全 文 ：第 wv卷 第 x期
u s s z年 x 月
林 业 科 学
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基于 ŠŒ≥界定湖北森林生态效益区的研究
张家来t 王鹏程u 薛家翠v 唐万鹏t 辜忠春t 熊晓姣t
kt1 湖北省林业科学研究院 武汉 wvssz| ~u1 华中农业大学 武汉 wvsszs ~v1 湖北省林业科技推广中心 武汉 wvssz|l
关键词 } 湖北 ~ŠŒ≥ ~森林生态效益区 ~界定
中图分类号 }÷vut1v 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusszlsx p stvs p sx
收稿日期 }ussy p sv p u| ∀
Στυδψ ον ∆ιϖιδινγ τηε Εχολογιχαλ Βενεφιτ Ρεγιον οφ
Ηυβει Προϖινχε ωιτη ΓΙΣ Τεχηνολογψ
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kt q Ηυβει Αχαδεµψοφ Φορεστρψ Ωυηαν wvssz| ~u q Ηυαζηονγ Αγριχυλτυραλ Υνιϖερσιτψ Ωυηαν wvsszs ~
v q Εξτενσιον Χεντερo Ηυβει Προϖινχιαλ Φορεστρψ Σχιενχε ανδ Τεχηνολογψ Ωυηαν wvssz|l
Αβστραχτ } …¤¶¨§²± ¤±¤¯¼½¬±ª·«¨ °¨ ¦«¤±¬¶° ²©§¬©©¨µ¨±··¼³¨¶²©©²µ¨¶·¨¦²¯²ª¬¦¤¯ ¥¨ ±¨ ©¬·o·«¨ ©²µ¨¶·¨¦²¯²ª¬¦¤¯ ¥¨ ±¨ ©¬·µ¨ª¬²±
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Κεψ ωορδσ} ‹∏¥¨¬~ŠŒ≥ ~©²µ¨¶·¨ ¦²¯²ª¬¦¤¯ ¥¨ ±¨ ©¬·µ¨ª¬²± ~§¬√¬§¬±ª
森林生态资源是公共产品 o不具有独占性和排它性 o森林生态资源产生的效益即人们常说的森林生态效
益 o除了资源的经营者或所有者享受外 o他人也有意无意地象经营者或所有者一样不同程度地享受到森林生
态资源带来的效益 o对资源进行着事实上的消费 ∀消费者对资源价值进行补偿是必要的 o也是合理的 ∀随着
社会的进步和人民生活水平的提高 o对生态环境的要求和需求也越来越高 o对资源价值补偿的必要性和重要
性也逐步认识和认同 ∀但到底哪些人或者说哪些地区和部门享受到森林生态资源带来的效益 o到目前为止
还没有一个十分明确的答案 o相关研究均停留在定性描述的水平上 o缺乏系统定量的分析 ∀由此 o建立一套
完整的森林生态资源价值评价和效益分析体系迫在眉睫k戴均华等 oussy ~张家来等 oussyl ∀为此 o本文在相
关理论特别是/就近0理论的基础上k张家来等 ousswl o应用 ŠŒ≥技术对森林生态资源的效益区进行初步界
定 o具体明确受益主体 o以期为森林生态资源的价值补偿提供直接依据 o也为不同效益区的消费者了解和支
持森林生态资源的再生产提供理论支持k傅晨 oussul ∀
1 观点 !材料与方法
森林生态资源功能的确定性和效益的有限性同其他资源一样 o森林生态资源有其发挥效益k或功能l的
特定条件和确定的意义 o如森林改善气候的效益受到大气环流的制约 o森林减灾防灾的作用受到资源质量 !
地理环境的影响 o虽然森林生态资源对洪灾等自然灾害有非常重要的预防作用 o甚至是无法替代的 o但不管
哪种效益或功能都有由近及远 !近强远弱的特点 o即相关研究提到的/就近0理论k张家来等 ousswl ∀
森林生态资源的效益或功能属性是有差别的 o就同效益本身的差别一样 ∀森林生态资源有多种多样的
效益功能 o随着科技发展 o人们还会发现和认识更多的森林生态效益 ∀即使处在同一社会经济和科技发展水
平的今天 o人们从不同的角度 o对森林生态效益也会有不同的理解和描述 ∀就环境效益而言 o森林就有滞尘
杀菌 !改善环境 !美化环境 !净化环境等多种作用 ∀本项研究从分析森林生态资源的基本功能和机理入手 o通
过不同效益功能之间的区别和联系 o将效益分为基本效益 !衍生效益和复合效益等层次 ∀现将目前比较认同
的 ts种效益归纳如下 ∀
基本效益 }吸碳释氧 ~衍生效益 }保持水土 !净化空气 ~复合效益 }涵养水源 !减灾防灾 !改善气候 !防风
固沙 !消除噪音 !旅游休憩 !保护生物多样性 ∀
上述的衍生效益也可称之为单项效益 ∀
按森林生态资源发挥效益的范围可将效益分为林内效益 !林缘效益和林外效益等 ∀林内效益指的是只
在林内发生作用的效益 o林区就是效益区 ~林缘效益指的是那些不仅在林内 o而且在森林周围发生作用的效
益 ~林外效益指的是那些不仅在林内 !林缘 o而且可以影响到林区以外地区的效益 o也可以说是输出效益 ∀
同样将上述 ts种效益作如下分类 ∀
林内效益 }保持水土 !消除噪音 !旅游休憩 !保护生物多样性 ~林缘效益 }防风固沙 !改善气候 ~林外效
益 }吸碳释氧 !涵养水源 !减灾防灾 !净化空气 ∀
从以上的分析可以看出 o林外效益 !林缘效益在林内同样存在 ∀本研究将林缘效益作为林内效益处理 o
林外效益中吸碳释氧 !净化空气受大气平流 !对流等因素的影响 o不同地区k指有林区 !无林区l之间空气交换
频繁 o作为一种普通效益 o即整个研究区都能享受到的效益对待 o或者说其效益区随林外效益如涵养水源 !减
灾防灾的效益区而定 ∀
林内 !林外效益区的研究方法 o林内效益区的确定比较简单 o前文已经提到即有林区就是效益区 ∀林外
效益有涵养水源和减灾防灾等 u种k吸碳释氧 !净化空气的效益区随之而定l o进一步分析可知涵养水源和减
灾防灾效益之间存在着直接的因果关系 o后者由前者直接派生而来 o或者说 u种效益可以合并在一起进行研
究 ∀此类效益与流域有关 o流域内的有关地区享受其效益 o而流域外的地区在自然状态下则不能享受其效
益 ∀流域内有干流 !支流之分 o支流又有等级的差别 ∀湖北全境基本上属长江流域 o淮河流域面积只占版图
面积的 s1z h o略去不计 o而汉江虽然是支流 o但在境内流域面积占到全省面积的一半左右 o故将其作为与长
江同样重要的河流处理 o本项研究不考虑支流的情况k湖北森林编委会 ot||tl ∀
林外效益区的界定由以下几个方面的因素确定 }其一是自然因素 o主要有海拔高程和离长江 !汉水中心
线距离等 ~其二是社会经济指标 o主要有人口密度和人均耕地面积等 ∀上述自然经济指标由众多因子筛选
得出 o在自然状态下 o海拔越低 o离长江 !汉水中心线的距离越近 o其受益程度越高 o反之亦然 ∀社会经济指标
中人口密度与工业发达程度相关 o人口密度越大 o工业越发达 o受益程度也越高 ∀农业主要与耕地面积有关 o
人均占有的耕地面积越大 o受益程度越高 o值得注意的是受益程度和受灾程度是一致的 o不同指标在综合分
析中所占的比重不一样 ∀
网格处理方法 o将全省按 s1x ®° ≅ s1x ®°进行分格 o如有 u个或 u个以上的县 !市出现在同一格 o归属到
面积最大的县市 o自然指标由系统处理得出 o社会经济指标以县 !市平均值为准 ∀
图层叠置分析 o利用地理信息系统kŠŒ≥l的空间分析功能和宏观区划研究工具 o对不同因子图层进行叠
置分析 o最后形成上千个包含 w项指标的多边形 o按不同因子的权重计算出每个小多边形的综合分析值 o用
最优分割法k张家来 ot||vlk组间差异最大 o组内差异最小 o也称自然分类法l将基本上连续的综合值划分出
若干不同受益程度的类型区k也称非线性分级l ∀
本项研究的基本资料来源有 }湖北森林资源二类调查成果 !湖北统计年鉴k湖北省统计局 ousswl !国家基
础数据库 !湖北河流图集等 ∀
海拔高程分为 w级 ot级 s ∗ xs1s ° ou级 xs1t ∗ tss1s ° ov级 tss1t ∗ uss1s ° ow级 uss1t °以上 o其标准
化数值表达式如下
ψ €
skξ ∴ uss1sl
t p tuss ξks  ξ  uss1sl ∀
tkξ [ sl
ktl
tvt 第 x期 张家来等 }基于 ŠŒ≥界定湖北森林生态效益区的研究
离长江 !汉水中心线的距离k最近距离l分为 x级 ot级 s ®°以下 ou级 s ∗ ts1s ®° ov级 ts1t ∗ xs1s ®° ow
级 xs1t ∗ tss1s ®° ox级 tss1t ®°以上 o其标准化数值表达式如下
ψ €
skξ [ ts1sl
ts
| p
t
|s ξkts1s  ξ  tss1sl ∀
tkξ ∴ tss1sl
kul
人口密度分为 y级 ot级 t xss人#®°pu以上 ou级 {ss ∗ tw||人#®°pu ov级 xss ∗ z||人#®°pu ow级 uss ∗
w||人#®°pu ox级 {s ∗ t||人#®°pu oy级 z|人#®°pu以下 o其标准化数值表达式如下
ψ €
sk ξ [ {sl
ξ
t wus p
w
zt ∀
tk ξ ∴ t xssl
kvl
人均耕地面积分为 w 级 ot 级 yyy1z °u #人 p t以上 ou 级 xvv1w ∗ yyy1y °u #人 p t ov 级 vvv1w ∗ xvv1v
°u#人 p t ow级 vvv1w °u#人 p t以下 o其标准化数值表达式如下
ψ €
sk ξ [ vvv1wl
yy yyz
xt ξ p
w|
xtkvvv1w  ξ  yyy1zl ∀
tk ξ ∴ yyy1zl
kwl
不同指标权重的确定 o应用层次分析法原理 ∀
第 t层k目标层l }
第 u层 }
第 v层k指标层l }
综合分析值
自然指标
海拔高程 离长江汉水中心线距离
社会经济指标
人口密度 人均耕地
由重要性判别形成的判断矩阵如下
自然指标 经济指标
自然指标 t v
经济指标 tΠv t
海拔高程 离长江 !汉水中心线距离
海拔高程 t x
离长江 !汉水中心线距离 tΠx t
人口密度 人均耕地面积
人口密度 t v
人均耕地面积 tΠv t
求出各判断矩阵的最大特征值 Κ°¤¬ oΚ°¤¬所对应的特征向量并经过归一化处理 o便得到各项指标的权重
值 o经过一致性检验 o均达到满意的效果 o各指标的权重为 }自然指标 s1zx o社会经济指标 s1ux o海拔高程
s1{v o离长江 !汉水中心线距离 s1tz o人口密度 s1zx o人均耕地面积 s1ux ∀不同程度受益区划分结果 o将各项
指标乘以相应的权重并相加 o得到综合值 o应用最优分割法 o将全省林外效益受益程度分为 v级 o„级地区综
合值 s1x| ∗ s1{y o…级地区综合值 s1vu ∗ s1x{ o≤级地区综合值 s1sw ∗ s1vt ∀
2 结果与分析
由上述分析可以看出 o森林生态受益区与湖北省自然地理环境和社会经济发展状况有密切的关系 ∀ „
级地区基本是江汉平原和类似地形的平原地区 ~≤ 级地区绝大部分分布在山区 o特别是中 !高山地区 o如大
uvt 林 业 科 学 wv卷
巴山 !武当山 !桐柏山 !大洪山 !大别山 !幕阜山区等 ~…级地区介于 „级和 ≤ 级之间 o属过渡地带 o大致分布
在江汉平原周边地区以及襄樊部分平原和丘陵地区 ∀ …级地区分布范围最小 o占全省面积的 tt1|y h o≤ 级
范围最大 o占全省面积的 yz1zw h o„级次之 o占全省面积的 us1vs h ∀ ≤级地区也是林内效益的主要分布区 o
林内效益区与 „级 o主要是 …级地区有部分交叉重叠的情况出现 o这种 u种类型效益重叠分布的地区称之
为交叉受益区 o交叉受益区绝大部分分布在林内效益区的周边地区 ∀ ≤级地区绝大部分是林内效益区 o林内
效益区是森林生态资源的重要效益区 o效益区内几乎享有森林生态资源所有的生态效益 o是森林生态资源价
值补偿的重要地区 o至于如何补偿将在有关的研究中论述 ∀ „级地区是林外效益的主要受益区k有交叉受益
区除外l o仅承担而且必须承担森林生态资源林外效益的补偿义务 o值得注意的是 }湖北省 „级地区要补偿
的森林生态资源k可能是湖北省 o也可能是其他省的资源l不仅在湖北省 „级地区发挥作用 o也对长江流域
其他省的同类地区产生影响 o其他省的相关地区同样要承担起补偿的义务 ∀ …级和 ≤ 级地区除交叉受益区
外 o享受林外效益的程度要比 „级地区低 o特别是 ≤级地区在自然状况下几乎不可能享受到林外效益 o如浠
水县大部分地区 !襄樊市襄阳区 !老沙口市大部分地区 !枣阳市大部分地区 !大冶市 !鄂州市大部分地区 !荆门
市中部地区等 ∀此类地区因享受到的林外效益程度低 o所承担的补偿义务应较少 o甚至无需承担补偿义务 o
但这并不说明以上地区不能发展森林生态资源 o或对本地区零星分布的森林生态资源无需采取保护和发展
的政策 o进行相应的补偿 o而恰恰相反 o按照需求理论 o这些无林区培育森林生态资源具有很高的价值潜力 o
应该大力发展和保护资源 o满足消费者的需要 ∀无补偿义务并不一定是好事 o就像有承担义务并不一定是坏
事一样 ∀此类地区在湖北省零星分布的县 !市还有利川 !竹溪 !十堰 !郧县 !谷城 !南漳 !随州 !安陆 !红安 !麻
城 !红安等地 o此类地区可称之为无效益区 o全省面积为 uy s|v ®°u ∀交叉受益区是一种比较特殊的受益区 o
是指林内受益区与林外受益区相互交叉重叠所形成的受益区 o全省交叉受益区的面积为 tu xyt1ww ®°u o主要
集中在 ≤级区 o占 |{1us h ∀ „级地区与林内受益区形成的交叉受益区 o要承担林内受益和林外受益补偿的
双重义务 o即既要承担本地区森林生态资源的价值补偿 o又要承担其他地区林外效益的补偿 o如荆门市东南
部部分地区 !当阳市南部地区 !松滋市东部地区 !孝昌县中部和云梦县中部沿北纬 vtβ线分布的地区等 ∀由 …
级与 ≤级区形成的交叉受益区只享受到林内效益 o承担林内补偿的义务 o交叉受益区在应城市 !武汉市新洲
区 !枝江县 !钟祥市 !襄樊市等地有零星分布 ∀
森林生态资源效益区的划分为其价值补偿提供了依据 o不同类型的受益区应采取相应的补偿对策 ∀如
上所述 o„级地区以林外效益补偿为主 o≤级地区以林内效益补偿为主 o…级地区情况稍微复杂一些 o若是交
叉受益区兼有林内效益补偿和林外效益补偿 o而 …级其他地区和 ≤ 级无林区没有补偿的义务 ∀受益区的划
分为制订相关的补偿政策仅提供区域或范围方面的概念 o事实上 o具体情况要复杂得多 o不仅不同地区存在
着受益差别 o就是在同一类型区不同行业 !部门之间受益程度 !受益类别等也有巨大变化 o只有把效益区界定
和其他相关研究结合起来 o才能最终完成诸如补偿标准 !补偿方式等政策的制定 ∀此外 o小范围受益区的确
定 o如某一个乡镇或村组是否为受益区 o还必须有大比例尺的区划图 o如某个县 !市 o甚至乡镇一级的受益区
划图等资料 ∀此项工作涉及到该项成果的推广应用 o有大量的工作要做 o但有全省区划成果作基础 o相信只
是工作量的问题 ∀
3 小结与讨论
在对森林生态资源效益机理分析的基础上 o将不同效益按作用范围分为林内效益 !林缘效益和林外效
益 o对不同效益分别进行了讨论 o通过 ŠŒ≥技术用定量的指标对效益区进行了界定 o其结果为湖北省制定森
林生态资源价值补偿政策提供了直接依据 ∀本文是在自然状态下对受益区进行分析和界定 o没有考虑人为
因素的影响 o事实上人为因素对受益区范围和受益程度有很大影响 o如我国目前正在建设中的南水北调工程
将长江流域森林生态资源的受益区扩大到了黄河流域和京津地区 o人为因素对受益区的影响之大可见一斑 o
此类受益区范围可以按相关工程项目的规划设计进行适当的界定 ∀
受益区与湖北省各地社会经济发展水平和自然地理环境相关密切 o„级区主要是江汉平原和类似地形
的平原区 o≤级区主要是山区 o特别是中高山地区 o≤级区也是林内效益的主要分布区 o…级区是 „级区和 ≤
级区的过渡地带 o主要分布在江汉平原周边地区和襄樊老河口市 !襄阳区和枣阳市等 ∀
林外受益是森林生态资源的一种输出效益 o其作用范围与江 !河流域有关 o长江中上游的森林生态资源
vvt 第 x期 张家来等 }基于 ŠŒ≥界定湖北森林生态效益区的研究
对长江全流域都会产生影响 o不仅湖北是受益区 o长江下游的其他省 o如江西 !安徽 !江苏 !上海等地也同样是
受益区 o与湖北 „级地区类似的地方也应该承担相应的补偿义务 ∀
在本项研究中 o由于采用的是小比例尺全省植被分布图 o有些资源类型如农田防护林 !江河堤岸的防护
林 !四旁林 !园林绿化林等没有适当地反应 o这在 ≤ 级地区不存在什么问题 o因为此类地区的植被分布几乎
呈连续的状态 o而平原地区k基本上是本项研究的 „级地区l上述类型的森林资源基本上以林内效益和林缘
效益为主 o如农田防护林主要是林缘效益 o该地区的堤岸防护林 !护路林 !四旁林和园林绿化林等也以林内效
益和林缘效益为主 o这种效益补偿一般采用林地所有者或经营者自我补偿的方法 o相关研究也表明此类地区
由于生态价值低 o适宜发展速生丰产的商用林或经济林 ∀
湖北森林生态效益区的界定为境内局部地区更小范围效益区的划分奠定了基础 o采用本项研究成果可
以确定县 !市一级甚至乡镇 !村组一级的受益类型和受益程度 o进而划分出大尺度的受益区 o结合其他方面的
研究 o如不同行业部门的受益量等可为制定全省不同地区的价值补偿标准及相关政策提供直接的依据 ∀
参 考 文 献
戴均华 o张家来 o辜忠春 qussy q应用效用论计量湖北森林生态资源基础价值的研究 q华中农业大学学报 }社会科学版 okvl }w| p xu
傅 晨 qussu q经济学基础 q广州 }广东高等教育出版社
湖北森林编委会 qt||t q湖北森林 q北京 }中国林业出版社
湖北省统计局 qussw q湖北统计年鉴 q北京 }中国统计出版社
张家来 qt||v q应用最优分割法划分森林群落演替阶段的研究 q植物生态学与地植物学学报 otzkvl }uuw p uvt
张家来 o丁振国 o严立冬 o等 qussw q森林生态资源价值论 q湖北林业科技 okvl }v{ p wu
张家来 o章建斌 o戴均华 o等 qussy q九宫山森林生态资源自然价值量的研究 q华中农业大学学报 }社会科学版 okul }xx p x|
k责任编辑 石红青l
wvt 林 业 科 学 wv卷