城市生态系统城市生态系统服务功能的价值结构分析*宗跃光,徐宏彦,汤艳冰,陈红春(北京师范大学资源与环境科学系,北京100083)摘要:本文从城市生态系统价值体系出发,探讨城市自然资本、经济资本和社会资本综合测算的理论与方法,结果表明:示范区的自然总资本以年均4%的速度递减,其真实总资本年均增长率为415%而不是国内生产总值的1216%。

自然资本的增减应成为衡量一个城市或区域是否实现可持续发展的核心指标。

城市生态系统中自然资本由持续递减变为递增,是实现人类共同追求的可持续发展目标必由之路。

关键词:城市生态系统;自然资本;可持续发展;生态价值中图分类号:X171文献标识码:A文章编号:1002-1264(1999)04-0019-04据有关资料显示**,我国生态环境有不断恶化的趋势,这种趋势不改变,将严重阻碍全人类共同追求的可持续发展目标在中国的实现。

造成上述状况的重要原因之一是:体现在环境与资源上,以土地为载体的生态(社会、经济、环境)价值,长期以来没有被人们充分认识,即使在市场经济条件下,人们也仅考虑环境与资源可实现的经济价值,很少顾及其潜在的社会与环境价值,应该承认,生态价值的测算是一世界性难题,本文仅从城市生态系统综合价值测算的理论和方法,进行有益的探讨。

1城市生态系统服务功能价值概念1997年Robert Costanza等人在5Nature6上发表了/全球生态系统服务功能价值和自然资本0一文在世界范围引起巨大反响[1-3]。

C ostanza等人将全球生态系统类型划分发为:海洋、森林、草原、湿地、水面、荒漠、农田、城市等16大类26小类;生态系统服务功能划分为:气候调节、水调控、控制水土流失、物质循环、污染净化、娱乐、文化价值等17种功能。

C ostanza等人通过测算全球生态系统服务功能体现的自然资本价值,得到的基本结论是:每年整个生物圈产生的价值平均为33万亿美元,为全球国民生产总值(gross national product, GNP)的1.8倍,这种价值构成全球社会经济价值的一部分。

2基本理论2.1市场经济条件下的边际效益和边际成本传统市场经济条件下的边际效益和边际成本曲线如图1所示,常用的GNP可以用pbcq围成的阴影区代表(图1),分解为生产者成本和剩余两部分,其上是消费者剩余。

图1理想市场条件下的边际效益与边际成本2.2自然生态系统服务功能的边际效益和边际成本由于自然生态系统提供的服务功能(土地、水资源、空气、矿产等)缺乏弹性,因此形成如图2所示的垂曲线qb。

自然成本在GNP中得不到反映,完全变成经济资本被人类无偿占有,没有或很少投入到生态系统建设之中,造成人类的经济资本和社会资本不断增加的同时,生态系统中的自然资本不断减少,因此通过全球性和区域性的生态灾害表现出来,使人类经济资本和社会资本遭受巨大损失。

19第12卷4期1999年8月城市环境与城市生态URBA N EN VIRO NMENT&URBAN ECO LO GYVol12,No.4Aug.1999*本文研究属于国家留学基金管理委员会项目(留金出[1997]007号)。

**引自1998年6月25日/中国青年报0和/人民日报0收稿日期:1999-04-29图2 生态系统服务功能的边际效益与边际成本2.3 对生态系统服务功能价值的调控解决上述问题的途径是改变生态系统的供给(边际成本)曲线形态,按市场经济的运行规律恢复到图3的状态,并且将生态系统的生产成本及部分生产者剩余投入到生态环境建设之中,使自然资本由递减变为递增,是实现人类共同追求的可持续发展目标的关键,自然资本的增减应成为衡量一个城市或区域是否实现可持续发展的核心指标。

图3 调控后的生态系统服务功能的边际效益与边际成本3 典型地区生态系统服务功能价值 测算3.1 研究目标测算XX 市城市生态系统服务功能体现的总资本价值结构。

根据当地特点,城市生态系统类型划分为:耕地、园地、林地、牧草地、水面、农田、城镇、工矿、未利用等9类,总面积3648.5km 2。

城市生态系统服务功能资本结构共24项,划分如下:自然资本分为水土保持、水循环、土壤形成、污染净化、小气候、生物调控等6项;经济资本分为农、林、果、牧、鱼、矿产、工业、建筑、运输、电信、商饮服、旅游资本等12项;社会资本分为居住、就业、文教、医疗、娱乐和行政管理等6项。

3.2 价值估算具体技术路线是根据不同测算方法,首先计算各种类型服务功能的单位面积资本,然后计算总资本,汇总后得到总资本结构表。

(1)单位面积自然资本的测算¹本区水土保持功能主要由林地、园地、牧草地提供。

测算依据来自文献[1]表2中侵蚀控制(Erosion control)一项,其中换算单位是1美元=8.3元人民币;º水循环功能测算依据来自文献[1]表2中自然水资源的水调控(Water regulation)和水补给(Water supply);本文对水域的服务功能价值按表2的平均值计算;农业、城市、工矿的负影响来自用水量及其相应水价格,没有考虑人类活动对土地盐碱化、地面沉降、生物多样性等更深层次的环境影响。

因此本研究计算的是最低水循环成本,采用替代成本分析法:#农业水循环价值公式 Va =-a #(W 1-W 2)#P w /SaVa 农业水循环价值;W 1农业年总用水量;W 2农业年总排水量;P w 当地农业水资源价格(元/t);Sa 农业用地面积(万hm 2);a 调整系数,考虑到蒸发渗漏等自然水循环因素取当地经验系数0.1;#城镇水循环价值公式 Vc =-W #P #Pw /ScVc 城镇水循环价值;W 人均用水量(t/人#年);P 总人口(万人,下同);P w 当地生活水资源价格(元/t);Sc 城镇用地面积(万hm 2);#工矿水循环价值公式 Vi =W #G #Pw /SiVi 工矿水循环价值;W 万元产值用水量(t/万元);G 工矿业总产值(万元);P w 当地工业水资源价格(元/t);Si 工矿用地面积(万hm 2);»污染净化的测算依据来自文献[4],对于城镇、工矿、交通用地产生的环境污染主要采取防治成本法测算。

本研究根据废物的排放量进行修正:#城镇水污染价值公式 Vcw =-W #P #Pw /ScVcw 城镇水污染负价值(元/hm 2);W 人均生活废水量(t/人#年);Pw 当地生活废水处理价格(元/t);Sc 城镇用地面积(万hm 2);#城镇的大气污染形成价值公式Vca =-A #P #Pa /ScVca 城镇大气污染负价值;A 人均生活废气量(t/人#年);Pa 当地废气处理价格(元/t);Sc 城镇用地面积(万hm 2);#城镇废渣污染形成价值公式 Vcs =-S #P #Ps /ScVcs 城镇废渣污染负价值;S 人均生活废渣量(t/人#年);Ps 当地生活废渣处理价格(元/t);Sc 城镇用地面积(万hm 2);#城镇污染总价值公式 Vc =Vc w +Vca +Vcs20城市环境与城市生态 12卷4期 1999年#工矿污染价值测算采用与城镇污染价值测算类似的方法½小气候和生物调控的功能价值取值同文献[1],考虑到本区属于中温带干旱区,干燥度大于3.5,因此取最大值;(2)单位面积经济资本的测算¹根据文献资料[4],为了避免重复计算,对某项功能归到主要用地类型之中,例如:运输业的G NP完全归到交通用地中,经济资本计算公式为:Vi=Gi/SiVi是第i项产业单位面积经济资本;Gi是G NP(万元);Si是第i项产业面积(万hm2);基本测算资料均来自文献[4]及当地统计资料;º各项旅游价值根据文献[1]和当地实际情况确定,城镇由于具有历史文化古迹,并具备一定的开发潜力,但是缺乏必要的数据。

本文核算暂时取与水域相同的娱乐价值;(3)单位面积社会资本的测算¹根据市场调查,1997年当地居住用地平均价格1200000元/hm2或120元/m2,对于无限期(国家规定居住用地土地使用全出让期70年,可以近似作为无限期处理)土地价值一般用下式计算:V=a/(R+r)或a=V#(R+r)a代表纯收益,一般用年租金或年利息表示, V是当地居住用地平均价值;r是安全利率;R风除调整系数。

º就业资本由各行业提供的就业机会实现的工资价值表达,一般采用下式:Vi=Ti/Si或Vi=Pi#Ji/SiVi是第i项产业就业资本(元/hm2);Ti是第i项产业就业工资总额(万元);Pi是第i项产业就业人数(万人);Ji是第i项产业就业人均工资总额(元/人);Si是第i项产业面积(万hm2);»文教资本采用人力成本法,用下式计算:V=(E1+E2+E3)/ScE1为中小学和幼儿园学生教育经费;E2为教育行业教职工工资;E3为科研技术人员工资(由于目前不能得到科研成果年收益数据,因此按最低资本求取);Sc城镇用地面积(万hm2);¼医疗资本采用病床成本法,用下式计算:V=(M1+M2)/ScM1医院经营收入,用病床数乘以年租金近似表达,即M1=P1#B#D,式中P1为病床日租金;B为病床数;D为天数;M2为医疗人员工资总额;½行政资本采用人力成本法,用下式计算:V=M/Sc,M为行政机关工资总额(未考虑管理过程对总资本的附加效应);(4)总资本综合表表1某市生态系统总资本测算表(1997)*单位:万元类型耕地园地林地牧草地城镇工矿交通水域未利用小计面积(97) 2.190.310.5225.730.090.660.120.91 5.9536.49自然总资本-1151518127536284-1737-15603-18217167036571经济总资本89168892914632157833264316071959066720社会资本786329282911930138899693115427034023总资本15628433518574284627945239711579191530134793*说明:由于许多自然资本的损耗是根据人工成本计算的,所以本表计算的工矿、城镇、耕地和交通是某市自然资本的最低损耗价值,如果这些损耗不计算在内,则1997年自然总资本最低净值55244万元,本区污染治理费用和生态建设费用很低,目前忽略不计。

今后如果加大投入,应计算在内。

4结果分析4.1示范区的自然资本有正负之分。

在正资本结构中,牧草地比重最高,其次是水域,二者占自然资本总贡献的97%,为当地社会经济的发展提供巨大的自然资本投入。

园地、林地由于面积过小因此比重仅占3%。

工矿、城镇等人类活动剧烈的土地利用方式产生巨大的自然资本负价值,其中工矿占84%,城镇占9%。