黑龍江森工國有林區(qū)森林資源與生態(tài)功能總量研究*

蒙寬宏

（黑龍江省林業(yè)科學研究所，哈爾濱　150081）

黑龍江森工國有林區(qū)森林資源與生態(tài)功能總量研究*

蒙寬宏

（黑龍江省林業(yè)科學研究所，哈爾濱150081）

利用生態(tài)學研究方法，對黑龍江森工國有林區(qū)2015年及2005年的森林資源現(xiàn)狀、生態(tài)效益量以及生態(tài)效益價值量進行對比研究結果表明，在森林資源得到保護與恢復的條件下，森林資源的生態(tài)功能總量得到了明顯提高，主要表現(xiàn)為：（1）有林地面積增加了75.23萬hm2，增幅9.61%；總蓄積量增加了23 575.63 m3，增幅37.43%；幼齡林總面積減少，而中齡林與近熟林面積有所增加。有林地面積與蓄積量總量的增加，林齡組成比例向中齡林、近熟林的傾斜，都表明森林生態(tài)系統(tǒng)的質量得到了提高。（2）在2015年森林資源條件下，可獲得的的生態(tài)效益總量為84.59億t，效益總價值為1 691.42億元。

森工林區(qū)；森林效益；水源涵養(yǎng)；水土保持；凈化空氣

黑龍江省現(xiàn)有林業(yè)經(jīng)營總面積3 175萬hm2，森林總面積2 125萬hm2，由龍江森工集團、大興安嶺森工集團和地市林業(yè)三部分組成。其中龍江森工集團是面積最大的一部分，下設有4個管理局、40個林業(yè)局，經(jīng)營面積分布在小興安嶺、張廣才嶺、老爺嶺和完達山，總經(jīng)營面積1 007萬hm2［1］，約占黑龍江省國土面積的22%，其中有林地面積858.11萬hm2。

黑龍江森工國有林區(qū)（龍江森工）以其廣闊的森林覆蓋面積，在生物多樣性保護、水源涵養(yǎng)、水土保持、凈化大氣等生態(tài)效益方面發(fā)揮了巨大的作用，為黑龍江、東北三省乃至華北平原的生態(tài)安全提供了穩(wěn)定的生態(tài)屏障?，F(xiàn)將黑龍江森工國有林區(qū)的森林資源與生態(tài)功能總量的研究結果報道如下。

1　數(shù)據(jù)來源與研究方法

研究中所采用的數(shù)據(jù)，主要來源于第8次黑龍江森林資源清查數(shù)據(jù)、官方發(fā)布的2015年度最新資源統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及權威研究學者發(fā)布的數(shù)據(jù)。

研究方法主要采用《黑龍江省森工林區(qū)森林效益評價》一書中的生態(tài)效益計算與貨幣轉換方法。為方便計算與比較，本文沿用《黑龍江省森工林區(qū)森林效益評價》中對林分類型的劃分方法，即劃分為闊葉混交林、針闊混交林、落葉松林、針葉混交林、柞木林、白樺林、紅松林與其他林分［1］。同時，為反映資源變化對于生態(tài)效益總量的影響，本文以該書所采用的 2005年資源數(shù)據(jù)以及基于2005年資源數(shù)據(jù)計算的生態(tài)效益為對照，進行對比研究。

2　黑龍江森工國有林區(qū)森林資源概況

2.1有林地面積概況

截至2015年，黑龍江森工國有林區(qū)總經(jīng)營面積1 007萬hm2，有林地面積858.11萬hm2。與2005年（782.88萬hm2）相比，有林地面積增加了75.23萬hm2，增加了9.61%。其中，闊葉混交林、針葉混交林、白樺林以及其他林分總面積有所增加，尤以闊葉混交林面積增加最多，從325.30萬hm2增加到401.44萬hm2，增幅達到23.41%；柞木林、針葉混交林、落葉松林和紅松林的面積比2005年有所減少，其中，落葉松林面積減少最為明顯，由2005年的89.73萬hm2減少到2015年的47.96萬hm2，面積減少了46.56%（圖1）。

圖1　不同類型林分面積變化

2.2有林地蓄積量概況

截至2015年，黑龍江森工國有林區(qū)有林地總蓄積量為86561.39萬m3。與2005年62985.76萬m3相比，有林地蓄積量增加了23 575.63m3，增加了37.43%，反映出在最近的十年之內，森林生態(tài)系統(tǒng)得到了極大的保護與恢復。其中，闊葉混交林、針闊混交林、白樺林和柞木林蓄積量增加最為顯著，分別增加了 16 237.87萬 m3、6 456.79萬 m3、1 118.15萬 m3和 1 142.32萬 m3，增幅分別為66.88%、51.26%、49.74%和33.04%。蓄積量減少的為落葉松林、針葉混交林和紅松林，分別減少了1 131.91萬m3、917.65萬m3和85.38萬m3，降幅分別為16.95%、14.00%和3.08%（圖2）。

圖2　不同類型林分蓄積量變化

2.3林齡組成概況

從總體上看，與2005年相比，2015年的林齡組成變化較為明顯，主要表現(xiàn)為幼齡林的減少和中齡林與近熟林的增加。在過去的十年內，幼齡林大量發(fā)育成為中齡林，中齡林發(fā)育進入近熟林。同時得益于全面停止商業(yè)性采伐等保護措施，使得原有的中齡以上林分得以保護與繼續(xù)發(fā)育。從數(shù)據(jù)上可以看到，幼齡林比2005年減少了99.11萬hm2，蓄積量減少了1 913.01萬m3；中齡以上林分均有不同程度的增加，其中中齡林和近熟林增加最為明顯，面積分別增加了68.92萬hm2和56.02萬hm2，蓄積量分別增加了17011.54萬m3和7860.64萬m3（圖3、圖4）。

圖3　不同林齡林分面積變化

圖4　不同林齡林分蓄積量變化

3　黑龍江森工國有林區(qū)森林生態(tài)功能總量

利用森林生態(tài)服務功能研究方法進行生態(tài)功能研究，并將生態(tài)服務功能進行貨幣化轉換，以得到直觀的生態(tài)功能總量。

3.1生物多樣性保護功能

生物多樣性保護功能采用的是直接經(jīng)濟計算方法，在進行綜合調研的基礎上，計算出在當前的森林資源負荷允許的條件下，黑龍江省森林每年所能提供的林產(chǎn)品價值為108.60元/hm2、動物增殖量的價值為36.60元/hm2，以二者之和作為單位面積森林的生物多樣性保護價值［2］，結合森林面積進行計算，得到生物多樣性保護功能的總價值量為12.46億元（表1）。與2005年（12.07億元）相比，增加了0.39億元。

表1　生物多樣性保護功能價值量

3.2水源涵養(yǎng)功能

3.2.1水源涵養(yǎng)功能總量計算

森林生態(tài)系統(tǒng)通過林冠層截留、枯落物層蓄水以及土壤層蓄水等綜合方式來發(fā)揮森林的水源涵養(yǎng)功能，通過對林冠層、枯落物層以及土壤層的水源涵養(yǎng)功能的綜合研究［3］，得到不同類型森林生態(tài)系統(tǒng)單位面積的水源涵養(yǎng)功能量（表2）。

表2　不同類型林分各層水源涵養(yǎng)功能　t/hm2

圖5　不同類型林分水源涵養(yǎng)功能總量

通過綜合計算，基于2015年度森林資源數(shù)據(jù)得到的水源涵養(yǎng)功能總量為9.37億t，比2005年的9.13億t增加了0.24億t。其中，土壤層的水源涵養(yǎng)功能量最高，達5.15億t，占總量的54.95%，枯落物層和林冠層分別為22.95%和22.10%。

3.2.2水源涵養(yǎng)功能的貨幣化轉換

水源涵養(yǎng)功能的貨幣化轉換，涉及到調蓄水量效益與凈化水質兩方面的效益［4］。

3.2.2.1調蓄水量效益的貨幣化

森林涵養(yǎng)水源與水庫蓄水的本質類似，故其蓄水價值可根據(jù)蓄積1 t水的建水庫花費為標準（15元/t）［7］。本研究采用影子工程法，以水庫工程的蓄水成本進行調蓄水量的貨幣化計算。

研究結果表明，2015年度的森工國有林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)可以發(fā)揮相當于835.33億元的調蓄水量效益價值量，其中，闊葉混交林價值量最高，達到了52.02億元；針葉混交林次之，為30.09億元；白樺林與落葉松林分別為18.80億元和10.24億元；其他類型林分的價值量在不足100億元（表3）。

表3　水源涵養(yǎng)效益貨幣化價值億元

3.2.2.2凈化水質效益的貨幣化

森林生態(tài)系統(tǒng)攔蓄的降水除60%用于樹木蒸騰和生長以外，其余為地下徑流，這部分水量依次通過具有強大的截留過濾作用的林冠層、枯落物層和土壤層進入地下徑流，水中的污染物被層層攔截、凈化，能有效地防止水資源的物理、化學和生物的污染，使得輸出的水質顯著改善［8，9］。以森林蓄水量的40%計算森林凈化水質的效益，采用替代法進行效益的貨幣化，以全國城市居民用水平均價格為參數(shù)（3元/t）進行計算［10］，可以計算出凈化水質的貨幣化效益量（表3）。

凈化水質效益的貨幣化與蓄水效益類似，均是以水源涵養(yǎng)生態(tài)價值量為基礎進行的轉換，因此，不同類型林分間的凈化水質效益的高低與蓄水效益相同。即闊葉混交林最高，其次為針闊混交林和柞木林，其他類型林分較低。

3.2.2.3水源涵養(yǎng)效益總價值量

蓄水效益與凈化水質效益的綜合即為水源涵養(yǎng)效益總價值量。計算結果表明，森工國有林區(qū)的水源涵養(yǎng)總價質量為151.73億元，較2005年的147.74億元增加了3.99億元，其中蓄水效益為140.49億元；凈化水質效益為11.24億元。從林分類型上來看，闊葉混交林的總效益量最高，超過了50億元。

3.3保育土壤功能

3.3.1林地保土效益

森林保持水土效益主要是同無林地相比的固持土壤、減少土壤侵蝕、防止水土流失的價值和保持土壤肥力、減少土壤養(yǎng)分損失的價值。對森工國有林區(qū)水土保持效益的評價分別從保土效益、保肥效益兩個方面進行。由于該部分的研究開展的較少，按林分類型進行評價較困難，因此以森工林區(qū)有林地整體為研究對象開展效益計算。

計算方法為，利用有林地與無林地平均土壤侵蝕模數(shù)的差值，即假定在無林情況下的土壤侵蝕量減去現(xiàn)有林地的土壤侵蝕量乘以林地面積，求得土壤侵蝕總量。利用影子工程法，以庫容造價、泥沙密度為參數(shù)，計算保土效益價值量。綜合前人研究成果，計算得到森工林區(qū)有林地平均土壤侵蝕模數(shù)為235 t/hm2，無林地平均土壤侵蝕模數(shù)為1 497 t/hm2［11］；泥沙的平均密度為2.7 g/cm3，庫容造價以15元/t計算。

經(jīng)過總體計算，森工國有林區(qū)可發(fā)揮的保土效益為40.05億t，貨幣化轉化后相當于可以獲600.68億元。與2005年（38.69億t）相比，保土效益增加了1.36億t，效益價值增加了343.92億元。保土效益的變化，源于有林地面積的增加，雖然2015年與2005年的效益量差異不大，但由于2005的計算所采用的庫容造價是6.11元/t，而本次計算使用的庫容造價是15元/t，從而使得在效益的價值量上較2005年有大幅度增加。

3.3.2保土效益的貨幣化

綜合前人研究結果，計算得到森工林區(qū)土壤中平均含N量0.55%、平均含P量0.21%、平均含k量0.21%、有機質平均質量分數(shù)為0.21%［1］，以此計算保育土壤中的養(yǎng)分總量。

利用化肥中養(yǎng)分的含量比例，將保育土壤中的養(yǎng)分總量轉化為肥料的質量，再利用肥料價格計算出保肥效益價值量，其中磷酸二銨中含N量21.21%，含P量23.48%，氯化鉀中含k量23.48%。磷酸二銨平均價格為2400元/t，氯化鉀平均價格2200元/t，有機質平均價格320元/t。

經(jīng)過計算，森工林區(qū)的總體保肥效益可達33.29億t，可產(chǎn)生的價值量為516.85億元。其中，保育k肥的效益量最高，為14.32億t，效益價值量為222.36億元。

綜合保土與保肥兩方面的效益，水土保持總效益量為73.33億t，總價值量為1 117.53億元（表4）。

表4　森工國有林區(qū)水土保持效益

3.4凈化大氣效益

凈化大氣的功能是森林生態(tài)效益的一項基本內涵，這一功能對人類生存環(huán)境和農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)有至關重要的影響。森林對凈化大氣有獨特的作用，它能釋放O2、吸收CO2、吸滯煙灰和粉塵、吸收有毒氣體等，這些都對凈化大氣起了很好的作用。森林凈化大氣效益主要體現(xiàn)在固碳制氧效益和凈化空氣效益兩個方面，其中，凈化空氣效益又包括了滯塵效益和吸收有毒氣體效益。

3.4.1釋放氧氣效益

3.4.1.1釋放氧氣效益量

依據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范（LY T 1721-2008）》（下文簡稱《規(guī)范》）中關于森林生態(tài)系統(tǒng)釋放氧氣的計算方法進行測算［12］的結果為：森工國有林區(qū)現(xiàn)有活立木總蓄積量89 243.57萬m3，林分凈生產(chǎn)力 1.48 t/hm2·a，計算得到釋放氧氣量為1 515.50萬t，較2005年的1 462.56萬t增加了52.94萬t，增幅為3.62%。

3.4.1.2釋放氧氣價值量

依據(jù)《規(guī)范》中釋放氧氣價值量計算方法［12］，經(jīng)計算，貨幣化之后的釋放氧氣價值量為105.45億元。2015年森林資源在有林地面積、林分生長量等方面，均比2005年有所增加，因此即便采用了相同的氧氣價格進行計算，仍較2005年的98.41億元提高了7.04億元，增幅超過7%。

3.4.2固碳效益

3.4.2.1固碳效益量

依據(jù)《規(guī)范》中關于森林生態(tài)系統(tǒng)釋放固定二氧化碳效益的計算方法［12］，經(jīng)計算，得到吸收二氧化碳量為566.08萬t，較2005年的546.31萬t增加了19.77萬t。

3.4.2.2固碳價值量

依據(jù)《規(guī)范》中的計算方法，將固碳效益量進行貨幣化轉換［12］：

式中：G碳為固碳效益量，C碳為固碳價格，在此采用國際碳匯價格（20美元/t）進行計算，換算成人民幣為132元/t。

計算得到總固碳量為7.47億元，較2005年的7.21億元增加了0.26億元，增加了3.62%。

3.4.3滯塵效益

引用《中國生物多樣性國情研究報告》中的權威數(shù)據(jù)：針葉林的滯塵能力為33.20 t/hm2，闊葉林的滯塵能力為 10.11 t/hm2，削減粉塵成本為0.17元/kg［13］。2015年森工國有林區(qū)針葉林面積361.68萬hm2，闊葉林面積496.43萬hm2，經(jīng)計算，森林滯塵能力為 17 026.85萬 t，較2005年的16 697.07萬t增加了329.78萬t，增幅為1.98%；其中，針葉林滯塵效益量為12 007.93萬t，闊葉林滯塵效益量為5 018.92萬t。滯塵效益總價值量為289.46億元，與2005年（283.85億元）相比，增加了5.61億元；其中針葉林滯塵效益價值量為204.13億元，闊葉林滯塵效益價值量為85.32億元。

3.4.4吸收有毒氣體效益

引用《中國生物多樣性經(jīng)濟價值評估》中的數(shù)據(jù)，闊葉林吸收SO2平均值為88.65 kg/hm2，針葉林吸收SO2平均值為215.60 kg/hm2，消減SO2的成本為0.60元/kg［13］。經(jīng)計算，森工國有林區(qū)森林吸收SO2總量為121.99萬t，比2005年的119.21萬t增加了2.78萬t，增幅為2.33%。吸收SO2總價值為7.32億元，較2005年的7.15億元增加了0.17億元。

3.4.5凈化大氣總效益

凈化大氣效益為以上4方面之和，森工國有林區(qū)可發(fā)揮的凈化大氣效益達1.89億t，相當于獲得409.90億元貨幣量的生態(tài)效益價值（表5）。

表5　森工國有林區(qū)大氣凈化效益量與效益價值

4　生態(tài)效益總量

綜合以上4部分的生態(tài)效益，森工國有林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)可獲得的可單獨計量的生態(tài)效益總量為84.59億t，效益總價值為1 691.42億元。其中，保育土壤效益最高，效益量為73.33億t，效益價值1 117.53億元，占效益總價值量的66.07%；其次為凈化大氣效益；水源涵養(yǎng)部分效益較少；生物多樣性效益值最低，僅有12.46億元，比例僅占0.74%。

表6　森工國有林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)效益量及效益價值

5　結論與討論

5.1通過2005年與2015年森工林區(qū)森林資源與生態(tài)效益的研究可以發(fā)現(xiàn)，在過去十年中，由于森林生態(tài)系統(tǒng)得到保護與恢復，森林面積與林分質量（主要是蓄積量）得到了不同程度的提高，使得生態(tài)效益總量與效益價值量均有不同程度的提高。

5.22015年森工國有林區(qū)有林地面積858.11萬hm2，與2005年相比增加了75.23萬hm2，增幅9.61%。其中，闊葉混交林、針葉混交林、白樺林以及其他林分總面積有所增加，尤以闊葉混交林面積增加最多；柞木林、針葉混交林、落葉松林和紅松林的面積有所減少，其中，落葉松林面積減少最為明顯。有林地總蓄積量為86 561.39萬m3，比2005年增加了23 575.63 m3，增幅為37.43%，其中，闊葉混交林、針闊混交林、白樺林和柞木林蓄積量增加最為顯著；蓄積量減少的為落葉松林、針葉混交林和紅松林。從齡組上看，幼齡林總面積減少，而中齡林與近熟林面積有所增加。有林地面積與總蓄積量總量的雙雙增加，林齡組成比例向中齡林、近熟林的傾斜，都表明森林生態(tài)系統(tǒng)的質量得到了提高。

5.3在2015年森林資源條件下，森工國有林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)可獲得的生態(tài)效益總量為84.59億t，效益總價值為1 691.42億元。其中，保育土壤效益最高，其次為凈化大氣效益，水源涵養(yǎng)部分效益較少，生物多樣性效益值最低。

5.4由于森林生態(tài)系統(tǒng)的長期存在性，使得森林生態(tài)系統(tǒng)每年都可以獲得不少于1 691.42億元的生態(tài)效益；并且，伴隨著森林的演替與發(fā)展，森林質量將得到進一步提高，從而使得生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)效益量獲得可持續(xù)的增長。

［1］李文達，郭樹平，白旭輝，等.黑龍江省森工林區(qū)森林效益評價［M］.哈爾濱:黑龍江科學技術出版社，2012.

［2］賈春生，遲德富，胡隱月.黑龍江省東部山區(qū)森林生物多樣性研究［J］.韶關學院學報（自然科學版），2005，26（6）:80-82.

［3］高成德，余新曉.水源涵養(yǎng)林研究綜述［J］.北京林業(yè)大學學報，2000，22（5）:78-81.

［4］程根偉，石培禮.長江上游森林涵養(yǎng)水源效益及其經(jīng)濟價值評估［J］.中國水土保持科學，2004，2（4）:18-20.

［5］康文星，田大倫.湖南省森林公益效能的經(jīng)濟評價Ⅰ——森林的木材生產(chǎn)效益與水源涵養(yǎng)效益［J］.中南林學院學報，2001，21（3）:13-17.

［6］康文星，田大倫.湖南省森林公益效能的經(jīng)濟評價Ⅱ——森林的固土保肥、改良土壤和凈化大氣效益［J］.中南林學院學報，2001，21（4）:1-4.

［7］國家統(tǒng)計局.中國水利年鑒（2009年）.北京:中國統(tǒng)計出版社，2009.

［8］張艷紅，李銀華，趙鳳軍.森林土壤蓄水功能的初步研究［J］.河北林業(yè)科技，2004（4）:3-4.

［9］夏祥友，蒙寬宏，史曉巍，等.水曲柳人工混交林靜態(tài)持水能力研究［J］.防護林科技，2005（6）:1-3，11.

［10］張永利，楊峰偉，魯紹偉.青海省森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估［J］.東北林業(yè)大學學報，2007，35（11）:74-76，88.

［11］段文標，劉少沖，陳立新.蓮花湖庫區(qū)水源涵養(yǎng)林水文效應的研究［J］.水土保持學報，2005，19（5）:26-30.

［12］國家林業(yè)局.森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范 （LYT1721-2008）［S］.北京：中國標準出版社，2008.

［13］《中國生物多樣性國情研究報告》編寫組.中國生物多樣性國情研究報告［M］.北京：中國環(huán)境科學出版社，1999.

第1作者簡介：蒙寬宏（1981-），男，博士，助理研究員，主要從事森林生態(tài)領域研究工作。

（責任編輯：王岳）

Study on Total Amount of Forest Resources and Ecological Function in Stateowned Forest Industry Region of Heilongjiang Province

MENGKuanhong
（Heilongjiang Forestry Science Research Institute，Harbin150081）

The forest resources and ecological benefits and ecological benefit value of the state-owned forest industry region were comprehensively researched，and the resources and ecological benefits in 2005 were compared and analyzed.The results showed that under the conditions of the forest resources protection and restoration，the total forest resources and its ecological function had been significantly improved.The main performance were:（1）Woodland area increased 75.23 million hm2，namely increased 9.61%；total volume increased 23 575.63 m3，increased 37.43%；the total area of young forest reduced，and middle age forest and near mature forest area had increased.（2）Under the conditions of forest resources in 2015，the total amount of the obtainable ecological benefits was 8.459 billion RMB yuan，the total benefit was 169.142 billion RMB yuan.

Forest industrial region；Forest benefits；Water conservation；Soil conservation；Air purification

S719，S718.56

C

1001-9499（2016）04-0006-06

*“十二五”國家科技支撐計劃課題：“三北”地區(qū)防護林體系結構定向調控技術研究與示范（2015BAD07B03）資助

2016-06-29