太行山山地丘陵区森林综合效益评估——以山西省右玉县为例

郝婷婷， 曹梅英， 王成

(1.北京林业大学林学院，100083，北京；2.太原市水工程移民工作办公室，030002，太原；

3.中国林业科学院林业研究所 国家林业局森林培育重点实验室，国家林业局城市林业研究中心，100091，北京)



太行山山地丘陵区森林综合效益评估
——以山西省右玉县为例

郝婷婷1， 曹梅英2， 王成3†

(1.北京林业大学林学院，100083，北京；2.太原市水工程移民工作办公室，030002，太原；

3.中国林业科学院林业研究所 国家林业局森林培育重点实验室，国家林业局城市林业研究中心，100091，北京)

摘要：为评估太行山山地丘陵区森林综合效益价值，以山西省右玉县为例，应用林业生态学和环境经济学原理与方法，基于实地考察、调研和咨询，建立右玉县森林资源综合效益价值评估指标体系，通过建立效益分析计算模型，全面地评估右玉县森林资源的综合效益。结果表明：右玉县森林林木价值和森林实物产出价值分别为6.83亿和1.91亿元/a。森林生态效益价值为34.5亿元/a，森林社会效益总价值为3.90亿元/a；森林资源每年产生的经济效益、生态效益和社会效益的价值比例为1.00∶18.03∶2.04。

关键词：森林；综合效益；价值评估；右玉县； 太行山

森林资源具有木材等林产品生产的经济效益，涵养水源、保育土壤、固碳制氧、净化大气环境、生物多样性保育等生态效益和森林游憩及生态文化等社会效益[1-3]。森林综合效益的评价始于20世纪40年代，最先评价的是森林的水利和水文效益，随后逐步扩大到农田防护效益、卫生保健效益和环境保护效益。20世纪60年代初，对森林社会效益分类和综合评价进行了初步尝试，到了70年代，森林综合效益测定技术和方法有了突破，使这项研究在世界范围内取得了较快的进展[4]。80年代初，李周等[5]对森林综合效益的理论基础、计量方法，特别是货币计量等做了初步探索。

20世纪80年代末以来，国内外十分关注森林生态效益，对森林生态服务功能开展了较广泛研究。1997年，R.Costanza等[6]在全球生态系统服务功能价值评价中将森林生态系统划分为热带森林和温带北方森林2类，并分别进行了价值估算。我国自80年代开始森林生态系统服务功能评价工作，主要是借鉴国外的一些方法，即采用市场价值法、影子工程法、机会成本法、费用分析法等[7]。到目前为止，已有的大量案例研究[8-10]为系统化计量森林生态效益提供了方法和模型。关于森林社会效益评估，则主要集中在提供就业、森林游憩、防灾减灾等方面。应该指出的是，已有涉及森林综合效益评价的研究存在的共同问题是效益计量单位不统一，难以对总体效益进行汇总和量化分析。笔者应用林业生态学和环境经济学原理与方法，基于右玉县林业统计数据和社会经济调查资料，借鉴较成熟的计量方法，通过建立右玉县森林经济、生态和社会效益价值计算模型，评估森林资源综合效益。研究结果有助于建立合理的森林生态补偿机制，可为太行山西北部山地丘陵区森林生态功能区划和生态建设规划奠定基础。

1研究区概况

右玉县属于太行山西北部山地丘陵区，位于山西省北部边陲毛乌素沙漠边缘，E112°23′33″～112°38′35″，N39°41′18″～40°17′54″[11]。全县辖4镇6乡1个旅游区，总面积1 965 km2。海拔1 250～1 882 m。大部分地区为黄土及风沙土覆盖，地形东西高、中间低，沿河道两岸阶地明显。年平均降水量450 mm，其中7—9月降雨量319 mm，占全年降水量的77%，且多以暴雨形式出现。年平均蒸发量1 743.5 mm。境内有苍头河、李红河、欧村河、元子河、杨千河5大流域，主河苍头河属黄河水系，年径流量1亿 820万m3。主要自然灾害气候有干旱、霜冻、冰雹，尤以春旱、伏旱、秋早霜多见。

野生灌木主要有乌柳(Salixcheilophila)、沙棘(HippophaerhamnoidesLinn.)、胡枝子(LespedezabicolorTurcz.)；丘陵中部有大片人工栽植的小叶杨(PopulussimoniiCarr.)和少部分针叶树种，呈零星分布；丘陵顶部分布有天然草地。

新中国成立初，全县仅有残次林约5.3 km2，森林覆盖率不足0.3%，土地沙化面积占到76%。60多年来，右玉县坚持植树造林，逐步构筑起了以“绿化带、生态园、风景线、示范片、种苗圃”相结合的绿色生态网络，全县森林覆盖率提高到53%，90%以上的沙化土地得到治理。全县基本形成了一个网、带、片、乔、灌、草相结合的防护林体系，为周边特别是京津地区生态环境的改善起到了积极作用。

2研究方法

研究过程分为实地考察调研和数据调研分析，包括基础资料收集、效益价值分类、效益分析建模和价值分析。以右玉县森林调查资料为基础，根据当地自然和社会经济特点，建立效益评估体系。参考国内外森林资源效益分析和价值评估的先进方法，以市场价格法、替代工程法、替代价格法、补偿费用法、费用支出法等方法，对右玉县森林资源综合效益及其价值进行全面评估。

2.1基础资料收集

数据主要来源于右玉县2010年森林资源清查数据、2013年社会经济统计数据以及相关的正式出版物。

2.2森林资源综合效益评估指标体系

以科学性、代表性、简明性和可操作性为原则，根据右玉县森林资源特点、社会经济条件及存在的问题，提出和建立森林资源综合效益评估的指标体系，包括经济效益、生态效益和社会效益3大类，共24个指标(表1)。

3森林资源综合效益及其价值评估

3.1经济效益价值

3.1.1林木价值包括林分活立木价值、灌木林价值和未成林造林地林木价值。

1)林分活立木价值。2010年右玉县纯林、混交林和疏林的蓄积量分别是136.30万、0.20万和2.13万m3,合计为138.63万m3。立木价格以380.00元/m3计，右玉县活立木价值为5亿2 680万元。

2)灌木林价值。结合退耕还林工程及其他林业工程的实际投入，确定灌木林平均投入为4 500.00元/hm2，灌木林面积为1万854.6 hm2，灌木林价值为4 885万元。

3)未成林造林地林木价值。右玉县未成林造林地面积为2万5 156.6 hm2，未成林平均投入4 259.98元/hm2，计算得未成林造林地价值为1亿717万元。

表1　右玉县森林资源综合效益评估指标体系

3.1.2实物产出价值包括灌木林产出价值和薪材产出价值。

1)灌木林产出价值。右玉县灌木林年采伐面积是2万3 203 hm2,灌木林年产量为1 350 kg/hm2。灌木市场综合价格为1元/kg，灌木林年产出价值是3 132万元。

2)薪材产出价值。据典型调查，全县烧柴15%来自于枝叶和树根等林木产品。薪材产量为4万t，薪材价格按4元/kg计算，右玉县薪材产出价值为1亿6 000万元。

右玉县森林经济效益主要表现为林木价值和产出价值。可以看出，现有林木的价值中，林分活立木价值最大，占总价值的77.15%。森林产出中，薪材年产出价值占总产出价值的83.63%。由于经济林不发育，林副产品产出为零。

3.2生态效益价值

3.2.1固碳价值

U1=AC1(1.63RB+F)。

式中：U1为林分年固碳价值，元/a；A为林分面积，hm2；C1为固碳价格，1 200元/t；R为CO2中碳的质量分数，为27.27%；B为林分净生产力，t/(hm2·a)；F为单位面积森林土壤年固碳量[12]，为3.437 7 t/(hm2·a)[13]。

2010年，右玉县有林地、疏林地、灌木林地、未成林造林地和苗圃地面积总计为8万8 610.3 hm2，计算得森林固碳价值为3亿7 921万元。

3.2.2释氧价值

U2=1.19C2AB。

式中：U2为林分年释氧价值，元/a；C2为氧气价格，元/t。

右玉县林分净生产力平均为2.18t/(hm2·a)[11]，森林制造氧气的价格采用氧气的商品价格，根据中华人民共和国卫生部公布的2007年春季氧气平均价格[14]，氧气的商品价格为1 000元/t，故右玉县森林供氧价值为2亿2 987万元。

3.2.3涵养水源价值主要包括森林拦蓄降水和净化水质的价值。

1)拦蓄降水价值。

U3=10C3A(P-E-W)。

式中：U3为林分年调节水量价值，元/a；C3为水库建设单位库容投资(占地拆迁补偿、工程造价、维护费用等)，元/m3；P为降水量，mm/a；E为林分蒸散量，mm/a；W为地表径流量，mm/a[15-16]。

右玉县山区森林拦蓄降水面积为886.10 km2，右玉县多年平均降水量为450 mm[11]，林区蒸散量约占年降水量的70%，计算得到山区森林拦蓄水量为2.791 2亿 m3。根据工程替代法，参考1993—1999年《中国水利年鉴》的资料，平均水库库容造价为2.17元/m3，2005年价格指数为2.816，由此得到单位库容造价为6.110 7元/t。右玉县森林年拦截降水价值为17亿562万元。

2)净化水质价值。

U4=10C4A(P-E-W)。

式中：U4为林分年净化水质价值，元/a；C4为水的净化费用，元/t[15-16]。

在水源涵养林保护下的水质，据测定完全可以达到生活饮用水的标准，如果单位体积水的净化费用取0.988 5元/m3，则右玉县森林年净化水质的价值为2亿7 591万元。

3.2.4保护土壤价值包括森林减少土地损失、减少土壤肥力损失和减少泥沙淤积的价值。

1)减少土地损失价值。

U5=A1C5。

式中：U5为森林减少土地损失的价值，元/a；A1为森林减少的土地废弃面积，hm2；A1=q/tr，其中q为减少的土壤流失量，t；t为土层厚度，cm；r为土壤密度，t/m3[17]；C5为林业生产的平均效益，元/(hm2·a)。

我国林业生产的平均效益为282.17元/(hm2·a)。当地土壤耕作层平均厚度30cm，土壤密度1.33t/m3，森林使水蚀模数减少了2 932t/(km2·a)，风蚀模数减少了1万1 770t/(km2·a)。右玉县森林减少土地损失的价值9.21万元。

2)减少土壤肥力损失价值。

U6=A(X2-X1)(NC61/W1+PC61/W2+

KC62/W3+R2C63)。

式中：U6为林分年保肥价值，元/a；X2为无林地土壤侵蚀模数，t/(hm2·a)；X1为林地土壤侵蚀模数，t/(hm2·a)；N为林分土壤平均含氮量，%；C61为磷酸二铵化肥价格，元/t；W1为磷酸二铵化肥含氮量，%；P为林分土壤平均含磷量，%；W2为磷酸二铵化肥含磷量，%；K为林分土壤含钾量，%；C62为氯化钾化肥价格，元/t；W3为氯化钾化肥含钾量，%；R2为林分土壤有机质质量分数，%；C63为有机质价格，元/t[16]。

右玉县林分面积为284万5 360 hm2，林地减少土壤侵蚀模数1万4 770t/(km2·a)，林地土壤N、P、K质量分数分别为0.15%、0.00058%、0.016%，有机质质量分数为2.87%；磷酸二铵、氯化钾化肥、有机质的价格分别为2 400、2 200和320元/t；磷酸二铵的N、P质量分数分别为14%、15.01%，氯化钾的K质量分数为50%[13]。

据测量，按右玉县表层土壤养分含量的平均值计算，若保住9万t表土泥沙，就等于保住有机质657 t、全氮42.3 t、速效磷0.387 t、速效钾8.064 t。据此可得右玉县森林减少土壤肥力损失价值为3 164 万元。

3)减少泥沙淤积价值。

U7=0.24(S1-S2)A/rC7。

式中:U7为森林减少水库泥沙淤积价值，元/a；S1、S2分别为无林地和有林地的水土流失量，t/(hm2·a)；r为泥沙密度，t/m3；C7为水库建造成本，元/m3。

右玉县泥沙密度为1.65 t/m3，水库建造成本为6.110 7元/t。森林减少泥沙淤积价值为1 163万元。

3.2.5改善生存环境的价值右玉县森林改善生存环境的价值主要包括吸收空气中的有害气体、降噪和杀菌等方面的价值[18]。

1)吸收SO2价值。

U8=C8(215.6A2+88.65A3)。

式中：U8为森林吸收的价值，元/a；A2和A3分布为针叶林和阔叶林面积，hm2；C8为高硫煤二氧化硫排污费收费标准，元/kg。

右玉县针、阔叶林面积分别为2万9 536.77 hm2和5万9 073.53 hm2[19]。SO2的治理费用采用中华人民共和国国家发展和改革委员会等4部委2003年第31号令《排污费征收标准及计算方法》中北京市高硫煤二氧化硫排污费收费标准1.20元/kg计算，右玉县森林吸收SO2的价值为1 393 万元。

2)吸收氮氧化物的价值。此处借鉴韩国的监测数据[20]：当NOx的发生量为1 066万7 000t时，森林的吸收量为6.0kg/hm2，可能的吸收率为3.5%。森林吸收NOx的价格采用2003年北京市NOx排污费收费标准0.63元/kg。右玉县森林吸收NOx的价值为3 350万元。

3)吸收HF的价值。

U9=C9(0.5A2+4.65A3)。

式中：U9为森林吸收HF的价值，元/a；C9为氟化物排污费收费标准，元/kg。森林吸收HF的价格采用中华人民共和国国家发展和改革委员会等4部委2003年第31号令《排污费征收标准及计算方法》中氟化物排污费收费标准0.69元/kg。

计算可得，右玉县森林吸收HF的价值为20万元。

4)森林消减粉尘的价值。

U10=C10(32.3A2+10.11A3)。

式中：U10为森林消减粉尘的价值，元/a；C10为一般性粉尘排污费收费标准，元/t。消减粉尘成本采用国家发改委等四部委2003年第31号令中一般性粉尘排污费收费标准150元/t。

计算可得，右玉县森林消减粉尘价值2亿3 269万元。

5)森林降噪价值。估算方法是以造林成本的15%计，以平均造林成本500元/m3，成熟林单位面积蓄积量80 m3/hm2计。右玉县林网四旁树面积为1万360 hm2，减低城镇工作区、生活区噪声的价值为6 216万元。

6)森林杀菌的价值。

U11=aC11mA(1/k-1)。

式中：U11为森林的灭菌价值，元/a；a为森林灭菌价值占森林总生态价值的比例系数，通过调查评价或专家合议，一般为0.5%；C11为森林立木价格，元/m3；m为单位面积林木蓄积量，m3/hm2；k为森林直接实物性使用价值占森林有形和无形总价值的比例系数，一般按10%计算[21]。

计算得右玉县森林杀菌价值为1亿5 950万元。

7)保护生物多样性价值。我国每人每年愿意捐赠10元人民币用于动物多样性保护，右玉县人口为10万8 000人。右玉县森林生态系统的保护物种占该县全部物种的68.3%，按此比例评估，右玉县森林保护动物的价值为73.76万元。研究资料[22]表明，森林采伐造成的游憩及生物多样性价值损失为400美元/hm2，全球社会性支付意愿调查表明，对保护我国森林资源的支付意愿为112美元/hm2，按照人民币兑美元6.4∶1计算，右玉县森林生态系统的生物栖息地价值为2亿9 036万元。依据R.Costanza等[6]的评价参数估算，单位面积森林每年提供的基因源价值为41美元/hm2，按照人民币兑美元6.4∶1来计算，右玉县森林生态系统的遗传信息(基因库)价值为2 325万元。

综合上述分析，右玉县森林生态效益价值见表2。可知，右玉县森林每年产生4大类共14种生态效益，其中涵养水源效益价值占总价值的57.43%，改善生存环境、固碳释氧和保护土壤的价值分别占生态效益总价值的23.66%、17.65%和1.26%。结果表明，森林在涵养水源、改善土壤水分状况，进而减少干旱和风沙等方面具有核心作用，对固碳和改善生存环境，优化生态旅游环境发挥着重大作用。

表2　右玉县森林生态效益价值

3.3社会效益价值

右玉县森林社会效益主要表现在改善生产条件，发展生态旅游和营造投资环境等方面。

1)防风固沙价值。右玉县有林地、灌木林地和林网四旁树在封沙固沙中有着十分重要的作用。

U12=eAC12γβ。

式中：U12为森林防风固沙价值，元/a；e为森林有效面积系数，为0.1～1；C12为固沙成本，元/hm2，一般取500元/hm2；γ为固沙范围因变量，一般取0.694 hm2/(hm2·a)；β取做0.9[22]。

计算得右玉县森林防风固沙的价值为120万元。

2)护田增产价值。森林对农作物生长有庇护作用，从而提高了粮食产量。

U13=AQC13。

式中：U13为森林护田增产价值，元/a；Q为由于农田防护林、防风固沙林等森林存在增加的单位面积农作物、牧草等年产量，kg/(hm2·a)；C13为农作物、牧草等价格，元/kg，粮食价格按3元/kg计算，牧草价格按1元/kg计算。

右玉县平均播种面积5万2 200 hm2，产量为2 250 kg/hm2。据实际测量结果，农田防护林网改变了作物生长环境，使农作物出苗早、成熟好，增产8.8%～25.5%，平均为18%。农田防护林的增产价值为6 342万元。

人工种草2万700 hm2，户均1 hm2。沙打旺(AstragalusadsurgensPall.)、柠条(CaraganaKorshinskiiKom.)、紫花苜蓿(MedicagosativaL.)等10多种牧草的产草量由原来的85 kg/hm2提高到600 kg/hm2。牧草防护林的增产价值为1 066万元。

3)发展生态旅游业价值。右玉县是北京、太原、呼和浩特等城市的后花园和特种生态旅游基地。据统计，前来右玉旅游观光者达105万人次/a。以生态旅游消费300元/人次计算，右玉县生态旅游价值为3亿1 500万元。

3.4综合效益分析

右玉县森林资源综合效益及价值见表3。可知，右玉县现有活立木价值为6亿8 282万元，森林资源每年产生的经济效益、生态效益和社会效益分别是1亿9 132万元、34亿5 030万元和3亿9 028万元，总计40亿3 190万元，3类效益的价值比例为1∶18.03∶2.04。

可以看出，右玉县森林的生态效益价值是经济效益价值的18倍，是社会效益价值的8.8倍。评估结果说明，生态效益是右玉县森林的最大产出，也是右玉县林业发展的核心目标。

表3　右玉县森林资源综合效益及价值

4结论与讨论

1)右玉县森林经济效益价值由林木价值和森林实物产出价值构成，分别为6亿8 282万元/a和1亿9 132万元/a。

2)右玉县森林生态效益价值包括固碳释氧、涵养水源、保护土壤和改善生存环境4方面的价值，总价值34亿5 030万元/a。森林在涵养水源、改善土壤水分状况，进而减少干旱和风沙等方面具有核心作用，对固碳和改善生存环境，优化生态旅游环境发挥着重大作用。

3)右玉县森林社会效益总价值3亿9 028万元/a，包括发展生态旅游业、护田增产、护草增产和防风固沙等方面的价值。

4)右玉县现有活立木价值为6亿8 282万元，森林资源每年产生的经济效益、生态效益和社会效益的价值比例为1∶18.03∶2.04。生态效益价值是经济效益价值的18倍，是社会效益价值的8.8倍。生态效益是右玉县森林的最大产出，也是右玉县林业发展的核心目标。

近年来有关山西省森林效益的研究[24],一般只关注森林涵养水源、生物多样性保护、保育土壤、固碳释氧、净化大气环境和积累营养物质等生态系统服务功能，本研究面向右玉县提出的森林综合效益不仅包括森林的生态效益，而且包括林分活立木价值和森林实物产出的经济效益，发展生态旅游业、护田增产、招商引资、护草增产和防风固沙等方面的社会效益，研究内容更加全面、具体。

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(责任编辑：宋如华)

Evaluation on comprehensive benefit of forests in Taihang Mountains area:

A case study of Youyu County, Shanxi Province

Hao Tingting1, Cao Meiying2, Wang Cheng3

(1.College of Forestry, Beijing Forestry University, 100083, Beijing, China; 2. Taiyuan Hydraulic Engineering Immigration Office, 030002,

Taiyuan, China; 3.Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation of

State Forestry Administration,Research Center of Urban Forestry of State Forestry Administration, 100091, Beijing, China)

Abstract:Based on the comprehensive review and comment of benefit assessment theory and method of forest resources, and using the theories of forest ecology and environmental economics, the index system to evaluate comprehensive benefits of forest resources was proposed in combination with field survey, investigation and consultation, analytic methods and computational models were established taking advantage of the market value method, and alternative hypothetical market assessment techniques as well as the comprehensive benefits of forest resources in Youyu County were evaluated. The results show that wood value and product output value of forests in Youyu County are 6.83×108and 1.91×108yuan/a respectively. Value of forest ecological benefits is 3.45×109yuan/a. Social benefit of forest is 3.90×108yuan/a. The proportion of values of the economic, ecological and social benefits of forest resources is calculated as 1.00∶18.03∶2.04.

Keywords:forest; comprehensive benefit; evaluation; Youyu County; Taihang Mountains

通信作者†简介： 王成(1967—)，男，博士，研究员。主要研究方向：城市林业。E-mail：wangcheng@caf.ac.cn

作者简介：第一 郝婷婷(1984—)，女，硕士研究生。主要研究方向：森林培育。E-mail：18603410299@163.com

收稿日期：2014-02-07修回日期： 2015-08-21

中图分类号：S718.56

文献标志码：A

文章编号：1672-3007(2015)06-0098-07