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城市森林生态效益及其价值研究综述

来源:环保网

正确认识和评价城市森林的价值与效益是搞好城市森林建设的基础。本文从研究的尺度、内容、方法三个方面分别论述了国内外城市森林价值与效益的研究进展。在此基础上,结合我国城市森林建设的现状,对我国城市森林价值与效益的研究提出了建议。
 
城市森林是城市生态系统的主体,是城市有生命的基础设施建设。城市森林建设的宗旨就是要改善城市生态环境,为城市居民提供良好的工作、生活和居住环境。正确认识和评价城市森林的价值与效益是管理好城市森林的基础。
城市森林创造的价值包括林产品价值和城市森林为城市居民提供的服务功能。除了木材等林产品的价值,城市森林综合生态效益量化是很难的,因为城市森林不但能提供公共效益和社会效益,还能提供个人收益。前者如增加美学价值、减少噪音和降低污染问题,增加生物多样性;后者如提高房地产的价值,降低居民供暖和降温费、改善的小气候等价值[1,2]。城市森林还发挥许多功能,目前难以用仪器测定和货币度量的。而且,城市森林的效益及价值是随着不同时空条件下城市环境、城市居民及需求的变化而不断发展变化的。本文从研究尺度、内容、手段与方法等方面对国内外的研究现状进行了全面分析。
 
      1 研究的尺度
      1.1城市树木的价值与效益
树种、林种、结构等城市森林特征不同,其生态功能与效益也是不同的。日本大阪的40多种树木含吸硫能力最强的是落叶树,常绿阔叶树次之,针叶树最弱,落叶树吸收氟化氢、氮化物等有毒气体的能力是常绿树的2~3倍。北京市滞尘能力强的乔木为圆柏、毛白杨、元宝枫、银杏和国槐[3]。
不同年龄的树种产生的效益是不同的。美国Modesto市城市森林组成中,树龄小于20年的树种占总量的40%,产生的效益仅为总效益的23%;树龄在20~40年之间的成熟树木占总量的40%,产生的效益为46%;树龄大于40年的老树占总量的20%,产生的效益则为总效益的32%[4]。
城市森林的功能发挥是城市环境和植物布局共同作用的结果,具有明显的地域性,植物群落离作用点(如污染治理点、居住区、水源位置等)的相对位置越近,生态效益也越显著;生物多样性保护越好,其生态功能越强。因此,评价城市森林的生态效益还应考虑该城市具体的环境条件。1942年,美国的CTLA(the Council of Tree and Landscape Appraisers) 最早提出和发展了计算单株树木价值和效益的公式(CTLA,1992),应用较方便。
树木的价值 = 基本价值×地径面积×(树种%)×(植物生长情况%)×(所在位置)
公式中各项系数是由专家组共同讨论而制定的,经2000年修改目前采用的CTLA成为植物计价指南,针对本地的特点修正公式中系数或树木基价,使之更符合当地的情况。
然而,这种方法仍不能完整表达城市森林的间接效益[2]。在CTLA公式的基础上,Scott等[6]提出了一种新的价值评价方法,不仅能计算现有净价值(PNV,present net value)和土地期望价值(LEV,the land expectation value),并通过两种价值的差值来判断城市树木更新与否,具有重要的实用价值。然而,单株树木的生态效益毕竟是有限的,在改善城市生态环境中影响最大、研究最多的还是基于群落和生态系统水平的森林。
1.2城市区域森林生态价值与效益
 树木吸收二氧化碳,释放氧气、降温增湿、杀菌能力、减消噪声、改善小气候等生态功能的发挥均与绿量成正比。对上海、合肥等城市的绿量研究表明:公园的相对绿量最高,其次是校园和居住区。不同结构绿地中,混交乔木林的绿量最高,乔、灌、草多层植被次之[2,7]。单位绿地面积上的生态效益,公共绿地最高,依次为专用绿地、道路绿地、居住区绿地,原因是绿地规模和单位面积上的绿量造成的。不同绿色空间结构产生的生态功能不同。相同种植结构的片状绿地降温率、增湿率均高于带状绿地,乔灌草型绿地的效应最明显[8~10]。
城市森林价值的估算可根据城市森林功能的发挥进行计算,但这些功能价值只能通过树木的补偿价值间接获得,而且有些功能价值不易获得。运用城市森林补偿价值法美国对道路林[11,12]、居住区城市森林、整个城市的森林价值,补偿效益法还可用于估算灾害造成的实际和潜在的损失[12] 等进行了一系列的研究。国内学者分别对北京近郊建成区城市森林研究[7]:城市森林日平均吸收CO2 3.3万t,释放O2 2.3万t;日平均蒸腾水量182t/hm2,蒸腾吸热4.48亿J/hm2,其中,乔木林占蒸腾吸热的87%,平均滞尘量为1.518 t/ha,其中落叶乔木占65%,常绿乔木占20%,灌木和其他占15%。对沈阳市面积为5 hm2的树木园研究产生的森林价值高达326239.49元 [13]。宁波和合肥两个城市森林由于结构、主要树种组成及覆盖率不同,最终吸收污染物改善大气质量的生态效果及产生的价值有明显差异。
1.3全国城市森林价值
在美国,估计全国城市森林价值最常用的是采用分级计算法,先计算每个城市树木补偿价值,再根据城市森林的覆盖度,确定单位面积树木的补偿价值(美元/m2),用城市森林平均补偿价值乘以全国森林覆盖度得到同期全国城市森林的补偿价值。用最高和最低的补偿价值得到全国城市森林的变动范围。据估算,2002年全美国城市森林的补偿价值为2.4万亿美元,城市树木平均价值为394~1187美元/株,平均价值变动范围时22.98~63.72美元/ m2 [14]。我国对城市森林的研究起步较晚,正处于建设阶段,城市森林规模小,覆盖率差别明显,城市森林价值的研究目前还不多见。
 2 研究的内容
 2.1城市森林结构价值与功能价值的研究
城市森林存在两种类型的价值:结构价值和功能价值。结构价值是以森林生长环境和结构为基础的一种资产价值,结构价值又称为补偿价值,而功能价值是建立在特定结构基础上森林发挥的各种功能每年创造的价值。若将城市森林比作工厂,工厂的固定资产价值相当于森林的结构价值;工厂每年的净收益相当于森林的功能价值;工厂每年的亏损相当于城市森林负面功能效应。
1994年我国学者侯元兆首次对森林生态经济价值进行评估。此后,蒋敏元李金昌、毕绪岱、张建国、钟全林等许多学者对森林资源价值核算都作了一些研究。李忠魁等[15]运用贴现率的方法,对北京市森林的涵养水源、净化环境、防风固沙等7种功能价值量化的结果是环境功能价值为林木产出价值13.3倍。吴勇等[16]初步计算广州市城市绿地生态经济价值总和为1.16亿元。以及天津市园林局的“园林效益测算”、上海市的绿化效益测算等国内已逐步开展了城市森林效益与价值研究。
国外城市森林的补偿价值研究的比较成熟,CTLA法在美国得到广泛的应用,已经建立起了一套比较全面的评价方法,并能以货币形式评价城市森林的效益。城市森林的功能价值的主要研究,如减少房屋供暖和降温费用、降低大气污染[17]、土壤侵蚀[18]、噪声污染[19]、固碳能力[20],一些学者还试图从城市森林影响房地产价格方面论述其功能价值[21,22],如美国加利福尼亚州的萨克门托,房屋的“位置租金”占地价的33%~4.2%,房屋离大公园越近,价值越高。
除了森林的结构价值和功能价值外,国外还有一种特殊的价值,即法律价值。法律价值主要表现在保险、税收和诉讼等方面。目前我国的法律中涉及到这方面内容较少,随着我国城市森林的建设发展,城市树木的法律价值最终会得到体现。
总之,由于城市森林的多样性和复杂性、所提供的效益的多样性,在目前现有的资料和研究条件下,对功能效益进行量化还是有一定难度的,特别是美学功能、社会功能、区域影响功能、野生动植物保护等诸多价值的计算都是参照城市森林结构而实现的,计算时就受到极大局限。
 2.2城市森林效益—成本分析的研究
健康的城市森林多种生态功能的发挥已得到普遍认可,但若不能合理的经营管理,城市森林的投入成本高于产生的效益,城市森林的存在便没有现实意义。城市森林效益与成本研究,对于当地政府决策人员进行资源配置、自然资源的管理和水分利用都起到重要作用,为城市森林经营与管理提供了很好的参考。
 Dwyer等[22]从城市森林的功能方面对城市森林的成本和效益进行了分析,  McPherson[3]对美国Modesto市城市森林的投入费用及效益产出进行计算,得出每年城市森林创造效益价值BCR(产/投比)为1.89,居民收益为13美元/人?年;树木产生的效益为26美元/株?年。在国内,“草坪热”带来的高成本低效益引发了城市森林与草坪成本与效益研究,并已确定了以木代草的发展方向。
进行城市森林效益成本研究,还可以量化城市森林对路面、地下管道等造成破坏等负面效应及维修费用[22],确定城市树木的更新及新树种的选择;城市森林(包括个体、群落等多个层次)的效益成本分析,了解不同类型城市森林的维护成本,从而为选择合理的树种,优化城市森林配置模式和布局提供科学的依据。
2.3城市森林潜在价值的研究
城市森林建设对当地的经济能够产生多种影响。Templeton等[6]研究了与城市森林各种效益维持相关的经济行为,通过计算,加州城市林业的产品和服务每年费用投入共11.21亿美元,对当地的贸易、就业和个人收入等创造的总价值为33.8亿美元/年,创造间接价值22.7亿美元/年。城市林业给加州增加居民收入18.7亿美元,每年能支持l 57,213份工作,其中25,325份工作直接与城市林业相关。其他如城市森林的美学价值和游憩功能,减轻生活和工作压力、平静心理,激发灵感等提高工作效率而创造的不可估量的潜在价值。城市森林能够减少燃料消耗、降低空气污染及相关治理费用,还能减少了医疗费用和城市卫生费用的支出。
 除上述研究外,城市森林生态效益补偿问题也是目前研究热点之一。如城市森林生态效益评价的理论基础和计量模型、补偿依据、补偿标准与范围、征收对象和补偿办法等。日本、加拿大、德国、法国等环境优美的国外城市主要有建立补偿基金、政府补偿与受益者补偿相结合、采取综合性的财政税收政策等补偿办法[1]。我国根据《森林法》中关于生态效益补偿的规定,虽然零星出台了地方森林生态效益补偿办法,但目前全国还没有建立起统一的补偿机制。
 3 研究的方法和手段
从城市森林生态效益的研究方法上,主要通过以森林生态功能的再生产费用、以森林所带来的效益和森林生态功能丧失所带来的收入损失为基础的三种评估途径,主要方法有市场价值法、替代市场法和意愿调查法。许多国家一直在研究试图找出一种能反映客观价值的公认方法,并建立起计算公式,如美国的CTLA(Councial of Tree and Landscape Appraisers)方法、澳大利亚的Burnley方法、英国的AVTW法(Amenity Valuation of trees and Woodlands)、新西兰的STEM法(Standsrd Tree Evaluation Method )、西班牙的Norman Granda 方法等[1]。我国采用的方法有成本法、收益现值法、意愿调查法、森林环境效果评价法及木材需求曲线动态核算法等方法。各国公式都是依据本国的具体情况建立,在很大程度上可比性较小。
由于森林生态效益的多样性,有关计量评价体系也不一致[23~24]。但一方面这些方法得出的多是估算值,另一方面由于生态功能之间的交互作用及叠加效应至今无定论,对综合效益的评估产生了一定的难度。
 通过建立城市森林综合评价指标体系进而完成城市森林生态效益的评价也是一种科学可行的评价方法,国内城市上海、合肥、哈尔滨、厦门等正在着手进行综合评价指标体系的构建和评价研究[1],但目前综合指标体系的建立仍不成熟。总之,完善城市森林价值的综合评价仍是需要深入研究的课题。
从研究手段上,3S技术为城市森林由定性向定量的研究城市森林提供了很好的工具,不仅能提供准确详尽的图像资料,还便于了解树木生长、价值、健康等方面的最新信息[1]。采用遥感图像判读和野外调查相结合的方法,通过综合评价和建立模型预测城市森林的生态价值。随着计算机模拟和监测技术的不断运用和深入发展,将为城市规划、绿地合理布局、城市森林的管理提供科学依据和完备快捷的管理系统。
 4 对我国城市森林生态效益及其价值研究的建议
城市森林的特殊性也决定了其效益和价值的多重性,包括生态、文化、经济和社会等多方面。在我国,城市森林是一个新兴的发展领域,已经成为城市生态环境建设的一个主要方面,将达到快速的发展。对城市森林生态效益及其价值的认识与评估,直接影响到城市森林发展规划的制定、树种的选择与配置、经营管护方式等问题,我国在这方面的工作还十分薄弱,需要研究和解决的问题很多,协调与旅游、房地产、环保、水利等部门的关系,正确合理的评价城市森林的价值,弥补过去我们对森林生态效益的评估存在的评价体系不健全、生态效益外溢等缺陷。
 4.1 建立和完善城市森林生态效益及其价值的评价方法
在我国,城市森林正处于建设阶段,城市森林的组成、面积、树种等基本数据还不健全,由于缺乏统一的指标和统计标准,像城市林木覆盖率、城市森林树种使用情况等一些统计数据缺乏可比性。对城市森林生态效益及其价值的评价,不仅反映城市森林本身的价值,更主要的是可以为城市森林的生态效益补偿和林木资产评估提供依据,提高单位、个人等参与城市森林建设的积极性。因此,必须尽快建立和完善城市森林生态效益及其价值的评价方法,对各种生态效益进行量化,以货币的形式反映不同类型城市森林的价值,以适应我国城市森林建设的快速发展形势。
 4.2进行不同类型城市森林生态效益与成本核算研究
城市森林的建设需要比较高的人工投入。在研究城市森林生态效益的同时,还要进行城市森林投入成本的核算,一方面填补城市森林费用支出的研究空白,有效地进行成本评价,建立城市森林效益与成本的平衡;另一方面可以通过这种分析进行不同类型城市森林的效益与成本对比分析,为选择合适城市森林类型和合理的管理方式提供科学的依据,帮助决策者评价城市林业资金提供的程度及确定适合该市城市森林经营的类型。
 4.3探索城市森林生态效益的市场化运行机制
城市森林建设的根本目的是要发挥城市森林生态系统的服务功能,改善城市的生态环境,是一种公益事业,但也具有市场化运行的可行性。城市森林建设所提供的良好环境,对房地产、旅游、商业等其他产业起到了促进和增值作用。随着城市化进程的加快和人们环境意识的提高,城市森林通过与其他产业结合,其生态效益将越来越受到重视,促进城市森林的发展。目前,一些城市在城市森林的建设过程中引入市场机制,如在城市森林建设用地中提供一定比例的土地(比如20%~30%)用于房地产开发,来鼓励公司、企业、个人参与城市森林建设的投资,使城市森林生态效益的价值得到了体现,也极大地促进了城市森林的发展。
 4.4建立城市森林生态效益的补偿机制
城市森林建设的核心目的之一就是要发挥其生态效益,补偿其他产业发展所带来的环境负效应,改善城市生态环境。随着社会经济的发展和人们环境意识的提高,城市森林的生态效益已经不再是可以无偿使用的免费品,是需要各方面特别是那些产生环境负效应产业提供资金补偿来维持和发展的一项公益事业。因此,要通过立法、税收等手段建立城市森林生态效益的补偿机制,为保护和发展城市森林提供不断的资金支持。目前一些国家和地区已经制定了城市森林生态效益补偿的规定和方法,比如澳大利亚等国家,按照汽车尾气排放量征收森林生态效益补偿费,我国可以借鉴国外的经验并结合中国的国情建立城市森林生态效益补偿机制,不断完善城市森林生态效益基金的测算、补偿基金的筹集及使用范围的研究,研究并建立适合我国城市森林发展特色的综合补偿措施。  

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