王 美 张 君 高大鹏 翟印礼

(沈阳农业大学，沈阳，110866) (渤海大学) (辽宁省建平镇林业站) (沈阳农业大学)

辽宁省农田防护林生态系统服务功能价值核算

王 美 张 君 高大鹏 翟印礼

(沈阳农业大学，沈阳，110866) (渤海大学) (辽宁省建平镇林业站) (沈阳农业大学)

立足于生态学、经济学、会计学原理与方法，运用市场价值法、机会成本法、影子价格法等，以2005年数据为基准，对辽宁省农田防护林生态系统服务价值进行核算。结果表明：辽宁省农田防护林生态服务功能的总价值为33.01亿元，各项生态服务指标的价值由大到小的顺序为：减弱蒸发、减灾防护、保育土壤、固碳释氧、净化空气，其中减弱蒸发和减灾防护价值占总服务价值的60.23%。

农田防护林；生态服务功能；价值量；辽宁省

作为林业生态工程的重要组成部分，农田防护林在控制风沙干旱，提高农业生产水平方面发挥着重要的生态经济作用[1]。2001年联合国环境规划署启动了千年生态系统评估，使得生态系统价值评估逐渐成为生态学研究的一个热点[2]，与森林、海洋、湿地等生态服务功能价值评估的研究相比[3-6]，农田防护林的生态服务功能价值评估的研究较少。辽宁省关于生态系统服务功能价值研究主要集中在森林、湿地[7-8]，而农田防护林的研究尚未见报道。本研究主要采用国家林业行业标准LY/T 1721—2008《森林生态系统服务功能评估规范》的方法[9]，利用2005年辽宁森林资源二类清查数据，对辽宁省农田防护林生态系统服务功能价值进行核算。根据农田防护林的特点，对《规范》中涵养水源价值评估方法进行改进，首次探讨了用减弱蒸发价值替代防风效应的价值，为建立农田防护林的生态补偿机制提供理论依据。

1 研究区概况

辽宁省地处我国东北地区南部,境内东西两侧为低山丘陵区,中部为辽河中下游平原区,南部邻黄渤二海。研究区为辽河、浑河、太子河、大小凌河、绕阳河下游的汇集地，是辽宁省主要的水稻产区和商品粮基地。该区域森林的主要类型为农田防护林，优势树种为杨树。2005年辽宁省农田防护林基本情况：幼龄林面积108 391.4 hm2、蓄积2 383 635.5 m3，中龄林面积为32 115.7 hm2、蓄积为3 420 984.3 m3，近成熟林面积为35 136.3 hm2、蓄积为4 501 487.3 m3，过熟林面积为29 173.5 hm2、蓄积为2 221 201.5 m3。

2 研究方法

生态系统服务的评价方法主要有两类：一类是物质量评价法，另一类是价值量评价法。价值量评价法在对生态系统提供的服务进行评价时，一般从物质量的角度出发，更多地关注生态系统服务总体的稀缺性[10]。本研究以辽宁省农田防护林为研究对象，综合运用生态经济学理论、环境经济学理论，对林网减弱蒸发、保育土壤、净化空气和固碳释氧四类生态防护指标进行核算。对《规范》中的涵养水源价值评估方法进行改进，用减弱蒸发价值替代防风效应的价值；保育土壤价值采用机会成本法和影子价格法；林网减弱蒸发价值、净化空气价值和固碳释氧价值采用影子价格法；从农田防护林提供林木产品和防护农作物减少产量角度出发，采用市场价值法核算辽宁省农田防护林的林木产品价值和减灾防护功能价值。由于缺少辽宁省生物多样性服务功能的相关数据，难以进行相应计算，故本研究没有将生物多样性指标列于核算范围。

林带的水分效应是干旱、半干旱甚至半湿润地区林带的主要作用。根据野外观测表明，林网内的蒸发平均降低10%～20%，在网格面积减小时减弱更多。林带的这种作用起到了保持水分、改善环境和提高农作物产量的良好作用。由于辽宁省农田防护林多数都是分布在干燥度≥1的地区，应用森林涵养水源的公式G=10A(P-E-C)计算林网减弱增发价值不合适，因此，对森林涵养水源功能的计算方法进行改进，用减弱蒸发效益实物量替代防风效应。减弱蒸发效益实物量的公式为：G=10AQ=10A(T×E)。式中：G为减弱蒸发的效能(单位为m3·a-1)；T为害风天数(单位为d)；E为林带减弱蒸发值(单位为mm/d)；A为林分面积(单位为hm2)。用水的影子价格乘上减弱蒸发总量即得农田防护林生态系统减弱蒸发的价值。

3 结果与分析

3.1 林网减弱蒸发价值

农田防护林的防风作用主要通过林网的减弱蒸发价值核算来表现。由于辽宁省农田防护林大多处在干燥度≥1的半干旱或半湿润地区，研究辽西地区干燥度指数的变化规律，并查找1991—2006年辽宁省统计年鉴气象资料，取干燥度指数的平均值，得到林分蒸发量的数据。根据减弱蒸发实物量公式，得到减弱蒸发的实物量值为1.7亿m3·a-1。水价可用影子工程价格替代，根据1993—1999年中国水利年鉴平均水库库容造价为2.17元·t-1，通过国家林业局物价指数换算单位库容造价为6.11元·t-1，则林网减弱蒸发的价值量为10.86亿元。

3.2 保育土壤价值

林分固土价值：我国有林地的土壤侵蚀模数分别为：阔叶林0.5 t·hm-2·a-1，针叶林7.8 t·hm-2·a-1，灌木林为0.52 t·hm-2·a-1。土壤侵蚀强度用侵蚀模数(t·km-2·a-1)表示。根据辽宁土壤侵蚀强度大小在地理上的分布，以辽西的朝阳、阜新为最多，辽东半岛次之，锦州再次之，辽东最少。对各土壤侵蚀强度计算后，得到辽宁省农田防护林无林地的土壤侵蚀模数为16.26 t·hm-2·a-1。用朝阳县河道清淤所需费用作为替代价值，清淤成本为3.85元·t-1，则辽宁省农田防护林总固土量的价值为0.42亿元。

林分保肥价值：根据《规范》公式，辽宁省农田防护林年保肥价值为3.86亿元，辽宁省农田防护林的单位面积保肥价值为1 884.32元/hm2。

林分固土和保肥价值两项合计得到保育土壤的总价值是4.28亿元。

3.3 净化空气的价值

针叶林的滞尘能力为33.20 t·hm-2·a-1，阔叶林的滞尘能力为10.2 t·hm-2·a-1，削减粉尘的成本为170元·t-1[11]，计算得到辽宁农田防护林每年滞尘的价值为3.55亿元。

3.4 固碳释氧的价值

固碳价值：森林通过光合作用，吸收二氧化碳释放大量氧气，使空气得到净化。森林通过光合作用每年积累1 t干物质，可以固定1.63 t CO2[12]。生物量转换为碳汇量的转换系数(即单位生物量的含碳量)为27.27%。

采用造林成本法和碳税法的平均值，得到辽宁省农田防护林生态系统每年固定二氧化碳的价值为1.51亿元，辽宁省农田防护林的单位面积价值为737.82元/hm2。

采用造林成本法和碳税法的平均值，计算得到辽宁省农田防护林生态系统林分土壤每年固定二氧化碳的价值为0.04亿元。

综合植被固碳和土壤固碳两项指标得到总固碳量为1.55亿元。

释放氧气的价值：根据光合作用方程式，植物每积累1 g干物质，可以释放1.19 g O2。其中，造林成本为369.7元/t，工业制氧成本为400元/t。采用造林成本法与工业制氧法的平均值，计算得到辽宁省农田防护林生态系统制造氧气的价值为2.15亿元。

因此，辽宁省农田防护林生态系统服务功能中固碳释氧的价值为3.7亿元。

3.5 减灾防护价值

根据在章古台、昌图、新民对谷子、玉米、高粱产量的研究表明[13]。林网内农作增产率分别为：玉米24.76%、高粱21%、谷子27.6%、水稻12.2%。查询2006年辽宁省统计年鉴得到2005年辽宁省水稻、小麦、玉米、高粱四种农作物的平均产量及市场价格，计算得到农田林网的减灾防护价值为9.02亿元。

4 结论与讨论

2005年辽宁省农田防护林的总价值为33.01亿元(见表1)，其中木材产品价值为1.6亿元，生态系统服务功能价值为31.41亿元，生态系统服务功能价值是木材产品价值的19.6倍。其中减弱蒸发功能价值最大，占总价值的32.90%，农田林网的建设充分起到了增加空气湿度，有利于保持农作物对水分的吸收，对农作物提高产量起到了有效作用；减灾防护功能价值次之，占总价值的27.33%，这一数据充分说明辽宁省农田防护林在保护农田、减少自然灾害等起到重大作用；保育土壤功能占总价值的12.96%，固碳释氧功能占总价值的11.21%，最后是净化空气占总价值的10.75%。这些数据说明，农田防护林的生态功能作用最大的是减灾防护功能和减弱蒸发功能，与农田防护林建设的初衷是基本一致的。表明辽宁省农田防护林30多年的建设是卓有成效的。所以，加强保护、合理更新现有农田防护林是辽宁省平原林业可持续发展的重要途径之一。

表1 辽宁省农田防护林生态系统服务功能价值核算(2005年)

生态系统服务功能价值量/108元占总价值的比例/%木材产品1．604．85减弱蒸发10．8632．90保育土壤4．2812．96净化空气3．5510．75固碳释氧3．7011．21减灾防护9．0227．33合 计33．01100

4.1 基于生态学的讨论

辽宁省农田防护林与辽宁省森林、山东省农田防护林、福建省沿海防护林生态系统服务功能的评价指标价值见表2。从表2可知，辽宁省森林生态系统服务功能价值核算包括7类指标，各项价值指标由大到小顺序为：涵养水源、生物多样性保护、固碳供氧、土壤保肥、净化环境、营养物质积累、游憩[7]；山东省农田防护林主要包括5类指标，各项价值指标由大到小顺序为：保育土壤、作物增产、生物多样性保护、固碳供氧、净化空气[14]；福建省沿海防护林主要包括6类指标，各项价值指标由大到小顺序为：净化空气、保育土壤、固碳供氧、减灾防护、涵养水源、生物多样性[15]；辽宁省农田防护林包括6类指标，各项价值指标由大到小顺序为：减弱蒸发、减灾防护、保育土壤、固碳释氧、净化空气、木材产品。福建、山东、辽宁三地的防护林比较，随纬度增加而单位面积的生态系统服务功能价值降低的趋势。值得强调的是，本研究采用害风天数减少的频数来求算减弱蒸发价值，与森林涵养水源功能评价方法计算相接近。

辽宁省农田防护林单位面积蓄积为61.2 m3/hm2(表2)，无论是与的国际平均水平(110 m3/hm2)相比，还是与2005年中国林地67.2 m3/hm2的森林蓄积水平相比都显得很低[16]。对于单位面积蓄积而言，无论是辽宁省森林还是农田防护林都有提升的潜力。假定未来15年辽宁省农田防护林单位面积蓄积增加10 m3/hm2，其生态系统服务功能价值可以增加51 343.4元·hm-2·a-1，这恰好也与山东省农田防护林2005年水平接近(单位面积蓄积也接近)。

表2 单位面积生态服务功能价值核算

注：表中不包括游憩价值。

由表2可知，由于评价对象林种的不同(森林、农田防护林、沿海防护林)、评价指标的不同、评价方法的不同、生态系统本身质量状况(如林龄分布、蓄积量等)差异，核算的生态系统服务功能价值存在差异。因而，只有针对评价同一林种对象，采用统一的评价指标、方法、标准，才能更准确地核算大尺度的生态系统服务功能价值，这有待进一步深入研究。

4.2 基于会计学的讨论

困扰生态系统服务功能价值核算的一个问题，是缺少立足于会计学原理的思考，生态系统直接价值(如立木蓄积量)可视为生态系统的自然资本(相当于固定资产)，而每年产生的生态系统服务功能价值可视为年收入价值。因此，用每年单位面积蓄积的生态服务功能价值作为核算基准(见表3)，比较不同地区、不同林种、不同指标的生态服务价值量。由表3可知，辽宁省森林的生态服务功能价值与辽宁省农田防护林相比，涵养水源、固碳释氧的服务价值较高，很大原因在于辽宁省东部山区水源涵养林的作用及抚顺地区的大伙房水库的影响。

表3 单位面积蓄积的生态服务功能价值核算 元·hm-2·m-3·a-1

福建省沿海防护林、山东省农田防护林较辽宁省农田防护林保育土壤价值估算偏高，这主要是三个地区土壤侵蚀量差异较大导致的；山东省、辽宁省农田防护林固碳释氧价值估算的结果基本一致，而福建省沿海防护林估算偏高，主要原因是估算方法不一致、采用的参照价格不同等造成估算的差异。

表4 地区间总体生态价值相似性距离分析

在地区间相似距离分析中，用相似性矩阵的皮尔逊相关系数表示，相关系数的绝对值越接近1，表明两者的相似性越大，差异性越小。从表4可以看出，辽宁省农田防护林的皮尔逊相关系数绝对值分别为0.005、0.204、0.179。说明辽宁省农田防护林与山东省农田防护林相似性最大，差异性最小，而与辽宁省森林相似性最小，差异性最大。

4.3 基于经济学的讨论

农田防护林生态系统是为了保护农田生态系统而建设的，林-农业与社会的经济关系问题存在着较强的外部性。生态系统价值核算主要是针对正外部性考虑的，而负外部性问题没有引起足够重视。如农田防护林与农作物争地、协地、耗水、遮光等问题[17]。负外部性问题，随着集体林权制度改革，配套制度的不完善，导致的矛盾日益加剧。生态系统服务功能价值可理解为经济学价值理论的效用价值[2]，可以分为总效用与边际效用价值。生态系统服务功能价值的某些分项指标对应于某些边际效用，可以用支付意愿来评估。那么，协调正负外部性问题的矛盾可以通过生态补偿来解决。只有结合新制度经济学理论，从外部性问题的正负两方面来考虑，才能设计出科学的生态补偿制度。

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Evaluation of Ecosystem Services Function Value of Farmland Shelterbelts in Liaoning Province, China/

Wang Mei(Shenyang Agricultural Uinversity, Shenyang 110866, P. R. China); Zhang Jun(Bohai University); Gao Dapeng(Pingjian Forestry Station of Liaoning Povince); Zhai Yinli(Shenyang Agricultural Uinversity)//Journal of Northeast Forestry University.-2014,42(1).-86～89

Farmland shelterbelt; Ecosystem services; Evaluation; Liaoning Province

王美，女，1982年12月生，沈阳农业大学经济管理学院，博士研究生。E-mail：wangmei1206@126.com。

翟印礼，沈阳农业大学经济管理学院，教授。E-mail：Yinlizhai@163.com。

2013年5月7日。

S727； F303

责任编辑：王广建。

Based on ecology, economics and accounting principles and methods, the farmland ecosystem function value of Liaoning Province was evaluated by market price, opportunity cost and shadow price. In 2005, the total ecological service function value of the farmland ecosystem in the province was 3.301 billion Yuan, and the ecological service function index value was in the order of reducing evaporation>preventing and reducing natural disasters>soil conservation>carbon fixation and oxygen release>air purification. The service values of reducing evaporation, and preventing and reducing natural disasters account for 60.23%.