生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算：概念、核算方法與案例研究

歐陽志云,朱春全,楊廣斌,徐衛(wèi)華,鄭 華,張 琰,肖 燚

(1. 中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室, 北京 100085；2. 世界自然保護聯(lián)盟北京代表處, 北京 100600；3 貴州師范大學, 貴陽 550001)

生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算：概念、核算方法與案例研究

歐陽志云1,*,朱春全2,楊廣斌1,3,徐衛(wèi)華1,鄭 華1,張 琰2,肖 燚1

(1. 中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室, 北京 100085；2. 世界自然保護聯(lián)盟北京代表處, 北京 100600；3 貴州師范大學, 貴陽 550001)

生態(tài)系統(tǒng)產品與服務功能是人類生存與發(fā)展的基礎。生態(tài)系統(tǒng)生產總值(GEP)可以定義為生態(tài)系統(tǒng)為人類福祉和經濟社會可持續(xù)發(fā)展提供的產品與服務價值的總和,包括生產系統(tǒng)產品價值、生態(tài)調節(jié)服務價值和生態(tài)文化服務價值。生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算的基本任務有3個,即核算生態(tài)系統(tǒng)產品與服務的功能量、確定生態(tài)系統(tǒng)產品與服務的價格、核算生態(tài)系統(tǒng)產品與服務的價值量。生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算可以用于揭示生態(tài)系統(tǒng)為經濟社會發(fā)展和人類福祉的貢獻,分析區(qū)域之間的生態(tài)關聯(lián),評估生態(tài)保護成效和效益。以貴州省為例,探討了生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算的應用方法,評價了貴州省生態(tài)系統(tǒng)為貴州和其他地區(qū)人們福祉和支撐經濟社會發(fā)展所提供的產品和服務及其經濟價值總和。評價結果顯示,貴州省2010年全省生態(tài)系統(tǒng)生產總價值為20013.46億元,人均GEP 57526元,是當年該省國民生產總值和人均GDP的4.3倍。研究表明,生態(tài)系統(tǒng)生產總值的核算可以反映生態(tài)系統(tǒng)對經濟社會發(fā)展的支撐作用,并為建立生態(tài)系統(tǒng)保護效益與成效的考核機制提供基礎。

生態(tài)系統(tǒng)生產總值; 生態(tài)系統(tǒng)服務功能; 核算; 貴州省

生態(tài)系統(tǒng)組分及其生態(tài)過程不僅創(chuàng)造與維持了地球生命支持系統(tǒng),形成了人類生存與發(fā)展所必需的條件,還為人類提供了生活與生產所必需的食品、醫(yī)藥、木材及工農業(yè)生產的原材料,生態(tài)系統(tǒng)的產品與服務功能是人類生存與發(fā)展基礎[1- 2]。但在經濟社會的發(fā)展過程中,資源開發(fā)、土地利用改變、大規(guī)模工程建設、環(huán)境污染等導致生態(tài)系統(tǒng)破壞與生態(tài)服務功能退化,及其引發(fā)的一系列生態(tài)環(huán)境問題的加劇,成為經濟社會可持續(xù)發(fā)展和人類生存條件的主要威脅。20世紀60年代的環(huán)境運動、1987年聯(lián)合國發(fā)布的《我們共同的未來》、1992年巴西里約熱內盧環(huán)境與發(fā)展大會通過的《二十一世紀議程》,以及以后的國際社會對推動可持續(xù)發(fā)展的努力,雖對遏制環(huán)境污染取得了成效,但生態(tài)系統(tǒng)退化,尤其是生態(tài)系統(tǒng)服務功能的退化仍在繼續(xù),據全球《千年生態(tài)系統(tǒng)評估》結果,全球仍有60%的生態(tài)系統(tǒng)服務功能退化[3]。這表明自1960年代以來的環(huán)境保護運動,全球在生態(tài)保護方面尚未取得根本性突破,生態(tài)系統(tǒng)退化和人類生命支持系統(tǒng)退化的趨勢還未得到有效的遏制,世界各國仍缺乏有效的生態(tài)保護機制。決策者以及全社會還沒有充分認識和了解生態(tài)系統(tǒng)及其服務功能對人類經濟社會發(fā)展基礎性支撐作用是導致全球生態(tài)保護進展緩慢的重要原因。

自1990年代以來,生態(tài)學家開始認識到生態(tài)系統(tǒng)服務功能對地球生命支持系統(tǒng)的作用和人類生存與發(fā)展的支撐作用,開展了生態(tài)系統(tǒng)服務功能研究[1],評價各類生態(tài)系統(tǒng)對人類福祉的貢獻,聯(lián)合國啟動了《千年生態(tài)系統(tǒng)評估》計劃,旨在通過在全球范圍開展生態(tài)系統(tǒng)服務功能的評價,將生態(tài)學保護的目標整合到經濟社會決策之中[4]。生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估與生態(tài)系統(tǒng)核算成為當前生態(tài)學與生態(tài)經濟學的前沿領域和全球熱點領域,許多研究對全球、不同國家和地區(qū)、區(qū)域開展的生態(tài)系統(tǒng)服務價值的評估[2,5- 7]。這些研究初步建立了生態(tài)系統(tǒng)服務功能評價理論框架,探索了不同生態(tài)系統(tǒng)、不同服務功能類型評估方法[8- 9],更重要的是促進了人們對生態(tài)系統(tǒng)及其服務功能重要性的認識。但如何以生態(tài)系統(tǒng)服務功能評價的成果為基礎,將生態(tài)效益納入經濟社會發(fā)展評價體系,建立體現(xiàn)生態(tài)文明要求的目標體系、考核辦法[10],引導全社會參與保護生態(tài)系統(tǒng)、恢復生態(tài)服務功能、遏制生存環(huán)境的惡化已成為政府和社會各界關心的重大課題。

人類社會與其賴以發(fā)展的生態(tài)環(huán)境構成經濟-社會-自然復合生態(tài)系統(tǒng)[11- 12]。為了核算人類經濟活動的成果,建立了國民經濟核算體系,以“國內生產總值”(GDP)為主要核算指標,用以衡量一個國家或地區(qū)在一定時期內生產和提供的最終產品和服務的總價值,GDP已成為世界各國應用最普遍的經濟核算指標[13]。為了評價社會發(fā)展水平,人們探索了多種社會發(fā)展評價指標或指標體系,其中廣泛應用的有國民幸福指數(shù)(GNH),以衡量一個國家或地區(qū)居民生活水平、社會公平性、發(fā)展機會等方面的狀況[14]。也有許多研究,試圖將經濟與社會發(fā)展狀況進行綜合評價,其中得到國際上廣泛關注的有聯(lián)合國發(fā)布的“人類發(fā)展指數(shù)”(HDI),該指數(shù)綜合健康、教育和生活水平三個方面,對一個國家或地區(qū)的經濟社會發(fā)展的綜合狀況進行評價[15],聯(lián)合國開發(fā)計劃署每年發(fā)布報告,對成員國的人類發(fā)展狀況進行評估和公布[16]。但對生態(tài)系統(tǒng)為人類生存與發(fā)展提供的服務尚缺乏普遍接受的核算指標,以及與國民經濟統(tǒng)計相匹配的核算制度。研究與建立一個獨立的核算一個國家或地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的產品與服務的方法與體系,是當前社會各界廣泛關注的議題。

發(fā)達和發(fā)展中國家都在尋求超越GDP的核算指標,以體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)對人類福祉的貢獻。一些國家正在進行自然資本核算的試點[17]。2012年2月,聯(lián)合國統(tǒng)計委員會批準了“環(huán)境經濟核算體系(SEEA)核心框架”,期望世界各國將來如同采納國民經濟核算體系一樣執(zhí)行“環(huán)境經濟核算體系核心框架”[18]。 2013年聯(lián)合國統(tǒng)計委員會又進一步采納了“環(huán)境經濟核算體系試驗性生態(tài)系統(tǒng)核算”[19]。英國在2011年組織了500多位科學家對英格蘭、蘇格蘭、北愛爾蘭和威爾士進行了全面的生態(tài)系統(tǒng)評估[20]。澳大利亞的維多利亞省也在SEEA框架下對土地和生態(tài)系統(tǒng)核算的實踐進行了總結[21]。國際上生態(tài)系統(tǒng)核算的方法尚處于試驗階段,需要更多的研究來評估生態(tài)系統(tǒng)服務所有方面的價值。無論是“綠色GDP”、還是英國的生態(tài)系統(tǒng)評估與澳大利亞土地和生態(tài)系統(tǒng)核算均是在SEEA的框架下開展的,也都沒有把生態(tài)系統(tǒng)生產總值作為一個獨立的核算指標明確地提出來。本文擬在生態(tài)系統(tǒng)產品與服務評價研究成果的基礎上,探討生態(tài)系統(tǒng)生產總值的概念與內涵,分析生態(tài)系統(tǒng)產品與服務的類型和核算方法,以期為建立體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)對人類福祉的貢獻、生態(tài)系統(tǒng)保護成效與效益的評價機制提供參考。

1 生態(tài)系統(tǒng)生產總值的概念與內涵

生態(tài)系統(tǒng)生產總值(GEP)可以定義為生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的產品與服務價值的總和。

生態(tài)系統(tǒng)主要包括森林、濕地、草地、荒漠、海洋、農田、城市等7個類型。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、生產與生活所提供的條件與物質資源(表1)。生態(tài)系統(tǒng)產品包括生態(tài)系統(tǒng)提供的可為人類直接利用的食物、木材、纖維、淡水資源、遺傳物質等。生態(tài)系統(tǒng)服務包括形成與維持人類賴以生存和發(fā)展的條件等,包括調節(jié)氣候、調節(jié)水文、保持土壤、調蓄洪水、降解污染物、固碳、產氧、植物花粉的傳播、有害生物的控制、減輕自然災害等生態(tài)調節(jié)功能,以及源于生態(tài)系統(tǒng)組分和過程的文學藝術靈感、知識、教育和景觀美學等生態(tài)文化功能。

表1 生態(tài)系統(tǒng)產品與服務類型

核算生態(tài)系統(tǒng)生產總值,就是分析與評價生態(tài)系統(tǒng)為人類生存與福祉提供的產品與服務的經濟價值。生態(tài)系統(tǒng)生產總值是生態(tài)系統(tǒng)產品價值、調節(jié)服務價值和文化服務價值之總和。在生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估中,通常將生態(tài)系統(tǒng)產品價值稱為直接使用價值,將調節(jié)服務價值和文化服務價值稱為間接使用價值。生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算通常不包括生態(tài)支持服務功能,如有機質生產、土壤及其肥力的形成、營養(yǎng)物質循環(huán)、生物多樣性維持等功能,原因是這些功能支撐了產品提供功能與生態(tài)調節(jié)功能,而不是直接為人類的福祉做出貢獻,這些功能的作用已經體現(xiàn)在產品功能與調節(jié)功能之中。

GEP的概念是借鑒國內生產總值(GDP)概念提出的,生態(tài)系統(tǒng)生產總值的核算目的是評價與分析生態(tài)系統(tǒng)對人類經濟社會發(fā)展支撐作用,以及對人類福祉的貢獻。通過生態(tài)系統(tǒng)生產總值的核算還可以認識和了解生態(tài)系統(tǒng)的狀況以及變化。生態(tài)系統(tǒng)生產總值是與國內生產總值平行的核算指標,前者關注的是生態(tài)系統(tǒng)的運行狀況,后者關注的是經濟系統(tǒng)運行的狀況。保羅·薩繆爾森曾指出“正如人造衛(wèi)星可以探測到地球上各大洲天氣一樣,GDP可以給你一幅經濟運行狀態(tài)的總體圖畫”[22],類似地GEP核算可以描繪一幅生態(tài)系統(tǒng)運行的總體圖畫。

生態(tài)系統(tǒng)生產總值一詞首次出現(xiàn)在2012年,朱春全提出把自然生態(tài)系統(tǒng)的生產總值納入可持續(xù)發(fā)展的評估核算體系,以生態(tài)系統(tǒng)生產總值來評估生態(tài)狀況。建立一個與GDP相對應的、能夠衡量生態(tài)狀況的評估與核算指標,即生態(tài)系統(tǒng)生產總值[23]。Mark Eigenraam等也提出生態(tài)系統(tǒng)生產總值(GEP)一詞,他們將其定義為生態(tài)系統(tǒng)產品與服務在生態(tài)系統(tǒng)之間的凈流量[24]。歐陽志云、朱春全等認為GEP是生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的產品與服務價值的總和,通過建立國家或區(qū)域GEP的核算制度,可以評估其森林、草原、荒漠、濕地和海洋等生態(tài)系統(tǒng)以及農田、牧場、水產養(yǎng)殖場和城市綠地等人工生態(tài)系統(tǒng)的生產總值,來衡量和展示生態(tài)系統(tǒng)的狀況及其變化[19]。

2 生態(tài)系統(tǒng)生產總值的核算思路

生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算的思路是源于生態(tài)系統(tǒng)服務功能及其生態(tài)經濟價值評估與國內生產總值核算。根據生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估的方法,生態(tài)系統(tǒng)生產總值可以從生態(tài)功能量和生態(tài)經濟價值量兩個角度核算。生態(tài)功能量可以用生態(tài)系統(tǒng)功能表現(xiàn)的生態(tài)產品與生態(tài)服務量表達,如糧食產量、水資源提供量、洪水調蓄量、污染凈化量、土壤保持量、固碳量、自然景觀吸引的旅游人數(shù)等,其優(yōu)點是直觀,可以給人明確具體的印象,但由于計量單位的不同,不同生態(tài)系統(tǒng)產品產量和服務量難以加總。因此,僅僅依靠功能量指標,難以獲得一個地區(qū)以及一個國家在一段時間的生態(tài)系統(tǒng)產品與服務產出總量。為了獲得生態(tài)系統(tǒng)生產總值,就需要借助價格[22],將不同生態(tài)系統(tǒng)產品產量與服務量轉化為貨幣單位表示產出,然后加總為生態(tài)系統(tǒng)生產總值。因此生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算的基本任務有3個(圖1)：

圖1 生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算框架Fig.1 Framework of gross ecosystem product accounting

一是生態(tài)系統(tǒng)產品與服務的功能量核算,即統(tǒng)計生態(tài)系統(tǒng)在一定時間內提供的各類產品的產量、生態(tài)調節(jié)功能量和生態(tài)文化功能量,如生態(tài)系統(tǒng)提供的糧食產量、木材產量、水電發(fā)電量、土壤保持量、污染物凈化量等。盡管尚未建立生態(tài)系統(tǒng)服務功能監(jiān)測體系,然而大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)產品產量可以通過現(xiàn)有的經濟核算體系獲得,部分生態(tài)系統(tǒng)調節(jié)服務功能量可以通過現(xiàn)有水文、環(huán)境、氣象、森林、草地、濕地監(jiān)測體系獲得,部分生態(tài)系統(tǒng)服務功能量可以通過生態(tài)系統(tǒng)模型估算。生態(tài)系統(tǒng)及其要素的監(jiān)測體系,生態(tài)系統(tǒng)長期監(jiān)測、水文監(jiān)測、氣象臺站、環(huán)境監(jiān)測網絡等可以為生態(tài)系統(tǒng)產品與服務功能量的核算提供數(shù)據和參數(shù)。

二是確定各類生態(tài)系統(tǒng)產品與服務功能的價格,如單位木材的價格、單位水資源量價格、單位土壤保持量的價格等。自1990年代以來,在生態(tài)調節(jié)服務和文化服務的價格確定方面取得巨大進展,根據生態(tài)系統(tǒng)服務功能類型,建立了不同的定價方法,主要有替代市場技術和模擬市場技術。替代市場技術是以“影子價格”和消費者剩余來表達生態(tài)系統(tǒng)服務功能的價格和經濟價值,其具體定價方法有費用支出法、市場價值法、機會成本法、旅行費用法等,在評價中可以根據生態(tài)系統(tǒng)服務功能類型進行選擇。模擬市場技術(又稱假設市場技術),它以支付意愿和凈支付意愿來表達生態(tài)服務功能的經濟價值,在實際研究中,從消費者的角度出發(fā),通過調查、問卷、投標等方式來獲得消費者的支付意愿和凈支付意愿,綜合所有消費者的支付意愿和凈支付意愿來估計生態(tài)系統(tǒng)服務功能的經濟價值[7]。

三是生態(tài)系統(tǒng)產品與服務的功能量核算,在生態(tài)系統(tǒng)產品與服務功能量核算的基礎上,核算生態(tài)系統(tǒng)產品與服務總經濟價值。可以用式(1)計算一個地區(qū)或國家的生態(tài)系統(tǒng)生產總值。

GEP=EPV+ERV+ECV

(1)

(2)

(3)

(4)

式中,GEP為生態(tài)系統(tǒng)生產總值,EPV為生態(tài)系統(tǒng)產品價值,ERV為生態(tài)系統(tǒng)調節(jié)服務價值,ECV為生態(tài)文化服務價值。EPi為第i類生態(tài)系統(tǒng)產品產量,Pi為第i類生態(tài)系統(tǒng)產品的價格；ERj為第j類生態(tài)系統(tǒng)調節(jié)服務功能量,Pj為第j類生態(tài)系統(tǒng)調節(jié)服務功能的價格；ECk為第k類生態(tài)系統(tǒng)文化服務功能量,Pk為第k類生態(tài)系統(tǒng)文化服務功能的價格。

3 貴州省生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算

貴州省是多山地的亞熱帶高原山區(qū),主要生態(tài)系統(tǒng)類型有森林、濕地、草地、農田和城市等。本研究以貴州省為對象,探討生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算的應用方法,評價貴州省生態(tài)系統(tǒng)為貴州和其他地區(qū)人們福祉和支撐經濟社會發(fā)展所提供的產品和服務及其經濟價值總和,為認識和了解貴州生態(tài)保護與建設進展和成效提供依據。

3.1 核算指標與核算方法

3.1.1 指標體系

貴州省生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算指標體系由提供產品服務價值、調節(jié)服務價值、文化服務價值3大類17項功能指標構成(見表4和表5,其中表4包括7項,表5包括9項,生態(tài)文化服務價值1項)。

3.1.2 核算方法

(1)生態(tài)系統(tǒng)產品核算

貴州省生態(tài)系統(tǒng)產品是指貴州省生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的最終產品,先分別核算各類產品的產量,最后用式(2)計算生態(tài)系統(tǒng)產品總經濟價值。本文以2010年為核算年。

1)農業(yè)產品。包括種植業(yè)、林業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、漁業(yè)的產品與產量。種植業(yè)的產品與產量,糧、棉、油料、糖料、煙葉、蔬菜、藥材、瓜類和其它農作物的產品,以及茶園、桑園、果園的產品；林業(yè)包括林木栽培、林產品的采集和村及村以下的林木采伐的產品與產量；畜牧業(yè)包括動物飼養(yǎng)和放牧的產品與產量；漁業(yè)包括水生動物的養(yǎng)殖和捕撈的產品與產量[26]。

2)水電。是指貴州省2010年全年各類型水電站的總發(fā)電量[26]。

3)薪柴使用量。薪柴是貴州農村重要生活能源,2010年全省農村710.73萬戶[26]。據貴州農村216戶調查,其中82%的農戶用薪柴做飯、取暖,農村生活用柴平均每戶為2072.22kg/a。

4)水資源。貴州生態(tài)系統(tǒng)水資源總量包括為本省和省外提供兩部分。本省水資源主要包括農業(yè)灌溉用水、工業(yè)用水、城鎮(zhèn)公共用水和居民生活用水,根據貴州省水資源公報統(tǒng)計各類生產生活用水量[27]。為省外提供的水資源量是貴州出境水量與入境水量之差。

生態(tài)系統(tǒng)產品的價格根據當年市場價格確定。

(2)生態(tài)調節(jié)服務核算

貴州生態(tài)調節(jié)功能包括土壤保持、固碳、產氧、水源涵養(yǎng)、洪水調蓄、大氣凈化、水凈化、氣候調節(jié)、病蟲害控制9個方面,首先分別核算各指標的功能量,確定各項功能的價格,最后根據式(3)計算生態(tài)調節(jié)服務的總經濟價值。

1)土壤保持功能核算

生態(tài)系統(tǒng)土壤保持功能從保持土壤肥力和減輕泥沙淤積災害2個方面評價。土壤保持量用潛在土壤侵蝕量與現(xiàn)實土壤侵蝕量之差計算[28]。土壤營養(yǎng)物質保持量根據土壤流失量與流失土壤中N、P、K含量估算[29]。本研究應用GIS技術獲取貴州省不同土壤類型的N、P、K含量[30]。

生態(tài)系統(tǒng)土壤保持價值運用機會成本法、影子價值法和替代工程法從保護土壤肥力和減輕泥沙淤積災害2個方面評價植被對土壤保持的經濟價值。

依據模型(5)估算出貴州省不同生態(tài)系統(tǒng)保護土壤營養(yǎng)物質的經濟價值。

(5)

式中,Ef為保護土壤肥力經濟效益(元/a)；Ac為土壤保持量(t/a)；Ci為土壤中氮、磷、鉀的純含量；Pi為化肥平均價格(元/t)。

減輕泥沙淤積災害價值估算：按照我國主要流域的泥沙運動規(guī)律,全國土壤侵蝕流失的泥沙24%淤積于水庫、河流、湖泊,而我國1m3庫容的水庫工程費用為6.11元[31]。根據蓄水成本來計算生態(tài)系統(tǒng)減輕泥沙淤積災害的經濟效益,式(6)。

En=24%·Ac·C/ρ

(6)

式中,En為減輕泥沙淤積災害的經濟效益(元/a)；Ac為土壤保持量(t/a)；C為水庫工程費用(元/m3)；ρ為土壤容重(t/m3)。

化肥價格和水庫工程費用根據《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》確定[31]。

2)固碳功能核算

本研究主要從森林、草地、濕地和城市綠地4個方面計算貴州省生態(tài)系統(tǒng)碳固定的價值。

由光合作用方程式可知,植物生產162g干物質可吸收264g CO2,即1g干物質需要1.62gCO2,并釋放1.20g氧氣,而干物質量可根據植被凈初級生產力(NPP)計算。因此,植物固碳價值為生態(tài)系統(tǒng)干物質總量乘以固碳價格。

固碳價格根據2010年歐盟碳交易的價格進行確定。

3)產氧功能核算

以植被凈初級生產力為基礎計算氧生產功能量。根據光合作用過程,每生產 1g干物質需要1.62g CO2,并釋放1.20g O2,氧的價格按照工業(yè)制氧價格計算。

氧生產價格根據《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》確定[31]。

4)水源涵養(yǎng)功能核算

本研究采用水量平衡法計算生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源量,采用替代工程法,以水庫蓄水成本法確定價格,評價生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源的總價值,式(7)、(8)。

Wf=R+Iw-Er-Ow

(7)

Ew=Wf·P

(8)

式中,Wf為區(qū)域內總的水源涵養(yǎng)量(m3),R為年降水總量(m3),Iw為入境水量(m3),Er為區(qū)域內年蒸發(fā)量(m3),Ow為出境水量(m3)。Ew為水源涵養(yǎng)總價值量(元/a),P為建設單位庫容的投資價格(元/m3)。

水庫工程費用根據《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》確定[31]。

5)洪水調蓄功能核算

水庫、湖泊、塘壩等濕地具有蓄洪、泄洪、消減洪峰的作用,對減輕與預防洪水的危害發(fā)揮了重要作用。

本研究基于可調蓄水量與湖面面積之間的數(shù)量關系,構建湖泊洪水調蓄功能評價模型,式(9)。

Lp=134.83·exp(0.927·ln(La))

(9)

式中,Lp為可調蓄水量(萬m3)；La為湖面面積(km2)。

水庫的洪水調蓄量可通過水庫總庫容和水庫枯水期蓄水量之差計算,式(10)。

Rp=Tv-Sv

(10)

式中,Rp為水庫可調蓄水量(萬m3)；Tv為水庫總庫容(萬m3),Sv為水庫枯水期蓄水量(萬m3)。

貴州省生態(tài)系統(tǒng)洪水調蓄價值根據湖泊和水庫調蓄能力乘以水庫建設單位庫容造價進行核算,式(11)。

Ea=(Lp+Rp)·Pv

(11)

式中,Ea為洪水調蓄功能價值量(萬元),Pv為水庫建設單位庫容價格(元/m3)。

水庫工程費用根據《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》確定[31]。

6)大氣環(huán)境凈化功能核算

本研究主要考慮生態(tài)系統(tǒng)對SO2凈化與滯塵功能量與價值。由于貴州生態(tài)系統(tǒng)大氣污染物凈化能力遠大于貴州SO2、煙塵和工業(yè)粉塵排放量,在本研究核算大氣污染物凈化量及其價值時,直接運用全省2010年SO2排放量、煙塵排放量和工業(yè)粉塵排放量,分別乘以單位SO2、煙塵和工業(yè)粉塵處理的費用。

SO2治理費用和除塵價格根據《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》確定[31]。

7)水環(huán)境凈化功能核算

本研究主要考慮生態(tài)系統(tǒng)對COD和氨氮凈化功能的價值。由于貴州濕地水污染物凈化功能潛力遠大于貴州省COD、氨氮等主要污染物排放量。在本研究核算水污染物凈化量及其價值時,直接運用全省2010年COD和氨氮排放量,分別乘以單位COD與氨氮處理的費用。

COD與氨氮處理價格根據《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》確定[31]。

8)氣候調節(jié)功能核算

生態(tài)系統(tǒng)氣候調節(jié)功能的價值主要指吸熱降溫產生的價值。生態(tài)系統(tǒng)吸熱降溫價值量包括植物蒸騰和水面蒸發(fā)兩方面。植物蒸騰價值：據測算,1hm2綠地夏季在周圍環(huán)境中可吸收81.1×103kJ的熱量[32],全省綠地面積按森林和草地面積之和計算,根據達到同樣效果用電量和電價可計算相應的價值量。水面蒸發(fā)價值：貴州省全年平均蒸發(fā)量約為1100mm[33],根據貴州省水面面積和蒸發(fā)相同的水量所需的電量計算全省水汽蒸發(fā)產生的價值,式(12)。

Ec=Ev+Ew

(12)

Ev=(Fa+Ga)·Ha·ρ·Pe

(13)

Ew=Wa·Ep·β·Pe

(14)

式中，Ec為氣候調節(jié)總價值量(萬元),Ev為植物蒸騰價值量(萬元),Ew為水面蒸發(fā)價值量(萬元)。Fa為森林面積(km2),Ga為草地面積(km2),Ha為單位綠地面積吸收的熱量(kJ/km2),ρ為為常數(shù),1kWh/3600kJ,Pe為電價(元/kWh)。Wa為水體面積(m2),Ep為年平均蒸發(fā)量(m),β為蒸發(fā)單位體積的水消耗的能量(kJ/m3)。

用電價格根據貴州省2010年居民用電價格確定。

9)病蟲害控制功能核算

大規(guī)模單一植物物種的栽培,容易導致害蟲的猖獗和危害,而物種多樣性高的群落可以降低植食性昆蟲的種群數(shù)量,減少病蟲害導致的損失。本研究以貴州省人工林發(fā)生病蟲害高出天然林所產生的損失核算生態(tài)系統(tǒng)病蟲害控制功能價值,式(15)。

Eb=NFa·(MFr-NFr)·Pb

(15)

式中,Eb為病蟲害控制功能價值(萬元),NFa為天然林面積(km2),MFr為人工林病蟲害發(fā)病率(%),NFr為天然林病蟲害發(fā)病率(%),Pb為單位面積病蟲害防治的費用(萬元/km2)。

病蟲害治理價格根據單位面積使用農藥費用和人工費用確定。

(3)休閑旅游功能核算

到2010年12月, 貴州省各類省級及以上級別自然景觀151個,包括世界自然遺產地2個,國家級風景名勝區(qū)18個,省級風景名勝區(qū)54個,國家級自然保護區(qū)10個,省級自然保護區(qū)8個,國家級森林公園21個,省級森林公園26個,國家級地質公園9個,省級地質公園3個。參考成程對自然景觀分級標準[34],根據2012年游客量和景點級別,把貴州省自然景觀分為國家級、省級和地縣級三個等級(表2)。

表2 貴州省自然景觀分級

本研究運用旅行費用法和條件價值法核算生態(tài)觀賞娛樂等游憩價值,包括使用價值和非使用價值。自然景觀的使用價值被看作是一種替代價值,為消費者支出與消費者剩余之和[35]。消費者支出為旅行費用與旅行時間價值之和[36],消費者剩余的計算應用區(qū)域旅行費用法[37- 38],非使用價值運用條件價值法進行計算[39- 41]。

本研究對貴州8個典型以自然景觀為主題的旅游區(qū),開展了問卷調查,其中國家級3個,省級3個,地縣級2個(表3)。

表3 貴州省自然景觀調查信息

3.2 生態(tài)系統(tǒng)產品與價值

2010年,貴州省生態(tài)系統(tǒng)產品總價值為2083.45億元(表4)。貴州生態(tài)系統(tǒng)提供糧食產量2445.46萬t,肉類194.99萬t,農林牧漁產品總價值為976.5億元。水資源總量1009.90億m3，其中貴州生產生活用水量97.97億m3,為省外提供水資源911.93億m3,總價值為1036.29億元。水電發(fā)電量為416.58億kWh,產值為3.03億元;農村薪柴使用量1207.67萬t,經濟價值為67.63億元。

表4 2010年貴州省生態(tài)系統(tǒng)產品產量與價值

3.3 生態(tài)系統(tǒng)調節(jié)服務功能量與價值

貴州省生態(tài)系統(tǒng)調節(jié)服務總價值13793.13億元(表5)。其中水源涵養(yǎng)價值5278.98億元,占總價值的38.27%；氧生產價值2080.00億元,占15.08%；氣候調節(jié)價值5337.31億元,占38.69%。

(1)土壤保持價值

貴州省土壤保持總量為38.71億t,保肥總量為65.27萬t,總經濟價值為16.97億元；因土壤保持功能減輕泥沙淤積量為0.97億m3,經濟價值5.93億元,貴州省土壤保持功能總價值為22.9億元(表6)。

表5 生態(tài)系統(tǒng)調節(jié)服務功能量與經濟價值

表6 貴州省2010年不同生態(tài)系統(tǒng)類型土壤保持價值量表

(2)固碳價值

2010年,貴州省生態(tài)系統(tǒng)植被固碳總量為2.76億t,總的固碳價值為331.20億元。其中森林固碳量為2.05億t,經濟價值246.00億元,占74.28%；草地固碳量為0.66億t,經濟價值79.2億元,占23.91%(表7)。

(3)產氧價值

貴州省2010年生態(tài)系統(tǒng)產氧量為2.08億t,經濟價值為2080.00億元。其中森林產氧量為1.54億t,經濟價值1540.00億元,占74.04%；草地產氧量為0.50億t,經濟價值500.00億元,占24.04%(表7)。

表7 2010年貴州省各類生態(tài)系統(tǒng)固碳、產氧價值統(tǒng)計表

(4)水源涵養(yǎng)價值

2010年貴州省年降水總量為1948.15億m3,入境水量為126.25億m3,出境水量為1038.18億m3,貴州省水面平均年蒸發(fā)量為1100mm,濕地面積(包括水田)15657km2,年蒸發(fā)量172.23億m3,生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)總量 863.99億m3,生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)總價值為5278.98億元。

(5)洪水調蓄價值

貴州省湖泊面積85.14 km2,根據湖泊洪水調蓄功能評價模型計算貴州省湖泊調蓄洪水能力為0.83億m3,湖泊調蓄價值為5.07億元。

至2010年,貴州省共建成各類水利工程2073處,總庫容約354.27億m3[42],2010年末蓄水量236.68 億m3[21],貴州省各類水利工程蓄洪能力為117.59億m3,水庫調蓄洪水功能價值為718.47億元。

湖泊、水庫調蓄洪水總經濟價值723.54億元。

(6)凈化空氣價值

2010年貴州省二氧化硫排放總量為114.89萬t,煙塵排放總量為25.1萬t,工業(yè)粉塵排放總量為8.83萬t[43],凈化空氣總經濟價值為14.30億元。

(7)凈化水質價值

2010年貴州全省廢水排放總量為6.08億t,其中,工業(yè)廢水排放量1.41億t,生活廢水排放量4.67億t,工業(yè)廢水排放達標率為77.27%,生活廢水處理率達66.08%[43],因此進入自然界中的實際廢水排放量為1.91億t,生態(tài)系統(tǒng)凈化水質的價值為3.99億元。

(8)氣候調節(jié)價值

2010年貴州省森林、草地和城市綠地等植被覆蓋面積為12.64萬km2,全省植被在夏季因蒸騰作用吸收的熱量為10.25×1011kJ,合2.85×108度電；全省水面年蒸發(fā)量為17.22億m3,在氣溫25° C環(huán)境下,1 m3水汽化為相同溫度的水蒸氣需消耗2.43×106kJ的熱量,全省水面蒸發(fā)消耗的總熱量為4.18×1015kJ,合1.16×1012度電,植物蒸騰和水面蒸發(fā)產生的經濟價值為5337.31億元。

(9)病蟲害控制價值

據貴州省2010年林地調查資料(貴州省林地保護利用規(guī)劃,2010,表8),貴州省林地總面積86404.19 km2,其中,天然林面積52151.86 km2,人工林面積34252.33 km2,天然林中發(fā)生病蟲害的面積是717.16 km2,占天然林面積的1.38%,人工林中發(fā)生病蟲害的面積是869.22 km2,占人工林面積的2.54%,全省發(fā)生病蟲害林地總面積是1586.38 km2,占林地總面積的1.84%。生態(tài)系統(tǒng)病蟲害控制服務總價值為0.91億元。

表8 貴州省林地病蟲害發(fā)生情況統(tǒng)計表

3.4 生態(tài)文化服務價值

通過對全省8個不同級別景點調查和分析(表9),根據每個等級的平均價值計算出全省自然景觀總價值為4136.88億元,其中國家級自然景觀總價值950.00億元,占22.96%；省級自然景觀總價值為734.40億元,占17.75%；地方級自然景觀總價值為2452.48億元,占59.28%(表10)。

表9 貴州省自然景觀價值調查結果

表10 不同級別自然景觀價值

3.5 貴州省生態(tài)系統(tǒng)生產總值

貴州省生態(tài)系統(tǒng)生產總值是20013.46億元,其中,生態(tài)系統(tǒng)產品總價值為2083.45億元,占10.41%；調節(jié)服務總價值為13793.13億元,占68.92%；文化服務總價值為4136.88億元,占20.67%；生態(tài)系統(tǒng)調節(jié)服務價值為生態(tài)系統(tǒng)產品價值的6.6倍,生態(tài)系統(tǒng)文化服務價值為生態(tài)系統(tǒng)產品價值的近2倍。

2010年,貴州省人口3479萬人,人均GEP57526元,與當年的GDP相比,貴州GDP總量為4602.16億元,人均13119元,人均GEP是人均GDP的4.3倍。

4 討論

本研究以生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估的理論和方法為基礎,探討了生態(tài)系統(tǒng)生產總值的概念、理論基礎與核算方法。并以貴州省為例,估算了貴州省2010年全省生態(tài)系統(tǒng)生產總值,總價值為20013.46億元,是當年該省國民生產總值的4.3倍,該研究表明,生態(tài)系統(tǒng)生產總值可以用來定量評估與核算生態(tài)系統(tǒng)對貴州的經濟社會發(fā)展的巨大支撐作用。

生態(tài)系統(tǒng)生產總值是生態(tài)系統(tǒng)為人類福祉所提供的產品與服務的價值總和,因此生態(tài)系統(tǒng)生產總值不僅可以用來認識和了解生態(tài)系統(tǒng)自身的狀況以及變化,還可用來評估生態(tài)系統(tǒng)對于社會經濟發(fā)展的支撐作用和對人類福祉的貢獻。生態(tài)系統(tǒng)生產總值的增長、穩(wěn)定或降低反映了生態(tài)系統(tǒng)對經濟社會發(fā)展支撐作用的變化趨勢,因此生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算還可以用來評估可持續(xù)發(fā)展水平與狀況,考核一個地區(qū)或國家生態(tài)保護的成效,還可以作為評估生態(tài)文明建設進展的指標之一。

由于生態(tài)系統(tǒng)類型和地理位置的不同,不同地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)生產總值與構成會有地域差異,通過分析生態(tài)系統(tǒng)產品流通方向和生態(tài)系統(tǒng)服務的覆蓋范圍評估不同地區(qū)間的生態(tài)關聯(lián),明確生態(tài)產品與服務凈提供地區(qū)與凈消費地區(qū),從而可以為生態(tài)保護和生態(tài)補償提供定量的科學依據。

近年來,生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估取得長足進展,越來越多的生態(tài)系統(tǒng)服務功能類型為人們所認識,生態(tài)系統(tǒng)服務功能量的評價方法也在不斷發(fā)展成熟,為核算生態(tài)系統(tǒng)生產總值奠定了基礎。同時,現(xiàn)行的國民經濟核算體系可以為生態(tài)系統(tǒng)產品的核算提供較全面的數(shù)據,環(huán)境監(jiān)測、水文監(jiān)測、草地監(jiān)測、森林資源清查和濕地調查體系可以為生態(tài)系統(tǒng)調節(jié)服務功能的核算提供數(shù)據和參數(shù),已基本具備開展國家或地區(qū)尺度的生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算的技術基礎。

由于生態(tài)系統(tǒng)生產總值還是一個全新的概念,本文還只是提出這個概念及核算思路,為了建立生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算機制,成為考核一個國家或地區(qū)生態(tài)保護成效和生態(tài)效益的指標,還需要開展如下幾方面的工作：一是建立國家生態(tài)系統(tǒng)核算框架與指標體系,以及標準化的核算方法。由于生態(tài)系統(tǒng)產品與服務功能類型多,不同國家和地區(qū)差異大,這個框架應能滿足不同的地區(qū)評價需要。二是加強生態(tài)系統(tǒng)產品與服務監(jiān)測評估和技術研究,重點建設生態(tài)系統(tǒng)調節(jié)服務功能的監(jiān)測體系,為生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算提供基礎數(shù)據。三是要進一步開展生態(tài)系統(tǒng)調節(jié)服務價格確定方法研究,完善生態(tài)系統(tǒng)調節(jié)功能和文化功能的定價方法。四是以生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算為基礎,將生態(tài)效益納入經濟社會發(fā)展評價體系,評估和考核我國及各地區(qū)生態(tài)文明建設進展和所面臨的問題。

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Grossecosystemproduct:concept,accountingframeworkandcasestudy

OUYANG Zhiyun1,*,ZHU Chunquan2,YANG Guangbin1,3,XU Weihua1,ZHENG Hua1,ZHANG Yan2,XIAO Yi1

1StateKeyLaboratoryofUrbanandRegionalEcology,ResearchCenterforEco-EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China2TheInternationalUnionforConservationofNatureChina,Beijing100600,China3GuizhouNormalUniversity,Guiyang550001,China

Ecosystem products and services are essentials for human survival and development. Gross ecosystem product (GEP) is defined as total values of ecosystem products and services for human welfare and sustainable development. GEP mainly refers to the total value of direct and indirect use values of ecosystem goods and services, including ecosystem provision value, ecological regulation services value and ecological culture services value. The purposes of GEP accounting are to analyze and evaluate the total of economic value supporting for human survival and well-being. There are three basic tasks in GEP accounting, including functional value accounting, figuring out prices and economic value accounting of the ecosystem products and services. Accounting of GEP can be used to reveal the ecosystem contributions to economic and social development and human welfare, analyze the ecological linkages between regions, and assess the effectiveness and benefit of ecosystem conservation. In this paper, GEP of Guizhou Province was accounted as a case study. The evaluation results showed that the GEP of Guizhou in 2010 was 200134.6 million Yuan, the GEP per capita was 57526 Yuan, which was 4.3 times that of the GDP and per capita GDP. The study suggested that, ecosystems played a great role in supporting economic and social development of Guizhou. GEP accounting provides an instrument to understand and assess efficiency and effectiveness of ecosystem protection management and restoration.

Gross Ecosystem Product (GEP); ecosystem services; ecosystem accounting; Guizhou Province

環(huán)境保護部與中國科學院專項“全國生態(tài)環(huán)境十年(2000—2010年)變化遙感調查與評估專項”(STSN- 04- 00)

2013- 10- 09;

2013- 11- 13

*通訊作者Corresponding author.E-mail: zyouyang@rcees.ac.cn

10.5846/stxb201310092428

歐陽志云,朱春全,楊廣斌,徐衛(wèi)華,鄭華,張琰,肖燚.生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算：概念、核算方法與案例研究.生態(tài)學報,2013,33(21):6747- 6761.

Ouyang Z Y,Zhu C Q,Yang G B,Xu W H,Zheng H,Zhang Y,Xiao Y.Gross ecosystem product: concept, accounting framework and case study.Acta Ecologica Sinica,2013,33(21):6747- 6761.