《Journal of Cleaner Production》：Eco-fiscal sustainability of plain afforestation: From ecological value creation to value realization
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摘要造林项目可以增强生态系统服务（ESs），但项目建成后可能会留下持续的财政负担，用于土地租赁和森林维护。现有的生态系统服务和总生态系统产品（GEP）评估主要集中在生态价值的创造上，而对这种价值是否以及在什么条件下可以转化为长期运营的资金关注较少。本研究开发了一个生态财政可持续性
摘要
造林项目可以增强生态系统服务（ESs），但项目建成后可能会留下持续的财政负担，用于土地租赁和森林维护。现有的生态系统服务和总生态系统产品（GEP）评估主要集中在生态价值的创造上，而对这种价值是否以及在什么条件下可以转化为长期运营的资金关注较少。本研究开发了一个生态财政可持续性框架，整合了空间重构、GEP核算、生命周期成本分析、未来预测、生态价值实现（EVR）和不确定性分析，以北京西技镇的平原造林项目为例进行探讨。从2010年到2023年，造林项目将景观从以耕地为主转变为森林与耕地的镶嵌格局，同时GEP增长了26.6%，达到8.395亿元人民币，其中调节服务占GEP总额的92.02%。假设不再进行新的造林，预计到2080年GEP总额将增长到9.162-9.398亿元人民币，这主要得益于造林区域的森林发展；而随着建设支出的结束和维护需求的减少，年度财政成本总体会下降。然而，累积成本覆盖情况很大程度上取决于EVR：在2030年的基准情景下，根据指定的成本路径和GEP不确定性，10%和20%的EVR情景无法在2080年前实现累积成本覆盖，而在30%的情景下，所有3000次模拟都显示在2080年前实现了非负的累积净现金流。这些发现表明，生态财政可持续性不仅取决于生态价值的创造，更重要的是取决于将可实现生态价值转化为稳定资金的能力，为城市郊外围平原造林的长期管理提供了框架。
引言
气候变化、生物多样性的丧失以及土地退化继续削弱生态系统提供生态系统服务（ESs）的能力（Díaz等人，2018；Griscom等人，2017）。因此，生态和森林恢复已成为增强碳汇、改善环境质量和加强区域韧性的重要手段（Bastin等人，2019；Wang等人，2025）。为应对生态退化和相关的环境风险，中国实施了一系列重大生态项目，包括三北防护林工程、天然林保护工程和退耕还林工程（Shao等人，2022；Wang等人，2024）。随着生态治理的范围从环境脆弱地区扩展到人口密集区，其重点也日益向这些地区倾斜。2012年，北京启动了百万亩平原造林项目（PAP），通过将耕地转化为森林来重塑城市生态空间，以缓解城市热岛效应并提高首都地区的生态承载能力（Jia和Qiu，2017；Yao等人，2019）。然而，与山区造林相比，平原造林通常涉及更高的土地租赁和长期维护成本。一旦建设基本完成，在减轻持续财政压力的同时维持生态功能成为大都市地区森林发展的实际挑战。
土地利用变化是生态系统结构和功能动态的主要驱动因素（Hasan等人，2020）。在大都市边缘地区，土地利用调整嵌入了多种空间目标中，包括生态保护、耕地保护和城市发展，因此受到政策优先级的强烈影响（Pan和Feng，2026）。先前的研究表明，将耕地转化为森林可以增强碳封存、氧气释放、气候调节以及某些水文调节服务，同时也会减少农业生产，并在生态系统服务之间产生权衡和协同效应（Bai等人，2026；Li等人，2019；Nelson等人，2009；Zhang等人，2023）。地理信息系统、遥感和生态过程建模的进步使生态系统服务评估从定性描述向空间明确和动态分析转变，在恢复效果评估和空间规划中得到广泛应用（Hao等人，2022；Polasky等人，2011；Zeng等人，2023）。国际上，环境经济核算系统——生态系统核算将生态系统范围、状态、服务流和资产账户纳入统一的统计框架，将生态系统与经济活动联系起来（联合国等，2021），而自然资本协议提供了一种评估自然资本影响、依赖性、测量、估值和决策应用的一般方法（自然资本联盟，2016）。相比之下，中国的总生态系统产品（GEP）核算整合了生态系统的生物物理量和货币价值，以描述在定义的空间单位内的服务供应的总体规模和变化（Ouyang等人，2013）。GEP已被广泛用于国家和区域层面的生态价值评估（Li等人，2025；Ouyang等人，2020；Wu等人，2022），并且随着会计方法和空间数据的改进，其应用范围还扩展到了更小的治理单位，如乡镇（Geng和Ren，2020；Zhang等人，2024）。然而，现有的应用主要集中在生态系统服务的供应和价值变化上，对已完成生态项目产生的生态价值能否转化为长期运营的资金关注较少（Ling等人，2025）。
生态价值的创造并不一定转化为可用于项目持续运营的财务资源。GEP代表生态系统为社会提供的潜在价值，而不是项目实施者可以直接获得的现金收入。对于已完成的平原造林项目，新的建设支出停止了，但土地租赁和森林维护仍需要长期投资。此外，森林生态系统服务表现出时间滞后和累积效应，因此其价值实现周期可能超出建设周期（He等人，2023）。因此，即使公共支出累积，生态价值也可能持续增加。尽管之前的研究已将生态系统服务纳入经济决策，并探讨了全球和区域层面的生态恢复的成本和效益（Bateman等人，2013；Busch等人，2024），但很少有研究探讨已完成平原造林产生的生态价值是否以及在什么条件下可以通过碳交易、生态补偿或其他机制转化为长期运营和维护的可持续资金。
为了解决这一差距，本研究提出了一个生态财政可持续性视角，评估在当地治理范围内实现生态价值（EVR）的能力，以支持已完成造林项目的长期运营。该框架区分了三个相互关联的过程：生态价值创造、EVR和成本覆盖。具体来说，GEP量化了生态系统服务的价值，而生命周期成本代表了与项目建设、土地租赁和森林维护相关的公共投资。然后应用基于情景的EVR率来估计潜在的资金流动，通过年度净现金流和在替代气候情景及指定成本条件下的生命周期累积成本覆盖来评估这些资金流动。因此，生态财政可持续性是根据指定的EVR条件下的资金连续性和累积成本覆盖来评估的，而不是作为社会福利或自然资本价值的综合衡量。
基于此，本研究以北京西技镇的PAP项目为例，探讨平原造林带来的生态收益与建设后阶段的长期财政需求之间的关系。它解决了三个问题：（1）平原造林如何重塑生态空间和生态系统服务的结构？（2）项目建成后生态价值增长和长期财政成本如何演变？（3）在不同的EVR条件下，累积成本覆盖的可能性如何变化？本研究有两个贡献。首先，它开发了一个操作框架，将基于GEP的评估扩展到项目持续运营所需的财政条件。其次，它将长期实证核算与EVR情景和基于蒙特卡洛的GEP不确定性分析相结合，评估不同的价值实现条件和GEP不确定性如何影响累积成本覆盖的可能性。通过将生态系统服务的增强与长期维护需求和潜在的资金机制联系起来，该研究为评估建设后平原造林的运营可持续性提供了基于案例的方法。
章节摘录
研究区域
西技镇（东经116°46′–116°57′，北纬39°45′–39°51′）位于北京通州区东南部，地处潮白河和北运河之间的冲积平原上。该地区的海拔高度在2.30至24.65米之间，地形平坦，典型的冲积平原景观（图1）。西技镇面积为91.16平方公里，是PAP项目的重要实施区域。
根据造林实施记录，西技镇累计造林面积为24.83平方公里。
造林引起的空间重构
PAP项目显著改变了西技镇的生态系统空间配置（图3a–c）。2010年，研究区域主要以耕地为主，森林主要分布在河流走廊、道路两侧的绿化带和零星的林地斑块中。到2023年，森林面积从13.09平方公里增加到35.17平方公里，净增加了22.08平方公里；其在总面积中的比例从14.36%增加到38.58%。相比之下，耕地面积从49.00平方公里减少到24.28平方公里。
从平原造林的生态价值创造到生态财政可持续性
PAP项目将耕地转化为森林，显著改变了西技镇的生态系统服务供应。随着耕地面积的减少，物质供应减少，而调节服务（包括碳封存、氧气释放、水资源保护和气候调节）增加。这种变化表明生态系统功能向调节方向重新平衡，而不仅仅是总GEP的增加。森林生物量的积累、树冠的发展和相关的水热效应
结论
以北京西技镇的PAP项目为例，本研究开发了一个生态财政可持续性框架，整合了空间重构、GEP核算、生命周期成本、未来情景预测和EVR。首先，从2010年到2023年，PAP项目显著增加了森林面积，将景观从以耕地为主转变为森林与耕地的镶嵌格局。GEP增长了26.6%，其中调节服务的比例从74.83%增加到92.02%。氧气释放、碳
CRediT作者贡献声明
Chuanyang Pan：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原稿、可视化、软件、项目管理、方法论、调查、正式分析、数据管理、概念化。Ming Nie：撰写 – 原稿、可视化、方法论、调查、正式分析、数据管理。Xu Feng：撰写 – 审稿与编辑、监督、方法论、资金获取、概念化。Yun Liu：撰写 – 原稿、方法论、调查、数据管理。Yuanqi
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
本工作得到了国家自然科学基金（项目编号：52078479）的支持。
Chuanyang Pan|Ming Nie|Xu Feng|Yun Liu|Yuanqi Jiang
