湖南省茶陵县森林生态系统生产总值核算研究.pdf

212024年2 月Feb.2024CENTRAL SOUTH FOREST INVENTORY AND PLANNINGVol.43No.1中南林业调查规划第43 卷第1期湖南省茶陵县森林生态系统生产总值核算研究李玉娇，王靖雯，杨佳诚，谢文灿，刘艺，葛大兵（湖南农业大学环境与生态学院，湖南长沙410 0 0 0）摘要：以茶陵县森林生态系统为研究对象，基于生态系统服务功能评估理论，采用ArcGIS10.8软件和InVEST3.14模型，从产品供给服务价值、调节服务价值、文化服务价值三个方面分析2 0 10 一2020年间的森林生态系统生产总值。结果表明：2 0 10 2 0 2 0 年茶陵县森林生态系统生产总值呈上升的趋势，上升幅度为12.6 0%，各类服务价值按大小排序为调节服务价值 文化服务价值 产品供给服务价值；除气候调节价值下降和空气净化价值几乎无变化外，2 0 10 一2 0 2 0 年茶陵县森林生态系统服务的其他各项功能价值均呈现上升的趋势，各服务价值按大小排序为水源涵养 气候调节 文化服务 土壤保持 固碳释氧 林产品 空气净化。研究结果验证了森林具有重要的生态功能，对于茶陵县下一步开展森林生态系统的管理和保护、推进生态文明建设、将“绿水青山”转化为“金山银山”具有重要的指导意义。关键词：森林生态系统生产总值；生态系统服务功能评估；ArcGIS；In VEST；茶陵县中图分类号：S718.5文献标识码：A文章编号：10 0 3-6 0 7 5（2 0 2 4）0 1-0 0 2 1-0 6D0I:10.16166/43-1095.2024.01.006Study on the Accounting of Gross Ecosystem Production of Forestin Chaling County,Hunan ProvinceLI Yujiao,WANG Jingwen,YANG Jiacheng,XIE Wencan,LIU Yi,GE Dabing(College of Environment and Ecology,Hunan Agricultural University,Changsha 410000,Hunan,China)Abstract:Taking Chaling County as the research object,based on the theory of ecosystem service function as-sessment,we used ArcGIS 10.8 software and InVEST 3.14 model to calculatethe forest ecosystem gross produc-tion during 20102020 from three aspects:the value of product provisioning service,the value of regulatingservice,and the value of cultural service are analyzed.The results showed that,the forest GEP in ChalingCounty during 20102020 showed an upward trend,with an increase of 12.60%during the ten years,andthe values of various types of services were ranked in order of magnitude as follows:regulating services cul-tural services product provisioning.Except for the decrease in climate regulation value and almost nochange in air purification value,the other functional values of the forest ecosystem services of Chaling Countyduring 20102020 showed an upward trend,and the values of each service were in the following order ofmagnitude:water conservation climate regulation cultural services soil retention fixation of carbon andrelease of oxygen forest products air purification.The result verifies that forests have important ecologicalfunctions,which are of great significance for the management and protection of forest ecosystems,the promo-tion of ecological civilization construction,and the transformation of green mountainsintosilvermountains in Chaling County.收稿日期：2 0 2 3-12-12作者简介：李玉娇（1997 一），女，山东济宁人，硕士研究生，主要研究方向为区域生态规划、生态评价。E-mail：1548 950 8 22第43 卷中南林业调查规划2024年第1期Key words:GEP of forest,ecosystem service function assessment;ArcGIS;InVEST;Chaling County生态系统是人类生存和发展的基础，为人类的生产、生活提供产品和服务 。然而，随着社会经济的高速发展，森林、草地等生态系统遭到严重破坏，如森林资源减少、土地沙漠化、水土流失、水污染等，生态系统的服务功能退化，使人类生存和社会可持续发展受到严重的影响 2 。因此，全面科学地评估生态系统服务功能，对生态系统的保护与修复、经济发展和环境保护之间的权衡具有重要意义 3 。20世纪90 年代，科学家们开始认识到生态系统对人类的生存和发展起着重要的支撑作用，从而对生态系统服务功能进行研究 4。其中DAILY等 5 和COSTANZA等 6 对生态系统服务功能的研究最具代表性，并且在生态学领域引起了较大的反响。2 0 0 1年联合国环境规划署（UNEP）发起了千年生态系统评估计划，通过评估全球生态系统服务功能和价值，将保护生态环境的目标融入经济社会之中 4.7-8 ，至此，生态系统服务功能评估与功能价值核算逐渐成为生态学研究的前沿课题，并且涉及地理学、经济学等学科的内容。此后，部分国外学者从不同国家地区、不同生态系统类型对生态系统服务价值进行评估 5.9，丰富且完善了生态系统服务评估体系。与此同时，部分学者对不同的生态系统展开了生态系统服务功能价值的研究 10-。生态系统生产总值（CrossEcosystemProduct，CEP）这一概念是2 0 13 年由我国学者欧阳志云和朱春全提出。生态系统生产总值，即生态系统为人类福补和经济社会可持续发展提供的各种最终物质产品服务价值的总和，包括生态产品、调节服务和文化服务价值【15。2 0 13 年2 月，中国首个生态系统生产总值核算项目在内蒙古库布齐沙漠落地。此后，多位学者从省、市、县等不同尺度对生态系统生产总值展开了核算研究，并且将核算结果以经济的形式体现研究区域生态系统所提供的服务价值 16-2 0 。在构建反映生态系统为人类提供的产品和服务的新发展模式中，吴林静 2 1 预计GEP会和国内生产总值（GDP）一样重要。茶陵县位于湖南省株洲市，森林资源十分丰富。选取茶陵县作为研究区域，根据已有的相关研究成果及茶陵县的实际情况，构建符合茶陵县的森林生态系统生产总值核算体系，采用市场价值法、影子工程法和替代成本法开展森林生态系统生产总值（GEP）核算研究，通过经济数字的形式展示茶陵县森林生态系统服务功能所蕴含的价值，以期该研究结果能为茶陵县的生态环境保护和可持续发展提供科学参考，促进其生态文明建设。一研究数据与方法1.1研究区概况茶陵县位于湖南省东部，地理坐标范围为113 2011365E、2 6 3 0 2 7 7 N，地处湘赣边界、罗霄山脉西麓，属亚热带季风性湿润气候，年平均气温为19.3，年均降水量为146 1.9mm，适于农作物和绿色植物生长。茶陵县域总面积为2 50 0 km，主要的生态系统为森林生态系统，森林资源丰富，木材蓄积量达2 56 万m31.2数据来源与运算方法本研究采用的数据主要来源于2 0 11一2 0 2 1年的茶陵县统计年鉴湖南省统计年鉴和2 0 10 一2020年的株洲市水资源公报，以及茶陵县各部门的官网公告，部分数据来源于相关文献。数据的处理与运算通过ArcGIS10.8软件和InVEST3.14模型进行。1.3核算指标与方法本文结合茶陵县实际，基于生态系统服务功能评估理论，从产品供给服务价值、调节服务价值、文化服务价值三个方面构建茶陵县森林CEP核算指标 2 与方法，如表1所示。1.4产品供给服务价值核算方法生态系统产品供给服务价值是指在一定时间内生态系统提供的物质产品的产出。由于林产品可以直接在市场上交易，所以采用市场价格法进行产品供给价值的核算。公式如下：V,=Z=1(E;P;10)(1)式中：V为产品供给服务价值，亿元；E,为第i类林产品的产量，t；P为第i类林产品的价格，元/t；n为产品的种类数。1.5调节服务价值核算方法1.5.1水源涵养价值核算方法水源涵养是指生态系统通过一些自然过程和机制，如植被截留、地下水渗透、河流湖泊蓄水等，保23第43 卷李玉娇，等：湖南省茶陵县森林生态系统生产总值核算研究2024年第1期表1茶陵县森林GEP核算指标与方法核算项目服务类型具体指标价值量核算方法产品供给服务价值林业产品价值木材、竹材、油桐籽、油茶籽、棕片、笋干市场价值法水源涵养价值水源涵养量影子工程法土壤保持价值减少氮面源污染、减少磷面源污染、减少泥沙淤积替代成本法调节服务价值固碳释氧价值固碳量、释氧量替代成本法气候调节价值植物蒸腾降温增湿替代成本法空气净化价值净化SO2量、净化NO量、净化烟尘量替代成本法文化服务价值景观游憩价值旅游收入研究区域内旅游总收入持和增加水资源，实现水文状况的改善、区域水分循环的调节 19.2 3 。本文通过InVEST3.14模型中的产水量模块来反映茶陵县的水源涵养量，用建设单位库容的工程成本核算其价值。公式如下：V,=R C(2)式中：V，为水源涵养价值，亿元；R为水源涵养总量，亿m；C 为单位库容建造成本，元/m，依据森林生态系统服务功能评估规范 2 4 进行价格折算。1.5.2土壤保持价值核算方法土壤保持量通过InVEST3.14模型计算，核算减少泥沙淤积和减少N、P面源污染价值。减少泥沙淤积价值的计算公式如下：V,=24%(Ac/p)Cg10-8(3)式中：V为减少泥沙淤积价值量（我国土壤侵蚀流失的泥沙中有2 4%淤积于水库、河流、湖泊 15），亿元；A。为土壤保持量，t；p 为土壤容重，Vm；Cf为水库清淤所需资金，元/m，依据森林生态系统服务功能评估规范2 4 进行价格折算。减少N、P面源污染价值的计算公式如下：V=22IAcC;P;10-8(4)式中：V4为减少N、P面源污染价值，亿元；Ac为土壤保持量，t；C;为土壤中N、P纯含量；P;为降解成本，元/。1.5.3固碳释氧价值核算方法固碳释氧量可根据净初级生产力（NetPrimaryProductivity，NPP）计算，用光合作用方程式，植物生产1g干物质需要1.6 2 gCO2，并释放1.2 g02。公式如下：V,=（1.6 2 NPPC,+1.2 0 NPPC）1008(5)式中：V，为固碳释氧价值，亿元；C,为固碳价格，元/t；C，为制氧的价格，元/t；NPP为15993 50.90 t。1.5.4气候调节价值核算方法森林生态系统气候调节价值是指通过植被蒸腾作用吸收太阳能，从而调节气温，并在此过程中产生的价值 15公式如下：V=Q P。10-8(6)式中：V。为气候调节的总价值，亿元；Q为森林生态系统蒸腾蒸发消耗的总能量，kWh；Pe 为研究区的电价，元/kWh。1.5.5空气净化价值核算方法本文选用森林生态系统吸收SO2、NO x、烟尘的量来评估研究区的空气净化能力，以治理这三类污染物所需要的成本来估算研究区森林生态系统空气净化提供的价值。公式如下：V,=Z1-10;A C;10-0-8(7)式中：V，为空气净化的总价值，亿元；Q,为森林每年对各污染物的净化量，km；A 为森林面积，km；C,为各污染物的治理成本，元/t。1.6文化服务价值核算方法生态系统文化服务价值是指人们在自然景观中获得愉悦、美学、教育的非物质利益。本文根据研究区域数据获取的可行性，仅核算景观游憩这一指标，以茶陵县2 0 10 2 0 2 0 年的旅游总收人来评估文化服务价值。2结果与分析2.1森林生态系统生产总值价值变化森林生态系统生产总值的核算总结为产品供给、调节服务、文化服务3 种类型，2 0 10 2 0 2 0 年茶陵县森林生态系统生产总值计算结果如图1所示。从图1可以看出，2 0 10 2 0 2 0 年茶陵县森林CEP24中南林业调查规划第43 卷2024年第1期450r400350300250口2 0 10 年区2 0 15年200口2 0 2 0 年150100500产品供给调节服务文化服务总值图120102020年茶陵县森林GEP各服务功能价值及总值变化整体呈上升的趋势，由2 0 10 年的3 57.90 亿元增长到2 0 2 0年的40 2.98 亿元，这十年间上升的幅度为12.6 0%。其中，产品供给价值从2 0 10 年的3.3 6 亿元增加到2 0 2 0年的5.40 亿元，增长幅度为6 0.7 1%；调节服务价值从2 0 10 年的3 3 2.99亿元增加到2 0 2 0 年3 58.6 3 亿元，增长幅度为7.7 0%；文化服务价值从2 0 10 年的2 1.55亿元增加到2 0 2 0 年3 8.95亿元，增长幅度为8 0.7 4%。按价值大小排序，依次为：调节服务价值 文化服务价值 产品供给价值。这一结果表明，调节服务价值在茶陵县森林GEP核算中占据主导地位。2.2森林生态系统服务功能价值变化森林生态系统服务功能价值主要包括林产品、水源涵养、土壤保持、固碳释氧、气候调节、空气净化、文化服务7 个类型，2 0 10 2 0 2 0 年茶陵县生态系统服务功能价值变化如图2 所示。从图2 可以看出，2 0 10 2 0 2 0 年除去气候调节价600500400口2 0 2 0V201530020102001000林产品水源涵养土壤保持固碳释氧气候调节空气净化文化服务图220102020年茶陵县森林生态系统服务功能价值变化值下降和空气净化价值几乎无变化外，茶陵县森林生态系统服务的其他各项功能价值均呈上升的趋势。其中，林产品价值上升了2.0 4亿元，增幅为6 0.7 1%；水源涵养价值上升了2 5.2 0 亿元，增幅为17.2 2%；土壤保持价值上升了0.3 3 亿元，增幅为1.3 8%；固碳释氧价值上升了0.98 亿元，增幅为5.0 4%；气候调节价值减少了0.8 7 亿元；文化服务价值上升了17.4亿元，增幅为8 0.7 4%。2 0 2 0 年茶陵县森林生态系统服务功能价值按大小排序依次为：水源涵养 气候调节 文化服务 土壤保持 固碳释氧 林产品空气净化。2 0 10 一2 0 2 0 年水源涵养价值与气候调节价值之和在茶陵县森林生态系统生产总值中占比高于252024年第1期第43 卷李玉娇，等湖南省茶陵县森林生态系统生产总值核算研究75%。此结果与茶陵县的高森林覆盖率有关，森林生态系统在水源涵养和气候调节方面发挥着非常重要的作用。3讨论与结论3.1讨论“绿水青山”的价值需要科学地评估和量化，该价值对于推进“两山”理论实践创新基地建设具有重要的意义。茶陵县森林资源十分丰富，本研究通过核算茶陵县森林GEP摸清了茶陵县的“青山价值”2 5】，结果表明茶陵县的森林生态系统蕴含着巨大的服务功能，为未来生态系统的保护、生态文明的建设和“两山”基地的创建奠定了基础。在茶陵县未来的发展中，政府应在现有条件的基础上着重提高森林生态系统的价值，统筹规划、合理布局。在产品供给方面，应因地制宜发展高效林业，大力发展林下经济，实现产业多元化发展。探索生态保护与林农利益维护实现机制，实行生态补偿制度，推动林业产业结构调整，实现林业可持续发展。在调节服务方面，水源涵养和气候调节的作用最为显著，水源涵养价值量大，体现出了茶陵县水文状况和调节该区域水分循环的能力，气候调节价值量与茶陵县的植被面积息息相关。植被素有“绿色水库”之称，在涵养水源和气候调节方面发挥着巨大作用。由此可见，在发展规划中应该对森林生态系统进行侧重性的保护与管理，优化森林结构，提升森林质量，使森林生态系统整体功能全面提高，稳定性全面增强。在文化服务方面，茶陵县于2 0 12 年成功身湖南省旅游强县行列，2 0 13 年茶陵县成功创建省级历史文化名城。茶陵县应该充分利用其旅游资源优势，在接下来的发展中要加快茶陵县的文化旅游建设，积极推进不同旅游业态之间交叉融合，探索延长旅游产业链的新模式，构建更加丰富的旅游产业链 2 6-2 7 3.2结论本研究通过对茶陵县森林生态系统中所提供服务的价值进行了核算研究，主要结论如下：1）2 0 2 0 年，茶陵县的森林GEP为40 2.98 亿元，其中调节服务贡献的价值最高，为3 58.6 3 亿元，占88.99%。2 0 10 2 0 2 0 年间，茶陵县森林GEP总体呈上升的趋势，增加了12.6 0%，且调节服务在茶陵县森林生态系统生产总值核算中占据主导地位。该结果显示茶陵县在森林生态建设上取得了一定的成效。茶陵县森林生态系统生产总值的核算结果验证了森林具有重要的生态功能，积极践行“绿水青山就是金山银山”发展理念，对茶陵县下一步开展森林生态系统的管理和保护，以及将“绿水青山”转化为“金山银山”具有重要指导意义。2）2 0 10 2 0 2 0 年茶陵县森林生态系统服务的各项功能价值中的水源涵养和气候调节贡献的价值最高，这两项服务价值之和在茶陵县森林生态系统生产总值中占比高于7 5%，这表明森林生态系统对茶陵县的水源涵养和气候调节具有重要意义。参考文献：1】杨海龙，刘楠，吴小波，等：生态系统生产总值（GEP）核算研究：以郑州市为例 J环境生态学，2 0 2 3，5（6)：59-6 5.2傅伯杰，田汉勤，陶福禄，等全球变化对生态系统服务的影响 J中国基础科学，2 0 17，19（6）：14-18.3】徐伟平，康文星，何介南洞庭湖区生态系统服务功能价值分析J草业学报，2 0 16，2 5（1)：2 17-2 2 9.4欧阳志云，林亦晴，宋昌素生态系统生产总值（GEP）核算研究：以浙江省丽水市为例J环境与可持续发展，2020,45(6):80-85.5 DAILY G C.Natures services:societal dependence on natural eco-systems J.Pacific Coservation Biology,1997,6(2):220-221.6 COSTANZA R,ARGE R,GROOT R D,et al.The value of theworlds ecosystem services and natural capital J.Nature,1997,387(15):253-260.7】郭宗亮，刘亚楠，张璐，等生态系统服务研究进展与展望J 环境工程技术学报，2 0 2 2，12（3）：92 8-93 6.8胡璃。新时代生态系统生产总值核算：评生态系统生产总值（GEP）核算理论与方法J 湿地科学与管理，2022,18(1):73.9 LOZOYA JP,CONDE D,ASMUS M,et al.Linking social percep-tion and risk analysis to assess 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44.21吴林静：完善GEP核算，让绿水青山体现“金山银山”价储和集散中心等，让林下经济产品能够更好地在市场上交易和流通，扩大房山区林下经济的辐射范围，提高房山区林下经济经营户的经济效益。其次，政府和行业协会应当促进和引导辖区内的林下经济企业或自主经营农户人驻森林生态标志产品电商交易平台等具有影响力、市场力的线上交易平台，以帮助辖区内林下经济走上网络化、信息化发展的道路，以线上线下共同运营的经营模式，不断提高林下经济的经营水平。最后，支持辖区内有实力的龙头企业、专业合作社或家庭农场等经营主体建立属于自己的品牌，以此来进一步提升自身影响力，以林下经济的高质量发展带动房山区乡村振兴。4结语在乡村振兴视角下进一步提高房山区林下经济发展质量，应根据区域内林业资源特点和林下经济发展需求，统筹规划、合理布局，培育一批林下经济龙头企业，带动专业合作社和农户协同发展，形成林下种植、林下养殖和林下旅游互相促进、互相融合的林下经济发展环境，为房山区乡村振兴、农民增产增收作出积极贡献。参考文献：1高华森林覆盖率3 7.2 5%绿化覆盖率49.98%森林生态持续向好房山绿水青山引来金雕秃鹫J绿化与生活，2 0 2 3值【N每日经济新闻，2 0 2 2-10-2 1（0 0 1）.【2 2 牟雪洁，王夏晖，张箫，等北京市延庆区生态系统生产总值核算及空间化J：水土保持研究，2 0 2 0，2 7（1）：2 6 5-274,282.23程根伟，石培礼长江上游森林涵养水源效益及其经济价值评估J：中国水土保持科学，2 0 0 4（4）：17-2 0.24】国家林业和草原局森林生态系统服务功能评估规范：GB/T38582-2020S 北京：国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会，2 0 2 0.25刘永强，易烜，李新建，等湖南省青羊湖国有林场森林资源资产核算初探J中南林业调查规划，2 0 2 0，3 9（4）：27-31,2 6 邓长宁探索湖南省森林公园生态旅游与森林康养融合发展新模式J中南林业调查规划，2 0 2 3，42（1）：5-10.27彭泰来，舒勇，黄哲，等森林公园康养旅游发展策略探讨：以月岩国家森林公园为例J中南林业调查规划，2023,42（1):2 58.(2):22 23.2苏玉贞新时期广东省林下经济发展现状与对策分析J.中南林业调查规划，2 0 2 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