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2017年中国大陆松材线虫病灾害经济损失评估

张旭 赵京京 闫峻 方国飞 黄季夏

张旭, 赵京京, 闫峻, 方国飞, 黄季夏. 2017年中国大陆松材线虫病灾害经济损失评估[J]. 北京林业大学学报. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190210
引用本文: 张旭, 赵京京, 闫峻, 方国飞, 黄季夏. 2017年中国大陆松材线虫病灾害经济损失评估[J]. 北京林业大学学报. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190210
Zhang Xu, Zhao Jingjing, Yan Jun, Fang Guofei, Huang Jixia. Economic loss assessment of pine wilt disease in mainland China in 2017[J]. Journal of Beijing Forestry University. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190210
Citation: Zhang Xu, Zhao Jingjing, Yan Jun, Fang Guofei, Huang Jixia. Economic loss assessment of pine wilt disease in mainland China in 2017[J]. Journal of Beijing Forestry University. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190210

2017年中国大陆松材线虫病灾害经济损失评估

doi: 10.12171/j.1000-1522.20190210
基金项目: 中国科技部重点研发专项(2018YFC1200400、2019YFA0606600),国家科技重大专项(No.21-Y30B02-9001-19/22-7)
详细信息
    作者简介:

    张旭。主要研究方向:基于高分辨率遥感影像的森林病虫害监测。Email:408821052@qq.com 地址:110034 辽宁省沈阳市黄河北大街58号

    通讯作者:

    黄季夏,博士,副教授。主要研究方向:森林灾害时空分析。Email:huangjx@bjfu.edu.cn 地址:100083 北京市海淀区清华东路35号北京林业大学林学院

Economic loss assessment of pine wilt disease in mainland China in 2017

  • 摘要:   目的  作为一种外来入侵生物,松材线虫的传播对我国林业生产和生态环境产生了巨大影响,造成了严重的经济损失。开展松材线虫病灾害经济损失评估,不仅为制定灾害防控方案、评价灾害控制效果提供重要依据,而且能够科学指导各地区有效防控松材线虫病,有利于提高森林经营水平。  方法  本研究通过创新性的结合,构建了一套实用性较强的松材线虫病灾害经济损失评估指标体系,并且基于市场经济学和生态系统服务价值评估的理论,综合应用直接市场法、替代市场法和动态当量因子法,对2017年我国松材线虫病在省级尺度上的灾害经济损失进行了定量评估,评估结果包括直接经济损失和间接经济损失。  结果  评估结果显示,2017年我国松材线虫病总成灾面积达85 524 hm2,造成经济损失约195亿元,其中直接经济损失35亿元,间接经济损失160亿元。华东地区为松材线虫病灾害重灾区,总计成灾面积43 883 hm2,造成经济损失101亿元,占全国松材线虫病灾害经济损失的52%,其中直接经济损失占9%,间接经济损失占43%。2017年我国松材线虫病灾害受灾最为严重的省份为浙江省,全省经济损失总计为41亿元,直接经济损失7亿元,间接经济损失34亿元。松材线虫病灾害经济损失在各地区都表现出间接经济损失远大于直接经济损失,两者相比平均为4.6倍。直接经济损失包括森林物质资源损失、防治费用和无效营林费用损失,单位面积直接经济损失分别为21 800、1 783和17 302 元/hm2。间接经济损失包括调节服务价值损失、支持服务价值损失和文化服务价值损失,单位面积间接经济损失平均分别为77 981、70 057和7 741 元/hm2  结论  2017年我国松材线虫病灾害主要发生在南方地区,华东、华南地区为重灾区,浙江省和广东省分别表现为省级尺度的灾害空间聚集中心。松材线虫病灾害造成的经济损失主要为间接经济损失。
  • 图  1  2017年中国松材线虫病成灾面积

    Figure  1.  Area of Chinese pine wilt disease in 2017

    图  2  2017年我国省级松材线虫病灾害总经济损失

    Figure  2.  Total disaster economic losses of provincial pine wilt disease in 2017

    表  1  2017年中国松材线虫病发病面积(区域)

    Table  1.   Area of Chinese pine wilt disease in 2017 (region)

    区域
    Region
    华东
    East China
    华南
    South China
    华中
    Central China
    西南
    Southwestern China
    西北
    Northwestern China
    东北
    Northeastern China
    全国
    Whole country
    面积/hm2 Area/ha43 88312 83711 8489 4124 6082 93685 524
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    表  2  松材线虫灾害损失评估指标体系

    Table  2.   Loss assessment index system of pine wilt disease

    一级指标 Primary indicator二级指标 Secondary indicator三级指标 Tertiary indicator
    直接经济损失
    Direct economic loss
    森林物质资源损失 Loss of forest material resource 森林蓄积量损失 Loss of forest stock
    副产品损失 Loss of forest by-product
    防治费用损失 Loss of control cost 防治费用损失 Loss of control cost
    无效营林费用 Invalid forest fee 造林成本损失 Loss of afforestation cost
    抚育费用损失 Loss of tending cost
    管护费用损失 Loss of management cost
    间接经济损失
    Indirect economic loss
    调节服务价值损失 Regulating service value loss 气体调节服务损失 Loss of gas conditioning service
    气候调节服务损失 Loss of climate regulation service
    净化环境服务损失 Loss of purification of environmental service
    水文调节服务损失 Loss of hydrological regulation service
    支持服务价值损失 Support service value loss 土壤保育服务损失 Loss of soil conservation service
    养分循环服务损失 Loss of nutrient recycling service
    生物多样性服务损失 Loss of biodiversity service
    文化服务价值损失 Cultural service value loss 美学景观服务损失 Loss of aesthetic landscape service
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    表  3  参数说明表

    Table  3.   Parameter describing table

    参数 Parameter描述 Description数值 Value
    Ta/(元·m−3) 蓄积林价
    Stock forest price
    341.18
    Ta/(CNY·m−3)
    Ad/(m3·hm−2) 年度单位面积损失生长量
    Annual loss per unit area
    3.55
    Ad/(m3·ha−1)
    Y/(kg·hm−2) 健康林单位面积年平均产量
    Annual average yield per unit area of healthy forest
    1 350
    Y/(kg·ha−1)
    P/(元·kg−1) 松脂产地平均价格
    Average price of turpentine origin
    15.25
    P/(CNY·kg−1)
    Cp/(元·hm−2) 单位面积投入的防治费用
    Control cost per unit area
    1 783.50
    Cp/(CNY·ha−1)
    Cc/(元·hm−2) 单位面积投入的造林成本
    Afforestation cost per unit area
    14 293.15
    Cc/(CNY·ha−1)
    Ct/(元·hm−2) 单位面积投入的抚育费用
    Tending cost per unit area
    1 748.22
    Ct/(CNY·ha−1)
    Cm/(元·hm−2) 单位面积投入的管护费用
    Management cost per unit area
    1 260.74
    Cm/(CNY·ha−1)
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    表  4  单位面积针叶林森林生态系统服务价值当量

    Table  4.   Equivalent service value of forest ecosystem per unit area of coniferous forest

    服务类型
    Service type
    服务功能
    Service function
    当量因子
    Equivalent factor
    调节服务
    Adjustment service
    气体调节
    Gas regulation
    1.70
    气候调节
    Climate regulation
    5.07
    净化环境
    Purifying environment
    1.49
    水文调节
    Hydrological regulation
    3.34
    支持服务
    Support service
    土壤保持
    Soil conservation
    2.06
    维持养分循环
    Maintaining nutrient cycling
    0.16
    生物多样性
    Biodiversity
    1.88
    文化服务
    Cultural service
    美学景观
    Aesthetic landscape
    0.82
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    表  5  2017年我国省级尺度松材线虫病灾害经济损失

    Table  5.   Economic losses of pine wilt disease at provincial level in China in 2017

    省份
    Province
    直接经济
    损失/万元
    Direct economic loss/104 CNY
    间接经济
    损失/万元
    Indirect economic loss/104 CNY
    总经济
    损失/万元
    Total economic loss/104 CNY
    辽宁 Liaoning 12 005.2 48 634.6 60 639.8
    江苏 Jiangsu 27 935.5 131 122.2 159 057.7
    浙江 Zhejiang 73 853.2 344 767.3 418 620.5
    安徽 Anhui 7 079.6 31 794.1 38 873.7
    福建 Fujian 31 166.3 166 024.6 197 190.9
    江西 Jiangxi 10 199.2 46 489.2 56 688.4
    山东 Shandong 29 187.4 109 567.5 138 754.9
    湖北 Hubei 20 748.8 79 420.7 100 169.5
    湖南 Hunan 27 693.5 110 467.4 138 160.9
    广东 Guangdong 47 823.8 265 752.3 313 576.1
    广西 Guangxi 4 660.7 27 649.8 32 310.5
    重庆 Chongqing 27 641.4 125 999.5 153 640.9
    四川 Sichuan 9 734.7 35 427.6 45 162.3
    贵州 Guizhou 1 103.6 4 256.6 5 360.2
    陕西 Shaanxi 18 839.7 70 796.2 89 635.9
    全国 National 349 672.5 1 598 169.6 1 947 842.1
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    表  6  2017年中国松材线虫病灾害二级指标经济损失

    Table  6.   Economic losses of secondary indicators of Chinese pine wilt disease in 2017

    省份 Province直接经济损失/万元 Direct economic loss/104 CNY 间接经济损失/万元 Indirect economic loss/104 CNY
    物质资源
    Material resource
    防治费用
    Control cost
    无效营林
    Invalid forest
    调节服务
    Adjustment service
    支持服务
    Support service
    文化服务
    Cultural service
    辽宁 Liaoning 6 401.1 523.7 5 080.3 35 065.2 10 612.4 2 957.0
    江苏 Jiangsu 14 895.2 1 218.6 11 821.7 92 249.1 32 259.1 6 614.0
    浙江 Zhejiang 39 378.5 3 221.6 31 253.1 237 869.7 92 287.5 14 610.1
    安徽 Anhui 3 774.8 308.8 2 995.9 22 304.7 7 923.3 1 566.1
    福建 Fujian 16 617.9 1 359.5 13 188.9 116 121.6 41 933.4 7 969.6
    江西 Jiangxi 5 438.2 444.9 4 316.1 33 071.5 10 856.3 2 561.4
    山东 Shandong 15 562.7 1 273.2 12 351.5 78 543.6 24 631.5 6 392.4
    湖北 Hubei 11 063.3 905.1 8 780.5 55 782.2 19 687.7 3 950.9
    湖南 Hunan 14 766.1 1 208.0 11 719.3 78 039.2 26 665.4 5 762.9
    广东 Guangdong 25 499.6 2 086.1 20 238.0 188 242.6 63 347.5 14 162.3
    广西 Guangxi 2 485.1 203.3 1 972.3 19 436.1 6 828.7 1 384.9
    重庆 Chongqing 14 738.4 1 205.8 11 697.3 86 964.6 33 676.4 5 358.5
    四川 Sichuan 5 190.5 424.6 4 119.5 24 374.2 9 592.9 1 460.5
    贵州 Guizhou 588.5 48.1 467.0 2 986.4 1 060.5 209.8
    陕西 Shaanxi 10 045.3 821.8 7 972.6 48 919.3 18 832.9 3 044.0
    全国 National 186 445.2 15 253.1 147 974.0 1 119 970.0 400 195.5 78 004.4
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  • 收稿日期:  2019-05-05
  • 修回日期:  2020-01-22
  • 网络出版日期:  2020-10-15

2017年中国大陆松材线虫病灾害经济损失评估

doi: 10.12171/j.1000-1522.20190210
    基金项目:  中国科技部重点研发专项(2018YFC1200400、2019YFA0606600),国家科技重大专项(No.21-Y30B02-9001-19/22-7)
    作者简介:

    张旭。主要研究方向:基于高分辨率遥感影像的森林病虫害监测。Email:408821052@qq.com 地址:110034 辽宁省沈阳市黄河北大街58号

    通讯作者: 黄季夏,博士,副教授。主要研究方向:森林灾害时空分析。Email:huangjx@bjfu.edu.cn 地址:100083 北京市海淀区清华东路35号北京林业大学林学院

摘要:   目的  作为一种外来入侵生物,松材线虫的传播对我国林业生产和生态环境产生了巨大影响,造成了严重的经济损失。开展松材线虫病灾害经济损失评估,不仅为制定灾害防控方案、评价灾害控制效果提供重要依据,而且能够科学指导各地区有效防控松材线虫病,有利于提高森林经营水平。  方法  本研究通过创新性的结合,构建了一套实用性较强的松材线虫病灾害经济损失评估指标体系,并且基于市场经济学和生态系统服务价值评估的理论,综合应用直接市场法、替代市场法和动态当量因子法,对2017年我国松材线虫病在省级尺度上的灾害经济损失进行了定量评估,评估结果包括直接经济损失和间接经济损失。  结果  评估结果显示,2017年我国松材线虫病总成灾面积达85 524 hm2,造成经济损失约195亿元,其中直接经济损失35亿元,间接经济损失160亿元。华东地区为松材线虫病灾害重灾区,总计成灾面积43 883 hm2,造成经济损失101亿元,占全国松材线虫病灾害经济损失的52%,其中直接经济损失占9%,间接经济损失占43%。2017年我国松材线虫病灾害受灾最为严重的省份为浙江省,全省经济损失总计为41亿元,直接经济损失7亿元,间接经济损失34亿元。松材线虫病灾害经济损失在各地区都表现出间接经济损失远大于直接经济损失,两者相比平均为4.6倍。直接经济损失包括森林物质资源损失、防治费用和无效营林费用损失,单位面积直接经济损失分别为21 800、1 783和17 302 元/hm2。间接经济损失包括调节服务价值损失、支持服务价值损失和文化服务价值损失,单位面积间接经济损失平均分别为77 981、70 057和7 741 元/hm2  结论  2017年我国松材线虫病灾害主要发生在南方地区,华东、华南地区为重灾区,浙江省和广东省分别表现为省级尺度的灾害空间聚集中心。松材线虫病灾害造成的经济损失主要为间接经济损失。

English Abstract

张旭, 赵京京, 闫峻, 方国飞, 黄季夏. 2017年中国大陆松材线虫病灾害经济损失评估[J]. 北京林业大学学报. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190210
引用本文: 张旭, 赵京京, 闫峻, 方国飞, 黄季夏. 2017年中国大陆松材线虫病灾害经济损失评估[J]. 北京林业大学学报. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190210
Zhang Xu, Zhao Jingjing, Yan Jun, Fang Guofei, Huang Jixia. Economic loss assessment of pine wilt disease in mainland China in 2017[J]. Journal of Beijing Forestry University. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190210
Citation: Zhang Xu, Zhao Jingjing, Yan Jun, Fang Guofei, Huang Jixia. Economic loss assessment of pine wilt disease in mainland China in 2017[J]. Journal of Beijing Forestry University. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190210
  • 林业生物灾害是指由林业有害生物引发的自然灾害。我国林业生物灾害年均发生面积在1 000万hm2以上,总经济损失超过1 400亿元[1]。2017年全国主要林业有害生物累计发生28亿多hm2,同比上升3.44%。其中病虫害是造成森林破坏的主要原因[2],造成的经济损失主要表现在森林资产的损失[3],受损林木的处理、移除和更换的折扣成本[4-5],此外还有森林游憩和景观价值损失[6]以及碳汇损失[7]等。

    松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)原产于北美洲,现主要分布于美国、加拿大、墨西哥、日本、韩国、中国、葡萄牙和西班牙[8-10]。在北美洲,松材线虫已成为当地常发性的林业有害生物,由于寄主与松材线虫经过长期的协同进化,未对森林造成严重破坏[10-12]。然而在中国、日本和韩国以及葡萄牙和西班牙,松材线虫病引起松树的大面积死亡,造成了严重的经济损失[13-14]

    我国于1982年首次在南京中山陵发现松材线虫,此后于1988年分别在安徽省和广东省发现松材线虫病疫情,1991年又在浙江省发现,给我国的森林资源和社会经济造成了巨大损失[15-17]。近年来松材线虫有突破以往适生范围、向北和高海拔地区扩散的趋势,中温带已然成为当前松材线虫病防控的前线[18]。日本此前的研究发现,松材线虫只有在年均温10 ℃的地区才发生,但是2012年在我国陕西年均温8 ℃的高海拔地区发现了松材线虫[19],此后2016年又首次在辽宁省大连市被发现,2019年又在天津市新发现。根据国家林业和草原局2019年第4号公告,我国2019年松材线虫病疫区扩大至全国18个省(自治区、直辖市)的588个县级行政单位。

    我国开展林业生物灾害经济损失的评估工作相对较早,主要内容包括两个方面。一是建立损失评估指标体系。国内许多学者认为林业生物灾害经济损失应该分为直接经济损失、间接经济损失和救灾恢复费用[20-21],其中部分学者也主张将救灾恢复费用纳入直接经济损失当中[22-23],还有学者认为应该按照经济效益、生态效益和社会效益损失划分林业生物灾害经济损失[24-26]。二是给出损失评估的定量方法。目前的评估方法主要是借鉴了生态经济学的一些研究成果,基于市场经济学理论的研究可分为3类:直接市场法、替代市场法和模拟市场价值法。其中最为常用的包括市场价值法、机会成本法、或然价值法和效益转移法[27];此外还有倍数法、生物量估算法和曲线法等方法[21, 23, 28]

    我国针对松材线虫病单一灾害经济损失评估的研究相对较少,郭晓华等最先开始进行这方面的研究[25, 29]。其构建的指标体系庞大、参数复杂,在实际应用中多为定量和定性相结合。此后李兰英等在此基础上进行了改进,对2004年浙江省松材线虫病灾害经济损失进行了定量评估,根据评估结果,浙江省2004年松材线虫病经济损失总计6.21亿元,占该省当年林业行业社会总产值的0.634%[24, 30],但该方法尚未推广至全国范围。我国针对松材线虫病单一灾害经济损失评估的研究,一方面缺乏定量成果;另一方面在空间尺度上,全国范围内的省级松材线虫灾害损失评估也少见有成果。因此,本研究按照科学性、实用性和独立性的原则提出了一套松材线虫病灾害经济损失评估指标体系,并对我国2017年省级尺度的松材线虫病灾害损失进行定量计算。

    • 本研究旨在评估中国省级尺度松材线虫病灾害经济损失,但由于中国台湾省的数据无法获取,因此研究区域为中国大陆31个省、直辖市及自治区,覆盖面积大、范围广,地理条件和气候差异大,社会经济发展现状也表现出不平衡。

      本研究主要采用的数据包括基础病虫害数据,包括2017年中国大陆各省松材线虫病发病面积、新增发病面积等统计数据资料,由国家林业和草原局森林和草原病虫害防治总站(http://www.forestpest.org/)提供。修订数据,包括林业产值指数、恩格尔系数,全国稻谷、小麦(Triticum aestivum)、玉米(Zea mays)的种植面积、产量和价格,来源于《中国统计年鉴》(http://www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/)、布瑞克农业数据终端;全国降水数据,来源于中国气象数据网(http://data.cma.cn/);GPP数据来源于国家科技基础条件平台−国家地球系统科学数据共享服务平台(http://www.geodata.cn/)。

    • 2017年我国遭受松材线虫病侵袭感染的省、直辖市和自治区共15个,发病面积合计达85 524 hm2表1)。松材线虫病成灾区域主要位于我国南方地区。不论从受灾范围的分布来看还是受灾规模的大小来看,受灾最为严重的区域是华东地区,其次是华南、华中地区;西南地区受灾分布的范围虽仍然较大,但受灾面积明显较小;东北地区和西北地区都仅有一省受灾,受灾面积也因此较小,华北地区暂无受灾情况(图1)。

      图  1  2017年中国松材线虫病成灾面积

      Figure 1.  Area of Chinese pine wilt disease in 2017

      表 1  2017年中国松材线虫病发病面积(区域)

      Table 1.  Area of Chinese pine wilt disease in 2017 (region)

      区域
      Region
      华东
      East China
      华南
      South China
      华中
      Central China
      西南
      Southwestern China
      西北
      Northwestern China
      东北
      Northeastern China
      全国
      Whole country
      面积/hm2 Area/ha43 88312 83711 8489 4124 6082 93685 524

      华东地区受灾最为严重。2017年华东地区松材线虫病灾害发生面积43 883 hm2,受灾区域以江苏省为聚集中心,除上海市成功拔除疫区外,其余各省均有发生。浙江省受灾最为严重,发病面积18 063 hm2;其次是江苏省、福建省和山东省,发病面积也都在6 800 hm2以上;江西省和安徽省则发病面积相对较小,分别为2 495和1 732 hm2

      其次是华南、华中地区,受灾也十分严重,2017年松材线虫病灾害总计发生面积24 685 hm2,其中广东省最为严重,是松材线虫病的第二个聚集中心,发生面积达11 697 hm2;此外,湖南省发生面积也在6 773 hm2,湖北省发病面积稍小,为5 075 hm2;相比之下广西壮族自治区灾害发生面积最小,仅为广东省的十分之一。另外,河南省此前也曾遭受到松材线虫的侵袭,但在2017年成功拔除疫区,并无松材线虫病的发生。

      西南地区受灾情况相对较轻。2017年仅重庆市、四川省和贵州省部分地区发现有松材线虫病,且除重庆市发病面积大于6 761 hm2以外,其余两省发病规模均较小。西北地区和东北地区均只有一省发现松材线虫病,分别是陕西省和辽宁省,发病面积为4 608和2 936 hm2。华北地区暂无松材线虫病的发生。

      特别值得说明的是,2017年松材线虫病灾害发生范围在不同的省表现出不同的空间分布规律。例如湖北省、湖南省和江西省疫点在全省范围内分布较为均匀且分散;陕西省、辽宁省则表现较为集中,陕西省仅陕南地区发现,辽宁省则表现为以大连市为入口,以抚顺市为中心向周围扩散的特征;四川省则是仅在东南部地区发现较为分散的疫点。

    • 本研究构建了包含直接经济损失和间接经济损失2个一级指标的评估体系(表2),其中直接经济损失指标分别由森林物质资源损失、防治费用损失、无效营林费用损失3个二级指标构成;间接经济损失指标则由调节服务价值损失、支持服务价值损失、文化服务价值损失3个二级指标构成,然后细分出14个三级指标[20, 23]

      表 2  松材线虫灾害损失评估指标体系

      Table 2.  Loss assessment index system of pine wilt disease

      一级指标 Primary indicator二级指标 Secondary indicator三级指标 Tertiary indicator
      直接经济损失
      Direct economic loss
      森林物质资源损失 Loss of forest material resource 森林蓄积量损失 Loss of forest stock
      副产品损失 Loss of forest by-product
      防治费用损失 Loss of control cost 防治费用损失 Loss of control cost
      无效营林费用 Invalid forest fee 造林成本损失 Loss of afforestation cost
      抚育费用损失 Loss of tending cost
      管护费用损失 Loss of management cost
      间接经济损失
      Indirect economic loss
      调节服务价值损失 Regulating service value loss 气体调节服务损失 Loss of gas conditioning service
      气候调节服务损失 Loss of climate regulation service
      净化环境服务损失 Loss of purification of environmental service
      水文调节服务损失 Loss of hydrological regulation service
      支持服务价值损失 Support service value loss 土壤保育服务损失 Loss of soil conservation service
      养分循环服务损失 Loss of nutrient recycling service
      生物多样性服务损失 Loss of biodiversity service
      文化服务价值损失 Cultural service value loss 美学景观服务损失 Loss of aesthetic landscape service
    • 森林蓄积量损失:指松材线虫病造成立木材积生长量或林分蓄积生长量的损失,利用式(1)计算得到的结果表示[23, 29],参数说明见表3

      表 3  参数说明表

      Table 3.  Parameter describing table

      参数 Parameter描述 Description数值 Value
      Ta/(元·m−3) 蓄积林价
      Stock forest price
      341.18
      Ta/(CNY·m−3)
      Ad/(m3·hm−2) 年度单位面积损失生长量
      Annual loss per unit area
      3.55
      Ad/(m3·ha−1)
      Y/(kg·hm−2) 健康林单位面积年平均产量
      Annual average yield per unit area of healthy forest
      1 350
      Y/(kg·ha−1)
      P/(元·kg−1) 松脂产地平均价格
      Average price of turpentine origin
      15.25
      P/(CNY·kg−1)
      Cp/(元·hm−2) 单位面积投入的防治费用
      Control cost per unit area
      1 783.50
      Cp/(CNY·ha−1)
      Cc/(元·hm−2) 单位面积投入的造林成本
      Afforestation cost per unit area
      14 293.15
      Cc/(CNY·ha−1)
      Ct/(元·hm−2) 单位面积投入的抚育费用
      Tending cost per unit area
      1 748.22
      Ct/(CNY·ha−1)
      Cm/(元·hm−2) 单位面积投入的管护费用
      Management cost per unit area
      1 260.74
      Cm/(CNY·ha−1)
      $$ {\rm{L}}{\rm{a}}=S\times {\rm{A}}{\rm{d}}\times {\rm{T}}{\rm{a}} $$ (1)

      式中:La,森林蓄积量损失;S,松材线虫病灾害年度损失面积;Ad,年度单位面积损失生长量;Ta,蓄积林价。

      林副产品损失:由松材线虫病造成林副产品(松脂)产量的损失,利用(2)式计算。

      $$ {\rm{L}}{\rm{o}}=Y\times S\times P $$ (2)

      式中:Lo,林副产品损失;Y,健康森林单位面积年平均产量;P,松脂产地平均价格。

      防治费用:指投入到疫区疫情调查监测、疫木的伐除和处理、疫区防治和非疫区预防的费用[24],当林木受松材线虫灾后称为无效费用,利用式(3)计算。

      $$ {\rm{L}}{\rm{p}}=S\times {\rm{C}}{\rm{p}} $$ (3)

      式中:Lp,防治费用损失;Cp,单位面积投入的防治费用。

      无效造林成本:指造林当年的费用成本,包括林地整理用工、种植用工、种苗、化肥支出费用[31],利用式(4)计算。

      $$ {\rm{L}}{\rm{c}}=S\times {\rm{C}}{\rm{c}} $$ (4)

      式中:Lc,无效造林成本;Cc,单位面积投入的造林成本。

      无效抚育费用:指造林当年及后两年的抚育费用[31],当林木受松材线虫灾后为无效费用,利用式(5)计算。

      $$ {\rm{L}}{\rm{t}}=S\times {\rm{C}}{\rm{t}} $$ (5)

      式中:Lt,无效抚育费用;Ct,单位面积投入的抚育费用。

      无效管护费用:指林木在郁闭后,每年森林的管护费用,当林木受松材线虫灾后为无效费用,利用式(6)计算。

      $$ {\rm{L}}{\rm{m}}=S\times {\rm{C}}{\rm{m}} $$ (6)

      式中:Lm,无效管护费用;Cm,单位面积投入的管护费用。

      由于各项参数来源于不同文献收集,基于不同年份的货币水平,为统一度量,需利用林业产值指数进行折算,具体折算方法参照国家林业局森林病虫害防治总站于2011年发布的《我国林业生物灾害损失评估报告》,转换为2017年当年水平,表3为转换后的基于2017年货币水平的参数系数。

    • 外来入侵物种造成的许多经济价值损失主要来自非市场经济价值的损失[32],即间接经济损失。尽管林业生物灾害间接经济损失同森林生态系统服务价值损失是两个不同的概念,但两者在估算内容上基本相同[23]。本研究以生态服务价值评估的当量因子法为基础,并依据中国生态系统总初级生产力(GPP)和全国降雨量的时空分布状况等,对生态系统服务价值当量因子表进行进一步修订和补充后,形成时空动态评估方法[33]

    • 1个标准单位生态系统生态服务价值当量因子(以下简称标准当量)是指1 hm2全国平均产量的农田每年自然粮食产量的经济价值[34]。为消除人为因素的干扰,准确衡量农田生态系统自然条件下能够提供的粮食产量的经济价值,本研究参考牛海鹏等的处理方法:确定1个生态服务价值当量因子的经济价值量等于当年全国平均粮食单产市场价值[35]

      在实际应用中,可以选择稻谷、小麦、玉米3种主要的粮食作物单产市场价值来代替全国平均粮食单产市场价值[33]。此外,考虑到人们对森林生态系统服务价值的支付意愿,本研究用表征支付意愿相对水平的发展阶段系数对农业生态理论价值进行修正,得到森林生态服务价值的现实值[36]

    • 参照谢高地等的研究[33],并采用其针叶林森林生态系统基础当量表(表4)。

      表 4  单位面积针叶林森林生态系统服务价值当量

      Table 4.  Equivalent service value of forest ecosystem per unit area of coniferous forest

      服务类型
      Service type
      服务功能
      Service function
      当量因子
      Equivalent factor
      调节服务
      Adjustment service
      气体调节
      Gas regulation
      1.70
      气候调节
      Climate regulation
      5.07
      净化环境
      Purifying environment
      1.49
      水文调节
      Hydrological regulation
      3.34
      支持服务
      Support service
      土壤保持
      Soil conservation
      2.06
      维持养分循环
      Maintaining nutrient cycling
      0.16
      生物多样性
      Biodiversity
      1.88
      文化服务
      Cultural service
      美学景观
      Aesthetic landscape
      0.82
    • 参考前人的研究,水资源供给和水文调节与降水变化相关,生态系统气体调节、气候调节、净化环境、维持养分循环、生物多样性和美学景观功能与生物量在总体上呈正相关,进一步确定了GPP和降水量的时空动态因子,结合生态系统服务价值基础当量表[37],通过下式构建了生态服务时空动态变化价值当量表:

      $${F_{{{ij}}}} = \left\{ \begin{array}{c} {P_{i\!j}} \times {F_1}{\rm{ }} \\ {\text{或}} \\ {R_{i\!j}} \times {F_2} \end{array} \right.$$ (7)

      式中:${F_{{{ij}}}}$指针叶林森林生态系统在$i$时间$j$地区的单位面积价值当量因子;${P_{i\!j}}$指该生态系统$i$时间$j$地区的GPP时空调节因子;${R_{i\!j}}$指该生态系统$i$时间$j$地区的降水时空调节因子;${F_1}$表示气体调节、气候调节、净化环境、维持养分循环、维持生物多样性和提供美学景观等服务功能;${F_2}$示生态服务功能是水文调节服务或土壤保持服务功能。GPP时空调节因子(${P_{i\!j}}$)和降水时空调节因子(${R_{i\!j}}$),参照谢高地的计算方法获得;特别需要说明的是,本研究采用9月平均降雨量和GPP数据进行修订。

    • 2017年我国遭受松材线虫病灾害经济损失总计194.78亿元。华东地区100.92亿元,占全国经济损失的52%,包括直接经济损失17.94亿元,间接经济损失82.98亿元;华南地区经济损失34.59亿元,间接经济损失是直接经济损失的6倍;华中地区经济损失23.83亿元,占全国经济损失的12%;西南地区经济损失20.42亿元,直接经济损失3.85亿元,间接经济损失16.57亿元;西北地区和东北地区灾害经济损失均不足10亿元,合计占全国经济损失的8%。此外,2017年松材线虫病灾害经济损失在空间上表现出一定的聚集效应:我国松材线虫病灾害经济损失具有两个显著聚集区,一个位于华东地区的浙江省,另一个以华南地区的广东省为空间聚集中心(图2)。

      图  2  2017年我国省级松材线虫病灾害总经济损失

      Figure 2.  Total disaster economic losses of provincial pine wilt disease in 2017

      2017年全国遭受松材线虫病灾害并造成经济损失的15个省中,浙江省和广东省损失最为严重,分别为41.86亿元和31.36亿元,总计经济损失占全国松材线虫灾害经济损失的38%。其中浙江省直接经济损失7.39亿元,间接经济损失34.47亿元,比广东省总计经济损失还多3亿元;广东省直接经济损失4.78亿元,间接经济损失约26.58亿元。其次福建省、江苏省、重庆市、山东省、湖南省和湖北省,其直接经济损失均大于2亿元,间接经济损失除湖北省为7.94亿元外,其余均大于10亿元,总计经济损失均大于10亿元小于20亿元;累计直接经济损失16.44亿元,间接经济损失72.26亿元,总计经济损失88.70亿元,占全国经济损失的46%。剩余地区累计总计经济损失32.88亿元,比浙江省总计经济损失还少8.99亿元;除贵州省灾害总计经济损失不足亿元以外,均损失3 ~ 10亿元;平均直接经济损失0.91亿元,间接经济损失3.79亿元,总计经济损失4.70亿元,仅为浙江省经济损失的11%(表5)。

      表 5  2017年我国省级尺度松材线虫病灾害经济损失

      Table 5.  Economic losses of pine wilt disease at provincial level in China in 2017

      省份
      Province
      直接经济
      损失/万元
      Direct economic loss/104 CNY
      间接经济
      损失/万元
      Indirect economic loss/104 CNY
      总经济
      损失/万元
      Total economic loss/104 CNY
      辽宁 Liaoning 12 005.2 48 634.6 60 639.8
      江苏 Jiangsu 27 935.5 131 122.2 159 057.7
      浙江 Zhejiang 73 853.2 344 767.3 418 620.5
      安徽 Anhui 7 079.6 31 794.1 38 873.7
      福建 Fujian 31 166.3 166 024.6 197 190.9
      江西 Jiangxi 10 199.2 46 489.2 56 688.4
      山东 Shandong 29 187.4 109 567.5 138 754.9
      湖北 Hubei 20 748.8 79 420.7 100 169.5
      湖南 Hunan 27 693.5 110 467.4 138 160.9
      广东 Guangdong 47 823.8 265 752.3 313 576.1
      广西 Guangxi 4 660.7 27 649.8 32 310.5
      重庆 Chongqing 27 641.4 125 999.5 153 640.9
      四川 Sichuan 9 734.7 35 427.6 45 162.3
      贵州 Guizhou 1 103.6 4 256.6 5 360.2
      陕西 Shaanxi 18 839.7 70 796.2 89 635.9
      全国 National 349 672.5 1 598 169.6 1 947 842.1

      直接经济损失在计算时采取调研样本数据,不具备地区差异性;间接经济损失则利用GPP数据和降雨量数据进行了分省修订,计算结果更符合实际情况。根据计算结果,各省松材线虫灾害经济损失都表现出间接经济损失远大于直接经济损失的特征,间接经济损失平均为直接经济损失的4.6倍。东南沿海地区森林生态系统的单位面积间接经济损失更为巨大。福建省、广东省和广西壮族自治区松材线虫病灾害的间接经济损失为直接经济损失的5 ~ 6倍;东部沿海地区的江苏省、浙江省、安徽省和江西省以及重庆市和位于渤海湾的辽宁省,松材线虫病灾害的间接经济损失为直接经济损失的4 ~ 5倍;其余地区松材线虫病灾害的间接经济损失为直接经济损失的3 ~ 4倍。

    • 直接经济损失取决于松材线虫病灾害发生面积,包括3个二级指标,即森林物质资源损失、防治费用和无效营林费用损失,单位面积直接经济损失分别为21 800、1 783和17 302元/hm2,不具有地区差异性。根据计算结果,直接经济损失主要为森林物质资源损失和无效营林费用,这两项损失占直接经济损失的96%,其中森林物质资源损失主要是林副产品损失,单位面积损失约20 589元/hm2,无效营林费用则主要是无效造林成本,单位面积损失约14 293元/hm2

      间接经济损失包括调节服务价值损失、支持服务价值损失和文化服务价值损失,具有分省差异性,单位面积间接经济损失平均分别为77 981、70 057和7 741元/hm2。根据计算结果,可以发现间接经济损失主要为调节服务价值损失和支持服务价值损失,这两项损失占间接经济损失的95%,其中调节服务价值损失主要是气候调节服务损失,约占60%;支持服务价值损失则除维持养分循环服务价值较低外,损失均大于10 000元/hm2表6)。

      表 6  2017年中国松材线虫病灾害二级指标经济损失

      Table 6.  Economic losses of secondary indicators of Chinese pine wilt disease in 2017

      省份 Province直接经济损失/万元 Direct economic loss/104 CNY 间接经济损失/万元 Indirect economic loss/104 CNY
      物质资源
      Material resource
      防治费用
      Control cost
      无效营林
      Invalid forest
      调节服务
      Adjustment service
      支持服务
      Support service
      文化服务
      Cultural service
      辽宁 Liaoning 6 401.1 523.7 5 080.3 35 065.2 10 612.4 2 957.0
      江苏 Jiangsu 14 895.2 1 218.6 11 821.7 92 249.1 32 259.1 6 614.0
      浙江 Zhejiang 39 378.5 3 221.6 31 253.1 237 869.7 92 287.5 14 610.1
      安徽 Anhui 3 774.8 308.8 2 995.9 22 304.7 7 923.3 1 566.1
      福建 Fujian 16 617.9 1 359.5 13 188.9 116 121.6 41 933.4 7 969.6
      江西 Jiangxi 5 438.2 444.9 4 316.1 33 071.5 10 856.3 2 561.4
      山东 Shandong 15 562.7 1 273.2 12 351.5 78 543.6 24 631.5 6 392.4
      湖北 Hubei 11 063.3 905.1 8 780.5 55 782.2 19 687.7 3 950.9
      湖南 Hunan 14 766.1 1 208.0 11 719.3 78 039.2 26 665.4 5 762.9
      广东 Guangdong 25 499.6 2 086.1 20 238.0 188 242.6 63 347.5 14 162.3
      广西 Guangxi 2 485.1 203.3 1 972.3 19 436.1 6 828.7 1 384.9
      重庆 Chongqing 14 738.4 1 205.8 11 697.3 86 964.6 33 676.4 5 358.5
      四川 Sichuan 5 190.5 424.6 4 119.5 24 374.2 9 592.9 1 460.5
      贵州 Guizhou 588.5 48.1 467.0 2 986.4 1 060.5 209.8
      陕西 Shaanxi 10 045.3 821.8 7 972.6 48 919.3 18 832.9 3 044.0
      全国 National 186 445.2 15 253.1 147 974.0 1 119 970.0 400 195.5 78 004.4

      间接经济损失不单单取决于松材线虫病灾害的发生面积,各个省森林资源不同的立地及林分条件,使得森林生态系统的服务价值不完全相等,甚至存在较大差异。广西壮族自治区、广东省和福建省的森林生态系统单位面积生态服务价值较大,均在20万元/hm2以上,其余各省的森林生态系统单位面积生态服务价值则在10万~ 20万元/hm2之间,其中四川省森林生态系统单位面积生态服务价值则相对最小,为14.9万元/hm2

    • 本研究评估了2017年我国省级尺度松材线虫的灾害经济损失。根据评估结果,2017年我国因松材线虫病灾害造成的直接经济损失占18%,间接经济损失占82%,间接经济损失是直接经济损失的4.6倍。

      在构建直接经济损失评估指标体系时,由于松材线虫病大多采用全面皆伐,病死树伐根,疫木严格管理等治理措施[38-40],因而本研究认为将其归纳为森林物质资源的直接损失而非林业产品品质下降的直接经济损失更为合理;此外,在初步的文献调研中,我们发现相关的林地使用费用大多利用木材和林副产品等的经济价值间接计算[41-43],为避免出现重复估算的问题,因而本研究未列入指标体系。

      间接经济损失则包括关联行业的负面影响和森林生态系统服务减退或丧失的价值损失。其中,关联行业的负面影响主要是指与森林相关联产业,如森工业、服务行业等因松材线虫病灾害而带来的经济损失以及人们生存生活环境的损失,如减少就业机会、影响社会稳定等[26]。在定量核算时,由于森林相关产业的内容复杂,边界不明确,因而最终未列入评估体系;人们生存环境的损失则利用支付意愿法进行评估:在评估森林生态系统的价值损失时,采用反映人们支付意愿的社会发展阶段系数来修订标准当量。

      在进行实际计算时,由于参数系数数据收集的困难,部分参数系数来源于文献调研,分别代表了不同年际间不同地区的实际情况,不能充分反映全国的平均水平,也无法区别反映地区差异。但是根据实际的评估结果,我们发现松材线虫病灾害经济损失主要为间接经济损失,而间接经济损失的计算不涉及这部分参数系数,且间接经济损失利用降雨量数据和GPP数据进行了较为准确的分省修订,因而可以尽量抵减这部分参数带来的误差。

      2017年我国遭受松材线虫病灾害病造成经济损失的共15个省市及自治区,除华北地区未遭受灾害外,其他地区均有发生。华东地区损失最为严重,松材线虫病发生面积43 883 hm2,总计经济损失101亿元;其次是华南地区,总计经济损失35亿元;华中地区和西南地区疫情相对减弱,总计经济损失分别为24亿元和20亿元。西北地区仅陕西省一省发现松材线虫病,但由于发病地区海拔高,年均温低的特殊条件,表明松材线虫病的扩散和传播突破了以往的科学认知,我国松材线虫病的防控工作面临新的挑战。东北地区新发的辽宁省疫区,首次确认了云杉花墨天牛为松材线虫的传播媒介,红松是中国松材线虫的又一新寄主[44],松材线虫病在我国的传播增加了新途径。

      我国针对松材线虫病灾害经济损失的定量评估研究不够充分,全国范围内的成果大多停留在2010年[45-46]。除全国范围的松材线虫病灾害经济损失评估工作外,还有学者针对各地区不同的生态环境和经济条件,构建具有地区差异性的评估指标体系并进行定量计算。浙江省是松材线虫病灾害最为严重的省份之一,其中以李兰英等的研究最具代表性[24, 30]。同本研究相比,该研究提出的指标体系和评估结果都有较大差异。该研究从将灾害经济损失分为经济效益损失、生态效益损失和社会效益损失3个方面。根据评估结果,直接经济损失差距较小,但具体评估内容有较大差异,如本研究未将国际贸易损失纳入评估体系,而这项内容是该研究经济效益损失的主要组成部分;间接经济损失差距巨大:该研究并未将森林生态系统维持生物多样性的服务损失列入,且对于气候调节服务仅做定性评价。

      沈彩周和侯佩华等分别对江西省2006—2010年及2016年松材线虫病灾害损失进行了定量评估。研究构建了直接经济损失和间接经济损失的评估体系,但具体评估内容和评估方法仍有差异且该评估结果远大于本研究。与本研究相比,该研究均未将防治费用及无效营林费用纳入直接经济损失评估指标体系;间接经济损失评估采用的方法为倍数法,具体参数为6 ~ 20倍[47],替代市场法进行评估[48],大于本研究的评估结果。

      本研究还存在以下问题。(1)本研究进行的灾害经济损失评估,是以松材线虫病灾害是独立发生的为前提,但实际上松材线虫病的发生和流行受高温和干旱天气的影响[49-51],此时的森林生态系统的生态功能也会受到一定的影响,使得定量评估不够准确。(2)个别参数缺失。虽然本研究构建的定量评估指标体系以实用性为原则,但由于数据收集的困难,在实际应用时仍存在个别修订参数缺失的问题,如2017年恩格尔系数、主要粮食价格和全国降水及GPP数据,我们采取的解决方法是利用趋势函数进行预测,因此可能会对结果造成一定的影响。

    • 本研究构建了一套实用性较强的松材线虫病灾害经济损失评估体系,并定量计算得到基于2017年当年货币水平下的中国松材线虫病灾害经济损失,填补了国内研究的空白。根据评估结果,2017我国遭受松材线虫病的森林面积为85 524 hm2,共计造成经济损失约195亿元。主要成灾区域位于我国南方地区,华东地区为重灾区,浙江省为受灾最严重的省份。评估结果显示,2017年全国松材线虫病灾害经济损失主要为间接经济损失,为直接经济损失的4.6倍。灾害经济损失评估不仅是自然资源和环境价值核算的重要组成部分,还是制定灾害防控方案的基础条件和评价灾害控制效果的重要依据。随着松材线虫病危害持续扩大,客观的松材线虫病森林生态系统服务价值损失评估对于人们加强环境保护意识、提高森林经营管理水平、科学地进行林业生产投资具有十分现实的意义。同时也要认识到,灾害经济损失是灾害传播与发生的滞后表现,如何有效防控,避免造成巨大损失,才是我们的当务之急。

参考文献 (51)

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