附件A. 中国天然植被的功能、效益和价值

  生态过程的机制极其复杂,人们了解甚少,目前还不能对其经济价值做出全面的评价[47]。不过它们对国民经济作出的实际的和潜在的贡献是巨大的。该附件将从经济价值或者功能丧失的代价两个方面探讨自然植被的各种功能及价值。
A.1 水土保持
  土地的水土平衡与土地利用密切相联。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。
A.1.1 水源保持
  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%[48]。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:

  其最低有效厚度为0.5-1.0cm。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[49]
  ) 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[49]
  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 mm。对草原而言,需要的降水量仅仅是4.8mm。灌丛与草原混合带的蓄水能力大约为每公顷25×10t,是荒地的1.4倍[50]

A.1.2 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2275m,仅为世界平均水平的1/4,低于人均3000m的轻度缺水标准[48]
  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2000×10元,相当于当地该年国民生产总值的3%[54]


框A1. 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23.6×10[51]

  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[51]。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%[51]。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[51]
  我们可以从香港的数字推知全国各地愿意支付水费的相似情况,估算森林水资源供应效益的价值。这个数字是:(每年89×1011元 = 12×10人×2275 m/a×3.27元/m)×中国内地人均收入÷香港人均收入。至少这个数字的10%,或大约18×10 元可以归因于植被覆盖的海绵效应。如果中国内地人均收入接近香港的水平,这数字会逐渐接近89×1010 元。

A.1.3 预防水灾
  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”[53]
  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[54]


框A2. 1998年的水灾
  1998年,长江、松花江和嫩江流域的严重水灾,给人民生命和财产造成巨大的经济损失。全国受影响的农田达2229×10hm,受灾区域为1378×10 hm,死亡4150人,倒塌房屋685万间。
  长江中游干流、洞庭湖和鄱阳湖,坍塌1075个堤坝,淹没19.7×10hm,涉及人口229万[52]
  直接经济损失2551×10[52]。如果计入农业生产和人民灾难的间接损失,损失则更为严重。

  1998年长江、松花江、嫩江的洪水与森林退化有密切的关系,长江上游的西南林区与嫩江上游的东北林区是建国以来两大森林采伐区[55]
  根据第五次(1994-1998年)全国森林资源调查,中国森林面积为159×10 km[56]。根据BWG/CCICED1996年在神农架地区的研究发现,森林的蓄水量每公顷比荒地多14.5×10-18.3×10m,森林在雨季蓄水量达到饱和状态时可以多吸收2.3×10-2.91×10m的雨水。也就是说,现有森林在雨季可以在230×10-291×10 km范围内吸收1m深的洪水。这个范围比1998年洪水影响的整个地区的大10倍。按照1998年每公顷的经济损失(22.3×10 km损失2.55×10元,平均每公顷损失人民币1.14元),现有森林每年能节省2.63×10-3.33×1012元。

A.1.4 防止水土流失
  中国水土流失面积367×10km,占国土面积的38%,平均每年新增水土流失面积1×10km,中国由风化及侵蚀造成的水土流失每年达50×10t。
  水土流失的威胁主要有三个方面[44]: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7500km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32×10[54]。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%。


框A3. 长江上游和黄土高原的水土流失
  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56×10km,年土壤侵蚀量24×10t。其中上游水土流失面积35.2×10km,年土壤侵蚀量15.6×10t。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[53]
  黄河中上游的黄土高原地区总面积为64×10km,水土流失面积44.8×10km[53]。年土壤侵蚀量16×10t,土壤流经三门峡,其中4×10t沉积在河床,每年抬高河床10cm。河床现在比周边地区高出3-10m[53]
  自然植被可以通过多种途径阻止侵蚀的发生[49]。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9600×10t[50]。据估计[59],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36×10元;每公顷山地森林防止土壤养分流失效益为3元,全国约3×10[59]。二项合计,全国山地森林的保土效益每年约39×10元。

A.1.5 土壤肥力的养护
  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3990kg的硝酸盐返回到土壤中[50]。据估计森林每年每公顷可固氮5-10kg[60]。因此,森林能够每年每公顷将大约4000kg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159×10km,因此每年可以将6.36×10t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665×10元。


框A4. 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公里的水土流失量分别为217、232、257和1326t [50]。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Populus tomentosa农田网络中,每年每公顷产生55500kg枯枝落叶,而回到土壤里的养分为每年每公顷23400kg[48]。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%[48]。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1440×10[48]

A.1.6 防止水库、湖泊和河流泥沙淤积
  植被的丧失导致泥沙淤积。砂砾、碎石沉积在河床、沟渠、水库、河流和湖泊的底部。估计水土流失的24%沉积在水库、河流和湖泊中,降低了这些设施的储水能力,使干旱、洪水的发生更加频繁。类似的沉积还可以降低水力发电站的功效和使用寿命,阻塞沟渠,并且增加了净化工业与生活用水的成本。
  如果所有的森林都遭毁坏,其损失将是难以计算的,至少会导致大多数水利和灌溉工程瘫痪。根据现实情况保守地估计森林的破坏每年给水电和灌溉造成10%-20%的损失。那么,森林的这项价值相当于中国全部水电的10%的价值(约210×10 元),以及全部灌溉农业10%的产值(约1300×10元)。
A.1.7 防止沙漠化


框A5. 长江流域的泥沙沉积

  每年大约有1.3×10m的土壤沉积在洞庭湖。湖水面积已从1860年的6270km减少到目前的不足2600km。蓄水量也从1949年的29.3×10m减少到现在的不足15×10m,减幅为48.8%[62]。鄱阳湖每年淤积量也达1210×10t,湖床每年增高3cm [63]
  长江流域共有大、中、小型水库5万余座,总库容量超过1.2×10m以上,每年因泥沙淤积损失库容12×10m,相当于12座大型水库。长江上游各类水利工程的年淤积量达3.6×10m,仅四川每年淤损库容量就达1×10m。进入三峡库区的淤积泥沙每年近6×10t,减少库容3.5×10m[53]。湖南省258座中型水库中,30%淤积严重,13座大型水库有5座淤积严重,损失库容量1.5×10m以上。江西赣县1958-1980年建的43座小型水库,淤积泥沙占库容的24%,其中已有9座淤满报废[53]

  土地沙漠化是中国当前最为严重的环境问题之一,首要原因是人口剧增、贫瘠土壤过度利用、乱采矿、过牧、滥伐以及不适当的灌溉等,造成了农田的盐碱化。我国荒漠化分为风蚀、水蚀、冻融、盐渍化四大类,共跨越了干旱、半干旱和亚湿润干旱区三个气候带。据《中国沙漠化国家报告》,中国共有荒漠化土地262.2×10km,其中风蚀荒漠化(沙漠化或沙化)土地160.74×10km;水蚀荒漠化(水土流失)土地20.46×10km;冻融荒漠化36.33×10km,土地盐渍化23.32×10km,另外还有其它因素引起的荒漠化土地21.38×10km[61]。沙漠化土地在中国以每年2460 km的速度扩大[56]
  长江和黄河发源地周围以及其上游和中游的大量土地已经沙漠化。这个地区长期不适当的人类活动,使森林和草原严重退化。沙漠地区也是中国最不发达地区,大量人口生活在贫困中。沙漠化不仅限制了区域经济的发展,而且严重影响着长江和黄河中下游经济的发展。


框A6. 中国北部人口的增长与沙漠的扩大
  从沙漠的覆盖率和扩大速度上看,中国北部的沙漠化最为严重。这一地区气候干旱,自然资源匮乏,交通条件差,经济发展始终落后于中国其他地区。18世纪中叶以后,尤其在20世纪,中国北部人口由于外地人的大量迁入而快速增长。在20世纪50-80年代,人口的年增长率达到3.08%,人口平均密度由每平方公里10-15人增长到40-60人[64]
  人口的增长和社会的需求给土地资源带来极大的压力,破坏了传统的可持续式的土地利用模式。在严重沙漠化土地中,24.5%(即44700km)由于过度耕作所致,28.3%(49900km)是由于过牧所致,31.8%(56000km)是由于过度伐木和采集薪柴所致,8.3%(14700km)是由于不适当地利用淡水资源所致,还有0.7%(1300km)是由于采矿、修筑道路和城市开发所造成的[64]

  据估计,沙漠化每年造成的直接经济损失为540×10 元,相当于1996年中国西北5省(自治区)财政收入的3倍[61]。全国受沙漠化危害地区,每年减少粮食产量30×10kg以上,相当于750万人一年的口粮。建国以来,全国共有66.7×104 hm耕地沦为沙地,平均每年丧失耕地1.5×10hm,有235.3×10hm草地变成沙地,平均每年减少草地5.2×10hm
  荒漠化不仅造成可利用土地数量的减少,而且使土地质量下降,据中国科学院测算,荒漠化地区每年因风蚀损失土壤有机质及氮、磷、钾等达5590×10t,折合2.7×10t标准化肥[61],其价值约为2800×10元。20世纪末,沙尘暴在华北地区越来越频繁,沙漠化加剧了这个地区的贫困。全国农村贫困人口的1/4生活在荒漠化地区,1995年荒漠化地区人均农村产值1014元,仅为全国平均水平的34.2%。荒漠化还制约了地区经济建设的发展,1979年4月10日一场沙暴,导致南疆铁路行车中断20天,直接经济损失2000多万元。龙羊峡水库每年因荒漠化进入的泥沙量达3130×10m,造成的经济损失达4700多万元[61]


框A7. 内蒙古和甘肃的沙漠化
  全国有24000多个村庄和城镇经常受到荒漠化的危害,内蒙古自治区鄂托克旗近30年间被流沙压埋的房屋有2200多间,棚圈3300多间,有700多户村民被迫迁移他乡[61]
  甘肃石羊河下游的民勤绿洲地下水位以每年0.5-1.0m的速度下降,使7万余人、12万牲畜的饮水发生困难,2×10hm农田弃耕。

A.1.8 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Spinifex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。假定价值为每平方公里20×10元的一等土地每年减少10km2,则这种功能价值每年即为20×10元。

A.2 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。

A.2.1小气候和局部气候
  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[48]


框A.8 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。[46]

  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[48]。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。

A.2.2 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[24]-[30],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Leymus chinensis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。
  据1987、1988、1990、1996和1999年中国林业年鉴,从1950-1987年的37年间,全国年均发生森林火灾15838次,火灾发生率为13.9次/10×10hm,年均受害森林面积 94×10hm,森林火灾受害率平均为8.5‰,全国因森林火灾年均死亡 110人,伤690人。1988-1999年,全国年均发生火灾7495次,受害森林面积5.4×10km,因森林火灾年均死亡40人,伤178人。依据统计分析,我们可以得出结论:加强对森林的保护减少了平均8860km面积内火灾对森林造成的损失,假如每公顷以5000元计,共计减少损失43×10 元。

A.2.3 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,每年平均死亡约500人,经济损失在30×10元左右[72]

A.2.4 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[48]。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[73]。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1kg干物质需吸收1.84kg二氧化碳,或每生产出1m的木材,大约需要吸收850kg的二氧化碳,或折合成230kg碳[48]。森林的固碳速率(按碳的重量计算),据估计[48],热带森林为450~1600g/a.m,温带森林为270~1125 g/a.m,寒带林为180~900 g/a.m,远远高于耕地的45~200 g/a.m和草原的130 g/a.m。全球森林每年通过光合作用可固定1000~1200×10 t碳,占大气总碳贮量的13%~16%[48]。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。
  大气二氧化碳及其它温室气体,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24×10t碳被排放到大气中[74]。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[75]。根据Frankhauser 1994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[76]。因此在中国,植被破坏每年将造成827×10元的损失。
  中国森林资源活立木总蓄积量是125×10m[56]。由于需要230kg碳来生产1m木材(见上文),全部活立木共贮存着约28.8×10t碳。按每吨碳165元计算,则此储存量价值4752×10元。中国森林面积159×10km[56],森林蓄积量4.8×10-19×10t(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790×10-3140×10元。中国目前草原覆盖面积是400×10km[2],可以固定大约5.2×10t碳,价值约85.8×10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[75],[77],[78]。联合国气候变化框架公约(UNFCCC)第4条2a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”[79]。许多为固碳而进行的植被恢复工程正在实施[80],[81]。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[80],[82],[83].

A.3 控制污染
  关于中国的环境污染所造成的损失已有许多估计,Smil于1992年提出为每年200×10-400×10[84]。Smil和Yoshi更新的研究(1998)[85]得出了更高的结果,估计每年与环境污染有关的损失约为986×10元。
  天然植被,特别是森林,能够通过吸收污染物而净化空气和水。要生产1kg的干物质,需要过滤3110m的空气[48]。森林能通过吸收和吸附来去除有毒气体、灰尘和烟雾。能够从大气中去掉的有毒气体有二氧化硫、氟化氢、氯和氨。都市森林每年每公顷能吸收3000-6000kg的二氧化硫。每公顷都市阔叶林有400t树叶,每年能吸收300-2000kg的氟和氟化物,以及3000-5000kg的氯[48]
  森林吸收烟尘的能力归功于稠密的树叶,它能拦截气流并降低风速,从而使烟尘颗粒沉降。此外,高蒸发率能保持森林周围较高的湿度,增加烟尘的水分含量,因此有助于使灰尘和烟雾沉降到地面和植物的表面。杉、松和栎木林每年每公顷的截尘能力分别为3200,3440和6800t[48]。虽然难以进行定量,但中国天然植被在截尘方面的经济价值是极高的。如果中国没有天然植被,空气中灰尘的含量对人类来说是不能忍受的。如果假定现在的植被使潜在的损害减半,那么可以这样估算:其价值每年约为200×10-986×10元。

A.4 控制生物灾害
  中国的病、虫、草、鼠等生物灾害种类繁多,给农林业带来了重大损失。据报道,全国每年生物灾害带来的损失占粮食产量的10%-15%,棉花产量的15%-20%,水果蔬菜的20%-30%,折合成经济损失达数百亿元[87]。“八五”期间(1991-1995年),全国森林病虫害发生面积为80000km相当于同期森林火灾的214倍,带来的经济损失达50×10 元。1998年,全国4亿多株树木因病虫害致死。松毛虫、杨树天牛、松材线虫病等危害日益严重。东亚飞蝗(Locusta migratoria manilensis)在全国的发生面积由1986年的9000km上升到1999年的1.6×104 km [88]
  这些灾害是生态系统简单化和外来入侵种引入的结果。健康的生态系统拥有多种多样的小气候和物种,而每个物种的种群数量都会受到制约,从而保持平衡。这些制约因素包括自然条件、食肉动物、寄生生物和竞争生物。因此,在健康的生态系统中,当地物种都不会达到为害的地步,只有外来物种中最具入侵性者才能够蔓延。
  这些丰富的生物多样性资源也可以为附近的作物提供保护。农业系统中任何一种害虫数量的增加,通常都会从健康的生态系统中招来天敌。如果天然植被遭到破坏,天敌的多样性和数量会大大减少,而且植被被破坏后,还会形成适宜于害虫滋生的生态环境。例如裸露的滩地适于东亚飞蝗产卵,从而形成虫源地,引发蝗灾。在海南和广西等地,许多林区边缘地带盲目地毁林开垦,破坏植被,还有的实行退田还湖但在滩地没有及时种草覆盖,人为引发了蝗灾[89]。海南省目前已将恢复原有森林植被作为根治东亚飞蝗危害的主要措施之一。
  当天然植被遭到毁坏,由于生态系统的不稳定性和脆弱性,使得外来入侵物种容易侵入并成为优势种,从而给当地的生态系统带来较大的威胁。在深圳仙湖植物园,有外来植物薇甘菊Mikania micrantha广泛分布。而它对人工种植场的影响尤其严重,因为这些种植园的生态系统功能遭到破坏,为薇甘菊的入侵创造了有利条件。
  天然植被提供的有关生物灾害防治的价值难以精确计算,但至少相当于中国全部农业生产价值的5%-10%,即每年800×10-1600×10元。


框A9. 警惕外来入侵物种!
  大米草(Spartina)是禾本科米草属几种植物的总称。20世纪60-80年代为了保护滩涂的植物分别引进了4种大米草。由于人工种植和自然繁殖使其迅速扩散,大米草现在生长在80多个县(市)的沿海滩涂。
  但近年来,大米草在福建、浙江的一些地方也变成了害草,带来了严重的经济和生态危害。福建宁德地区于1980年开始引种大米草,1983年在全区沿海乡镇大面积推广,但短短7年后,大米草便成了东吾洋这个以水产业闻名全国的“蓝色宝库”的大祸害。到1990年,东吾洋一带的水产业每年损失就达1000万元以上。10年来,尽管宁德地区采取了人工割除、化学防治、综合利用等措施控制大米草,但收效甚微,控制速度远远赶不上大米草的繁殖蔓延速度。[90]

A.5 生物多样性的保护与利用
  中国是世界上生物多样性最丰富的国家之一。中国丰富的动植物物种的生存完全依赖于保存完好的天然植被斑块及其生态功能,它们本身也是生态系统及其功能的一部分,并在其中不断演化和多样化。
  人类从构成生物多样性的元素——野生和家养动植物中获取各种食物、医药和工业产品。物种种类和栖息地的变化影响着生态系统的生产力和效益。随着生物系统中物种的变化(例如:栖息地退化和破坏),生态系统吸收和分解污染物,维持土壤肥力和小气候,净化水源以及提供其他有价值的效益(例如生态旅游)的能力也会发生改变。生态系统各种效益的价值已经在本附件中其他地方进行了讨论。本节只讨论生物多样性和生态旅游的价值。

A.5.1 生物多样性的价值

  生物多样性给我们提供了很多有用的原材料,例如:纸浆、树脂、松香、橡胶、木柴和木炭等燃料、木材、食品、布料和医药等。对天然植被的破坏减少了这些原材料的收获量,它们本来可以持续性地提供很高的经济价值。由于中国对传统药材有着较高的依赖,加之以木材为燃料的人口还占有较大比例,这些损失的后果是非常严重的。陆地植被的破坏还间接地影响了渔业,因为淤泥在河口形成新的岛屿破坏了沿海渔业。此外,沿海植被(如红树林和海草),为许多海洋生物,特别是鱼类,提供了至关重要的繁殖地与栖息地,这有利于沿海渔业的发展。
  物种绝灭使其遗传多样性的一切潜在用途都丧失了。野生植物和动物的遗传多样性对其家养亲缘动植物极有价值。它们可能具有抗病基因或者能够有选择地与家养品种杂交。然而,许多物种(如水稻)的野生种群在中国处于濒危状态。遗传多样性对于医学研究和遗传工程也有很大的潜在利用价值。中国利用丰富的野生亲缘植物,从1949-1992年培育了41种作物的5000多个新品种,为中国农业的高产量、高等级和高效生产做出了巨大贡献[91]
  框A10粗略地估算了各种生物多样性天然产品因收获量减少所造成的经济损失,而这种减少的原因是中国的天然植被遭到破坏。

框A10. 中国野外生物多样性产品的估算价值[92],[93]

产品
从自然界直接获取的食物
薪柴供给
药用动植物
木材和建筑用材
藤条和竹子
渔业
总价值
价值(亿元人民币/年)
400–560
400–740
400–1600
640–1200
320–480
1200–1600
3360–6180

木质产品
  每1000m木材对中国国民生产总值的平均贡献价值为111万元[94]。近年来,中国森林立地蓄积以平均每年4600×10m的速度增加。
据1999年统计[93],1988-1996年间中国每年的商品木材生产量为5500×10-7700×10m,平均为6230×10m。根据1999年进口原木的价格(每立方米1020 元)计算[95],中国商品原木价值约每年635×10元。
  据估计,中国有约2000个锯木厂,年生产能力总计为2400×10 m锯木,而实际年产量低于1500×10m。1996年,中国胶合板、纤维板和碎料板的产量分别为为490、210和340×10m。如果加上其他类型的木产品,中国的木材年产量价值会高得多。有估计认为约为64×106-120×106[92]
  此外,近20年来,中国薪柴的年度消耗量约为1×10m[92]。按1999年薪柴出口价格736元/m计算[92],中国薪柴每年价值736×10元。

非木质产品
  生物多样性的直接效益之一是提供野生生物资源。在中国,野生生物被用作传统食物和医药,以及工业原料,与人类生活密切相关。随着社会和经济的发展,野生生物利用程度近几十年来已大为增加。
  来自森林和草原的非木材产品包括竹产品、藤条、化学制剂和其它工业原料,还包括水果、食用油、蘑菇、野菜、茶类、饮料、传统中草药、调味品以及其它许多产品。
  竹子是中国最重要的非木材森林资源之一。20世纪90年代早期,中国每年生产约1000×10t竹竿和近200×10t竹笋,总价值为57.9×10[96]。此外,中国在70年代中期开始生产以竹子为主要原料的建筑板材,到1994年,其年产量达到22.5×10m,价值8.27×10[96]。中国林产原料包括桐油、脂油、白蜡、紫胶漆以及其它类型的从树上提取的油产品。森林产出的最重要的化学原料是松节油、树脂、松香、丹宁酸和紫胶。其中,松香产量约占世界总产量的40%。近年来,年出口量已经超过20×10t,价值8.27×10元。除了竹笋外,产自森林的其他的食物产品包括栗子、核桃、大枣、银杏、桦树树液、沙棘等。近年来,中国非木材林产品的总出口价值约为230×10[97]
  中国有悠久的利用野生动物及其产品作为食品和药物的历史。对广西省的研究表明,贸易野生动物达91种,其中39种用作食物,34种用作药材,31种(不包括蛇)用作工业原料,9种为观赏动物[98]。这些野生动物贸易经济价值的主要限制因素是,栖息地破坏和过度猎捕野生动物种群。
  最近一次中草药的大规模全国性调查发现,共有12800种物种用作中草药,其中有植物11800多种及动物1550种[99]。除了少数几种来源于家养动植物外,大多数来自野生动植物。因此传统的中医药实践有赖于健康的天然生态系统的存在。
  有关数据表明,中国利用野生生物的数量不断增加。尽管某些物种的数目由于长期过度利用已经下降,但利用的总量却没有下降。1981-1993年间,生产中草药的工厂增加了一倍,总产值增加了11倍。中草药对外贸易额也增加了,从1994年的32×10元增长至现今的约48×10[99]

A.5.2 娱乐与旅游
  保护生物多样性的一项主要的副产品是从生态旅游获得收益。除了中国杰出的文化外,旅游业还依赖于观赏中国美丽、自然和壮观的风景。中国是世界上在物种和生态系统方面最丰富的国家之一,拥有独特自然珍品(如大熊猫、雉鸡、稀有树种、花卉和鱼类)的地方都是主要的旅游目的地。天然植被增加了旅游与户外娱乐环境的美丽和吸引力,提高了人们的生活质量与健康水平。有“红叶”的秋季是观赏天然温带森林和林地的极好时机。自然景色也激发了中国文化的发展,特别是促进了绘画、雕塑和诗歌的发展。
  生物多样性给予具有重要开发价值的旅游和其它娱乐活动以极大支持。景观和生物多样性以及生态系统的自然过程等环境成分构成了人们娱乐和欣赏的基础。此外,生态系统还具有重要的教育功能。
  截止到 1999年底,中国已建立了1118个自然保护区,总计86.4×10km,占全国土地总面积的8.62%。自20世纪80年代末开始,许多自然保护区已经开发了旅游业,到90年代更是日益兴盛。迄今为止,75%以上的自然保护区不同程度地在实验区或缓冲区开展了旅游活动。其中有些自然保护区已经配备了初步的交通与旅游设施,有住宿与商务服务,甚至能够提供娱乐、通信、采购和住宿等高质量的服务。1994年,中国自然保护区的全部旅游收入为300-500万元。1995年,中国森林公园接待了总共6090万旅客,直接收入为5.21×10[100]。80年代初,有些地区开发了国际狩猎活动,在黑龙江、吉林、河北、湖南和青海省建立了14个国际狩猎场,这些狩猎场已接待了许多海外狩猎者[100]
  中国是世界上旅游业发展最快的国家之一。国际旅游业从1978年起步的时年创汇16.5×10元,世界排名第41位,飞速上升到1998年的1030×10元,世界排名第7位。
  1999年,全国旅游总收入为4000×10元。入境旅游人数达7280万。国际旅游外汇收入已相当于当年我国外贸出口创汇的7.2%[101]。国际旅行组织预测,到2020年全世界旅游总收入将为165×1011元,中国将成为世界第一大旅游目的国,国际旅游人数也将达到1.37×108人次[101]
  中国目前每年来自自然旅游的收益约为116×10[102]。很明显,无论从国内国际角度,中国仍具有巨大的开发生态旅游资源的潜力。假如如画风景受到保护,这意味着一项数十亿美元的产业举手可得。而森林破坏严重的地区丧失了这种潜在收入,无法获得相应的回报。

A.6 可更新能源
  薪柴和木炭是可以从天然生态系统获取的能源。水力发电也要依靠植被,但不需要直接采集;其经济收益随生态系统完整性的增强而增加。
  沉积堵塞降低了水力发电站的运行功效和使用寿命,由此造成水力发电的巨大损失。江河流域天然植被覆盖面积的减少造成雨季河流径流增加,旱季径流减少,造成更大的损失。
  四川省16个集水区的河流径流数据清楚地表明了森林覆盖在降低河流径流的季节性变化方面的重要性(图 1)[105]。一个简单的季节性指数是一年中最干旱的6个月的河流径流与全年河流径流的百分比。用这些值与不同集水区的森林覆盖率进行比较,可揭示出森林覆盖率与江河径流之间的密切关系:旱季江河径流在森林被完全破坏的集水区约为12%,而在森林覆盖好的集水区则是30%左右。
  图1 森林覆盖与旱季河流水流量的关系


框A10. 兴山水源涵养区
  对湖北省兴山县的水源涵养功能进行的一项研究中,用森林覆盖、土壤类型、坡度、降水量和河水径流等信息,建立了水文学的GIS模型。这个模型计算的结果表明,雨季水源涵养区能够保持866.07×106m的水,使水流流速下降111.63 m/s。这个模型还估计,旱季水源涵养区能够排放80.74×106m的水,使水流流速增加10.38m/s。涵养区植被因此每年为葛洲坝水力发电站增加发电量40.37×106kW/h。兴山县还有15个水力发电站完全依靠于这些水径流,因此涵养区对水力发电的作用应该更大,估计为每年151×106kW/h。一旦三峡水利发电站启用后,还就增加每年213.96×106kW/h[58]。如果用最一般的电力价格0.5元/kW/h进行估算的话,每年总共增加2.02×10元,而当地森林的木材和薪柴收益每年只有1204万 元。

  这些数字可以转换为水力发电的效率。当河流径流接近年平均流量时,水利发电站的运转效率能够达到100%。洪水期,不得不通过水闸排放多余的水,功率会随之逐渐降低。在低水位期功率也会急剧地下降(图2)[58]。在该集水区中植被覆盖对整个水电效率的作用可以通过比较全年降水量、全年河流径流模式以及水力发电功率推导出来。这个分析表明森林覆盖至少可使水力发电的效率提高10%-30%。

  图2 河流水流量与发电效率的关系图


  如果效率降低,一个电站每年就可能损失几百亿元。中国的全部水力发电容量为4.48×10kW[103]。到2000年底,中国水力发电站的总发电量为每年8250×10kW[104]。假定平均运转的效率为60%,则中国水力发电量为每年4340×10 kW/h。如果用20%这个中等水平的森林潜在作用和目前水平的水电装置水平计算,其中森林相当于贡献了每年868×10 kW/h的电力,相当于价值每年434×10元(每千瓦小时0.5元计)。如果水力发电容量得到充分地利用,按照当前的效率水平,森林的使用价值还可以达到每年2360×10 元。仅就三峡水电站而言,它现有1820×10 kW水力发电容量并可发挥66%的运转效率,则森林使用价值每年就会相当于105×10 元。
  森林对水力发电的潜在使用价值远远超过每年木材产量的价值(如果将森林对当地天气形势的影响也考虑在内,那么森林的使用价值还会更高)。这充分说明不要因为木材生产而破坏森林的完整性是十分重要的。

A.7 天然植被具有的生态效益总结
  虽然不可能做到全面评价,但是对天然植被的部分生态效益的估价综合在一起得到的数字是每年超过4.5×10 元(5×1011美元)。即使生态系统的许多效益还未计算在内,这也大于当前的国民生产总值。增加天然植被的覆盖率将带来远远超过其成本的经济效益。

框A11. 中国天然植被生态系统效益估算一览表

生态系统效益
水土保持
水源保护/防止干旱
防止水灾
防止土壤受侵蚀
保持土壤肥力/固氮作用
防止泥沙沉积
防止沙漠化
稳定海岸

调节气候与天气
小气候与局部气候
防止火灾 43 43
防范风暴 30 30
存储碳 4740 4740
固碳作用 200 200

控制污染

防止生物灾害

生物多样性利用

生物多样性直接价值
基于自然的旅游

再生能源
提高水力发电效率
最低价值

当前价值(亿元)

2000
29800
3200
670
1510
540
20


未评估
43
30
4740
200

>200

>>800



3360
120


430
>>47663

潜在价值(亿元)

>10790
>>29800
>3200
>>1440
>1510
2800
>20


未评估
>43
>30
>>4740
>>200

>990

>>1600



>6180
>>120


2360
>>65823

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