福州市森林生態(tài)系統(tǒng)生產總值（GEP）評估

王克達，魏 斌，常 璐

（1.遼寧省林業(yè)發(fā)展服務中心，沈陽 110031；2.中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所/森林生態(tài)與管理重點實驗室，沈陽 110016）

森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，在全球生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。森林生態(tài)系統(tǒng)不僅為人類提供生產、生活所需的木材、油料、食品等有形的物質產品，還提供著涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、凈化環(huán)境、維持生物多樣性等多項生態(tài)服務[1]。因此，森林生態(tài)系統(tǒng)是人類賴以生存和發(fā)展的基礎，對維護生態(tài)平衡和經濟社會的發(fā)展起著決定性的作用。林業(yè)作為國民經濟的重要組成部分，既是一項十分重要的公益事業(yè)，也是一項不可或缺的基礎產業(yè)。森林的興衰直接關系到全球經濟和社會的發(fā)展，也直接影響生態(tài)環(huán)境。所以，客觀、科學地評估森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值，研究并建立科學、可行的森林生態(tài)系統(tǒng)評估指標體系，對于提高人們的環(huán)境意識、合理配置資源、促進將環(huán)境納入國民經濟核算體系、正確處理社會經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護之間的關系等都具有重要的現(xiàn)實意義[2-11]。

生態(tài)系統(tǒng)生產總值（gross ecosystem product，GEP）是評價和分析一個區(qū)域內生態(tài)系統(tǒng)為人類福祉的貢獻和人類經濟社會可持續(xù)發(fā)展支撐作用[12]。GEP 是與國內生產總值（gross domestic product，GDP）相對應的核算體系，在原有GDP 核算的基礎上考慮資源與環(huán)境因素，對GDP 指標作某些計算調整而產生的一個新的總量指標[13-17]。GEP 核算不僅為生態(tài)產品及生態(tài)服務價值實現(xiàn)提供了量化依據，同時也為將生態(tài)財富納入國民財富核算體系開啟了新思路，能夠助力綠色發(fā)展績效考核落實生效，通過森林生態(tài)系統(tǒng)價值核算，可以反映森林資源對國家經濟社會所做的貢獻，同時可以體現(xiàn)森林資源在實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展過程中的重要作用[18-20]。但以往的研究中還存在評估指標選取不準確、服務功能賦值標準的機械套用、缺乏準確的監(jiān)測數(shù)據和評估結果可比性較差等問題。鑒于此，為了實現(xiàn)森林生態(tài)價值核算的可推廣、可比較，亟需在確定核算原則的基礎上建立科學的核算體系，并集多源遙感數(shù)據、統(tǒng)計數(shù)據、監(jiān)測數(shù)據等科學高效、標準化評估森林生態(tài)系統(tǒng)的生產總值，從而為同類生態(tài)系統(tǒng)及同類地區(qū)建立統(tǒng)一、規(guī)范的核算科目和核算體系提供標尺。

2014 年，國務院批準福建省建設生態(tài)文明先行示范區(qū)，歷屆政府均高度重視生態(tài)建設。通過對福州市森林生態(tài)系統(tǒng)的生產總值進行核算，將森林生態(tài)系統(tǒng)無償提供的各類功能價值化，有助于政府執(zhí)政思路的深刻轉變，有利于公眾直觀認識生態(tài)價值，在全社會形成保護也是發(fā)展。鑒于此，本研究借鑒已有核算體系和研究成果，結合福州市特點，建立具有福州特色的森林生態(tài)系統(tǒng)價值核算體系，針對福州市12 個區(qū)縣2015 和2018年森林生態(tài)系統(tǒng)生產總值進行核算，從時空變化角度對福州市生態(tài)系統(tǒng)生產總值進行對比，有助于科學量化福州市森林生態(tài)產品供給能力，識別生態(tài)環(huán)境不足，為福州市的生態(tài)文明建設和可持續(xù)發(fā)展提供決策支持，為全國其他地區(qū)“綠水青山”轉變?yōu)椤敖鹕姐y山”提供重要的示范引領作用。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究分別對福州市2015 與2018 年森林生態(tài)系統(tǒng)價值進行核算。根據福州市行政區(qū)劃，核算范圍為鼓樓區(qū)、臺江區(qū)、倉山區(qū)、晉安區(qū)、馬尾區(qū)和長樂區(qū)6 個區(qū)，閩侯縣、連江縣、羅源縣、閩清縣和永泰縣5 個縣，以及縣級市福清市的森林生態(tài)系統(tǒng)。根據《土地利用現(xiàn)狀分類（GB/T21010-2017）》中對森林的劃分標準，結合福州市自然資源與規(guī)劃局提供的二級土地利用分類數(shù)據，福州市各區(qū)縣核算面積如表1和表2。

1.2 核算體系構建

森林生態(tài)系統(tǒng)產品與服務是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程為人類生存與生活所提供的條件與物質資源。結合福州市森林情況，核算森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值時，以抓住森林主要功能，并兼顧數(shù)據可獲取性和指標的實用性為原則，制定了福州市森林生態(tài)系統(tǒng)核算指標體系，包括3 個功能類別、5 個一級核算指標以及14 個二級核算指標（表3）。

1.3 核算方法

1.3.1 生態(tài)產品供給服務價值核算方法 森林生態(tài)系統(tǒng)產品供給服務價值主要體現(xiàn)在林業(yè)產品方面。林業(yè)產品生產是森林生態(tài)系統(tǒng)重要的服務功能，也是人類獲得的直接利益，此項服務功能通過核算木材價值、竹材價值、油料價值、茶葉價值和水果價值進行。

表1 2015年福州市各區(qū)縣核算面積Table 1 The accounting area of each district and county of forest ecosystem in Fuzhou in 2015 hm2

表2 2018年福州市各區(qū)縣核算面積Table 2 The accounting area of each district and county of forest ecosystem in Fuzhou in 2018 hm2

表3 福州市森林生態(tài)系統(tǒng)核算指標體系Table 3 The accounting index system of forest ecosystem gross ecosystem product in Fuzhou City

式中：Vp為森林生態(tài)系統(tǒng)產品供給價值（萬元）；Ydi為生態(tài)產品產量，i為木材（m3）、竹材(根)、油料（t）、茶葉(t)和水果(t)；Pi為生態(tài)產品價格，i為木材（萬元·m-3）、竹材（萬元·根-1）、油料（萬元·t-1）、茶葉（萬元·t-1）和水果（萬元·t-1）。

1.3.2 生態(tài)調節(jié)服務價值核算方法 生態(tài)調節(jié)服務是一定時期內生態(tài)系統(tǒng)提供的調節(jié)人類生存環(huán)境質量的服務，包括土壤保持、水流動調節(jié)、空氣凈化、氣候調節(jié)和物種保育5種功能。福州市森林生態(tài)系統(tǒng)調節(jié)服務核算方法為：

式中：Asc為土壤肥力保持價值（萬元）；Ac為土壤保持量（t）；Fi為第i種土壤中養(yǎng)分平均含量，養(yǎng)分種類分別為有機碳、氮、磷、鉀（g·kg-1）；Pi為按照當?shù)胤柿蟽r格折算的有機碳、氮、磷、鉀單價（元·t-1）；ρ為土壤容重（t·m-3）；Pc為水庫工程費用（元·m-3）。

式中：Fwfr為水流動調節(jié)價值（萬元）；Pi為降雨量（mm）；Ri為地表徑流量（mm）；AETi為實際蒸散量（mm）；Ai為森林面積（km2）；Pv為單位庫容價格（元·m-3）；fv為植被覆蓋度；Af為產流降雨量占降雨總量的比例，取值0.6；R為年降水量（mm）；af森林徑流系數(shù)；a0為裸地徑流系數(shù)，取值0.28。

式中：Fap空氣凈化價值（萬元）；us為單位面積吸收SO2量（kg·hm-2）；uN為單位面積吸收NOx量（kg·hm-2）；Ai為生態(tài)系統(tǒng)面積（hm2）；PN和Ps分別為NOx和SO2治理費用（元）；ud為森林單位面積年滯塵量（kg·hm-2）；Pd為降塵清理費用（元·hm-2）；Hi為森林生態(tài)系統(tǒng)植被高度（m）；uo-i為森林生態(tài)系統(tǒng)產生負離子濃度（個·cm-3）；L為負離子壽命（min）；PO為負離子生產費用（元·個-1）。

式中：Fcr為氣候調節(jié)價值（萬元）；Ai為森林生態(tài)系統(tǒng)面積（m2）；Hi為森林調溫空間高度；t為最大降溫幅度（℃）；heat為氣比熱容，為1256J·m-3·℃-1；ho為每日溫度高于26℃的時長，取為6h·d-1；fv為植被覆蓋度；Pele為電價（元·kWh-1）；NPPf為林分凈生產力；Pc為固碳價格（元·t-1）；PO2為工業(yè)制氧價格（元·t-1）。

式中：Fcon為物種保育更新價值（萬元）；rm為物種更新率，植物取值為0.01，動物取值為0.1；δ為生境質量調整系數(shù)；Ni為研究區(qū)物種數(shù)量；Em為物種m的珍稀瀕危等級指數(shù)；Bn為物種n的特有等級指數(shù)；Cr為物種r的保護等級指數(shù)；Nm為m珍稀瀕危等級物種數(shù)量；Nn為n特有等級物種數(shù)量；Nr為r保護等級物種數(shù)量；τ為單個物種的能值轉換率；Pcon為單位物種保育更新率價值（sej·元-1）。

2 結果與分析

2.1 生態(tài)產品供給服務

由圖1a可知，2015年，森林生態(tài)系統(tǒng)產品供給價值為69.87億元，其中水果供給價值最高，為51.07億元，占70%以上；茶葉產品次之，為13.48億元，占20.25%；依次為竹材產品、木材產品和油料產品供給服務價值，分別為3.28 億元、1.55 億元和0.48 億元。從區(qū)域分布上來看，永泰縣產品供給服務價值最高，為18.86 億元，其次為閩清縣和閩侯縣，分別為11.76億元和11.55億元。由圖1b可知，2018年，森林生態(tài)系統(tǒng)產品供給價值為124.74億元，其中水果供給價值最高，為86.21億元，占70%以上；茶葉產品次之，為22.42億元，占比為18.68%；依次為竹材產品、木材產品和油料產品供給價值，分別為4.72 億元、8.12 億元和3.16 億元。從區(qū)域分布上來看永泰縣產品供給服務價值最高，為36.84 億元；其次為閩清縣和閩侯縣，分別為21.05 億元和20.48 億元。與2015 年相比，2018 年森林生態(tài)產品供給價值為2015 年的1.80 倍，其中水果產品供給價值增加35.24 萬元，茶葉產品供給價值增加8.94 萬元。具體到福州市各區(qū)縣，永泰縣增加最顯著，其中木材產品價值增加5.40 億元，漲幅為1161.08%；竹材產品增加1.37億元，漲幅為48.29%；油料價值增加1.85億元，漲幅為468.91%。

圖1 2015和2018年森林生態(tài)系統(tǒng)產品供給服務價值Figure 1 Forest ecosystem ecological product supply services in Fuzhou City in 2015 and 2018

2.2 生態(tài)調節(jié)服務

由表4 可知，2015 年福州市森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)調節(jié)服務價值為4608.44 億元。其中，水流動調節(jié)服務價值量最高，為3881.25億元，占比為84.32%；其次為氣候調節(jié)服務，達681.42億元，占比為14.89%；物種保育價值為21.20 億元，占比為0.46%。具體到福州市各區(qū)縣，永泰縣森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)調節(jié)服務價值最高，為1095.98，占23.94%，依次為閩侯縣、閩清縣和羅源縣，分別為891.75 億元（19.44%）、643.12 億元（14.02%）和561.44 億元（12.134%）。2018 年福州市森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)調節(jié)價值為4301.64 億元，其中，水流動調節(jié)服務價值最高，為3611.05 億元，占比為83.95%；其次為氣候調節(jié)服務，達648.37 億元，占比為15.07%；物種保育價值為22.34 億元，占比為0.52%。具體到福州市各區(qū)縣不同行政區(qū)縣（市）中，永泰縣森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)調節(jié)服務價值最高，為1071.90 億元，占總價值量的25.05%；其次為閩侯縣、閩清縣和羅源縣，分別為854.26 億元（19.96%）、681.45億元（15.92%）和466.47 億元（10.90%）。與2015 年相比，2018 年福州市森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)調節(jié)服務價值有所減少，達302.60 億元，降幅為6.66%。其中，土壤保持價值增加0.64%，水流動調節(jié)價值下降6.95%。兩者雖然都受到降水因素的影響，但土壤保持價值由于有機質肥料價格上漲，導致2018年土壤肥力保持價值有所增加。從區(qū)域分布上看，鼓樓區(qū)降幅最大，達68.78%，主要由核算面積縮小導致；其次為福清市、長樂區(qū)、羅源縣和晉安區(qū)，分別為20.87%、18.23%、16.92%和14.82%，變化原因主要受降水影響導致水流動調節(jié)服務和土壤保持服務價值下降；其他區(qū)域變化幅度均在10%以內。

表4 福州市森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)調節(jié)服務核算結果Table 4 The result of ecological regulation services of forest ecosystem in Fuzhou City

2.3 森林生態(tài)系統(tǒng)生產總值

由表5 可知，2015 年，福州市森林生態(tài)系統(tǒng)生產總值為4678.31 億元，2018 年福州市森林生態(tài)系統(tǒng)生產總值為4426.38 億元，全市森林生態(tài)系統(tǒng)生產總值總體下降5.38%。通過兩期結果比較，產品供給價值上漲78.64%，主要源于水果和茶葉價值的增加。生態(tài)調節(jié)服務方面，物種保育、空氣凈化和土壤保持價值呈上漲趨勢，漲幅分別為5.39%、1.27%和0.72%。由表6 可知，鼓樓區(qū)降幅最大為68.78%，其次為福清市、長樂區(qū)、羅源縣和羅源縣，降幅分別為18.77%、16.58%和16.21%，主要是由于降水減少導致水流動調節(jié)服務和土壤保持服務價值下降所致。

表5 福州市森林生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算結果Table 5 The result of forest ecosystem gross ecosystem product in Fuzhou City

表6 福州市森林生態(tài)系統(tǒng)生產總值區(qū)域分布結果Table 6 The result of forest ecosystem gross ecosystem product in Fuzhou City

3 討論與結論

本研究明確了福州市森林生態(tài)系統(tǒng)GEP 核算對象的范圍邊界，根據福州市各行政區(qū)《土地利用現(xiàn)狀分類（GB/T21010-2017）》中森林類劃分標準，結合福州市自然資源與規(guī)劃局提供的二級土地利用分類數(shù)據，將編碼021（果園）、022（茶園）、023（其他園地）、031（有林地）、032（灌木林地）、033（其他林地）歸為森林內容。在核算固碳釋氧、空氣凈化功能時，根據森林不同樹種組成，將林業(yè)小班數(shù)據進行分類。根據《第九次全國森林資源清查福建省清查操作細則》中樹種（組）劃分標準，結合福州市森林資源現(xiàn)狀，將福州市重新歸類為杉木組、馬尾松組、針闊混交林組、硬闊葉樹組、軟闊葉林樹組、木麻黃組、桉樹組、楠木組、櫟類組、經濟林、灌木、茶和竹林13 個類型。本研究不僅包括統(tǒng)計數(shù)據、地面調查數(shù)據、文獻數(shù)據，還充分運用了多源遙感數(shù)據，彌補了核算數(shù)據的不足，且遙感數(shù)據可獲得性較好，可以快速、準確地獲取福州市的相關數(shù)據，為后期數(shù)據更新奠定了堅實的基礎。

從單位面積價值量來看，2015 年森林生態(tài)調節(jié)服務單位面積價值量為62.37 萬元·hm-2，2018 年森林生態(tài)系統(tǒng)調節(jié)功能單位面積價值量為58.38萬元·hm-2，但均高于全國2017年單位面積價值量(7.69萬元·hm-2)，低于廈門市2015 年森林生態(tài)系統(tǒng)調節(jié)功能單位價值量(68 萬元·hm-2)。相比2015 年，2018 年福州市森林單位面積價值量的略微減少，森林生態(tài)價值減少的主要是降溫調節(jié)和水源涵養(yǎng)和徑流調節(jié)3個方面，這3種服務的價值減少均與森林面積和降水量密切相關。根據福州市氣象局給出監(jiān)測站點數(shù)據，2015和2018年福清市、晉安區(qū)、連江縣、羅源縣、閩侯縣、閩清縣、永泰縣和長樂區(qū)年降水總量之和分別為14665.0mm和12246.5mm。另外土壤保持功能雖然在價值上沒有減少，但是土壤保持量有所降低，這是由于2018年降水量減少，導致潛在土壤流失量減少，因此土壤保持量降低，這一數(shù)據并不代表實際意義上的水土保持能力下降，只是由于當年降雨量減少導致保持量變小，導致計算的價值量減少。降溫價值量與植被類型密切相關，不同植被類型的吸熱效果不同。與2015年相比，2018年福州市全市森林生態(tài)系統(tǒng)核算面積減少2507.31hm2，在福州市各區(qū)縣中，植被類型有不同程度的增加和減少。結果顯示，雖然福州市植被類型發(fā)生變動，但2015和2018年兩期降溫價值量變化幅度不大。可見，2018年受到降水量影響非常大，尤其是土壤保持功能和水流動調節(jié)功能，但森林生態(tài)系統(tǒng)總體價值量變化幅度不大，表明福州市森林生態(tài)系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性。由于今年來氣候變化劇烈，異常天氣發(fā)生更為頻繁，而森林生態(tài)系統(tǒng)對于維持環(huán)境穩(wěn)定具有重要的作用，在今后的管理中應更加注重增加森林面積，使樹種多樣化，豐富森林物種多樣性，以維持生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定。

本研究結果表明，2015 年福州市森林生態(tài)系統(tǒng)產品供給價值為69.87 億元，2018 年為124.74 億元，同比增長78.53%。2015年福州市森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)調節(jié)價值量為4608.44億元。其中水流動調節(jié)服務價值量最高為3881.25 億元，占全部價值的84.31%；其次為氣候調節(jié)服務，達681.42 億元，占總價值的14.80%；物種保育價值為21.20 億元，占總體價值的0.46%。與2015 年相比，2018 年福州市森林生態(tài)系統(tǒng)價值量為306.79 億元，降幅為6.66%。2015 年森林生態(tài)系統(tǒng)總價值為4678.31 億元，2018 年為4426.38 億元，兩期價值總量變化不大，變化率僅為5.38%。在氣候因素影響下，森林生態(tài)系統(tǒng)仍能保持總價值小幅波動，這說明福州市能夠充分利用現(xiàn)有林業(yè)資源，可以有效平衡生態(tài)產品價值與生態(tài)調節(jié)服務價值之間的關系。