牧区生态移民工程的生态效益研究

浑善达克沙地生态移民工程的生态效益及其移民经济可持续性分析——正蓝旗敖力克嘎查为例宝鲁1、2、包玉海3、41内蒙古自治区发展研究中心，呼和浩特，010020；2内蒙古自治区发展研究中心，呼和浩特，010020；3内蒙古遥感与地理信息系统重点实验室，呼和浩特，010022；3内师大学地理科学学院，呼和浩特，010022摘要：本文以自2004年12月至2006年1月的一年多的时间里以敖力克嘎查为重点，在浑善达克沙地进行的调查访谈和实地观测为依据,分析研究生态移民工程的生态效益。本次研究应用费用效益分析相关方法和“3S”技术手段,对野外调查、访谈调查的资料和遥感数据进行了系统地分析。结果显示，在搬迁后的几年里迁出地生态环境得到较好的恢复。但是小规模、单一的奶牛养殖经济效益较低，很难让移民走上小康之路。因此，本文根据移民村实际，从移民经济可持续性、移民生产经营模式等方面进行探讨了移民搬迁需具备的条件和完善移民生产的方式。关键词：浑善达克生态移民生态效益可持续性注：由内蒙古哲学社会科学规划项目资助.批号：0517敖力克嘎查（行政村）位于浑善达克沙地南部，内蒙古锡林郭勒盟正蓝旗桑根达来镇中部，镇所在地西北10km处，总面积18万亩（包括夏营地），是一个多年来畜牧业为主体经济的纯牧业嘎查。2001年12月整体搬迁到桑根达来镇以北1km（图1），207国道旁，18万亩草场全年、全境围封禁牧。移民使嘎查的支柱产业——畜牧业，在畜种结构、品种结构、畜群结构上彻底改变，原有的8800多头大畜、小畜全部出栏，引进300多头奶产量较高的黑白花奶牛，成为锡林郭勒盟第一个整体搬迁的生态移民村。1草地生态效益内涵研究区生态移民工程的生态效益主要是因围封禁牧后草地植被恢复所增强的生态服务功能来表现的。根据千年生态系统评估框架工作组提出的生态系统服务功能分类方法[1]，草地生态系统的服务功能可以归纳为提供产品功能、调节功能、文化功能和支持功能四大类。其中提供产品功能和文化功能中的旅游休闲收入构成了草地生态系统服务功能的直接价值，而调节功能、支持功能和部分文化功能则构成了草地生态系统服务功能的间接价值[2]。2草地生态效益的价值估算2.1生态效益的直接价值估算2.1.1估算方法研究区还未形成旅游产业，草地生态系统的直接价值主要是提供牧草资源，其经济价值用市场价值法来估算。牧草的市场价格以400元/t计。计算公式如下：生态服务功能直接价值（Z1）=400×N×S´（公式1）其中，N为草地单位面积产草（干物质）量,S´为面积。2.1.2产草量估算本文以研究区移民前后不同时期的遥感数据（2000和2004两年同期TM数据）为信息源，以GIS作为技术支撑，建立属性数据库，获取基础数据。具体步骤如下：（1）结合野外调查，对样点进行GPS定位。（2）以ENVI为平台，计算植被归一化指数（NDVI）。计算公式如下：NDVI=(NIR-RED)/(NIR+RED)（公式2）其中，NIR为TM第4通道的近红外波段反射率，RED为TM第3通道的红光波段反射率。（3）建立产草量模型。应用研究区（包括典型区和比较区，比较区选择了典型区邻近的未搬迁区）20年的29个样点的产草量连续观测数据和样点NDVI值，以统计软件（spss）为平台，建立观测区产草量模型。（4）计算产草量(表1)。表12000、2004年观测区单位面积产草量计算结果表（单位：kg/亩）地区2000年产草量2004年产草量2004、2000两年产草量差额2004比2000年增长率（%）典型区43.3333108.065164.7318149.38比较区37.203951.179513.975637.562.3生态效益的间接价值估算本研究借鉴关于生态系统服务功能价值评估相关理论与方法，对研究区移民前后维持大气CO2与O2的平衡、土壤保持、环境污染的净化等主要服务功能进行间接的经济价值估算（其他服务功能暂不考虑），最终实现生态移民工程的生态间接效益定量化和经济价值的直观表现。计算公式如下：生态服务功能间接价值（Z2）=维持大气CO2与O2的平衡价值（E）+土壤保持价值（S）+净化环境污染的价值（C）（公式3）2.3.1维持大气CO2与O2的平衡价值（E）的估算生态系统通过光合作用和呼吸作用与大气交换CO2和O2，从而对维持大气中CO2和O2的动态平衡起着不可替代的作用[3]，全球气候变暖的今天CO2和O2的平衡作用显得尤为重要。（1）固定CO2的价值（E1）结合遥感技术与实地观测数据相结合，估算出研究区草地干物质产量及其生长中需要的CO2。根据光合作用和呼吸作用的反应方程式推算每形成1kg干物质，需要1.62kgCO2。采用造林成本法来估算固定CO2的间接经济价值，目前中国平均造林成本为0.2609元/kg碳[4、5]。计算公式如下：E1=1.62×(12/44)×0.2609×N×S´（公式4）其中，E1为固定CO2的价值、N为草地单位面积干物质产量、12/44为CO2中C原子的比重,S´为典型区(或比较区)面积。（2）释放O2的价值（E2）利用研究区草地干物质产量，计算出草生长中释放的O2。根据光合作用和呼吸作用的反应方程式推算每形成1kg干物质，释放1.2kgO2。运用工业制氧影子价格法来估算释放O2的经济价值。工业制氧成本为0.40元/kg计算。[5]计算公式如下：E2=1.2×0.40×N×S´（公式5）其中，E2为释放O2的价值、N为草地单位面积干物质产量,S´为典型区(或比较区)面积。2.3.2土壤保持价值（S）的估算草地生态系统对防止土壤风力侵蚀、减少地面径流和防止水力侵蚀具有重要作用。[5]（1）减少土地损失面积的价值（S1）根据土壤侵蚀量和有效土层平均厚度来推算草地面积减少量。采用机会成本法，根据牧草地年平均收益245.50元/hm2[5]，计算因草地面积减少而损失的间接经济价值。计算公式如下：S1=245.50T/（R×h）（公式6）其中，S1为减少土地损失面积的价值、T为搬迁后比搬迁前减少的土壤侵蚀量、R为土壤容重、h为有效土层平均厚度。（2）减少土壤肥力损失的价值（S2）土壤侵蚀使大量的土壤营养物质流失，主要是土壤中的氮、磷、钾。运用恢复费用法和市场价值法，根据土壤保持量中含有的土壤养分，计算将土壤养分恢复到原来状态时施用化肥（采用2005年国内进口尿素、国产磷肥和钾肥的平均价格。）需要的投入来推算减少土壤肥力损失的间接经济价值。计算公式如下：S2=T×A1×A2×A3（公式7）其中，S2为减少土壤肥力损失的价值、T为搬迁后比搬迁前减少的土壤侵蚀量、A1为土壤中氮、磷、钾的含量、A2为化肥的价格、A3为化肥中氮、磷、钾的百分比含量。（3）减少泥沙淤积灾害价值（S3）按照我国泥沙运动规律，全国一般土壤侵蚀流失的泥沙有24%淤积于水库、江河、湖泊，造成水库、江河、湖泊蓄水量下降，在一定程度上增加了干早、洪涝灾害发生的机会[6]。根据水库库容的工程费用，采用影子工程法，估算减少淤积损失的间接经济价值[7]。增容1m3水库库容的工程费用为0.67元（1991年不变价）[8、5]。计算公式如下：S3=0.67（T×0.24/R）（公式8）其中，S3为减少泥沙淤积灾害价值、T为搬迁后比搬迁前减少的土壤侵蚀量、R为土壤容重。2.3.3对环境污染的净化作用价值（C）的估算草地可在其抗性范围内通过吸收而减少空气中硫化物、氮化物、卤素等有害物质的含量，并且对烟灰、粉尘具有很大的阻挡、过滤和吸附作用，运用替代花费法[9]。（1）吸收SO2价值（C1）据测定每千克干草叶每天可吸收SO2为1×10-3kg[10]，每年牧草生长以150天计算，根据牧草生长期内的地上日平均干草量来推算吸收SO2价值。每削减1吨SO2投资为600元[5]。计算公式如下：C1=0.6×1×10-3×150×N´×S´（公式9）其中，C1为吸收SO2价值、N´为草地生长期内单位面积日平均干草量,S´为面积。（2）滞尘功能的价值（C2）牧草对空气中的尘埃具有净化作用。据叶文虎等[10]研究，城市草地每年的滞降尘量为1.2kg/hm2，削减粉尘的成本为0.17元/kg[5]。本次研究为了计算方便，以城市草地每年的滞降尘量为基准，假设城市人工草地的覆盖率为1，以覆盖程度来计算草地的滞尘量。计算公式如下：C2=1.2×0.17×S´×V（公式10）其中，C2为草地滞尘功能的价值，S´为典型区(或比较区)面积，V为覆盖率。2.4研究区态移民工程的生态效益估算结果本文在生态效益估算中选择了2000（搬迁前）和2004（搬迁后）两个年份（见附图1和2），年度不同，生态效益价值存在差异，为了消除年度差异，本次研究采用了，以比较区为基准的差额记算法，计算公式如下（单位面积生态效益价值—Z单）：Z单1=Z单12-1.156×Z单22（公式11）其中，Z单1为典型区因搬迁增加的单位面积生态效益价值；Z单12为典型区2004年的单位面积生态效益价值；Z单22为比较区2004年的单位面积生态效益价值、1.156为搬迁前典型区与比郊区生态效益差值系数。在产草量增长量的计算中也用了此方法，典型区所在的正蓝旗2000、2004年降水量分别是342.2mm和435.3mm，2000年是旱年，2004年是较丰水年，产草量差异较大。2000年，典型区单位面积产草量为43.3333kg/亩，比较区单位面积产草量为37.2039kg/亩，差值系数为1.165。2004年，典型区单位面积产草量为108.0651kg/亩，比较区单位面积产草量为51.1795kg/亩，消除典型区因气候原因而产生的产草量差异后得到围封后典型区单位面积产草量增量为48.454kg/亩，增长81.28%。依据公式2～11计算得出，内蒙古正蓝旗敖力克嘎查实施生态移民工程后直接生态效益为1496117.5元/年，生态恢复后得到的维持大气CO2与O2的平衡价值、土壤保持价值和净化环境污染的价值等三项间接生态服务功能增值为38217.2元/年，合计共1534334.7元/年（见表2）。搬迁后生态服务功能得到明显的提高，草场得到一定恢复。表2典型区搬迁后增加的生态效益价值（Z）（单位：元/年）内容生态效益直接价值（Z1）生态效益间接价值（Z2）生态效益价值（Z）维持大气平衡价值（E）土壤保持价值（S）环境净化价值（C）E1E2S1S2S3C1C2增加值1496117.533.52934.533.83534362.744.32351.7456.51534334.73结论与讨论3.1结论敖力克嘎查移民搬迁时政府和牧民资金投入合计为401.17万元。把以上固定资产投入有效期15年计算，每年折旧267513元；2000年敖力克嘎查总支出756083元，搬迁后2001～2005年总支出6120955元，平均每年支出为1224191元，平均每年比2000年多支出468108元。搬迁后，以上两项支出的合计为735621元/年。敖力克嘎查搬迁后，即2004年比2000年维持大气CO2与O2的平衡价值、土壤保持价值、和净化环境污染的价值等三项生态服务功能的增长价值，计算结果为38217.2元/年。在典型区生态服务功能的直接价值增加值较大，达1496117.5元/年，合计为1534334.7元/年，是增加的投入的2.08倍。从生态角度考虑，典型区草场植被覆盖率的提高，为防治草场沙化、退化起了很好的作用，得到较好的生态效应汇报。以上，只是2000年已退化草场为基准，估算并比较了生态服务功能的恢复价值和生态移民中国家与牧民的部分投入。生态服务功能的恢复价值中直接价值占97.5%。维持典型区生态服务功能持续恢复的状况下，敖力克牧户可利用的只是其中一小部分。草场的恢复需要时间，更需要生态投入。但正在恢复的草场得不到合理利用，会短短的几年内迅速退化，一切努力将付之东流。3.2讨论3.2.1关于移民经济可持续性探讨敖力克牧民搬迁后，虽然面临了种种困难（包含经济收入的减少），但还是初步适应了目前的生存方式，没有出现返流现象。与其相比位于浑善达克沙