杭州西湖风景名胜区山林生态服务功能价值评估

唐宇力，任笑一，范丽琨，史 琰，杨国福，葛 滢，常 杰

（1.浙江省杭州市园林文物局钱江管理处，浙江 杭州 310008；2.浙江大学生命科学学院，浙江 杭州 310058）

虽然“生态系统服务”已被定义多次[1～3]，但不同的定义往往相互冲突，导致其一直未能形成一个标准的、有约束力和衡量价值的定义[4～5]。本研究采用当前经常使用的2005年千年生态系统服务中的定义。因此，生态系统服务在此定义为“人们从生态系统中所获得的收益”，并分为4类：供给服务、调节服务、文化服务和配套服务。

在过去的几十年，经济学家和生态学家都在试图评估森林生态服务的价值。MA工作组在2005年开展了全球尺度和 33个区域尺度的《生态系统与人类福利》研究，2005年后更多的研究则关注生态系统服务价值的空间异质性和服务价值与经济、社会等的联系，Kozak在2011年使用对数线性和指数衰减的方法研究了美国伊利诺伊州Des Plaines和Cache河的生态系统服务价值，指出地理空间单元对生态服务价值的重要性[6]。20世纪80年代随着中国国家森林资源进行核算，中国逐渐开始对生态系统服务展开研究，并在Daily和Costanza等人所发表的关于全球生态系统研究工作后有所发展。国内欧阳志云、赵同谦、谢高地、陈仲新等已在国家尺度上对我国陆地、草地、森林生态系统进行了评估[7～8]，但由于数据来源、评估方法和生态系统服务功能的构成上存在差异所致，评价结论相差较大。我国于2008年颁布了《森林生态系统服务功能评估规范》，规范了森林生态系统服务价值评估的指标和方法，但其他生态系统服务功能及价值评估尚无标准可依[9]。已有研究运用生态经济学的方法对西湖风景区绿地的生态服务功能价值进行了估算，但未见对西湖景区全面的考虑以及对人文旅游价值的估算[10]。

图1 森林生态服务系统经济价值Figure1 Economic value of ecosystem service

西湖风景名胜区于2011年被列入世界文化遗产，代表着其存在的文化和自然价值超越了国家界限，对全人类的现在和未来均具有普遍的重要意义。无论是联合国教科文组织对世界遗产地价值的评价还是我国对各级风景名胜区价值的评价，大多是定性的描述性的评价，缺乏定量的评价。本研究以西湖风景名胜区山林为例采用与陈波等不同的评估方法（图1）评估其生态服务系统的总经济价值，并突出探讨其旅游资源的经济价值，试图通过对西湖风景名胜区经济价值的定量分析评价，比较西湖风景名胜区作为世界遗产地的实际价值与其现实直接或间接收益之间的关系，以期为西湖景区今后的保护与管理提供科学合理的信息以及建议。

1 研究区既况

西湖风景名胜区位于杭州市西部，30° 15′ N，120° 10′ E，属亚热带海洋性季风气候，四季分明，光照充足，降水充沛。年平均气温16.2℃，7月平均气温28.6℃，年平均降水量1 399 mm，年均相对湿度80%左右，无霜期246 d，生长期长达311 d。西湖风景区森林主要以水平地带型植被，次生林植被及人工植被为主，按照《中国植被》的分类原则及方法，该区植被主要可分为常绿阔叶林，常绿、落叶阔叶混交林，落叶阔叶林，针阔叶混交林，竹林，灌丛6个植被型，是我国亚热带常绿阔叶林东部亚区域中、北部的典型植被片之一[11]。

2 研究方法

文章中生态系统服务的估值方法包括以下两个方面：①分析森林生态系统的功能，并根据森林类型确定其服务能力；②评估来自相应功能的生态服务。

西湖风景名胜区山林根据分布及特征主要分为6类：常绿阔叶林、落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、针阔叶混交林、竹阔叶混交林、竹林。为简要说明问题，下文中提到的数据源自2008年森林生态系统服务功能评估规范中的数据，价格为2011年的市场平均价格或理论价格。

2.1 人文旅游的估价模型

该研究中使用旅游成本法（TCM）来估计西湖风景名胜区森林生态旅游和休闲的经济价值。旅游成本法基于一个公园每年的游客数量以及譬如消费者收入、支出，以及各种社会经济特征决定对休闲场所的需求[12]。TCM主要适用于户外休闲旅游以及某些生态系统服务的估值[13]。其中游客消费支出主要是一些明显的开销元素的总和：门票价格、旅途费用、餐饮费、购物花费以及为旅行放弃的时间价值。时间价值的估算采用机会成本法，时间价值等于花费时间与单位时间机会成本之积。即：

VT为旅游时间价值，T为西湖旅游时间（h），A为计时工资（元）。

消费者的剩余与需求曲线暂且考虑为可以为一个休闲场所的价值估计因素。因此，来自森林生态旅游和休闲的经济价值Ve可以由下列公式估计：

其中Cs为游客总的消费者剩余（元）；Tc为游客消费支出总和（元）。

2.2 气体调节的估价模型

文章从固碳和释氧二个方面着手研究西湖风景名胜区山林对气体调节产生的经济价值。有3种方法评估一个陆地生态系统固碳释氧的能力：①光合作用及呼吸作用的公式；②测试与调查；③数学模型。本研究采用第一种方法。

用光合作用公式，基于年生物量净增量（统计年鉴），每产生1 t干物质就能吸收1.63 t碳和释放1.19 t的氧气。这样可以通过碳税估算固碳的经济价值，通过其理论价格估算释氧的经济价值。固碳释氧的经济价值可由下列公式估计：

式中，Vgc表示每年固定CO2的总经济价值；Aci表示第i个森林类型的年固碳量；Ct表示碳税；Vgx表示每年释放O2的总经济价值；Axi表示第i个类型森林的年释氧量，Pgx表示供氧的理论价格。

2.3 水源涵养的估价模型

在这项研究中节约用水主要是指水流量调节（如水电站的水供应）和水流的固滞存储（如小流域的水源供应）。森林节约用水的经济价值以这两方面为基础。估值模型如下：

式中，Vwr、Vws、Vwc分别指节约用水、水流量调节和水流固滞存储的年经济价值，Si表示第i个森林类型的面积，Pwr、Pws分别为水流量调节和水流固滞存储的理论价值，n表示森林类型的数量，WRi表示第i个森林类型的地表径流量，WSi表示第i个森林类型的水资源供给量。

通常有6种方法来获得水的理论价值：水库储水的成本、供水价格、电力生产成本、马克思主义经济学的微分租金、区域水资源运输成本、海水淡化的成本。在该项研究中，2011年杭州市蓄水水库（2.23元/m3，根据1993－1999年《中国水利年鉴》平均水库库容造价为2.17元/t，2011年价格指数为1.028 4，即得到单位库容造价为2.23元/t）和原水供应的成本价格（2.30元/m3）被作为水流量调节和水流固滞存储的理论价格。

2.4 固土保肥的估价模型

该项研究中的固土保肥包括水土保持和土壤改良。森林一旦被破坏，其固土的功能将削弱或完全消失，一系列严重的后果将随之而来，如水土流失、土壤养分流失、生活率下降、泥沙淤积、侵蚀土壤沉积、灌溉时效短、增加荒漠化[14～15]。利用市场价格和理论价格，森林土壤涵养的价值主要包括土壤固定和保肥两个方面[16]。

可以采用以下3种方法计算森林生态系统固土保肥的价格：林地与非林地水土流失的差异；土壤侵蚀量；潜在的土壤流失与真实的土壤流失之间的差异。根据实际试验数据采用第一种方法。

式中，di表示每年1 hm2的公益林减少的土壤侵蚀量，Wn及Wf表示林地与非林地水土流失的模量，Vse表示每年降低土壤侵蚀的经济价值，Si表示第i个森林类型的面积，Pse表示挖掘土壤和淤泥的成本，Gse表示进入水库、河流、湖泊的侵蚀土壤的百分比（该研究中大致是85%）。

水土流失导致大量的营养损失，特别是氮、磷、钾，因此不同的土壤类型差异很大，这项研究采取了各种土壤类型氮、磷、钾的平均值。森林不仅能够防止土壤侵蚀和养分流失，并能通过土壤中的人为垃圾、动物和微生物的养分循环过程提高土壤质量。森林生态系统保护土壤肥力，改善土壤质量的估价模型如下：

Vsf（元/a）表示每年土壤保肥的经济价值；Q1ij（j= 1, 2, 3）分别表示第i个森林类型的枯枝落叶或土壤中的氮、磷、钾的平均百分比；Q2ij（j= 1, 2, 3）表示第i个森林类型从纯的土壤中的氮、磷、钾转化为磷酸二胺、氯化钾的转换因子；Q3ij（j= 1, 2, 3）表示2011年区域市场磷酸二胺、氯化钾的价格；Vsp表示每年土壤改良的经济价值；Li表示第i个森林类型凋落物的年平均金额。

2.5 废弃物生产生物能源潜力的估值模型

景区管理单位由于美观和安全（防止枯枝砸伤游客，冬季森林防火）等因素，对景区内特别是游览区域植物进行修剪管理以及枯枝落叶清理，因此产生大量的园林废弃物。资源化利用园林有机废弃物既能回收潜在的能源又可避免产生温室气体，对节能减排具有重要贡献。园林废弃物生产生物能源估值模型如下：

式中，kE为能源转化率，1PJ能源可产生电力2.78 kW·h；HLHV为园林废弃物热值，本文按照植物平均热值18.5 MJ/kg计算[17]；B为园林废弃物生物量（dry weight），P为电力价格。西湖风景名胜区近年来每年平均可产生3 402 t·a-1干重的生物质（本研究组未发表数据）。电价按照景区现行电价0.91元/（kW·h）计算。

3 结果与讨论

3.1 西湖景区山林生态服务的经济价值

根据上述估值模型，计算了2011年西湖景区山林生态服务系统的各项经济价值（见表1）。在常见的生态服务类型中，固碳、释氧、蓄水保水、水源涵养、固土、保土、提高土壤肥力的经济价值分别为0.425亿、0.277亿、0.184亿、0.455亿、0.091亿、0.004亿、0.101亿元。生态旅游和休闲的经济价值0.119亿元，这是唯一一个从文化服务角度评估的服务价值。废弃物转换成能源的经济价值为0.034亿元。因此2011年西湖景区山林生态服务总经济价值主要为1.64亿元。

表1 西湖景区森林生态服务系统的经济价值Table1 Economic value of ecosystem service forest(ESF) in the West Lake Scenic Area

在所有类别中，水源涵养的经济价值最高（0.455亿元），占总体经济价值的27.7%，固碳服务其次（0.425亿元），占总体经济价值的 25.9%。在一般服务类型中，气体调节表现出最高的贡献，2011年经济价值 0.702亿元，占总调节服务价值的 42.8%。根据研究结果，从生态经济的角度出发，保护西湖山林是十分必要的，因为调节服务的经济价值（1.537亿元）占总体经济价值的93.7%，供应性服务价值（0.34亿元）占总体经济价值的0.53%（表1）。

3.2 结果分析

在该项研究中，2011年西湖景区山林的经济总价值为1.64亿元人民币，每年平均约为50 722元/hm2。这样的结果与政府将保护风景林地、退茶还林放在首位的原则是一致的，也表明人类应该将注意力集中在保护森林生态系统和获取生态收益而不是直接的经济价值上。然而，由于缺乏充足的数据和有效的方法，并不是森林生态服务系统的每一项的经济价值都能进行评估，如遗传资源，调节小气候，疾病控制，授粉，文化多样性，审美的价值等。

3.3 存在的问题与建议

西湖森林的公共利益特点已得到共识。按照市场需求规律，有必要向受益者征收费用并向那些从事公共生态服务的工作人员提供适当的补偿，让这些服务以货币价值的形式出现，以保证在可持续发展的市场经济下的人类需求[18]。必须承认的是，因为公众近期内并不需要支付大多数的公共生态服务，因此，他们也没有给予足够的重视，故总体上讲公共生态服务的价值是被低估的。因此，像景区森林此类能提供公共生态服务的生态系统迫切需要政府主导的补偿政策。

下列措施有助于西湖风景名胜区形成一个长期有效的补偿机制：①加强通过不同的行政级别分开制定林业管理的决策和财政政策；②增加补偿并转移当地人民田地税收的标准或者指导他们去寻找替代毁林种茶的其他增收途径；③征收生态税或环境税，并继续确定不同利益相关者的角色（施予者和受益者），同时加强各利益相关者之间的相互作用[19]；④推进环境评估技术，完善反馈机制，加强监督权力的透明度；⑤加强市民的环保意识和对自然资源的知识普及教育；⑥加强生态学、社会经济学、行政学以及心理学等角度的综合研究。

4 结论

该案例研究清楚表明西湖风景名胜区山林对建设城市绿肺是很有益的，能够持续造福人类，2011年其生态系统服务的总经济价值为1.64亿元，平均约50 722元/（hm2·a）。

我们建议今后的研究重点应集中于以下4个方面：①重视西湖风景名胜区森林生态系统的服务功能，建立有效的标准化生态系统服务单位并完善现有的估值方法以获得更准确科学的数据；②通过确定城市居民福利与西湖风景名胜区的联系在不同时间和空间尺度特征上来整合空间因素；③继续填补对西湖风景名胜区生态服务评估的差距，如灾害、疾病控制、气候调节、宗教信仰价值的估值等；④建立一个适合于西湖山林生态系统服务的长期有效的补偿机制；虽然中国近期的森林补偿政策会在短期内促进森林资源的保护，但根据中国经济、社会和科学的发展要想取得长期的效益，可能需要更加适宜的政策。并且如何更好地促进生态学家、林业工作者、社会学家、经济学家和决策者之间的沟通和互动显得尤为重要。

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