基于协调系数修正的森林生态系统服务价值评估1)——以1998—2007年北京市为例

袁畅彦 聂 华

(北京林业大学，北京，100083)

基于协调系数修正的森林生态系统服务价值评估1)
——以1998—2007年北京市为例

袁畅彦 聂 华

(北京林业大学，北京，100083)

选择北京市为研究区域，采用1998—2007年的统计年鉴数据，以谢高地等的研究方法为基础，从影响森林资源生态系统服务价值因素的角度，建立修正指标体系，对传统生态系统服务价值测算方法进行修正，分析北京森林资源生态系统服务价值的变化情况。结果表明，北京1998—2007年森林资源生态服务价值总体上呈现先降后升的趋势，引入协调系数修正后的价值也呈这一趋势，但价值量总体降幅为9％。该结果显示在综合了社会和经济因素对森林资源生态系统服务价值的影响因素后，其价值在一定程度上更接近于实际，变化趋势良好。

森林生态系统服务;协调系数;价值评估;北京

森林生态系统是陆地生态系统的主体，是人类生存发展不可缺少的自然资源之一[1]。森林资源生态系统作为整个生态系统的重要构成要素，是衡量一个国家和地区能否实现可持续发展的核心指标，而其价值估算也在绿色国民经济核算中占有重要地位[2]。在全球生态系统服务功能价值的研究中，森林资源生态系统的价值是研究最早和最多的生态系统服务价值类型。自从美国著名生态经济学家Robert Costanza等在1996年的研究中把全世界的森林系统分为热带森林与温带北方森林两大类型，逐项计算其相应服务类型价值及加总求和后，其方法被许多学者在不同尺度上对森林资源生态系统价值估价加以运用，并取得了诸多有益成果[3～5]。

以Robert Costanza等为代表的研究思路认为每一种生态服务之间相互独立，因此可视作静态部分平衡模型的生态系统服务价值估价[6]。该思路虽能把握生态系统整体特征，揭示其宏观分布规律，但是却没有将整个生态系统置于经济社会发展的大背景中，把整个国民经济或国民经济的其他部门作为评价生态系统的外部条件，从而在社会经济发展的动态过程中考查生态系统的服务价值。事实上，森林资源生态系统的变化及林业的发展与各种外部条件的关系极为密切，特别是社会经济条件对其有着相当重要的影响[7]。由于人们对于生态系统服务价值的认识、重视程度和支付意愿很大程度是随着生活水平的提高而不断发展的，所以这种生态价值是一个发展、动态的概念，因而该静态部分平衡模型的森林资源生态系统服务价值估价手段存在片面性和即时效用性问题。

北京是我国的政治文化中心，从“九五”到“十一五”期间，北京城市人口急剧增加，经济社会结构发生深刻变化，城市的扩展对北京市森林资源生态系统服务价值不可避免会产生影响。笔者以北京市为研究区，将谢高地等人修订的中国生态系统服务价值化方法作为基础[8]，结合北京市实际情况，从经济发展水平、社会进步程度和森林资源质量三方面建立北京市森林资源生态系统服务价值修正指标体系，采用熵值法计算社会、经济、生态三者间的协调系数对谢高地等人的方法进行修正，进而测算1998—2007年北京市森林资源生态系统的生态服务价值;并将结果与传统方法测算的结果进行比较，探讨协调系数对于森林资源生态服务服务价值计算的影响。

1 森林资源生态系统服务价值影响因素分析

1.1 社会进步程度对于森林资源生态系统服务价值具有渐进性影响

从一般意义考查，人类的生态需要是社会发展到一定阶段的必然产物，是一种生态觉醒后的需要。在不同地区、不同时期，人们对于生态效益的支付意愿和替代商品的认知程度是有差别的，这是由于生态系统功能被人们所利用的程度受到当时特定社会生产力发展水平的约束。具体到对于森林资源生态系统所提供的服务而言，其价值主要体现为森林资源生态系统满足人们日益增长的生态需要的效用性，这种效用性同样受到社会发展阶段的影响具有阶段性和动态性。因此在这个意义上，整个社会的开化进步状况在逐渐影响人们对森林资源生态系统服务价值的认识。

1.2 经济发展水平对森林资源生态系统服务价值具有决定性影响

森林资源生态系统的价值大小不仅取决于社会文明的进步程度，还与在特定社会生产力发展水平下人们的实际支付能力和意愿相关。一般地，经济发展和人们的生活水平越高，对森林资源生态系统服务的需求就越大，支付意愿水平也就越高，反之则越低。这是由于森林资源生态系统所提供的服务作为人类生态需要的反映，具有非物质、享受型商品的性质，处在较低发展阶段的人们为生存的基本需求而忧，不可能对森林资源生态系统服务价值有充分认识;随着经济的发展，对森林资源生态系统所提供服务的重视程度就会逐渐提高;而后继续发展，到极富阶段趋于饱和。所以，对于森林资源生态系统服务价值的认识、重视的程度和为其进行支付的意愿作为人们的一种主观判断，其大小直接受到经济发展状况和人们生活水平的决定性影响。

1.3 森林资源质量是影响森林资源生态系统服务价值量的基本前提

森林资源生态系统服务价值不仅受社会进步程度及经济发展水平的影响，其自身结构和功能状况则是这种价值可持续发展的基本前提。森林的结构决定了森林的功能，从某种意义上也就决定了森林的质量，进而影响到森林资源价值。人类社会对于森林资源的利用，本质上要求森林资源本身具备良好的健康状况，从而实现对于森林需求的物质保证和环境支撑。否则，森林资源价值的载体便会失去其对于人类社会的意义。

森林资源生态系统服务价值是随着社会经济发展水平和人们生活水平的提高而逐渐显现并增加的，具有从发生、发展到成熟这样的过程特征，因此需要从社会进步、经济发展、森林资源质量3个维度进行考查。只有在充分认识三者之间作用机理的基础上，才能准确把握森林资源生态系统服务价值(图1)。

图1 森林资源生态环境服务价值影响因素

2 研究区域概况与数据来源

2.1 研究区域概况

北京市地处北纬 39°28′～41°05′、东经 115°25′～117°30′，位于华北平原北端，东南与天津市毗连，其余边界均与河北省相邻，距渤海约150km;全市东西宽约160km，南北长约176km;总面积16 800km2，其中山区占总面积的62％，平原约占38％[9]。山区森林资源是北京市森林资源的主体，到2007年底，北京市山区林地面积691 113.9 hm2，占全市林地面积的85.6％，山区林木覆盖率57.23％、森林覆盖率41.71％;平原林地面积112 962.8 hm2，占林地面积的14.4％，平原林木覆盖率21.87％、森林覆盖率16.80％。平原森林资源所占比重虽小，却是防风固沙、保护农田、防止土地沙化和荒漠化的主体，对改善首都环境质量起着关键作用[10]。

同时，北京作为城市化水平很高的城市，其生态环境问题也日益突出。到“十五”末期，北京市拥有总人口1 633万，其中城镇人口1 380万人[11]。建设面积的增加，导致城市热岛问题日益严重。山区相对于北京其它地区人口密度小，且资源丰富，有北京的绿色走廊和水源保护地，但这一区域易发生地质灾害，存在矿山开发、水土流失、植被破坏等生态问题。

2.2 数据来源

以1998—2007年的《北京市统计年鉴》和《中国林业统计年鉴》为主要数据源，年鉴中缺乏的个别数据经回归插值法计算得出。

3 研究方法

3.1 修正前北京市森林资源生态系统服务价值测算

以谢高地等人研究的中国生态系统服务价值化方法为计算步骤。结合北京市实际情况，从1998年到2007年，北京市耕地面积单位产量约为9 906.28kg/hm2;依据北京市10 a间每年粮食的平均价格，得到研究时段内相应年份北京市1个生态服务价值当量因子的经济价值量。再按照谢高地等人2008年修订的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量因子表(2002年和2007年)，计算出1998年到2007年北京市森林单位面积的生态服务价值，最后得到此10 a间北京全市森林资源生态系统服务的经济价值。

3.2 基于协调系数修正的北京市森林资源生态系统服务价值测算

3.2.1 协调系数修正指标构建

在区域经济与环境系统的协调性研究中，进行协调度指标选取是环境经济系统协调发展研究的核心内容。协调作为一种状态，表明系统各要素之间具有“融洽”的关系，从而表现出“最佳”的整体效应或功能[12]。相关领域的研究比较成熟，归纳起来，目前较普遍的看法是[13-16]，可通过系统活力、组织结构、对邻近系统的影响及人类健康影响等方面来衡量生态系统与经济社会的协调状况。鉴于此，修正指标以能客观反映区域森林资源生态系统服务价值的外部因素协调程度为目标，从影响森林资源生态系统服务价值的经济、社会和森林资源自然状况的角度出发，针对每个要素所覆盖的内涵选取8个相应的指标，构建森林资源生态系统服务价值修正指标体系(表1)，进而计算社会、经济与森林质量间的协调系数。

3.2.2 建立协调系数测算模型

3.2.2.1 协调发展指数测算

①前述各指标各年度的原始值单位不相同，对其进行指标标准化，即计算第i年第j项指标xij的比重Pij:

②计算xij的信息熵Sij:

③计算xij的差异性系数gij，gij值越大，指标xij就越重要:

④确定xij的权重aij:

指标计算权重如表1。

表1 北京市森林资源生态系统服务价值修正指标体系

⑤计算第i年经济发展水平、社会进步程度及森林资源质量各系统的协调发展指数Hi:

各年协调发展指数如表2。

表2 北京市经济、社会、森林资源各系统的协调发展指数(1998—2007年)

3.2.2.2 协调系数测算

协调发展是系统之间相互适应、相互协作、相互配合和相互促进，耦合而成的同步发展的良性循环态势过程[20]，是一种“整体性”、“综合性”、“内生性”的同步发展的聚合。协调系数可以理解为定量反映区域土地利用提供生态系统服务功能的经济、社会、生态三方面协调状况的程度。从前面分析看出，某一区域内经济发展基础和发展水平决定了该区域森林资源生态系统服务价值的发展现状，区域社会发展速度、差异程度、与其他区域的关联程度构成了该区域森林资源生态系统服务价值的认可度，而森林资源自身状态则是其价值可持续性发挥的基础。三者之间关系越协调，其评价指数应越接近。借鉴定已有研究[21]，将协调系数ρi作为区域森林资源生态系统服务价值的修正系数，计算公式为:

式中:σi表示第i年经济发展水平、社会进步程度及森林资源质量3个发展指数的标准差，xi表示第i年3个发展指数的平均值，计算结果如表3。

3.2.2.3 基于协调系数修正的森林资源生态系统服务价值测算

在计算区域森林资源生态系统服务价值时将社会经济发展与森林资源生态系统的协调程度纳入其中，引入社会、经济、森林资源协调系数，在谢高地等人计算方法的基础上进行修正，修正后的区域生态系统服务价值计算公式为:

式中:V为研究区森林生态系统服务总价值，Ai为研究区第i年森林资源分布面积，Pi为第i年森林资源生态系统服务价值系数，ρi为该区域第i年生态系统服务价值协调系数。据此，得到修正后的北京市森林资源生态系统服务价值(表3)。

表3 北京市森林资源生态服务价值修正前后结果比较(1998年—2007年)

4 结果与分析

4.1 计算结果

采用谢高地等人的测算方法与基于协调系数修正后的北京市森林资源生态系统服务价值测算模型结果见表3。

4.2 修正前后测算结果比较

根据计算结果，修正前北京市森林资源生态系统服务价值变化较大，在1998—2007年间，其价值最低为2002年的121.589 5亿元，而到了奥运会举办前夕的2007年达到其最大值294.111 7亿元;修正后的北京市森林资源生态系统服务价值大体也呈这一趋势。在协调系数引入后，其最小值与最大值分别为111.385 3亿元和267.979 0亿元，分别降低了10.204 2亿元和26.132 7亿元，平均降幅为9％，即在综合了社会、经济两大要素对森林资源生态系统服务价值的影响后，森林资源生态系统的服务价值有所减少，在一定程度上接近于其真实价值量。

4.3 修正结果

修正前后的北京市森林资源生态系统服务价值测算结果对比见表3。可以看到，以2002年为界，北京市森林资源生态系统服务价值大体呈现先降后升的趋势，但总体差异不大。

4.3.1 北京市森林资源生态系统服务功能丰富，居民重视程度强

从计算结果看到，修正前北京地区森林资源生态系统服务功能价值在2007年达到294.111 7亿元，按照区域协调系数修正后的价值为267.979 0亿元，仅为当年地区生产总值的3％。比较而言，后者可能更具有实际可操作意义。良好的森林资源生态系统服务功能是北京市区域经济协调发展的宝贵资源，所以应充分开发与利用这一资源，继续促进北京地区区域经济发展。①充分利用北京的区位生态优势，适应现代市场准则与产品要求，提高北京市森林资源生态服务产品的层次和品质，增强北京居民对于包括森林资源在内的生态系统服务价值认知;②生态理念与经济社会发展结合，充分促进北京市林业产业发展，特别是与游憩、医疗(疗养)产业结合，积极推进生态旅游、生态疗养产业的发展;③利用森林等生态资源树造"绿色北京"的地区形象，继续推动北京向空气清新、环境优美、生态良好、人居和谐的现代化国际城市迈进。当然，森林资源生态系统服务功能仅仅是潜在资源，要充分利用其价值，就必须将其列入区域经济发展战略的范畴，进行详细规划，并且在利用的过程中要注意保护，坚持可持续发展的道路[22]。

4.3.2 森林资源生态系统服务功能价值的变化趋势良好

总体来看，北京市1998—2007年森林资源生态系统服务功能价值呈逐渐上升趋势，其修正后的价值从1998年的219.028 4亿元上升到2007年的267.979 0亿元，价值增值速度较快。具体来看，森林生态系统价值呈先减后增的阶段性变化趋势，这可能与北京市在举办2008年奥运会之前市政府对于生态系统的建设力度加大有紧密的联系，其变化结果在一定程度上说明政策导向对北京市生态环境的改善起着重要的作用。与此对应的是，应看到国家与北京市政府的各项投入是北京市包括森林资源在内的生态系统服务功能价值增加的重要保证，因此北京市生态环境总体上仍比较脆弱，建设任务依然很重严峻，未来该区域的生态系统保护对投入的需求依然不可忽视。

5 讨论

以谢高地等人的区域生态价值评估法为基础，引进利用熵值法计算的区域社会协调发展系数修正法，并结合北京市实际情况对该区域1998—2007年森林资源生态系统服务功能价值进行估价。该方法为森林资源生态系统服务价值的估价提供一种相对简单、便捷的动态估价方法，且不需要加入任何主观信息，评价结果是唯一的，也有利于缩小极端值对综合评价的影响，做到了静态赋权和动态赋权相结合，增强了评价结果的合理性和科学性，具有实际研究意义。但该方法也存在一定的局限性:

①由于谢高地等人所计算的不同类型生态系统服务价值当量是基于研究年份的专家调查问卷而得出的，所以从严格意义上讲，每一年的当量是不可能完全一致的，不能够运用于跨年份的生态服务价值计算中。但是囿于相关数据的缺乏，笔者在1998—2007年的测算中仅采用谢高地等人2002年和2007年修正的价值当量进行动态计算，其估价结果肯定会存在一定程度的误差。

②对生态系统服务价值的动态评估研究仍然不够深入。尽管从社会经济发展层面上探讨了森林资源生态系统服务的价值，但是对于其所提供的各种类型的生态服务价值在社会经济发展阶段中所占价值总量的比重却并没有予以充分考虑，这也是本项研究需要进一步探讨的问题。

③指标选择的标准和依据问题。在建立北京市森林资源生态系统服务价值修正指标体系的过程中，笔者主要是通过对已有相关文献的综合及借鉴国家环保总局颁布的生态县、生态市、生态省建设指标(试行)标准等相关文件。但是环境价值的影响因素众多，且难以确定，没有进行更加深入的研究及调查。这在一定程度上影响了该指标体系的通用性和科学性，进而会造成测算结果的不确定性。在未来的工作中，对修正指标体系应进一步充实和完善，逐步提高生态系统价值评估的合理性和精度。

可以相信，随着对森林资源生态系统服务价值认识的深入，以及对影响森林资源生态服务价值的外界因素的持续研究，森林资源生态系统服务价值的计算必然会更加准确和完善。而且随着计算理论与方法的正确应用，森林资源的价值在市场经济杠杆的作用下，必将引起生产力要素的重组与再流动。其估价结果和方法在实践中的说服力与操作性将会增强，会集聚更多的资产投入到森林资源的生产经营中，从而推动森林资源价值效益核算研究朝着更合理、实用、适合我国国情的精准方向迈进，引导人们节约和谐地消费森林资源，健康持续地推动我国生态文明建设又好又快发展。

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Amendment of Forest Ecosystem Service Value in Beijing from 1998 to 2007 Based on Coordinate Coefficient

Yuan Changyan，Nie Hua(School of Economics and Management，Beijing Forestry University，Beijing 100083，P.R.China)//Journal of Northeast Forestry University.-2011，39(6).-72～75

Forest ecosystem services;Coordinate coefficients;Evaluation of values;Beijing

F307.2

1)高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20060022007)。

袁畅彦，男，1983年7月生，北京林业大学经济管理学院，博士研究生。

聂华，北京林业大学经济管理学院，教授。E-mail:niehua666@126.com。

2010年11月23日。

责任编辑:戴芳天。

An index system for forest ecosystem service value in Beijing was amended by means of influencing factors，according to the data of Beijing Statistical Yearbook and China Forestry Statistical Yearbook from 1998 to 2007.The method proposed by Xie Gaodi was applied to the amendment of the traditional ecosystem service evaluation model，and the change in forest ecosystem service value in Beijing was analyzed.Results showed that the forest ecosystem service value in Beijing first declined and then escalated from 1998 to 2007，while the value amended by the coordinate coefficient exhibited the same tendency as the previous value，but the value declined by 9 percent in average.It indicates that the value of forest ecosystem services is closer to the real condition and has a good tendency after the integrated consideration of socio-economic factors.