貴廣高速公路棄土場復(fù)墾生態(tài)效益價值評估

貴廣高速公路棄土場復(fù)墾生態(tài)效益價值評估林立;陳曉華;鄧衛(wèi)東;林曉光【摘要】Inordertoreducedamageofspoilgroundsproducedinconstructionofexpresswaystoecologicalenvironment,spoilgroundsneedtobereclaimed.BasedontheoreticalstudyonassessmentforecologicalservicevalueandwithecologicalrecoveryofspoilgroundsonGuiyang-GuangzhouExpresswayasbackground,thispapercarriesoutvalueassessmentforgreeningecologicalbenefitofspoilgroundsasareferenceforecologicalrecoveryinconstructionofexpressways.%為減少因高速公路建設(shè)所產(chǎn)生的棄土場對生態(tài)環(huán)境的破壞,需對棄土場進行復(fù)墾.基于生態(tài)服務(wù)價值評估理論研究，以貴廣高速公路棄土場的生態(tài)恢復(fù)為背景,對棄土場的綠化生態(tài)效益進行價值評估，為高速公路建設(shè)生態(tài)恢復(fù)提供參考依據(jù).【期刊名稱】《公路交通技術(shù)》【年(卷)，期】2011(000)005【總頁數(shù)】6頁(P144-148,152)【關(guān)鍵詞】棄土場;生態(tài)效益;價值評估【作者】林立;陳曉華;鄧衛(wèi)東;林曉光【作者單位】重慶交通大學(xué)，重慶400074;云南省交通廳公路工程造價管理局，昆明650031;招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司，重慶400067;招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司，重慶400067【正文語種】中文【中圖分類】U412.36+6我國山區(qū)和丘陵區(qū)面積約占國土面積的2/3，水土流失面積約356萬km2，占國土面積的37.1%[1]，大面積、高強度、長時間的水土流失制約著經(jīng)濟的發(fā)展、人民生活水平的提高和環(huán)境質(zhì)量的改善。隨著人們對生態(tài)環(huán)境認識不斷提高，公路建設(shè)部門認識到公路建設(shè)對環(huán)境造成的破壞問題亟需解決，特別是公路建設(shè)中因棄土場處置不當所致的水土流失等。因此，應(yīng)對公路周邊環(huán)境進行生態(tài)恢復(fù)，對高速公路的棄土場進行復(fù)墾，降低其對生態(tài)破壞的不利影響。本文運用生態(tài)服務(wù)價值評估理論，結(jié)合貴廣高速公路棄土場的實例，對棄土場復(fù)墾后產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境經(jīng)濟效益進行評估，為高速公路建設(shè)的生態(tài)恢復(fù)提供參考依據(jù)。1生態(tài)服務(wù)功能的內(nèi)涵及價值評估理論生態(tài)系統(tǒng)不僅創(chuàng)造、維持了地球生命支持系統(tǒng)，形成了人類生存所必需的環(huán)境條件，還為人類提供了生活與生產(chǎn)所必需的食物、醫(yī)藥、木材及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的原材料。生態(tài)服務(wù)功能的內(nèi)涵可以包括有機質(zhì)的合成與生產(chǎn)、生物多樣性的產(chǎn)生與維持、氣候調(diào)節(jié)、營養(yǎng)物質(zhì)貯存與循環(huán)、土壤肥力的更新與維持、環(huán)境凈化與有害物質(zhì)的降解、植物花粉的傳播與種子的擴散、有害生物的控制、減輕自然災(zāi)害等許多方面。2005年，聯(lián)合國千年評估對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進行了定義，認為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指人們從生態(tài)系統(tǒng)獲取的利益。該定義中生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的來源既包括了自然生態(tài)系統(tǒng)，也包括人類改造的生態(tài)系統(tǒng);生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能包含了生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的直接的和間接的、有形的和無形的效益，便于進行生態(tài)系統(tǒng)評價與管理。如何對生態(tài)服務(wù)功能價值進行定義呢?長期以來，國內(nèi)經(jīng)濟學(xué)界對商品價值的產(chǎn)生定義，有2種截然對立的觀點:勞動價值論和效用價值論。勞動價值論認為商品價值的產(chǎn)生在于其中蘊涵的人類勞動;而效用價值論認為商品價值的產(chǎn)生在于其對人類具有的效用。沿襲經(jīng)濟學(xué)價值理論這2種主要觀點，在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的產(chǎn)生問題上也分為勞動價值論和效用價值論2種主要觀點。1） 勞動價值論認為生態(tài)服務(wù)的價值在于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中物化的社會必要勞動，價值量的大小取決于其中蘊涵的生活必要勞動的多少。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，為了滿足人類生存的需求，就需要投入越來越多的人類抽象勞動，來開發(fā)和利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，同時也能明確辨明這些服務(wù)功能價值是如何通過人類勞動產(chǎn)生的。所以根據(jù)勞動價值論，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是具有價值的，需要投入大量的人類勞動來保護和維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，從而保證人類勞動力的再生和人類生存所需的物品。2） 效用價值論認為，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具有價值必須滿足2個條件，一是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對人類具有效用，即人類主觀認為生態(tài)系統(tǒng)功能具有有用性;二是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具有稀缺性，即相對于人類的需求來說，有用的資源供給是相對不足的。這2個條件缺一不可。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量的大小取決于它的效用大小和稀缺程度。歐陽志云等［2］將生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)功能的價值總結(jié)分為4類:1）直接利用價值。主要指生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品所產(chǎn)生的價值，它包括食品、醫(yī)藥及其他工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)原料、景觀娛樂等帶來的直接價值。2）間接利用價值。主要指無法商品化的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，如維持生命物質(zhì)的生物地化循環(huán)與水文循環(huán)、維持生態(tài)物種與遺傳多樣性、保護土壤肥力、凈化環(huán)境、維持大氣化學(xué)的平衡與穩(wěn)定等支撐與維持地球生命支持系統(tǒng)的功能。3）選擇價值。指人們?yōu)榱藢砟苤苯永门c間接利用某種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的支付意愿。如人們?yōu)閷砟芾蒙鷳B(tài)系統(tǒng)的涵養(yǎng)水源、凈化大氣以及游憩娛樂等功能的支付意愿。4）存在價值。指人們?yōu)榇_保生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能繼續(xù)存在的支付意愿，是生態(tài)系統(tǒng)本身具有的價值。對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的經(jīng)濟價值構(gòu)成的分析和科學(xué)分類是進行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)經(jīng)濟評估研究的基礎(chǔ)?，F(xiàn)有評價技術(shù)比較容易區(qū)分使用價值和非使用價值，但是由于選擇價值和存在價值之間存在一定的價值重疊，因此將其分開較為困難。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估是一項綜合的系統(tǒng)工作，且具有很強的主觀性和目的性。在充滿不確定性的情況下，采用不同的評估方法得到的結(jié)果差別很大。2棄土場林草生態(tài)服務(wù)功能價值及評估方法2.1林草生態(tài)服務(wù)功能價值對照Daily［3］的13項生態(tài)服務(wù)功能和Costanza［4］的17項生態(tài)服務(wù)功能劃分，結(jié)合水土保持所具有的功能，本文歸納出水土保持生態(tài)服務(wù)功能主要包括以下幾方面。保持和改良土壤功能。保土作用。林草措施的保土功能，主要體現(xiàn)在3個方面:一是通過截留作用，使得林冠及地表植物可以截留一部分雨水，減弱雨滴對地表的直接沖擊和侵蝕，從而減輕土壤侵蝕;二是由于林地土壤富含腐殖質(zhì)，具有較高的透水性和蓄水性能，地表徑流可以最大限度地轉(zhuǎn)變?yōu)榈叵聫搅鳎瑥亩鴾p少土壤侵蝕;三是樹木根系對土壤有固結(jié)作用［5］。改良土壤性質(zhì)。崔曉偉［6］研究表明，小流域經(jīng)治理的破滅可增加土壤含水量，改善土壤理化性質(zhì)，使土壤肥力逐年提高，對過去偏黏、偏砂質(zhì)的土壤有所改善，腐殖化程度增強。保持和涵養(yǎng)水源功能。水土保持的重要功能就是保持水土。林草措施與水源之間有著非常密切的關(guān)系［7-8］,主要表現(xiàn)在林草具有截留降水、增強土壤下滲、抑制蒸發(fā)、緩和地表徑流及增加降水等功能。這些功能可以延長徑流時間，在洪水時可減緩洪水的流量，在枯水位時可補充河流水量，起到調(diào)節(jié)流動水位的作用;在空間上，森林能夠?qū)⒔涤戤a(chǎn)生的地表徑流轉(zhuǎn)化為土壤徑流和地下徑流，或通過蒸發(fā)蒸騰方式將水分返回大氣中，進行大范圍的水分循環(huán)，對大氣降水進行再分配。此外，不同措施的生效時間及有效期限不盡相同，本文根據(jù)各種措施的實際情況，研究確定各項水土保持措施的保水保土生效時間及有效期限，見表1。表1水土保持措施的蓄水保土生效時間及有效期限年作用期限梯田壩地喬木林灌木林經(jīng)濟林草地生效時間60602520205114332有效年限3） 固碳供氧功能。此項功能以水土保持林草措施最為突出。植物的生產(chǎn)以二氧化碳為原料，釋放出人類和所有動物生存不可缺少的氧氣，因此林草措施對維持大氣中的二氧化碳穩(wěn)定具有重要作用［9］。4） 凈化空氣功能。該項功能也主要是由林草措施帶來，表現(xiàn)在吸收污物、阻滯粉塵、殺滅病菌和降低噪聲4個方面［10］。2.2林草生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評價方法根據(jù)草地提供的生態(tài)服務(wù)功能類型的不同，可采用不同方法，對其進行價值評估。下面闡述幾種主要方法［11-16］。1）水土保持功能評估方法。水土保持功能的價值計量可選用機會成本法、影子工程法和市場價值法，從林草生態(tài)系統(tǒng)減少土地廢棄、泥沙淤積和保持土地肥力3個方面來評價其在水土保持方面所帶來的經(jīng)濟效益。（1）運用機會成本法估算減少土地廢棄的功能。用土壤潛在侵蝕量與現(xiàn)實侵蝕量的差值進行計算。根據(jù)所減少的由水土流失所造成的土地廢棄所帶來的經(jīng)濟效益，用單位面積草地（林地）的平均收益乘以草地（林地）所保持的土地面積估算出生態(tài)系統(tǒng)每年在減少土地廢棄上所具有的價值。式中，Q1為草地（林地）生態(tài)系統(tǒng)所保持的水土量;A為治理前水土流失侵蝕模數(shù)，A=2000t/（km2-年）;a為治理后的水土侵蝕模數(shù)，根據(jù)草地和林地種植后生效時間不同，每年a也不同，a=500~1200t/（km2-年）;S為綠化措施面積;p為土容重，p=1.35t/m3。然后根據(jù)草地（林地）所保持的水土量和土壤耕作層的平均厚度計算出土地保有面積，再用草地（林地）的平均收益（草地年收益為24550元/km2,林地年收益為26360元/km2，均為1990年價），估算出草地（林地）生態(tài)系統(tǒng)每年在減少土地廢棄上所具有的價值：式中，V11為減少土地廢棄的價值;h為土壤耕作層的平均厚度;丫為草地（林地）的平均收益。（2） 運用影子工程法估算減少泥沙淤積的功能。根據(jù)泥沙運動規(guī)律，土壤中總有一部分泥沙會淤積于水庫、江河、湖泊，這部分泥沙會直接造成水庫、江河、湖泊蓄水量下降，減少地表有效水的蓄積。因此，可根據(jù)草地（林地）每年減少的泥沙相當于多少庫容，即用蓄水成本來估算此項功能的價值。式中，V12為減少泥沙淤積的價值;Z為單位庫容的工程費用，取0.67元/m3;R為土壤侵蝕流失的泥沙淤積于水庫、江河、湖泊的百分比，%，全國一般土壤侵蝕流失的泥沙有24%淤積于水庫、江河、湖泊。（3） 運用市場價值法估算保持肥力的價值。式中，V13為林草保持肥力的價值;E為各類化肥的銷售價，EN,P,K=2549元/t,E有機質(zhì)為51.3元/t（1990年價）;J為純N、P、K折算成化肥的百分比例;Mi為土壤單位面積中N、P、K的含量，有機質(zhì)為494t/km2,N為28t/km2,P為18t/km2,K為590t/km2;N、P、K分別為氮、磷、鉀。林草生態(tài)系統(tǒng)保持水土的總價值V1為：2） 水源涵養(yǎng)功能評價方法。水源涵養(yǎng)功能的價值，可選用影子工程法進行估算。計算公式為：式中，Q2為草地（林地）涵養(yǎng)水源量;T為平均降雨量，全國平均降雨量為600mm;Re為攔截地表徑流的能力。有研究表明，生長3~8年的林地，攔截地表徑流的能力為34%，而生長2年的草地攔截地表徑流的能力為54%，高于林地20個百分點。再根據(jù)Q2計算水利工程的成本V2,即可估算出此項目服務(wù)功能的價值。式中，C為水庫工程建設(shè)費用。有關(guān)研究表明，我國每1m3庫容的水庫工程費用為0.67元3） 固碳釋氧功能的評估方法。用碳稅法計算，即用物質(zhì)量乘以制造單位重量氧氣和治理單位重量二氧化碳所需要的費用。（1） 吸收二氧化碳的價值。計算公式為：式中，VC為吸收二氧化碳的總價值;Xc為草地（林地）單位面積吸納二氧化碳的量，草地為284.9t/（km2-年），林地為329.7t/（km2-年）;Pc為碳稅的影子價格（1990年價），固定二氧化碳成本參考碳稅法，采用瑞典碳稅率0.15美元/t,將其換算成固定二氧化碳率，即固定二氧化碳的成本為250元/t（1990年價）。（2） 釋放氧氣的價值。計算公式為:式中，Vo為釋放氧氣的價值;Xo為草地（林地）單位面積釋放氧氣的量，草地為210.7t/（km2?年），林地為258.9t/（km2-年）;P0為工業(yè)生產(chǎn)氧氣的價格，為600元/t（1990年價）。4）環(huán)境凈化功能評估方法。（1） 吸收二氧化硫的價值。計算公式為：式中，Vs為草地（林地）吸收二氧化硫的價值;Qs為草地（林地）單位面積吸收二氧化硫的量，取59t/（km2?年）;W為我國治理二氧化硫排放的平均費用，根據(jù)國家發(fā)改委制定的《節(jié)能減排綜合性工作方案》，Ws為1260元/t。（2） 凈化粉塵的價值。計算公式為:式中，Vd為草地（林地）凈化粉塵的價值;Qd為草地（林地）單位面積吸滯粉塵的量，取210t/（km2?a）;Wd為我國削減每噸粉塵的平均治理成本，根據(jù)《中國生物多樣性國情研究報告》，每消減1t粉塵的成本價為170元。3采用農(nóng)業(yè)措施的經(jīng)濟效益評估采用復(fù)耕方式對棄土場進行利用，主要對其進行經(jīng)濟效益價值估算。旱地主要耕種玉米，水田主要耕種水稻。農(nóng)作物所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益可采用下述公式計算：糧食年產(chǎn)量=單位面積糧食年產(chǎn)量x面積。純收入=糧食年產(chǎn)量x糧食價格-作業(yè)成本。據(jù)調(diào)查，玉米年產(chǎn)量在750000kg/km2左右，市場收購價為2.13元/kg，玉米生產(chǎn)年投入為771000元/km2;水稻年產(chǎn)量在695850kg/km2左右，收購價為96元/kg，水稻生產(chǎn)年投入為1111620元/km2o4貴廣高速公路棄土場利用經(jīng)濟效益評估貴廣高速公路棄土場復(fù)墾方式主要為植被和復(fù)耕，其中復(fù)耕又分為水田和旱地。按棄土場的體積規(guī)模折算出棄土場面積，根據(jù)其不同利用方式估算其產(chǎn)生的效益。棄土場綠化以草地占80%，林地占20%估算;旱地以種植玉米，水田以種植水稻估算。貴廣高速公路棄土場綠化面積為1.69km2，其中草地面積為1.35km2，林地面積為0.34km2;棄土場恢復(fù)為耕種的旱地面積為0.76km2，水田面積為0.55km2。根據(jù)前述林草生態(tài)服務(wù)功能評價方法和農(nóng)業(yè)措施的經(jīng)濟效益價值評估方法，對貴廣高速公路棄土場進行經(jīng)濟效益評估，得到表2和圖1的結(jié)果。表2貴廣高速棄土場復(fù)墾價值評價結(jié)果萬元復(fù)墾方式功能評價因素第1年第2年第3年第4年草地水土保持水源涵養(yǎng)固碳供氧凈化空氣（林草）減少土地廢棄58.9773.7173.7173.71減少泥沙淤積0.030.030.030.03保持肥力222.46222.46222.46222.46水源涵養(yǎng)29.3329.3329.3329.33固碳12.3212.3212.3212.32供氧11.3911.3911.3911.39吸收二氧化硫12.5612.5612.5612.56減消粉塵6.036.036.036.03林地水土保持水源涵養(yǎng)固碳供氧減少土地廢棄10.5513.1915.8319.78減少泥沙淤積0.010.010.010.01保持肥力55.6255.6255.6255.62水源涵養(yǎng)4.624.624.624.62固碳3.563.563.563.56供氧3.503.503.503.50復(fù)耕旱地玉米62.7662.7662.7662.76水田水稻11.515111.5111.51合計505.20522.59525.23529.19表3綠化生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)效益（第1年）功能評價因素效益/萬元比重/%水土保持減少土地廢棄69.5216.13減少泥沙淤積0.030.01保持肥力278.0864.53水源涵養(yǎng)水源涵養(yǎng)33.957.88固碳供氧固碳15.883.69供氧14.893.45凈化空氣（林草）吸收二氧化硫12.562.91減消粉塵6.031.40表4綠化生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)費用效益對比萬元工程造價效益累計第1年第5年第10年第20年2873.21505.202611.405257.3410589.80圖1棄土場綠化復(fù)耕生態(tài)服務(wù)效益由表2和圖1可以看出:棄土場植被和復(fù)耕的生態(tài)服務(wù)效益逐年增加，第1年產(chǎn)生的經(jīng)濟效益為505.20萬元，第2年為522.59萬元，第3年為525.23萬元，第4年為529.19萬元。不同措施的生效時間及有效期限也不盡相同，其產(chǎn)生的經(jīng)濟效益亦不同。相關(guān)研究表明，生長3~8年的林地，攔截地表徑流的能力34%，而生長2年的草地攔截地表徑流能力為54%，高于林地20個百分點。草地生效年限為2年，林地生效年限為3~4年，在前1、2年內(nèi)水土保持方面的效益增長較大，隨后3、4年在水土保持方面的效益增長較小。對棄土場進行復(fù)耕可以產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)值。水土保持功能（包括減少土地廢棄、減少泥沙淤積和保持肥力）在整個綠化生態(tài)服務(wù)功能效益中占主要部分，如表3所示。如果按傳統(tǒng)的綠化方法對棄土場進行生態(tài)植被恢復(fù)，撒播草種和種植林木，則其綠化工程造價估算約為2873.21萬元（約17萬元/hm2）。雖然初期投入的工程費用較大，但是生態(tài)效益卻逐年增加，其產(chǎn)生的收益遠遠高于投入，時間越長，帶來的生態(tài)效益越大，如表4所示。5結(jié)論本文基于對水土保持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估方法的資料收集和研究，結(jié)合貴廣高速公路棄土場的綠化和復(fù)耕，進行了綠化生態(tài)服務(wù)效益評價。從評價結(jié)果可估算出，對貴廣高速公路棄土場進行生態(tài)恢復(fù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)恢復(fù)后，第1年產(chǎn)生的經(jīng)濟效益為505.20萬元，第2年為522.59萬元，第3年為525.23萬元，第4年為529.19萬元。結(jié)合水土保持功能、涵養(yǎng)水源、凈化空氣等方面的評價因素，對綠化措施中林地與草地產(chǎn)生的功能效益進行了分析，得出以下結(jié)論：山區(qū)高速公路棄土場生態(tài)服務(wù)價值由水土保持功能價值、水源涵養(yǎng)功能價值、固碳釋氧功能價值、環(huán)境凈化功能價值構(gòu)成。林草措施的水土保持功能價值在整個生態(tài)服務(wù)功能價值中占主要部分，其中草地的水土保持價值比林地高。貴廣高速公路棄土場生態(tài)恢復(fù)和復(fù)耕所產(chǎn)生的價值約為500萬元/年。對棄土場實施綠化生態(tài)恢復(fù)，雖然綠化工程造價比較大，但其帶來的生態(tài)效益收益卻遠遠高于投入，時間越長，生態(tài)效益越大。參考文獻【相關(guān)文獻】水利部，中國科學(xué)院，中國工程院.中國水土流失防治與生態(tài)安全-水土流失影響評價卷[Z].北京:科學(xué)出版社，2010.歐陽志云，李文華，趙景柱.生態(tài)服務(wù)功能研究[