趙廷陽(yáng),夏成琪,索鑫浩,曹世雄,*

1 北京林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,北京 100083 2 清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院,北京 100084 3 北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院,北京 100083

生態(tài)系統(tǒng)是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ),其不僅為人類提供直接的生產(chǎn)和生活資料、同時(shí)為人類提供各種間接服務(wù)[1]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和價(jià)值變化與人類的福祉密切相關(guān)[2-3]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,人類的一系列活動(dòng)嚴(yán)重影響了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,威脅到了人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[4-5]。相關(guān)研究結(jié)果表明,工業(yè)化以來(lái),全球范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值下降了63%[6]。服務(wù)價(jià)值減少必然會(huì)影響人類未來(lái)福祉,對(duì)生活在貧困線以下、依靠自然資源生存的大約11億居民的影響尤為嚴(yán)重[7]。

近半個(gè)世紀(jì)以來(lái),人們逐漸認(rèn)識(shí)到生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要性,積極實(shí)施有效措施,以期增加生物多樣性、保護(hù)和修復(fù)生態(tài)環(huán)境[8-9]。1978年以來(lái),我國(guó)政府投入巨額資金開(kāi)展了三北防護(hù)林、天然林保護(hù)、退耕還林等一系列生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目。然而,這些工程投入產(chǎn)出是否合理,沒(méi)有人知道；以往對(duì)生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目的評(píng)估往往忽略項(xiàng)目成本[10]和項(xiàng)目實(shí)施前后的差異[11]。因此,構(gòu)建科學(xué)可行的生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目實(shí)施效果評(píng)價(jià)新方法,開(kāi)展項(xiàng)目成本-效益動(dòng)態(tài)評(píng)估,明確項(xiàng)目的實(shí)施效果極為緊迫和重要[12],對(duì)我國(guó)后續(xù)展開(kāi)生態(tài)文明建設(shè)有重要理論指導(dǎo)意義,對(duì)全球生態(tài)修復(fù)政策調(diào)整、環(huán)保項(xiàng)目規(guī)劃也有重要科學(xué)價(jià)值。

自從1997年Costanza等[13]學(xué)者計(jì)算了全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值以來(lái),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估成為全球生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)研究的熱點(diǎn)[14-17]。然而,多數(shù)學(xué)者在開(kāi)展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算時(shí)忽略了生態(tài)系統(tǒng)在提供服務(wù)時(shí)所需要的成本或者僅僅計(jì)算了部分成本[12]；傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)負(fù)效應(yīng)評(píng)估雖然考慮到了水資源消耗的負(fù)效應(yīng)和環(huán)境危害(如環(huán)境污染、土壤侵蝕等)的負(fù)面影響[18],但忽略了土地等自然資源占用“擠出效應(yīng)”所導(dǎo)致的機(jī)會(huì)成本[19]、環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投資的直接成本、以及自然災(zāi)害造成的其他機(jī)會(huì)成本[20]。忽略成本分析(或者成本分析不全面)計(jì)算出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值必然會(huì)夸大自然和人工生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能以及維護(hù)和恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)措施的經(jīng)濟(jì)學(xué)意義,影響土地規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)的科學(xué)性和可行性[6,21]。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)凈價(jià)值評(píng)估方法[12]雖然對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法進(jìn)行了改進(jìn),但沒(méi)有考慮生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目實(shí)施前和實(shí)施后土地景觀變化引起的凈價(jià)值變化,獲得的結(jié)果只能反映土地利用的靜態(tài)效益,不能反映生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目引起土地變更的成本-收益變化。在環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目實(shí)施前和實(shí)施后,必須對(duì)其進(jìn)行成本收益評(píng)估,只有項(xiàng)目實(shí)施后的土地生態(tài)經(jīng)濟(jì)凈收益大于項(xiàng)目實(shí)施前土地生態(tài)經(jīng)濟(jì)凈收益,項(xiàng)目實(shí)施才有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但是,由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算方法的缺陷,以前研究從未開(kāi)展這一方向研究。甄別環(huán)保項(xiàng)目土地變更的成本與收益變化十分重要,它有助于管理者了解生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目一系列潛在成本與收益、及其形成的原因,從而提高環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目的效益[22],實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的有機(jī)結(jié)合。構(gòu)建基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出相結(jié)合的生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目成本-效益動(dòng)態(tài)評(píng)估新方法,是生態(tài)修復(fù)研究領(lǐng)域的科學(xué)前沿。

1 研究方法

1.1 生態(tài)系統(tǒng)收益核算方法

該研究基于《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》(LY/T 1721—2008)進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估,評(píng)估指標(biāo)包括涵養(yǎng)水源(調(diào)節(jié)水量指標(biāo)和凈化水質(zhì)指標(biāo))、保育土壤(固土指標(biāo)和保肥指標(biāo))、固碳釋氧(固碳指標(biāo)和釋氧指標(biāo))、養(yǎng)分積累(養(yǎng)分積累指標(biāo))、凈化大氣環(huán)境(生產(chǎn)負(fù)離子指標(biāo)、吸收污染物指標(biāo)、滯塵指標(biāo)、TSP吸收指標(biāo)、PM2.5吸收指標(biāo)、PM10吸收指標(biāo))、生物多樣性保護(hù)(生物多樣性保護(hù)指標(biāo))、森林防護(hù)(防風(fēng)固沙指標(biāo)和保護(hù)農(nóng)田指標(biāo))共7種功能和16項(xiàng)指標(biāo)。

產(chǎn)品價(jià)值以2017年度市場(chǎng)價(jià)格計(jì)算項(xiàng)目區(qū)對(duì)應(yīng)的糧食、水果(蘋(píng)果、梨、葡萄、柑橘、橙)及其他林產(chǎn)品(如桐油、樹(shù)漆、竹子)。因?yàn)槲覈?guó)禁止木材砍伐,該項(xiàng)計(jì)算不包括木材生產(chǎn)。

(1)

1.2 生態(tài)系統(tǒng)凈收益核算方法

凈收益基于以上生態(tài)系統(tǒng)收益(Benefits)核算減去成本獲得：

(2)

1.3 成本-效益動(dòng)態(tài)評(píng)估方法

生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目實(shí)施改變了土地的利用方式和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,如退耕地種植經(jīng)濟(jì)林是將陡坡農(nóng)田變成了經(jīng)濟(jì)林、荒地種植經(jīng)濟(jì)林是將荒地變成了經(jīng)濟(jì)林、荒地造林是將荒地變成了人工林、天然林植被恢復(fù)是將退化的森林變成了天然林、飛播造林是將荒地變成了飛播造林地、退耕地造林是將陡坡農(nóng)田變成了人工林(不含經(jīng)濟(jì)林)。

同一塊土地在實(shí)施生態(tài)修復(fù)后的凈收益減去該地塊在項(xiàng)目實(shí)施前的凈收益即可獲得項(xiàng)目的凈收益:

(3)

1.4 研究案例

為了驗(yàn)證生態(tài)工程成本-效益動(dòng)態(tài)評(píng)估新方法的可行性,該研究基于三北防護(hù)林、天然林保護(hù)、退耕還林項(xiàng)目區(qū)183個(gè)生態(tài)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)(包括中國(guó)科學(xué)院44個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)和國(guó)家林業(yè)總局139監(jiān)測(cè)站點(diǎn))對(duì)以上16項(xiàng)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),以及林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒(1987—2017)的實(shí)施面積等數(shù)據(jù)[23],通過(guò)對(duì)工程實(shí)施前和實(shí)施后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值、產(chǎn)品收入、投入(包括資源占用)成本的評(píng)估,計(jì)算了項(xiàng)目實(shí)施前和實(shí)施后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的成本與收益及其變化。如表1所示,天然林保護(hù)和三北防護(hù)林包括荒地種植經(jīng)濟(jì)林、荒地造林、天然植被恢復(fù)、飛播造林四項(xiàng)措施,退耕還林工程包括了退耕地造林(不含經(jīng)濟(jì)林)、退耕地種植經(jīng)濟(jì)林、荒地造林、天然植被恢復(fù)四項(xiàng)措施。

表1 2017年工程主要治理措施實(shí)施面積

2 研究結(jié)果

計(jì)算結(jié)果顯示,南方生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的收益普遍比北方高,東北地區(qū)各類生態(tài)系統(tǒng)也能有較高的收益,但是經(jīng)濟(jì)林種植在新疆和黃土高原地區(qū)收益相對(duì)較高(表 2)。人工生態(tài)系統(tǒng)的成本在北方較高,因?yàn)楸狈降乃疅釛l件較差,人工造林成活率和保存率相對(duì)較低,人工種植直接投入和管護(hù)成本較高(表 3)。

表2 2017年陡坡農(nóng)田、荒地和各種林地收益區(qū)域間的變化/(×103 元/hm2)

表3 2017年陡坡農(nóng)田、荒地和各種林地的成本在區(qū)域間的變化/(×103 元/hm2)

六種生態(tài)修復(fù)措施在不同地區(qū)實(shí)施的效果不同,除了種植經(jīng)濟(jì)林措施能在新疆、黃土高原等北方地區(qū)產(chǎn)生較高的凈收益以外,其他四種措施在南方的凈價(jià)值均高于北方(表 4)。退耕地種植經(jīng)濟(jì)林、荒地種植經(jīng)濟(jì)林、天然植被恢復(fù)這三種措施在各個(gè)省份均能產(chǎn)生正收益。其余三種措施在部分省份產(chǎn)生了負(fù)效益。退耕地造林和荒地造林會(huì)對(duì)北京、天津、內(nèi)蒙古、吉林、黑龍江、西藏、甘肅、青海、寧夏、新疆10個(gè)省區(qū)產(chǎn)生負(fù)效益；飛播造林會(huì)對(duì)黑龍江、西藏、青海、新疆4個(gè)省區(qū)產(chǎn)生負(fù)效益。

三北防護(hù)林、天然林保護(hù)、退耕還林工程的實(shí)施后,項(xiàng)目區(qū)土地收益分別增長(zhǎng)了2035.0×109、3821.1×109、1127.8×109元/a,凈收益分別增長(zhǎng)了461.7×109、2930.5×109、530.1×109元/a,單位面積土地凈收益分別增長(zhǎng)了6.5×103、17.6×103、18.2×103×103元 hm-2a-1,收益率分別為29.3、328.9、77.0%(表5)。

3 討論

保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值、增加人類福祉[24-26]、以便更好地適應(yīng)氣候變化、促進(jìn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展[6,27]是當(dāng)代人類的共識(shí)。該研究通過(guò)不同生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目實(shí)施前和實(shí)施后的成本、收益變化進(jìn)行評(píng)估(即生態(tài)系統(tǒng)成本-效益動(dòng)態(tài)評(píng)估),證明重大生態(tài)修復(fù)工程能夠使土地收益的增加大于成本增加,大型生態(tài)修復(fù)工程具有潛在的獲利能力(表5)。如果管理者選擇適合本地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)或保護(hù)措施,有望獲得更好效果(表4)。

表4 2017年各凈收益在區(qū)域間的變化/(×103 元/hm2)

表5 2017年三北防護(hù)林、天然林保護(hù)、退耕還林工程每年產(chǎn)生的收益、成本、凈收益的增長(zhǎng)以及補(bǔ)貼

科學(xué)合理的生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目是基于長(zhǎng)期凈收益最大化的綜合結(jié)果,而不是追求某個(gè)單一指標(biāo)(比如森林覆蓋度)最大化和短期利益最大化。在環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目實(shí)施前和實(shí)施后,必須對(duì)其進(jìn)行成本收益評(píng)估,以避免資金浪費(fèi)、環(huán)境破壞、威脅項(xiàng)目區(qū)居民生計(jì),只有這樣才能同時(shí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)生態(tài)環(huán)境和促進(jìn)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙贏目標(biāo)[28]。因此,正確甄別環(huán)保項(xiàng)目的成本與收益十分重要[29],它有助于管理者了解生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目的一系列潛在成本與收益、及其形成的原因,從而提高環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目的效益[24]。

“青山綠水、就是金山銀山”,“資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)”是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的核心內(nèi)容之一。相對(duì)以前的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值、林業(yè)收益評(píng)估和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)凈價(jià)值評(píng)估方法[12,22,30],該研究構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)成本-效益動(dòng)態(tài)評(píng)估方法融合了以上評(píng)估方法的優(yōu)點(diǎn),較全面計(jì)算了生態(tài)系統(tǒng)的成本(包括直接投資、資源占用、自然災(zāi)害、管理費(fèi)用等)和收益(包括生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值、產(chǎn)品價(jià)值等)及其變化,較好地實(shí)現(xiàn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的有機(jī)結(jié)合,獲得了比傳統(tǒng)成本收益、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值等評(píng)估方法更加可靠的評(píng)價(jià)結(jié)果。生態(tài)系統(tǒng)成本-效益動(dòng)態(tài)評(píng)估方法站在項(xiàng)目實(shí)施和土地景觀變化的視角進(jìn)行投入產(chǎn)出動(dòng)態(tài)評(píng)估,更好地比較生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目實(shí)施前、后的成本和收益變化,這樣的評(píng)價(jià)結(jié)果能使土地利用規(guī)劃和項(xiàng)目監(jiān)督管理更加科學(xué)合理,為生態(tài)修復(fù)措施選擇提供了方法基礎(chǔ)。預(yù)期研究結(jié)果可為土地管理者、政策制定設(shè)計(jì)出更加有效的策略,為生態(tài)環(huán)境保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

干旱地區(qū)樹(shù)木生長(zhǎng)需要占用大量水資源,人工造林加劇了這些地區(qū)水資源短缺危害,造成不必要的經(jīng)濟(jì)成本(表4)。即使在濕潤(rùn)地區(qū),人工造林需要消耗大量的人力和物力,成本高昂。如果不是為了獲得木材、水果等經(jīng)濟(jì)目標(biāo),生態(tài)修復(fù)應(yīng)盡量通過(guò)自然恢復(fù)方式推進(jìn)。相關(guān)研究結(jié)果表明,當(dāng)濕潤(rùn)地區(qū)植被覆蓋度小于20%時(shí),最好的生態(tài)修復(fù)措施是通過(guò)施肥或者種植豆科牧草的方式改良土壤,從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)[31],人工造林會(huì)進(jìn)一步加劇土壤養(yǎng)分流失,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)一步惡化。干旱地區(qū)被覆蓋度小于30%時(shí)[32],最好的生態(tài)修復(fù)措施是增加地表粗糙度,減小地表風(fēng)速,人工造林會(huì)進(jìn)一步加劇干旱缺水的危害。

由于不同地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件和資源稟賦存在較大差異,尊重區(qū)域差異設(shè)計(jì)因地制宜的生態(tài)修復(fù)策略非常必要。雖然生態(tài)恢復(fù)工程可以獲得巨大收益,但是并不是每一種措施在考慮其成本后在每個(gè)地區(qū)都能產(chǎn)生正效益[33-34]。由于生態(tài)地理的巨大差異,獲得更高分辨率的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估是生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目規(guī)劃未來(lái)的發(fā)展方向。在未來(lái)的生態(tài)修復(fù)規(guī)劃和實(shí)施中,政府部門(mén)和相關(guān)研究人員需要獲取更加翔實(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,確保相關(guān)措施更加科學(xué)合理。不同地區(qū)的自然和人文因素差異顯著,適宜采取的生態(tài)修復(fù)措施也不盡相同,因地制宜地選擇適合本地區(qū)的生態(tài)修復(fù)措施非常重要。中央政府應(yīng)尊重地方差異,讓不同地區(qū)自我選擇生態(tài)修復(fù)措施可以獲得更好的效果。