天然植被的经济价值

天然植被的经济价值

土地的水土平衡与土地利用密切相连。与水土相关的一系列严重环境问题，多数可直接追溯到对自然植被的干扰。植被对水土保持以及旱涝灾害和沙漠化的防治都发挥着作用。

一、水土保持功能

自然植被具有“海绵效应”，这是它最重要的功能。植被在雨季可以拦截降雨，保持植物表面上以及枯枝落叶层中、土壤里及生命组织中的大部分水分，从而减少地表径流。与此同时，森林和草原可以增加地下水流，延长河川水流在干燥季节的持续时间。因此，森林和草原通过调节水流能够降低洪水水位，保存水分。

森林的海绵效应有四个主要内容。

1.枝叶可以拦截和保留降落在树冠上的一些雨水。植物体吸收一小部分雨水，也有一小部分蒸发到大气中。随森林类型和降水量的变化，树冠拦截的雨水量也不同，一般高达15%～40%。其余的雨水则流向叶、枝、干，进而通过根系流入土壤。

2.森林表面的灌木与草本植物层拦截并保留的雨水更多。茂密的森林地面植被除截流一些雨水外，还能够显著地减少雨水对土壤表面的直接冲刷。

3.森林地面的枯枝落叶层是森林海绵效应最重要的组成部分，它的功能如下：

在土壤表面形成一个保护层，保持土壤结构的稳定性，消除雨水的侵蚀作用；吸收雨水；增加地面的粗糙度，过滤、阻断和减缓地表径流；增加土壤的有机物含量，改善土壤结构和肥力，提高持水能力。

其最低有效厚度为0.5～1.0厘米。在这个厚度以上，枯枝落叶层增强水文生态功能的效应可达80%以上。

4.森林的庞大根系以及各种土壤无脊椎动物和微生物的活动，显著地提高了土壤减少地表径流的物理能力。这些因素有利于水分渗透到较深层的土壤里，从而提高持水能力。死根和动物洞穴也有利于这种效应。

草原在水土保持方面的作用与森林类似，但在数量上不及森林。草原植被覆盖能够降低雨水的侵蚀能力。然而，能够触发地表径流的初始雨量在森林和草原之间迥然不同。对杉木林和栎木林来说，触发地表径流所需要的初期降水量为15.8～17.9毫米。

二、防止缺水

缺水在中国许多地区都是非常严重的问题。目前，中国水资源人均占有量2275米，仅为世界平均水平的1/4，低于人均3000米的轻度缺水标准。

水的短缺限制经济的发展。1997年，中国东部发生特大洪水，而在中国北部城市，缺水导致工农业直接的经济损失达2000亿元，相当于当地该年国民生产总值的3%。

中国南部水的价值，在多数乡村地区，水要么无偿使用，要么价格远远低于实际价值。这是因为水的价格是根据农民愿意支付的程度确定的。然而在发达的城市里，水价则很高。例如香港在1960年就开始从广东省购水。最近的十年间，水价逐渐上涨，由每立方米1.38元涨到3.27元。在1998～1999年，香港支付广东的水费总计23.6亿元。

缺水还造成生态环境的退化，特别是河流流域植被的退化。黄河下游断流的天数从1970年到1990年的平均每年20天突增到1995年后的每年150天，并曾在1997年达到了226天之多。1999～2000年间长江下游水域同样出现了水资源紧缺。另外，由于缺水，全国七、八个省（直辖市）地面下陷严重，其中天津市地面下陷面积占全市总面积的66%。在干燥季节，坝区植被的破坏加剧了江河的干涸。

然而，水资源的浪费与低效使用问题与缺水一样严重。农业灌溉占全国用水量的70%以上，至今仍然基本沿用漫灌技术。大多数工业企业没有循环利用水资源。管道因质量低、维护差而造成漏水。同时节约用水意识的薄弱，也导致城市用水的严重浪费。

三、预防水灾的功能

洪水泛滥在中国每年都有发生，但1998～1999年的灾情最为严重。这些洪水可主要归因于降水量过量，以及由于泥沙沉积和森林退化导致江河湖泊的蓄水量减少。江河流域上游的过度采伐和植被破坏，不仅降低了植被调节水流的功能，而且还导致严重的土壤侵蚀，使河川溪流泥沙淤塞。

为了摆脱灾害，国务院制订了“封山育林、退耕还林、退田还湖、平垸行洪、以工代赈、移民建镇、加固干堤、疏浚河道”的“32字”方针。长江中游地区开展了“平垸行洪、退田还湖、移民建镇”。

根据世界自然基金会与中国青少年发展基金会在长江中游地区的问卷调查，1998年洞庭湖平原、江汉平原与鄱阳湖平原大约有87%的农户受灾。在所调查的2541个农户中，遭水灾的农户达2219户，占调查农户总样本的87.33%。户均经济损失10643元。

根据第五次（1994～1998年）全国森林资源调查，中国森林面积为1.59×10⁶平方千米。

根据BWG/CCICED1996年在神农架地区的研究发现，森林的蓄水量每平方千米比荒地多1.45×10³～1.83×10³立方米，森林在雨季蓄水量达到饱和状态时可以多吸收2.3×10⁴～2.91×10⁴米的雨水。也就是说，现有森林在雨季可以在2.30×10⁶～2.91×10⁶平方千米范围内吸收1米深的洪水。

四、防止水土流失

中国水土流失面积3.67×10⁶平方千米，占国土面积的38%，平均每年新增水土流失面积1×10⁴平方千米，中国由风化及侵蚀造成的水土流失每年达5.0×10⁹吨。

水土流失的威胁主要有三个方面：土壤养分流失；水库受泥沙淤塞，水利设施有效作用期限缩短；湖泊和河道受泥沙淤塞，增加了发生洪水的危险。

中国每年风蚀和水蚀的土地相当于每年损失7500千米的良田，氮、磷、钾的流失甚至超过了中国每年的化肥产量，相当于每年损失大约3200亿元。这些损失可直接归因于自然植被覆盖面积的减少。

造成水土流失的主要原因包括集水区的生态系统条件差，以及在陡坡不采用梯田和在裸地上进行农作等。裸地是由于工程建设、道路施工和采矿所造成的。相比之下，良好自然植被条件下的土壤流失几乎是微不足道的，大约为农业用地的1%。

长江上游和黄河中上游地区是中国遭受水土流失最严重的地区。根据国务院1990年发布的遥感勘测结果，长江流域水土流失面积为5.6×10⁵平方千米，年土壤侵蚀量2.4×10⁹吨。其中上游水土流失面积3.52×10⁵平方千米，年土壤侵蚀量1.56×10⁹吨。长江流域的土壤主要由粗沙粒组成，而悬浮在江水中的土壤细粒仅占受侵蚀土壤的1/3，另外的2/3主要是粗砂和砂砾。它们沉积在水库、支流、中小河道中，对治水、灌溉、供水和中小河流的水力发电构成极大威胁。

黄河中上游的黄土高原地区总面积为6.4×10⁵平方千米，水土流失面积4.48×10⁵平方千米。

年土壤侵蚀量1.6×10⁹吨，土壤流经三门峡，其中4×10⁸吨沉积在河床，每年抬高河床10厘米。河床现在比周边地区高出3～10米。

自然植被可以通过多种途径阻止侵蚀的发生。植被覆盖率增加，土壤流失就会随之降低。如果有效盖度达到60%，可以显著地减少土壤流失。这种效应对于接近地面的植被来说更加明显。植物的分层现象也起一定的作用。灌木和草地混合植被的土壤流失程度比纯草地低20%。枯枝落叶层和朽木也可以通过减缓地表径流防止土壤流失。

自然植被可以防止砂土和土壤养分的流失。一项研究表明，湖南省现有森林植被每年可减少土壤流失9.6×10⁷吨。据估计，每公顷山地森林防止泥沙流失效益为32元，全国山地森林面积约占森林总面积的70%，其效益约36亿元；每公顷山地森林防止土壤养分流失效益为3元，全国约3亿元。二项合计，全国山地森林的保土效益每年约39亿元。

五、土壤肥力的养护的功能

自然植被通过改善土壤的化学、物理和生物结构，从而提高土壤的肥力。改善物理结构，是指森林可以使土壤孔隙度增加，土壤含水量和透气性提高。改善生物结构，是指森林可以使土壤中的微生物变得丰富，土壤腐殖质含量提高。改善化学结构，是指森林可以把枯枝落叶层的养分返回到土壤中。此外，森林可以使空气中的部分元素转移到土壤中，比如固氮作用。

陕西省一项研究表明，森林枯枝落叶层的腐烂可以使每年每公顷平均3990千克的硝酸盐返回到土壤中。据估计森林每年每公顷可固氮5～10千克。因此，森林能够每年每公顷将大约4000千克的硝酸盐转移到土壤中。

根据第五次（1994～1998年）全国森林资源调查结果，中国森林总面积为1.59×10⁶千米，因此每年可以将6.36×10⁸吨硝酸盐转化到土壤中。按1999年中国出口尿素的价格（每吨1050元）计算，森林每年固定到土壤里的硝酸盐价值达6.65亿元。

六、森林保护土壤的效率

生物多样性工作组于1996年对湖北省20个样地的相关土壤保护指标进行了测定。如果将25°斜坡上农田的土壤侵蚀相对比率设为1.0。相比之下，森林、灌木、草地和果园分别为0.01、0.02、0.05和0.10。在土壤保持方面，茂密的阔叶林比针叶林和人工林又更好一些。

对湖南省不同类型土地的土壤流失的一项调查表明，天然阔叶林、杉木人工林、马尾松人工林和裸地每平方千米的水土流失量分别为217吨、232.257吨和1326吨。这一结果再次说明，森林在防止土壤侵蚀方面非常有效，而天然林比人工林更好一些。

农林业的经验可以用来说明森林在提高土壤肥力方面的价值。在河南省的毛白杨农田网络中，每年每公顷产生55500千克枯枝落叶，而回到土壤里的养分为每年每公顷3400千克。与传统的农业用地相比，毛白杨农田网络中养分的循环利用率高9.53%；腐殖质含量高19.2%；氮总量高8.3%；土壤微生物总密度高29.2%～8.7%；土壤的生化活性高24%～94%。这些数据说明，森林在提高土壤肥力方面作用重大。森林物种组成不同，年龄结构不同，提高土壤肥力的程度也不同。根据农田不施肥情况下，每年每公顷（1公顷＝0.01平方千米）的减产情况进行简单的估计，中国的森林在提高土地生产力方面的效益每年达到1440亿元。

七、稳定海岸

海岸的森林与灌木具有保护海岸线免受侵蚀，以及固沙的作用，防止沙土不被风吹到附近的农业区。

红树林能拦截河流泥沙，将其固定在根系里，从而形成新的冲积地，便于发展农田或鱼池。通过拦截泥沙，红树林起着保护岸边珊瑚礁的作用。珊瑚礁反过来可以使海岸线增加稳定性和强度，防止暴风雨和海潮侵蚀土地。栖居海岸沙丘的娇嫩的鬣刺在固定松散沙丘方面起着重要的作用。海岸保护的作用在南部海滨地区最大。

全球变暖，中国受影响的地区甚小，但海岸是中国最宝贵的地产之一。假定价值为每平方千米20万元的一等土地每年减少10平方千米，则这种功能价值每年即为20亿元。

八、调节气候和天气

森林是地球上最厚的植被。与海洋相比，森林对地球气候的影响较小。然而，森林对小气候和局部气候的影响是显著的。森林对平衡大气中二氧化碳的水平起着重要作用，而二氧化碳是导致全球气候变暖的主要气体。

森林具有庞大的林冠层，在地表与大气之间形成一个绿色调温器，它不仅形成特有的林内小气候，而且对森林周围的温度也有很大的影响。夏季，由于林冠遮蔽阳光，林内的太阳辐射很弱，从而使林内年均温较无林地低。当气温高时，森林还具有冷却作用；周围的气温越高，这种冷却作用越强。到了冬季由于林冠的覆被，阻缓了热量的散发，从而使林内气温反而比林外高。气温低时森林同样具有保温御寒作用，冬季气温越低保温御寒作用越大。而在整个一年的过程中，森林的冷却作用强于保温作用。

西双版纳森林退化与当地气候，来自云南省西南部西双版纳自治州景洪县35年来的气象资料，清楚地表明了森林退化和地方气候间的关系。森林退化使森林更加远离城区。虽然当地的年平均气温只略微有一些升高，但是冬季更冷、夏季更热了。总降水量也只是略微减少，但其季节分布不均却明显加剧了。冬季降水量与从前相比大大降低。最为显著的还是对雾气生成所造成的影响。现在每年的雾天天数减少了30%。在没有森林环绕时，晨雾会消散得更快一些。由于冬天的雾气能够降低西双版纳地区的冬季蒸腾率，所以这种雾气的减少危及到了热带常绿植物的生存，而这其中也包括当地在经济上高度依赖的橡胶植物。

森林还能够减低地面的风速，在森林地带避风侧形成明显的遮蔽区，从而保护庄稼免遭风的破坏。此外，森林的蒸腾作用还使有森林地区保持着比无森林地区更高的湿度。通过保护土壤不受阳光直接照射，森林可以减低地面温度和减少上升热气流的产生。森林的存在可以增加云量，并增加雾和降水量，减少冬季夜晚的热量散发。

公认的看法是：森林在一定程度上能够增加当地的降水量，但它对地区降雨的作用还需要进一步研究。天然植被的减少会导致夏季气温更高，冬季更冷，霜更多，旱季降水量更少以及水流失更严重。在某些边缘地区，独特的气候能够利于特殊作物的生产，如果植被被破坏则会改变当地气候，大大降低生产力，而且造成当地生物多样性的丧失。

九、防止火灾

潮湿的热带森林形成林窗后，阳光和干燥的风渗入树林，这可能导致地面植被变得干燥，从而易引起火灾。而在这以前，要着火几乎是不可能的。中国的其他地区，由于缺少保护，或不慎重和不负责的人类活动已经导致了大面积的天然火灾，破坏了森林，造成森林和草地退化，野生动物减少，固碳作用降低，重要的木材和薪柴供应受到影响。天然阔叶林则可防止这种野火蔓延。

火作为重要生态因素之一，与草原植被形成及演变同在，并给予草原植物群落的组成及结构以很大影响。在我国草原地区，火被作为自然灾害之一。在美国，在某些情况下，火被作为草原管理的一种手段，用来调控草原植物群落的结构及组成。我国火试验研究表明，火作为重要的生态因素之一，其对草原生态系统的影响是很复杂的，既有负面影响，也有一定的有益或促进作用。

火烧可在一定程度上提高土壤有效氮的供应水平，这是由于火烧毁地面凋落物，改变了土壤表层的生态环境状况，在一定程度上有助于土壤系统中的全氮向有效氮的转化，从而提高了土壤有效氮的供给水平。

火烧对不同生活型植物的效应不同，它使典型草原建群植物禾草羊草的枝条数提高100%～150%，并使当年根茎得到充分发展，并使之在其后的竞争中具有优势和得到发展。火烧还增加了羊草种群的地上生物量，对羊草种群的生长发育有积极或促进作用。这一结果与火烧后供氮水平提高有一定关系。与此相反，火烧过多地伤害了丛生型禾草大针茅的地面更新芽，从而使大针茅的数量减少且干重降低。

火烧的最终结果降低了草原植物群落的生物多样性，这可能是由于火烧增加了土壤中氮的有效性，羊草种群急剧发展，对弱小种群的生存产生了制约作用，导致物种多样性的降低。火烧效应可维持4～5年时间，连年火烧有可能产生不利影响。

十、防范风暴

红树林和沿岸森林有助于降低严重风暴的风速和破坏力。在全球台风发生频率最多的海域，平均每年有28次台风，其中约有10次在中国沿海登陆。由于全球的气候变化，在过去20年间，台风发生频率增加了。

在台风期间，台风灾害是由摧毁性大风和伴随而来的暴雨引起的。通常其破坏性极强，可以造成巨大的人员伤亡和财产损失。大风可刮倒房屋、烟囱、电力和通信设施、林木，导致农作物倒伏、减产甚至绝收。暴雨带来爆发性洪水，淹没广大城乡，冲毁道路、桥梁和建筑物。在沿海，台风还常常引起风暴潮和大浪，破坏海堤、港口及码头，造成船只翻沉，海上设施被毁。中国因台风灾害带来的人员和经济损失都很大。

十一、森林和固碳作用

森林是地球陆地生态系统的主体，它能通过光合作用，吸收、固定最主要的温室气体二氧化碳，并将其存储在森林的生物量中（包括树干、树枝、植物的叶与根以及相关的微生物和动物）。在陆地植物与大气二氧化碳的交换中，90%以上是由森林植被完成的。因此森林是大气二氧化碳的一个重要缓冲器。1958～1996年期间，在世界成熟热带树木的几百个地段上进行的一项生物资源研究表明，森林的平均生物量在研究期间大大地增加了。仅在新热带地区，其增加量已达到全世界陆地固碳量的40%左右。而完整的森林有助于缓解大气二氧化碳的增长率，减少全球变暖的影响。

森林每生产1千克干物质需吸收1.84千克二氧化碳，或每生产出1米的木材，大约需要吸收850千克的二氧化碳，或折合成230千克碳。

森林的固碳速率（按碳的重量计算），据估计，热带森林为4.5×10⁴～1.6×10⁵克/平方千米；

温带森林为2.71×10⁴～1.125×10⁵克/平方千米；

寒带林为1.8×10⁴～9×10⁴克/平方千米；

远远高于耕地的4.5×10³～2×10⁴克/平方千米和草原的1.3×10⁴克/平方千米。

全球森林每年通过光合作用可固定1×10¹¹～1.2×10¹¹吨碳，占大气总碳贮量的13%～16%。某些农作物和海洋植物也具有很强的固碳能力，并能在短期内吸收大量的二氧化碳，但其作用是短暂的，不能将其长期地保存于生物有机体中。

大气二氧化碳及其他温室气体，例如甲烷和一氧化二氮，不仅是由于燃烧化石燃料，也是由于滥伐森林造成的。在亚马逊河流域是进行的大规模生物圈与大气实验表明，由于1979～1989年间热带美洲森林丧失，造成每年有2.4×10⁹吨碳被排放到大气中。森林丧失的影响远远超过人为二氧化碳的排放。通过生物群和土壤的大气碳再循环是控制二氧化碳在大气中寿命的重要途径。森林丧失造成的生产力下降，使二氧化碳滞留时间延长，增加了其在大气中的含量，利用吸收的热量也比森林没有丧失的情况要多。根据Frankhauser1994年计算的经常被引用的数字，释放到大气中的碳每吨至少造成165元的损失。因此在中国，植被破坏每年将造成827亿元的损失。

中国森林资源活立木总蓄积量是1.25×10¹⁰立方米。由于需要230千克碳来生产1立方米木材，全部活立木共贮存着约2.88×10⁹吨碳。按每吨碳165元计算，则此储存量价值4752亿元。中国森林面积1.59×10⁶千米，森林蓄积量4.8×10⁸～1.9×10⁹吨（森林从空气中吸收的CO₂并不都体现为森林蓄积量，比如枯枝落叶和树根部分），价值约790亿～3140亿元。中国目前草原覆盖面积是4×10⁶平方千米，可以固定大约5.2×10^1　2吨碳，价值约85.5亿元。

恢复被严重破坏的碳循环，需要保存能量和制止森林丧失来控制碳的排放。此外，必须恢复植被，来提高二氧化碳被光合作用吸收和存储到生物量和土壤中的速度。

联合国气候变化框架公约第4条2款称：“公约成员国应制订国家政策并采取相应措施以缓和气候变化，限制温室气体的人为排放，增加温室气体的固定和储存。”此外，UNFCCC京都议定书第2条要求成员国：“考虑其对有关环境协议书的义务，包括促进可持续的森林管理实践、造林和植被恢复”。许多为固碳而进行的植被恢复工程正在实施。虽然还不能确定这些工程是否会取得成功，但是科学家们一般相信，通过节省能量来控制二氧化碳排放、防止森林丧失和实施大规模的植被恢复是最合理的战略。