冀北山地森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估

冀北山地森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估

森林是地球生態(tài)系統(tǒng)的主體，森林是國(guó)家最重要的自然資源和戰(zhàn)略資源。它在確保木材和木材產(chǎn)品的供應(yīng)和土壤生態(tài)安全方面發(fā)揮著中心作用，在應(yīng)對(duì)全球氣候變化方面發(fā)揮著特殊作用。森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是森林生態(tài)系統(tǒng)在其維持其本身結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,通過(guò)各種生態(tài)過(guò)程所形成的維持人類(lèi)賴以生存的環(huán)境條件及其效益,主要體現(xiàn)在森林所提供的各種生態(tài)服務(wù)功能,如森林的涵養(yǎng)水源、保持水土、防風(fēng)固沙、改善環(huán)境、保護(hù)物種多樣性、調(diào)節(jié)小氣候、固碳釋氧、森林游憩、生態(tài)文化及其各種林產(chǎn)品的輸出等。森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能其價(jià)值評(píng)估能夠使人們重新認(rèn)識(shí)森林及其與人類(lèi)的關(guān)系,進(jìn)一步了解森林的價(jià)值,體現(xiàn)森林的三大效益。Costanza等率先開(kāi)展了對(duì)全球生物圈生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的首次估算,為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和價(jià)值評(píng)估的研究奠定了基礎(chǔ),并不斷發(fā)展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估的理論與方法。近年來(lái)我國(guó)許多學(xué)者也開(kāi)展了對(duì)不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型服務(wù)功能及其價(jià)值的評(píng)估研究[3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13],并嘗試將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值納入國(guó)民經(jīng)濟(jì)核算體系和生態(tài)補(bǔ)償工作中,從而更好地為保護(hù)生態(tài)自然資源提供資金支持。本文通過(guò)對(duì)冀北山地森林生態(tài)服務(wù)功能的物質(zhì)量和價(jià)值量的進(jìn)行詳細(xì)評(píng)估,以期為綠色GDP的核算以及生態(tài)效益補(bǔ)償提供參考,實(shí)現(xiàn)冀北山區(qū)林業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。1京津唐地區(qū)冀北山地指華北平原向內(nèi)蒙古高原過(guò)渡地區(qū),由山地和山間盆地組合而成的區(qū)域。包括承德市豐寧、圍場(chǎng)、隆化、灤平、承德、平泉縣,雙橋、雙灤區(qū),以及張家口市崇禮、赤城縣。該區(qū)為京津唐地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和生態(tài)安全提供了重要保障。地理位置為39°30′～42°37′N(xiāo),116°48′～119°15′E,海拔1011～1230m。該地區(qū)具有水熱同季,冬長(zhǎng)夏短、四季分明、晝夜溫差大的特征,無(wú)霜期67～128d,年平均氣溫-1.4～4.7℃,年均降水量380～560mm,主要集中在7—9月,占全年降水量的78%;年均蒸發(fā)量1462.9～1556.8mm,平均相對(duì)濕度63%;土壤為棕壤。2生態(tài)功能評(píng)估方法所使用的資源數(shù)據(jù)來(lái)源于2005年承德市和張家口市的二類(lèi)森林資源清查資料。在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用2008年頒布的《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)中的評(píng)估方法,《規(guī)范》中生物多樣性保護(hù)功能采用Shannon-Wiener指數(shù)法,因該方法對(duì)稀缺物種存在價(jià)值估算結(jié)果偏低問(wèn)題,因此,本文采用了王兵等提出的經(jīng)瀕危系數(shù)修正后的森林生態(tài)系統(tǒng)物種保育價(jià)值計(jì)算方法。生態(tài)功能指標(biāo)的相關(guān)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于課題組成員在研究區(qū)野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),同時(shí)也參考了國(guó)內(nèi)研究學(xué)者的相關(guān)文獻(xiàn)[7,8,9,10,11,12,13,14]。結(jié)合冀北山區(qū)的行政區(qū)劃,定量分析和評(píng)價(jià)該地區(qū)主要植被類(lèi)型的涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳制氧、營(yíng)養(yǎng)積累、凈化環(huán)境、森林游憩的物質(zhì)量和價(jià)值量。3結(jié)果與分析3.1森林生態(tài)系統(tǒng)功能的物質(zhì)質(zhì)量3.1.1涵養(yǎng)水源的物質(zhì)量、水資源量和生態(tài)系統(tǒng)以冀北山地二類(lèi)森林資源清查資料(2005年)為基礎(chǔ),運(yùn)用《規(guī)范》中的評(píng)估方法,對(duì)冀北山地森林生態(tài)服務(wù)功能的物質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)評(píng)估,結(jié)果表明:冀北山地森林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源的物質(zhì)量為358614.10萬(wàn)m3/a;固土3244.57萬(wàn)t/a,減少N損失4.60萬(wàn)t/a,減少P損失1.23萬(wàn)t/a,減少K損失21.30萬(wàn)t/a,減少有機(jī)質(zhì)損失137.14萬(wàn)t/a;固碳409.67萬(wàn)t/a,釋氧936.47萬(wàn)t/a;林木積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(N,P,K)21.18萬(wàn)t/a;吸收二氧化硫15417.85萬(wàn)kg/a,吸收氟化物574.30萬(wàn)kg/a,吸收氮氧化物952.48萬(wàn)kg/a。3.1.2功能最大的樹(shù)種是環(huán)境不同植被類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)功能的物質(zhì)量如表1所示,可以看出,在各項(xiàng)功能中,涵養(yǎng)水源功能的物質(zhì)量最大,不同植被類(lèi)型涵養(yǎng)水源功能最大的樹(shù)種是柞樹(shù),為84286.20萬(wàn)m3/a,樟子松最小僅為29.92萬(wàn)m3/a,其各樹(shù)種排序?yàn)?柞樹(shù)>樺樹(shù)>灌木林>油松>山杏>落葉松>刺槐>楊樹(shù)>經(jīng)濟(jì)林>榆樹(shù)>側(cè)柏>椴樹(shù)>核桃楸>柳樹(shù)>五角楓>樟子松。不同植被固碳釋氧量排序?yàn)?柞樹(shù)>樺樹(shù)>山杏>油松>灌木林>落葉松>刺槐>楊樹(shù)>榆樹(shù)>經(jīng)濟(jì)林>側(cè)柏>椴樹(shù)>核桃楸>柳樹(shù)>五角楓>樟子松。3.2森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值3.2.1水源涵養(yǎng)與森林游憩價(jià)值的比較冀北山地森林涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳制氧、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累、凈化大氣、生物多樣性保護(hù)、森林游憩7項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)功能的總價(jià)值為579.13億元/a。其中,水源涵養(yǎng)的價(jià)值最大(294.09億元/a)所占比例為50.78%;其次為固碳釋氧價(jià)值(142.81億元/a),所占比例為24.66%;物種保育價(jià)值為87.37億元/a,所占比例為15.09%;森林游憩價(jià)值最小(0.67億元/a),所占比例為0.11%(表2)。森林涵養(yǎng)水源、固碳釋氧和物種保育三種生態(tài)功能所提供的價(jià)值總和為524.27億元/a,所占比例為90.53%,這3項(xiàng)功能在冀北山地森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值中占有重要位置。3.2.2單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值冀北山地16個(gè)樹(shù)種中,6項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(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)境和生物多樣性保護(hù))價(jià)值量最高的是柞樹(shù),為144.30億元/a,樟子松最低,為0.04億元/a。各樹(shù)種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的排序?yàn)?柞樹(shù)(144.30億元/a)>樺樹(shù)(112.08億元/a)>山杏(82.74億元/a)>油松(74.01億元/a)>灌木林(65.68億元/a)>落葉松(42.35億元/a)>刺槐(25.60億元/a)>楊樹(shù)(14.08億元/a)>榆樹(shù)(7.11億元/a)>經(jīng)濟(jì)林(6.61億元/a)>側(cè)柏(2.47億元/a)>椴樹(shù)(0.62億元/a)>核桃楸(0.30億元/a)>柳樹(shù)(0.23億元/a)>五角楓(0.22億元/a)>樟子松(0.04億元/a)(圖1)。冀北山地核桃楸提供的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最大,為4.50元/(hm2·a),其次是椴樹(shù)(3.51元/(hm2·a)),經(jīng)濟(jì)林和灌木林的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最小,分別為2.64元/(hm2·a)和2.13元/(hm2·a)。冀北山地主要植被類(lèi)型的單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值依次為核桃楸>椴樹(shù)>樺樹(shù)>柳樹(shù)>榆樹(shù)>油松>刺槐>山杏>五角楓>柞樹(shù)>落葉松>楊樹(shù)>側(cè)柏>樟子松>經(jīng)濟(jì)林>灌木林(圖2)。4森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的提取1)冀北山地森林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)、保育土壤、固碳制氧、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累、凈化環(huán)境、生物多樣性保護(hù)、森林游憩所提供的服務(wù)價(jià)值為579.13億元/a,巨大生態(tài)價(jià)值對(duì)人類(lèi)的貢獻(xiàn)比林副產(chǎn)品提供的價(jià)值更顯著,發(fā)揮著不可替代的作用。其各項(xiàng)生態(tài)功能排序?yàn)楹B(yǎng)水源價(jià)值(294.09億元/a)>固碳釋氧價(jià)值(142.81億元/a)>物種保育價(jià)值(87.37億元/a)>保育土壤價(jià)值(27.20億元/a)>營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累價(jià)值(25.04億元/a)>凈化大氣價(jià)值(1.95億元/a)>森林游憩價(jià)值(0.67億元/a)。研究區(qū)森林涵養(yǎng)水源、固碳釋氧和生物多樣性保護(hù)的價(jià)值分別占總價(jià)值的50.78%,24.66%,15.09%,合計(jì)占總價(jià)值的90.53%。說(shuō)明這3項(xiàng)功能在冀北山地森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值中占有重要位置,是冀北山地森林的主要生態(tài)功能。本地區(qū)在森林游憩方面的價(jià)值量較少,僅占總價(jià)值量的0.11%,說(shuō)明當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)發(fā)展尚不成熟,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)積極發(fā)展旅游業(yè),但同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)自然資源的保護(hù)和生態(tài)環(huán)境建設(shè),維持包括森林資源在內(nèi)的自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能完整性,保護(hù)地球生命支持系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。2)核桃楸、椴樹(shù)和樺樹(shù)是冀北山地典型地帶性植被,其單位面積森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值位于主要植被的前列,要加強(qiáng)對(duì)核桃楸、椴樹(shù)和樺樹(shù)的保護(hù)力度。經(jīng)濟(jì)林雖然其單位面積生態(tài)價(jià)值處于較低水平,但其可以直接為農(nóng)民帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益,不容忽視。灌木林的