天保工程區(qū)生態(tài)服務功能價值評估研究

張改英

【摘 要】 文章采用山西省林地變更數(shù)據(jù)，以生態(tài)學、經(jīng)濟學為指導，結合山西省森林生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測網(wǎng)絡觀測數(shù)據(jù)，參照國家權威機構發(fā)布的社會公共數(shù)據(jù)，依據(jù)行業(yè)標準《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》（LY/T 1721-2008），選取了評估指標體系，包括涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、林木營養(yǎng)物質(zhì)積累、凈化大氣、生物多樣性保護6大功能11項指標，對山西省天保工程區(qū)2019年的森林生態(tài)功能效益進行了物質(zhì)量和價值量的評估，肯定了森林生態(tài)系統(tǒng)為人類社會所做的重要貢獻，旨在強化資源保護管理，提高公眾保護意識，并為政府科學決策提供支撐，為生態(tài)GDP核算提供參考。

【關鍵詞】 森林資源; 生態(tài)服務功能; 價值評估

【中圖分類號】 F326.24? 【文獻標識碼】 A? 【文章編號】 1004-5937（2021）11-0111-06

一、天保工程區(qū)基本情況

（一）工程背景

山西地處黃土高原和毛烏素沙漠的邊緣，由于歷史和自然的原因，森林植被稀少，自然災害頻繁，加之煤炭的大量開采，成為全國水土流失和土地資源破壞較為嚴重的地區(qū)之一。

2000年，國家正式開始實施天然林資源保護工程（以下簡稱天保工程），黃河沿岸山西區(qū)域的9市72個縣以及7個省直林區(qū)、林場被劃入保護范圍。為從整體上改善山西生態(tài)環(huán)境，又將黃河流域以外的太行、五臺林區(qū)劃入省級保護范圍，同步實施保護工程。經(jīng)過20多年的努力，涵蓋山西60%區(qū)域和人口的天保工程區(qū)，順利完成了由木材生產(chǎn)為主向生態(tài)建設為主的過渡，對挽救黃河山西段脆弱的生態(tài)發(fā)揮了極為重要的作用。

基于國家林業(yè)局、發(fā)改委、財政部、人社部等部門出臺的《長江上游黃河上中游地區(qū)天然林資源保護工程二期實施方案》《關于繼續(xù)組織實施長江上游黃河上中游地區(qū)和東北內(nèi)蒙古等重點國有林區(qū)天然林資源保護工程的通知》和《關于編制天然林資源保護工程二期省級實施方案有關事宜的通知》等文件要求，在山西省政府的統(tǒng)一部署下，山西省林業(yè)廳會同省發(fā)展改革委、省財政廳、省人力資源社會保障廳編制了《天然林資源保護工程二期山西省實施方案》。

（二）實施范圍

山西天保工程區(qū)涵蓋朔州、忻州、太原、呂梁、晉中、長治、晉城、臨汾、運城9個市所轄的72個縣（市、區(qū)），桑干河楊樹豐產(chǎn)林實驗局和管涔山、五臺山、黑茶山、關帝山、太行山、太岳山、呂梁山、中條山8個省直國有林管理局，以及山西林業(yè)職業(yè)技術學院實驗林場，共計83個縣（局）級單位，土地總面積1 034.93萬公頃，占全省總面積的66.05%。

二、工程實施情況

（一）木材停伐減產(chǎn)

山西省自1998年開始，遵循國家天然林保護、停止商業(yè)性采伐、天保工程“四到市”等一系列政策，全面停止天然林采伐。進入天保工程二期后，除保留一部分農(nóng)民自用材、薪炭材的資源消耗外，繼續(xù)停止一切天然林商品性采伐，建立了全面的森林資源保護機制，使天然林資源迎來了全面恢復和發(fā)展的新階段。

（二）森林管護

目前，全省森林管護總面積7 789.75萬畝。按照遠山設卡封堵、近山承包管護的總體思路，積極探索符合山西實際的建管機制、管理模式，建立了以設施管護為依托、以集中管護結合自主管護為支撐、委托管護為輔助的成熟機制，實行了最嚴格的林地征占用管理機制，采取了承包合同、管護責任狀等方式，從任務、目標、資金、責任著手，把森林管護逐層分解，具體到山頭、林農(nóng)個人。隨著縣、鄉(xiāng)、村（局、場、站）三級管護網(wǎng)絡的日益完備，天然林資源得到有效保護和持續(xù)增長。

（三）公益林建設

在公益林建設中，實行按區(qū)域規(guī)劃、按流域封禁，通過統(tǒng)一領導組織、規(guī)劃設計、集中管理、驗收和考核，顯著提高了項目建設質(zhì)量。2011—2018年實際完成營造林任務530萬畝，其中人工造林193.7萬畝，封山育林336.30萬畝。

（四）森林撫育

遵循近自然經(jīng)營理念，全面推行目標樹培育技術，促進天然更新，改善森林結構，依托森林自身強大的自然力量，結合科學管理，使森林生長發(fā)育空間在順應自然規(guī)律的同時進一步優(yōu)化，生長速度持續(xù)加快，林地生產(chǎn)力進一步發(fā)揮。2011—2018年累計撫育中幼齡林540.2萬畝。

（五）民生保障

1.職工工資

按照國家有關政策，積極推進單位轉(zhuǎn)型、職工轉(zhuǎn)崗，特別是通過國有林場改革，天保工程區(qū)內(nèi)國有林業(yè)職工收入持續(xù)增長，在崗職工年人均工資由2008年的17 781元增長到2019年的63 039元，增長3.5倍。

2.職工社會保險

林業(yè)職工社會保障制度不斷完善，職工養(yǎng)老、工傷、醫(yī)療、生育、失業(yè)五項基本保障的參保率達到99%以上。

3.森林生態(tài)效益補償基金兌現(xiàn)

針對非國有的國家級公益林權屬分散、林權所有者管護難度大的問題，對中央森林生態(tài)效益補償資金這一惠民政策，提出“532”分配思路，即個人和集體生態(tài)補償應達到50%，縣級林業(yè)機構主導的勞務管護補助應達到30%，監(jiān)管支出和設施管護支出控制在20%。

三、生態(tài)功能服務價值評估

（一）數(shù)據(jù)來源

依據(jù)2019年山西省林地變更調(diào)查數(shù)據(jù)，結合數(shù)字生態(tài)規(guī)劃及工程區(qū)縣（局）級實施單位補充調(diào)查成果，山西省現(xiàn)有林地面積856.82萬公頃，其中天保工程區(qū)林地面積524.17萬公頃，有林地面積268.11萬公頃，灌木林地103.4萬公頃，疏林地21.25萬公頃，未成林地44.97萬公頃，無立木林地22.06萬公頃，苗圃地0.76萬公頃……。數(shù)據(jù)來源于國家權威機構發(fā)布的社會公共資源數(shù)據(jù)。

（二）評估功能和指標

建立科學合理的指標體系是評估工作的基礎，關系到評估結果的準確性。在滿足代表性、全面性、簡潔性等原則的基礎上，根據(jù)山西省天保工程區(qū)森林結構、功能以及區(qū)域特性，結合山西省森林生態(tài)效益監(jiān)測網(wǎng)絡觀測數(shù)據(jù)，本次評估選取的測算評估指標體系包括涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、林木營養(yǎng)物質(zhì)積累、凈化大氣、生物多樣性保護6大功能11項指標。由于森林防護、降低噪音等指標的測算方法尚未成熟，所以本次評估未涉及此項功能評估。

1.涵養(yǎng)水源

森林具有涵養(yǎng)水源的作用，通過對吸收、截留、貯存降水，將地表水變成地下水或地表徑流，減少蒸發(fā)，提高水資源儲量，凈化水質(zhì)，調(diào)節(jié)河川徑流等。本文選定兩個指標，即調(diào)節(jié)水量指標和凈化水質(zhì)指標。

（1）調(diào)節(jié)水量指標

森林年調(diào)節(jié)水量公式為：

森林年調(diào)節(jié)水量價值根據(jù)水庫工程的蓄水成本（替代工程法）計算，公式為：

式中：G調(diào)代表的是林分年調(diào)節(jié)水量（m3·a-1）;U調(diào)代表的是林分年調(diào)節(jié)水量價值（元·a-1）;P代表的是林外降水量（mm·a-1）;A代表的是林分面積（hm2）;E代表的是林分蒸散量（mm·a-1）;C代表的是地表徑流量（mm·a-1）;C庫代表的是單位水庫庫容造價（元·m-3）。

（2）凈化水質(zhì)指標

森林年凈化水量公式為：

森林年凈化水質(zhì)價值根據(jù)凈化水質(zhì)工程的成本（替代工程法）計算，公式為：

式中：G水質(zhì)代表的是林分年水凈化量（m3·a-1）;U水質(zhì)代表的是林分年水質(zhì)凈化價值（元·a-1）;K水代表的是凈化水的支出（元·t-1）。

2.保育土壤

森林有龐大的樹冠、深厚的枯枝落葉層及強壯且成網(wǎng)絡的根系，負責攔截降水的是樹冠，負責吸收降水的是枯枝落葉層，有助于降低雨滴的沖刷力度，避免土壤表層物質(zhì)及肥力的損失。同時，森林的生長發(fā)育及其代謝產(chǎn)物不斷對土壤產(chǎn)生物理及化學影響，提高土壤肥力。本文選用兩個指標，即固土指標和保肥指標。

（1）固土指標

林分年固土量公式為：

由于土壤侵蝕流失的泥沙淤積于水庫，減少了水庫蓄積水的體積，根據(jù)蓄水成本（替代工程法）計算林分年固土價值，公式為：

式中：G固土為林分年固土量（t·a-1）;X1、X2分別為有林地、無林地土壤侵蝕模數(shù)（t·hm-2·a-1）;U固土代表的是林分年固土價值（元·a-1）;C±代表的是單位體積土方的挖取和運輸支出（元·m-3）;ρ代表的是土壤容重（t·m-3）。

（2）保肥指標

林分年保肥量計算公式為：

年固土量中N、P、K的數(shù)量換算成化肥的價值即為年保肥價值，林分年保肥價值以年固土量中N、P、K的數(shù)量折合成磷酸二銨化肥和氯化鉀化肥的價值來體現(xiàn)，公式為：

式中：GN、GP、GK和GM分別為減少的氮流失量、磷流失量、鉀流失量和有機質(zhì)流失量（t·a-1）;N、P、K和M代表的是氮、磷、鉀含量和有機質(zhì)在土壤中的含量（%）;U肥代表的是林分年固土價值（元·a-1）;R1代表的是磷酸二胺化肥中的氮含量，R2代表的是磷酸二胺化肥中的磷含量，R3代表的是氯化鉀中的鉀含量（%）;C1代表的是磷酸二胺化肥的成本，C2代表的是氯化鉀的成本，C3代表的是有機質(zhì)的成本（元·t-1）。

3.固碳釋氧

森林是陸地上的重要生態(tài)系統(tǒng)，可以與大氣交換產(chǎn)生新的物質(zhì)，如眾所周知的氧氣與二氧化碳的交換，就是其代表性的功能。因此森林能夠降低二氧化碳在大氣中的含量，提高氧氣在大氣中的含量，對平衡大氣結構，抑制溫室效應，阻礙氣候變暖有極大的意義。由光合作用可知，森林植被每積累1.0g干物質(zhì)，可以吸收（固定）1.63g二氧化碳，釋放1.19g氧氣。本文選用固碳、釋氧兩個指標。

（1）固碳指標

森林植被和土壤年固碳量計算公式為：

森林植被和土壤固碳價值的計算公式為：

式中：G碳代表的是年固碳量（t·a-1）;F土壤碳代表的是林分土壤單位面積的年固碳量（t·hm-2·a-1）;B年代表的是林分年生產(chǎn)力凈值（t·hm-2·a-1）;R碳代表的是二氧化碳中含有的碳（27.27%）;U碳代表的是植被年固碳價值（元·a-1）;C碳為固碳價格（元·t-1）。

（2）釋氧指標

年釋氧量的計算公式為：

年釋氧價值計算公式：

式中：G氧氣為林分年釋氧量（t·a-1）;U氧為林分年釋氧價值（元·a-1）;C氧為制造氧氣價格（元·t-1）。

4.積累營養(yǎng)物質(zhì)

樹木為了生長需要從土壤和周圍環(huán)境中持續(xù)地汲取營養(yǎng)，并將這些物質(zhì)保存于體內(nèi)，進行生物化學循環(huán)，然后以新的形式反饋到地球生態(tài)系統(tǒng)中，可以對水土流失引發(fā)的損失帶來一定彌補。本文選用測算林木的氮、磷、鉀等指標反映森林積累營養(yǎng)物質(zhì)功能。

采用把營養(yǎng)物質(zhì)折合成磷酸二銨化肥和氯化鉀化肥的方法計算林木營養(yǎng)年積累價值，公式為：

式中：G氮代表的是固氮量，G磷代表的是固磷量，G鉀代表的是固鉀量（t·a-1）;N營養(yǎng)代表的是林木中所含的氮元素，P營養(yǎng)代表的是林木所含的磷元素，K營養(yǎng)代表的是林木中所含的鉀元素（%）;U營養(yǎng)代表的是林分年積累的營養(yǎng)價值（元·a-1）。

5.凈化大氣環(huán)境

森林大氣凈化效益，就是減少大氣污染物，以至減輕污染物可能造成的危害而產(chǎn)生的效益。森林能夠經(jīng)由吸收、阻隔、過濾、分解等生物環(huán)節(jié)，將人類排入自然中的一些廢棄物吸收或是發(fā)生相互作用，從而使一些有害物得到降解或凈化，代表性的如重金屬、粉塵、氟化物、二氧化硫、氮氧化物等，還可以吸附自然中的游離塵埃，減少大氣含塵量，實現(xiàn)對大氣的凈化。本文選取提供負離子、吸收污染物（二氧化硫、氟化物和氮氧化物）、滯塵、滯納PM10和PM2.5等指標反映森林凈化大氣環(huán)境能力。

（1）年提供負離子指標

其中：G負離子代表的是林分年負離子數(shù)量（個·a-1）;U負離子代表的是林分年負離子價值（元·a-1）;Q負離子代表的是林分負離子濃度（個·cm-3）;H代表的是林分高度（m）;K負離子代表的是負離子產(chǎn)出成本（元·個-1）;L代表的是負離子壽命（min）。

（2）吸收污染物指標

由于大氣污染的罪魁禍首是二氧化硫、氮氧化物、氟化物，因此在計算森林所具備的污染物吸收能力時，以這三個指標為依據(jù)，結合面積法計算出對各類污染物吸收的表現(xiàn)及價值。

1）吸收二氧化硫量及其價值

計算林分年二氧化硫吸收總量的方法如下：

G二氧化硫=Q二氧化硫A/1 000? （22）

計算林分年二氧化硫吸收創(chuàng)造的價值方法如下：

U二氧化硫=K二氧化硫Q二氧化硫A （23）

其中：G二氧化硫代表的是林分年二氧化硫的實測吸收值（t·a-1）;Q二氧化硫代表的是測得的林分年單位面積二氧化硫量吸收值（kg·hm2·a-1）;U二氧化硫代表的是林分年二氧化硫吸收創(chuàng)造的實際價值（元·a-1）;K二氧化硫代表的是治理二氧化硫的支出成本（元·kg-1）。

2）吸收氟化物量及其價值

計算林分年氟化物吸收量的方法：

G氟化物=Q氟化物A/1 000? ?（24）

計算林分年氟化物吸收創(chuàng)造的價值方法：

U氟化物=K氟化物Q氟化物A? （25）

式中：G氟化物代表的是林分年氟化物吸收的實測結果（t·a-1）;Q氟化物代表的是林分年單位面積氟化物吸收的實際量（kg·hm2·a-1）;U氟化物代表的是林分年氟化物吸收的實測價值（元·a-1）;K氟化物為氟化物的治理費用（元·kg-1）。

3）吸收氮氧化物量及其價值

計算林分年氮氧化物吸收量的方法：

G氮氧化物=Q氮氧化物A/1 000? （26）

計算林分年氮氧化物吸收創(chuàng)造的實際價值：

U氮氧化物=K氮氧化物Q氮氧化物A? （27）

其中：G氮氧化物代表的是林分年氮氧化物吸收的實際數(shù)量（t·a-1）;Q氮氧化物代表的是林分年單位面積氮氧化物量吸收的實際數(shù)量（kg·hm2·a-1）;U氮氧化物代表的是林分年氮氧化物吸收的實際價值（元·a-1）;K氮氧化物代表的是治理氮氧化物的成本支出（元·kg-1）。

（3）滯塵指標

森林過濾、攔截、吸附粉塵的功能，有助于改善空氣質(zhì)量，這也是森林所具備的另外一種生態(tài)功能?？紤]到近些年公眾較為關注PM10和PM2.5，本文對總滯塵量及創(chuàng)造的價值進行評估的基礎上，特地把PM10和PM2.5摘取出來，單獨實施評估。

1）年總滯塵量及價值

計算年滯塵量的方法：

G滯塵=Q滯塵A/1 000? （28）

用健康危害損失法計算林分滯塵PM10和PM2.5的價值，其他顆粒物仍以降塵清理支出成本來計算，年總滯塵價值為：

U滯塵=（G滯塵-GPM10-GPM2.5）K滯塵+UPM10+UPM2.5

（29）

其中：G滯塵代表的是林分年實際滯塵量（t·a-1）;Q滯塵代表的是林分年單位面積實際滯塵量（kg·hm2·a-1）;U滯塵代表的是林分年實際的滯塵價值（元·a-1）;K滯塵為氮氧化物的治理費用（元·kg-1）;GPM10、GPM2.5分別為實測林分年滯塵PM10、PM2.5量（kg·hm2·a-1）;UPM10、UPM2.5分別為實測林分年滯塵PM10、PM2.5價值（元·a-1）。

2）滯塵PM2.5量及其價值

年滯塵PM2.5量計算公式為：

GPM2.5=10QPM2.5A×n×LAI? （30）

年滯塵PM2.5價值計算公式為：

UPM2.5=10CPM2.5QPM2.5A×n×LAI? ?（31）

式中：QPM2.5代表的是林分面積葉面積中PM2.5的實際滯納量（g·km-2）;LAI代表的是葉面積指數(shù);n代表的是年洗脫次數(shù);CPM2.5代表的是PM2.5所致的健康危害成本（下呼吸道疾病治療成本）（元·kg-1）。

3）滯塵PM10量及其價值

年滯塵PM10量計算公式為：

GPM10=10QPM10A×n×LAI? （32）

年滯塵PM10價值計算公式為：

UPM10=10CPM10QPM10A×n×LAI? （33）

式中：QPM10為實測林分面積葉面積滯納PM10量（g·km-2）;CPM10代表的是因PM10所致的健康危害成本（上呼吸道疾病治療成本）（元·kg-1）。

6.生物多樣性保護

森林生態(tài)系統(tǒng)是一個龐大的載體，承載著各種微生物、植物、動物的生態(tài)活動，并發(fā)揮一定的保育和保護功能，尤其是對生物多樣性有著相當重要的保護作用。參考《中國森林生態(tài)服務功能評估》，選用物種保育指標反映森林的生物多樣保護功能。

在計算森林生態(tài)系統(tǒng)所具備的物種保育價值時，導入特有種指數(shù)和物種瀕危指數(shù)的Shannon-Wiener指數(shù)法：

其中：U總代表的是林分年創(chuàng)造的物種保育價值（元·a-1）;Bn代表的是物種n在林分內(nèi)的特有種等級;Em代表的是物種m在林分內(nèi)的瀕危等級;y代表的是特有種的物種數(shù)量;x代表的是瀕危物種的數(shù)量;S生代表的是物種多樣性的單位面積保育價值（元·hm-2·a-1）。

評估物種多樣性單位面積保育價值參考《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》（LY/T 1721-2008）中的分級標準。

7.生態(tài)效益總價值

山西省天保工程區(qū)森林生態(tài)效益總價值為上述各分項生態(tài)系統(tǒng)服務價值之和，公式為：

式中：U代表的是山西省天保工程區(qū)整體的生態(tài)效益（元/年）;Ui代表的是山西省天保工程區(qū)各分項年的生態(tài)效益（元/年）。

（三）生態(tài)效益物質(zhì)量評估

通過全面系統(tǒng)的觀測研究，采用山西省林地變更數(shù)據(jù)，以生態(tài)學、經(jīng)濟學為指導，結合山西省森林生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測網(wǎng)絡觀測數(shù)據(jù)，參照國家權威機構發(fā)布的社會公共數(shù)據(jù)，依據(jù)行業(yè)標準《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》（LY/T 1721-2008），對山西省天保工程區(qū)2019年6項森林生態(tài)功能效益進行了物質(zhì)量和價值量的評估。

1.涵養(yǎng)水源量

山西省境內(nèi)有1 000余條河流，以汾河、沁河為軸的眾多支流是構成黃河水源的關鍵，黃河周邊的天然林肩負著保育土壤和涵養(yǎng)水源的重要作用。山西省水資源總量為121.90億立方米，僅占全國總量的0.44%，水資源分布不均衡，南部多，北部少;水資源污染嚴重，地下水嚴重超采。水資源供需矛盾嚴重制約著山西省的經(jīng)濟和社會發(fā)展。天保工程區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)2019年實現(xiàn)了92.72億立方米的水源涵養(yǎng)成就，是山西省水資源的76.27%，相比天保工程區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)2018年創(chuàng)造的水源涵養(yǎng)成績，提高了14.83億立方米，相比天保工程區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)2014年創(chuàng)造的水源涵養(yǎng)成績，提高了71.23億立方米。這足以說明山西省森林生態(tài)系統(tǒng)是一個名副其實的“綠色”“生態(tài)”水庫，在保護山西省水資源方面貢獻突出。

2.保育土壤

山西省位于黃土高原東部、黃河中段，擁有15.67萬平方公里的遼闊省域，但水土流失相當嚴重，近10.81萬平方公里，占國土總面積的69%。域內(nèi)地形復雜，近80%屬于山地和丘陵，且多屬于水土流失劣地，治理難度極大，是水土流失異常嚴重的省份之一。據(jù)專家測算，山西省平均每年向黃河輸送泥沙3.66億噸。天保工程區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)2019年實現(xiàn)了12 829.40萬噸的土壤保育成果，是山西省土壤年度侵蝕量的28.13%。其中：固土量11 567.17萬噸，氮損失減少334.28萬噸，磷損失減少99.45萬噸，鉀損失減少234.38萬噸，有機質(zhì)損失減少594.11萬噸。同時，與2018年天保工程區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)年保育土壤相比增加了867.00萬噸，與2014年天保工程區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)年保育土壤相比增加了4 667萬噸。這說明山西省森林生態(tài)系統(tǒng)的保育土壤功能對于固持土壤，保護人民群眾生產(chǎn)、生活和財產(chǎn)安全意義重大，進而維持了山西省社會、經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

3.固碳釋氧量

植物在固定碳的同時，向空氣中釋放氧氣，因此有“森林氧吧”之美譽。通過測定不同樹種生物量，得出天保工程區(qū)2019年林分年創(chuàng)造了1.85噸/公頃的凈產(chǎn)量，在此基礎上測算出森林生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)了1 730.16萬噸的固碳釋氧物質(zhì)。其中固碳915.15萬噸，釋氧815.00萬噸。與2018年相比年固碳釋氧物質(zhì)量增加21.97萬噸，與2014年相比年固碳釋氧物質(zhì)量增加1 423.70萬噸。由于固碳釋氧物質(zhì)量主要與林分凈生產(chǎn)力有關，所以天保二期森林固氮釋氧量增加很多。

山西省碳排放量為14 996.89萬噸，相當于吸收了2018年全省11.54%的碳排放量。雖然對總體的碳排放消減有限，但相比工業(yè)減排，具有代價小、投資少、綜合效益高等優(yōu)勢的森林固碳，現(xiàn)實操作性與經(jīng)濟性更高。因此，要重視和發(fā)揮森林生態(tài)系統(tǒng)價值，將其作為實現(xiàn)節(jié)能減排的有效工具，林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)對平衡全球碳水平和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境作用顯著。

4.積累營養(yǎng)物質(zhì)量

林木生長需要吸收周圍環(huán)境中的營養(yǎng)，并將這些物質(zhì)儲存于體內(nèi)，然后以各種形式反饋自然，是生物化學循環(huán)的重要一環(huán)。對于營養(yǎng)物質(zhì)的積累，首先是滿足自身生長的供給，其次是服務人類社會。森林植被是自然界生態(tài)循環(huán)的關鍵鏈條，其通過生化反應從外界獲取氮、磷、鉀等成分，儲存于植物體內(nèi)，基于此，能夠得出天保工程區(qū)森林2019年積累了17.76萬噸營養(yǎng)物質(zhì)，其中包括8.53噸氮積累、3.66萬噸磷積累和5.56萬噸鉀積累。相較于2018年營養(yǎng)物質(zhì)的積累規(guī)模提高了0.47萬噸，相較于2014年營養(yǎng)物質(zhì)的積累規(guī)模提高了7.48萬噸。

5.凈化大氣環(huán)境

空氣中的負離子是一種無形的旅游資源，具有殺菌、降塵、清潔空氣的功效，是人類的天然微生素和生長素。研究表明，自然保護區(qū)、森林公園等空氣中的負離子濃度高于城市居民空氣中的負離子濃度，這主要取決于山區(qū)內(nèi)的森林植被覆蓋率高，水文條件好。經(jīng)測算，天保區(qū)內(nèi)2019年森林凈化大氣環(huán)境提供負離子物質(zhì)量12.69×1024個，吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物等有害物質(zhì)30.42萬噸，滯塵（TSP、PM10、PM2.5）7.56萬噸。天保區(qū)內(nèi)森林2014年大氣凈化貢獻了10×1024個負離子物質(zhì)量，森林凈化大氣環(huán)境貢獻負離子物質(zhì)量增加了2.69×1024個。

山西省是全國的能源和重工業(yè)基地，隨著社會經(jīng)濟各方面的快速發(fā)展，污染物排放不斷增加，給生態(tài)環(huán)境造成新的壓力，環(huán)境空氣污染成為現(xiàn)在及今后很長一段時間的主要環(huán)境問題。森林可以吸附、吸收污染物，抑制和阻隔污染物擴散。氟化物、氮氧化物、二氧化硫是城市的主要污染物，根據(jù)《中國生物多樣性國情研究報告》，不同樹種對有害氣體的吸收能力隨林分類型不同而異，闊葉林對二氧化硫的吸收能力是88.65千克/公頃，針葉林是215.60千克/公頃，據(jù)此測算出2019年天保區(qū)內(nèi)森林吸收二氧化硫28.03萬噸，闊葉林對氟化物的吸收能力是4.65千克/公頃，針葉林是5千克/公頃。進一步測算出森林吸收氟化物1.05萬噸，闊葉林、針葉林對氮氧化物的吸收能力都是6千克/公頃，由此吸收氮氧化物1.33萬噸。

從山西省公布的《2018年山西省環(huán)境狀況公報》來看，全省化學需氧量的總排放量為33.20萬噸，氨氮排放總量4.49萬噸，二氧化硫排放總量90.32萬噸，氮氧化物排放總量76.25萬噸。測算結果顯示，山西省天保區(qū)森林2019年吸收28.03萬噸的二氧化硫，吸收1.05萬噸的氮氧化物，基本上等于全省31.03%的二氧化硫工業(yè)排放量、1.38%的氮氧化物工業(yè)排放量。與2008年相比，山西省天保區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)吸收的二氧化硫量提高了5.06萬噸，吸收的氮氧化物提高了0.007萬噸，由此說明，山西省的空氣質(zhì)量好轉(zhuǎn)很大程度上是天保森林生態(tài)系統(tǒng)的功勞。

森林有阻擋、過濾和吸附粉塵的作用，可有效調(diào)節(jié)空氣中顆粒物（PM10、PM2.5）。據(jù)研究，闊葉林、針葉林的單位面積（公頃/年）滯塵量分別為10.11噸、33.20噸，據(jù)此測算出2019年天保區(qū)內(nèi)森林吸附TSP 5.81萬噸，吸附PM10 0.96萬噸，吸附PM2.5 0.79萬噸。近年來，天保區(qū)內(nèi)空氣環(huán)境明顯優(yōu)于天保區(qū)外。山西是霧霾嚴重的省份之一，保護好天保區(qū)內(nèi)的林地，對創(chuàng)建藍天白云、山清水秀美麗宜居環(huán)境具有積極的促進作用。

6.生物多樣性保護

工程實施以來，據(jù)山西省野生動植物保護部門調(diào)查監(jiān)測顯示，工程區(qū)內(nèi)珍稀、瀕危野生動植物種群數(shù)量相對穩(wěn)定，局部地區(qū)種群數(shù)量穩(wěn)中有升，部分物種分布范圍擴大，尤其是保護區(qū)內(nèi)褐馬雞、金錢豹、紅腹錦雞等重點物種種群變化明顯。一是國家Ⅰ級重點保護野生動物金錢豹，種群數(shù)量穩(wěn)定。其中中條山區(qū)為山西省金錢豹較為集中的分布區(qū)域。二是國家Ⅰ級重點保護野生動物褐馬雞，除傳統(tǒng)分布在蘆芽山、五鹿山、云頂山、人祖山保護區(qū)外，在靈空山、綿山、霍山保護區(qū)以及太岳林局七里峪、好地方、將臺林場等地也發(fā)現(xiàn)了褐馬雞健康種群分布。三是發(fā)現(xiàn)了國家Ⅱ級重點野生保護動物紅腹錦雞新的分布區(qū)，且種群數(shù)量穩(wěn)定。

（四）生態(tài)效益價值量評估

將各類數(shù)據(jù)代入評估指標對應公式計算價值量。經(jīng)測算，山西天保工程區(qū)2019年創(chuàng)造的森林生態(tài)效益相當于1 162.04億元。從以上6大功能的貢獻率來看，涵養(yǎng)水源價值量最高，達到409.51億元，占森林生態(tài)效益總價值的35.24%;保育土壤價值量248.97億元，占21.43%;固碳釋氧價值量192.76億元，占16.59%;積累營養(yǎng)物質(zhì)創(chuàng)造價值20.48億元，占1.76%;凈化大氣創(chuàng)造價值160.55億元，占13.82%;生物多樣性保護創(chuàng)造價值139.27億元，占11.98%。

自2014年以來，山西省天保工程在6年時間里，實現(xiàn)了675.88億元的生態(tài)效益增長，平均每年生態(tài)效益增長23.17%。2014—2019年全省天保工程區(qū)森林具體的生態(tài)效益價值見表1中的數(shù)據(jù)。

四、結果分析與討論

（一）結果分析

由上述評估結果可知，2019年，山西省天保工程區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)6大服務功能從價值創(chuàng)造來看，最高的是涵養(yǎng)水源，其次是保育土壤，再次是固碳釋氧，最后是凈化大氣環(huán)境、生物多樣性保護、林木積累營養(yǎng)物質(zhì)。其中涵養(yǎng)水源、保育土壤和凈化大氣環(huán)境所提供的價值占總價值的70.48%，說明這三項功能在森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能總價值中占有十分重要的地位。

（二）結論

森林是一個內(nèi)部結構非常復雜、特殊的生態(tài)系統(tǒng)，因缺乏詳實、全面的數(shù)據(jù)資料，本文僅以天保工程區(qū)數(shù)據(jù)為基礎評估森林生態(tài)系統(tǒng)所具備的6大服務功能，未考慮森林防護和森林游憩等方面的功能。在今后的評估中，應加強以下方面的研究和探索：一是基于不同區(qū)域細化評估指標;二是跟蹤監(jiān)測和評估生態(tài)系統(tǒng)功能的價值變化;三是整體生態(tài)系統(tǒng)、其他林地、各功能區(qū)等的服務功能價值的評估;四是研發(fā)可以自定義指標體系的評估系統(tǒng)。由此起到事半功倍的效果，進而為區(qū)域生態(tài)環(huán)境建設、森林可持續(xù)經(jīng)營利用和經(jīng)濟社會高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展適時提供數(shù)據(jù)支撐。

【主要參考文獻】

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