生态系统服务功能价值评估方法

刘化吉，鲁 敏，赵 泉，张玲玲，李兆华

（湖北大学资源环境学院，武汉430062）

生态系统是指由生物群落与无机环境构成的统一整体［1］。生态系统服务价值评估则是最近几十年才发展起来的，但是人类很早就已经意识到生态系统对人类的影响，George Marsh他在《Man and Nature》一书中记载：由于受人类活动的巨大影响，在地中海地区“广阔的森林在山峰中消失，肥沃的土壤被冲刷，肥沃的草地因灌溉水井枯竭而荒芜，著名的河流因此而干涸”，Marsh也意识到了自然生态系统分解动植物尸体的服务功能［2］。不同的研究者对生态系统服务功能的概念有不同的理解，目前被人们普遍认同的定义是Dairy（1997）提出的生态系统服务功能是指自然生态系统及其物种所提供的能满足和维持人类生活需要的条件和过程［3］，它不仅为人类提供了生产生活原料，还创造和维持了地球生命支持系统，形成了人类生存所必须的环境条件。Costanza.R.等（1997）用生态系统产品和服务表示人类从生态系统功能中直接或间接获得的效益来解释生态系统服务功能的定义［4］。

1 生态系统价值评估的意义

生态系统是一个多功能的资源，它不仅为人类提供大量的直接可以利用的各种自然资源，更重要的是它在生态功能的调节上发挥着重要的作用，完善和支持人们的经济活动。大部分的生态功能没有进入市场，他们一方面在间接的为人类的经济活动服务；另一方面没有进行市场买卖（比如物种的遗传价值，水体对气候的调节作用等），人们忽略了他们的存在。生态系统提供的这些服务大多都属于公共物品。而公共物品的消费的非竞争性和非排他性决定了消费者不用付费或只需付少量的费用就可以消费它，往往会导致过度消费和不合理利用［5］。如何对生态系统的价值进行科学、全面地评价，使之与经济、社会信息结合在一起，为地区的规划和开发提供科学、可靠的依据，并确保地区资源的持续利用［6］。所以，研究生态系统价值的评价方法就显得尤为重要。

2 生态系统服务功能价值的分类

由于生态系统功能和服务的多面性，因此生态系统服务功能价值也具有多价值性。近十几年来，国外的一些专家和组织分别对环境资产的经济价值进行了分类。比如：Pearce等人根据产品是否通过市场和消耗的性质，把生态系统范围功能价值分为消耗性使用价值、生产性使用价值、非消耗性使用价值、选择价值和存在价值［7］；Mc－Neely将环境价值分为两类，使用价值和非使用价值，使用价值包括直接使用价值、间接使用价值和存在价值，非使用价值包括遗产价值和存在价值［8］；Turner等人也对生态系统服务价值进行了一定的研究［9］。同时，一些国际组织也开始研究生态价值的分类，UNEP将生物多样性的价值分为显著实物形式的直接价值、无显著实物形式的直接价值、间接价值、选择价值和消极价值［10］；OECD基本采用了Pearce的分类方法，他认为选择价值是介于使用价值和非使用价值之间［11］。

除国外的一些学者和组织机构外，国内很多学者也进行了相关研究。徐嵩龄根据生态系统功能与市场的联系，把生态系统服务功能分为三类：能够以商品形式出现在市场的功能、虽不能以商品形式出现在市场，但有着与某些商品相似的性能或能对市场行为有明显影响的功能、既不能形成商品也不能影响市场行为的功能［12］；欧阳志云等将生态系统服务功能的价值分为四类：直接使用价值、间接使用价值、选择价值和存在价值［13］。

李文华等结合国内外的观点，按照人的经济获益程度和期限作为划分标准对生态系统服务功能价值分为使用价值和非使用价值，并对其进行了更为细致的分类，使用价值包括直接使用价值，间接使用价值和选择（潜在）价值，非使用价值分为遗传价值和存在价值［14］。

本文采用的就是李文华等的分类方法，直接使用价值主要是指生态系统直接提供的产品所产生的价值，它包括食品、医药、原材料及其他工农业生产原料、景观娱乐等带来的直接价值，可以用市场价值法、推断市场法、资产价值法来计算。

间接使用价值主要是指间接为人类提供服务，而无法商品化的生态系统服务功能，如营养循环、水体保护、小气候调节等都属于间接使用价值。其评估常常需要根据生态系统功能的类型来确定，通常有碳税法和造林成本法、替代费用法、机会成本法、影子工程法、费用支出法、生态价值法等［14］。

选择价值就是同人们愿意为保护某一生态系统以备未来之用的支付愿望的数值有关，包括未来的直接和间接使用价值（生物多样性、被保护的栖息地、生物基因等）。选择价值是人类为了避免将来失去某种资源而带来的风险，为其所愿意支付的保险金，是一种支付意愿［15］。

非使用价值是人类为确保生态系统服务功能继续存在的支付意愿。存在价值是指人类主观对生态环境资本的道德评价，遗传价值是指保留生态系统服务功能价值的一种表现价值，人类只是获得道德上的主干满足而没有获得间经济利益。因此，选择价值和存在价值是人们对生态系统价值的一种道德上的评估［14］。

3 生态系统服务功能价值评估方法介绍

生态经济学家根据生态系统提供的各项价值并结合环境经济学，逐步确立了一些生态系统功能价值的评估方法，并逐步运用这些评估方法对大量的实例进行生态价值的评估，取得了大量的成果。因为生态系统的复杂性和整体性，每一种评估方法都有最佳的使用环境和使用要求，为使评估结果更具真实性和科学性，就必须先了解目前评估方法的概括、步骤和使用范围和局限性。

（1）市场定价法 市场定价法是指对有市场价格的生态系统产品和功能进行估价的一种方法［16］，适用于没有费用支出但有市场价格的生态系统服务的价评估，它是最直接和应用最广的方法，操作比较简单，直观。

评价方法可以分为3个步骤：先计算某种生态系统服务的定量值（如农作物的增产量），再研究生态系统服务的价格或“影子价格”（如农作物可根据市场价格定价），最后计算其总经济价值；其价值就是当前人们普遍概念上的生物资源价值，计算公式如下［17］：

式中，V为物质产品价值；Si为第i类物质生产面积；K为第i类物质单产；Pi为第i类物质市场价格。

由于市场的存在，市场价值法明确反映了个人的消费者偏好和支付意愿，而且所需的价格、单产、面积都很容易获得，符合公众的心理判断，易于被公众接受。

市场定价法只能计算可以通过市场进行交易的产品和服务的数量，对市场本身的要求较高，如果市场制度不完善，不是完全竞争的，就会使得市场价格并不能真正反映产品和服务的真正价值。

（2）生产率法 生态环境质量的变化可以通过生产过程导致生产率和生产成本的变化，主要用来计算那些可以作为市场产品的功能价值评价。

评价方法可以分为3个基本步骤是：先估算环境变化之前的生产成本，再估算环境变化之后的生产成本，最后计算总的经济剩余。

计算公式为

式中，P为产品的价格，C为产品的成本，Q为产品的数量，E为生态环境改善带来的效益或者是生态破坏带来的损失。

生产率法依据的是真实市场资料，数据有限且较容易获得，容易被公众接收且使用的成本很低。缺点是由于生态系统服务功能存在交叉影响，难以保证能在真实市场中得到实现，高度依赖环境条件，缺乏对消费者剩余的考虑。

目前这种方法被用于人类资源利用活动产生的生态环境破坏对农业、渔业、水资源等自然系统或建筑物腐蚀等人工系统影响的评价［14］。

（3）人力资本法／工资损失法是通过市场价格和工资多少来确定个人对社会的潜在贡献，并以此来估算生态环境变化对人体健康影响的损益。生态环境恶化对人体健康造成的影响主要有以下3方面：①是污染致病、致残或早逝，从而减少本人和社会的收入；②是医疗费用的增加；③是精神或心理上的代价［18］。

评价的基本步骤是：先确定疾病发生的致病因子和疾病的发生率，再明确人口数量和由于疾病造成的收入损失和治疗费，最后估算由于疾病和死亡带来的损失。

计算公式为：

工资损失法的计算公式为：

其中Ic为疾病造成的损失，Li为疾病带来的平均工资损失，Mi为医疗费用。

人力资本损失的计算公式为：

式中，V为年龄为t的人的未来总收入的现值；Yt为预期个人在第t年内所获得的总收入或增加的价值，扣除由他拥有的任何非人力资本的收入的余额；P为个人在现在或第T年活到第t年的几率［19］。

人力资本法和工资损失法的出现对生命价值量化的探索和突破做出了很大贡献，适用于能清楚的明确环境因子和疾病存在明确的因果关系，而且损失成本可以用货币进行计量，人体健康损失的确受环境影响并得到科学证明。但本身也存在难以克服的缺陷：一是伦理道德问题；二是效益的归属问题；三是理论上的缺陷问题。因为生态破坏一般不会直接影响人群健康，所以对生态损失的价值评估一般不采用这种方法。

（4）机会成本法 机会成本法指在资源稀缺的条件下使用一种方案则意味着必须放弃其他方案，而在被弃方案中可能获得的最大利益就构成了该方案的机会成本。在资源短缺时可用机会成本替代由此而引起的经济损失，但如何选择最大经济利益作为机会成本，仍需要依靠其他方法进行估算。

式中OCi为第i中资源损失机会成本的价值，Si为第i种资源单位机会成本，Qi为第i种资源损失的数量。

该法简单易懂，是一种非常实用的技术，能为决策者提供科学的依据，更好的配置资源 .常被用于某些资源应用的社会净效益不能直接估算的场合［20］。

机会成本法无法评估非使用价值，无法评估具有外部性特征收益难以通过市场化进行衡量的公共物品。

（5）享乐定价法 是指人们赋予环境质量的价值可以通过享受优质的环境服务所支付的价格来计算，来表明个人对某种生态服务功能的支付意愿。主要用于房地产、农业用地的质量改善和环境质量的评估。

评价的基本步骤是：首先调查所在的环境质量，进行函数的建立，再收集相关证据，建立模型，进行该项生态服务功能的价值评估。

享乐定价法以市场的实际价格为基础，运行成本低，真实反映了消费者的支付意愿。但是这种方法要求人们必须事先要了解支付意愿和环境因素是紧密相关的，而且容易受到收入、年龄等因素的影响，利用享乐调查法时，如果收集资料不全面，会导致评估结果的不准确性。同时还受市场制度和文化因素的深刻影响。

（6）旅行费用法。旅行费用法常常被用来评价那些没有市场价格的自然景点或者环境资源的价值。它不是直接以游憩费用作为湿地游憩资源的价值，而是利用游憩的费用（常以交通费和门票费作为旅行费用）资料求出“游憩商品”的消费者剩余，以此来推导出湿地游憩资源的价值［21］。

旅行费用法的种类可以分为：区域旅行费用法、个人旅行费用法、随机效用法［22］。

区域旅行费用法是最简单的一种，通过不同地域到该评估点旅行的人数、不同地域人口统计信息、旅行成本等的统计，通过建立旅游率和旅行费用的关系式，建立评价地区的函数曲线。

计算公式为：

式中Qi为出发地区i的旅游率，Vi为根据抽样推算出某地区到i区域的旅游人数，Pi为某地区的总人数，CTi为从i区到评价地点的旅行费用，Xij为i区域旅游者的收入，受教育水平和其他社会经济支出［14］。这种方法使用起来比较直接明了，计算过程相对简单，成本较低。

个人旅行费用法是以个人为基准的统计资料进行计算，要求的资料更详尽，具体，算法也相对比区域旅行费用法复杂，但是结果更为准确，使用这种方法进行评估，必须要搜集每一个消费者每次旅行的费用，旅行的目的，对该区域环境质量的感觉。

先明确评估地区，搜集旅行费用、次数、所消耗的时间、个人收入或家庭收入等资料，求出旅行次数和旅行费用的函数模型，进一步计算消费者剩余。

随机效用法是建立随机效应模型，在效应最大化的基础上，处理包含不同因子的各个地点的价值评估。这种方法是计算有很多替代地点存在的最为适合的方法。消费者选择哪个地方去旅行，就已经包含了消费者的支付意愿和偏好。主要应用于休闲娱乐场所来计算人工和自然系统的娱乐价值［23］。

这三种方法都属于旅行费用法，旅行费用法在计算中应用传统经济学的方法和理论，结果容易获得公众的认可，使用的成本不高，方法是建立在市场行为之上的，可以提高评估结果的可信度。旅行费用法是一种个人偏好的评估方法，主要用于评估娱乐价值高的地区的生态系统功能价值。

在运用旅行费用法的时候，一些因素会影响结果的的准确性，比如消费者的多目的性、旅行时间成本的计算、各个地区不同的经济发展水平、函数的建立等。

（7）替代费用法 通过计算花费多少钱来建立一个工程才能替代生态系统的某一种服务功能，比如湖泊的调蓄洪水的能力可以用修建防洪设施的成本来进行估算。

在搜集替代工程投入费用和受众人群的意愿的基础上，先明确生态系统服务功能的替代物，然后计算替代物的成本，同时搜集受众人群的意愿，以便建立公众对于替代物的需求函数。

有一大部分的生态系统服务功能不具备市场性，可以通过选取准确的替代物来计算生态系统服务功能的价值，而且不需要详尽的资料，只需要工程价值，计算比较方便，容易被公众所接受。

在使用替代费用法的时候，最重要的是如何选取最准确的替代物，而且成本在通常情况下和收益是不对等的，成本的增加并不代表价值的提高，公众对生态价值的态度与支付意愿，一些设施的建设产生的效益并不是单一的，具有多重性，如果用这种方法来计算某一种生态系统功能，容易导致结果的不准确。

（8）成果参照法 就是通过一个地区的研究成果来评估其他区域的价值。成果参照法实际上是一种间接的经济评价方法，它采用一种或多种基本评价方法的研究成果来估计类似环境影响的经济价值，并经修正、调整后移植到被评价的项目［24］。

成果参照法的基本步骤是：先对以前的研究成果进行分析，找到和评估地区相近或相似的案例，再通过基本的经济评价方法所得出的研究结果——环境影响的货币价值，一般都必须作些调整，使之能够用于所分析的项目区域，计算单位时间的价值和采用正确的贴现率，最终求出总的评估结果。

成果参照法应用成本很低，而且有研究成果可以参考，找出合理性或者进行改造，方便快捷，如果能找到两个非常相似的评估对象，误差相对减少。

同时成果参照法对评估对象的相似度要求很高，很难找到两个相似的区系。即使找到比较相似的地区，计算时的贴现率难以调整，目前国内外评估的成功案例很少，缺少评估的参照系。

（9）碳税法和造林成本法。碳税法是根据光合作用方程式，以干物质生产量来换算湿地植物固定CO2和释放O2的量，再根据国际和我国对CO2排放收费标准，将生态指标换算成经济指标，得出固定CO2的经济价值。

有光合作用反应方程式得到固碳释氧及吸收CO2之间的数量关系，再将物质量置换为价值量。光合作用化学方为：

造林成本法是单位面积植物碳素的净生长量和造林成本以及湿地植物总面积3者的乘积。对生态系统单位CO2吸收功能经济价值的评估多采用碳税法和造林成本法。碳税法在计算中一般使用瑞典税率，转换成固定CO2的税率为（每吨CO2）40.94美元，在中国造林成本法一般采用杉木、马尾松、泡桐的平均造林成本，转换成固定CO2的成本［25］。由于西方国家税收水平较高，造林成本法又难以反映人们的实际支付意愿，取两种计算方法的平均值更接近其实际价值，被广泛采用［26］。

碳税法主要主要用于计算绿色植物固碳释氧的生态功能价值。但是仍有不确定性存在，如：沼泽植物单位面积地下生物量采用均值参数不够精细；玉米单位面积地下生物量均值以及植株生物量转换为碳的系数，分别使用大豆的相应值，以及固碳成本仍取1990年不变价，这些都会导致固碳量和固碳价值的估算有误差，且长期定位实验资料还比较缺乏，只有随着资料的积累和人们对湿地生态系统固碳功能的深入认识，逐步减少估算的不确定性，才能使固碳价值的估算更加精确。另外，大空间尺度的景观异质性可能改变计算结果，是否可采用尺度推绎上推至区域或国家尺度，仍需验证。

（10）条件价值法也叫问卷调查法、意愿调查评估法、投标博弈法等，属于模拟市场技术评估方法，它以支付意愿（WTP）和净支付意愿（NWTP）表达环境商品的经济价值。条件价值法是从消费者的角度出发，基于调查对象的回答，在一系列假设前提下，假设某种“公共商品”存在并有市场交换，通过调查、询问、问卷、投标等方式来获得消费者对该“公共商品”的WTP或NWTP（净支付意愿），综合所有消费者的WTP和NWTP，即可得到环境商品的经济价值［27］。

条件价值法以调查为基础，核心在于通过调查获得被调查者的支付意愿，因此，通过何种方式引导出被调查者的WTP／WTA是一个非常关键的问题。从CVM的发展历程看，主要有4种引导WTP／WTA的方法：投标博弈，开放式，支付卡，两分式选择［28－29］。

进行条件价值法进行评估的步骤是：首先要界定评估的对象，也就是确定调查对象，然后进行正式的调查，这是进行条件价值法的最核心的部分，对调查问卷的设计非常重要，能够直接关系到调查结果的准确性，最后使用合理的统计学方法对调查结果进行整理和分析。

任何不能通过直接市场技术也找不到合适的替代市场技术的公共物品尤其是自然资源与环境物品，都可以采用条件价值法进行。从这个意义上来说，条件价值法似乎是一种万能的方法。如果利用得当，条件价值法的适用范围最广，是迄今为止唯一能够获得与环境物品有关的全部使用价值的方法。条件价值法正成为一种极有用的工具，被越来越广泛地用于公共物品的评价研究，特别是对森林、河流、湖泊、湿地等自然资源的保护以及环境质量改善、受损生态系统恢复等环境政策或项目的评价［30］。目前，条件价值法主要应用于生态系统中非使用价值评估。

条件价值法是目前最符合经济学内涵—消费者偏好的评估方法，可以有效的解决目前由于科技水平不高造成的一些价值评估困难，可以进一步评估更大的范围，可以用这种方法来评估整个生态系统服务功能价值。

人们对条件价值法研究还处于初级阶段，离真正完善还有不少的距离。在问卷设计调查、数据分析和结果检验方面都存在很大的误差。同时，由于CVM是一种以调查为基础的方法，受人的心理因素影响很大，社会习俗、文化背景等都会影响到研究所得的结果，所以非常有必要从理论和实践两方面加强研究CVM的应用。CVM虽然存在不少缺陷，但作为一种重要的价值评估方法，已经得到普遍承认和应用［31］。

4 结 语

不同的生态系统服务功能价值评估案例因所选用的评估方法不同则评价结果差异较大，必须针对具体的评估案例，比较各种评估方法。从生态环境的整体性出发，多角度分析案例，选取最佳评估方法。

我国对生态系统服务价值的评估方面还是处在介绍国外相关先进理论、逐步模仿应用各种评价方法、积累各种研究案例的初始化时期，现阶段进行的各种评估中，没有考虑地域差异，多采取市场价值法的评价方法，建立在以评估人为中心，很少采用意愿调查法和考虑到受众的感觉，导致生态系统价值评估存在很大的偏差。在我国的现实条件下，迫切需要建立符合我国国情的生态环境价值评估的指标体系，纠正评估结果的偏差，使生态系统服务功能发挥更大的作用。

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