河北省退耕還林工程生態(tài)效益評(píng)估研究

徐國(guó)巧，孫 震，朱宏博，張海笑，王克儉，賈雙竹，谷建才

河北省退耕還林工程生態(tài)效益評(píng)估研究

徐國(guó)巧1，孫 震2，朱宏博1，張海笑3，王克儉3，賈雙竹3，谷建才3

（1.河北省木蘭圍場(chǎng)國(guó)有林場(chǎng)管理局，河北 圍場(chǎng) 067000；2.河北省林業(yè)廳機(jī)關(guān)服務(wù)中心，河北 石家莊 050081；3.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，河北 保定 071000）

為了解退耕還林這一重大林業(yè)生態(tài)工程的效果，以河北省退耕還林工程為例，依據(jù)森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)站及河北省退耕還林工程生態(tài)效益評(píng)估專項(xiàng)監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)的數(shù)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)境等5個(gè)方面，對(duì)河北省退耕還林工程生態(tài)效益進(jìn)行研究。結(jié)果表明：①涵養(yǎng)水源功能生態(tài)效益為4915.00×105m3/a，涵養(yǎng)水源總物質(zhì)量占該省年均水資源總量的26.54%。②固土物質(zhì)量為30824.4×104t/a，保育土壤總物質(zhì)量為31111.2×104t/a。③固碳為3686.1×104t/a，釋氧為8509.7×104t/a。④林分積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)量為187.6×104t/a。⑤提供負(fù)離子效益為1142.75×1022個(gè)/a，滯塵效益為267.08×108kg/a，吸收污染物效益為1827.22×106g/a?？傮w來說，河北省的退耕還林工程取得了較好的生態(tài)效益，也為河北省新一輪退耕還林工程的科學(xué)發(fā)展提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。

退耕還林；生態(tài)效益評(píng)估；林業(yè)工程

退耕還林工程始于1999年，是迄今為止我國(guó)政策性最強(qiáng)、投資量最大、涉及面最廣、群眾參與程度最高的一項(xiàng)生態(tài)建設(shè)工程，也是最大的強(qiáng)農(nóng)惠農(nóng)項(xiàng)目，僅中央投入的工程資金就超過4 300多億元，是迄今為止世界上最大的生態(tài)建設(shè)工程[1-3]。退耕還林工程啟動(dòng)以來，工程建設(shè)成效如何，是否達(dá)到了退得下、還的上、能致富、不反彈的預(yù)期目標(biāo)，一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。為滿足社會(huì)各界對(duì)退耕還林成效信息的不同需求，應(yīng)該選擇科學(xué)合理的監(jiān)測(cè)方法和先進(jìn)有效技術(shù)手段，以確保監(jiān)測(cè)成效信息的準(zhǔn)確真實(shí)[4]。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)就是運(yùn)用羅盤儀、經(jīng)緯儀等測(cè)量技術(shù)采集退耕地信息，但這種技術(shù)費(fèi)工、費(fèi)力，不便于大范圍監(jiān)測(cè)。近年來一些專家學(xué)者利用監(jiān)測(cè)站進(jìn)行了監(jiān)測(cè)研究。在退耕還林工程監(jiān)測(cè)研究中史良樹[5]應(yīng)用了不同分辨率的遙感數(shù)據(jù)提取退耕還林工程特征信息。為了弄清退耕還林這一重大林業(yè)生態(tài)工程的生態(tài)效益，本文依據(jù)河北省退耕還林工程資源清查數(shù)據(jù)、退耕還林生態(tài)效益專項(xiàng)監(jiān)測(cè)站、森林生態(tài)站所開展的長(zhǎng)期定位檢測(cè)數(shù)據(jù)及權(quán)威機(jī)構(gòu)公布的社會(huì)公共資源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用分布式測(cè)算方法，對(duì)河北省退耕還林工程的生態(tài)效益進(jìn)行評(píng)估，以期為今后河北省退耕還林工程的更好發(fā)展提供指導(dǎo)。

1 研究區(qū)概況

河北省環(huán)抱首都北京，地處東經(jīng) 113°11′～119°45′、北緯 36°05′～42°37′，位于華北平原兼跨內(nèi)蒙古高原[6]。北距北京283km，東與天津市毗連并緊傍渤海，東南部、南部銜山東、河南兩省，西倚太行山與山西省為鄰，西北部、北部與內(nèi)蒙古自治區(qū)交界，東北部與遼寧省接壤。全省現(xiàn)設(shè)張家口、承德、保定、石家莊、邯鄲、邢臺(tái)、衡水、滄州、廊坊、唐山和秦皇島11個(gè)地級(jí)市。地勢(shì)西北高、東南低，由西北向東南傾斜。地貌復(fù)雜多樣，高原、山地、丘陵、盆地、平原類型齊全，有壩上高原、燕山和太行山山地、河北平原三大地貌單元。西北部為山區(qū)、丘陵和高原，中部和東南部為廣闊的平原。河北屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候。大部分地區(qū)四季分明，年日照時(shí)數(shù)2303.1h，年無霜期 81～204d，全省年均降水量 300～800mm；1月平均氣溫在3℃以下，7月平均氣溫18～27℃，四季分明。截至2013年末，河北省累計(jì)完成退耕還林工程建設(shè)任務(wù)186.67萬hm2[7]。

2 研究材料與方法

2.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)來源

河北省退耕還林工程生態(tài)效益專項(xiàng)監(jiān)測(cè)站和森林生態(tài)站開展的長(zhǎng)期定位檢測(cè)數(shù)據(jù)集、截至2013年底的河北省退耕還林工程資源清查數(shù)據(jù)集與權(quán)威機(jī)構(gòu)公布的社會(huì)公共資源數(shù)據(jù)。

2.2 生態(tài)效益評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

退耕還林工程生態(tài)效益評(píng)估可分為物質(zhì)量和價(jià)值量2部分，本文主要從物質(zhì)量的角度對(duì)其進(jìn)行定量評(píng)估。對(duì)河北省退耕還林工程生態(tài)效益的評(píng)估采用分布式測(cè)算法，將河北省以縣級(jí)劃分為174個(gè)單位，主要從涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和凈化大氣環(huán)境這5個(gè)方面來進(jìn)行研究[8]。各評(píng)估指標(biāo)及計(jì)算方法見2013年頒布的《退耕還林生態(tài)效益監(jiān)測(cè)評(píng)估技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與管理規(guī)范》。

3 結(jié)果與分析

3.1 各縣級(jí)區(qū)劃單位涵養(yǎng)水源、保育土壤功能生態(tài)效益評(píng)估

依據(jù)生態(tài)效益評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，各縣級(jí)區(qū)劃單位涵養(yǎng)水源、保育土壤功能生態(tài)效益評(píng)估結(jié)果，見表1。

由表1可知：各縣級(jí)區(qū)劃單位涵養(yǎng)水源功能生態(tài)效益存在明顯差距。其中，涵養(yǎng)水源功能物質(zhì)量較大的有陽(yáng)原縣、獻(xiàn)縣、黃驊、張北縣等，對(duì)應(yīng)值分別為 82.90×105、66.80×105、44.30×105、41.80×105m3/a；生態(tài)效益物質(zhì)量較小的有青縣、定興縣、淶源縣、涿鹿縣等，其對(duì)應(yīng)值分別為 5.30×105、6.40×105、3.40×105、5.19×105m3/a。

表1 河北省退耕還林工程生態(tài)效益評(píng)估

各縣級(jí)區(qū)劃單位保育土壤功能的固土和保肥2個(gè)評(píng)估指標(biāo)，其生態(tài)效益均存在明顯差距。從表1可以看出，固土功能物質(zhì)量顯著高于其他地區(qū)的是陽(yáng)原縣，為15.38×104t/a，生態(tài)效益物質(zhì)量略高的有獻(xiàn)縣、張北縣、黃驊等，其值分別為 3.67×104、2.48×104、1.69×104t/a，物質(zhì)量較小的有淶源縣、青縣、定興縣、涿鹿縣等，對(duì)應(yīng)值為 0.18×104、0.29×104、0.37×104、0.48×104t/a。各縣級(jí)區(qū)劃單位中固土物質(zhì)量較高地區(qū)主要分布在我國(guó)北部山區(qū)。保肥功能中，土壤氮物質(zhì)量陽(yáng)原縣顯著高于其他地區(qū)，為2.15×104t/a，淶源縣與涿鹿縣最低為0.03×104t/a，其他地區(qū)存在一定差距，但不大，生態(tài)效益值在0.07×104～0.55×104t/a之間；各縣級(jí)區(qū)劃單位固定土壤磷物質(zhì)量存在一定差距，但差距不大，生態(tài)效益值在0.02×104～0.46×104t/a之間變化；土壤鉀物質(zhì)量顯著高于其他地區(qū)的是陽(yáng)原縣，為14.77×104t/a，生態(tài)效益略高的地區(qū)有黃驊、蠡縣等，值為 3.20×104、2.66×104t/a，生態(tài)效益較低的地區(qū)有淶源縣、涿鹿縣等，值為0.28×104、0.30×104t/a。

3.2 各縣級(jí)區(qū)劃單位固碳釋氧、積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)功能生態(tài)效益評(píng)估

依據(jù)生態(tài)效益評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，各縣級(jí)區(qū)劃單位固碳釋氧、積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)功能生態(tài)效益評(píng)估結(jié)果見表2。

表2 河北省退耕還林工程生態(tài)效益評(píng)估

各縣級(jí)區(qū)劃單位固碳釋氧功能的固碳和釋氧2個(gè)評(píng)估指標(biāo)，其生態(tài)效益均存在一定差距。從表2可以看出：固碳功能物質(zhì)量顯著高于其它地區(qū)的是陽(yáng)原縣，為3.73×104t/a，物質(zhì)量略高的有獻(xiàn)縣、張北縣、黃驊等，其值分別為 0.89×104、0.60×104、0.41×104t/a，物質(zhì)量較小的有淶源縣、青縣、定興縣、涿鹿縣等，對(duì)應(yīng)值為 0.04×104、0.07×104、0.09×104、0.12×104t/a。釋氧功能中，物質(zhì)量顯著高于其它地區(qū)的是陽(yáng)原縣，為9.98×104t/a，生態(tài)效益略高的有獻(xiàn)縣、張北縣、黃驊等，其值分別為 2.38×104、1.61×104、1.09×104t/a，生態(tài)效益較小的有淶源縣、青縣、定興縣等，其值分別為 0.11×104、0.18×104、0.24×104t/a。各縣級(jí)區(qū)劃單位中固碳釋氧生態(tài)效益較高的地區(qū)主要分布在我國(guó)北部山區(qū)。

由表2可知：各縣級(jí)區(qū)劃單位積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)功能，生態(tài)效益存在明顯差距的是林分固氮量和固鉀量，林分固磷量有一定差距，但差距很小。其中，林分固氮量較高的有陽(yáng)原縣、獻(xiàn)縣、泊頭、黃驊等，值為2.21×104、1.78×104、1.36×104、1.34×104t/a，而涿鹿縣和定興縣林分固氮量很低，分別為0.15×104t/a和0.46×104t/a；林分固磷量最高的是獻(xiàn)縣，為0.12×104t/a，各區(qū)劃單位固磷量在 0.01×104～0.12×104t/a之間；林分固鉀量黃驊顯著高與其他地區(qū)，為1.60×104t/a，生態(tài)效益略高的有蠡縣、泊頭、孟村縣等，對(duì)應(yīng)值為0.99×104、0.93×104、0.71×104t/a，生態(tài)效益較低的有青縣、涿鹿、淶源縣等，值為0.02×104、0.07×104、0.08×104t/a。

3.3 各縣級(jí)區(qū)劃單位凈化大氣環(huán)境功能生態(tài)效益評(píng)估

依據(jù)生態(tài)效益評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，各縣級(jí)區(qū)劃單位凈化大氣環(huán)境功能生態(tài)效益評(píng)估結(jié)果見表3。

表3 河北省退耕還林工程生態(tài)效益評(píng)估

由表3可得，在凈化大氣環(huán)境功能中，各縣級(jí)區(qū)劃單位生態(tài)效益存在顯著差異的是提供負(fù)離子個(gè)數(shù)，滯塵和吸收污染物物質(zhì)量有一定差距，但差距很小。其中，提供負(fù)離子物質(zhì)量較高地區(qū)有淶源縣、黃燁等，值為 8.98×1022、8.25×1022個(gè)/a，效益較低地區(qū)有張北縣、青縣等，值為 1.02×1022、1.21×1022個(gè)/a；滯塵物質(zhì)量陽(yáng)原縣為1.21×108kg/a，顯著高于其他地區(qū)，但各區(qū)劃單位效益值在 0.03×108～1.21×108kg/a之間；吸收污染物效益陽(yáng)原縣顯著高于其他地區(qū)，為1.40×106g/a，但各區(qū)劃單位效益值在0.01×106～1.40×106g/a之間。

4 小結(jié)與討論

依據(jù)生態(tài)效益評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)河北省退耕還林工程生態(tài)效益物質(zhì)量分別從涵養(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5個(gè)方面進(jìn)行了評(píng)估。其中，涵養(yǎng)水源總物質(zhì)量為4915.00×105m3/a，參考《氣候變化對(duì)河北省水資源總量的影響》中河北省年均水資源總量約為185.2×108m3/a[9]，計(jì)算所得退耕還林涵養(yǎng)水源總物質(zhì)量占該省年均水資源總量的26.54%；固土效益為30824.4×104t/a，森林固持土壤而減少的氮、磷、鉀流失量分別為35.6×104、10.2×104、241.0×104t/a，則退耕還林工程保育土壤生態(tài)效益為31111.2×104t/a；固碳效益為3686.1×104t/a，釋氧效益為 8509.7×104t/a，則固碳釋氧生態(tài)效益為12195.8×104t/a；林分固氮量為111.4×104t/a，林分固磷量為4.9×104t/a，林分固鉀量為71.30×104t/a，則積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生態(tài)效益為187.6×104t/a；凈化大氣環(huán)境生態(tài)效益中，提供負(fù)離子效益為1142.75×1022個(gè)/a，滯塵效益為 267.08×108kg/a，吸收污染物效益為 1827.22×106g/a。

總體來說，河北省的退耕還林工程取得了較好的生態(tài)效益，對(duì)緩解大氣污染起到了積極作用，但退耕還林力度還不夠大，范圍不夠廣泛。因此，為了改善該省乃至全國(guó)的生態(tài)環(huán)境，進(jìn)一步提高生態(tài)效益，我們?cè)诩訌?qiáng)退耕還林技術(shù)研究的同時(shí)，還要在實(shí)踐中不斷推進(jìn)退耕還林工程，使河北省的生態(tài)環(huán)境平衡達(dá)到理想狀態(tài)，為我國(guó)生態(tài)環(huán)境不斷的向著良好方向發(fā)展而努力。

［1］張志旭，牛樹奎，郭泉水，等.霧靈山森林生態(tài)系統(tǒng)固碳釋氧服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（18）：175-179.

［2］《河北省節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》正式出臺(tái)［J］.石油和化工節(jié)能，2012（6）：3-4.

［3］郭欣雨.北京市退耕還林工程生態(tài)效益評(píng)價(jià)的研究［D］.北京：北京林業(yè)大學(xué)，2015.

［4］孔忠東，逯進(jìn)生，趙紅.退耕還林工程與社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的關(guān)系［J］.林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2007（1）：83-86.

［5］史良樹.SPOT-5數(shù)據(jù)在退耕還林監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究［D］.北京：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院，2004.

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［8］王紅霞，王雪松，王兵，等.河北省退耕還林工程生態(tài)效益評(píng)估［J］.中國(guó)水土保持科學(xué)，2015（1）：68-75.

［9］郝立生，閔錦忠，劉克巖.氣候變化對(duì)河北省水資源總量的影響［J］.河北師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010（4）：491-496.

［10］王紅霞，王雪松，王兵，等.河北省退耕還林工程生態(tài)效益評(píng)估［J］.中國(guó)水土保持科學(xué)，2015（1）：68-75.

［11］張舉剛，曹耀.河北省碳排放與三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整分析［J］.當(dāng)代經(jīng)濟(jì)，2013（7）：34-36.

Evaluation of Ecological Benefits from Returning Land for Farming to Forestry in Hebei

XU Guo-qiao1，SU Zhen2，ZHU Hong-bo1，ZHANG Hai-xiao3，WANG Ke-jian3，JIA Shuang-zhu3，GU Jian-cai3
（1.Hebei Mulan Weichang State Forest Farm Adminsitration，Weichang，Hebei 067000；2.Service Center of Hebei Forestry Department，Shijiazhuang，Hebei 050081；3.Agricultural University of Hebei，Baoding，Hebei 071000）

Returning farmland to forest is one of the most important forestry ecological engineering in our country，and the effect of this project has been a hot issue of social concern.The problem of returning farmland to forest project was discussed in Hebei province.From water conservation，soil conservation，carbon fixation and oxygen release，accumulation of nutrients，and purification of atmospheric environment，the ecological benefits of returning farmland to forest project were studied，according to the monitoring data of the forest ecological system location observation station and the ecological benefit evaluation of the project in Hebei.The results showed：1）E－cological function of water conservation function is 49.15×108m3/a，and the total water quality of the province accounts for 26.54%of the total annual water resources;2）Soil fixation was3082.44×105t/a，Ecological benefits of soil conservation was 3311.20×105t/a；3）The carbon fixation efficiency was 368.61×105t/a，the oxygen release efficiency was 850.97×105t/a；4） The ecological benefit of the accumulation of nutrients was 18.76×105t/a；5）Provide 1142.75×1022the negative ions annually，dust removal is 267.08 ×108kg/a，the absorption of pollutants is 18272.15 ×105g/a.In a word，the project of returning farmland to forest in Hebei province has achieved good ecological benefits，and also provided a theoretical basis and guidance for the scientific development of the new project in Hebei.

Returning farmland to forest;Ecological benefit evaluation；Forest ergineering

S326.24

A

1002-3356（2017）03-0050-04

2017-06-25

徐國(guó)巧（1982-），女，工程師，主要從事森林資源的經(jīng)營(yíng)與管理工作。