基于GIS的紫云县林地生态资产价值分析研究
时间：2022-12-09 09:30:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
王 钉 王典雪
(1.安顺学院资源与环境工程学院; 2. 安顺学院经济与管理学院，贵州 安顺 561000)
生态资源不仅是人类生存的基础，也是社会发展生产必不可少的物质要素。林地资源是森林资源中的一小部分，而森林资源又是自然资源的组成部分，所以林地生态资产价值核算的意义可以从以下三个方面体现：
(1)从生态的可持续发展方面看，自然资源的保护是可持续发展的重要基础[1]。自然资源资产价值核算，可以很好地反映出自然资源因经济活动所造成的增减变动情况，也可以让权益者合理分配自然资源，真正把环境与经济挂钩，较好的维持生态平衡[2]。党的十八届三中全会对自然资源资产价值评估构建的提出，表明国家对生态资源的环境问题的重视，生态文明建设的有效推进[3]。
(2)从国民经济体系方面看，自然环境造成损失破坏后，恢复治理所投入的资金纳入了国民经济体系[4]，以收入和支出的方式将自然资源与经济放在了统一框架里面，可以让政府在经济发展的方式上做出科学的决策。
(3)从政府管理决策方面看，自然资源资产负债表可以对政府管理者做出有效的监督作用，让管理者在对林地资源合理规划、利用和管理方面上的思想认识有所提高，在发展经济的同时也做好资源环境的保护，在我国经济向绿色可持续发展的过程中，可以说林地资源价值核算的提出是一个重要的举措[5]。
生态价值核算是对生态系统本身可以利用能够为人类提供利益和服务的价值评估，也可称为自然资产核算[6]。在党的十八届三中全会提出自然资源的资产核算和价值核算，是中国提出的一个新概念，它是中国的一项重要理论和制度创新。在此之前，“自然资源核算”和“环境经济核算”等概念被提出并有一定方面的研究成果[6]。自然资源的核算方法是自然资源资产负债表展开研究的前期知识理论，自然资源的核算对我国今后的自然资源管理发展有重大意义[7]。
20世纪70年代，国外已经开展探索自然资源与国民经济核算相互联系的研究。自然资源核算问题的首次提出是1993年联合国统计委员会编制的国民账户体系[8]。对于自然资源核算的研究，多个国家都是以2012年联合国等有关组织编写的《2012年环境经济核算体系中心框架》(简称为SEEA-2012)为标准[9]。在自然资源的核算研究方面，美国、日本、墨西哥等多个国家已经取得了一定的成果，基本构成了比较成熟的自然资源经济核算体系。
我国对于自然资产核算、价值评估的研究工作，起源于20世纪80年代的环境资源价值评估。经济学家许涤新率先开展生态价值经济研究，第一次将生态和经济放在同一个层次研究考虑。而后生态学家马世骏也将生态与经济学相联系起来[10]。1988年，国务院发展研究中心开始进行自然资源核算的相关课题研究，构建出了系列的资源核算理论体系，推动了我国资源价值核算的研究[11]。1996年，胡涛等人从自然资源的生态服务功能等方面推动环境资源价值核算[12]。1998年，李金昌研究分析了生态价值方面的基础理论，并将生态价值进行量化研究[13]。随后王健民[14]等人相继将自然资源价值的形态应用到理论研究中，并且还确立了自然资源的资产价值核算定量关系式。国内研究人员在国外现有的基础上，建立了适合国内的模型、计算、评估方法等，不同区域和不同程度的研究内容相继出现，在自然资源价值核算方面也取得了一些重要成果。
紫云县(105°55′E-106°29′E，25°21′N-26°3′N)位于贵州省的西南部，隶属于安顺市，分别与安顺市的西秀区、镇宁县接壤。紫云县为中亚热带和北亚热带的过渡地带，属于热带季风湿润型气候，温和宜人、雨水充沛、干湿明显。地形多为山谷，平均海拔为1000～1300米，土壤以黄壤、石灰壤为主，是典型的喀斯特地貌地区。清镇地带性原生植被为亚热带湿润性常绿落叶阔叶林，由于人类活动的干扰和破坏，原生植被已保存不多，大部分地区所发育的都是次生植被(如针叶林、落叶阔叶林、灌丛及灌草丛等)。同时，本地区地质、地貌条件复杂，喀斯特极其发育，以及喀斯特山区植被独特等，决定了该地区森林生态功能多样，森林生态资产估价较困难。
2.1 数据来源及处理
查询安顺市统计年鉴获取紫云县面积、人口等数据，GLOBELAND30下载紫云县2020年影像图、FROM-GLC10(清华大学2015年全球10米分辨率地表覆盖数据)下载紫云县2015年影像图、Open Street Map下载安顺市行政区划shp数据。
2.2 数据处理
(1)利用ArcGIS软件对紫云县2015年和2020年的影像进行合并、裁剪、图斑提取分类等处理，得到紫云县2015年、2020年土地利用类型的分布特点，并利用几何计算器计算出各类土地的占地面积，核算紫云县的林地面积；
(2)利用市场价值法核算林地自身价值量，根据林地生态的生态功能确定影响指标，以现有研究的计算方法计算出林地的生态价值；
(3)根据所计算出的2015年与2020年的林地价值量进行对比分析。
2.3 林地生态资产表核算
林地生态资产负债表主要是由资产和负债两个方面去进行核算建表，而资产又是从直观和间接两个方面体现，直观方面主要是体现林地的实物量变化，间接方面是从林地所带来的价值效益方面体现，林地生态的负债主要体现于林地生态方面修复预防支出。所以，林地生态资产负债表核算主要进行林地生态实物量核算、价值量核算。
2.3.1 实物量核算
通过图2中的2015年至2020年土地利用类型图得出，类型和区域分布差异不大，通过矢量数据的面积计算得出表1和表2和表3。
图2 2015-2020年紫云县土地利用现状图
表1 2015年土地利用面积
表2 2020年土地利用面积
表3 紫云县林地生态资产实物量核算表 单位：km2
由表3可得耕地和林地面积均在减少，草地面积在增加。
2.3.2 价值量核算
林地生态资产价值量核算主要是林地带来的直接经济效益和间接经济效益的核算，直接经济效益可以是林地自身的价值和所产生的木材价格，这是较为直观的一种经济效益，而间接经济效益比较微观，它是林地在生态方面带来的价值，比如：保持水土、调节气候、净化空气等。
2.3.2.1 林地价值量核算
对于林地本身的价值可以采用现行市价法，年金资本化法等多种核算方法，但根据林地类型的不同和地理位置的不同，林地的价格也会有所变化，所以相对于年金资本化法来说，现行市价法和其他核算方法计算会比较困难，所需的参数会更多一些，相反年金资本化法的可操作性更强一些[16]。但由于年金资本法没有办法获取投资收益率，经过相关分析研究的文献，在此处采取市场价格法对林地价值进行核算[17]。
林地价值量核算公式：
V1=P×S
(1)
式中：
V1—林地价值量(元)
P—林地市场价格(元/亩)
S—林地面积(亩)
根据相关资料的查阅，紫云县林地价格为2052元/亩，紫云县2015年与2020年的林地面积约为1,160km2、1,133.46km2，核算为1,740,000亩、1,700,190亩，将数据带入公式1得出紫云县2015年与2020年的林地价值分别为35.70亿元、34.89亿元。
2.3.2.2 涵养水源价值量核算
林地生态价值量是指林地在生态上所产生的价值效益，从它的生态功能上进行核算。林地具有一定的防洪功能和截流保土保水功能，从而实现了它的涵养水源作用。某区域范围内的水源涵养相当于该区域的森林水源涵养，可以根据该地区的年平均降水量和森林覆盖度计算该区域的水源涵养量，计算出的水源涵养量可根据市场供水价以及水库造价来评估该区域的水源涵养价值量。
同时可以用蓄水估算法和径流系数法对水源涵养进行实物量核算，但这两种方法需要长时间的实验和记录，不仅对场地条件和实验条件有要求，还对时间条件有要求，实验长周期数据才有说服力，这两种方法一般只会在做项目时才会采用。
涵养水源的价值量核算公式：
V2=M2×γ2
(2)
式中：
V2—涵养水源价值(元)；
M2—总涵养水源量(t)；
γ2—供水价格(元/t)；
根据安顺市统计年鉴，紫云县森林覆盖度为24.2%，2015年和2020年全县平均降雨量分别为1,297.5mm、1,537.3mm，根据1毫米降雨量可为1亩地增加0.667立方米的水，紫云县面积为2,284km2，核算为34.26×105亩，计算出紫云县2015年和2020年的降雨量分别为2.15亿立方米、2.55亿立方米，由于水的密度在常温下是1,000kg/m3，所以核算出两年的降雨量分别为2.15亿吨、2.55亿吨。由紫云县某村调查访问出市民生活用水供水价格为3元/吨，利用公式2计算出紫云县林地2015年和2020年为紫云县带来的供水价值分别为6.45亿元、7.65亿元，对比可知2020年比2015年增长了1.2亿元。根据紫云县黄家湾水库修建的总投资和总容库比，得出库容成本为20.32元/m3，可计算出紫云县两年的防洪效益分别为43.69亿元、51.82亿元，合计紫云县两年的总涵养水源价值分别为50.14亿元、59.47亿元。
2.3.2.3 固碳制氧价值量核算
林地生态中的植被树木等可进行光合作用的植物使林地有了制氧功能，所以林地的制氧价值核算以光合作用化学式为主，一般1kg的干物质可以在光合作用中释放1.2kg氧气，同时消耗1.6kg二氧化碳。可以根据林地产生的干物质量和市场上的价格核算出固碳价值量，同时根据供氧价和计算出的干物质量计算出制氧量和制氧价值量。根据《森林生态系统》以每公顷林地的干物质量12.9t/a为计算中的干物质量[18]，据中国碳排放交易网中的碳税制度，出碳税率为22.73元/t，市场的工业制氧价格为1.3元/kg，紫云县2015年和2020年的林地面积分别为1,160km2、1,133.46km2，核算为116,000公顷、113,346公顷。
固碳的价值量核算公式：
V3=S×G×1.6×γ3
(3)
式中：
V3—固碳的价值量(元/a)；
S—林地面积(hm)；
G—单位面积干物质量(t/a·hm)；
γ3—固碳价格(元/t)；
制氧的价值量核算公式：
V4=S×G×1000×1.2×γ4
(4)
式中：
V4—制氧的价值量(元)；
γ4—制氧价格(元/kg)；
根据公式3、4，计算出紫云县2015年的固碳价值约为0.54亿元，制氧价值约为23.34亿元；
2020年的固碳价值约为0.53亿元，制氧价值约为22.81亿元。
2.3.2.4 固土价值量核算
林地因为树木和其他植被的存在，所以对林地的占地面起到一定的固土作用，可理解为林地所在地土壤被保护，有林地的土壤流失量比无林地的土壤流失量低，假设没有林地植被的存在土壤会流失，若流失该土壤1t需花费的价格等于其挖掉的价格，考虑不同因素造成的流失情况，再加上所占面积，可求出该林地的固土价值。
固土的价值量核算公式：
V5=S×D×γ5÷ρ
(5)
式中：
V5—固土价值量(元)；
D—平均土壤侵蚀模数(t/km2·a)；
γ5—挖取单位体积土方费用(元/m3)；
ρ—土壤容重(t/m3)；
根据相关资料的查阅得出，紫云县的土壤侵蚀强度以微度和轻度为主，平均土壤侵蚀模数为341t/km2·a[19]，土石方的开挖成本为12.5元/m3，土壤容重取1.3g/cm3，核算为1.3t/m3，代入公式5计算出紫云县林地2015年和2020年的固土价值量分别为380.35万元、371.64万元。
2.3.2.5 净化环境价值量核算
林地的净化环境方面的生态价值主要体现在植被对SO2等有毒气体的吸收和滞留灰尘等方面。由于行道树和四旁树等林地面积较小，此处忽略该方面的效益计算，着重计算林地吸收SO2的价值效益。
吸收SO2的价值量核算公式：
V6=S×C×10-3×γ6×10-2
(6)
V6—吸收SO2的价值量(元)；
C—吸收SO2的能力(kg/hm2)；
γ6—SO2排污费用(元/kg)；
生态环境部在《中国生物多样性经济价值评估》中表示，针叶林对SO2的吸收能力为 215.6kg/hm2，阔叶林对SO2的吸收能力为88.65kg/hm2，而紫云县树种多为针阔混交，所以在这里将林地吸收SO2的能力取为152.13kg/hm2。根据生态环境部对SO2排污费用的执行标准得出SO2排污费用为0.63元/kg，将数据代入公式1-6中计算得紫云县林地2015年和2020年的SO2吸收价值分别为111.18万元、108.63万元。
由以上方法，可以计算出林地生态的林地价值和生态价值，列出林地生态资产价值量核算表4。
表4 2015-2020年紫云县林地生态资产价值量核算 单位：亿元
通过GIS技术对遥感影像的处理，得出林地面积。根据相关资料查阅获取计算方法，从《安顺市统计年鉴》和相关工程、现有研究获取所需数据，如年降水量、森林覆盖度、各种单价等。通过对紫云县林地价值量的核算，由表4可得：1)林地可以对研究区域带来多方面的效益，有直接性的经济效益，还有涵养水源、固碳制氧、净化环境、保土等多方面的生态效益；
2)紫云县林地两年所产生的效益均在100亿元左右，2015年林地总价值量为109.77亿元，2020年林地总价值量为117.75亿元，两年价值量差异不大；
3)计算结果显示，在生态效益中，涵养水源为研究区带来得价值量最大，其次是固碳制氧；
4)2015年林地涵养水源价值比2020年低8.79亿，2015年的固碳制氧价值比2020年高0.54亿元，2015年林地总价值比2020年林地总价值低7.89亿元。
在以上的所有计算中，2015年与2020年所采用的各种单价均相同，造成2015年的林地自身价值、固碳制氧价值比2020年高的原因在于核算出的林地面积不同，2015年的林地面积比2020年的林地面积大，分析林地减少的原因可能为人类活动影响、影像分辨率不同、数据来源不同而存在误差等多种原因。涵养水源的价值核算所涉及的面积是整个县的面积，均为2248km?，由于2020年的平均降雨量比2015年的平均降雨量高，所以相对于2015年，2020年的涵养水源价值是增加的。在保持水土和净化环境方面的价值，也根据面积的不同有所差异，但由于单位的转换之后，价值效益差距不大，所以在总核算中差异忽略不计。
通过对于紫云县喀斯特地区的林地资产核算，结合林地价值量核算、涵养水源价值量核算，固土价值量核算、固碳制氧价值量核算等核算方法，以紫云县地区情况进行分析，基于喀斯特地区的特殊地形，土壤侵蚀，水利工程建设等实际情况，得到了符合该地区的林地生态资产价值量核算方法。
由于研究内容总体时间跨度大，森林生态价值核算关键在于遥感技术对生态价值参数的确定方法及精度，如影像的质量和分辨率，不同生态系统中径流量、土壤容重、土壤侵蚀模数等参数的取值。本文不同年份取用的相关价格相同，与其真实性具有一定误差。
通过遥感、地理信息系统与生态学的结合，探究了区域森林生态资产的核算方法，进一步丰富了该区域森林生态价值相关研究，但论文中相关参数多以查阅资料获取，缺乏喀斯特地区的山区生态价值特有参数的准确实测，也未考虑区域内森林质量变化的权重，这与实际森林生态价值有误差。
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