云南省低丘缓坡开发建设占用林地生态效益评估
2018-11-02束楠楠董世杰张雪岩
张 洪,束楠楠,董世杰,张雪岩
(云南财经大学城市与环境学院,云南昆明650221)
森林生态系统是一个复杂且开放的生态系统,其本身兼具生态效益、经济效益以及社会效益。低丘缓坡开发建设项目占用了部分林地资源,使得原有的森林生态系统遭到一定程度的破坏,以往的以获取木材和最大化经济利润为目的的传统林业计量只包含木材资源的经济价值损失。而随着绿色发展思想的不断深化,人们看重的除了林地资源的经济效益,还有其社会效益和生态效益,尤其是林地资源的生态效益。森林生态系统的生态效益对人类健康及社会可持续发展有重大的影响,为此研究者越来越重视对其价值的评估。国际上围绕不同尺度、不同类型的生态系统已开展了广泛的生态效益评价。1997年研究者对全世界范围内可测算的所有森林生态系统的生态效益评价结果进行了汇总,第一次对全球尺度上的生态系统进行评估和分析,其测算结果表明,在全球尺度上的生态系统,其年度生态效益总价值为16万亿~54万亿美元[1]。研究者以stella软件等作为测算基础,开发出能够模拟全球经济、社会服务和生物圈动态相互联系和运转状态的复合模型,通过此模型能够模拟出全球各地在不同发展模式和类型下生态系统服务功能的大体价值[2-3]。国内关于生态效益评价的相关研究起步较晚,但研究速度和进展很快,近年来,相关课题更成为生态学领域内专家们研究的热点。侯元兆等[4]首先拉开了我国森林生态系统生态效益价值测算的帷幕,首次综合地对我国森林生态系统中涵养水源、防风固沙、净化空气3个方面的生态效益做出评估和分析。在此之后,国内相关领域的学者开始对大尺度上的国家或地区的森林生态系统服务功能价值进行了核算[5-9]。此外,一些专家在中小尺度范围内对森林生态系统服务功能也进行了测算和评估,到目前为止,我国对生态效益评价模型和方法的研究已取得一些进展,评价体系日趋完善。近年来,大理市作为低丘缓坡开发的国家典型区域,其对山地资源的开发建设强度越来越大,其中对山地资源中林地的占用最为明显。为了评估山地开发建设过程中占用林地的生态效益,笔者针对大理市的具体情况,拟构建科学的占用林地的生态效益损失计量体系,建立一套更加完善的林地生态效益评价模型,尽可能为大理市低丘缓坡开发建设项目有关决策和生态环境保护提供有利的技术支持以及参考。
1 研究方法
目前,针对生态效益的评价计量方法主要包括2种:物质量评估法和价值量评估法。
1.1物质量评估法物质量评估法是从物质量的层面出发,对整个生态系统中各项效益逐一进行定量评估,这种评估计算方法一般不会受到市场价格变化的影响,从而使评价结果能够客观精确地评价计算出生态系统中的个体状况和提供各项生态效益的能力,该方法适用于具有同类型生态效益的不同生态系统之间效益供给能力的比较。但是物质量评估法也存在一些缺陷,其不能将不同量纲的多种生态效益合并,因此不能对具有多种生态效益的生态系统进行评定,并且计算后得出的结论与价值量评估得出的结论相比不够直观和全面,因此无法引起专家和学者的重视。
1.2价值量评估法价值量评估法采用货币化的评价方式,对生态系统的生态效益进行货币化的定量评估,能够对生态系统的各项生态效益价值进行累加以此来获得生态系统生态效益的综合评价结果。同时也可以研究具有同一种生态效益的不同生态系统的效益供给能力。
价值量评估方法主要包含直接市场法、替代市场法以及假设市场法3种:①直接市场法是将具有实际市场的生态系统产品和服务的市场价格作为生态系统的经济价值,即是将生态系统的生态效益产出看作企业生产经营,利用直接市场价格来计算生态效益变化带来的价值,主要有生产函数法、市场价值法、边际成本法等。②替代市场法,生态系统的某些效益没有直接的市场价格与之对应,但是有这些服务的替代品的市场和价格,通过估算替代品的花费来代替生态系统服务的经济价值,即通过探究生态效益与市场行为之间的相互联系,寻找合适的替代物,以其价格作为生态效益的价格,主要有影子工程法、恢复和保护费用法、享乐价格法以及费用支出法。③假设市场法,对于没有市场交易和实际市场价格的生态系统产品和服务,只有人为地构造假想市场,依据人们对于生态效益的支付意愿来衡量其价值,主要方法是条件价值法。
根据以上分析,笔者通过使用价值量评估法对低丘缓坡开发建设占用林地生态效益进行评估。
2 林地生态效益评估
2.1林地生态效益计量指标体系的构建在对国内外森林生态系统生态效益评价指标体系研究的基础上,结合低丘缓坡开发建设活动占用林地的自身特点,经过认真选择与讨论,对开发建设活动占用林地生态价值损失计量指标进行选取,确定了开发建设占用林地生态价值损失计量指标体系,主要由涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气5个部分组成。其中并未考虑森林生态系统调节气候及森林防护相关方面的功能,主要原因在于此类评价数据较难获得且评价技术方法不成熟。同时由于云南省低丘缓坡地区开发建设活动占用林地生物多样性保护方面相关数据及资料的缺乏,森林生态系统维持生物多样性的功能并未涉及在内。该研究只针对低丘缓坡开发建设活动占用林地的生态破坏计量,不涉及林地的经济效益及相关社会效益。
2.2构建评价模型
2.2.1林地涵养水源效益。林地涵养水源功能主要是指森林拦蓄降水、抑制水分蒸发、含蓄土壤水分的特性使森林生态系统具备了调节径流、削洪补枯、净化水质等功能[10-11]。该功能主要体现在有林地比无林地多蓄积的水量和林地植被本身就能够蓄积大量的水分。而涵养水源价值的损失表现在许多方面,目前各项研究达成的共识主要体现在拦蓄降水、调节径流水量、净化水质等方面。
对于涵养水源效益的计量,首先要进行林地涵养水源总量的计算,然后根据恰当的计价标准估算其在调节水量和改善水质方面的损失价值。
2.2.1.1调节水量价值评价模型。调节水量价值的计量方法包含多因子回归法、替代工程法、模糊数学模型等,其中替代工程法也叫影子工程法,目前对于调节水量价值评价方法认同度较高且操作性较强的主要是影子工程法。影子工程法就是鉴于水库的功能作用与森林调节水量的功能较为相近,即把林地涵养水源的服务功能等效于一个水库,该水库的造价就是林地涵养水源的价值[12]。因此林地涵养水源价值的计量就转化为寻找恰当的水库造价的计量,即选用建造一个与调节水量等库容的水库所需投资来间接地估算林地调节水量功能的价值,计算公式为
V调=G调·P水
(1)
式(1)中,V调为森林年调节降水量的价值(元/a);G调为年调节水量的总量(m3/a);P水为水库单位库容蓄水成本(元/m3)。单位库容蓄水成本P水根据水库所需投资来确定,根据国家发展和改革委员会(前身是国家计划委员会)颁布的《建设项目经济评价方法与参数》(第3版)中相关的原则和计算方法,以及水利部发布的《水利建设项目经济评价规范》,推算2016年水库单位库容投资为23.75元/m3。
该研究采用水量平衡法来测算林地年涵养水源总量。水量平衡法主要是通过降水量与林地平均蒸发量的差值来反映其调节的水量,计算公式为
G调=10ARØ
(2)
式(2)中,G调为年调节水量的总量(m3/a);A为林地面积(hm2);R为年平均降水量(mm/a);Ø为截留系数(%);10为单位换算系数。根据相关研究显示,植被的截留系数为25%~30%[13],该研究中选取植被的截留系数为27%。
森林生态系统调节水量价值的评价模型为
V调=10ARØ·P水
(3)
2.2.1.2改善水质价值评价模型。人们进行开发建设活动,必然会使森林生态系统遭到一定程度的破坏,林地面积减少,林地的净化水质功能也随之消失。林地改善水质效益的价值同样可以采用影子工程法,人工净水和林地改善水质在本质上是相同的,所以可以用自来水处理厂的污水处理成本代替林地改善水质效益的价格[14],计算公式为
V水质=G水质·P水质
(4)
式(4)中,V水质为森林年改善水质的价值(元/a);G水质为年改善水质的总量(m3/a);P水质为改善水质的费用(元/m3),根据云南省城镇供水协会网站提供的云南省各地区自来水厂污水处理价格,取其平均价格为3.45元/m3。
根据式(2)可以计算出林地年涵养水源的总量,则森林年改善水质的价值公式为
V水质=10ARØ·P水质
(5)
式(5)中,V水质为年改善水质的价值(元/a);P水质为改善水质的费用(元/m3);A为林地面积(hm2);R为年平均降水量(mm/a);Ø为截留系数(%);10为单位换算系数。
2.2.2林地保育土壤效益。森林生态系统涵盖多种功能,其中保育土壤的具体功能是指通过林木由上至下的林冠层、灌草层及枯落物层三重保障,对自然降水起到逐级缓冲和截留的功能,通过三重保障逐步削弱自然降水的动能从而最大限度地缓解其对地面土壤的冲刷。其中林木植被和低矮灌木的根茎深埋地面土壤内部并且互相交错呈网状大范围分布,可以起到固结土壤、防止冲刷的作用,从而有效地减少土壤受到侵蚀,进而保证土壤肥力不受削减。因此,固土作用和保肥作用是林地保育土壤效益的2个主要方面。
2.2.2.1固土效益价值评价模型。通过森林生态系统自身的固土功能,可以大幅度减少土壤跟随雨水和径流产生的流失,从而进一步减少径流底部土壤造成的淤积,因此可以将径流附近人工清淤挖土的市场价格作为森林生态系统固土作用的影子价格,再通过市场价值法的模型来进行核算,计算公式为
V固土=G固土·P挖土
(6)
式(6)中,V固土为林地年固土效益的价值(元/a);G固土为林地年固土的总量(m3/a);P挖土为单位面积挖方的造价(元/m3)。通过查询水利建筑工程概算定额,结合工人人工费每天150元,换算出单位面积挖方费用为60元/m3。
目前针对森林生态系统年均固土总量的计算模型大体是根据林地土壤与非林地土壤的侵蚀程度进行比较,通过对比结果进行侧面评估。该方法更易被专家学者认可,计算结果也更加准确,其操作性也相对较好,因此采用此方法,计算公式为
G固土=A(X2-X1)/ρ
(7)
式(7)中,G固土为林地年固土总量(m3);X2为林地土壤侵蚀模数[t/(hm2·a)];X2为无林地土壤侵蚀模数[t/(hm2·a)];A为森林面积(hm2);ρ为土壤密度(g/cm3)。此次研究将土壤密度取为1.32 g/cm3[15],从相关研究[16-17]中可知,无林地土壤侵蚀模数为238.80 t/(hm2·a),有林地为7.60 t/(hm2·a),灌木林地为4.29 t/(hm2·a),疏林地为7.80 t/(hm2·a)。
开发建设项目占用林地固土价值的评价模型为
V固土=P挖土·A(X2-X1)/ρ
(8)
2.2.2.2保肥效益评价模型。土壤中含有大量的营养物质,地表冲刷带走泥沙的同时也带走了大量的营养物质,从而导致土壤肥力下降。土壤中的营养物质主要有氮、磷、钾3种,可采用林地固定的氮磷钾元素的量来代表林地的保肥效益。氮磷钾元素的价格可以依据市场中氮磷钾化肥的价格来代替,计算公式为
V保肥=G保肥·P保肥
(9)
式(9)中,V保肥为林地年保肥效益的价值(元/a);G保肥为林地年保肥的总量(t/a);P保肥为化肥的价格(元/t)。
森林生态系统年保肥量即年固土量中的氮磷钾元素所占的量,计算公式为
G保肥=G氮+G磷+G钾=A(X2-X1)·(N+P+K)
(10)
式(10)中,G保肥为林地年保肥的总量(t/a);G氮、G磷、G钾为减少的氮、磷、钾流失量(t/a);A为林地面积(hm2);X1为林地土壤侵蚀模数[t/(hm2·a)];X2为无林地土壤侵蚀模数[t/(hm2·a)];N、P、K为土壤中氮、磷、钾含量(%)。
根据郭家文等[18]对云南省土壤全氮、磷、钾分布情况的研究,可大致得出土壤中氮、磷、钾量分别为0.13%、0.04%、1.02%。
开发建设占用林地保肥价值的评价模型为
V保肥=A(X2-X1)·(P1N/R1+P1P/R2+P2K/R3)
(11)
式(11)中,V保肥为林地年保肥效益的价值(元/a);A为林地面积(hm2);X1为林地土壤侵蚀模数[t/(hm2·a)];X2为无林地土壤侵蚀模数[t/(hm2·a)];P1为磷酸二铵化肥的价格(元/t);P2为氯化钾化肥的价格(元/t);N、P、K为土壤中氮、磷、钾含量(%);R1为磷酸二铵化肥含氮量(%);R2为磷酸二铵化肥含磷量(%);R3为氯化钾化肥含钾量(%)。
经过调查计算,R1、R2、R3分别为14.00%、15.01%、50.00%。通过中国化肥网可知,2016年磷酸二铵和氯化钾化肥平均价格为2 800、2 080元/t。
2.2.3林地固碳释氧效益。森林生态系统是整个地球生物圈能量转换以及保持碳氮平衡的重要环节。人类与动物生存所必需的呼吸活动会大量消耗氧气,并呼出二氧化碳,而植物可以吸收空气中存在的二氧化碳、通过光合作用生产出碳水化合物,将碳固定在林地生物量中,同时释放氧气供人类和动物使用。林地固碳释氧的功能是无可替代的,对于其他生命体是必不可少的。
2.2.3.1固碳效益评价模型。碳税法是目前国际上应用范围较为广泛的估算林地固碳效益的一种方法,碳税法主要采用目前国际上较多环境经济学家支持的由瑞典政府提出的碳税率,折合人民币约为1 290元/t。
林地年固碳效益评价公式为
V碳=G碳·P碳
(12)
式(12)中,V碳为林地年固碳价值(元/a);G碳为林地年固碳的总量(t/a);P碳为固碳价格(元/t)。
对于林地年固碳量的计算,目前主要有实验测定、数学模型计算、光合作用及呼吸作用方程式计算3种方法[19],其中经常使用的方法为数学模型计算法。根据相关研究结果显示,森林植被积累1.0 g干物质需要吸收的二氧化碳的量为1.63 g,二氧化碳中含碳量为27.29%,因此森林植被积累干物质1.0 g需要消耗的碳为0.444 827 g。
森林年固碳总量包括植被年固碳量和土壤年固碳量。通过估算林地植物净初级生产力结合光合作用方程式来推算植被年固碳量[20],计算公式为
G碳=A(1.63R碳B年+F土壤碳)
(13)
式(13)中,G碳为林地年固碳的总量(t/a);A为林地面积(hm2);R碳为二氧化碳中碳的含量,为27.29%;B年为森林年净初级生产力[t/(hm2·a)];F土壤碳为单位面积土壤年固碳量[t/(hm2·a)];1.63为森林积累1.0 g干物质吸收1.63 g二氧化碳。
根据何云玲等[21]、秦瑞[22]以及杜虹蓉[23]对云南省自然植被净初级生产力时空分布特征的研究结果,取云南省低丘缓坡地区有林地年净初级生产力为5.249 t/(hm2·a);灌木林地为2.6 814 t/(hm2·a),疏林地为1.844 t/(hm2·a);根据杨隽菊等[24]对云南省腾冲县的相关研究及中国森林土壤碳储量情况,F土壤碳取值为1.520 t/(hm2·a)。
开发建设项目占用林地固碳价值的评价模型为
V碳=A·P碳(1.63R碳B年+F土壤碳)
(14)
2.2.3.2释氧效益评价模型。关于林地释氧效益的评价,可采用目前市场上的氧气价格作为释氧效益的影子价格。根据国家卫生健康委员会(前身是卫生部)发布的平均氧气价格结合贴现率得出2016年市场上的氧气价格为1 300元/t,计算公式为
V氧=G氧·P氧
(15)
式(15)中,V氧为林地年释氧价值(元/a);G氧为林地年释氧的总量(t/a);P氧为氧气价格(元/t)。
结合上文提到的森林净初级生产力以及光合作用化学式可以核算出森林年释氧量,计算公式为
G氧=1.19AB年
(16)
式(16)中,G氧为林地年释氧的总量(t/a);A为林地面积(hm2);B年为森林年净初级生产力[t/(hm2·a)];1.19为森林积累1.0 g干物质释放1.19 g氧气。
开发建设占用林地释氧价值的评价模型为
V氧=1.19AB年·P氧
(17)
2.2.4林地积累营养物质效益。林地植被仅通过日常光合作用所积累的营养是远远不够自身生长所需的,还需要通过吸收外界的营养物质来促进自身生长,因此林地植被具备一定的积累营养物质的能力。相关研究表明,植物生长过程中从外界吸收的营养物质主要有氮、磷、钾3种,这3种元素也是植物生长最为重要的元素。
该研究将森林生态系统积累营养物质效益折成磷酸二铵和氯化钾化肥的价值来估算,计算公式为
V营养=G营养·P化肥
(18)
式(18)中,V营养为林地年积累营养物质的价值(元/a);G营养为林地年积累营养物质的总量(t/a);P化肥为化肥的价格(元/t)。
林地年积累营养物质的量通过林木含氮、磷、钾的量结合森林年净初级生产力数据来估算,计算公式为
G营养=AB年(N营养+P营养+K营养)
(19)
式(19)中,G营养为林地年积累营养物质的总量(t/a);A为林地面积(hm2);B年为森林年净初级生产力[t/(hm2·a)];N营养、P营养、K营养为林木氮、磷、钾元素含量(%),根据相关研究分别取值为0.495%、0.933%、0.332%。
开发建设活动占用林地积累营养物质价值的评价模型为
V营养=AB年·(P1N营养/R1+P1P营养/R2+P2K营养R3)
(20)
式(20)中,V营养为林地年积累营养物质的价值(元/a);A为林地面积(hm2);B年为森林年净初级生产力[t/(hm2·a)];P1为磷酸二铵化肥的价格(元/t);P2为氯化钾化肥的价格(元/t);N营养、P营养、K营养为林木氮、磷、钾元素含量(%);R1为磷酸二铵化肥含氮量(%);R2为磷酸二铵化肥含磷量(%);R3为氯化钾化肥含钾量(%)。
2.2.5林地净化大气效益。相关研究表明,林地净化大气的功能主要体现在林地系统中的植被可有效地吸收空气中的二氧化硫等有害物质,从而达到净化空气的功能[25]。
2.2.5.1吸收污染物效益评价模型。①吸收二氧化硫效益评价模型。林地吸收二氧化硫的价格可用市场上单位面积二氧化硫的治理费用替代,其计算公式为
V二氧化硫=G二氧化硫·P二氧化硫
(21)
式(21)中,V二氧化硫为林地年吸收二氧化硫的价值(元/a);G二氧化硫为林地年吸收二氧化硫的总量(kg/a);P二氧化硫为二氧化硫的治理费用(元/kg)。
对于林地年吸收二氧化硫量的估算方法有许多种,如叶片干重法、阈值法等,该研究通过估算单位面积林地的吸收能力来确定项目区林地年吸收二氧化硫的量,计算公式为
G二氧化硫=Q二氧化硫A
(22)
式(22)中,G二氧化硫为林地年吸收二氧化硫的总量(kg/a);Q二氧化硫为单位面积林地吸收二氧化硫的量[kg/(hm2·a)];A为林地面积(hm2)。
开发建设活动占用林地年吸收二氧化硫价值的评价模型为
V二氧化硫=Q二氧化硫A·P二氧化硫
(23)
②吸收氟化物效益评价模型。依据林地年吸收二氧化硫效益评价方式可得林地年吸收氟化物价值的评价模型为
V氟化物=Q氟化物A·P氟化物
(24)
式(24)中,V氟化物为林地年吸收氟化物的价值(元/a);Q氟化物为单位面积林地吸收氟化物的量[kg/(hm2·a)];A为林地面积(hm2);P氟化物为单位面积氟化物的治理费用(元/kg)。
③吸收氮氧化物效益评价模型。该研究对林地吸收氮氧化物的效益评价采用与吸收二氧化硫效益相同的评价方法,开发建设活动占用林地吸收氮氧化物价值的评价模型为
V氮氧化物=Q氮氧化物A·P氮氧化物
(25)
式(25)中,V氮氧化物为林地年吸收氮氧化物的价值(元/a);Q氮氧化物为单位面积林地吸收氮氧化物的量[kg/(hm2·a)];A为林地面积(hm2);P氮氧化物为单位面积氮氧化物的治理费用(元/kg)。
2.2.5.2滞尘效益评价模型。林地中植被对于粉尘的阻滞减少了空气中粉尘的量,从而可以避免人工治理粉尘,因此单位面积粉尘治理的价格可以用来作为林地阻滞单位面积粉尘的价格,计算公式为
V滞尘=Q滞尘A·P滞尘
(26)
式(26)中,V滞尘为林地年阻滞粉尘的价值(元/a);Q滞尘为单位面积林地阻滞粉尘的量[kg/(hm2·a)];A为林地面积(hm2);P滞尘为单位面积粉尘处理的费用(元/kg)。
为了保证评价结果的可靠性与准确性,单位面积林地吸收二氧化硫、氟化物及氮氧化物等污染物和粉尘的量参照云南省林业厅及云南省环境保护厅公布的相关数据,分别为单位面积有林地年吸收二氧化硫215.60 kg/(hm2·a),单位面积灌木林地及疏林地年吸收二氧化硫88.65 kg/(hm2·a);单位面积有林地、灌木林地及疏林地年吸收氟化物的量近似相等,均取值为2.575 kg/(hm2·a);各类型林地年吸收氮氧化物的量也较为相似,取值为6 kg/(hm2·a);单位面积有林地年滞尘量约为33 200 kg/(hm2·a),单位面积灌木林地及疏林地年滞尘量约为10 110 kg/(hm2·a)。
为了保证评价结果的可靠性与准确性,二氧化硫、氟化物、氮氧化物及粉尘的处理费用均按照国家相关部门发布的《排污费征收标准及计算方法》,分别对应为1.20、0.69、0.63、0.15元/kg。
3 实证研究
3.1研究区概况2011年云南省委省政府调整城镇发展思路,优化土地利用布局,提出“城镇工业上山”战略,作为国土资源部的试点之一,在整个云南省范围内开展一系列低丘缓坡土地综合开发利用项目,截至目前,获得批准的低丘缓坡土地综合开发利用项目区已有178个,已动工建设63个。该研究从63个已动工建设的开发建设项目区中随机抽取4个不同开发类型的项目区来研究分析云南省低丘缓坡开发建设活动占用林地的生态价值损失。4个开发建设项目区分别为曲靖市富源县县城北城镇建设项目区、大理州大理市海东下和上登综合(城镇、工业)建设项目区、玉溪市红塔区研和工业园区及红河州泸西县阿庐康体休闲度假区。表1为各个项目区土地利用占用林地情况。
表1 各项目区建设占用林地面积统计
3.2低丘缓坡开发建设占用林地生态价值损失计量林地生态效益的总价值主要包括前文提到的涵养水源效益价值、保育土壤效益价值、固碳释氧效益价值、积累营养物质效益价值以及净化大气效益价值,将这5项生态效益的价值加总求和即可得到开发建设项目区林地生态效益的总价值。根据5项生态效益的评价结果得出4个开发建设项目区林地生态效益总价值为20 245.840 6万元/a(表2)。
表2 开发建设项目林地生态效益评价结果
从表2可以看出,项目区内林地面积和生态效益总价值密切相关,林地面积最大的大理市海东下和上登项目区生态效益总价值也最高(8 442.229 6万元/a),占4个项目区林地生态效益总价值的41.7%;其次为玉溪市红塔区研和工业园区,项目区内林地生态效益总价值为7 014.156 5万元/a,占4个项目区林地生态效益总价值的34.6%;第3位为富源县城北项目区,区内林地生态效益总价值为3 395.2 923万元/a,占4个项目区总价值的16.8%;最低的为泸西县阿庐康体休闲度假区,其生态效益总价值也最低,为1 394.162 3万元/a,仅占4个项目区林地生态效益总价值的6.9%。
4个开发建设项目区占用林地生态效益总价值为6 622.982 7万元(表3)。可见,4个开发建设项目区占用林地生态效益总价值及最高的是大理市海东下和上登项目区,为4 288.368 2万元/a,占用林地生态效益总价值最低的是泸西县阿庐康体休闲度假区,为272.914 1万元/a。
通过对比表2、3,分析项目区占用林地生态效益总价值的大小占项目区原有林地生态效益值的比例,可以得出4个开发建设项目区原有林地生态效益总价值为20 245.840 6万元/a,占用林地生态效益值为6 622.982 7万元/a,占原生态效益值的32.7%;海东下和上登项目区原有林地生态效益总价值为8 442.229 6万元/a,开发建设占用林地生态效益值为4 228.368 2万元/a,占原生态效益值的50.1%,远远超出4个项目区的平均值;富源县城北项目区、玉溪市红塔区研和工业园区及泸西县阿庐康体休闲度假区开发建设占用林地生态效益值占项目区原有林地生态效益总价值的比例分别为14.8%、22.2%、19.6%。
结合项目区的开发类型可以看出,开发建设类型为工业建设和城镇建设综合开发的大理下和上登项目区占用林地生态效益总价值最大,其次为开发建设类型为工业建设的玉溪红塔区研和工业区,开发类型为旅游开发和城镇建设的泸西县阿庐康体休闲度假区和富源县城北项目区占用林地生态效益值相对较低。由此可见工业建设占用较多的林地,造成的林地生态效益的损失也相对较多。
表3 开发建设占用林地生态效益评价结果
4 评价结果
为了定量研究云南省低丘缓坡项目区占用林地对生态效益造成的破坏和缺失,尽快建立健全有关生态补偿机制的进程与实施,笔者选取了4个不同开发建设类型的项目区,根据项目区相关林地数据,借鉴近几年国外趋于完善的生态效益评价体系与模型,创建出适合项目区的生产建设项目占用林地生态效益评价方法,评价结果如下。
(1)4个低丘缓坡开发建设项目区林地年度生态服务效益的总价值为20 245.840 6万元/a,其中占用林地年生态服务效益的总价值为6 622.982 7万元/a,占项目区原有林地生态效益值的32.7%。其中,富源县城北项目区原有林地生态效益总价值为3 395.292 3万元/a,开发建设占用林地生态效益价值为503.959 0万元/a,占项目区原有林地生态效益值的14.8%;大理市海东区下和上登项目区原有林地年生态效益总价值为8 442.229 6万元/a,占用林地年生态效益总价值为4 288.368 2万元/a,占项目区内原有林地生态效益值的50.1%;玉溪市红塔区研和工业园区原有林地生态效益总价值为7 014.156 5万元/a,开发建设占用林地生态效益价值为1 557.741 4万元/a,占项目区原有林地生态效益的22.2%;泸西县阿庐康体休闲度假区原有林地生态效益总价值为1 394.162 3万元/a,开发建设占用林地生态效益价值为272.914 1万元/a,占项目区原有林地生态效益的19.6%。
(2)该研究评价的4个项目区占用林地的5项生态功能价值总量如下:涵养水源的效益价值为4 298.007 2万元/a、保育土壤的效益价值为1 639.689 8万元/a、固碳释氧的效益价值为497.533 6万元/a、积累营养物质的效益价值为23.633 7万元/a、净化大气的效益价值为164.118 4万元/a,总的占用林地生态效益值为6 622.982 7万元/a。5项生态效益价值由大到小依次为涵养水源的效益价值、保育土壤的效益价值、固碳释氧的效益价值、净化大气的效益价值、积累营养物质的效益价值。以上5种生态效益中,涵养水源、保育土壤与固碳释氧这3类生态服务功能价值总和占总价值的百分比高达97.2%,是林地生态效益5种功能中最主要的3种。
(3)不同开发类型的项目区占用林地的生态效益值占项目区原有林地生态效益值的比例不同,主要与项目区的开发类型及占用林地面积的比例存在较大关系。工业建设占用较多的林地面积,因此占用林地的生态效益价值较高。例如大理市海东下和上登项目区和玉溪市红塔区研和工业园区,2个项目区开发类型分别为工业和城镇综合建设项目及工业建设项目,占用林地的生态效益为4 288.368 2万元和1 557.741 4万元,占4个项目区占用林地生态效益的88.3%。
该研究有助于加深人们对于云南省低丘缓坡地区林地生态系统服务价值的认识,在为政府提供指定林地生态效益补偿政策提供依据的同时,也可成为公众日常环境教育的依据,从而有利于云南省森林资源的保护与恢复。
5 林地生态效益保护对策
为了减少人类在开发建设活动中占用林地生态效益造成的损失,结合云南省低丘缓坡开发建设情况提出以下林地生态效益保护对策。
5.1生态保护和生态建设并重加强对天然林的保护,对生态破坏严重的区域进行重点监控,占用林地面积较大的项目区要进行植树造林活动,利用生态系统的自我调节功能使植被得到充分恢复。
开发建设项目区内主体工程的设计应该充分考虑当地地形及地势因素,项目区总体布局遵循因地制宜、因时制宜的原则,尽量减少对林地的占用,尤其是占地面积较大的工业建设园区,在施工过程中注重施工区域的环境保护和水土流失,充分利用当地地形,施工布置以主体工程施工需要为中心,全面规划,尽可能减少土石方的开挖,减少开发建设对地表的扰动。
5.2林地占补平衡在充分估计低丘缓坡开发建设占用林地数量的前提下,分析未来可能引起林地增减的因素,估算林地增加和减少的合理数量。通过研究分析,云南省低丘缓坡开发建设活动引起林地减少的主要原因是开发建设项目占用林地以及低丘缓坡土地开发,尤其是工业类型的开发更是占用了多数的林地。为实现林地占补平衡,增加林地面积的主要方法有项目区内坡度较大不适宜耕作的农用地的退耕还林、抛荒地植树造林、未利用地和矿区复绿等措施。
在工业建设等占用林地面积较大,占用林地生态效益价值也较大的开发建设区域同时注重生态建设,在布置开发建设项目防治措施时尽量多地采用生物措施,即采用种植植物的方法进行防护,当单纯的生物措施无法符合防护要求而必须使用工程措施进行防护时可采用工程措施和生物措施相结合的方法,这样能尽可能地增加项目区内的绿化面积,以达到占补平衡。
5.3完善林地生态效益补偿机制根据林地生态效益的相关研究结果,结合国家实施的各项林地生态效益补偿政策,进行林权制度改革,制定符合云南低丘缓坡区的林地生态效益补偿及管理办法。在保证开发建设过程中尽可能少占用林地以及保护好现有林地的前提下,通过对中幼林进行抚育和保护、对低效林地进行人工改造和人工种植经济林的方式,尽可能提升林地的生态效益和功能,提高林地的整体生态质量。
5.4创新林地管理制度对开发建设占用林地进行严格的审核,通过各项有关的政策制度倡导开发建设过程中节约集约使用林地资源,严格把控中小型开发项目肆意占用林地资源,通过高效使用航空遥感等各项技术,加强对林地资源的重点监测,及时有效地掌握林地变化数据。
5.3加强生态宣传教育充分利用新闻媒介强大的舆论监督作用,提高全民的生态意识,向公众普及生态保护知识。鼓励全体公民和相关的非政府组织积极参与到对生态保护工作的监督中来,推进生态决策进程中的科学化与民主化。推行绿色的生活方式,积极倡导可持续消费,为群众提供绿色消费指南。
6 讨论
人们在开发建设过程中占用林地生态服务效益的相关评价工作涉及范围比较广泛,需要庞大的基础数据,并且各种生态功能之间存在着复杂的关系。目前存在的一些生态服务功能的评价方法和体系仍有欠缺并且缺少统一的标准,这样就导致得出的结果不尽相同。但对开发建设项目过程中占用林地的生态效益进行评估计算具有独特的意义,有深入研究的价值。
笔者通过对云南省4个低丘缓坡综合开发利用项目区占用林地生态效益进行估算,以此为依据初步构建低丘缓坡山地开发占用林地造成的生态效益损失的计算方法,为生态化开发利用低丘缓坡山地资源、在生态安全前提下开发建设山地城镇提供支撑。限于数据的可得性,该研究仅针对5种重要的生态服务功能做出评估,并未对生物多样性、有机质积累等生态功能进行估算,这些还需继续补充完善。