甘肅省白龍江林區(qū)主要森林類型生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估

馮宜明，車克鈞 ，曹秀文 ，趙 棟 ，謝 飛 ，王 杰

（1.甘肅省白龍江林業(yè)管理局 林業(yè)科學(xué)研究所, 甘肅 蘭州730070；2. 甘肅省白龍江林業(yè)管理局, 甘肅 蘭州730070）

甘肅省白龍江林區(qū)主要森林類型生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估

馮宜明1，車克鈞2，曹秀文1，趙 棟1，謝 飛1，王 杰1

（1.甘肅省白龍江林業(yè)管理局 林業(yè)科學(xué)研究所, 甘肅 蘭州730070；2. 甘肅省白龍江林業(yè)管理局, 甘肅 蘭州730070）

采用甘肅省白龍江林區(qū)2010年度森林資源二類調(diào)查資料和白龍江森林生態(tài)站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，依據(jù)國(guó)家林業(yè)局發(fā)布的《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》（LY/T1721-2008），評(píng)價(jià)了甘肅省白龍江林區(qū)5種主要森林類型的生態(tài)服務(wù)功能總價(jià)值。結(jié)果表明：5種主要森林類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值每年為303.702億元，其中涵養(yǎng)水源為133.790億元，保育土壤為91.667億元，固碳釋氧為44.793億元，積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為2.627億元，凈化大氣環(huán)境為15.717億元，生物多樣性保護(hù)為13.797億元，森林游憩為1.31億元。研究結(jié)果將為甘肅省森林資源核算和綠色經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

森林生態(tài)系統(tǒng)；森林類型；生態(tài)服務(wù)價(jià)值；白龍江林區(qū)

森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指森林生態(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，為人類提供了食物、藥材等多種工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)原料，同時(shí)也是地球生命的重要支撐，維持著生物物種與遺傳多樣性、大氣化學(xué)的平衡與穩(wěn)定[1-7]。森林作為地球上最大的陸地生態(tài)系統(tǒng)，其生態(tài)服務(wù)功能的重要性未能被人類很好認(rèn)知，導(dǎo)致森林資源的逐年損失。因此，為了提高人類保護(hù)森林資源的意識(shí)，森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評(píng)估研究已成為當(dāng)前科學(xué)界研究的前沿課題[8-12]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者從不同角度和尺度開展了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其價(jià)值評(píng)估研究工作。王兵等[13]、王順利等[14]、伍澤洪等[15]分別從國(guó)家、省級(jí)、市級(jí)尺度對(duì)中國(guó)、甘肅省、峨眉山市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其價(jià)值進(jìn)行了評(píng)估。本研究依據(jù)中華人民共和國(guó)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》( LY/T1721-2008) ，利用甘肅省白龍江林區(qū)森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)（2010年）和白龍江森林生態(tài)站定位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)白龍江林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、凈化大氣環(huán)境、生物多樣性保護(hù)、森林游憩7個(gè)方面的服務(wù)功能進(jìn)行了價(jià)值評(píng)估，旨在為白龍江林區(qū)森林資源的永續(xù)利用以及可持續(xù)發(fā)展提供決策依據(jù)，促進(jìn)生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，盡快實(shí)現(xiàn)綠色GDP。

1 研究區(qū)概況

1.1 自然地理概況

甘肅省白龍江林區(qū)地處青藏高原東北邊緣與岷山山脈的白龍江和洮河兩大河流上游，屬長(zhǎng)江和黃河的源頭地區(qū)。處于 102°46′～ 104°52′E，33°04′～ 35°09′N。地形沿岷山山脈自西向東逐漸傾斜，山巒起伏，平均坡度30～35°。區(qū)內(nèi)氣候?yàn)楸眮啛釒驕貛н^渡類型，高濕低溫，冬長(zhǎng)而寒冷干燥，夏短而溫涼濕潤(rùn)。年均氣溫3.1～14.9℃，日照時(shí)數(shù)1 398～2 275 h，年降水量422.7～951.0 mm。土壤以棕色灰化土、棕色森林土、褐色森林土為主[16-17]。白龍江林區(qū)是全國(guó)九大重點(diǎn)林區(qū)之一[18]，有林地面積已達(dá)4.6×105hm2，占全林區(qū)總面積的41.46%；森林覆蓋率達(dá)48.69%，全林區(qū)活立木總蓄積量7.22×107m3。

1.2 森林資源概況

根據(jù)甘肅省白龍江林區(qū)2010年度森林資源二類調(diào)查報(bào)告，甘肅省白龍江林區(qū)主要森林類型面積為395 948.5 hm2。其中：冷杉（包括岷江冷杉Abies faxoniana、巴山冷杉Abies fargesii、紫果冷杉Abies recurvata、秦嶺冷杉Abies chensiensis、黃果冷杉Abies ernestii）141 365.4 hm2（35.70%）、 云 杉Picea asperata138 669.9 hm2（35.02%）、針闊混53 726.1 hm2（13.57%）、樺木（包括紅樺Betula albo-sinensis、白樺Betula platyphylla）43 097.8 hm2（10.88%）、 油 松Pinus tabulaeformis19 089.3 hm2（4.82%）。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

（1）甘肅省白龍江林區(qū)2010年度森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)和國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)公布的社會(huì)公共數(shù)據(jù)。

（2）白龍江森林生態(tài)站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和2010～2013年完成的調(diào)查研究結(jié)果，包括主要森林類型的土壤容重、土壤營(yíng)養(yǎng)元素（有機(jī)質(zhì)、N、P、K）、空氣負(fù)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(píng)估指標(biāo)及計(jì)算公式

本研究以國(guó)家林業(yè)局發(fā)布實(shí)施的《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》( LY/T1721-2008) 標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，從涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、凈化大氣環(huán)境、生物多樣性保護(hù)、森林游憩7個(gè)方面14個(gè)指標(biāo)來評(píng)價(jià)甘肅省白龍江林區(qū)5個(gè)主要森林類型的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值。

3 結(jié) 果

3.1 森林涵養(yǎng)水源價(jià)值

根據(jù)1993～1999年《中國(guó)水利年鑒》平均水庫(kù)庫(kù)容造價(jià)為2.17元·t-1，2005年價(jià)格指數(shù)為2.816，折算出目前單位庫(kù)容造價(jià)為6.1107元·t-1。水的凈化費(fèi)用以林區(qū)居民用水平均價(jià)格3.0元·m-3計(jì)，依據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》公式計(jì)算得出甘肅省白龍江林區(qū)主要森林生態(tài)類型每年涵養(yǎng)水源量為14.685億m3，涵養(yǎng)水源總價(jià)值為133.790億元·a-1，其中：調(diào)節(jié)水量?jī)r(jià)值89.735億元·a-1，凈化水質(zhì)價(jià)值44.055億元·a-1，結(jié)果見表1。

表 1 森林涵養(yǎng)水源價(jià)值Table 1 Values of water conservation of different type forests

3.2 森林保育土壤價(jià)值

甘肅省白龍江林區(qū)主要森林生態(tài)類型的土壤侵蝕量為0.32～4.33 t·hm-2a-1，無(wú)林地侵蝕量為18.11～25.10 t·hm-2a-1，則甘肅省白龍江林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)年固土量646.605萬(wàn)t·a-1?！渡稚鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》中，挖取單位面積土方費(fèi)用的推薦使用價(jià)格為12.6元·m-3，則可以獲得甘肅省白龍江林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)年固土價(jià)值為5 966.518萬(wàn)元；依據(jù)農(nóng)業(yè)部中國(guó)農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)2007年春季平均價(jià)格，磷酸二銨、氯化鉀、有機(jī)質(zhì)的價(jià)格分別為2 400、2 200、320元·t-1，則甘肅省白龍江林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)保肥價(jià)值為91.071億元。由此可知，甘肅省白龍江林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)保育土壤價(jià)值為91.667億元（見表2）。

表2 森林保育土壤價(jià)值Table 2 Values of soil conservation and fertility maintenance of different type forests

3.3 森林固碳釋氧價(jià)值

森林固碳包括森林生物量的固碳和森林土壤固碳。根據(jù)林分凈生產(chǎn)力和林分土壤固碳量，采用瑞典的碳稅率（1 200 元·t-1）和中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部氧氣平均價(jià)格（1 000 元·t-1）計(jì)算得出甘肅省白龍江林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)固碳能力為173.33萬(wàn)t，年釋氧量為239.94萬(wàn)t，年固碳和釋氧價(jià)值分別為20.799、23.993億元。則甘肅省白龍江林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)年固碳釋氧價(jià)值為44.793億元。

3.4 森林積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)價(jià)值

根據(jù)國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)川西、甘肅南部地區(qū)冷杉、云杉、油松、樺木、針闊混5種森林類型林分凈生產(chǎn)力的研究，結(jié)合白龍江生態(tài)站對(duì)林木營(yíng)養(yǎng)元素(N、P、K)的測(cè)定結(jié)果，利用公式得出林木固N(yùn) 9.101×105t，固P 3.925×105t，固K 9.990×105t。林木年積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)價(jià)值為2.627億元。

表4 森林積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)價(jià)值Table 4 Values of nutriment accumulation of forests

3.5 森林凈化大氣環(huán)境價(jià)值

根據(jù)白龍江森林生態(tài)站的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和相關(guān)文獻(xiàn)資料，白龍江林區(qū)主要森林類型的負(fù)離子量濃度平均為760 個(gè)·cm-3，年均吸收二氧化硫?yàn)?26 kg·hm-2a-1、氟化 物 為 0.44 ～ 0.67 kg·hm-2a-1、氮氧化物3.67～4.67 kg·hm-2a-1，年均滯塵量為15 300 ～ 33 200 kg·hm-2a-1。

國(guó)家發(fā)改委第四部委2003年第31號(hào)令《排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算方法》中規(guī)定二氧化硫排污費(fèi)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為1.20 元·kg-1，氟化物排污費(fèi)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為0.69 元·kg-1，氮氧化物排污費(fèi)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為0.63 元·kg-1，一般性粉塵排污費(fèi)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為0.15元·kg-1。甘肅省白龍江林區(qū)主要森林類型年吸收二氧化硫49 889.51 t，價(jià)值為5 986.74萬(wàn)元；年吸收氟化物227.22 t，價(jià)值為15.68萬(wàn)元；年吸收氮氧化物1 603.95 t，價(jià)值為101.05萬(wàn)元；年滯塵10 047 043.47 t，價(jià)值為150 705.65萬(wàn)元。依據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》的社會(huì)公共數(shù)據(jù)，負(fù)離子生產(chǎn)費(fèi)用為5.818 5 元·10-18個(gè)-1。年提供負(fù)離子2.97×1024個(gè)，價(jià)值為363.54 萬(wàn)元。則甘肅省白龍江林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)凈化大氣環(huán)境的總價(jià)值為15.717億元。

表5 森林凈化大氣環(huán)境價(jià)值（萬(wàn)元·a-1）Table 5 Values of air purification of forests (萬(wàn)元·a-1)

3.6 生物多樣性保護(hù)價(jià)值

對(duì)甘肅省白龍江林區(qū)主要森林類型開展群落調(diào)查結(jié)果顯示，冷杉林、云杉林和油松林的Shannon-Wiener指數(shù)小于1，樺木林和針闊混交林的Shannon-Wiener指數(shù)大于1小于2。由《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》中的相應(yīng)公式計(jì)算得出，甘肅省白龍江林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)價(jià)值為13.797億元。

表6 生物多樣性保護(hù)價(jià)值Table 6 Values of biodiversity protection

3.7 森林游憩價(jià)值

白龍江全林區(qū)有1個(gè)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，3個(gè)省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，4個(gè)國(guó)家級(jí)森林公園和5個(gè)省級(jí)森林公園。2012年實(shí)現(xiàn)旅游收入1.31億元。

3.8 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值

甘肅省白龍江林區(qū)主要森林類型生態(tài)服務(wù)功能總價(jià)值為這7項(xiàng)指標(biāo)之和，即303.702億元。

4 結(jié)論與討論

甘肅省白龍江林區(qū)主要森林類型生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值達(dá)303.702億元·a-1，是長(zhǎng)江上游重要水源補(bǔ)給區(qū)，西北地區(qū)、青藏高原東部的重要生態(tài)屏障，有著極其重要的生態(tài)保護(hù)價(jià)值，對(duì)促進(jìn)林區(qū)的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)奠定基礎(chǔ)。

由圖1可見， 白龍江林區(qū)生態(tài)服務(wù)功能中，森林涵養(yǎng)水源價(jià)值最大，占總價(jià)值量的44.05%，其它各項(xiàng)排序?yàn)楸Ｓ寥溃竟烫坚屟酰緝艋髿猓颈Ｗo(hù)生物多樣性＞積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)＞森林游憩。其中涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧三項(xiàng)功能占總生態(tài)服務(wù)功能的88.98%，是白龍江林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的主要功能。

圖1 甘肅省白龍江林區(qū)森林生態(tài)服務(wù)功能總價(jià)值分布Fig. 1 Forest eco-service value distribution in Bailongjiang forest region of Gansu province

由圖2知，白龍江林區(qū)5種主要森林類型服務(wù)功能價(jià)值大小依次為：云杉＞冷杉＞針闊混＞樺木＞油松。冷杉和云杉的單位面積生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值較低，但是由于面積比較大，總的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值排在前兩位。云、冷杉是白龍江林區(qū)的主體，由于撫育措施滯后，近年來，落針病發(fā)生面積不斷增大，森林資源日益減少，導(dǎo)致林區(qū)生態(tài)環(huán)境十分脆弱，自然災(zāi)害頻頻發(fā)生，嚴(yán)重威脅著居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)這兩種森林類型的生態(tài)地位和作用，采取合理經(jīng)營(yíng)管理措施勢(shì)在必行。

圖2 各森林類型生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值Fig.2 Values of eco-services of differenttype forests

圖3 各森林類型單位面積生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值Fig.3 Values of per-unit-area eco-services of different type forest

樺木和針闊混單位面積生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值分別排在第一和第二位，但面積較少，限制了其生態(tài)服務(wù)功能的總價(jià)值。在以后的林區(qū)管理和規(guī)劃中，應(yīng)加強(qiáng)樺木和針闊混的經(jīng)營(yíng)，充分發(fā)揮和提高白龍江林區(qū)的生態(tài)服務(wù)功能。

森林生態(tài)系統(tǒng)所提供的功能非常廣泛，受科技水平、計(jì)量方法、監(jiān)測(cè)手段等因素的限制，本研究沒有對(duì)森林降低噪音、吸收重金屬和防護(hù)功能進(jìn)行評(píng)價(jià)。因此，價(jià)值體現(xiàn)不完全，尚需深入研究。但本研究結(jié)果依然可清楚地說明甘肅省白龍江林區(qū)在維系和促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)中的巨大作用[19]。

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Valuation of eco-service functions of major forest types in Bailongjiang forest region of Gansu province

FENG Yi-ming1, CHE Ke-jun2, CAO Xiu-wen1, ZHAO Dong1, XIE Fei1, WANG Jie1
(1.Research Institute of Forestry, Bailongjiang Forestry Management Bureau, Lanzhou 730070, Gansu, China;2. Gansu Bailongjiang Forestry Management Bureau, Lanzhou 730070, Gansu, China)

Based on the forest resources management survey data in Bailongjiang forest region and the long-term monitoring data by Bailongjiang Forest Eco-station, and according to the“Forest Ecosystem Services Assessment Standards”(LY/T1721-2008)promulgated by the State Forestry Administration of P.R.China, the ecosystem service function total values of fi ve major forests in Bailongjiang forest region of Gansu province were evaluated. The results show that the total annual value of the ecosystem service functions of fi ve types of forest was 30.3702 billion yuan (RMB), of which 13.3790 billion yuan for water conservation, 9.1667billion yuan for soil conservation, 4.4793 billion yuan for carbon fi xation and oxygen released, 0.2627 billion yuan for nutrient accumulation,1.5717 billion yuan for atmosphere environmental purif i cation, 1.3797 billion yuan for species conservation, and 0.131 billion yuan for forest recreation. The fi ndings will provide the basic data for forest resource account and green economic assessment in Gansu province.

forest ecosystem; forest type; eco-service value; Bailong jiang forest region; Lanzhou city of Gansu province

S718.56

A

1673-923X(2014)10-0102-05

2013-09-03

甘肅省科技計(jì)劃“甘肅省亞高山人工云杉林結(jié)構(gòu)優(yōu)化及功能恢復(fù)模式研究”（144FKCK072）；甘肅省科技創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)建設(shè)計(jì)劃“甘肅白龍江、洮河林區(qū)林木種質(zhì)資源保護(hù)與信息共享平臺(tái)建設(shè)”（1306TTPK029）資助

馮宜明（1985-），男，甘肅景泰人，助理工程師，主要從事森林生態(tài)與可持續(xù)發(fā)展等方面的研究；

E-mail：fym850321@126.com

[本文編校：吳 彬]