江蘇長江沿岸森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估

王 磊，萬 欣，王 火

(1.江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院, 江蘇 南京 211153; 2.江蘇揚(yáng)州城市森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站，江蘇 揚(yáng)州 225000)

森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，能改善全球氣候條件以維護(hù)人類的生存環(huán)境。近年來，日益惡化的生態(tài)環(huán)境和不斷深入的可持續(xù)發(fā)展理念，迫使人們意識到了森林生態(tài)系統(tǒng)對人類生存發(fā)展的重要性。江蘇省位于長江下游，是長江三角洲的重要組成部分。其中，長江沿岸森林資源作為天然的綠色屏障，其生態(tài)區(qū)位極為重要。它不僅能平衡和維持長江沿岸生態(tài)環(huán)境，而且對本省生態(tài)安全格局構(gòu)建、生物多樣性保護(hù)和經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。因此，開展長江沿岸森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及價值評價研究，對了解長江沿岸森林資源狀況、保護(hù)森林環(huán)境等具有重要意義。

本研究依據(jù)中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》(LY/T 1721-2008)[1]中的指標(biāo)和計算方法，結(jié)合江蘇省長江沿岸森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)及現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料，對江蘇省長江兩岸寬1 km范圍內(nèi)的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行計算，以期為今后江蘇省長江沿岸森林的保護(hù)、規(guī)劃及管理提供科學(xué)依據(jù)和理論指導(dǎo)。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

據(jù)統(tǒng)計資料顯示，長江江蘇段岸線長達(dá)430 km，長江沿岸森林植被類型極為豐富，且大多屬于水土保持類森林，農(nóng)田防護(hù)林和防風(fēng)固沙林極少。

本研究根據(jù)2018年江蘇省森林資源變更調(diào)查數(shù)據(jù)及實(shí)地調(diào)研，并結(jié)合遙感衛(wèi)片解譯，統(tǒng)計出了江蘇省范圍內(nèi)長江兩岸寬1 km范圍各植被類型的面積，如表1所示。此次評估的江蘇省長江兩岸寬1 km內(nèi)森林總面積為9 276.3 hm2，包括針葉純林、針葉混交林、闊葉純林、闊葉混交林、果樹、藥材林、灌木林等。喬木林面積為8 247.61 hm2，占總面積的89%，在喬木林中闊葉純林面積占比最大，為5 628.98 hm2，其次是針葉純林(1 069.9 hm2)和混交林(1 525.96 hm2)。在統(tǒng)計的39類植被類型中，楊樹林的面積最大，占總面積的32.2 %。茶林和藥材林面積最小。

1.2 估算方法

本研究依據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》(LY/T 1721-2008)[1]相關(guān)指標(biāo)和估算方法，并結(jié)合江蘇省長江沿岸森林的實(shí)際狀況和相關(guān)文獻(xiàn)，對江蘇省長江沿岸森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價值進(jìn)行估算。

2 估算結(jié)果

2.1 江蘇省長江兩岸寬1 km森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的總價值

經(jīng)估算，江蘇省長江兩岸寬1 km森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的總價值為17.1億元/a，各項生態(tài)服務(wù)功能價值量大小依次為：固碳釋氧(8.40億元/a)> 涵養(yǎng)水源(5.78億元/a)>生物多樣性保護(hù)(1.54億元/a)> 積累營養(yǎng)物質(zhì)(0.61億元/a)>保育土壤(0.32億元/a)> 凈化大氣環(huán)境(0.22億元/a)> 森林游憩(0.15億元/a)> 森林防護(hù)(0.08億元/a)。統(tǒng)計如表2所示。由江蘇省長江兩岸寬1 km森林生態(tài)系統(tǒng)的8大服務(wù)功能價值的占比可知，森林8大服務(wù)功能價值差異較大，其中森林固碳釋氧的功能價值占比最高，其次是涵養(yǎng)水源，森林防護(hù)和森林游憩的價值占比最低。由此可見，森林在固碳釋氧、涵養(yǎng)水源方面發(fā)揮著巨大的作用。

表2 江蘇省長江沿岸寬1 km內(nèi)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值

2.2 各植被類型森林生態(tài)服務(wù)功能總價值

本研究參考相關(guān)文獻(xiàn)資料，結(jié)合各植被類型森林面積以及生態(tài)服務(wù)功能價值的計算公式，將各植被類型森林的生態(tài)服務(wù)功能價值進(jìn)行了估算，結(jié)果如表3所示。在不同林分類型中，喬木林生態(tài)服務(wù)功能價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于灌木林、竹林及藥材林。顯然，這與喬木林的面積大密切相關(guān)，喬木林面積占總面積的89%，是灌木林面積的8倍。其中楊樹林面積最大，且其葉面積指數(shù)較其他類型樹種大，固碳釋氧、凈化大氣、積累營養(yǎng)物質(zhì)等生態(tài)服務(wù)功能都具有明顯優(yōu)勢，因此生態(tài)服務(wù)功能價值最大，為5.6億元/a，其次是闊葉混交林，為2.7億元/a，茶林及其他藥材林面積最小，生態(tài)服務(wù)功能價值也最小。

2.3 單位面積各植被類型森林生態(tài)服務(wù)功能價值

本研究對單位面積各植被類型的生態(tài)服務(wù)功能價值也進(jìn)行了統(tǒng)計，結(jié)果如表4所示。單位面積生態(tài)服務(wù)功能價值總量大小依次為闊葉混交林>針闊混交林>闊葉純林>灌木林>針葉純林。可見，單位面積混交林的生態(tài)服務(wù)功能價值高于純林。

3 分析與討論

3.1 涵養(yǎng)水源價值

森林涵養(yǎng)水源功能是指森林對降水的截留、吸收和貯存，將地表水轉(zhuǎn)為地表徑流或地下水的功能。主要功能表現(xiàn)在增加可利用水資源、凈化水質(zhì)和調(diào)節(jié)徑流3個方面。參考相關(guān)文獻(xiàn)資料[2-8]，計算得出本省長江沿岸森林單位面積涵養(yǎng)水源功能價值量最高的是針葉混交林、闊葉混交林和針闊混交林，均達(dá)到7.06萬元/a，其次是經(jīng)濟(jì)林、闊葉純林、竹林，針葉純林。其中杉木林涵養(yǎng)水源價值量最低，為4.93萬元/a。可見，林分復(fù)雜、樹種多樣、植被豐富的混交林涵養(yǎng)水源的能力最強(qiáng)，優(yōu)于單一的純林。此結(jié)論與蔡婷等[9]、黃健韜[10]的研究結(jié)果一致。研究表明，與純林相比，混交林的凋落物量多且分解快，腐殖質(zhì)增多能提高土壤肥力，且土壤疏松度和通氣性增強(qiáng)可形成最佳的土壤結(jié)構(gòu)，從而提高了滲透速度，地表徑流量減小，土壤持水性能提升，林分持水量增大。因此，在建議長江沿岸建立混交林可提升林分涵養(yǎng)水源性能。

表3 各類植被生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值 萬元/a

3.2 保育土壤價值

保育土壤功能包括固土和保肥2個方面。固土的功能價值由林地土壤侵蝕模數(shù)決定，保肥方面由各植被類型森林土壤有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀含量決定。參考相關(guān)文獻(xiàn)[3,11-14]，計算得出在研究的39中林分類型中，單位面積保育土壤價值最高的是針闊混交林，為0.47萬元/a，其他類型森林的單位面積保育土壤價值差別不大，均在0.33萬—0.38萬元/a之間。已有研究表明，針闊混交林的土壤侵蝕能力及土壤有機(jī)質(zhì)等含量均高于純林[13-14]，跟本研究結(jié)果一致。

表4 單位面積各植被生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值 萬元/(hm2·a)

3.3 固碳釋氧和積累營養(yǎng)物質(zhì)價值

在固碳釋氧和積累營養(yǎng)物質(zhì)方面，本研究參考相關(guān)文獻(xiàn)[15-23]，計算得出本省長江沿岸森林單位面積價值量最大的是闊葉混交林，分別達(dá)到9.82萬元/a和0.92萬元/a，其次是其他軟闊林和楊樹林，其他類型森林固碳釋氧和積累營養(yǎng)物質(zhì)價值差別不大。分析其原因，主要由于闊葉樹種枝繁葉茂，葉面積較其他類型樹種大，林分凈生產(chǎn)力水平高，而固碳釋氧價值主要由林分的凈生產(chǎn)力決定。有研究表明，闊葉混交林的凈生產(chǎn)力較其他純林和混交林高[17-18]，因此，闊葉混交林固碳釋氧價值最高。同時，積累營養(yǎng)物質(zhì)的價值由林分的凈生產(chǎn)力和林分含氮、磷、鉀量決定，其中各林分的含氮、磷、鉀量由于在研究文獻(xiàn)中可查閱到的數(shù)據(jù)甚少，故此次估算中按照江蘇省主要林分的林木氮、磷、鉀含量的均值[22]計算，因此，闊葉混交林積累營養(yǎng)物質(zhì)的價值最高。

3.4 凈化大氣價值

凈化大氣功能由空氣負(fù)離子濃度、吸收大氣污染物(SO2，NOX，氟化物)濃度、單位面積年滯塵量等指標(biāo)決定。在凈化大氣方面，本研究參考相關(guān)文獻(xiàn)資料[24-32]，估算得出江蘇長江沿岸森林單位面積價值量大小依次為針葉林>闊葉林>竹林>經(jīng)濟(jì)林>灌木林。值得關(guān)注的是，在林分空氣負(fù)離子濃度、吸收大氣污染物及滯塵方面，針葉林中的負(fù)離子濃度、單位面積年吸收SO2，NOX、氟化物和滯塵量均高于其他類型喬灌木類型。這與關(guān)蓓蓓等[33]、郭益力等[34]、文璐[35]、 魏愛麗等[36]的研究結(jié)果基本一致。

4 結(jié)論

(1)江蘇長江沿岸寬1 km森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的總價值為17.1億元/a，其中森林固碳釋氧的功能價值占比最高，其次是涵養(yǎng)水源，森林防護(hù)和森林游憩的價值占比最低。

(2)江蘇省長江沿岸寬1 km內(nèi)39種植被類型森林中，生態(tài)服務(wù)功能總價值最高的是楊樹林(5.6億元/a)，其次是闊葉混交林(2.7億元/a)，茶林及其他藥材林生態(tài)服務(wù)功能價值最小。

(3)單位面積生態(tài)服務(wù)功能價值總量大小依次為闊葉混交林>針闊混交林>闊葉純林>灌木林>針葉純林。單位面積混交林的生態(tài)服務(wù)功能價值高于純林。

綜上所述，江蘇應(yīng)大力發(fā)展長江沿岸的闊葉混交林建設(shè)，以增加長江沿岸森林整體的生態(tài)服務(wù)價值，同時運(yùn)用多種監(jiān)測手段監(jiān)測長江沿岸森林面積和樹種變化等。此外，建議在江蘇長江沿岸增設(shè)森林生態(tài)監(jiān)測站點(diǎn)，為長江沿岸森林的保護(hù)管理及合理利用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。