洮河林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能及價值評估

邱書志，王 偉 ，丁 騫，楊永林 ，汪淑筠，王少明，閆毓斌 ，趙亮生

（1.甘肅省白龍江林業(yè)管理局，甘肅 蘭州 730050；2.國家林業(yè)局 西北林業(yè)調查規(guī)劃設計院，陜西 西安 710048）

森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)中面積最大、組成機構最復雜、生物種類最豐富、適應性最強、功能最完善的一種自然生態(tài)系統(tǒng)，對改善和維護生態(tài)環(huán)境起著決定性的作用，同時還能提供人類生存所必須的的重要資源[1-4]。森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估旨在通過給環(huán)境或其組成部分賦予價格，體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務對人類的生產(chǎn)、生活產(chǎn)生的積極影響。評估可以提供生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的信息，在支持人類福利方面所起的多樣性和復雜作用，有助于制定人類福利和可持續(xù)發(fā)展的指標體系[5-12]。

我國自20世紀80年代開始進行森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能及價值研究探索，但大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估沒有對生態(tài)系統(tǒng)結構、生態(tài)過程與服務功能的關系進行深入分析，生態(tài)系服務功能及其價值評估缺乏可靠的生態(tài)學基礎。近年來，甘肅省不同林區(qū)森林生態(tài)價值評估研究初有成效，但是由于評估體系，計算方法，數(shù)據(jù)獲取，參數(shù)選擇等不同，評估結果略有差異[13-20]，林業(yè)的生態(tài)服務價值尚未充分顯示出來。文中基于洮河林業(yè)局2010年二類調查為基礎更新至2015年的資源數(shù)據(jù)，依據(jù)白龍江森林生態(tài)站的觀測數(shù)據(jù)，利用已頒布實施《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范（LY/T1721－2008）》[19]（以下簡稱《規(guī)范》），結合對不同區(qū)域、不同植被類型生態(tài)系統(tǒng)結構、 生態(tài)過程與服務功能的科研成果，首次對洮河林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值進行了評估。旨在為洮河林區(qū)生態(tài)環(huán)境保護管理以及可持續(xù)發(fā)展提供決策依據(jù)，促進生態(tài)補償機制，盡快實現(xiàn)綠色GDP。

1 研究區(qū)概況

1.1 自然地理概況

洮河林區(qū)地處青藏高原東北邊緣向黃土高原過渡地帶洮河流域，屬黃河的源頭重要水源涵養(yǎng)林區(qū)。處于 102°46′02″～ 103°51′25″E，34°10′07″～35°09′25″N。地勢西南高，東北低，由西南向東北傾斜，山巒起伏，最高點為迭山主峰，海拔4 911 m，最低處為冶力關下峽，海拔2 100 m，相對高差2 811 m。區(qū)內氣候為溫帶大陸性氣候，光照充足利用低，年日照時數(shù)2 186～2 364 h；寒冷濕潤，冬長而寒冷干燥，夏短而溫涼濕潤，年平均氣溫-5.8℃～5.1 ℃，年極端最高溫度29.5 ℃，年極端最低溫度-33.8 ℃，≥10 ℃年積溫700.7～1 535 ℃，無霜期110～133 d；降水較豐富，溫度、降水垂直變化大，年降水量581～712 mm，年平均降水日數(shù)137 d；土壤以棕色灰化土、棕色森林土、褐色森林土為主[20-21]。

1.2 森林資源概況

據(jù)洮河林區(qū)2010 年二類調查結果更新至2015年檔案數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)營總面積470 020.0 hm2，林地面積420 816.2 hm2，占土地總面積的89.53%；森林面積182 945.7 hm2，森林覆蓋率38.92%，其中有林地面積150 939.7 hm2，占經(jīng)營總面積的32.11%，特別規(guī)定灌木林面積32 006.0 hm2，占總面積的6.80%；一般性灌木林面積114 874.0 hm2，占總面積的24.44%；疏林地面積1 249.2 hm2，占總面積的0.27%?；盍⒛究傂罘e21 422 701 m3。主要森林類型面積為 395 948.5 hm2。其中：云杉60 854.0 hm2，冷杉45 908.9 hm2，針闊混10 359.6 hm2，樺木14 301.8 hm2，柏類 6 954.1 hm2，針闊混 10 359.6 hm2，針葉混6 696.4 hm2，闊葉混2 052.7 hm2，落葉松2 061.8 hm2，楊樹山楊林1 112.3 hm2，櫟類273.8 hm2，油松 363.6 hm2。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

采用森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估標準中的評估體系和評估公式，開展洮河林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能及其價值評估。主要包括資料收集、價值估算和相關分析3個方面。

（1）洮河林區(qū)2010 年森林資源二類調查數(shù)據(jù)與以此為基數(shù)更新到2015年的森林資源數(shù)據(jù)，國家權威機構公布的社會公共數(shù)據(jù)。

（2）白龍江森林生態(tài)站監(jiān)測數(shù)據(jù)和 2010—2013 年完成的調查研究結果，包括主要森林類型的土壤容重、土壤營養(yǎng)元素（有機質、N、P、K）、空氣負離子濃度、林分年吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物量、林分年滯塵量以及林木各器官養(yǎng)分含量。

2.2 評估指標及計算公式

本研究以國家林業(yè)局發(fā)布實施的《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》( LY/T1721—2008) 標準為依據(jù)，從涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、林木積累營養(yǎng)物質、凈化大氣環(huán)境、生物多樣性保護、森林游憩 7 個方面 12個指標來評價洮河林區(qū)11個主要森林類型的生態(tài)服務功能價值。

3 結果與分析

3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務功能物質量

依據(jù)洮河林區(qū)2015年底森林資源數(shù)據(jù)計算得出其生態(tài)系統(tǒng)服務功能物質量，詳見表1。

3.1.1 不同地類物質量的分布格局

對洮河林區(qū)喬木林、疏林、灌木林3個主要地類的生態(tài)服務功能總物質量進行評估。在涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營養(yǎng)物質、凈化大氣環(huán)境5個方面的功能9大指標的物質量均存在喬木林最大，灌木林次之，疏林地最小的規(guī)律（表1）。

3.1.2 不同林分類型物質量的分布格局

洮河林區(qū)森林分為冷杉林、云杉林、落葉松林、油松林、鐵杉柏木林、櫟類林、樺木林、楊樹山楊林、針葉混交林、針闊混交林、闊葉混交林11類林分類型。在以上5方面功能9個指標中均存在云杉林最大，櫟類林最小，其排序為：云杉林＞冷杉林＞樺木林＞針闊混交林＞針葉混交林＞鐵杉柏木類林＞闊葉混交林＞落葉松林＞楊樹山楊類林＞油松林＞櫟類林（表2）。

從以上結果進行比較分析，洮河林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能總物質量與其森林面積密切相關，單位面積物質量是次要因素，此結果與《中國森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估》[24]結果一致。

表 1 洮河林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務物質量、價值量Table 1 Water quality and value scale of forest ecosystem in Taohe forest area萬m3·a-1，萬t·a-1，t·a-1，×1021個

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值量

3.2.1 不同地類生態(tài)服務功能價值的分布格局

洮河林區(qū)喬木林、疏林、灌木林3個主要地類的生態(tài)服務功能總價值分別為1 094 160.73萬元·a-1、5 503.58 萬元·a-1、654 793.13 萬元·a-1（表 1）。喬木林最大，灌木林次之，疏林最小。從此得出，不同地類的生態(tài)服務功能總價值量與各地類的面積、物質量成正相關關系。洮河林區(qū)喬木林面積最大，灌木林次之，疏林最小，隨之其物質量也是如此。所以，以上3個主要地類的生態(tài)服務功能總價值排序為：喬木林＞疏林＞灌木林。

3.2.2 不同林分類型生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值量

11類主要林分的生態(tài)服務功能總價值為150 939.70萬元·a-1。冷杉林和云杉林的生態(tài)服務功能價值較大，分別占林分生態(tài)服務功能價值的34.1%和28.9%，櫟類林的生態(tài)服務功能價值最小，僅為273.80萬元·a-1，占0.18%（表2）。其排序為：云杉林＞冷杉林＞樺木林＞針闊混交林＞針葉混交林＞鐵杉柏木類林＞闊葉混交林＞落葉松林＞楊樹山楊類林＞油松林＞櫟類林（表2）。

表 2 優(yōu)勢樹種組生態(tài)系統(tǒng)服務物質量、價值量、單位面積價值Table 2 Various types of dominant tree species ecosystem services quality, value, unit area value tablehm2, m3·a-1, t·a-1, 個·a-1, 萬元·hm2a-1

續(xù)表2Continuation of table 2

3.2.3 不同林分類型單位面積價值量

森林生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務功能價值為5.16 萬元·hm-2a-1。油松林最大，其次為針葉混交林，第三為冷杉林，這三者均大于6.00萬元·hm-2a-1；小于 5.00萬元·hm-2a-1的有落葉松林，鐵杉柏木林，櫟類林，樺木林；大于或等于5.00萬元·hm-2a-1而小于6.00萬元hm-2a-1的有云杉林、楊樹山楊林、針闊混交林、闊葉混交林（表2）。單位面積價值量排序為：油松林＞針葉混交林＞冷杉林＞云杉林＞針闊混交林＞楊樹山楊林＞闊葉混交林＞落葉松林＞樺木林＞櫟類林＞鐵杉柏木林。

4 結論與討論

（1）本次評估為洮河林區(qū)首次開展森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務功能及價值研究評估，評估結果與中國森林生態(tài)服務功能評估結果基本一致[24]?？偵鷳B(tài)服務價值為1 754 457.44萬元·a-1，其中涵養(yǎng)水源價值最大774 765.57萬元·a-1，占44.16%；固碳釋氧價值次之358 174.00萬元·a-1，占20.42%；保育土壤價值再次之279 893.66萬元·a-1，占15.95%；森林游憩價值最小17 850.00萬元·a-1，占1.02%。這一結果和規(guī)律與國家給洮河林區(qū)定性為水源涵養(yǎng)林區(qū)的定位一致。本評估理論科學，方法正確，社會可以接受，比較符合洮河林區(qū)實際，能夠比較全面準確的反映生態(tài)保護與建設成果的工作。

（2）洮河林區(qū)不同林分類型生態(tài)服務功能總物質量云杉林最大，冷杉林次之，櫟類為最小。云、冷杉林在洮河林區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務功能中占有重要位置，也是洮河林區(qū)主要林分類型。各林分類型的單位面積價值位于4.7～6.39萬元·hm-2a-1之間，11種主要林分類型單位面積價值大小依次為：油松林＞針葉混交林＞冷杉林＞云杉林＞針闊混交林＞楊樹山楊林＞闊葉混交林＞落葉松林＞樺木林＞櫟類林＞鐵杉柏木林。云杉林價值60 985.40萬元·a-1，占各類林分總價值的40.40%，冷杉林價值45 938.10萬元·a-1，占各類林分總價值的30.44%，二者之和占各林分總價值的70.84%，具有絕對優(yōu)勢。所以應充分認識云冷、杉林在生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用，采取適當措施進行經(jīng)營和保護管理。

（3）在認真分析研究洮河林區(qū)森林資源現(xiàn)狀、特點、規(guī)律和動態(tài)變化的基礎上，深入探究、分析其森林生態(tài)系統(tǒng)各主要林分、主要地類功能以及在水源涵養(yǎng)、保育土壤等7個方面的價值。但是森林生態(tài)系統(tǒng)所提供的功能非常多，評價指標體系復雜，參數(shù)也很多，受科技水平、計量方法、監(jiān)測手段等因素的限制，同時由于洮河林區(qū)地處偏遠、交通不便的山區(qū)，有很大一部分還是原始林區(qū)，遠離城鎮(zhèn)，人口稀少，基本沒有工業(yè)，農(nóng)業(yè)少水平低，故沒有將森林降低噪音、吸收重金屬和森林防護功能納入評價范圍。因此，價值體現(xiàn)不完全，尚需深入研究。但本研究結果依然可以清楚地說明洮河林區(qū)在維系和促進當?shù)厣鐣?jīng)濟持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護中的巨大作用[19]。

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