0 8〛0 8马尾松303 8423 4512 7592 1819 5353 9993 93999 3毛竹0 819 9133 2〛153 9桤木24 69 1112 66 7〛153 0杉木214 2863 9447 7204 6556 260 62347 2枫香21 315 40 72 339 7酸枣0 68 06 3〛14 9杨树71 97 422 4〛101 7樟树1 133 534 00 20 5〛69 3桉树32 413 3118 646 17 3217 7其它生态林0 73 51 420 12 528 2总计666 81666 51333 2866 71533 5400 01066 67533 3

表2 鹤城区退耕还林工程分树种效益面积(hm2)树种年份效益计算面积效益计算面积合计2004200520062007200820092010兼用林油茶2 12 12 12 12 110 5板栗11 116 716 716 716 716 716 7111 3山茱萸3 14 24 24 24 24 224 1厚朴12 512 512 512 512 562 5杨梅41 996 4120 3120 3121 3121 3121 3742 8枣子2 12 12 12 12 12 112 6其它兼用林0 21 21 76 515 315 315 355 5经济林柑桔18 282 482 482 483 183 183 1514 7花椒22 822 822 822 822 822 8136 8金银花2 72 72 76 76 76 76 734 9梨子12 529 029 030 032 932 932 9199 2葡萄2 02 02 02 02 02 012 0李子12 520 320 320 320 320 320 3134 3桃子19 944 951 751 752 552 552 5325 7柚子3 83 83 83 83 83 822 8其它经济林2 05 65 65 65 65 65 635 6

续表2 鹤城区退耕还林工程分树种效益面积(hm2)树种年份效益计算面积效益计算面积合计2004200520062007200820092010生态林香椿3 73 73 711 1国外松0 80 80 80 83 2马尾松303 8727 21239 91832 02651 53005 43999 313759 1毛竹0 820 7153 9153 9153 9153 9153 9791 0桤木24 633 7146 3153 0153 0153 0153 0816 6杉木214 21078 11525 81730 42286 62286 62347 211468 9枫香21 321 336 737 437 439 7193 8酸枣0 68 614 914 914 914 914 983 7杨树71 979 3101 7101 7101 7101 7558 0樟树1 134 668 668 869 369 369 3381 0桉树32 445 7164 3210 4217 7670 5其它生态林0 74 24 25 625 725 728 294 3总计666 82333 33666 54533 26066 76466 77533 331266 5

根据《湖南省退耕还林可持续经营技术与效益计量评价》[10]，通过对退耕还林各树种固定样地和半固定样地的涵水能力、保土能力和生物量增长过程的测定，结果见表3～表4。

3.1保护水资源效益

鹤城区退耕还林工程10年内平均年度保护水资源效益为12310.69万元，其中涵养水源效益9750.94万元，净化水质效益2559.75万元，见表5。

3.2固土保肥效益

根据湖南省林业科学院2008年测定的结果[12]，通过对流失表土中N、P、K含量的综合测定，鹤城区退耕还林工程表土层N、P、K平均含量分别为0.1150%、0.0075%、0.0085%。

鹤城区退耕还林工程10年内平均年度固土保肥效益为597.24万元，其中固土效益357.24万元，保肥效益240.00万元，见表6。

3.3固碳制氧效益

从鹤城区退耕还林工程各树种生物量增长过程表可得出鹤城区退耕还林工程10年各树种生物量增长过程，见表7。

鹤城区退耕还林工程10年固碳制氧效益为3737.43万元，其中固碳效益1791.02万元，释放氧气效益1946.41万元，见表8。

4 结论与讨论

表3 退耕还林工程各树种涵水能力、保土能力树种涵水能力(m3/hm2)保土能力(t/hm2)兼用林油茶45013 68板栗50019 28山茱萸40010 71厚朴45015 44杨梅50015 22枣子50014 29其它兼用林55012 82经济林柑桔35010 35花椒3009 77金银花30013 56梨子35010 35葡萄40010 35李子35010 35桃子40010 35柚子35010 35其它经济林45013 27生态林香椿61022 87国外松37016 35马尾松64024 45毛竹46016 78桤木64022 87杉木46516 23枫香64014 46酸枣54022 64杨树37017 34樟树55023 28桉树55721 96其它生态林62020 44

表4 退耕还林工程各树种生物量增长过程测定表(t/hm2)树种1年2年3年4年5年6年7年8年9年10年兼用林油茶0 040 160 350 620 971 401 902 483 143 88板栗0 040 170 380 681 061 522 072 703 424 22山茱萸0 040 170 390 691 071 542 102 753 474 29厚朴0 060 230 520 921 442 082 833 694 675 77杨梅0 070 260 591 051 642 353 24 195 306 54枣子0 050 190 420 741 161 672 282 983 774 65其它兼用林0 040 180 400 711 111 602 182 843 604 44

续表4 退耕还林工程各树种生物量增长过程测定表(t/hm2)树种1年2年3年4年5年6年7年8年9年10年经济林柑桔0 040 140 320 570 891 281 742 282 883 56花椒0 030 110 260 460 721 031 411 842 322 87金银花0 030 120 280 500 781 121 532．002 533 12梨子0 040 140 320 570 901 291 752 292 903 58葡萄0 040 150 330 580 911 311 782 322 943 63李子0 040 140 330 580 911 301 772 322 933 62桃子0 040 150 330 580 911 311 782 332 953 64柚子0 040 150 330 580 911 311 792 342 963 65其它经济林0 040 150 330 590 931 341 822 373 013 71生态林香椿0 100 390 881 562 443 524 796 257 919 77国外松0 110 430 971 732 703 895 306 928 7610 81马尾松0 110 420 951 692 643 805 176 768 5510 56毛竹0 100 400 901 602 503 604 906 398 099 99桤木0 120 471 051 862 914 195 717 469 4411 65杉木0 090 360 821 452 273 274 455 827 369 09枫香0 100 400 911 622 533 644 956 478 1910 11酸枣0 090 370 831 482 313 334 535 917 489 24杨树0 130 501 132 013 144 526 158 0410 1712 56樟树0 100 390 881 562 443 524 796 257 919 77桉树0 130 501 132．003 134 516 148 0210 1512 53其它生态林0 080 330 741 312 052 944 015 246 638 18

表5 鹤城区退耕还林工程10年内平均年度保护水资源效益效益发挥年份累计效益计算面积(hm2)涵养水源量(万m3)涵养水源效益(万元)净化水质效益(万元)保护水资源效益(万元)2004666 836 3207 4254 45261 8720052333 3120．0685 68180．00865 6820063666 5193 51105 66290 251395 9120074533 2244 41396 50366 601763 1020086066 7331 61894 76497 402392 1620096466 7356 82038 76535 202573 9620107533 3423 92422 16635 853058 01总计31266 51706 59750 942559 7512310 69

表6 鹤城区退耕还林工程10年内平均年度固土保肥效益效益发挥年份累计效益计算面积(hm2)保土量(t)保N量(t)保P量(t)保K量(t)固土效益(万元)保N效益(万元)保P效益(万元)保K效益(万元)保肥效益(万元)固土保肥效益(万元)2004666 813104 415 11 01 17 494 710 220 115 0412 5320052333 343125 849 63 23 724 6415 460 710 3816 5541 1920063666 570185 780 75 36 040 1025 161 180 6126 9567 0520074533 289212 1102 66 77 650 9831 991 490 7734 2585 2320086066 7121571 3139 89 110 369 4743 592 021 0546 66116 1320096466 7131236 5150 99 811 174 9947 052 181 1350 36125 3520107533 3156765 5180 311 813 389 5756 222 621 3560 19149 76总计31266 5625201 3719 046 953 1357 24224 1810 425 40240 00597 24

表7 鹤城区退耕还林工程10年各树种生物量增长过程(t/hm2)树种2001200220032004200520062007200820092010兼用林油茶0 10 30 71 32 02 94 05 2板栗0 42 15 29 715 622 831 541 653 166 0山茱萸0 10 61 42 64 16 08 210 813 8厚朴0 82 96 511 518 026 035 446 1杨梅2 914 740 682 4140 1213 2301 9407 2528 5665 4枣子0 10 40 91 62 43 54 86 37 9其它兼用林0 10 30 82 35 39 515 122 130 5

续表7 鹤城区退耕还林工程10年各树种生物量增长过程(t/hm2)树种2001200220032004200520062007200820092010经济林柑桔0 75 114 830 952 880 5114 1153 6199 4250 6花椒0 72 55 910 516 423 532 142 052 9金银花0 10 30 81 52 64 16 18 511 314 5梨子0 52 46 312 420 931 744 760 177 998 1葡萄0 10 30 71 21 82 63 64 65 9李子0 52 15 29 815 923 332 342 854 768 1桃子0 84 010 620 834 952 974 6100 2129 8163 1柚子0 20 61 32 23 55 06 88 911 2其它经济林0 10 41 22 44 06 08 511 314 618 3生态林香椿0 41 43 35 89 013 0国外松0 10 30 81 42 23 14 2马尾松33 4174 2522 81196 12343 54084 36570 29892 714066 119083 3毛竹0 12 322 072 5153 7265 8408 6582 1786 31020 1桤木3 012 743 6109 0209 9346 0518 7726 8971 11250 7杉木19 3154 9526 91198 62229 73678 75552 67847 710578 013728 1枫香2 18 520 940 768 2103 3146 5197 7257 0酸枣0 10 94 09 918 529 843 960 880 3102 6杨树9 336 987 9164 1266 0393 2546 0724 8928 5樟树0 13 817 444 585 0139 0206 9288 3382 9491 0桉树4 217 958 7145 1286 0480 7730 61035 3其它生态林0 10 51 73 68 116 930 047 770 296 9总计62 1393 11278 32945 15627 09522 814801 921552 129803 539528 3

表8 鹤城区退耕还林工程10年固碳制氧效益年份生物量(t)碳贮量(t)释放氧气(t)固碳效益(万元)释放氧气效益(万元)固碳制氧效益(万元)200162 127 372 82 813 065 872002393 1172 9460 917 8119 3637 1720031278 3562 31498 757 9262 94120 8620042945 11295 53452 8133 44145 02278 4620055627 02475 36597 1254 96277 08532 0420069522 84189 111164 5431 48468 91900 39200714801 96511 417353 7670 67728 861399 53200821552 19480 825267 7976 521061 242037 76200929803 513110 634941 61350 391467 552817 94201039528 317388 546343 01791 021946 413737 43

鹤城区退耕还林工程从2001年到2010年10年的生态效益总价值为16645.36万元。其中, 涵养水源效益9750.94万元，净化水质效益2559.75万元，固土效益357.24万元，保肥效益240.00万元，固碳效益1791.02万元，释放氧气效益1946.41万元。由此看出鹤城区实施退耕还林工程后,所带来的生态效益十分显著，极大地改善了生态环境。现阶段鹤城区退耕还林主要为幼龄林,随着林龄的增大,工程所形成的森林资源将发挥更大的生态效益。

退耕还林工程形成的林分给物种创造了良好的休养生息环境条件，森林群落的组成会发生深刻的变化，物种数量将显著增加[6]。退耕还林工程保护多种森林生态系统，还可以增加生物多样性。但是生物多样性很难量化，国内外目前对退耕还林保护生物多样性效益价值评估方面指标的设置差异很大，缺乏统一公认的评价体系。如何对退耕还林增加生物多样性价值进行精准有效的计量评价，值得思考和探索。

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MetrologicalevaluationonecologicalefficiencyfromtheprojectofreturningcroplandtoforestlandinHechengDistrictofHuaihuaCity

TAO Ji1, QIU Chunhong1, MI Changdui2

(1.Institute of Hunan Forestry Survey and Design, Changsha 410007, China; 2.Forestry Bureau of Hecheng District in Huaihua City, Huaihua 418000, China)

Since the project of returning cropland to forestland was implemented in Hecheng District of Huaihua City in 2001, the ecological efficiency has been achieved during the past 10 years. In this paper, the ecological efficiency was evaluated from three aspects of water resources protection, soil and fertility conservation, and fixing carbon and releasing oxygen. The results showed that, the implementation of the project of returning cropland to forestland resulted in good ecological efficiency. The total value of the ecological efficiency was evaluated up to 166.4536 million yuan.

returning cropland to forestland; ecological efficiency; evaluation; Hecheng District

2010-04-15

2010-05-28

S 718.55+7

A

1003-5710(2010)03-0024-06

(责任编辑：唐效蓉)