廣西森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估

廣西森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估

森林作為地球生態(tài)系統(tǒng)的主體，自古以來就是世界學術(shù)界的中心。森林生態(tài)系統(tǒng)所提供的服務(wù)可以是直接的,也可以是間接的;可以是有形的,也可以是無形的。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人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用(Daly,1997)。而對森林生態(tài)系統(tǒng)的評估則是一個系統(tǒng)、復雜的工程。目前,水土流失、土地荒漠化、濕地退化、生物多樣性減少等問題依然較為嚴重,森林在維護國土生態(tài)安全中的重要作用尚未充分發(fā)揮出來。隨著工業(yè)文明的發(fā)展和全球氣候變暖的加劇,森林的保持水土、涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、凈化空氣、美化環(huán)境等生態(tài)服務(wù)功能日益引起人們的重視。近來,對森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能尤其是森林的涵養(yǎng)水源、固碳釋氧等研究報道也較多(王兵等,2007,2009;張永明,2008;李少寧等,2007;張樂勤等,2011)。因此,客觀、動態(tài)、科學地評估森林的生態(tài)服務(wù)功能,對于加深人們的環(huán)境意識,加強林業(yè)建設(shè)在國民經(jīng)濟中的生態(tài)環(huán)境的主導地位,提高森林經(jīng)營管理水平,加快將環(huán)境納入國民經(jīng)濟核算體系及正確處理社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護之間的關(guān)系具有重要的現(xiàn)實意義(Costanza,1997;Bolund,1999)。1廣西壯族自治區(qū)總結(jié)1.1氣候、水文條件廣西地處中國南部,位于20°54′~26°24′N,104°28′~112°04′E。屬云貴高原向東南沿海丘陵過渡地帶,地勢總的概貌是西北高,東南低,四周多山,呈盆地狀,有“廣西盆地”之稱。廣西地跨北熱帶、南亞熱帶、中亞熱帶。氣候既受季風環(huán)流控制,又受熱帶海洋影響,具有明顯的季風氣候特點,氣溫較高,熱量豐富。年均氣溫在17~23℃之間,年平均日照時數(shù)1396h,≥10℃年積溫5000~8300℃,無霜期多在300d以上。年降水量1100~2800mm。土壤主要由頁巖、砂巖、花崗巖、玄武巖、第四紀紅土及碳酸鹽類的石灰?guī)r等風化的殘積母質(zhì)發(fā)育而成,主要有磚紅壤、赤紅壤、紅壤、黃壤、黃棕壤,局部有草甸土。境內(nèi)河流眾多,年徑流量1604.5億立方米,主要河流為珠江流域西江和北江兩大水系,流域面積占陸地面積的86%。廣西地處低緯度,氣候溫暖濕潤,物種資源豐富,生物種類居全國第三位。自然植被有5個植被型組,14個植被型,26個植被亞型,369個群系。境內(nèi)植被具有明顯的南亞熱帶和中亞熱帶性質(zhì),地帶性植被為南亞熱帶溝谷雨林、季雨林、中亞熱帶常綠闊葉林。1.2數(shù)量和經(jīng)濟效益廣西經(jīng)濟保持平穩(wěn)增長,自2002年起連續(xù)7年增長速度保持在10%以上。2008年全區(qū)實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)7171.58億元,比上年增長了12.8%。第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)的增加值分別為1453.9、3037.7、2679.9億元,分別比上年增長5.1%、17.4%和11.7%。按常住人口計算人均地區(qū)生產(chǎn)總值14966元,比上年增長11.7%。農(nóng)民人均純收入3690元,比上年增長12.6%。全年實現(xiàn)林業(yè)總產(chǎn)值670.07億元,比上年增長27.2%。2評估森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的方法2.1廣西森林生態(tài)服務(wù)效益評價以廣西壯族自治區(qū)2009年森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)和廣西壯族自治區(qū)固樣地數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ),輔以森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站的長期觀測數(shù)據(jù)集為依托,價值量計算時增加權(quán)威機構(gòu)公布的社會公共數(shù)據(jù),并結(jié)合廣西林業(yè)勘測設(shè)計院提供的評估參數(shù),綜合運用生態(tài)學、水土保持學、經(jīng)濟學等理論方法,由點上剖析推至面上分析,從物質(zhì)量和價值量兩個方面,對廣西森林生態(tài)服務(wù)功能進行了效益評價。2.2森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估結(jié)合廣西森林資源特點,由于森林防護、降低噪音等指標計算方法不太成熟,所以本文不涉及森林防護、降低噪音的功能和價值。因此,廣西森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指標體系包括涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營養(yǎng)物質(zhì)、凈化大氣環(huán)境、生物多樣性保護、森林游憩7項功能12個指標,評估方法則以《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》(LY/T1721-2008)林業(yè)行業(yè)標準為依據(jù)(王兵等,2004,2007a,b,2008),具體評估公式和評估方法詳見表1。3結(jié)果與分析3.1廣西森林資源現(xiàn)狀3.1.1林分及未造林地面積據(jù)2009年廣西森林資源二類調(diào)查(廣西壯族自治區(qū)林業(yè)勘測設(shè)計院,2005,2008),全區(qū)土地總面積2377.39萬公頃。其中,林地面積1577.54萬公頃,占66.36%。林地面積中,有林地1031.71萬公頃,占65.40%;疏林地4.54萬公頃,占0.29%;灌木林地350.24萬公頃,占22.20%;未成林造林地45.94萬公頃,占2.91%;其它林地145.11萬公頃,占9.20%。全區(qū)活立木總蓄積58011.5萬立方米,其中喬木林蓄積57329.5萬立方米,占91.82%,疏林蓄積63.6萬立方米,占0.11%,散生木、四旁樹蓄積618.4萬立方米,占1.07%。3.1.2桉、松、林類5.全區(qū)有林地、灌木林地按優(yōu)勢樹種歸納為松類、杉木、櫟類、硬闊類、桉類、軟闊類、喬木經(jīng)濟林、竹林、紅樹林、灌木經(jīng)濟林、土山灌木林、石山灌木林等12個樹種組。其面積、蓄積詳見表2。其中有林地按優(yōu)勢樹種(組)面積和蓄積劃分,松類246.62萬公頃,占24.76%;蓄積17291.42萬立方米,占24.76%;杉木128.92萬公頃,占12.94%;蓄積11784.16萬立方米,占20.56%;櫟類34.85萬公頃,占3.50%;蓄積1886.60萬立方米,占3.29%;硬闊類30.30萬公頃,占3.04%;蓄積1421.34萬立方米,占2.48%;速生桉164.21萬公頃,占16.48%;蓄積7320.27萬立方米,占12.77%;軟闊類333.55萬公頃,占33.48%;蓄積16632.62萬立方米,占29.01%;經(jīng)濟林57.70萬公頃,占5.79%;蓄積993.11萬立方米,占1.73%。3.2廣西森林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源量根據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》的評價方法,得出廣西涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、林木營養(yǎng)積累、凈化大氣森林5個方面16個功能項指標的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能物質(zhì)量(生物多樣性保護和森林游憩無物質(zhì)量)。具體評估結(jié)果見表3。廣西森林生態(tài)系統(tǒng)每年涵養(yǎng)水源量465.49億立方米;固土43241.86萬噸,減少N損失61.69萬噸,減少P損失20.80萬噸,減少K損失698.0萬噸,減少有機質(zhì)損失1227.56萬噸;固碳4870.15萬噸(折算成吸收二氧化碳17857.22萬噸),釋氧12121.96萬噸;林木積累N51.61萬噸,積累P6.40萬噸,積累K29.19萬噸;提供負離子79.48×1019個,吸收二氧化硫171284.67萬公斤,吸收氟化物14434.33萬公斤,吸收氮氧化物15723.15萬公斤,滯塵4818億公斤。3.3碳的吸收效率廣西森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能單位面積物質(zhì)量評估結(jié)果見表4。森林生態(tài)系統(tǒng)每年每公頃涵養(yǎng)水源量為3368.32m3;固土31.29t,減少N損失0.0446t,減少P損失0.015萬噸,減少K損失0.51萬噸,減少有機質(zhì)損失0.89萬噸;固碳3.52t(折算成吸收二氧化碳12.91t),釋氧8.77萬噸;林木積累N0.037t,積累P0.0046t,積累K0.021t;提供負離子5.75×1013個,吸收二氧化硫123.94kg,吸收氟化物10.45kg,吸收氮氧化物11.38kg,滯塵34863.68kg。3.4林分類型生態(tài)服務(wù)功能分析模型本文根據(jù)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估公式計算廣西2009年森林資源二類調(diào)查期間不同林分類型生態(tài)服務(wù)功能的總物質(zhì)量。本文根據(jù)廣西2009年森林資源二類調(diào)查評估了12種林分類型的生態(tài)服務(wù)功能。具體結(jié)果見表5。3.5價值的平均構(gòu)成根據(jù)評估指標體系及其計算方法,得出廣西森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的總價值為8388.93億元/年(8.39×1011元/年),森林(含森林游憩)提供的價值平均為6.070萬元/公頃/年。7項森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值的貢獻(圖1),其從大到小順序為涵養(yǎng)水源(3817.31億元/年,45.50%)>生物多樣性保護(1361.72億元/年,16.23%)>固碳釋氧(1796.61億元/年,21.42%)>保育土壤(537.81億元/年,6.41%)>凈化大氣環(huán)境(747.68億元/年,8.91%)>積累營養(yǎng)物質(zhì)(111.54億元/年,1.33%)>森林游憩(16.25億元/年,0.19%)。3.6造林密度5.0年廣西森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的單位面積價值位于18585~95029元/公頃/年之間(圖2),各個林分類型由大到小的順序為軟闊類(95029元/公頃/年)>硬闊類(82386元/公頃/年)>櫟類(78046元/公頃/年)>竹林(61771元/公頃/年)>桉樹(61521元/公頃/年)>松類(47483元/公頃/年)>灌木經(jīng)濟林(40244元/公頃/年)>土山灌木林(40041元/公頃/年)>喬木經(jīng)濟林(39050元/公頃/年)>石山灌木林(27344元/公頃/年)>紅樹林(18585元/公頃/年)。4結(jié)論和討論4.1服務(wù)功能價值量排序廣西森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值為8388.93億元/年。每公頃森林提供的價值平均為6.070萬元/年。7項服務(wù)功能的價值量排序為涵養(yǎng)水源>固碳制氧>保護生物多樣性>凈化大氣環(huán)境>保育土壤>林木營養(yǎng)積累>森林游憩。涵養(yǎng)水源和生物多樣性保護及固碳釋氧價值合計占到總價值的83.15%,說明以上3項功能在廣西森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值中占有主體地位,是廣西森林的主要生態(tài)服務(wù)功能。4.2林分類型單位面積和年際變化關(guān)系不同林分類型總價值量位于0.184~3169.69億元/年之間,各林分類型由大到小的順序為軟闊類(37.86%)>松類(14.79%)>桉樹(12.07%)>杉木(10.61%)>石山灌木林(7.71%)>灌木經(jīng)濟林(3.60%)>櫟類(3.25%)>硬闊類(2.98%)>喬木經(jīng)濟林(2.69%)>竹林(2.55%)>土山灌木林(1.88%)>紅樹林(0.02%)。各林分類型單位面積(元/公頃/年)價值量位于18585~95029元/公頃/年之間,由大到小的順序為軟闊類(95029)>硬闊類(82386)>櫟類(78046)>竹林(61771)>桉樹(61521)>松類(47483)>灌木經(jīng)濟林(40244)>土山灌木林(40041)>喬木經(jīng)濟林(39050)>石山灌木林(27344)>紅樹林(18585)。軟闊類森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的總價值和單位價值均排在前列,說明軟闊在廣西森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中占有重要地位;而紅樹林的面積和單位面積森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能均較少,對整個廣西森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響則相對較小。4.3涵養(yǎng)水源功能年調(diào)節(jié)水量占比較大的比重較高西江流域在廣西境內(nèi)面積為2024萬公頃,占到廣西國土面積的85.1%;西江年平均徑流量為2380億立方米,而廣西森林的年調(diào)節(jié)水量為465.49億立方米,因此,廣西森林的涵養(yǎng)水源功能年調(diào)節(jié)水量占到西江年平均徑流量的比例高達19.56%,對珠江流域乃至粵港澳地區(qū)的涵養(yǎng)水源都起到了一個蓄水池的作用,是名符其實的水庫。4.4廣西和廣東的氣候變化方案2009年,廣西森林的年固碳量為4870.15萬噸(折算成二氧化碳為17857.22萬噸),根據(jù)廣西壯族自治區(qū)人民政府關(guān)于印發(fā)廣西壯族自治區(qū)應(yīng)對氣候變化方案的通知(桂政發(fā)74號)報道,廣西2007年溫室氣體排放總量為1.55萬億噸二氧化碳當量。可以得出,廣西工業(yè)排放的二氧化碳,可以由自身的森林來固定。就廣西而言,已經(jīng)實現(xiàn)了零排放,多余的森林碳匯量則為華南地區(qū)的周邊省份提供了碳匯功能,比如廣東省2005年的二氧化碳排放量為7.07億噸,而廣東本省只能吸收1.8億噸,5億多噸則無法通過自身的森林來固定;這樣,兩省區(qū)之間就可以實現(xiàn)優(yōu)勢互補。因此,廣西森林在華南地區(qū)起到了碳庫的作用。4.5森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能績效分析2009年全區(qū)林業(yè)總產(chǎn)值達820億元,根據(jù)2009年廣西森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)計算的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值838