南水北调中线工程水土保持林草措施生态服务功能价值研究_张璐

和以上理论对 2001 年全国水土保持生态服务功能价 值进行了估算［5］。闫峰陵等评估了规划实施的丹江口 库区水土保持近期项目的生态服务功能价值［6］。
可以说，目前我国这方面的研究还较少，仅初步建 立了水土保持生态服务价值评价体系和评价方法，并 进行了少数几个典型研究。那么，水土保持措施不同 的服务功能在计算物质量和价值量的时候，其每个指 标的单位价值量该如何选取呢？ 例如，不同地区，不同 措施，同一地区不同措施，或者同一地区不同林种，所 选取的单位价值量肯定应有所区别，这些都是值得仔 细探讨的。另外，是否每个地区和项目的水土保持措 施在计算其生态系统服务功能时，所计算的生态服务 功能都必须一致呢？ 例如，线型工程所营造的水土保 持林和大面积的水土保持林，其林地面积、结构等是有 重大区别的。林地普遍具有的生态服务功能我们都已 经了解，但是，在具体计算某一特定工程的特定林型、 特定林种时，是不是应区别对待呢？ 这些问题都是值 得我们认真思考的。
定，阔叶林和针叶林吸收氟化物平均值分别为 4. 65、 0. 50 kg / （ hm2·a） ，本文取其较小值 0． 50 kg / （ hm2 ·a） ；
并且考虑到水土保持措施体系中工程林草农业三大措施的作用原理和作用发挥的不同分别给出了各自的生态服务功能价值评估方在吴岚等的研究中将水土保持林草措施生态服务功能具体地描述为保持和涵养水源功能保持和改良土壤功能固碳供氧功能净化空气功能防风固沙功能维持生物多样性功能和维持环境景观功高照良等对水土保持工程措施生态服务功能如何进行物质量化进行了研究盛莉等进而运用模型和以上理论对2001年全国水土保持生态服务功能价值进行了估算闫峰陵等评估了规划实施的丹江口库区水土保持近期项目的生态服务功能价值可以说目前我国这方面的研究还较少仅初步建立了水土保持生态服务价值评价体系和评价方法并进行了少数几个典型研究
每年可能保持的土壤面积，对林地采用其生产的机会 成本，即可估算林地固持土壤的经济价值［3］。
2． 1． 2 保肥价值（ B2） （ 1） 减少养分流失量为
B2实 = A × Q12
（ 3）
式中： B2实为水土保持林减少养分流失量，t / a； A 为水土
保持林面积，hm2 ； Q12 为单位面积林地每年防止养分流
本文分析了在计算线型工程水土保持林草措施生 态服务功能时应注意的问题，并以南水北调中线工程 水土保持林草措施为例，探讨了其生态服务功能结构 及计算方法，并计算了其生态服务功能总价值。
1 生态服务功能价值评估体系
根据国家林业局颁布的《森林生态系统服务功能 评估规范》（ LY / T 1721—2008） ，森林生态系统服务功 能主要包括森林在涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积 累营养物质、净化大气环境、森林防护、生物多样性保
法如下。
2． 1． 1 固持土壤价值（ B1）
（ 1） 固持土壤物质量为
B1实 = A × （ Q11 － Q1' 1 ）
（ 1）
式中： B1实为水土保持林年固土量，t / a； A 为水土保持林
面积，hm2 ； Q11 、Q1' 1 分别为采取水保措施前后的土壤侵
蚀模数［6］，其值根据南水北调中线工程水源区水土流
（ 2） 防止泥沙滞留和淤积的价值量为
B3价 = B3实 × S13
（ 6）
式中： B3价 为水土保持林防止泥沙滞留和淤积的价值，
元 / a； B3实 为防止滞留和淤积的泥沙量，t / a； S13 为防止
滞留和淤积的单位质量泥沙的效益，元 / t，按照工程替
代法，S13 以单位库容造价计算，根据 1993—1999 年《中 国水利年鉴》，平均水库库容造价为 2． 17 元 / t，计算当
率，据 测 定，中 国 北 方 森 林 的 CO2 吸 收 率 为 13． 6
t / （ hm2 ·a） 。
（ 2） 固碳释氧价值量为
C价 = C1实 × S21 + C2实 × S22
（ 9）
式中： C价 为固碳释氧价值，元 / a； S21 为固碳价格，采用
瑞典碳税率，即 1 200 元 / t； S22 为生产氧气的价格，根
2 生态服务功能价值评价方法
根据上文分析，南水北调中线工程水土保持林草
措施生态系统服务功能价值（ Ｒ） 主要包括土壤保持价
值（ B） 、固碳释氧价值（ C） 、净化大气环境价值（ D） 三
方面，用公式可表示为
Ｒ = B+C+D
2． 1 土壤保持价值
水土保持林土壤保持价值（ B） 主要包括固持土壤
价值、保肥价值和防止泥沙滞留和淤积的价值，评估方
2． 1． 3 防止泥沙滞留和淤积的价值（ B3） （ 1） 防止滞留和淤积的泥沙量。据统计，全国土
壤侵蚀流失的泥沙有 24% 淤积于水库、河湖，则水土
保持林防止滞留和淤积的泥沙量可表示为
B3实 = B1实 × 24%
（ 5）
式中： B3实 为水土保持林防止滞留和淤积的泥沙量，
t / a； B1实为水土保持林年固土量，t / a。
年价格指数为 2． 816，则单位库容造价为 6． 11 元 / t。
2． 2 固碳释氧价值
固碳释氧价值（ C） 指水土保持林固定 CO2 和供给 O2 的经济价值。
（ 1） 固碳释氧实物量。根据植物光合作用方程
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中国水土保持 SWCC 2014 年第 4 期
式，植物形成 1 t 干物质需要 1． 63 t 的 CO2 ，放出 1． 2 t
张璐等： 南水北调中线工程水土保持林草措施生态服务功能价值研究
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护和森林游憩等方面提供的生态服务功能； 森林生态 系统服务功能评估即对森林服务功能开展的实物量与 价值量进行评估。
本研究中的水土保持林是指南水北调中线一期工 程实施过程中，为保护环境在干渠沿线实施的水土保 持措施中增加的水土保持林。由于南水北调中线一期 工程的水土保持林是线性分布在供水线路两侧的，线 路较 长，但 并 未 形 成 大 片 林 地，涵 养 水 源 作 用 并 不 突 出，所以对于水土保持林非常重要的涵养水源功能所 带来的效益本文暂不予考虑。另外，根据研究目的，本 研究探讨的仅是南水北调中线一期工程水土保持林草 措施实施后所产生的生态服务功能价值，即其对受水 区带来的生态环境方面的效益，故不考虑其积累营养 物质、森林防护、生物多样性保护和森林游憩等方面的 功能。经分析，本研究仅探讨水土保持林草措施的土 壤保持、固碳释氧、净化大气环境三方面的生态服务功 能。其价值评估即对水土保持林草措施生态服务功能 的物质量与价值量进行评估，评估方法和单位价值量 参考《森 林 生 态 系 统 服 务 功 能 评 估 规 范 》（ LY / T 1721—2008） ，不足部分结合国内相关区域研究成果进 行补充。
失动态监测成果确定，Q11 依据全国第二次遥感调查资 料，取该地区的平均侵蚀模数 35． 17 t / （ hm2 ·a） ，Q1' 1 依据全国第三次遥感调查资料，取该地区的平均侵蚀 模数 29. 38 t / （ hm2 ·a） ［7 － 8］。
（ 2） 固持土壤价值量为
B1价 = B1实 ÷ ρ ÷ h × S11
1997 年 Costanza 等对全球主要类型的生态系统服 务功能的价值进行了评估，使全球的生态系统价值评 估提高到一个全新的水平。此后，生态系统服务功能 理论也被引入相关领域，用于相关领域的生态服务功 能价值的研究。在我国，余新晓等以水土保持学、生态 学和生态经济学理论为指导，提出了水土保持生态服 务价值的概念，认为水土保持生态服务价值估算是在 特定尺度和区域范围内，将水土保持措施为人类和社 会提供的服务进行货币化计量的研究，具体评价内容 包括保持和涵养水源价值、保持和改良土壤价值、固碳 供氧价值、净化空气价值、防风固沙价值、维持生物多 样性价值等 6 个方面［1］； 并且考虑到水土保持措施体 系中工程、林草、农业三大措施的作用原理和作用发挥 的不同，分别给出了各自的生态服务功能价值评估方 法［2 － 3］。在吴岚等的研究中，将水土保持林草措施生 态服务功能具体地描述为保持和涵养水源功能、保持 和改良土壤功能、固碳供氧功能、净化空气功能、防风 固沙功能、维 持 生 物 多 样 性 功 能 和 维 持 环 境 景 观 功 能［3］。高照良等对水土保持工程措施生态服务功能如 何进行物质量化进行了研究［4］。盛莉等进而运用模型
南水北调工程作为举世瞩目的重大水利工程，除 工程本身外，其相关的生态环境问题也是专家学者研 究的热点。以南水北调中线工程来说，其南自河南南 阳盆地，北至北京、天津市平原区，工程建设对沿线生 态环境的影响不容忽视。为此，除工程主体设计外，还 制定了水土保持等一系列生态环境保护对策。而如何 对这些生态环境保护对策所发挥的效益进行科学合理 的评价，正是本文关心的问题。
据《森林生态系统服务功能评估规范》（ LY / T 1721—
2008） 的 规 定，采 用 中 华 人 民 共 和 国 卫 生 部 网 站 中
2007 年春季氧气平均价格，即 1 000 元 / t。

2． 3 净化大气环境价值（ D）
2． 3． 1 吸收污染物和滞尘价值（ D1）
吸收污染 物 和 滞 尘 价 值 主 要 包 括 吸 收 有 害 气 体
（ 2） 保肥效益价值量为
B2价 = B2实 × S12
（ 4）
式中： B2价 为水土保持林保肥价值，元 / a； S12 为土壤养
分的影子价格，以当年研究区各种化肥的平均价格计
取。根据研究区内各县农业生产资料公司数据，经统
计平均后，得出碳酸氢铵、过磷酸钙和氯化钾的市场价 格分别为 590、680 和 3 300 元 / t［6］。
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中国水土保持 SWCC 2014 年第 4 期
南水北调中线工程水土保持林草措施 生态服务功能价值研究
张 璐，解翼阳
（ 华北水利水电大学 资源与环境学院，河南 郑州 450045）
［关键词］ 水土保持； 林草措施； 生态服务功能； 生态效益； 价值； 南水北调中线工程 ［摘 要］ 南水北调不仅是举世瞩目的调水工程，同时也是重大的生态工程。以南水北调中线工程水土保持林草措施生 态服务功能为研究对象，将其生态服务功能以物质量与价值量来表征，探讨了其生态服务功能结构及计算方法。经计 算，南水北调中线工程水土保持林草措施生态服务功能价值为 37 766． 07 万元。研究可为科学评价南水北调中线工程水 土保持林草措施生态效益提供科学依据，并可为开发建设项目水土保持措施效益评价及调水工程生态补偿提供思路。 ［中图分类号］ S157 ［文献标识码］ A ［文章编号］1000 － 0941（ 2014） 04 － 0046 － 04
SO2 的价值（ D11价 ） 、吸收氟化物的价值（ D12价 ） 、吸收氮 氧化物的价值（ D13价 ） 和吸收粉尘的价值（ D14价 ） 。
（ 1） 吸收污染物和滞尘的物质量计算公式为
D1实 = D11实 + D12实 + D13实 + D14实 = A·Q311 + A·Q312 + A·Q313 + A·Q314 （ 10） 式中： D1实为吸收污染物和滞尘的物质量，kg / a； A 为增 加的水土保持林面积，hm2 ； Q311 为单位面积林地吸收 SO2 的能力，据《中国生物多样性经济价值评估》中的数 据，阔叶林吸收 SO2 的平均值为 88． 65 kg / （ hm2 ·a） ，针 叶林吸收 SO2 的平均值为 215． 60 kg / （ hm2 ·a） ，本文 取其较小值 88． 65 kg / （ hm2 ·a） ； Q312 为单位面积林地 吸收氟化物的能力，据北京市环境保护科学研究所测
的 O2 ，因此固碳和释放 O2 实物量计算公式分别为
C1实 = A × L × 12 /44
（ 7）
C2实 = A × L × 1． 2 /1． 63
（ 8）
式中： C1实 为固碳实物量，t / a； C2实 为释放 O2 量，t / a； A
为增加的水土保持林面积，hm2 ； L 为森林的 CO2 吸收
失的能力，主要包括防止由水土流失造成的氮、磷、钾
等营养元素的损失量。据测定，全国范围内土壤中有
机质含量为 1% ，氮含量为 0． 37% ，磷含量为 0． 108% ， 钾含量为 2． 239%［9］。为便于测算，将氮、磷、钾折算
成碳 酸 氢 铵、过 磷 酸 钙 和 氯 化 钾，其 折 算 系 数 分 别 为 5. 571、3． 373 和 1． 667［6］。
（ 2）
式中： B1价 为水土保持林固持土壤价值，元 / a； B1实 为水
土保持林年固土量，t / a； ρ 为土壤密度，按全国土壤耕 作层平均土壤密度 1． 185 t / m3 计算； h 为林地的土层
厚度，以我国耕作土壤的平均厚度 0． 5 m 作为林地的
土层厚度； S11 为我国林业生产的年平均收益，根据调 查，取 S11 = 263． 58 元 / hm2 。根据土壤侵蚀量和土壤 耕作层的平均厚度来推算土地面积减少量，可计算出