Ecological profit and loss accounting in the preparation of natural resources balance sheet

Jie ZHANG; Yu-jie LIU; Tao PAN; Zhi-ming FENG; Yan-zhao YANG; Quan-sheng GE

doi:10.31497/zrzyxb.20200401

Journal of Natural Resources, Volume. 35, Issue 4, 755(2020)

Ecological profit and loss accounting in the preparation of natural resources balance sheet

Jie ZHANG^1,2, Yu-jie LIU^1,2、*, Tao PAN^1,3, Zhi-ming FENG^1,2, Yan-zhao YANG^1,2, and Quan-sheng GE^1,2

¹Key Laboratory of Terrestrial Surface Pattern and Simulation, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China

²College of Resources and Environment, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

³Development Planning Bureau, CAS, Beijing 100864, China

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Fig. 1. Relationship between natural resources, assets, liabilities and profit and loss

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Table 1. Explanation of the physical quantity and value calculation formula and parameters of forest ecological function

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Table 1. Explanation of the physical quantity and value calculation formula and parameters of forest ecological function

生态功能	核算指标	计算公式	参数说明
涵养水源	涵养水源	$M_{w} = (S_{1} \times U_{1} + S_{2} \times U_{2}) \times 10^{- 8}$ $V_{w} = M_{w} \times γ 1 \times 10^{3}$	$M_{w}$ 为涵养水量（亿t）; $U_{1}$ 为有林地单位面积涵养水源量（t/hm²·a）; $U_{2}$ 为灌木林地单位面积涵养水源量（t/hm²·a）; $S_{1}$ 为有林地面积（hm²）; $S_{2}$ 为灌木林地面积（hm²）; $γ 1$ 为水库建设单位库容投资（元/t）
保育土壤	固土	$M_{s} = \{S_{1} \times (D_{0} - D_{1}) + S_{2} \times (D_{0} - D_{2})\} \times 10^{- 6}$ $V_{s} = (M_{s} / ρ) \times γ 2$	$M_{s}$ 为土壤侵蚀减少量（万t）; $D_{0}$ 为无林地侵蚀模数（t/km²·a）; $D_{1}$ 为有林地侵蚀模数（t/km²·a）; $D_{2}$ 为灌木林地侵蚀模数（t/km²·a）; $γ 2$ 为挖取单位体积土方费用（元/m³）
保育土壤	保肥	$M_{oi} = S_{1} \times (D_{0} - D_{1}) \times C_{i 1} + S_{2} \times (D_{0} - D_{2}) \times C_{i 2}$ $V_{oi} = M_{oi} \times γ 3$	i=1, 2, 3, 4,依次为土壤有机质、氮、磷、钾四类营养物质; $C_{i 1}$ 、 $C_{i 2}$ 分别为有林地、灌木林地土壤中各类营养物质的含量（mg/kg）; $γ 3$ 为各类营养物质的市场价格（元/t）
固碳释氧	固碳	$M_{c} = (S_{1} \times C_{d 1} + S_{2} \times C_{d 2}) \times 1.63 \times 0.2727 \times 10^{5}$ $V_{c} = M_{c} \times γ 4$	$M_{c}$ 为固碳量（万t）; $M_{o}$ 为释氧量（万t）; $C_{d 1}$ 为有林地干物质生产量（t/hm²）; $C_{d 2}$ 为灌木林地干物质生产量（t/hm²）; $γ 4$ 为固碳价格（元/t）; $γ 5$ 为制造氧气价格（元/t）
固碳释氧	释氧	$M_{o} = (S_{1} \times C_{d 1} + S_{2} \times C_{d 2}) \times 1.19 \times 10^{5}$ $V_{o} = M_{o} \times γ 5$
净化大气	吸收SO₂	$M_{s} = (S_{1} \times C_{s 1} + S_{2} \times C_{s 2}) \times 10^{- 3}$ $V_{s} = M_{s} \times γ 6 \times 10^{- 2}$	$M_{s}$ 为吸收SO₂量（t）; $C_{s 1}$ 为有林地吸收SO₂能力（kg/hm²·a） $C_{s 2}$ 为灌木林地吸收SO₂能力（kg/hm²·a）; $γ 6$ 为单位SO₂治理费用（元/kg）
净化大气	滞尘	$M_{z} = (S_{1} \times C_{z 1} + S_{2} \times C_{z 2}) \times 10^{- 4}$ $V_{z} = M_{z} \times γ 7 \times 10^{3}$	$M_{z}$ 为滞尘量（万t）; $C_{z 1}$ 为有林地滞尘能力（t/hm²·a）; $C_{z 2}$ 为灌木林滞尘能力（t/hm²·a）; $γ 7$ 为单位降尘清理费用（元/kg）

Table 2. Explanation of physical quantity and value calculation formula and parameters of grassland ecological function

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Table 2. Explanation of physical quantity and value calculation formula and parameters of grassland ecological function

生态功能	核算指标	计算公式	参数说明
涵养水源	涵养水源	$G_{w} = A \times (1 - θ) \times R \times 10^{- 7}$ $V_{w} = G_{w} \times β 1 \times 10^{3}$	$G_{w}$ 为涵养水量（亿m³）; $R$ 为多年平均降水量（mm）; $θ$ 为径流系数; $A$ 为草地面积（hm²）; $β 1$ 为水库建设单位库容投资（元/t）
保育土壤	固土	$G_{s} = A \times (D_{1} - D_{2}) \times 10^{- 6}$ $V_{s} = (G_{s} / ρ) \times β 2$	$G_{s}$ 为土壤侵蚀减少量（万t）; $D_{1}$ 为潜在侵蚀模数（t/km²·a）; $D_{2}$ 为现实侵蚀模数（t/km²·a）; $ρ$ 为平均密度值2.65 g/cm³; $β 2$ 为挖取单位体积土方费用（元/m³）
保育土壤	保肥	$G_{oi} = G_{s} \times C_{i}$ $V_{oi} = G_{oi} \times β 3$	i=1, 2, 3, 4; $G_{oi}$ 为保肥实物量; $C_{1}$ 、 $C_{2}$ 、 $C_{3}$ 、 $C_{4}$ 分别为土壤有机质含量、氮含量、磷含量、钾含量（%）; $G_{s}$ 为固土量（万t）; $β 3$ 为各类营养物质价格（元/t）
固碳释氧	固碳	$G_{c} = A \times C_{e} \times 1.63 \times 0.2727 \times 10^{5}$ $V_{c} = G_{c} \times β 4$	$C_{e}$ 为草地干物质生产量（t/hm²）; $G_{c}$ 为固碳量（万t）; $G_{o}$ 为释氧量（万t）; $β 4$ 为固碳价格（元/t）; $β 5$ 为制造氧气价格（元/t）
固碳释氧	释氧	$G_{o} = A \times C_{e} \times 1.19 \times 10^{5}$ $V_{o} = G_{o} \times β 5$
净化大气	吸收SO₂	$G_{s} = A \times C_{s} \times 10^{- 3}$ $V_{s} = G_{s} \times β 6 \times 10^{- 2}$	$G_{s}$ 为吸收SO₂量（t）; $C_{s}$ 为草地吸收SO₂能力（kg/hm²·a）; $β 6$ 为单位SO₂治理费用（元/kg）
净化大气	滞尘	$G_{z} = A \times C_{z} \times 10^{- 5}$ $V_{z} = G_{z} \times β 7 \times 10^{3}$	$G_{z}$ 为滞尘量（万t）; $C_{z} 为草地滞尘能力$ （t/hm²·a）; $β 7$ 为单位降尘清理费用（元/kg）

Table 3. Explanation of physical quantity and value calculation formula and parameters of wetland ecological function

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Table 3. Explanation of physical quantity and value calculation formula and parameters of wetland ecological function

生态功能	核算指标	计算公式	参数说明
涵养水源	涵养水源	$W_{w} = Z \times V \times 10^{- 8}$ $V_{w} = W_{w} \times δ 1$	$W_{w}$ 为涵养水量（亿m³）; $V$ 为单位面积土壤调蓄能力（m³/hm²）; $Z$ 为湿地面积（hm²）; $δ 1$ 为水库建设单位库容投资（元/t）
调蓄洪水	调蓄洪水	$W_{t} = Z \times C_{f} \times 10^{- 4}$ $V_{t} = W_{t} \times δ 1$	$W_{t}$ 为调蓄洪水量（亿m³）; $C_{f}$ 为滞水深度（m）
保育土壤	固土	$W_{g} = Z \times δ \times ρ \times 10^{- 3}$ $V_{g} = (W_{g} / ρ) \times δ 2$	$W_{g}$ 为土壤侵蚀减少量（万t）; $δ$ 为侵蚀差异量（mm·a）; $ρ$ 为土壤容重（g/cm³）; $ρ$ 为平均密度2.65 g/cm³; $δ 2$ 为挖取单位体积土方费用（元/m³）
保育土壤	保肥	$W_{l} = W_{g} \times C_{i}$ $V_{gi} = W_{gi} \times δi$	i=1, 2, 3, 4; $C_{1}$ 为土壤氮含量（%）; $C_{2}$ 为土壤磷含量（%）; $C_{3}$ 为土壤钾含量（%）; $W_{g}$ 为固土量（万t）; $δi$ 为各类营养物质的市场价格（元/t）
净化水质	净化水质	$G_{s} = Z \times C_{s} \times 10^{- 2}$ $G_{z} = Z \times C_{z} \times 10^{- 2}$ $V_{s} = G_{s} \times δ 3 \times 10^{- 5}$ $V_{z} = G_{z} \times δ 4 \times 10^{- 5}$	$G_{s}$ 为氮净化量（t）; $G_{z}$ 为磷净化量（t）; $C_{s}$ 为氮净化能力（t/km²）; $C_{z}$ 为磷净化能力（t/km²）; $δ 3$ 为单位氮的处理费用（元/kg）; $δ 4$ 为单位磷的处理费用（元/kg）

Table 4. Ecosystem function parameters of Weichang county (t/hm²)

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Table 4. Ecosystem function parameters of Weichang county (t/hm²)

生态功能	核算指标	单位面积森林生态实物量参数	单位面积草地生态实物量参数	单位面积湿地生态实物量参数
涵养水源	水源涵养量	1945.07	4012.08	8107.87
保育土壤	固土	17.80	103.80	192.44
	保肥：有机质	0.41	0.33	—
	保肥：氮	0.03	0.08	0.17
	保肥：磷	0.001	1.65	0.06
	保肥：钾	0.01	7.66	0.42
固碳释氧	固碳	2.28	0.80	—
固碳释氧	释氧	6.10	2.14	—
净化大气环境	吸收SO₂	0.15	0.15	—
净化大气环境	滞尘	21.66	21.66
调蓄洪水	地表滞水	—	—	10019.01
净化水质	净化：氮	—	—	0.04
净化水质	净化：磷	—	—	0.02

Table 5. Ecosystem value parameters of Weichang county

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Table 5. Ecosystem value parameters of Weichang county

生态功能	核算指标	类目	价值量参数	参数来源
涵养水源	水源涵养量	水库建设单位库容投资	6.11元/t	国家林业局公布的《森林生态系统服务价值评估公共数据表》
保育土壤	固土	单位体积土方费用	63元/m³	中科院地理所实地调研获得
	固土	平均密度值	2.65 g/cm³	中科院地理所实地调研获得
	保肥：有机质	有机质价格	800元/t	中国化肥网
	保肥：氮	磷酸二铵含氮量	14%	中国化肥网
	保肥：氮	磷酸二铵化肥价格	3300元/t	中国化肥网
	保肥：磷	磷酸二铵含磷量	15%	中国化肥网
	保肥：磷	磷酸二铵化肥价格	3300元/t	中国化肥网
	保肥：钾	氯化钾含钾量	50%	中国化肥网
	保肥：钾	氯化钾化肥价格	2800元/t	中国化肥网
固碳释氧	固碳	固碳价格	48.18元/t	中华人民共和国卫生部网站
固碳释氧	释氧	释氧价格	1108元/t	中华人民共和国卫生部网站
净化大气环境	吸收SO₂	单位SO₂治理费用	1.55元/kg	围场县环保局提供
净化大气环境	滞尘	降尘清理费用	0.19元/kg	围场县环保局提供
调蓄洪水	地表滞水	水库建设单位库容投资	6.11元/t	国家林业局公布的《森林生态系统服务价值评估公共数据表》
净化水质	净化：氮	单位氮的处理费用	1500元/t	围场县环保局提供
净化水质	净化：磷	单位磷的处理费用	2500元/t	围场县环保局提供

Table 6. Forest ecosystem asset loss and growth accounting

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Table 6. Forest ecosystem asset loss and growth accounting

生态功能	核算指标	实物量/万t			变化量/万t		价值量/万元			变化量/万元
生态功能	核算指标	2013年	2015年		2013-2015年		2013年	2015年		2013-2015年
涵养水源	水源涵养量	114926.33	114862.60		-63.73		702280.33	701890.89		-389.44
保育土壤	固土	1051.73	1051.14		-0.59		25003.33	24989.47		-13.86
	保肥：有机质	24.08	24.07		-0.01			19266.70			19256.02	-10.68
	保肥：氮	2.00	2.00		0			47074.52			47048.41	-26.11
	保肥：磷	0.21	0.21	0		4676.48		4673.89	-2.59
	保肥：钾	0.84	0.84	0		4698.50		4695.90	-2.60
固碳释氧	固碳	134.73	134.66	-0.07	6491.45	6487.86	-3.59
固碳释氧	释氧	360.70	360.50	-0.20		399656.93		399435.3	-221.63
净化大气	吸收SO₂	8.99	8.98	0	13929.78	13922.05	-7.73
净化大气	滞尘	1279.80	1279.09	-0.71		243161.78		243026.93	-134.85

Table 7. Grassland ecosystem asset loss and growth accounting

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Table 7. Grassland ecosystem asset loss and growth accounting

生态功能	核算指标	实物量/万t			变化量/万t		价值量/万元			变化量/万元
生态功能	核算指标	2013年	2015年		2013-2015年		2013年	2015年		2013-2015年
涵养水源	水源涵养量	55453.45	55314.17		-139.28		338859.37	338008.30		-851.07
保育土壤	固土	1434.68	1431.08		-3.60		34107.56	34021.90		-85.66
	保肥：有机质	4.52	4.51		-0.01			3614.63			3605.55	-9.08
	保肥：氮	1.12	1.12		0			26389.40			26323.12	-66.28
	保肥：磷	22.74	22.68	-0.06		499931.59		498675.98	-1255.61
	保肥：钾	105.85	105.58	-0.27		592760.20		591271.44	-1488.76
固碳释氧	固碳	11.03	11.01	-0.02	531.61	530.27	-1.34
固碳释氧	释氧	29.54	29.47	-0.07		32729.82		32647.61	-82.21
净化大气环境	吸收SO₂	8.99	8.98	-0.01	13929.78	13922.05	-7.73
净化大气环境	滞尘	0.13	0.13	0		243161.78		243026.93	-134.85

Table 8. Wetlands ecosystem asset loss and growth accounting

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Table 8. Wetlands ecosystem asset loss and growth accounting

生态功能	核算指标	实物量/万t			变化量/万t		价值量/万元			变化量/万元
生态功能	核算指标	2013年	2015年		2013-2015年		2013年	2015年		2013-2015年
涵养水源	水源涵养量	8975.69	9377.10		401.41		54847.75	57300.64		2452.89
调蓄洪水	地表滞水	11100.00	11587.42		487.42		67776.14	70807.23		3031.09
保育土壤	固土	213.04	222.57		9.53		5064.68	5291.18		226.50
	保肥：氮	0.19	0.20		0.01			4522.15			4724.39	202.24
	保肥：磷	0.06	0.07	0.01		1406.77		1469.68	62.91
	保肥：钾	0.47	0.49	0.02		2625.44		2742.86	117.42
净化水质	净化：氮	0.04	0.05	0.01	66.09	69.05	2.96
净化水质	净化：磷	0.02	0.02	0		51.48		53.78	2.30

Table 9. Comprehensive accounting table of ecological loss and growth in Weichang county

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Table 9. Comprehensive accounting table of ecological loss and growth in Weichang county

生态类型	生态功能	实物量/万t		变化量/万t	价值量/万元		变化量/万元
生态类型	生态功能	期初	期末	变化量/万t	期初	期末	变化量/万元
森林	涵养水源	114926.33	114862.60	-63.73	702280.33	701890.89	-389.44
	保育土壤	1078.86	1078.26	-0.60	100719.53	100663.69	-55.84
	固碳释氧	495.43	495.16	-0.27	406148.38	405923.16	-225.22
	净化大气	1288.79	1288.07	-0.72	257091.56	256948.98	-142.58
	合计	117789.41	117724.09	-65.32	1466239.80	1465426.72	-813.08
草地	涵养水源	55453.45	55314.17	-139.28	338859.37	338008.30	-851.07
	保育土壤	1568.91	1564.97	-3.94	1156803.39	1153897.99	-2905.40
	固碳释氧	40.57	40.47	-0.10	33261.42	33177.89	-83.53
	净化大气	9.11	9.11	0	257091.56	256948.98	-142.58
	合计	57072.04	56928.72	-143.32	1786015.74	1782033.16	-3982.58
湿地	涵养水源	8975.69	9377.10	401.41	54847.75	57300.64	2452.89
	调蓄洪水	11100.00	11587.42	487.42	67776.14	70807.23	3031.09
	保育土壤	213.76	223.33	9.57	13619.04	14228.11	609.07
	净化水质	0.06	0.07	0.01	117.57	122.82	5.25
	合计	20289.51	21187.92	898.41	136360.50	142458.80	6098.30
总计		195150.96	195840.73	689.77	3388616.04	3389918.68	1302.64

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Jie ZHANG, Yu-jie LIU, Tao PAN, Zhi-ming FENG, Yan-zhao YANG, Quan-sheng GE. Ecological profit and loss accounting in the preparation of natural resources balance sheet[J]. Journal of Natural Resources, 2020, 35(4): 755

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Received: Dec. 26, 2018

Accepted: --

Published Online: Oct. 17, 2020

The Author Email: Yu-jie LIU (liuyujie@igsnrr.ac.cn)

DOI:10.31497/zrzyxb.20200401

Topics

Table 1. Explanation of the physical quantity and value calculation formula and parameters of forest ecological function

Table 1. Explanation of the physical quantity and value calculation formula and parameters of forest ecological function

Table 2. Explanation of physical quantity and value calculation formula and parameters of grassland ecological function

Table 2. Explanation of physical quantity and value calculation formula and parameters of grassland ecological function

Table 3. Explanation of physical quantity and value calculation formula and parameters of wetland ecological function

Table 3. Explanation of physical quantity and value calculation formula and parameters of wetland ecological function

Table 4. Ecosystem function parameters of Weichang county (t/hm2)

Table 4. Ecosystem function parameters of Weichang county (t/hm2)

Table 5. Ecosystem value parameters of Weichang county

Table 5. Ecosystem value parameters of Weichang county

Table 6. Forest ecosystem asset loss and growth accounting

Table 6. Forest ecosystem asset loss and growth accounting

Table 7. Grassland ecosystem asset loss and growth accounting

Table 7. Grassland ecosystem asset loss and growth accounting

Table 8. Wetlands ecosystem asset loss and growth accounting

Table 8. Wetlands ecosystem asset loss and growth accounting

Table 9. Comprehensive accounting table of ecological loss and growth in Weichang county

Table 9. Comprehensive accounting table of ecological loss and growth in Weichang county

Table 4. Ecosystem function parameters of Weichang county (t/hm²)

Table 4. Ecosystem function parameters of Weichang county (t/hm²)