新疆梭梭林防護(hù)增產(chǎn)及固沙功能價(jià)值核算

寧虎森，雷春英，吉小敏，羅青紅

(新疆林科院造林治沙研究所，新疆 烏魯木齊 830063)

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新疆梭梭林防護(hù)增產(chǎn)及固沙功能價(jià)值核算

寧虎森，雷春英，吉小敏，羅青紅

(新疆林科院造林治沙研究所，新疆 烏魯木齊 830063)

摘要：運(yùn)用市場價(jià)值法，影子價(jià)格法對新疆梭梭林防護(hù)增產(chǎn)及固沙功能進(jìn)行價(jià)值核算.結(jié)果表明：1)截至2011年，新疆共有梭梭林1 390 408.46hm2，其中94.45%分布在北疆各地區(qū)；2)新疆梭梭林防風(fēng)固沙的總價(jià)值為3 475 546.33萬元·a-1，其中固沙價(jià)值占總價(jià)值的90.51%，在防風(fēng)固沙價(jià)值中起主要作用；3)不同地區(qū)梭梭林防風(fēng)固沙價(jià)值大小順序?yàn)樗堑貐^(qū)>昌吉州>阿勒泰地區(qū)>博州>克拉瑪依>哈密地區(qū)>烏魯木齊市>巴州>吐魯番地區(qū)>阿克蘇地區(qū)>伊犁州>喀什地區(qū)；4)占全疆梭梭林總面積92.12%的低蓋度梭梭林，產(chǎn)生了防風(fēng)固沙總價(jià)值的88.39%，因此，應(yīng)加強(qiáng)低蓋度梭梭管理與保護(hù)；5)在新疆應(yīng)盡快建立梭梭林荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)市場，完善梭梭林生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，使梭梭林荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值得以實(shí)現(xiàn).

關(guān)鍵詞：梭梭林；防風(fēng)固沙；價(jià)值核算；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)

0引言

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用，也指人類直接或間接從生態(tài)系統(tǒng)功能中獲取的利益[1-3].上個(gè)世紀(jì)70年代以來，一些學(xué)者對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其價(jià)值評價(jià)開展大量研究[4-7].其中，最具代表性的是Constanza等人將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能劃分為海洋，森林，草原，濕地，水面，荒漠等17類[4]，這樣的分類使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評估得到廣泛的關(guān)注，并且成為全球生態(tài)學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)研究的前沿領(lǐng)域和熱點(diǎn).近年來，國內(nèi)學(xué)者對不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行了大量的研究，多數(shù)集中在森林、草地、耕地和水域生態(tài)系統(tǒng)[8-11].然而，有關(guān)荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究較少.

1研究區(qū)概況

新疆位于中國西北邊陲，地處亞歐大陸腹地，東西長2 000 km，南北寬1 600 km，面積為1 660 000 km2，約占全國總面積的1/6，是中國最大的省區(qū)，新疆屬典型的大陸性氣候，干燥少雨，蒸發(fā)大，冬季寒冷而夏季炎熱，晝夜溫差大.其中，北疆降雨量約為200 mm，南疆降雨量不足100 mm.研究區(qū)為新疆境內(nèi)有梭梭分布的地州，包括北疆的博州，塔城地區(qū)，克拉瑪依市，伊犁州，阿勒泰地區(qū)，昌吉州，烏魯木齊市，東疆的哈密和吐魯番地區(qū)，南疆的巴州，喀什地區(qū)，阿克蘇地區(qū).梭梭、白梭梭的天然林、次生林及人工林全部納入本次核算.

2數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.2新疆梭梭林防風(fēng)固沙實(shí)物量

固沙實(shí)物量：G固沙=G×A

(1)

增產(chǎn)實(shí)物量：Q保護(hù)=Q×A

(2)式中：G固沙為梭梭林固沙量，單位：t·a-1；G為不同蓋度梭梭林單位面積固沙產(chǎn)量，單位：t·hm-2·a-1；其取值來源于韓永偉等人研究結(jié)果[14].Q保護(hù)為梭梭林防護(hù)增產(chǎn)量，單位t·a-1；Q為因防風(fēng)固沙林等森林存在而增加的單位面積牧草年產(chǎn)量，Q的取值參照2011年宋翔等人的研究成果[16]，因牧草無相應(yīng)的研究成果，單位面積牧草增產(chǎn)率參照小麥的增產(chǎn)幅度，取11.0%.牧草按苜蓿計(jì)算，單位面積產(chǎn)量根據(jù)市場調(diào)查取1 200 kg/hm2，因此Q取值為19.98 t·hm-2·a-1；A為林分面積，單位：hm2.

2.3新疆梭梭林防風(fēng)固沙價(jià)值量

固沙價(jià)值：V固沙=G固沙×C固沙

(3)

增產(chǎn)價(jià)值：U防護(hù)=Q保護(hù)×C保護(hù)

(4)

防風(fēng)固沙總價(jià)值：Z防風(fēng)固沙=U防護(hù)+V固沙

(5)式中：V固沙為梭梭林固沙價(jià)值，單位：元·a-1；C固沙為沙塵清理費(fèi)用，根據(jù)市場調(diào)查取值為230.8元/t.U防護(hù)為梭梭林防護(hù)價(jià)值，單位：元·a-1；C保護(hù)為牧草等價(jià)格，按苜蓿價(jià)格來計(jì)算，取值為1.20 元/kg.Z防風(fēng)固沙為梭梭林防風(fēng)固沙總價(jià)值，U防護(hù)為梭梭林森林防護(hù)價(jià)值，V固沙為梭梭林固沙價(jià)值，單位均為元·a-1.

2.4評價(jià)方法采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評價(jià)方法中的市場價(jià)值法和影子價(jià)格法.市場價(jià)值法是利用因環(huán)境質(zhì)量變化引起的某區(qū)域產(chǎn)值或利潤的變化來估算環(huán)境變化所帶來的經(jīng)濟(jì)得失，影子價(jià)格法是指使用技術(shù)手段獲得某種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能相同的效益所需的生產(chǎn)費(fèi)用，從而間接地估算該種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值.梭梭林防護(hù)的牧草增產(chǎn)的價(jià)值計(jì)算使用市場價(jià)值法，固沙的價(jià)值使用影子價(jià)格法計(jì)算.

利用Excel進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與計(jì)算，使用Origin8.5軟件進(jìn)行繪圖.

3結(jié)果與分析

圖1　新疆梭梭林面積統(tǒng)計(jì)

3.1新疆梭梭林面積統(tǒng)計(jì)新疆共有梭梭林1 390 408.46 hm2，按不同梭梭林蓋度分類，低蓋度林地面積為1 266 191.49 hm2，中蓋度林地為71 665.83 hm2，高蓋度林地為36 639.43 hm2，分別占總面積的92.12%，5.21%，2.67%，這說明新疆梭梭林是以低蓋度分布為主.其中，克拉瑪依市，伊犁州，哈密地區(qū)，巴州，阿克蘇地區(qū)，喀什地區(qū)只有低蓋度梭梭林分布，其余地區(qū)也是以低蓋度梭梭分布為主(圖1，(a)，(b)，(c)).而中蓋度梭梭林主要分布在博州，塔城地區(qū)，昌吉州，烏魯木齊市.高蓋度梭梭林總體面積較小.

整體上看新疆梭梭主要分布在新疆北部的塔城地區(qū)，昌吉州，阿勒泰地區(qū)，博州，克拉瑪依市(圖1(d))，僅這5個(gè)地區(qū)梭梭林面積占到全疆梭梭林面積的92.58%.

3.2新疆梭梭林固沙價(jià)值評價(jià)由表1可知，新疆梭梭林固沙總量為139 158 501.17 t·a-1.各地州市均介于137.57 t·a-1與38 775 063.64 t·a-1之間，固沙量由大到小依次為塔城地區(qū)>昌吉州>阿勒泰地區(qū)>博州>克拉瑪依市>哈密地區(qū)>烏魯木齊市>巴州>吐魯番地區(qū)>阿克蘇地區(qū)>伊犁州>喀什地區(qū).不同蓋度梭梭林中，低蓋度梭梭林固沙量最大，其值為122 719 279.16 t·a-1，是中蓋度梭梭林固沙量(10 490 444.51t·a-1)的11.7倍，是高蓋度梭梭林固沙量(5 948 777.50 t·a-1)的20.63倍.

表1　新疆梭梭林荒漠生態(tài)系統(tǒng)固沙量　t·a-1

通過公式可計(jì)算出新疆梭梭林固沙總價(jià)值為3 148 965.9萬元·a-1.由表2可知，各地州市固沙總價(jià)值介于3.11萬元·a-1與894 928.47萬元·a-1之間，固沙價(jià)值大小順序?yàn)樗堑貐^(qū)>昌吉州>阿勒泰地區(qū)>博州>克拉瑪依>哈密地區(qū)>烏魯木齊市>巴州>吐魯番地區(qū)>阿克蘇地區(qū)>伊犁州>喀什地區(qū).其中低蓋度梭梭林固沙價(jià)值為2 774 498.04萬元·a-1，占全疆的88.11%；中蓋度梭梭林固沙價(jià)值為238 844.45 萬元·a-1，占全疆的7.58%；高蓋度梭梭林固沙價(jià)值為135 623.42萬元·a-1，占全疆的4.31%.

表2　新疆梭梭林荒漠生態(tài)系統(tǒng)固沙總價(jià)值　萬元·a-1

3.3新疆梭梭林防護(hù)價(jià)值評價(jià)梭梭林防護(hù)增產(chǎn)是指保護(hù)農(nóng)田和牧場免受自然災(zāi)害的影響使農(nóng)作物和牧草增產(chǎn)的量.由表3可知，新疆梭梭林防護(hù)增產(chǎn)總量為2 753 008.76 t·a-1，各地區(qū)增產(chǎn)總量介于2.81 t·a-1和783 031.37 t·a-1之間，其中增產(chǎn)量最大的地區(qū)為塔城地區(qū)，其值為783 031.37 t·a-1，增產(chǎn)量最小的地區(qū)為喀什地區(qū)，僅為2.81 t·a-1.不同蓋度增產(chǎn)量的大小順序?yàn)榈蜕w度>中蓋度>高蓋度.

表3　新疆梭梭林荒漠生態(tài)系統(tǒng)防護(hù)增產(chǎn)量　t·a-1

通過公式可計(jì)算出新疆梭梭林防護(hù)增產(chǎn)總價(jià)值為330 361.04萬元·a-1.由表4可知，塔城地區(qū)防護(hù)增產(chǎn)價(jià)值為93963.76萬元·a-1，為全疆最高，喀什地區(qū)防護(hù)增產(chǎn)產(chǎn)值為0.34萬元·a-1，為全疆最低.在不同蓋度梭梭林比較中，低蓋度梭梭林增產(chǎn)價(jià)值為300 847.1萬元·a-1，中蓋度為17 027.8萬元·a-1，高蓋度為12 486.15萬元·a-1，分別占全疆梭梭林增產(chǎn)價(jià)值的91.07%，5.15%，3.78%.

表4　新疆梭梭林荒漠生態(tài)系統(tǒng)防護(hù)增產(chǎn)價(jià)值　萬元·a-1

3.4新疆梭梭林防風(fēng)固沙總價(jià)值評價(jià)固沙價(jià)值與防護(hù)增產(chǎn)價(jià)值之和為梭梭林防風(fēng)固沙總價(jià)值量，通過計(jì)算得到新疆梭梭林防風(fēng)固沙總價(jià)值為3 479 326.95萬元·a-1，其中固沙價(jià)值為3 148 965.91萬元·a-1，防護(hù)增產(chǎn)總值為330 361.04萬元·a-1，分別占總價(jià)值的90.51%和9.49%，通過圖2(a)也可以看出，梭梭林防風(fēng)固沙生態(tài)服務(wù)功能中，固沙價(jià)值顯著大于防護(hù)增產(chǎn)價(jià)值.通過圖2(b)可以看出，新疆不同地區(qū)梭梭林防風(fēng)固沙總價(jià)值的大小順序?yàn)椋核堑貐^(qū)>昌吉州>阿勒泰地區(qū)>博州>克拉瑪依>哈密地區(qū)>烏魯木齊市>巴州>吐魯番地區(qū)>阿克蘇地區(qū)>伊犁州>喀什地區(qū).不同蓋度梭梭林防風(fēng)固沙產(chǎn)值分配為：低蓋度占總價(jià)值的88.39%，中蓋度為7.35%，高蓋度為4.26%(圖3(a)).新疆不同地域防風(fēng)固沙產(chǎn)值分配為：北疆梭梭林占總價(jià)值的94.66%，東疆為4.14%，南疆為1.2%(圖3(b))，由此可以看出北疆梭梭林防風(fēng)固沙價(jià)值遠(yuǎn)高于東疆和南疆.

圖2　新疆梭梭林防風(fēng)固沙價(jià)值比

圖3　新疆不同蓋度、地域梭梭林防風(fēng)固沙價(jià)值量比

4結(jié)論

新疆梭梭林面積占全國的73%，主要分布在準(zhǔn)噶爾盆地古爾班通古特沙漠[17]，哈密盆地東部和伊犁霍城縣內(nèi)分布著少量的散生林；南疆塔克拉瑪干大沙漠北部和東部也有少量分布.本文中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得到全疆梭梭有94.45%分布在北疆，僅有5.55%分布在南疆和東疆.而前人也研究得出新疆梭梭94%分布在新疆北部準(zhǔn)噶爾盆地[18].出現(xiàn)這種南北疆分布差異現(xiàn)象可能是地理、土壤、生態(tài)因子影響程度和差異和物種長期演替進(jìn)化引起的[19].

有研究顯示，在沙漠化治理過程中，高蓋度梭梭林較低蓋度梭梭林更具優(yōu)勢，因?yàn)楦呱w度梭梭林下墊面粗糙度大，對于較低風(fēng)速和阻截風(fēng)沙的能力強(qiáng)于低蓋度梭梭林，固沙量也更大[18].本文中研究得出，全疆梭梭主要是以低蓋度分布為主，僅有7.88%梭梭是中蓋度和高蓋度分布.出現(xiàn)這種現(xiàn)象一方面是在全球變暖的大環(huán)境下，梭梭與干旱區(qū)其他荒漠植被一樣，遭受著高溫干旱所帶來的逆境脅迫，梭梭幼苗大量死亡，自然更新與種群演替受阻，低蓋度梭梭林的大量分布，正是梭梭對以水為主要限制因子競爭而自疏的結(jié)果.另一方面，人類近年來將大面積的梭梭林地開墾成農(nóng)田，減少了高蓋度梭梭林面積，工農(nóng)業(yè)用水導(dǎo)致地下水位的下降和地表徑流的減少，也影響著梭梭群落的正常發(fā)展.同時(shí)，低蓋度梭梭林對風(fēng)沙危害的抵御能力有限，在遭受外界高強(qiáng)度高頻率的干擾和脅迫時(shí)，更加速其種群穩(wěn)定性降低.但是，新疆梭梭林荒漠生態(tài)系統(tǒng)的防風(fēng)固沙總價(jià)值的88.39%是由低蓋度梭梭林所產(chǎn)生的，低蓋度梭梭林對維持新疆生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，尤其是北疆綠洲生態(tài)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)巨大.因此，在今后的工作中，應(yīng)加強(qiáng)新疆低蓋度梭梭林的科學(xué)管理和保護(hù)，維持現(xiàn)有梭梭林的穩(wěn)定和發(fā)展，保證以梭梭為主的荒漠生態(tài)系統(tǒng)正常發(fā)揮其防風(fēng)固沙的功能.

在荒漠地區(qū)，固沙植被不僅可以改善荒漠地區(qū)氣候環(huán)境，而且可以促進(jìn)沙區(qū)植物和動物的演替過程，增加物種的多樣性.固沙植被還可以改善沙漠土壤環(huán)境，阻止流沙的擴(kuò)大蔓延.本研究中，新疆梭梭林荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值中固沙價(jià)值占據(jù)了90.51%，其次是梭梭林防護(hù)增產(chǎn)價(jià)值，占據(jù)了9.49%，可見新疆梭梭林固沙作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于防護(hù)作用.在新疆，沙漠化已成為生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大障礙，僅在新疆和田地區(qū)，因沙漠化每年損失就高達(dá)14.47億元[19]，在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，教育和交通最發(fā)達(dá)的天山北坡經(jīng)濟(jì)帶，沙漠化引起的損失將更大.例如：其中位于古爾班通古特沙漠西北部的塔城地區(qū)和博州，是新疆梭梭分布最多的區(qū)域之一，同時(shí)該地區(qū)也是新疆乃至全國最大的沙塵暴策源地之一，其危害范圍之廣、危害結(jié)果之重也也是廣為人知的.本次評估結(jié)果顯示塔城和博州2個(gè)地區(qū)的梭梭林生態(tài)系統(tǒng)固沙功能價(jià)值為13.9億元，占到全疆梭梭林固沙總價(jià)值的44.15%，這說明該地區(qū)的梭梭林肩負(fù)著全疆梭梭防風(fēng)固沙林的重任，有關(guān)部門應(yīng)重視梭梭林荒漠生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展，對該地區(qū)支付一定的生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略[20].

本文中因研究手段和研究技術(shù)所限，梭梭林防風(fēng)固沙功能中還有一些價(jià)值沒有被計(jì)算，如防風(fēng)固沙中減少了地表蒸發(fā)量，降低局部區(qū)域溫度，增加空氣濕度所產(chǎn)生的價(jià)值，這些價(jià)值需在今后的工作中需進(jìn)一步深入研究.同時(shí)，應(yīng)完善梭梭林荒漠生態(tài)系統(tǒng)的其他生態(tài)功能(固碳釋氧，保育土壤，積累營養(yǎng)物質(zhì)，生物多樣性，進(jìn)化大氣)的價(jià)值核算，應(yīng)盡快建立梭梭林荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)市場，完善梭梭林生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，使梭梭林荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值得以實(shí)現(xiàn).

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(責(zé)任編輯郭定和)

The value accounting of shelterbelt’s benefits and sand fixation of Haloxylon ammodendron forest in Xinjiang

NING Husen，LEI Chunying，JI Xiaomin，LUO Qinghong

(Research Institute of Afforestation and Desertification Prevention and Control,Xinjiang Academy of Forestry Sciences,Urumqi 830063,China)

Abstract:The wind prevention were and sand-fixation service value of different coverage Haloxylon(H.) ammodendron forest in Xinjiang was accounted,by the method of market value and shadow price,The results showed that:1) Total area of H.ammodendron forest in Xinjiang is 1 390 408.46 hm2until the year of 2011,and 94.45% of which distributed in the north of Xinjiang,and mainly concentrated in Tachen,Changji,Altay,Bozhou,karamay.2) The total wind prevention and sand-fixation value of H.ammodendron forest was 34.755 463 3 billion yuan per year,and the sand-fixation value accounted for 90.6%,it played a main role in wind prevention and sand-fixation value.3) The order of accounting value was Tachen>Changji>Altay>Bozhou>Karamay>Hami>Urumqi>Bazhou>Turpan>Aksu>Yili>Kashgar.4) The area of H.ammodendron forest with lower coverage accounted for 92.12% of the total in Xinjiang,88.39% of wind prevention and sand-fixation value was created by the lower coverage forest,therefore,It was necessary that management and protection of H.ammodendron forest,especially for the lower coveraged ones,was strengthened.5) The fact that the ecological service value of the H.ammodendron forest for wind prevention and sand-fixation was tremendous,it suggested that ecological service market of H.ammodendron forest should be established,as well ecological compensation mechanisms of which should be improved as early as possible,constantly,the ecological service value of H.ammodendron forest would be realized.

Key words:Haloxylon ammodendron forest; wind prevention and sand fixtion; value according; ecosystem service

中圖分類號:S727.23

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

DOI:10.3969/j.issn.1000-2375.2016.03.011

文章編號:1000-2375(2016)03-0230-07

作者簡介：寧虎森(1966-)，男，教授級高級工程師，E-mail：ninghusen@sina.com

基金項(xiàng)目：“十二五”國家科技計(jì)劃課題(2012BAD16B0305)、新疆林業(yè)生態(tài)服務(wù)功能監(jiān)測評估(xjlk[2013]001)和林業(yè)科技創(chuàng)新平臺運(yùn)行補(bǔ)助項(xiàng)目(2015-LYPT-DW-121)資助

收稿日期:2015-10-15