定量評(píng)價(jià)塔里木河胡楊林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值,生態(tài)環(huán)境保護(hù)論文

定量評(píng)價(jià)塔里木河胡楊林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值,生態(tài)環(huán)境保護(hù)論文生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值指人類從生態(tài)系統(tǒng)中所獲得的所有惠益。自Ehrlich初次提出以來，已逐步引起了生態(tài)學(xué)界的廣泛重視。森林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值主要是指森林系統(tǒng)及其生態(tài)經(jīng)過為人類活動(dòng)提供的自然環(huán)境條件和經(jīng)濟(jì)效用。國際上針對(duì)森林生態(tài)服務(wù)價(jià)值的研究較早，主要集中在森林現(xiàn)存的服務(wù)價(jià)值和森林受損區(qū)恢復(fù)價(jià)值等方面;國內(nèi)的相關(guān)研究起步較晚，主要是對(duì)區(qū)域或單個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值以及系統(tǒng)單項(xiàng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估，而在流域、自然保衛(wèi)區(qū)等尺度上的研究較少。胡楊主要分布在中亞、西亞和地中海地區(qū)，是世界上古老貴重的物種之一，也是塔里木河流域唯一的成林樹種，對(duì)于維護(hù)荒漠脆弱的生態(tài)平衡具有特別重要的作用。當(dāng)前，國內(nèi)有關(guān)胡楊林生態(tài)服務(wù)價(jià)值的研究大都集中在和田河流域、無定河上游等地區(qū)，對(duì)塔里木河流域的胡楊林研究較為少見。基于此，文中研究選取塔里木盆地胡楊林公園為研究區(qū)，定量評(píng)價(jià)胡楊林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值，有助于深切進(jìn)入認(rèn)識(shí)胡楊森林生態(tài)系統(tǒng)的重要性，保證其生態(tài)服務(wù)功能的正常發(fā)揮，為森林的合理經(jīng)營、永續(xù)利用提供科學(xué)根據(jù)。1、研究區(qū)大概情況塔里木盆地位于中國的西北內(nèi)陸干旱區(qū)，處于天山和昆侖山、阿爾金山之間，面積達(dá)53104km2，是中國面積最大的內(nèi)陸盆地。盆地內(nèi)日照時(shí)數(shù)2780～2980h，太陽年總輻射5692～6360MJm－2，年降水量僅為20～50mm，年蒸發(fā)量高達(dá)2500～3000mm，屬極為干旱的溫帶荒漠氣候。盆地內(nèi)塔里木河及其支流的河漫灘和兩岸低階地上發(fā)育著由喬木、灌木和草本植物所組成的干旱區(qū)河岸稀疏植被。喬木主要是胡楊(Populuseuphratica)，灌木主要有多枝檉柳(Tamarixramosissima)、鈴鐺刺(Halimodendronhalodendron)等，草本植物主要有蘆葦(Phragmitescommunis)、花花柴(Kareliniacaspica)等。2、研究方式方法塔里木胡楊保衛(wèi)區(qū)主要分布于尉犁和輪臺(tái)兩縣境內(nèi)，總面積為39．54104hm2，占塔里木河流域現(xiàn)有天然林地的60．83%。在這里研究中，運(yùn)用物質(zhì)量評(píng)價(jià)法(PAM)與價(jià)值量評(píng)價(jià)法(VAM)相結(jié)合的方式方法，對(duì)其生態(tài)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行綜合評(píng)估。2．1固定CO2價(jià)值Q(t)=A(t)－Rd(t)－Rs(t)式中:Q為固定CO2的量(t/(hm2a));A為凈第一生產(chǎn)力同化的CO2量(t/(hm2a));Rd為凋落物層呼吸釋放的CO2量(t/(hm2a));Rs為土壤呼吸釋放的CO2量(t/(hm2a))。2．2內(nèi)涵修養(yǎng)水源價(jià)值首先利用水量平衡法計(jì)算森林內(nèi)涵修養(yǎng)的水量，再運(yùn)用影子工程法對(duì)其價(jià)值進(jìn)行評(píng)估。W=(R－E)A=RA式中:W為內(nèi)涵修養(yǎng)水源的量(m3/a)，R為區(qū)域內(nèi)的平均降雨量(mm/a);E為區(qū)內(nèi)的平均蒸發(fā)量(mm/a);A為研究區(qū)面積(hm2);為徑流系數(shù)。2．3凈化水質(zhì)價(jià)值森林能夠去除水中的營養(yǎng)鹽和重金屬，以凈化水質(zhì)。文中采用工業(yè)成本法來評(píng)估森林凈化水質(zhì)的價(jià)值。Et=EjPj=Max{Tj/Nj%}Pj式中:Et為凈化N、P的價(jià)值(元/a);Ej為森林所凈化的水量(t/a);Pj為污水處理廠去除污水的單位費(fèi)用(元/t);Tj為森林所凈化的N、P量;Nj%為所凈化的水中所含N、P比重;Tj/Nj%的最大值為森林所凈化的總水量Ej。2．4生態(tài)旅游的服務(wù)價(jià)值由于研究區(qū)內(nèi)的胡楊林已遭到了封育保衛(wèi)，難以準(zhǔn)確地計(jì)算其旅游服務(wù)價(jià)值，只能對(duì)其潛在的旅游價(jià)值進(jìn)行估算:Pa(t)=TV(t)+Pb(t)+pm0Y(x)d(x)(t)式中:Pa為生態(tài)旅游價(jià)值;TV為旅行費(fèi)用支出;Pb為旅游時(shí)間價(jià)值;Pm為增加費(fèi)用最大值;Y(x)為旅游費(fèi)用與旅游人次之間的函數(shù)關(guān)系;Y為增加費(fèi)用;x為旅游人次;t為年度。3、結(jié)果與分析塔里木胡楊林自然保衛(wèi)區(qū)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值可分為間接服務(wù)價(jià)值和直接服務(wù)價(jià)值，詳細(xì)的價(jià)值分類(圖1)。3．1．1生產(chǎn)有機(jī)質(zhì)價(jià)值保衛(wèi)區(qū)胡楊林的年生長總量為9．41105t，有機(jī)質(zhì)參數(shù)為2．339，兩者相乘，即得生產(chǎn)有機(jī)質(zhì)價(jià)值22108元/年。3．1．2調(diào)節(jié)氣候價(jià)值(1)固定CO2和制造O2的價(jià)值。由光合作用和呼吸作用的反響式而得，植物每生產(chǎn)1kg干物質(zhì)，就需要1．63kg的CO2，所以研究區(qū)內(nèi)天然胡楊林每年固定CO2的量為1．53109kg。根據(jù)造林成本法計(jì)算得固定CO2的價(jià)值為1．39108元;保衛(wèi)區(qū)內(nèi)胡楊林每年釋放氧氣1．15109kg，其價(jià)值為4．04108元。(2)增加降水的價(jià)值。研究區(qū)內(nèi)年均降水量35mm，以森林增加降水的下限值10%［22］為基礎(chǔ)，利用影子工程法［18］，得其增加降水的價(jià)值為0．0927108元。所以，其氣候調(diào)節(jié)價(jià)值平均約為5．52108元/年。3．1．3土壤構(gòu)成與保衛(wèi)價(jià)值(1)養(yǎng)分循環(huán)與積累價(jià)值。利用中國森林N、P、K含量平均參數(shù)，研究區(qū)內(nèi)胡楊林每年吸收營養(yǎng)物質(zhì)的量為:N=9．41108kg4．20610－3=3958103kgP=9．41108kg0．89110－3=838103kgK=9．41108kg1．81410－3=1707103kg三種營養(yǎng)元素總吸收量為6503t。根據(jù)俄羅斯復(fù)合肥在中國市場的銷售價(jià)計(jì)，胡楊林吸收養(yǎng)分價(jià)值為65031800/0．46=0．2545108元/年。(2)保衛(wèi)土壤價(jià)值。研究區(qū)內(nèi)假如沒有胡楊林，土壤侵蝕和肥力流失所引起的經(jīng)濟(jì)損失即為胡楊林保衛(wèi)土壤的價(jià)值。有林和無林條件下土壤的侵蝕差異比平均為30mm/年，該值與森林面積的乘積即為土壤的侵蝕量，故區(qū)域每年潛在土壤侵蝕量為1．186108m3，合1．66108t;研究區(qū)實(shí)際侵蝕量是1．30108t，每年減少的土壤侵蝕量是0．36108t。以土壤表土平均厚度0．6m作為森林土層厚度，則每年減少土地?fù)p失面積4286hm2。全國林業(yè)年均收益為282．17元hm－2，所以減少的土壤侵蝕量價(jià)值為0．0121108元。每年減少的土壤中的全N、全P的損失的經(jīng)濟(jì)價(jià)值是1．55108元。保衛(wèi)土壤的價(jià)值為兩者之和，為1．562108元。(3)防風(fēng)固沙價(jià)值。人工植樹造田進(jìn)行防風(fēng)固沙的成本為450元hm－2，以此為基礎(chǔ)，得胡楊林防風(fēng)固沙價(jià)值為1．78108元。保衛(wèi)區(qū)胡楊林土壤構(gòu)成和保衛(wèi)的價(jià)值為3．60108元/年。3．1．4水分調(diào)節(jié)(內(nèi)涵修養(yǎng)水源)價(jià)值在該區(qū)內(nèi)，內(nèi)涵修養(yǎng)水源價(jià)值主要是指對(duì)降水內(nèi)涵修養(yǎng)的價(jià)值。我們國家森林年蒸散量的平均值為56%，徑流系數(shù)為0．44。整個(gè)流域年均降水量為35mm，則胡楊林每年內(nèi)涵修養(yǎng)的水源量為6．09106m3。根據(jù)1988－1991年全國水庫建設(shè)投資測算，每建設(shè)1m3庫容需投入的成本費(fèi)為0．67元，所以胡楊林內(nèi)涵修養(yǎng)水源的價(jià)值為0．0408108元/年。3．1．5對(duì)環(huán)境污染的凈化價(jià)值(1)SO2的降解價(jià)值。森林吸收SO2的能力平均為215．6kghm－2，而每處理100tSO2所消耗的費(fèi)用為5萬元，機(jī)器運(yùn)行的能源投入約為1萬元(ta)－1，因此胡楊林吸收SO2所省去的費(fèi)用約為0．426108元。(2)滯留過濾降塵和飄塵。溫帶闊葉林的滯塵能力值為10．10thm－2a－1，所以保衛(wèi)區(qū)內(nèi)胡楊林對(duì)降塵和飄塵的滯留過濾量為3．99106ta－1;因削減粉塵所需的工業(yè)投入為170元t－1，故此項(xiàng)服務(wù)的價(jià)值為6．78108元。保衛(wèi)區(qū)內(nèi)胡楊林凈化空氣的價(jià)值為上述兩項(xiàng)之和，為7．206108元。(3)凈化水質(zhì)。根據(jù)國家二級(jí)污水處理廠處理污水的成本1600－3300元10－4t，Pj取平均值2450元10－4t，可得此項(xiàng)服務(wù)價(jià)值0．17108元。胡楊林對(duì)環(huán)境污染的凈化價(jià)值，為7．376108元。3．1．6生物多樣性的維持(1)保證動(dòng)物棲息的價(jià)值。若將塔里木盆地胡楊林保衛(wèi)區(qū)視作一大型的動(dòng)物園，以10000萬元作為投資額，按5%的年利息計(jì)算，得此服務(wù)的價(jià)值為0．05108元。(2)增加生物多樣性。采伐森林造成了生物多樣性的降低。有研究資料表示清楚，生物多樣性的價(jià)值量損失為400美元hm－2。為保衛(wèi)我們國家的森林資源，社會(huì)的支付意愿為112美元hm－2，因此胡楊林增加生物多樣性價(jià)值為7．083108元。(3)病蟲害防治。文中采用1995年全國林地防治平均費(fèi)用的略高值5元hm－2a－1，得胡楊林的此項(xiàng)價(jià)值為0．01977108元/年。胡楊林的生物多樣性的維系價(jià)值為7．153108元。3．1．7娛樂文化價(jià)值(1)科研文化價(jià)值。Costanza等人指出全球溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)的科研文化功能價(jià)值的平均值為199元hm－2，得胡楊林的科研文化價(jià)值為0．787108元。(2)生態(tài)旅游價(jià)值。根據(jù)所獲得的相關(guān)資料，得出研究區(qū)域天然胡楊林的生態(tài)旅游服務(wù)價(jià)值為0．15073108元/年。所以其娛樂文化價(jià)值為0．938108元/年。3．2直接價(jià)值計(jì)算3．2．1木材價(jià)值的評(píng)估當(dāng)前，胡楊林群落的生產(chǎn)力平均為2．38thm－2a－1，所以，保衛(wèi)區(qū)內(nèi)胡楊林每年的木材蓄積量為9．41105t，當(dāng)前市場上胡楊木材的平均價(jià)格是600元m－3，所以胡楊林生產(chǎn)木材的價(jià)值為9．41105/0．6600=9．41108元。3．2．2原料價(jià)值的評(píng)估胡楊在其生長的經(jīng)過中能夠產(chǎn)出胡楊堿，運(yùn)用市場價(jià)值法，算得此項(xiàng)服務(wù)的價(jià)值為0．0286108元。所以胡楊林的直接價(jià)值為9．44108元。3．3胡楊林生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)估由3．1與3．2的內(nèi)容與結(jié)果，得研究區(qū)內(nèi)胡楊林的生態(tài)服務(wù)價(jià)值(表1)。從表1中能夠得出，塔里木盆地天然胡楊林保衛(wèi)區(qū)生態(tài)服務(wù)功能的總價(jià)值為56．07108元/年，華而不實(shí)間接價(jià)值為46．63108元/年，直接價(jià)值為9．44108元/年，胡楊林的間接服務(wù)價(jià)值遠(yuǎn)高于其直接服務(wù)價(jià)值，對(duì)人類的生存與發(fā)展至關(guān)重要。因而，胡楊林保衛(wèi)區(qū)的建立對(duì)塔里木盆地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)以及塔里木河流域生態(tài)環(huán)境的改善具有重要的意義。4、討論(1)在塔里木河流域，胡楊是唯一能夠成林的樹種，具有生產(chǎn)有機(jī)質(zhì)、內(nèi)涵修養(yǎng)水源、生物多樣性維持、調(diào)節(jié)氣候、凈化環(huán)境等重要的功能，在抑制流域內(nèi)荒漠化擴(kuò)大、維持區(qū)域內(nèi)的生態(tài)平衡等方面都具有重要的作用。塔里木盆地胡楊林保衛(wèi)區(qū)生態(tài)服務(wù)總價(jià)值為56．07108元/年。文中將胡楊林的生態(tài)服務(wù)價(jià)值貨幣化，愈加直觀地表示清楚胡楊林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值對(duì)于人類活動(dòng)與社會(huì)發(fā)展的重要性，以便為胡楊林保衛(wèi)與該地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展提供根據(jù)。(2)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估與生態(tài)學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)等多個(gè)學(xué)科相聯(lián)絡(luò)。全面認(rèn)識(shí)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值、科學(xué)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系以及怎樣選取評(píng)價(jià)方式方法是本研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)?，F(xiàn)今已在塔里木盆地建立了世界胡楊林公園保衛(wèi)區(qū)，區(qū)內(nèi)有效的森林管理形式和管理制度保證了胡楊林保衛(wèi)區(qū)的完好性。同時(shí)又經(jīng)過了考察與調(diào)研，數(shù)據(jù)真實(shí)，指標(biāo)體系科學(xué)，結(jié)果與前人的研究成果相符合，并且更具有針對(duì)性和代表性。(3)文中計(jì)算的幾種生態(tài)功能價(jià)值即為中國當(dāng)下狀況下胡楊生態(tài)系統(tǒng)主要的服務(wù)價(jià)值。這些數(shù)值清楚地講明了胡楊林在維系和促進(jìn)流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中的宏大作用。由于塔里木盆地特殊的地理位置以及今后經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，必須加強(qiáng)對(duì)塔里木胡楊林生態(tài)系統(tǒng)功能的保衛(wèi)，十分重視對(duì)受損生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的恢復(fù)。5、結(jié)論(1)塔里木河胡楊林保衛(wèi)區(qū)的總面積為39．54104hm2，其生態(tài)服務(wù)價(jià)值的平均值為56．07108元/年，森林的生態(tài)服務(wù)價(jià)值特別宏大。保衛(wèi)并發(fā)展森林資源，使其充分發(fā)揮服務(wù)價(jià)值，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的意義。(2)在塔里木胡楊林生態(tài)服務(wù)的總價(jià)值中，生產(chǎn)有機(jī)質(zhì)價(jià)值為22108元，生產(chǎn)木材價(jià)值為9．41108元，分別占39．24%、16．78%，這兩種價(jià)值與人們的生活最為密切;但是其他服務(wù)價(jià)值仍然占到44%左右，也不可忽視。(3)研究區(qū)內(nèi)胡楊林生態(tài)系統(tǒng)的間接服務(wù)價(jià)值為46．63108元，遠(yuǎn)高于直接服務(wù)價(jià)值的9．44108元，這與人們固有的觀念顯著不同?？梢?，在進(jìn)行林業(yè)經(jīng)營時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注森林生態(tài)系統(tǒng)間接服務(wù)功