綠化評估論文：公路綠化綜合效益評估與分析

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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

研究區概況和研究方法

公路綠化情況實地調查于2011年10月上旬在蘇南地區實地抽樣調查，用皮尺測量各級公路兩側喬木帶的寬度以及喬木冠幅、株距和行距、樹高和胸徑等基礎數據，并計算各級公路的喬木密度。文獻資料查閱查閱文獻，收集江蘇省各行政區的氣候、土壤和植被地帶性分布及喬木生產力等數據。喬木綠化面積計算根據公路綠化喬木的栽植特點，由單株喬木的冠幅乘以喬木密度來計算各級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直接經濟效益:公路綠化喬木的木材價值;②生態經濟效益:包括涵養水源、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(包括提供負離子、吸收污染物、滯塵和降低噪音);③社會經濟效益:包括減少交通設施投入和景觀美學價值。依據目前對森林生態系統服務價值研究的2種主要方法計算生態經濟效益和社會經濟效益中的景觀美學價值。直接經濟效益計算利用市場價值法［14］計算公路綠化的直接經濟效益。每年由喬木蓄積量增長而產生的木材價值的計算公式為U木材=A×P×E×NPP地上/D。式中，U木材為年木材價值(元•a－1);A為喬木綠化面積(hm2);P為平均木材價格，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力(t•hm－2•a－1);D為木材密度，即木材干質量與鮮材積的比值，其值為0．47t•m－3［15］。根據江蘇各地氣候帶［16］確定NPP地上值，其中，暖溫帶地區［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［17］(其他各市)的NPP地上值為6．5t•hm－2•a－1。生態經濟效益計算利用當量法［6］評估江蘇省公路綠化在涵養水源、保育土壤及維持生物多樣性方面的生態經濟效益價值;利用LY/T1721—2008評估法［7］計算江蘇省公路綠化在固碳釋氧和凈化空氣方面的生態經濟效益價值。涵養水源價值計算通過專家問卷調查得到的涵養水源(水文調節)的生態服務價值當量為4．09［6］，那么，其價值的計算公式為U涵水=A×4．09×54×E匯率。式中，U涵水為公路綠化年涵養水源的價值(元•a－1);A為喬木綠化面積(hm2);E匯率為當年匯率。保育土壤價值計算保育土壤(保持土壤)的生態服務價值當量為4．02［6］，那么，其價值的計算公式為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值(元•a－1);A為喬木綠化面積(hm2);E匯率為當年匯率。維持生物多樣性價值計算維持生物多樣性的生態服務價值當量為4．51［6］，那么，其價值的計算公式為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值(元•a－1);A為喬木綠化面積(hm2);E匯率為當年匯率。固碳釋氧價值計算固碳價值的計算公式為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值(元•a－1);A為喬木綠化面積(hm2);C碳為固碳價格，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］。根據江蘇各地氣候帶［16］確定B年的值，其中，暖溫帶地區［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［17］(其他各市)B年值為8．9t•hm－2•a－1。釋氧價值計算公式為U氧=1．19×C氧×A×B年。式中，U氧為公路綠化年釋氧價值(元•a－1);C氧為氧氣價格，其值為1000元•t－1;A為喬木綠化面積(hm2);B年為林分凈生產力(t•hm－2•a－1)，其值同上。凈化空氣價值計算根據相關研究，當空氣中負離子濃度在700cm－3以上時，人體感覺舒適;在1000cm－3以上時，有利于人體健康;在8000cm－3以上時，可以起到治病作用［19］。而道路綠地的空氣負離子濃度通常在600cm－3以下［20－21］，因此，公路綠化提供負離子的價值可忽略不計。吸收污染物價值的計算公式為: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)。滯塵價值計算公式為U滯=K滯×Q滯×A。式中，U滯為公路綠化年滯塵價值(元•a－1);K滯為降塵清潔費用，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)。降噪價值計算公式為U降噪=K噪音×A噪音。式中，U降噪為公路綠化年降噪價值(元•a－1);K噪音為降噪費用，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(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。社會經濟效益計算社會經濟效益是指公路綠化為社會經濟的發展和人類活動提供的服務，主要體現在交通服務方面。其效益包括減少交通設施投入和景觀美學價值，其中減少交通設施投入的價值依據替代市場價值法［14］計算，景觀美學價值采用當量法［6］計算。1減少交通設施投入的計算道路的中央綠化帶可以代替防眩板的作用，減少交通設施的投入，其價值以節省道路中央防眩板建設的費用來計算。計算公式為U減投=S綠化×K防眩板。式中，U減投為公路綠化年減投價值(元•a－1);S綠化為有中央綠化帶公路的里程數(km);K防眩板為防眩板造價(元•km－1•a－1)。景觀美學價值計算森林提供景觀美學的生態服務價值當量為2．08［6］，那么，其價值的計算公式為U美學=A×2．08×54×E匯率。式中，U美學為公路綠化年景觀美學的價值(元•a－1);A為喬木綠化面積(hm2);E匯率為當年匯率。公路綠化綜合效益計算將上述各項效益計算值相加，得到當年江蘇省公路綠化的綜合效益。投資收益率計算投資收益率為投資凈收益與投入成本的比率，以百分數計。

結果和分析

2000年至2010年江蘇省公路綠化綜合效益評估結果2000年至2010年江蘇省公路綠化綜合效益評估結果見表1。由表1可見，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步增長，2010年已高達9．40×108元，是2000年的2．9倍，年均增長10%以上。此外，2000年至2010年間，公路綠化的直接經濟效益占綜合效益的比例約為20%，生態經濟效益在綜合效益中的比例約為76%，社會經濟效益最低，僅占綜合效益的3%～5%。以2010年數據為例，對當年江蘇省公路綠化綜合效益具體組成進行分析。2010年江蘇省每個行政區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，社會經濟效益的比例最低，為3．51%;生態經濟效益的比例(76．06%)最高，占綜合效益的3/4以上，是直接經濟效益(20．43%)的近4倍。在構成生態經濟效益的5項價值類型中，按占生態經濟效益的比例由大到小依次排序為:固碳釋氧(60．00%)、凈化空氣(22．80%)、維持生物多樣性(6．15%)、涵養水源(5．59%)、保育土壤(5．45%)。另外，公路綠化對減少碳排放也有一定的貢獻。以2007年為例，2007年江蘇省交通運輸及倉儲郵政業的終端能源消費碳排放量為5．5834×106t［23］，而當年全省公路綠化固碳量為1．023×105t，約占前者的1．8%?？梢姽肪G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用，結合對應年份公路綠化產生的經濟效益繪制公路綠化投資收益表，結果見表2。由表2可見:公路綠化產生的綜合效益隨綠化投入的增加而增加。公路綠化每年產生的木材價值(直接經濟效益)遠小于當年的綠化投入費用，而當年公路綠化的生態經濟效益價值則高于其綠化投入費用，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，但由于當年的綠化投入明顯增加，導致其投資收益率在這3年中最低，但也達到65%以上。

討論和結論

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，2010年的綜合效益已高達9．40×108元，相當于當年全省GDP的0．023%。由于區域面積、各級道路里程及綠化情況的不同，各行政區對江蘇省公路綠化綜合效益的貢獻不一。以2010年為例，江蘇省公路綠化的直接經濟效益、生態經濟效益和社會經濟效益分別占綜合效益的20．43%、76．06%和3．51%，其中生態經濟效益占了絕大部分。薛建輝［24］認為森林生態效益是直接效益的3～9倍，與作者的研究結果基本一致。在構成公路綠化生態經濟效益的5項價值類型中，按價值量由大到小的順序依次排序為固碳釋氧、凈化空氣、維持生物多樣性、涵養水源、保育土壤。其中，固碳釋氧和凈化空氣2項指標的價值量占生態經濟效益的80%以上，可見公路綠化的主要功能在于固碳釋氧和凈化空氣2方面。研究結果表明:2010年江蘇省公路喬木綠化單位面積產生的綜合效益為35031元•hm－2，而湖南省森林生態系統單位面積服務價值為60750元•hm－2［5］，蘇州森林生態系統的單位面積服務價值為69225元•hm－2［25］，可見，人工營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的多品種林木組成的森林。在2010年江蘇省公路綠化的生態經濟效益中，包括吸收污染物、滯塵和降噪在內的凈化空氣效益占22．80%，與文獻［5，25］報道的湖南省森林生態系統和蘇州森林生態系統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值占生態經濟效益的比例較高。隨著經濟的發展以及機動車輛的不斷增加，道路交通的噪聲和空氣污染將會越來越嚴重，因而，在今后的公路綠化建設中應注重、發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果表明:雖然公路綠化每年產生的直接經濟效益小于綠化投入費用，但公路綠化產生的生態經濟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年以及以后多年都可以產生效益，因而，從長遠的角度看，公路綠化可以獲得更高的投資收益率。因此，公路綠化是一項投資收益率較高的公益性基礎設施項目。由于完整的高等級公路綠化包括路側綠化、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喬木綠化構成林網骨架，尚未將江蘇省高等級公路綠化中的中央分隔帶綠化和邊坡綠化考慮在內;此外，還應該綜合考慮公路建設過程中開挖土方以及土地利用變化等對環境帶來的負效益。因此，公路綠化的價值評估需要進一步深入和完善。