上海城市森林与水田的生态服务合理性探讨

嵇 欣 刘平养

(复旦大学环境科学与工程系，上海200433)

自20世纪60年代以来，城市森林在世界范围内得到了快速发展。这是因为城市化的迅速推进导致了社会经济活动的高度集中，对城市生态环境形成了巨大的压力，大气污染、水质恶化、城市热岛效应、噪音污染、景观破坏等问题日益严峻。为了解决这一问题，国外一些林学家主张在市区和郊区营造城市森林，因为森林是自然生态服务最主要的来源之一，具有多种生态服务功能，诸如净化空气和水体、涵养水源、固碳放氧、美化景观等［1］。这一做法在美国和欧洲的许多城市取得了显著的效果，城市森林建设确实改善了一些城市的生态环境，甚至成为城市居民不可或缺的休闲、娱乐场所，成为他们的精神家园［2－3］。

但需要注意的是，城市森林并不是城市生态服务的供给的唯一路径。研究证明，包括水田、河网在内的湿地生态系统，同样能够提供城市所必须的各类生态服务;城市绿地也是重要的生态服务来源之一。因此，城市生态服务的供给方式选择必须因地制宜;除了考虑生态效益之外，还必须分析其成本有效性(包括经济成本和社会成本)。

基于以上观点，本文以上海市城市森林建设为案例，通过成本有效性分析来评估其合理性。本文结构如下:第一部分简要介绍上海城市生态公益林的建设过程，以及本文数据的主要来源;接下来分析上海城市森林的经济成本和社会成本;第三部分评价上海城市森林的生态服务功能，并对被忽视的水田与森林的生态服务功能进行了比较;第四部分是结论。

1 案例情况和数据来源

上海历史上就是少林区，直到1999年森林总面积不到30万亩，森林覆盖率仅为3．17%。除佘山国有林场外，大部分林地规模很小，散布在路边、河畔以及农村居民点附近。2002年，为了改善城市整体环境质量，上海市政府决定大力发展城市森林，并出台了《关于促进本市林业建设的若干意见》，允许造林主体“以林养林，以房养林，以项目促林”，允许“大型片林总用地的30%”面积“进行低密度生态住宅开发，或体育、休闲等项目建设”。在政府多元化造林政策的激励下，2002－2007年，上海郊区新造林近100万亩，林地面积达到140万亩，森林覆盖率跃升至11．63% 。

另一方面，上海地区历史上是著名的江南水乡，河湖众多、水网绵密、农田密布。境内水域面积697 km2，相当于全市总面积的11%;主要河道有流经市区、全长113 km的黄浦江及其支流苏州河、川扬河、淀浦河等。解放初，上海市耕地总面积达到3 750 km2，约占行政面积的59%。从土地利用构成上看，直到1981年，上海耕地面积仍达到3 875 km2，占土地总面积的61%;其中水田面积3 348 km2，占86．4%。但近年来，随着城市化进程的加快，上海耕地面积迅速减少。到2008年仅2 050 km2，其中水田1 751 km2，比1981年分别减少了47%和48%。

城市森林的快速发展在改善上海市生态环境、确保上海的生态安全以及满足大都市人群对生态服务的需求等方面发挥了很大的作用。但是，与我国其他城市(如北京)或国外大都市城市不同的是，一方面上海城市森林主要是通过农业内部结构调整、流转农民土地经营权的基础上建成的，始终面临着较高的经济成本和社会成本的挑战。另一方面，历史上上海地区一直承载着大量的人口和经济活动，其纵横交错的农田水系河网同样提供了充足、稳定的生态服务。因此，以森林替代农田水系的思路是否合理，仍然值得商榷。

本文数据主要来自实地调研。2008年4－6月，课题组相继走访了上海市参与城市森林建设的全部10个区县(嘉定区、宝山区、浦东新区、金山区、闵行区、南汇区、青浦区、松江区、奉贤区和崇明县)，与参与市场化造林的企业、农民以及相关政府部门进行了深入的访谈。此外，课题组还从上海市绿化和市容管理局和上海市林业总站获得了部分资料。

2 上海城市森林的综合成本分析

我国其他城市(如北京)或国外大都市城市森林建设大都是在自身较好的林业资源、环境基础上发展起来的，相对而言综合成本比较低。而上海市缺乏林业发展基础，主要是通过农业内部的结构凋整、市场化机制推动的，很容易受到国家宏观调控的影响，因此综合成本始终是巨大的挑战。整体而言，上海市城市森林建设的综合成本可以分为两部分，一部分是直接的经济损失(经济成本)，另一部分是间接成本，包括管护成本和社会成本。

从经济角度看，土地利用方式的降级(从有直接经济产出的农田变成几乎没有经济产出的城市森林)会导致经济上的损失。上海江南水乡历来是我国农田产出率最高的地区之一。即便以种水稻计，2008年农民之间流转的土地租金标准在400－500元/(年·亩)左右;若以种蔬菜计，年均毛收益在3 000－5 000元/亩左右;如果考虑塑料大棚种植，那么每亩年均损失将超过1万元。实地调研发现，上海郊区农民大多采取混种方式，即1/3田种水稻，2/3田种蔬菜。按此计算，上海70万亩城市森林的经济损失至少在10．4亿元/年。

目前，上海城市森林建设导致的经济损失主要表现在三个方面。首先是农民的土地流转费。表1反映了当前上海市10个郊区县的土地流转费水平。需要注意的是，大部分土地流转合同是在2002年签订的，当时由于农业收益较低，土地流转费标准普遍在200－400元/(年·亩)左右。而随着2004年以后中央和上海市都大幅度增加了农业方面的投入，包括取消农业税、加大种子肥料补贴等，农业收益上升;加上近年来物价上涨幅度较快，大部分郊区的农民都要求进一步提高土地流转费。可以预见，随着社会经济的进一步发展，未来土地流转费的标准还会进一步上升。

表1 上海郊区/县的土地流转费标准Tab．1 Land rents of Shanghai suburbs

其次是部分郊区采取向农民提供“镇保”的方式以替代长期性的土地流转费，这也是当前失地农民更加偏好的解决方案。即政府为农民一次性或者分期支付参加“小城镇保险”的费用，则农民在男性年满60岁、女性年满55岁之后，可以每年领取一笔养老保险金。按照上海郊区土劳比1∶1．3计算，流转的50万亩城市森林将产生38．5万失地农民;2008年上海市镇保缴费水平为8．6万/人，则总投入需求将达到331亿元。

但是“镇保”方式由于其自身的局限性，不可能一次性解决流转造林的产权问题。“镇保”是上海市新生的特有制度，执行时间尚短，随着时间的推移，产生的问题会越来越多。因此，要从根本上解决上海城市森林的产权问题，最终需要进行征地。如果按照上海郊区当前25万元/亩的征地补偿标准，这一经济损失将达到数千亿元。

除了流转造林的经济损失之外，上海城市森林还面临着非常高的管护成本。主要的原因是城市森林自身存在严重的质量问题。目前上海城市森林中绝大部分是幼林，树种单一、群落结构简单;并且由于“以房养林”的影响，普遍存在“景观树种多、外来树种多”现象，适应性、防虫害能力等有限，客观上要求较多的人工投入和物料投入。人工投入方面，当前一名养护人员只能养护13－20亩林地，按照上海200册8年的最低工资水平计算，人工投入约为900元/(亩·年)①最低工资加上“三金”约为1 500元/(月·人)。;物料投入方面，根据上海10个郊区林业站的大致估计，至少需要300元/(亩·年)的基本农药、化肥等投入。也就是说，70万亩城市森林每年的养护成本将达到8．4亿元。

以上海郊区的某生态园为例。②实际调研数据，按要求隐去了对方的详细信息。该区域面积11 780亩，其中建成林地面积近8 000亩，农民住房动迁安置基地约780亩，水面面积约2 000亩，基础设施用地(包括养护用房、接待房、餐厅、道路等)500亩，宅基地800亩。目前由区政府负责经营管理，意图通过开发休闲旅游项目来支付城市森林的维护成本。2007年收入约为400万元。它的日常运行成本主要包括三部分(见表2)③即每年维护这片生态公益林的花费，不包括前期的一次性投入(如苗木费、土地平整、动迁费等)。:

一是镇保。涉及2 500多户约6 000多人，共3亿元左右。镇保是分期支付的，约12年付清，目前已支付4 000多万;现在每年要支付2 000－3 000万元，按2 500万元计。

二是土地流转费。8 000亩林地中，耕地面积约6 000多亩，其余为集体机动地、道路、河塘等，支付800元/(亩·年)的流转费。2008年流转费涨到1 200元/(亩·年)，每年支出720多万。

三是日常管理费用，包括养护费(物耗、养护人员工资)、工资和银行贷款利息。养护费可以分为两部分:一是养护物耗支出，包括农药、肥料、树木更新、设施设备、电力等的投入，平均1 273元/亩/年;二是养护人员工资，包括公司内部60名员工(负责养护3 000亩林地，人均工资2万元/年)和社会化养护人员的工资(养护5 000亩，折合为450元/(亩·年))。除此之外，该生态园还有各类管理人员140多人，平均工资水平为2万元/年。并且，由于当初造林主要依靠银行贷款投入，而迄今为止生态园的产出有限，没有能力偿还贷款，目前每年需要偿还的利息高达260万元。

从表2可以看出，即使不考虑城市森林的建设成本(包括土地平整、苗木、青苗补偿等)，该生态园要维持正常运行每年需支出5 123万元，其中养护费用为1 363万元，占26．6%。养护成本偏高的原因主要是幼林比例高、景观树种比例高、群落结构稳定性较差，因此防治虫害、施肥、修剪等日常维护工作较多。

表2 上海某生态园的日常运行成本Tab．2 Operation cost of eco-park in Shanghai suburbs

综上所述，上海城市森林建设和管护的经济成本是非常高昂的。除此之外，由此导致的社会成本也不能忽视。大规模流转造林涉及到我国当前错综复杂的三农问题。上海郊区大量失地农民的出现，如果没有很好的分流、安置措施，可能会影响上海经济的健康发展。松江、金山、闵行等区已经出现了由于土地流转费或镇保争议而引发农民上访的现象。

由此产生的问题是，既然上海营造城市森林面临如此高的经济成本和社会成本，是不是只能利用森林生态系统来提高城市必须的生态服务，还是存在其他的选择?江南水乡在极少森林的情况下，历经千年而不衰，这本身意味着之前上海的生态服务供给是强大而且稳定的。其中起主要作用的就是以水田和水系为主体的生态服务系统。

3 上海城市森林与水田的生态服务价值比较分析

3．1 上海城市森林的生态服务能力评价

国内外许多学者都对森林的生态服务价值进行评估，但是结果差异很大。著名环境经济学家David Pearce回顾了之前的研究成果，讨论了不同森林类型的经济价值［4］。他将价值分为直接利用价值、间接利用价值、选择价值和存在价值，并指出人工林的生态服务价值非常低(表3)。上海城市森林与Pearce所指的人工林存在一定的差异，例如它在休闲/旅游、研究/教育以及防风减灾、碳储存、促进生物多样性和提高当地怡值水平等方面都有积极的作用。但这些生态服务功能运转的前提是有效的森林营造和管理。如果缺乏合适的管理、养护机制，反而会对环境会产生负面影响，如消耗水资源、增加土壤酸性、较低的野生动物多样性等［5］。

表3 人工林和天然林的生态服务功能Tab．3 Ecological services of planted forests and natural forests

一般认为，具有强大的生态服务功能的森林必须是成熟林或者近熟林，树种搭配较为合理、群落结构趋于稳定，极少需要人工或物料投入。例如日本一个护林员可以管护数平方公里的森林;即使我国山区，一个护林员也足以管护数千亩的森林。而上海城市森林目前基本的管护投入需求高达1 200元/(亩·a)，由此不难推测其提供生态服务的能力相当有限。

首先，上海城市森林中90%以上为中幼林，而中幼林的生态服务供给是非常有限的。例如美国Modesto市城市森林组成中，树龄小于20年的树种占总量的40%，但是产生的效益仅为总效益的23%;树龄在20－40年之间的成熟树木占总量的40%，产生的效益为46%;树龄大于40年的老树占总量的20%，产生的效益则为总效益的32%［6］。

其次，树种的选择对生态服务功能的强弱也起到重要的作用。一般而言，森林必须以本地树种为主，同时根据不同的生态服务需求选择相应功能的树种。例如，水源涵养林应选择树形高大、深根系、根域广、耐湿性强、生长迅速等特征的树种;防污染隔离林应当根据主要污染物选择具有较强的吸附能力的树种。而上海城市森林树种单一，多以香樟、杜英、玉兰、水杉为主①上海市绿化市容局:上海市森林经营工作情况报告。;在“以房养林”的导向下，热带景观树种被大量引种，这很大程度上都对其生态服务功能产生了较大的负面影响。

第三，上海的城市森林建设过程中，并未考虑如何促进一个稳定的自然群落的生成。在市场化造林机制的影响下，普遍存在过度密植以获取苗木收入的现象。一方面加剧了管护的难度，另一方面对自然群落的发展也非常不利。如果群落自身尚不稳定，其提供生态服务的能力也将被大幅减弱。

3．2 上海水田的生态服务功能

从以上分析中可以不难看出，上海郊区大规模营造城市森林不但代价高昂，而且其产生的生态效益可能需要较长的一段时间才能充分实现。这种生态服务的供给方式是否合理值得我们反思。上海地区与世界上其他大都市存在显著的区别。它濒临太平洋，季风盛行，农田水网广布。长期以来，这片极少森林的土地承载了越来越多的人口和日益集聚的社会经济活动，孕育了灿烂的水乡文明。因此，我们不能机械照搬发达国家营造城市森林的做法，而应当充分认识上海农田水网的生态服务功能，因地制宜，强化上海的生态服务供给能力。

对农业的生态服务功能的认识最先源于1992年联合国“环境与发展”大会关于农业多功能性的争论。在Maier＆Shobayashi负责的OECD报告中，国际社会关于这一问题初步达成了共识，即农业活动具有多功能性，除粮食供应之外，还提供了大量的生态服务功能，具体包括:防洪、水源涵养、防止土壤冲蚀、减少地层下陷、水质净化、土壤净化、大气调节、空气净化、生物多样性保育、地貌景观保育、保健与休闲游憩、文化传统与宗教的学习与教育等［7］。对农业的生态服务功能最为关注的是亚洲以水田耕作为主体的日本(代表为MRI，三菱研究所)、韩国(代表为NACF，国家农业合作联盟)以及我国台湾地区(AERC，农业工程研究中心)。尽管这些国家或地区存在地理环境、耕作条件等特性的差异，但是研究结果一致认为水稻田具有六项主要生态服务功能，即防洪、水资源涵养、防止土壤冲蚀、大气调节、空气净化、保健及休闲游憩［8－11］。

上海与日、韩以及台湾地区同属于亚洲地区、且具有季风盛行、水网绵密等共性，可以认为其水稻田具有近似的生态服务能力。如果以台湾地区水稻田平均23．15万台币/hm2的生态服务价值计算［12］，2000年上海 25．74万hm2水田的生态服务价值为595．88亿台币，折合人民币149．97亿元。李菲云和吴方卫对沪郊农田生态服务价值的一项初步评估也指出，2004年上海市郊区农田生态系统的净化大气、涵养水源、保持土壤、维持营养物质循环等间接价值达到了80．88亿元，约总服务价值的50%［13］。

3．3 水田和森林生态服务价值比较

森林生态系统和水田生态系统在提供生态服务方面具有不同的优劣势。日本高度重视森林生态服务，也是世界上较早对森林生态价值进行评估的国家，曾经在1972年、1991年和2000年3次由林野厅进行日本全国森林生态服务价值的核算结果。另一方面，日本对水田的生态服务功能同样重视，相关研究在20世纪80年代初就已经开始，迄今已经有近30年的历史［14］。表4反映了著名的三菱研究所(MRI)分别对森林和水田的生态服务价值的评估结果。

表4 日本水田与森林多功能评价的比较［15］Tab．4 Multifunction evaluation comparison between paddy fields and forests in Japan

从表4中可以看出，尽管日本非常重视森林的生态服务，但是他们依然认为单位面积的水田提供的生态服务高于单位面积的森林。实际上，森林在防止土壤冲蚀、防止表层坍塌、减弱噪音、防风减灾、净化水质以及某些特种森林在吸附相应的污染物的功能要强于水田，但是水田在防洪、涵养水源等方面的功能要强于森林。对于发达都市区周边的水田和森林来说，它们都具有很高的保健、休闲、游憩、教育、体验等功能，在相应的价值评估上差异不大。

由此可以看出，在健康状态下，水田的生态服务功能与森林的生态服务功能各有所长。正确的做法应当是根据不同的生态服务需求，结合成本有效性，有针对性地营造生态服务系统，而不是单纯以一种取代另一种。同时，需要注意的是，以上比较的都是健康的生态系统。如果森林主要是中幼林，又存在树种单一、群落结构简单等问题，那么健康的水田生态系统的优势将更加明显。另一方面，水田生态系统是一个半自然半人工的开放性系统，它的生态服务功能受人类活动的影响较大。上海地区水田生态服务能力被忽视的一个重要原因，是粗放的水田经营管理方式导致农药和化肥的大量施用，造成水田质量退化和水体的富营养化问题。并且由于城市的膨胀导致农田和水系面积大幅度缩减，从2000年到2007年，上海农田面积从25．74万hm2减少到18．65万hm2;在小农经济的作用下，零碎化现象越来越严重。这些都严重影响了上海农田生态服务功能的发挥。

4 结论

上海大规模流转农田建设城市森林的做法一方面存在高昂的成本问题，另一方面由于城市森林自身存在的质量和结构问题，生态服务功能的发挥非常有限。本文认为，对于长期以来依靠水田、水系提供主要的生态服务的上海地区而言，要有效构建生态服务供给体系、确保上海的生态安全，必须做到以下三个方面:

首先，上海江南水乡具有很强的特异性，目前水田、水系和森林三种生态要素构成了生态服务的整体，因此需要加强它们之间的互补和联系，优化三者的结合，以增强整体自然生态系统的复杂性和稳定性，强化整体的生态服务供给能力。在实际工作中必须破除以往认为只有森林才能提供生态服务的理念，转向林、田、水的搭配。

其次，城市森林在一些生态服务的供给上具有较大的优势，例如沿海防护林、道路两旁的护路林、工业区和垃圾处理厂等周边的防污染隔离林等。应当根据不同的生态服务功能，优化这部分城市森林的结构，尽快促使森林生态系统趋于稳定。

第三，无论森林还是水田生态效益的充分发挥，都离不开精心的设计、深入的研究和有效的管理。要加大对水田、水系的保护和治理力度，引导农民改变粗放的生产经营方式，治理面源污染推动水田生态系统的康复。同时，现有城市森林本身要优化，提高多样性和郁闭度，降低管护成本。

(编辑:王爱萍)

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