綠化評(píng)估論文:公路綠化綜合效益評(píng)估與分析

時(shí)間:2022-02-26 08:46:48

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綠化評(píng)估論文:公路綠化綜合效益評(píng)估與分析

本文作者:王志科余華殷云龍馬元屾王中生工作單位:南京大學(xué)

研究區(qū)概況和研究方法

公路綠化情況實(shí)地調(diào)查于2011年10月上旬在蘇南地區(qū)實(shí)地抽樣調(diào)查,用皮尺測(cè)量各級(jí)公路兩側(cè)喬木帶的寬度以及喬木冠幅、株距和行距、樹(shù)高和胸徑等基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并計(jì)算各級(jí)公路的喬木密度。文獻(xiàn)資料查閱查閱文獻(xiàn),收集江蘇省各行政區(qū)的氣候、土壤和植被地帶性分布及喬木生產(chǎn)力等數(shù)據(jù)。喬木綠化面積計(jì)算根據(jù)公路綠化喬木的栽植特點(diǎn),由單株喬木的冠幅乘以喬木密度來(lái)計(jì)算各級(jí)公路的單位里程喬木綠化面積。公路綠化綜合效益[9]8-9包括:①直接經(jīng)濟(jì)效益:公路綠化喬木的木材價(jià)值;②生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益:包括涵養(yǎng)水源、保育土壤、維持生物多樣性、固碳釋氧(包括固定二氧化碳和釋放氧氣)以及凈化空氣(包括提供負(fù)離子、吸收污染物、滯塵和降低噪音);③社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益:包括減少交通設(shè)施投入和景觀美學(xué)價(jià)值。依據(jù)目前對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究的2種主要方法計(jì)算生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益中的景觀美學(xué)價(jià)值。直接經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算利用市場(chǎng)價(jià)值法[14]計(jì)算公路綠化的直接經(jīng)濟(jì)效益。每年由喬木蓄積量增長(zhǎng)而產(chǎn)生的木材價(jià)值的計(jì)算公式為U木材=A×P×E×NPP地上/D。式中,U木材為年木材價(jià)值(元•a-1);A為喬木綠化面積(hm2);P為平均木材價(jià)格,其值為700元•m-3;E為出材率,其值為75%[2];NPP地上為喬木地上部的凈生產(chǎn)力(t•hm-2•a-1);D為木材密度,即木材干質(zhì)量與鮮材積的比值,其值為0.47t•m-3[15]。根據(jù)江蘇各地氣候帶[16]確定NPP地上值,其中,暖溫帶地區(qū)[17](徐州、宿遷和連云港)的NPP地上值為6.2t•hm-2•a-1,北亞熱帶地區(qū)[17](其他各市)的NPP地上值為6.5t•hm-2•a-1。生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算利用當(dāng)量法[6]評(píng)估江蘇省公路綠化在涵養(yǎng)水源、保育土壤及維持生物多樣性方面的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益價(jià)值;利用LY/T1721—2008評(píng)估法[7]計(jì)算江蘇省公路綠化在固碳釋氧和凈化空氣方面的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益價(jià)值。涵養(yǎng)水源價(jià)值計(jì)算通過(guò)專(zhuān)家問(wèn)卷調(diào)查得到的涵養(yǎng)水源(水文調(diào)節(jié))的生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量為4.09[6],那么,其價(jià)值的計(jì)算公式為U涵水=A×4.09×54×E匯率。式中,U涵水為公路綠化年涵養(yǎng)水源的價(jià)值(元•a-1);A為喬木綠化面積(hm2);E匯率為當(dāng)年匯率。保育土壤價(jià)值計(jì)算保育土壤(保持土壤)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量為4.02[6],那么,其價(jià)值的計(jì)算公式為U保土=A×4.02×54×E匯率。式中,U保土為公路綠化年保育土壤的價(jià)值(元•a-1);A為喬木綠化面積(hm2);E匯率為當(dāng)年匯率。維持生物多樣性價(jià)值計(jì)算維持生物多樣性的生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量為4.51[6],那么,其價(jià)值的計(jì)算公式為U多樣性=A×4.51×54×E匯率。式中,U多樣性為公路綠化年維持生物多樣性的價(jià)值(元•a-1);A為喬木綠化面積(hm2);E匯率為當(dāng)年匯率。固碳釋氧價(jià)值計(jì)算固碳價(jià)值的計(jì)算公式為U碳=A×C碳×(1.63R碳×B年+F土壤碳)。式中,U碳為公路綠化年固碳價(jià)值(元•a-1);A為喬木綠化面積(hm2);C碳為固碳價(jià)格,其值為1200元•t-1;R碳為CO2中碳的含量,其值為27.27%[8];B年為林分凈生產(chǎn)力(t•hm-2•a-1);F土壤碳為單位面積林分土壤年固碳量,其值為1.48t•hm-2•a-1[18]。根據(jù)江蘇各地氣候帶[16]確定B年的值,其中,暖溫帶地區(qū)[17](徐州、宿遷和連云港)B年值為6.4t•hm-2•a-1,北亞熱帶地區(qū)[17](其他各市)B年值為8.9t•hm-2•a-1。釋氧價(jià)值計(jì)算公式為U氧=1.19×C氧×A×B年。式中,U氧為公路綠化年釋氧價(jià)值(元•a-1);C氧為氧氣價(jià)格,其值為1000元•t-1;A為喬木綠化面積(hm2);B年為林分凈生產(chǎn)力(t•hm-2•a-1),其值同上。凈化空氣價(jià)值計(jì)算根據(jù)相關(guān)研究,當(dāng)空氣中負(fù)離子濃度在700cm-3以上時(shí),人體感覺(jué)舒適;在1000cm-3以上時(shí),有利于人體健康;在8000cm-3以上時(shí),可以起到治病作用[19]。而道路綠地的空氣負(fù)離子濃度通常在600cm-3以下[20-21],因此,公路綠化提供負(fù)離子的價(jià)值可忽略不計(jì)。吸收污染物價(jià)值的計(jì)算公式為:U吸=K二氧化硫×Q二氧化硫×A+K氮氧化物×Q氮氧化物×A+K氟化物×Q氟化物×A。式中,U吸為公路綠化年吸收污染物價(jià)值(元•a-1);K二氧化硫、K氮氧化物和K氟化物分別為二氧化硫、氮氧化物和氟化物的治理費(fèi)用,其值分別為1.20、0.69和0.63元•kg-1[7];Q二氧化硫、Q氮氧化物和Q氟化物分別為單位面積林分年吸收二氧化硫、氮氧化物和氟化物的量,其值分別為88.65、6.00和4.65kg•hm-2•a-1[2];A為喬木綠化面積(hm2)。滯塵價(jià)值計(jì)算公式為U滯=K滯×Q滯×A。式中,U滯為公路綠化年滯塵價(jià)值(元•a-1);K滯為降塵清潔費(fèi)用,其值為0.15元•kg-1[7];Q滯為單位面積林分年滯塵量,其值為10110.33kg•hm-2•a-1[2];A為喬木綠化面積(hm2)。降噪價(jià)值計(jì)算公式為U降噪=K噪音×A噪音。式中,U降噪為公路綠化年降噪價(jià)值(元•a-1);K噪音為降噪費(fèi)用,其值為13333元•km-1•a-1[7];A噪音為森林面積折合為隔音墻的公里數(shù)(km•hm-2),因30m寬的林帶與4m高隔音墻的隔音效果近似[22],故可由喬木綠化面積A換算得到A噪音。社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益是指公路綠化為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人類(lèi)活動(dòng)提供的服務(wù),主要體現(xiàn)在交通服務(wù)方面。其效益包括減少交通設(shè)施投入和景觀美學(xué)價(jià)值,其中減少交通設(shè)施投入的價(jià)值依據(jù)替代市場(chǎng)價(jià)值法[14]計(jì)算,景觀美學(xué)價(jià)值采用當(dāng)量法[6]計(jì)算。1減少交通設(shè)施投入的計(jì)算道路的中央綠化帶可以代替防眩板的作用,減少交通設(shè)施的投入,其價(jià)值以節(jié)省道路中央防眩板建設(shè)的費(fèi)用來(lái)計(jì)算。計(jì)算公式為U減投=S綠化×K防眩板。式中,U減投為公路綠化年減投價(jià)值(元•a-1);S綠化為有中央綠化帶公路的里程數(shù)(km);K防眩板為防眩板造價(jià)(元•km-1•a-1)。景觀美學(xué)價(jià)值計(jì)算森林提供景觀美學(xué)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量為2.08[6],那么,其價(jià)值的計(jì)算公式為U美學(xué)=A×2.08×54×E匯率。式中,U美學(xué)為公路綠化年景觀美學(xué)的價(jià)值(元•a-1);A為喬木綠化面積(hm2);E匯率為當(dāng)年匯率。公路綠化綜合效益計(jì)算將上述各項(xiàng)效益計(jì)算值相加,得到當(dāng)年江蘇省公路綠化的綜合效益。投資收益率計(jì)算投資收益率為投資凈收益與投入成本的比率,以百分?jǐn)?shù)計(jì)。

結(jié)果和分析

2000年至2010年江蘇省公路綠化綜合效益評(píng)估結(jié)果2000年至2010年江蘇省公路綠化綜合效益評(píng)估結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可見(jiàn),2000年江蘇省公路綠化的綜合效益為3.25×108元,隨著公路綠化里程的不斷增加,全省公路綠化綜合效益逐年穩(wěn)步增長(zhǎng),2010年已高達(dá)9.40×108元,是2000年的2.9倍,年均增長(zhǎng)10%以上。此外,2000年至2010年間,公路綠化的直接經(jīng)濟(jì)效益占綜合效益的比例約為20%,生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益在綜合效益中的比例約為76%,社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益最低,僅占綜合效益的3%~5%。以2010年數(shù)據(jù)為例,對(duì)當(dāng)年江蘇省公路綠化綜合效益具體組成進(jìn)行分析。2010年江蘇省每個(gè)行政區(qū)公路綠化綜合效益占全省的比例約為5%~12%,其中,常州最低,為4.63%;南通、鹽城和徐州所占比例均在10%以上。按地區(qū)分,蘇南占32.51%,蘇中占23.40%,蘇北占44.09%。在2010年江蘇省公路綠化的綜合效益組成中,社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的比例最低,為3.51%;生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益的比例(76.06%)最高,占綜合效益的3/4以上,是直接經(jīng)濟(jì)效益(20.43%)的近4倍。在構(gòu)成生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益的5項(xiàng)價(jià)值類(lèi)型中,按占生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益的比例由大到小依次排序?yàn)?固碳釋氧(60.00%)、凈化空氣(22.80%)、維持生物多樣性(6.15%)、涵養(yǎng)水源(5.59%)、保育土壤(5.45%)。另外,公路綠化對(duì)減少碳排放也有一定的貢獻(xiàn)。以2007年為例,2007年江蘇省交通運(yùn)輸及倉(cāng)儲(chǔ)郵政業(yè)的終端能源消費(fèi)碳排放量為5.5834×106t[23],而當(dāng)年全省公路綠化固碳量為1.023×105t,約占前者的1.8%??梢?jiàn)公路綠化作為森林碳匯,在減少碳排放方面起了一定的作用。2000年至2002年江蘇省公路綠化投資收益分析利用2000年至2002年江蘇省公路綠化的投入費(fèi)用,結(jié)合對(duì)應(yīng)年份公路綠化產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益繪制公路綠化投資收益表,結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn):公路綠化產(chǎn)生的綜合效益隨綠化投入的增加而增加。公路綠化每年產(chǎn)生的木材價(jià)值(直接經(jīng)濟(jì)效益)遠(yuǎn)小于當(dāng)年的綠化投入費(fèi)用,而當(dāng)年公路綠化的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益價(jià)值則高于其綠化投入費(fèi)用,在綜合效益中占主要地位。2000年和2001年公路綠化的投資收益率都在100%以上,雖然2002年的綜合效益最高,但由于當(dāng)年的綠化投入明顯增加,導(dǎo)致其投資收益率在這3年中最低,但也達(dá)到65%以上。

討論和結(jié)論

2000年江蘇省公路綠化綜合效益為3.25×108元,隨著綠化里程的不斷增加以及公路綠化的不斷建設(shè),2010年的綜合效益已高達(dá)9.40×108元,相當(dāng)于當(dāng)年全省GDP的0.023%。由于區(qū)域面積、各級(jí)道路里程及綠化情況的不同,各行政區(qū)對(duì)江蘇省公路綠化綜合效益的貢獻(xiàn)不一。以2010年為例,江蘇省公路綠化的直接經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益分別占綜合效益的20.43%、76.06%和3.51%,其中生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益占了絕大部分。薛建輝[24]認(rèn)為森林生態(tài)效益是直接效益的3~9倍,與作者的研究結(jié)果基本一致。在構(gòu)成公路綠化生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益的5項(xiàng)價(jià)值類(lèi)型中,按價(jià)值量由大到小的順序依次排序?yàn)楣烫坚屟?、凈化空氣、維持生物多樣性、涵養(yǎng)水源、保育土壤。其中,固碳釋氧和凈化空氣2項(xiàng)指標(biāo)的價(jià)值量占生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益的80%以上,可見(jiàn)公路綠化的主要功能在于固碳釋氧和凈化空氣2方面。研究結(jié)果表明:2010年江蘇省公路喬木綠化單位面積產(chǎn)生的綜合效益為35031元•hm-2,而湖南省森林生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價(jià)值為60750元•hm-2[5],蘇州森林生態(tài)系統(tǒng)的單位面積服務(wù)價(jià)值為69225元•hm-2[25],可見(jiàn),人工營(yíng)造品種較單一的公路綠化喬木林的效益小于自然條件下生長(zhǎng)的多品種林木組成的森林。在2010年江蘇省公路綠化的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益中,包括吸收污染物、滯塵和降噪在內(nèi)的凈化空氣效益占22.80%,與文獻(xiàn)[5,25]報(bào)道的湖南省森林生態(tài)系統(tǒng)和蘇州森林生態(tài)系統(tǒng)的凈化空氣效益在總效益中所占的比例(分別為6.75%和5.74%)相比,江蘇省公路綠化凈化空氣價(jià)值占生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益的比例較高。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及機(jī)動(dòng)車(chē)輛的不斷增加,道路交通的噪聲和空氣污染將會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重,因而,在今后的公路綠化建設(shè)中應(yīng)注重、發(fā)揮與完善公路綠化在凈化空氣方面的功能效益。公路綠化也具有一定的固碳能力,2007年全省公路綠化固碳量為1.023×105t,在減少碳排放方面起了一定的作用。2000年至2002年公路綠化的投資效益分析結(jié)果表明:雖然公路綠化每年產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益小于綠化投入費(fèi)用,但公路綠化產(chǎn)生的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益卻高于綠化投入,其年投資收益率均在60%以上。由于公路綠化在投入的當(dāng)年以及以后多年都可以產(chǎn)生效益,因而,從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看,公路綠化可以獲得更高的投資收益率。因此,公路綠化是一項(xiàng)投資收益率較高的公益性基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。由于完整的高等級(jí)公路綠化包括路側(cè)綠化、中央分隔帶綠化和邊坡綠化3部分,而本文主要考慮了路側(cè)喬木綠化構(gòu)成林網(wǎng)骨架,尚未將江蘇省高等級(jí)公路綠化中的中央分隔帶綠化和邊坡綠化考慮在內(nèi);此外,還應(yīng)該綜合考慮公路建設(shè)過(guò)程中開(kāi)挖土方以及土地利用變化等對(duì)環(huán)境帶來(lái)的負(fù)效益。因此,公路綠化的價(jià)值評(píng)估需要進(jìn)一步深入和完善。