森林生态系统服务（精选12篇）
森林生态系统服务 篇1
森林生态系统是陆地上最为复杂的生态系统之一。在目前全球生态环境日益恶化的大背景下,森林的服务价值日益彰显。一方面,森林生态系统提供可以直接进入市场的林产品、生物资源和旅游资源;另一方面,森林生态系统还具有涵养水源、调节气候、净化大气等功能。随着经济发展和环境问题的日益严峻,评价森林生态系统服务功能已成为当前生态学领域的前沿课题。
1 国内外森林生态系统服务功能研究进展
“生态系统服务是指自然生态系统及其物种所提供的能满足和维持人类生活所需要的条件和过程”[1]。森林生态系统服务功能是指森林生态系统与生态过程所形成及所维持人类赖以生存的自然环境条件与效用。从复合生态系统的角度来看,它包括该系统为人类提供食品、医药和其它工农业生产的原料,支撑与维持地球的生命支持系统,维持生命物质的生物地球化学循环与水文循环,维持生物物种与遗传多样性,净化环境,维持大气化学的平衡与稳定。
近年来,国际上对生态系统服务功能的研究十分重视。1991年在国际科学联合会环境委员会组织召开的一次会议上专门讨论了如何进行生物多样性的定量研究。Costanza等[2]对全球生态系统服务功能进行了划分,总结了包括森林生态系统在内的16个生态系统的分类系统,并在世界上最先开展了对全球生物圈生态系统服务价值的估算。据 Pimentel等[3]研究报道,全球仅水土流失导致水库淤积所造成的损失约60亿美元/a。1978年日本林业厅利用数量化理论多变量解析方法对全国7种类型的森林生态效益进行了经济价值的评估。
自1980年代我国开始了森林生态系统服务功能的评价研究工作,1983年中国林学会开展了森林综合效益的研究。1990年中国林学会召开了“森林综合效益计量评价学术讨论会”,系统报道了有关森林生态系统效益的研究。1999年薛达元[4]等人对长白山自然保护区森林生态系统的娱乐价值、文化价值进行了探索性研究。蒋延玲等[5]估算了我国38种主要森林类型生态系统服务的总价值,结果表明森林生态系统的最大价值反映在生态效益上,其价值是经济价值的3.92倍。2000年陈仲新[6]等按照自然状况分类,把中国植被类型划分为10类陆地生态系统和2类海洋生态系统,并参照Constanza等人的研究方法,对中国生态系统的功能与效益进行了价值评估。
2 森林生态系统服务功能的研究内容
森林是陆地最具生产力的生态系统,研究森林生态价值主要集中在森林生态系统服务功能上。Costanza提出了17种生态系统服务功能:大气组成的调节、气候调节、自然灾害的控制、水量调节、水资源保持、控制侵蚀、土壤保持、土壤形成、营养元素循环和废物治理、遗传、生物量控制、栖息地、食物生产、原材料生产、基因资源、娱乐和文化。侯元兆[7]总结出森林涵养水源、保护土壤、促进营养物质积累、维持大气平衡、调节气候、吸收分解污染物、完善生态系统生殖功能、促进生态系统进化和发展、保护野生生物、森林游憩及其它社会价值等10种生态系统服务类型。
目前国内外对森林生态系统服务功能还没有统一的分类。综合前人的研究,森林生态系统服务功能主要体现在3个方面:①生产功能。森林是重要的自然资源,能够提供人类所需的实物,如木质资源产品和非木质资源产品、各种林副产品等。森林还是巨大的物种基因库,森林中部分动物、植物和昆虫资源可以利用和欣赏,并能获取经济利益和社会价值。②生态服务功能。森林生态系统是生物多样性的重要组成部分,具有多种生态效益,包括调节气候、涵养水源、保土保肥、固碳制氧、净化环境、维持生物多样性、防风固沙等效能等。森林生态系统还是生物多样性存在的前提条件。③社会文化功能。森林生态系统所造就的多样性景观和提供的娱乐、旅游具有社会效益,它提供自然环境的娱乐、游憩、美学、精神和文化价值,提供科学研究对象、美学创作的源泉等。现代社会人类对回归大自然的渴求,使森林的生态美获得空前的认同,因此这种社会文化功能具有重要价值。
3 庐山森林生态系统的现状分析
3.1 庐山森林生态系统概况
庐山自然保护区位于江西省北部,地处中国亚热带东部季风区域,面积302km2,具有鲜明的山地气候特征,年均降水1917mm。庐山森林覆盖率达76.6%,植物较为丰富,植被类型较复杂多样,森林生态系统具有乔木、灌木、草本、蕨类、真菌和苔藓,森林群落的垂直成层结构明显。自然植物分布的水平地带性和垂直地带性特征较好,植物区系成分中温带性植物所占比重较大,共有维管束植物2144种,蕨类植物38科75属204种,被子植物150科800属1900多。其中针叶林面积比重占森林面积的81.1%,阔叶林面积占森林面积的14%,其它为竹林和灌丛。另有昆虫2000余种,鸟类171种,兽类33种。
3.2 庐山森林生态系统服务价值评估方法
实物价值:林产品主要包括两部分,即森林木材和薪碳材,采用市场价值法来评估其价值[8]。
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式(1)中,FP为区域森林生态系统木材价值,Si为第i类林分类型的分布面积,Vi为第i类林分单位面积的净生长量(m3),Pi为i类林分的木材价值(元/m3),结合2005年九江木材价格,可计算出庐山森林生态系统提供实物价值为7255万元/a。
景观游憩价值:根据对庐山旅游年收入的统计,2005年的游客量达到139万人次/a,旅游门票收入为18765万元/a。近年来庐山风景名胜区旅游业发展很快,同时带动周边餐饮业、小商品营销业等快速发展起来,这些行业的发展给庐山带来的直接经济效益达44835万元/a,可得到庐山自然保护区游憩价值为63600万元/a。
涵养水源价值:森林能起到水源涵养作用。庐山森林系统涵养水源价值的评估采用“替代工程法”,即用其它措施可以产生同样效益的费用作为森林涵养水源的货币值。森林涵养水源的总量可以根据森林区域的水量平衡法来计算。
V=W·P =(R-E)·A·P (2)
涵养水源价值为年涵养水源量乘以水价。式(2)中,V为庐山森林生态系统的涵养水源价值,W为涵养水源量(m3/a),R为平均降雨量(mm/a),E为平均蒸散量(mm/a),A为研究区域面积(hm2),P为单位蓄水费用(元/m3),用影子工程价格替代。本文以1988—1996年全国水库建设单位库容投入成本费作为森林涵养水源费用,库容量多年建设成本为0.86元/m3,由此可以计算出庐山森林涵养水源价值为5451万元。
固碳释氧价值:森林通过绿色植物的光合作用吸收CO2制造碳氢化合物,以有机物形式固定大气中的CO2于植物体内,同时释放出O2。根据光合作用和呼吸作用方程式得出植物每生产1g干物质需要1.63g CO2,释放1.20g O2。根据各树种年生长量,通过蓄积量和生物量的转换系数计算生产力:
Sc=1.63×(∑Viri+∑Piai) (3)
So=1.20×(∑Viri+∑Piai) (4)
式(3)、式(4)中,Sc为CO2的固定量,So为O2的释放量,Vi为各树种的年蓄积生长量,ri为各树种的蓄积量与生物量的转换系数(t/m3),其中杉木为0.54、松木为0.56、阔叶树为1.72,Pi为竹林、经济林、灌木林的生产力(t/hm2·a),竹林为17.16、经济林为7.09、灌木林为4.18,ai为竹林、经济林、灌木林的面积(hm2)。固定CO2价值采用固碳造林成本来估算,固碳造林成本为269元/t,释放O2价值采用工业制氧成本估算,工业制氧成本为0.4元/kg[9],由此可以计算出庐山森林生态系统的固碳释氧价值为25923万元。
保持水土价值:①减少水土流失价值。根据土壤侵蚀量和土壤耕作层的平均厚度,可推算出庐山每年减少土地损失面积及其价值[10]。我国无林地土壤侵蚀模数的低限为192t/hm2·a[11],计算得到庐山林地每年潜在土壤侵蚀的最低量为5849472t。林地的实际侵蚀模数为阔叶林0.5t/hm2·a,针叶林7.8t/hm2·a,实际的水土流失为148807t/a,则庐山减少土壤侵蚀的最低量为5700665t/a。以我国耕作土壤的平均厚度0.5m作为森林的土层厚度,林地土壤容重平均为1.10t/m3,则计算得到可能减少损失土地面积1036hm2/a。采用林业生产的机会成本价格进行计算,我国林业生产的平均收益为263.58元/hm2·a(1990年不变价),则庐山森林减少土壤侵蚀价值为27.26万元/a。②保肥价值。森林能够减少土壤侵蚀量,保留土壤有机质、氮、磷和钾等营养物质。
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式(5)中,Vf为森林保肥价值(元/a),d为单位面积水土流失量(t/hm2),s为森林面积(hm2),P1i为森林土壤中N、P、K等含量(%),P2i为纯N、P、K等折算成化肥的比例(%),P3i为各类化肥的销售价(元/t),庐山森林土壤全N为0.17%,全P为0.1%,全K为0.89%,有机质按照每hm2森林的平均贡献价值51.27元/t,结合目前市场化肥价格可以得出庐山森林生态系统每年保肥价值为455万元。
净化空气价值:森林生态系统通过对SO2的吸收、吸烟滞尘、灭菌和降低噪音等方面为环境提供净化服务。根据《中国生物多样性国情研究报告》,阔叶林对SO2吸收能力值为88.65kg/(hm2·a),针叶林平均吸收能力值为215.60 kg/hm2·a,削减SO2的投资成本为600元/t。采用吸收能力法计算,庐山森林削减SO2的价值为262万元/a。采用森林的平均滞尘能力乘以森林面积,再乘以削减粉尘的成本,可计算出森林的吸烟滞尘价值。据研究,阔叶林滞尘能力为10.2t/hm2·a,针叶林滞尘能力为33.20 t/hm2·a,削减粉尘的成本为170元/t。研究得到庐山森林每年滞尘的价值为11248万元/a,所以庐山森林的净化空气价值为11510万元/a。
3.3 结果与分析
受资料来源限制,本文只估算了庐山森林系统的6项生态服务功能(表1),忽略了生物多样性等价值的分析,因此本文计算的庐山生态价值要比庐山的实际生态价值偏低。庐山森林景观游憩价值达63600万元,占整个森林生态系统服务功能价值的55.68%,高于庐山森林生态系统的生态价值,也高于国内其它森林保护区的水平。主要原因在于庐山风景区作为世界文化景观,是国家4A级风景名胜区,旅游业发展已很成熟,已经成为当地的支柱产业。庐山森林生态系统的实物价值占总服务价值的6.35%,虽然目前封山禁伐,其价值不能直接利用,但作为保护区,其存在对于维持生态环境的稳定和物种的多样性,对周边区域的环境稳定和改善有着重要的作用。庐山森林生态系统涵养水源、固碳释氧、保持水土、净化空气等项生态服务价值占森林生态系统总服务价值的39.97%,使其在保护区域环境方面发挥了巨大作用。
4 庐山森林生态系统服务功能的保护开发策略
4.1 发展生态旅游,减轻系统压力
由于庐山森林生态系统的景观游憩价值远远超出其直接和间接利用价值,因此应坚持可持续发展原则,在旅游开发时将相关林区分别划为生态保护区或者自然生态保护区进行相应的功能分区,科学规划,统筹安排,兼顾经济、生态和社会效益,把生态环境保护融于旅游开发之中。对景区周边进行生态恢复和改良,搞好景区内珍稀濒危物种的保护与繁育工作,保护野生动植物,切实控制常驻人口规模和基础建设规模。
4.2 科学经营管理,提高森林质量
庐山森林生态系统中的树种比例不尽合理,针叶林面积占森林面积的81.1%。针叶林对各种粉尘的滞尘和降尘作用不及阔叶树种,不利于各种动物的生存,尤其是对鸟类的生存不利,因此需要通过科学研究,从树种选择、配置、造林技术、管护措施等方面提高保护措施的科技含量。应逐步展开速生阔叶树种的引种栽培研究及推广,调整林分结构和乔木林郁闭度,清理林内病腐木,促进林下天然更新,使水源涵养林的环境得到改善,质量稳步提高。
4.3 加强森林资源保护
目前在保护区中部分森林的老化严重,时有各种森林病虫害发生,盗伐林木、盗挖林下资源现象依然存在。因此,应加强以森林防火、森林病虫害防治、防止林木盗伐和林下资源盗挖为主要内容的森林资源保护工作,建立天然林防病虫害的预警机制和防治体系,从法律角度划定造林保护区,设置专职护林岗,保障人员和经费稳定,确保造林成林。减少森林资源的自然损耗和人为破坏,从而维持保护区的生态系统平衡。
4.4 建立多层次的森林生态系统保护体系
目前庐山自然保护区存在着多部门共管的局面,涉及到林业管理、土地管理、旅游管理等多个职能部门,部分领域面临管理效能低下,或者都管理不到位的困境。应建立一个以自然保护区的综合管理为基础,多部门参与的保护区管理机构,把保护区内的生态保护、土地利用与旅游开发结合在一起,提高部门之间的协作与沟通,建立一套以经济发展与生态保护相结合的区域良性发展机制。
参考文献
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森林生态系统服务 篇2
为研究长江上游亚高山暗针叶林森林生态系统的服务功能,作者选择我国亚热带自然垂直生态系统最典型、保存最完好的`贡嘎山地区,应用市场价值、影子价格、机会成本等方法, 首次评价了贡嘎山地区涵养水源、保护土壤、固定二氧化碳、净化空气等森林生态系统服务功能的生态经济价值.结果表明,贡嘎山地区涵养水源价值为71.017 5亿元,保持土壤减少侵蚀价值为2.165 7亿元,固定CO2减轻温室效应的价值为4.261 4亿元,净化空气的价值为107.033 2亿元,4项合计的价值平均每年为184.477 8亿元;最后对贡嘎山森林生态系统的保护与利用提出建议.
作 者：关文彬 王自力 陈建成 张秋岩 汪西林 作者单位：关文彬(北京林业大学水土保持学院,水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室)王自力,陈建成,张秋岩(北京林业大学经济管理学院)
森林生态系统对水质的影响 篇3
关键词：森林 水质 病原体 泥沙 养分
森林与水质的研究是森林水文学的一个重要内容，森林生态系统是地球上最活跃的生态系统之一，森林不仅能过滤和吸附水中的污染物质，还向水体释放一些元素，研究森林与降水、径流间的物质交换，对人们保护和合理利用水资源具有重要意义。
1 国内外森林与水质研究进展
从20世纪60年代中期开始，水文学家、环境学家、森林生态学家就开始了森林对水质影响的研究工作，尽管这种研究的最初目的是土壤稳定性问题[1]。美国、前苏联、英国、加拿大、芬兰、日本等国，相继建立了一些森林生态系统定位研究站，对森林生态系统的结构、功能、动态，外界干扰及环境污染进行综合研究，其中也对森林与水质的关系进行了长期和系统的监测和研究[2]。这一时期，美国的Coweeta观测站开始进行森林生态和水文的研究。在70年代，整地、除草剂以及林火对森林水质的影响是Coweeta森林生态和水文研究站主要研究内容之一[3]。70～80年代酸雨成为影响河流水质和森林生态系统健康的主要环境问题，特别是欧洲中部严重的酸雨污染，引起土壤严重的酸化，导致了森林的严重破坏，进而使得流域径流受到不利影响。为了定量评价大气污染对森林流域水文循环、化学物质转移的影响，森林水质的研究受到了广泛的重视[4]。近数十年来，世界上许多国家和地区极力关注着水源枯减、水源污染及水质恶化等问题，较多地开展了森林与水质关系的研究，诸如欧美、日本等一些国家，通过小集水区技术以及定位观测、对比试验等方法，大量研究不同的森林经营方式和程度对流域水质的影响，揭示森林在河流及湖泊的盐碱化、富营养化形成过程中的防治效益[5]。
我国大约从20世纪50年代开始关注森林对水质的影响[6]，当时国内绝大多数的研究着重于森林对河流悬移泥沙含量的影响[7]。从60年代到90年代先后在湖南、广东、吉林、黑龙江、陕西、甘肃、江苏、江西、山西、北京、西藏、内蒙古、新疆、福建、贵州、河南等省、市、自治区建站。开展热带、亚热带、暖温带、温带和寒温带，以及西部高山地带的森林生态系统进行定位研究[8]。我国自70年代后期开展森林与水质的测定，论述森林生态系统对水质元素的调节、吸附、过滤及贮存功能[5]。大约从80年代开始，一些定位站也开始了森林与水质的研究。如湖南会同杉木林生态系统定位站对杉木林净化水质的作用进行了研究，取得了显著成果，为进一步研究森林对水质的净化作用打下了良好的基础。
2 森林对水质的影响
2.1 对水化学成分的影响
森林生态系统的林冠层、枯枝落叶层和土壤层具有特殊的结构和性质，可以改变降水和径流的化学成分。陶豫萍等（2006）研究了四川乐山市沙湾区德胜钢铁公司附近的马尾松林、香樟林这两种森林生态系统的大气降水、穿透雨和树干径流以及土壤渗透水的污染物离子浓度并和裸地相对比，结果显示马尾松、香樟林群落的穿透雨和树干径流中污染物质含量显著高于大气降水，表明森林对大气污染物具有显著的截留作用[9]。
美国俄勒冈州立大学在新罕布什尔的Hubbard河的实验林的大面积养分释放研究表明，砍伐后第一年硝酸根含量比未处理的流域高41倍，第二年高56倍。其它阳离子中，Ca2+增加4.2倍，Mg2+增加4.1倍，K+增加15.6倍，Na+增加1.8倍[10]。
2.2 对水中病原体的影响
水中含有大量的微生物，其中一些是对人类有害的病原体，而森林生态系统结构复杂、功能多样，降水或径流经过森林的过滤，其中的病原体数量会发生变化。不同的森林结构，其这个方面的作用也是不同的。
研究表明，流经松树林的每1L水的细菌含量是流经农田水的2%，流经橡树、榆树林的是其含量的1%，流经相思树和榆树林的水细菌含量是其含量的10%[11]。
Seidler在俄勒冈州西部进行了研究，流域上游是森林，下游有农民居住，发现溪流穿过居民区后，总杆菌量增加了10倍。他还测定了水样中沙门氏菌，发现这些生物体仅在林区水样出现一次，但却在林区以下地带水样中占75-100％[12]。
2.3 对河流泥沙含量的影响
河流的泥沙主要来源于雨水和地表径流对流域坡面的侵蚀，而森林生态系统能通过林冠和枯枝落叶层降低雨滴对土壤的冲击力，还通过根系对土壤的固持作用来缓解水土流失，进而减少河流泥沙含量。
在欧洲，特别是在英国，土壤侵蚀主要是地貌学家所关注的问题，而在美国又是农学家关注的热点。近年来，欧美地貌学家在探求生物在地貌发育过程的作用中，开创生物地貌学的研究，它强调在地貌发育过程中对侵蚀、搬运、沉积、风化等物理化学过程在景观尺度和时间尺度上的影响，最具代表性的是利用植被参数和土地利用参数来模拟流域产沙[13]。
美国森林生态学家在对森林采伐与演替引起森林生态系统各种过程与格局变化的研究中，以生态系统为单元，研究森林植被变化对土壤侵蚀以及采伐对河川径流泥沙含量的影响，结果表明，生物量积累过程是控制土壤侵蚀的主要生物学机制[14]。
海南岛热带雨林，1950年以来，由于不断乱砍盗伐，毁林植胶，森林覆盖率由25.3%下降到12.3%，年平均河流含沙量增加1-2倍。再如云南省西双版纳的测定，刀耕火种地区表土流失量较有林地增加149倍[6]。
2.4 人为活动对水质的影响
人为活动，如采伐、放牧、施用化学药剂和旅游活动等都会对森林区域水质产生影响。
加拿大的M.C.Feller等(1984)报道，局部森林流域被采伐或火烧后，各种化学元素均呈增加趋势，增加最明显的是K和N。其他养分的损失量分别为N、P、K、Mg不足10kg/hm2·a；Na、Cl不足20kg/hm2·a；Ca不足30kg/hm2·a。挪威的O.Haveraaen(1981)报道，采伐使N的损失量由伐前的1.5kg/hm2增至7-8kg/hm2(NO3--N约6kg/hm2):K由2kg/hm2增至12-13kg/hm2；SO42--S由18kg/hm2增至24kg/hm2；Cl由16kg/hm2增至35kg/hm2[15]。
Parkling和Coltharp对比尤他州Bear河区三个山地溪流的总杆菌、大肠杆菌、粪便链球菌进行比较，发现放1500头牛和放1000只羊的两个山地溪流中的总杆菌、大肠杆菌、粪便链球菌比未放牧的溪流高4-17倍[16]。
2.5 森林生态系统养分随降水径流的输入输出
森林生态系统养分输入的一个重要途径是大气降水过程中的营养物质输入。大气降水一方面携带化学物质进入森林生态系统；另一方面淋洗或淋溶植物体枝叶和树干上的分泌物质，促进森林生态系统生物物质循环[17]。近年来，国内外对森林降水养分输入及其化学特性的研究己经成为森林水文学和森林生态学研究的一个重点。
周光益（1998）研究了台风暴雨对海南尖峰岭热带山地雨林生态系统地球化学循环的影响，结果表明：台风暴雨对热带林生态系统地球化学循环的影响主要体现在：一方而是对大气降水养分的影响，特别是对降水中的K、Ca影响最大；另一方面对养分的地质输出影响，暴雨能加快森林生态系统中养分流失(尤其是P和Al)。养分元素的输入输出变化表现为N、Mg、Ca和K的输入大于输出，P、Al、Si的输出大于输入[18]。甘健民等（1995）以滇西南中山湿性常绿阔叶林为对象，研究了大气降雨对该森林生态系统养分输入和输出的影响。结果表明，该地区在大气降雨过程中养分输入：N以大气降雨为主；P、K、Mg以穿透雨为主，它们分别占总输入量的69.85%、77.33%、98.19%和80.40%；Ca养分输入，大气降雨和穿透雨约各占总输入量的一半，分别是45.35%和54.38%。养分输出以地下土壤渗漏为主，N、P、K、Ca、Mg分別占总输出量的96.52%、86.79%、69.13%、98.17%和97.21%在养分循环中N、P、K、Ca分别增加了15.941kg/ha·a、0.353kg/ha·a、3.83kg/ha·a和1.264kg/ha·a.，而Mg则减少了0.654kg/ha·a[19]。Sebastian等（2000）对加拿大东部Boreal Shield流域森林砍伐和火烧迹地进行了研究，结果表明：砍伐和火烧迹地的K、总磷、总氮的输出速率都增加了；砍伐迹地的DOC输出速率大于火烧迹地；火烧迹地的Mg2+、NO3-和SO42-输出速率大于砍伐迹地[20]。
3. 结语
森林在保持水土、涵养水源方面具有重要作用，人们对此已经有了比较深入的认识。随着环境污染的日益严重，人们对森林对水质的改善作用越来越重视，今后，这方面的研究将逐渐深入，成为森林水文的一个研究热点。因此，应该在研究森林改善水质的机理的基础上，明确研究森林与水质问题的技术路线，将水样采集、检测、评价和模型的建立标准化。另外还应该坚持长期的定位观测，以及对不同流域的对比研究，建立研究网络和数据库，加强交流，方便研究。随着人们对森林生态系统养分随降水径流的输入输出的研究的发展，森林径流中化学物质的变化也不仅仅局限于水质评价，因为所涉及的化学物质有些是森林生长所必需的营养元素，应该与污染物质区别看待。近年来，对一些污染流域的治理较多的采用了植物措施（如人工湿地），一方面恢复原有生态系统，一方面利用植物的净化和吸污功能对径流进行净化，而植物也能够利用径流中的一些化学元素。因此，在研究中应该注意把水质与养分循环结合起来，筛选出净化能力较强的树种，进行造林。
角注：项目基金：“十一五”国家科技支撑计划项目（2006BAD03A1802）；国家自然科学基金项目(30671661)；“948”国家林业局引进项目（2007-4-14）
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森林生态系统服务 篇4
关键词：森林生态系统,服务功能,价值评估,永安市
森林是陆地生态系统的主体, 在调节气候、净化环境、维护生物多样性等方面提供它的生态、社会等多种服务功能并起着重要作用。但目前, 人们往往只注重生态系统作为自然资源所提供的直接消费价值, 而忽略了难以货币化的生态系统服务功能价值。因此, 研究森林生态系统服务功能, 合理评价其价值, 维持和保育生态系统服务功能, 已成为当前生态学和生态经济学研究的前沿课题和研究热点。而作为海西经济区之一的永安市森林资源丰富, 素有“金山银水”之称, 森林资源集存量巨大, 森林覆盖率达83.2%, 居福建省第一位, 拥有众多国家重点保护和省内珍稀树种, 通过研究永安市森林生态系统服务功能, 对合理开发自然资源、发展林业生产具有重要意义和科研价值。
1 研究区域概况
永安市位于闽中偏西, 闽中大谷地南端, 沙溪河中游地段, 地处武夷山脉与戴云山脉的过渡地带, 东西宽82公里, 南北长约71公里, 土壤具有典型的中亚热带地带性特征。根据树种类型的划分方法和研究需要, 本文将其划分为杉木、马尾松、阔叶树、桉树、竹林5种类型, 面积分别为3.96亿hm2、4.97亿hm2、2.63亿hm2、1.33亿hm2, 5.83亿hm2;蓄积量分别为470.5万m3、675.9万m3、331.6万m3、54.5万m3, 森林总面积为18.72亿hm2, 总蓄积量为1532.5万m3。
2 研究方法
采用影子价格法、市场价值法、机会成本法、替代费用法等方法从森林涵养水源、保持土壤、调节气候、净化空气、林产品价值和其它生态价值这6个方面对永安市森林生态系统服务价值进行分析研究。
2.1 涵养水源价值评估
森林涵养水源功能是指森林保持土壤水分、补充地下水和调节河川流量的功能。对森林涵养水源价值的评估在此采用影子工程价格法。首先采用森林土壤的蓄水能力来计算森林水源涵养量。
undefined, 式中:W为年涵养水源量 (m3/a) ;ki为第i种林分的土壤非毛管空隙度 (%) ;hi为第i种林分土壤厚度 (m) ;si为第i种林分的面积 (hm2) 。得到森林涵养水源的总量后, 用水的影子价格乘以涵养水源总量即为森林生态系统涵养水源的价值。
2.2 保持土壤价值评估
森林保持土壤的能力主要包括3个方面:
(1) 固持土壤能力; (2) 保肥能力; (3) 减少泥沙淤积和滞留能力。
2.2.1 固持土壤价值
森林固持土壤价值即森林减少土地废弃损失的经济价值 (朱绍文, 2003) 。根据减少土壤侵蚀量和土壤表土平均厚度0.6m, 来推算因土壤侵蚀而造成的废弃土地面积, 再用机会成本法计算因土地废弃而失去的年经济价值。因而减少土地损失价值即可用下式计算undefined∑Si (m0-mi) , 式中, Vs为减少土地损失价值;Es为森林生态系统减少土壤侵蚀量 (t/a) ;B为林业年均收益 (元/hm2) ;ρ为土壤容重1.18t/m3Si为为第i种林分的面积 (hm2) ;M0为无林地的侵蚀模数 (t·hm-2a-1) ;Mi当前地表覆盖情形下的侵蚀模数 (t·hm-2a-1) 。
2.2.2 保肥价值
森林维持土壤养分表现为森林减少土壤侵蚀量的过程中减少了养分的流失, 这里主要考虑N、P、K, 3种养分元素。用研究区域土壤的N、P、K的平均含量乘以土壤保持量就可得到森林固持N、P、K的总量, 再乘以各自的价格即是森林土壤的保肥价值 (候元兆, 1995) 。Ef=∑EsCiPi, 式中, Ef为减少养分损失价值/元·a-1;Es为森林生态系统减少土壤侵蚀量;Ci为土壤中N、P、K的含量;Pi为N、P、K的价格/元。
2.2.3 森林减少泥沙淤积价值评估
按照我国主要流域的泥沙运动规律, 全国土壤侵蚀流失的泥沙有24%淤积于水库、江河、湖泊。利用影子工程价格法, 可以用泥沙淤积导致水库蓄水量减少而造成的损失来估计。
undefined, 式中, Vn为减少泥沙淤积价值;Es为森林生态系统减少土壤侵蚀量;ρ为土壤容重1.18t/m3;;C为水库建设费, 目前的单位库容造价为5.71元/m3。
2.3 调节气候功能价值评估
植被通过光合作用和呼吸作用与大气物质的交换, 主要是CO2、O2的交换, 即植被固定大气中的CO2同时增加大气中的O2。运用光合作用和呼吸作用方程式来计算固定CO2量, 根据光合作用的过程可知, 林木每生产1.00t干物质就可固定CO21.63t, 释放O21.20t。考虑到枯枝落叶每年分解消耗氧气与枝叶形成所释放的氧气大致相等。因此, 可以根据森林树干部分生物量每年固定CO2的量和释放O2的量来计算森林生态系统固碳释氧的经济效益。根据各树种年生长量, 通过蓄积量和生物量的转换系数计算生产力。竹林、经济林、灌木林未统计蓄积量, 则以其平均的生产力来计算。即
Sc=1.63× (Σviri+Σpiai) ;So=1.20× (∑viri+∑piai)
式中, Sc为CO2的固定量/t;So为O2的释放量/t;Vi为杉木、松木、阔叶树的年蓄积生长量;ri为各树种的蓄积量与生物量的转换系数t/m3;分别为0.54, 0.56, 1.72;Pi为为竹林、经济林的生产力/t·hm-2a-1, 分别为17.16, 7.09;ai为竹林、经济林的面积/hm2。
2.4 净化环境价值评估
净化环境的价值主要从对森林生态系统吸收SO2和阻滞粉尘的价值进行评估。本研究以治理费用法评估森林生态系统吸收SO2的价值。根据各森林类型对SO2的吸收能力计算总吸收量, 将总吸收量乘以削减SO2的投资成本得到吸收有害气体价值。根据各森林类型对粉尘的滞尘能力计算总滞尘量, 将总滞尘量乘以削减粉尘的成本得到森林滞尘价值。
2.5 林产品价值评估
林产品价值采用现行市场价倒算法评估。即:林产品价值等于林木市场平均价乘以树种蓄积量再乘以该树种的平均出材量, 材立木价值为立竹量与竹材平均价的乘积。
2.6 其它生态价值
主要有生物防害价值和基因资源价值评估Costanza et al分析得出, 森林生态系统在生物防害中的价值为每公顷每年2美元 (约13.25元) , 在基因资源中的价值为每公顷每年16美元 (约105.96元) , 以此来评估永安市森林生态系统的生物防害价值和基因资源价值。
3 结果与分析
3.1 涵养水源价值
森林涵养水源的价值等于森林涵养水源总量乘以单位水的影子价格, 而水的影子价格可根据水库的蓄水成本来计算, 目前的单位库容造价为5.71元/m3作为水的影子价格, 土壤表层平均厚度取0.6m, 以此作为基础数据源来计算。即永安市森林生态系统涵养水源的总价值为73.94亿元。
3.2 保持土壤价值
3.2.1 固持土壤价值
由于尚缺乏各生态系统土壤侵蚀模数的数据, 固采用欧阳志云等关于中国土壤侵蚀模数的数据, 即无林地侵蚀模数的低限192t·hm-2a-1, 高限447.7t·hm-2a-1, 取平均值319.8t·hm-2a-1作为无林地的土壤侵蚀模数;而有林地的土壤侵蚀模数取李长荣文中关于森林生态系统服务功能计算的基本参数表中的数据, 林业年均收益B根据国家统计局的资料, 取282.17元/hm2;土壤容重值为1.18t/m3。因此永安市森林生态系统固持土壤总价值为233.71亿元。
3.2.2 保肥价值和森林减少泥沙淤积价值
N、P、K化肥的价格根据农业部的统计资料折算出我国N、P、K化肥价格平均为2549元/t (1990年不变价) 。从而计算得出永安市森林生态系统保肥总价值为2153819.12亿元。计算出永安市森林生态系统减少泥沙淤积总价值为6810.32亿元。
因此, 综上所述, 永安市森林生态系统保持土壤总价值为2160863.15亿元。
3.3 调节气候功能价值
计算出CO2的固定量为2139.21亿t, O2的释放量为1574.88亿t。固定CO2价值采用固碳造林成本来估算, 固碳造林成本为每吨269元, 释放O2价值采用工业制氧成本估算, 工业制氧成本为0.4元kg-1。所以固定CO2价值为575447.49亿元, 折合成固碳价值为156940.22亿元。释放O2价值为629.95亿元。永安市森林生态系统调节气候总的价值为157570.17亿元。
3.4 净化空气价值
根据《中国生物多样性国情研究报告》, 阔叶林对SO2的吸收能力值为88.65kg·hm-2a-1, 滞尘能力为10.11t·hm-2a-1;针叶林平均吸收能力值为215.60kg·hm-2a-1, 滞尘能力为33.2t·hm-2a-1;经济林和竹林计入阔叶林面积, 每削减1tSO2的投资成本为600元, 每削减1t粉尘的成本为30元。从而计算得出永安市森林生态系统吸收SO2总价值为1675914亿元, 阻滞粉尘总价值为11863.5亿元, 森林生态系统净化空气总的价值为1687777.5亿元。
3.5 林产品价值
采用目前市场上各种木材的综合平均价, 杉木670元/m3, 马尾松700元/m3, 阔叶树550元/m3, 桉树550元/m3, 竹材的平均价10元。杉木、马尾松、阔叶树的平均出材率分别75%, 75%, 55%, 桉树计入阔叶树。竹林的总立竹量为8400万株。从而计算得出永安市森林生态系统林产品总价值为79.2亿元。
3.6 生物防害价值与基因资源价值
计算得出永安市森林生态系统生物防害价值为2.48亿元, 森林生态系统的基因资源价值为19.84亿元。
4 结论与建议
永安市森林生态系统有着巨大的生态服务功能价值, 其中森林涵养水源价值73.94亿元, 保持土壤价值2160863.15亿元, 调节气候价值157570.17亿元, 净化空气价值1687777.5亿元, 林产品价值79.2亿元, 生物防害价值2.48亿元, 基因资源价值19.84亿元。所以, 永安市森林生态系统总的生态服务功能价值为4006386.28亿元。其中以保持土壤、净化空气为主, 分别占总的生态服务价值的54%和42%。从计算结果看出, 永安市森林生态系统的生态价值远远超出其社会经济价值, 人们应该制定合理的经营方案, 充分发挥森林的生态系统服务功能。
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森林生态系统服务 篇5
课题思路（讨论稿）
一、研究目的、意义
1、新一轮二类调查将于2013年-2014年开展，需要在森林资源调查监测的智能化、网络化、流程化、标准化等方面进行研究、应用。
我省将于2013年-2014年开展全省第4次森林资源规划设计本底调查（二类调查），该调查成果将全面服务于全省及各县（市）、林场的各项林业规划设计、森林生态建设等工作，是林业部门极为重要的一项基础工作。
目前来说，2、如何评价森林资源对广东社会发展和环境保护所做的贡献？需要对森林生态服务功能做出更为精确地、直观地、程序化的评估。
森林生态系统服务 篇6
关键字 生态系统 ；养分循环 ；动态模拟
分类号 S718.55
Nutrient Cycling and Its Dynamic Simulation of Forest Ecosystem
CHEN Yongxian1，2） CAO Jianhua1） CHEN Junming1） XIE Guishui1）
（1 Rubber Research Institute， CATAS， Danzhou， Hainan 571737
2 Huazhong Agricultural University， Wuhan， Hubei 430070）
Abstract It is an important part of forest ecosystem to nutrient cycling research. Many scholars， at home or abroad， have done research on forest ecosystem for a long history. They have established the chamber model of nutrients， which make the ecological system of nutrient cycling change from static process to dynamic process. With the development of computer technology， the research on nutrient cycling， have been into the stage of dynamic simulation， which greatly promote the research on nutrient cycling in forest ecosystems. In order to help the overall understanding of forest ecosystem nutrient cycling， we introduce the brief history of the development of forest ecosystem， the process of nutrient cycling and the process of dynamic simulation in this paper.
Keywords ecosystem ； nutrient cycling ； dynamic simulation
森林是人类赖以生存的物质资源。对森林生态系统养分循环的研究，对生态系统养分的分室模型、动态模拟和精准施肥系统等理论发展重要作用。随着对养分循环研究的深入以及计算机技术的不断发展，计算机技术不断地应用到生态系统养分循环的动态模拟过程中，使人们能更好的掌握森林生态系统的发展趋势，能更好预测和调控森林生态系统。
1 森林生态系统养分循环发展概况
最早对森林生态系统养分循环进行研究的是德国学者Ebermayer，他于1876年对德国主要树种的枯枝枯叶进行生物量和化学成分的测定，并在其著作中第一次强调了凋落物在养分循环中的重要性[1]。到1930年，有大量关于森林生态系统养分循环的研究[2-3]，推进了养分循环研究方法与研究技术的发展。
在我国，对生态系统养分循环的研究主要包括养分积累、养分分配、养分循环及养分平衡等。在20世纪50年代，我国学者侯学煜[4]做过相关的研究，到80年代，国内学者才开始对养分循环进行大量的研究。王醇儒等发现，降雨和林内雨的养分能够促进植物生长和土壤养分的平衡[5]；潘维俦等[6-7]对杉木人工林养分循环、积累速率和生物循环进行了全面分析；沈国舫等、聂道平等对人工林生态系统的养分循环、养分平衡和养分元素的动态模拟等方面进行了研究[8-9]；丁宝永等[10]利用传统分析技术建立了动态养分循环；近年来，很多学者对生物循环的通量特征参数进行研究分析[11-12]，这有利于更深入了解橡胶养分循环的动态模拟过程。
2 森林生态系统的养分循环
森林生态系统在维护生态平衡方面起到了重要的作用，生态系统养分循环则关系到生态系统结构和功能的稳定[13]。养分循环受到环境、植物生物学特征等因素影响，通过对其进行研究可以了解各养分元素之间相互作用及其循环特征、森林生态系统物质循环和能量流动机制，对指导人工林的维护工作起到作用。
Duvigneaud和Denaeger将养分循环分为地质养分循环和生物养分循环，地质养分循环包括养分的输入和输出过程。森林生态系统养分输入的途径有地球化学循环和人为施肥、灌溉两种，通过地球化学循环输入的途径有岩石风化、降水、飘尘、大气气体和水文等[14]；森林生态系统养分的输出也即是生态系统养分的损失，损失途径主要有水文、颗粒物借助水和风移走、释放气体和收获物移走等[15]。而生物养分循环过程是指森林植物与物理环境之间的养分循环流动，主要包括植物养分吸收、养分存留、养分归还。生物循环平衡公式：吸收=存留+归还[16]。
2.1 养分吸收
植物对养分的吸收主要通过母岩风化的土壤、林内有机质分解和树木内部运转与位移[15]。森林养分吸收受到林型、树龄、土壤及气候条件等因素的影响。研究表明，不同森林类型、不同的树种、不同的树龄的各组织对养分的吸收量不同，不同级别的根系、不同树冠部位的叶片对养分的吸收也不相同[17]；混交林比纯林更能满足植物对各种养分的需求[18-20]，更有利于植物养分吸收[21]，这是因为间种植物能够改良土壤，促进植物对土壤养分的吸收；刘增文的研究表明，森林作物对养分的吸收会随树龄增加，但不同的生长期增长速度不同[22]。
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2.2 养分归还
养分归还途径主要有凋落物分解、降雨和土壤细根枯死。凋落物是森林养分的物质库，是土壤有机质的主要来源[23]，它是植物养分循环的基础，对于维护生态系统的稳定具有重要意义。森林植物凋落量与森林类型、树种、树龄以及季节性变化有关，有研究表明，枯枝的凋落量与树龄的关系不大[12]。黄春昌的研究表明，枯落物归还量会因林型的不同而存在差异，而归还的枯落物主要是枯叶[24]。大多学者在研究养分归还时只考虑了枯落物分解的归还量[25-26]，有的学者也会考虑雨水淋溶树体的归还量，很少有学者考虑土壤细根枯死的归还量，这主要是因为植物细根的测量比较难。然而土壤细根枯死的养分归还量是比较大的，介于枯落物归还和降雨淋溶归还之间[27]。
2.3 养分存留
森林养分主要存留于林木和土壤中，土壤贮存着大部分的养分[28]。言关珍的研究结果表明，林木养分的积累量与生物量增量和营养元素含量均有关[29]。
3 森林生态系统养分循环的动态模拟与应用
从1876年Ebermayer测定德国巴伐利亚地区森林养分含量到20世纪中期各国学者对森林生态系统养分循环的大量研究，养分循环的研究一直停留在静态、定性分析阶段。到80年代，学者们才开始对森林生态系统养分循环的动态模拟进行研究。潘维俦等对人工林养分的动态变化过程进行了定量分析[7]；Samela等为数学模型在森林生态系统养分循环中的应用奠定基础[30]；Fassbender等首次建立了养分的分室模型[31]，随后模拟了分室养分的实际流动情况，为养分循环动态模拟今后的快速发展奠定基础。森林生态系统养分循环动态模拟经过长期的发展，现在主要是对各分室养分循环的动态变化过程进行模拟，建立各分室各元素之间的关系，并通过计算技术对其进行模拟，还可以建立各种模型直接应用到生态系统中或者其他生态系统中的模型借鉴引用于森林生态系统中，这种将森林生态系统的动态模拟过程与计算机技术的结合，使模拟的结果更加精准，其模拟过程更加现代化。
经过多年的发展现已形成一些具有代表性的动态模拟模型，主要有CENTUYR、FnET、NuCM、FORCYTE。CENTUYR经改进可对森林等生态系统C、N、P、S等养分元素的动态循环过程进行模拟和预测[32-33]；FnET是以林木的生理生态过程和土壤水分动态变化为模拟的基础，对森林生态系统的碳、氮及水的动态过程进行模拟；NuCM可以对生物量、有机物分解、氮矿化、阳离子吸附进行模拟，是森林生态系统养分管理的工具[34]；FORCYTE是通过提供森林生态系统有关的林分特征和林下植被、地被物、土壤以及林分内的养分循环的相关信息，根据不同的经营措施，对整个森林生态系统的养分循环进行分析，最终得到一个森林经营管理的最佳方案。CENTUYR、FnET、NuCM都是对一些元素和一些过程进行模拟，都是比较片面的模拟其动态变化过程，而FORCYTE是一个典型的森林生态系统养分循环模型研发与应用软件，是关于森林生态系统经营思维的计算机软件。
随着计算机技术的不断发展，越来越多的计算机技术应用到养分循环的动态模拟之中，林木养分管理模型[35]、森林管理估计模型[36]和智能施肥决策系统[37]等都是用计算机技术对生态系统进行管理。近年来，国内外学者将许多模拟软件应用于对森林生态系统养分循环研究。郑定华等根据动力学的原理，利用Stella软件对胶园进行管理[38]。栾乔林等、陈赞章等基于GIS软件建立土壤和叶片养分精准施肥的数据库，对胶树的养分信息进行管理并对橡胶的施肥作业进行决策支持和指导[39-40]。谢贵水等以QT为开发平台，以C++为开发语言构建了橡胶树光合与干物质积累模拟系统[41]。刘曦运用集成生物圈模型（IBIS）模拟东北东部森林生态系统碳动态变化过程[42]，得到其预想的模拟结果。我国森林生态系统的动态模拟长期以来都是靠借鉴国外的模拟技术，而后逐步进入自主开发阶段，随着我国计算机技术的发展，对森林生态系统养分循环的动态模拟正朝着信息化、自动化的方向发展。
4 结语
随着现代社会的发展，森林资源被过度掠夺，生态环境遭到破坏，对森林生态系统养分循环的研究成为解决问题的关键。当下，随着对养分循环的研究趋向信息化发展，学者们纷纷将计算机技术应用到生态系统养分循环当中，开发计算机软件，利用计算机技术对生态系统养分的动态变化过程进行模拟，这也有利于人类对森林进行科学管理。
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森林生态系统服务 篇7
森林生态系统服务功能是指森林生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。我国自20世纪80年代初开始进行森林生态系统服务功能评估工作, 客观、动态、科学地评估森林的生态服务功能对于加深人们的环境意识, 加强林业建设在国民经济中的主导地位, 提高森林经营管理水平, 加快将环境纳入国民经济核算体系及正确处理社会经济发展与生态环境保护之间的关系都具有重要的现实意义。因此, 分析与评价森林生态系统服务功能的价值成为目前生态学的重点研究领域之一。
本研究的对象是福建省晋江市森林生态系统。研究以中华人民共和国林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》 (LY/T1721-2008) 为依据, 通过对评价指标体系的筛选、方法的建立及结果分析, 评估晋江市森林生态系统服务功能。研究目的在于提高公众的生态意识, 加强公众对森林资源保护与利用, 为晋江市生态环境与建设提供决策依据, 同时为晋江市森林生态系统的科学管理提供理论支撑, 实现社会、经济、文化、生态效益的协调发展。
2 研究区域概况。
(1) 地理位置。晋江市是海西经济区之一, 位于福建东南沿海, 泉州市东南部, 晋江下游南岸。北纬24°30′~24°54′, 东经118°24′~118°43′。 海岸线长121km, 陆域面积694km2, 海域面积957km2。
(2) 地形地貌。晋江地势由西北向东南倾斜。地貌类型以台地、平原、丘陵为主, 台地占市域面积67.3%, 丘陵以低丘为主。
(3) 气候。晋江属南亚热带湿润气候区, 年均气温20~21 ℃, 年均日照2130h, 年均降雨量911~1231mm。5~10月受到一定程度台风的影响, 多集中在7~9月份。
(4) 土壤。晋江市西部, 自紫帽山至罗裳山地段, 依次发育着酸性岩红壤、侵蚀赤红壤、粗骨性赤红壤、薄赤沙土等。中部罗裳山至灵秀山地段, 发育着黄沙土、灰沙土, 潮沙土, 乌泥田, 也有赤红壤和薄赤沙土分布。南部滨海低地为润沙土, 地势稍高地区为旱沙土, 台地则为沙盖风沙土和薄赤沙土。东部和西南部, 自滨海至内陆分布咸土、咸田、盐斑田、灰埭田、灰泥田等。
(5) 森林资源。根据晋江市2014年森林资源调查数据统计, 晋江市森林面积达8409.06hm2, 森林覆盖率为13.75%, 全市有林地面积7943.39hm2, 其中防护林面积4675.94hm2, 特用林地面积505.47hm2, 用材林面积924.97hm2, 薪碳林面积331.33hm2, 经济林面积1501.25hm2, 竹林面积4.43hm2, 树种以乔木树种为主, 乔木树种主要有马尾松、湿地松、樟树、木荷、相思树、巨桉、巨尾桉、柠檬桉、木麻黄等树种。针叶林面积3465.28hm2, 阔叶林面积为2972.43hm2。
3 研究方法
3.1 数据来源
晋江市2014年森林资源调查汇总成果;依据国家林业局《森林生态系统服务功能评估规范》 (LY/T1721-2008) 及其公布的社会公共数据;研究机构开展的相关研究成果资料及公开发表的科技文献资料;其他相关部门 (晋江市水利局、气象局、统计局、环保局等) 政府网站所公布的相关资料。
3.2 评估指标的选取
参考国内外已有的研究成果, 依据国家林业局《森林生态系统服务功能评估规范》 (LY/T1721-2008) 规定的涵养水源的、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、森林防护、生物多样性保护和森林游憩等8项功能14个指标。考虑评估参数的可获取性与可靠性, 综合运用生态学、资源环境经济学理论, 采用影子工程法、影子价格法、机会成本法、旅行费用法、碳税法和造林成本法等, 从物质量和价值量2个方面入手, 本研究只取涵养水源的、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、生物多样性保护、森林防护等7项功能13个指标, 对晋江市森林生态系统服务功能价值进行评估。
3.3 评估方法及计算公式
3.3.1 涵养水源功能
涵养水源的功能主要表现在增加可利用水资源、净化水质和调节径流3个方面, 因此本研究选用2 个指标, 即调节水量指标和净化水质指标 (以下公式中A均表示研究区林分面积 (hm2) ) 。
(1) 调节水量指标。年调节水量公式[1]:G调=10A·P·Φ;年调节水量价值公式[1]:U调=10C库·A·P·Φ 是根据水库工程的蓄水成本 (影子工程法) 来确定。以上公式中:G调是林分年调节水量 (m3/年) ;U调为林分年调节水量价值 (元/年) ;C库为2014年晋江市水库单位库容造价 (元/m3) , 取值7.12 元/m3;P为林分年降水量 (mm/年) , 2014 年晋江市年降水量为989.3mm;Φ 为截留系数 (%) [1], 据相关研究, 植被的截留系数为25%~30%, 本研究取值27.5%[1]。
(2) 净化水质指标。年净化水量森林生态系统年净化水量采用年调节水量的公式[1]:G调=10A·P·Φ;年净化水质价值是根据净化水质工程的成本 (影子工程法) 来确定, 采用采用如下公式[1]计算:U水质=10 K水·A·P·Φ;以上公式中:U水质为林分年净化水质的价值 (元/年) ;K水为水的净化费用 (元/t) , 本研究取值2.2元/t。
3.3.2 保育土壤功能
本研究选用2个指标, 即固土指标和保肥指标, 以反映森林保育土壤功能。
(1) 固土指标。年固土量公式[2]:G固土=A (X2-X1) ;年固土价值公式[2]:U固土=AC± (X2-X1) /P。以上式中:G固土为林分年固土量 (t/年) ;U固土为林分年固土价值。X1是指有林地土壤侵蚀模数[t/ (hm2·年) ];X2是指无林地土壤侵蚀模数[t/ (hm2· 年) ];C±是指挖取和运输单位体积土方所需费用 (元/m3) , 本研究取值20元/m3;P是林地土壤容重 (t/m3) , 本研究取值1.32[3,4];据前人研究, 无林地土壤侵蚀模数为238.8t/hm2, 林地土壤侵蚀模数:阔叶林0.5t/hm2, 针叶林7.8t/hm2, 竹林29.49t/hm2, 经济林为7.6t/hm2[5~7], 本研究采用以上参数。
(2) 保肥指标。本研究林分年保肥量是指林分固持土壤而减少的氮、磷、钾的流失量。林分保肥价值采用影子价格法将侵蚀土壤中的N、P、K物质折合成磷酸二铵和氮化钾的价值来体现。年保肥量公式[1]:GN=AN (X2-X1) ;GP=AP (X2-X1) ;GK=AK (X2-X1) ;年保肥量价值公式[1]:U肥=A (X2-X1) (NC1/R1+PC1/R2+KC2/R3+MC3) 。
以上式中:GN为林分年保肥量 (t/年) ;U肥为林分年保肥价值;X1是指有林地土壤侵蚀模数[t/ (hm2·年) ];X2是指无林地土壤侵蚀模数[t/ (hm2· 年) ];N是指森林土壤平均含氮量 (%) , 取值0.099;P是指森林土壤平均含磷量 (%) , 取值0.041;K是指森林土壤平均含钾量 (%) , 取值1.01;M是指森林土壤有机质含量 (%) , 取值1.36;R1是指磷酸二铵化肥含氮量 (%) , 取值14;R2是指磷酸二铵化肥含磷量 (%) , 取值15;R3是指氯化钾化肥含钾量 (%) , 取值50;采用农业部《中国农业信息网》2015年秋季的平均价格, C1是指磷酸二铵化肥价格 (元/t) , 取值2700元/t;C2是指氯化钾化肥价格 (元/t) , 取值2000 元/t;C3是指有机质价格 (元/t) , 取值350元/t。
3.3.3 固碳释氧功能
本研究选用固碳、释氧2个指标反映森林固碳释氧功能。根据光合作用化学反应式, 森林植被每积累1.0干物质, 可以吸收1.63g CO2, 释放1.19g O2。
(1) 固碳指标。年固碳量公式[1]:G碳=A (1.63R碳B年碳+F土壤碳) ;年固碳价值公式[1]:U碳=AC碳 (1.63R碳B年碳+F土壤碳) 。
以上式中:G碳是林分年固碳量 (t/年) ;U碳是指林分年固碳价值 (元/年) ;R碳是指CO2中碳的含量, 为27.27%;B年碳是指林分单位面积吸收CO2量[t/ (hm2·年) ], 本研究取值14.14;F土壤碳是指单位面积林分土壤年固碳量[t/ (hm2· 年) ], 本研究取值1.52[8,9];C碳是指固碳价格 (元/t) , 本研究取值1300元/t。
(2) 释氧指标。 年释氧量公式[1]:G氧=1.19AB年氧;年释氧价值公式[1]:U氧=1.19C氧AB年氧。
以上式中:G氧为林分年释氧量 (t/年) ;U氧为林分年释氧价值 (元/年) ;B年氧是指林分单位面积释氧量[t/ (hm2·年) ], 本研究取值1.3453[9];C氧为氧气的价格 (元/t) , 本研究取值1300元/t。
3.3.4 积累营养物质功能
本研究选用林木氮、磷、钾营养积累指标反映森林积累营养物质功能, 再用把营养物质折合成磷酸二铵化肥和氧化钾化肥的方法计算林木营养年积累价值。林木营养年积累量公式[1]:G氮=AN营养B年;G磷=AP营养B年;G钾=AK营养B年;林木营养年积累价值公式[1]:U营养=AB年 (N营养C1/R1+P营养C1/R2+K营养C2/R3) 。
以上公式中:G氮为林分固氮量 (t/年) ;G磷为林分固磷量 (t/年) ;G钾为林分固钾量 (t/年) ;U营养为林分营养物质年积累价值 (元/年) ;R1是指磷酸二铵化肥含氮量 (%) , 取值14;R2是指磷酸二铵化肥含磷量 (%) , 取值15;R3是指氯化钾化肥含钾量 (%) , 取值50;C1是指磷酸二铵化肥价格 (元/t) , 取值2700元/t;C2是指氯化钾化肥价格 (元/t) , 取值2000 元/t;B年是指林分净生产力[t/ (hm2·年) ], 本研究取值11.666[1,2];N营养为林分含氮量 (%) ;P营养为林分含磷量 (%) ;K营养为林分含钾量 (%) , 根据前人的研究结果[10], 土壤中N、P、K转移率分别为15.6%、75.5%、53.0%, 则N营养、P营养、K营养分别取值0.0154%、0.0310%、0.5353%。
3.3.5 净化大气环境功能
本研究选取吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物和滞尘4个指标反映森林净化大气环境能力[1]。
(1) 吸收二氧化硫指标。 年吸收二氧化硫量公式[1]:G二氧化硫=Q二氧化硫A;年吸收二氧化硫价值公式[1]:U二氧化硫=K二氧化硫Q二氧化硫A。
G二氧化硫是指林分年吸收二氧化硫量 (t/年) ;U二氧化硫是指林分年吸收二氧化硫价值 (元/年) ;K二氧化硫是指二氧化硫的治理费用 (元/kg) ;Q二氧化硫是指单位面积林分年吸收二氧化硫量[kg/ (hm2· 年) ], 根据前人的研究结果[10,11], Q二氧化硫阔叶林和经济林都取值88.65、针叶林取值215.60、竹林取值152.18kg/ (hm2·年) 。
(2) 吸收氟化物指标。年吸收氟化物量公式[1]:G氟化物=Q氟化物A;年吸收氟化物价值公式[1]:U氟化物=K氟化物Q氟化物A。
G氟化物是指林分年吸收氟化物量 (t/年) ;U氟化物是指林分年吸收氟化物价值 (元/年) ;K氟化物是指氟化物的治理费用 (元/kg) ;Q氟化物是指单位面积林分年吸收氟化物量[kg/ (hm2· 年) ]。 根据前人的研究结果[10,11], Q氟化物阔叶林取值4.65、针叶林取值0.5、竹林取值2.58、经济林取值1.68kg/ (hm2·年) 。
(3) 吸收氮氧化物指标。 年吸收氮氧化物量公式[1]:G氮氧化物=Q氮氧化物A;年吸收氮氧化物价值公式[1]:U氮氧化物=K氮氧化物Q氮氧化物A。
G氮氧化物是指林分年吸收氮氧化物量 (t/年) ;K氮氧化物是指氮氧化物的治理费用 (元/kg) ;Q氮氧化物是指单位面积林分年吸收氮氧化物量[kg/ (hm2·年) ]。Q氮氧化物阔叶林、针叶林、竹林、经济林均取值6.0kg/ (hm2·年) 。
(4) 滞尘指标。年滞尘量公式[1]:G滞尘=Q滞尘A;年滞尘价值公式[1]:U滞尘=K滞尘Q滞尘A。
G滞尘是指林分年滞尘量 (t/年) ;U滞尘是指林分年滞尘价值 (元/年) ;K滞尘是指除尘清理费用 (元/kg) ;Q滞尘是指单位面积林分年滞尘量[kg/ (hm2·年) ]。根据前人的研究结果[10,11], Q滞尘阔叶林和经济林都取值10110、针叶林取值33200、竹林取值21655kg/ (hm2·年) 。
根据国家发改委、财政部、环境保护部《关于调整排污费征收标准等有关问题的通知》, 2015年1月1日起福建省废气中的二氧化硫、氮氧化物排污费征收标准调整为1.2元/kg, 氟化物排污收费标准为0.69元/kg, 中一般性粉尘排污费征收为0.3 元/kg。因此K二氧化硫、K氟化物、K氮氧化物、K滞尘分别取值1.2、0.69、1.2、0.3元/kg。
3.3.6 生物多样性保护功能
本研究选用物种保育指标反映森林的生物多样性保护功能。森林生态系统的物种保育价值采用机会成本法, 公式为[6]:U总=S单A。
以上公式中U总是指林分年物种保育价值 (元/年) ;S单是指单位面积年物种损失的机会成本[元/ (hm2·年) ];A是研究区林分面积 (hm2) ;
本研究根据Shannon-Wiener指数法[12]计算出指数为1.452, 所以根据Shannon-Wiener指数法, S单取值5000元/ (hm2·年) 。
3.3.7 森林防护价值
晋江市防护林面积为4675.94hm2, 假设林带的平均宽度为250m, 则可计算出晋江市防护林带的长度为187.0km。在此, 本研究采用范航清[13]、韩维栋[14]等的方法对沿海防护林的评估参数来计算:灾害防护价值8万元/km;生态养护价值64.7万元/km, 两项合计72.7万元/km。则晋江市森林防护价值依据公式为:U防护=72.7X187.0=13594.90万元。
4 结果与分析
4.1 统计结果
根据7项指标计算结果, 各项服务功能物质量与价值量结构如表1所示, 由此统计出晋江市2014年森林生态系统服务功能价值总量为73911.67 万元/年, 其中涵养水源、保育土壤、森林防护、固氮释氧4项价值占总价值87.21%, 是晋江市森林生态的主要服务功能。
4.2 对比分析
(1) 通过表1对比分析可得出结果:第一, 服务功能价值量由大至小的排序为:涵养水源>保育土壤>森林防护>固氮释氧>净化大气环境>生物多样性>积累营养物质。其中涵养水源、保育土壤、森林防护、固氮释氧4项价值较高, 这与森林生态系统中的主要功能在于涵养水源、保持水土、吸收二氧化碳释放氧气等较一致。第二, 森林防护功能处于第3位, 且占较大比重的原因, 是因为晋江地处沿海, 风沙侵蚀严重, 且经常受到台风、风暴潮等自然灾害的影响, 为此晋江市十分重视沿海防护林的建设。 目前, 晋江市防护林面积有4475.94hm2, 占全市森林面积的58.9%, 在抵御风沙、台风等自然灾害起着巨大的功能作用。第三, 净化大气环境、生态多样性、积累营养物质这三个功能价值所占的比重较小, 并不意味着它们不重要, 因为任何一项功能在森林生态系统中都发挥着不可代替的作用。
(2) 2014年全市国内生产总值 (GDP) 为1492.9亿元, 其中第一产业产值37亿元, 第二产业3715.1亿元, 第三产业2259.2亿元。晋江市森林生态系统服务功能价值总量为73911.67万元/年, 相当于全市生产总值的0.496%, 占其第一产业的20%, 可见, 这个量化的森林生态价值不容忽视, 关系到全市的经济发展。
(3) 通过以上的对比分析, 森林防护功能价值13594.9万元/年, 占价值总量的18.39%, 排位第三, 但是晋江市防护林面积有4475.94hm2, 占全市森林面积的58.9%, 晋江市处于沿海地区, 森林防护功能至关重要, 保卫着晋江市的繁荣发展。所以晋江市应该探索提升沿海防护林生态服务功能的途径, 以最大地发挥森林的生态服务功能。
5 结语
对于一个森林资源相对贫乏的沿海城市来说, 对其进行森林生态系统服务功能价值评估具有重大的意义, 不但能提高人们对森林生态价值的了解, 提高森林生态保护意识, 而且也能为森林生态环境保护和建设提供决策依据, 同时可以提高公众对森林资源保护与利用的认识水平, 促使森林生态系统的经济效益、社会效益和生态效益得到协调和统一。然而, 由于本研究只考虑了森林生态系统服务功能中的某些部分, 所引用的指标体系也并不能完全准确地反映森林生态系统功能的真实状况, 所以本研究必然会存在一些缺陷和不足之处, 有待于今后更加深入的研究。
摘要：依据国家林业局《森林生态系统服务功能评估规范》 (LY/T1721-2008) , 采用晋江市2014年森林资源调查汇总成果及其公布的社会公共数据, 使用影子工程法、机会成本法、文献研究等方法, 计算了2014年晋江市森林生态系统服务价值。结果表明:晋江市森林生态系统服务功能总价值为73911.67万元/年, 其中森林防护功能价值13594.9万元/年, 占价值总量的18.39%, 但是晋江市防护林面积有4475.94hm2, 占全市森林面积的58.9%, 晋江市处于沿海地区, 森林防护功能至关重要。基于此, 提出了提升沿海防护林生态服务功能价值的相关途径。
森林生态系统服务 篇8
关键词：红松针阔叶混交林,丰林自然保护区,森林生态系统服务功能,价值研究,红松林
黑龙江省林区是我国北方重要的生态屏障, 黑龙江丰林自然保护区作为其中重要的组成部分, 具有典型意义。本文依据2008年森林资源调查数据及森林生态系统定位观测数据, 采用国家林业局发布的《森林生态系统服务功能评估规范》 (LY/T1721-2008) 中规定的森林生态系统服务功能评估方法, 综合运用生态学、经济学理论和方法 (包括影子工程法、碳税法、价格替代法、市场价值法等) 对丰林自然保护区森林生态系统涵养水源、保育土壤、净化大气环境等四项生态系统服务功能的实物量和价值量进行评估。客观、科学地评价森林生态系统环境服务功能对于提高人们的环境意识、促进自然资源和景观开发利用的科学决策、、避免损害森林生态系统环境服务功能的短期经济行为、正确处理社会经济发展与生态环境保护之间的关系具有重要的现实意义。并为丰林自然保护区森林森林资源可持续发展政策与生态环境建设、森林的健康发展提供科学依据。
1 研究区域概况
丰林自然保护区位于东北地区小兴安岭南坡北缘, 溪流汇集汤旺河流入松花江。地理坐标为E128058'~129015', N48002'~48012', 行政区隶属黑龙江省伊春市五营区, 介于五营林业局和上甘岭林业局之间。总面积18165hm2。丰林自然保护区始建于1958年, , 1963年黑龙江省人民委员会批准建立。1997年被联合国教科文组织纳入世界人与生物圈保护区网络成员, 2006年被国家林业局确定为全国林业示范自然保护区。丰林自然保护区地处小兴安岭南坡北缘, 是全球原始红松林分布的中心地带。丰林自然保护区以原始阔叶红松林为主要保护对象, 这里保存着目前世界上最为典型而完整的以红松为主的北温带原始针阔叶混交林生态系统。植物区系属长白植物区系小兴安岭亚区。地带性植被是以红松为优势的温带针阔叶混交林, 该植被类型最大限度地保存了第三纪植物群落的结构特征, 具有古老的区系与群落发生历史, 其科学价值极高。保护区广泛分布处于演替顶级状态的原始阔叶红松林, 其主要类型有椴树红松林、枫桦红松林、云冷杉红松林、云冷杉林等仍具有原始林特色的针阔混交林、针叶混交林, 少量分布天然次生林。
2 森林生态系统服务功能价值评估方法
采用国家林业局发布的《森林生态系统服务功能评估规范》 (LY/T1721-2008) [1]中规定的森林生态系统服务功能评估方法, 综合运用生态学、经济学理论和方法 (包括影子工程法、碳税法、价格替代法、市场价值法等) 对丰林自然保护区森林生态系统主要服务功能及其价值进行了评估。
2.1 涵养水源。
涵养水源指森林对降水的截留、吸收和贮存, 将地表水转为地表径流或地下水的作用。主要功能表现在增加可利用水资源、净化水质和调节径流三个方面。
2.1.1 调节水量价值。
其中:U调为林分年调节水量价值, 单位:元·a-1;C库为水库建设单位库容投资 (占地拆迁补偿、工程造价、维护费用等) , 单位:元·a-1;P为降水量, 单位:mm·a-1;E为林分蒸散量, 单位:mm·a-1;C为地表径流量, 单位:mm·a-1;A为林分面积, 单位:hm2。
2.1.2 净化水质价值
其中:U水质为林分年净化水质价值, 单位:元·a-1;K为水的净化费用, 单位:元·t-1。
2.2 保育土壤
森林中活地被物和凋落物层层截留降水, 降低水滴对表土的冲击和地表径流的侵蚀作用, 同时林木根系固持土壤, 防止土壤崩塌泻溜, 减少土壤肥力损失以及改善土壤结构的功能。
2.2.1 固土价值
其中:U固土为林分年固土价值, 单位:元·a-1;X1为林地土壤侵蚀模数, 单位:t·hm-2·a-1;X2为无林地土壤侵蚀模数, 单位:t·hm-2·a-1;C土为挖取和运输单位体积土方所需费用, 单位:元·m-3;A为林分面积, 单位:hm2;ρ为林地土壤容重, 单位:t·m-3。
2.2.2 保肥价值
其中:U肥为林分年保肥价值, 单位:元·a-1;N为林分上壤平均含氮量, 单位:%;P为林分上壤平均含磷量, 单位:%;K为林分土壤含钾量, 单位:%;R1为磷酸二按化肥含氮量, 单位:%;R2为磷酸二按化肥含磷量, 单位:%;R3为氯化钾化肥含钾量, 单位:%;C1为磷酸二按化肥价格, 单位:元·t-1;C2为氯化钾化肥价格, 单位:元·t-1。
2.3 净化大气环境
森林生态系统对人气污染物 (如二氧化硫、氟化物、氮氧化物、粉尘、重金属等) 的吸收、过滤、阻隔和分解, 以及降低噪音、提供负离子和菇烯类 (如芬多精) 物质等功能。本文选取森林净化大气环境功能中的两个主导因子——吸收SO2和滞尘两项指标来量化估算净化大气环境功能。
2.3.1 吸收二氧化硫价值
其中:U二氧化硫为林分年吸收SO2价值, 单位:元·a-1;K二氧化硫为SO2的治理费用, 单位:元·kg-1;Q二氧化硫为单位面积林分年吸收SO2量, 单位:kg·hm-2·a-1;A为林分面积, 单位:hm2。
2.3.2 滞尘价值
其中:U滞尘为林分年滞尘价位, 单位:元·a-1;K滞尘为降尘清理费用, 单位:元·kg-1;Q滞尘为单位面积林分年滞尘量, 单位:kg·hm-2·a-1;A为林分面积, 单位:hm2。
2.4 固碳释氧
森林生态系统通过森林植被、土壤动物和微生物固定碳素、释放氧气的功能。
2.4.1 固碳价值
其中:U碳为林分年固碳价值, 单位:元/a;R碳为CO2中碳的含量, 为27.27%;B年为林分净生产力, 单位:t/hm2.a;F土壤碳为单位面积林分土壤年固碳量, 单位:t/hm2.a;C碳为固碳价格, 单位:元/t:A为林分面积, 单位:hm2。
2.4.2 释氧价值
其中:U氧为林分年释氧价值, 单位:元·a-1;B年为林分净生产力, 单位:t·hm-2·a-1;C氧为氧气价格, 单位:元·t-1;A为林分面积, 单位:hm2。
3 数据来源
本文采用2008年森林资源调查数据及森林生态系统定位观测数据, 价格参数选用《森林生态系统服务功能评估规范》 (LY/T1721-2008) 中的附录10中推荐数据。
4 结果分析
4.1 涵养水源的功能与价值
根据实验及黄承标等研究结果[2]确认不同林分蒸散率, 按照公式 (1) 、 (2) 计算得出丰林保护区涵养水源功能总价值为27968.3万元/a, 其中调节水量价值为20840.4万元/a, 净化水质价值为7127.9万元/a (表1) 。
4.2 保育土壤的功能与价值
根据已有研究成果[3]确定研究区域土壤侵蚀模数、土壤容重及土壤中氮、磷、钾的含量等参数, 按照公式 (3) 、 (4) 计算得出丰林保护区保育土壤功能总价值为96524.6万元/a, 其中固土价值为784.9万元/a, 净化水质价值为95739.7万元/a (表2) 。
4.3 净化大气环境的功能与价值
根据研究区环境污染现状, 选取森林吸收SO2和滞尘两项来表征森林净化大气环境的功能并计算其价值。采用《中国生物多样性国情研究报告》[4]研究成果确定森林吸收SO2能力及滞尘能力, 按照公式 (5) 、 (6) 计算得出丰林保护区净化大气环境功能总价值为7255.2万元/a, 其中吸收SO2总价值为369.2万元/a, 滞尘价值为6886万元/a (表3) 。
4.4 固碳释氧的功能与价值
根据各主要植被类型的林分生产力, 可计算出其森林生态系统固定碳能力[5], 按照公式 (7) 、 (8) 计算得出丰林保护区固碳释氧功能总价值为28111.6万元/a, 其中固碳价值为17170.7万元/a, 释氧价值为10940.9万元/a (表4) 。
5 结论与讨论
5.1 结论
5.1.1 森林生态系统服务功能总价值
丰林自然保护区森林生态系统服务功能总价值159859.7万元/a, 单位面积服务功能价值量9.56万元/hm2·a。其中保育土壤功能价值量96524.6万元/a, 占总价值量的60.38%;固碳释氧功能价值量28111.6万元/a, 占总价值量的17.59%;涵养水源功能价值量27968.3万元/a, 占总价值量的17.50%;净化大气环境功能价值量7255.2万元/a, 占总价值量的4.53% (表5) 。
5.1.2 各项生态功能价值的大小排序为:保育土壤功能价值>固碳释氧功能价值>涵养水源功能价值>净化大气环境功能价值。
森林生态系统各类别服务功能价值量占总价值比例分析见图1。
不同林分服务功能价值的大小排序为:红松林 (60019万元/a) >其它针叶林 (59593.7万元/a) >阔叶林 (40247万元/a) (图2) 。
5.2 讨论
丰林自然保护区森林生态系统服务功能总价值为159859.8万元/a, 单位面积服务功能价值量9.56万元/hm2·a, 远高于木材生产的价值。体现了森林生态系统服务功能为人类社会的发展和进步做出了重要的贡献。不同林分的服务功能价值比较针叶林高于阔叶林。主要原因是针叶林特别是红松林是丰林保护区的主要森林类型, 林分面积较大。所以应充分认识针叶林特别是红松林的地位和作用, 采取更严格的措施加以保护与管理。森林生态系统服务功能价值定量评估是一个由浅入深的过程, 由于在大范围内测定各种评估参数还存在困难, 森林许多方面价值的定量评估还难以进行, 相关研究有待加强, 本次研究内容仅涉及森林生态系统诸多功能中的几个方面, 其它方面还有待于进一步研究。
参考文献
[1]李景文等.红松混交林生态与经营[M].哈尔滨:东北林业大学出版社1997.
[2]王兵, 杨锋伟, 郭浩等《.森林生态系统服务功能评估规范》 (LY/T1721-2008) [S].北京:中国标准出版社, 2008.
[3]黄承标, 张建华, 罗远周, 等.广西猫儿山国家级自然保护区森林涵养水源功能及其经济价值估算[J].植物资源与环境学报, 2010, 19 (1) :69———74, 94.
[4]王刚等.小兴安岭地区主要森林类型土壤理化性状特征的研究[J].林业科技, 2011, 36 (2) :15-16.
[5]《中国生物多样性国情研究报告》编写组.国家环保局[R].北京:中国环境科学出版社, 1998.
森林生态系统服务 篇9
我国对森林生态环境的管理与西方先进国家相比, 处于起步较晚的现状, 因此森林抚育工作上较为滞后。随着当下我国林业的发展, 森林抚育工作也随之不断精进提升, 逐步形成更为完善的体系, 并且确定了相关管理规程等有一定规范性的法律规定。
一、森林抚育可以保证植被多样性
森林抚育在森林生态系统的影响上, 首先可以有效地改善植被多样性。森林抚育从宏观层面上来看, 属于一种森林生态系统的人工干预方式, 可以有效地改善森林生态结构, 减少树种密度, 提升树冠间隙, 促进植被更好生长。在抚育间伐操作后, 植被多样化可以有效提升。
抚育间伐对林下灌木与植被会产生生物多样性的影响, 一般大部分人认为可以有效地提升其多样性。不同的抚育间伐干扰程度, 其植物种类会相较于没有间伐处理的区域, 可以得到200%至400%的提升效果, 因此人为的干预可以有效地促进林下植被生长与形成, 在一定范围内, 会随着干扰的程度越强, 植物种类增加效果越显著。有专家认为, 在强度的抚育间伐处理后会导致植物种类的减少, 因此一般以提倡轻度或者中度的抚育处理, 避免过度抚育而造成效果不良问题。
二、森林抚育可以保证改善土壤特性
森林抚育的合意处理可以改善土壤特性。抚育间伐可以改善土壤营养, 土壤肥力提升, 土壤容重、微生物含量、速效养分和总孔隙度都得到显著改善。土壤中的养分水平与土壤干扰强度有密切关系, 一般情况下, 土壤干扰强度越高, 土壤N、 P、C、K等养分流失越多, 而土壤中的Ca、Mg和酸碱值、土壤密度与土壤干扰强度成正比。一般情况下, 间伐后的土壤微生物数量、酶活性、总孔度和速效养分等情况提升, 而土壤容重水平下降。同时在择伐处理中, 强度择伐处理无法提升土壤质量, 而进行轻度和中度责罚处理, 土壤中的水分、孔隙、养分和土壤结构稳定性情况均有显著好转。同时择伐处理中需要依据不同月份情况来看展, 需要依据以往择伐情况作有效观察, 一般8月份择伐的土壤呼吸速率相对更高。因此, 在择伐处理中, 应该控制干预强度和时间, 避免过度干预或者不合意干预而导致土壤特性的恶化。
三、森林抚育可以改善林分结构与植被生长
由于抚育间伐可以减少有限植被生长资源的浪费, 从而可以改善林分结构与植被生长。在抚育间伐后可以在总体上缩减林木株数, 减少林分生物量, 提升植被的养分空间, 同时还可以改善林内气候, 提升林分质量。在间伐处理后, 空间环境得到改善, 光照更强, 促进了林木下草木、地面植被和灌木的生长, 从而生物量显著提升。同时间伐可以有效地清除枯木、朽木和不良生长林木, 为优良林木提供更优质的营养生长空间, 促进林木加速生长, 林木生长周期有效缩减, 林木利用率有效提升。
四、森林抚育可以改善林分碳储量
间伐可以移去林内部分木材蓄积量, 有效的缩减植被碳储量。随着间伐强度的提升, 将来森林生态系统中的碳储量会相对降低。不同的林木情况和间伐干预强度, 其碳储量降低速率有一定差异, 具体情况需要以碳储量降低速度和森林发展规划做有效设计, 从而让碳储量缩减速度满足实际森林运营效果。
结束语
森林抚育需要有效的协调各部门工作, 制定有效森林生态系统规划方案, 让森林抚育工作在相关评价体系中科学合理地进行。再具体的操作中, 根据工程区森林分布特点, 结合自然和社会状况, 针对工程具体情况, 采用分级管护模式:建立局、场、站三级森林管护体系, 实行分级管护, 划分责任区, 护林员负责山头地块、林班、小班的森林管护, 层层签订责任合同, 全面落实目标责任。组成专业巡护队—巡护员—检查站点、线、面相结合的管护网络, 实行巡护日志制度, 全程监督森林管护工作, 确保管护收到实效。为促进森林健康, 构建稳定的森林生态系统, 充分发挥公益林生态功能, 对生态公益林按照保护和发展的需要, 开展有限的抚育, 强化森林抚育性经营。通过保护恢复好森林生态系统, 繁荣森工文化、实现林地面积和森林蓄积量双增长。
参考文献
[1]何小红.森林抚育对森林生态系统的影响[J].陕西林业科技, 2013 (03) :83-86.
[2]陈世杰.森林抚育对森林生态系统的影响[J].北京农业, 2014 (27) :210.
森林生态系统服务 篇10
城市森林公园, 是我国建设生态文明的重要载体, 是实现林业生态文化建设的阵地, 其提供的生态服务的稳定性不仅直接影响到公园本身的游憩价值及未来发展, 更维系到城市生态环境的可持续性。然而目前城市森林公园在创造了巨大经济效益的同时, 其生态环境也因大量的旅游冲击出现退化 (黄程, 2010) 。
城市森林公园由于其公共物品的属性及外部性, 其提供的生态服务价值并没有通过市场价值体现出来。随着人们对森林公园旅游需求的不断扩张, 确保城市森林公园提供高质量的生态服务的同时尽量减少人类活动对环境的破坏, 需要制度的约束。根据环境库兹涅茨曲线, 在经济增产过程中, 政府采用正确的管理模式, 即生态补偿制度, 希望达到生态阈值之前找到一条通过库兹涅茨曲线峰值的通道, 实现经济、自然可持续协调发展 (姜宏福、温亚利, 2010) 。对城市森林公园提供的生态服务、环境服务建立补偿制度, 这也是经济发展对生态服务的反哺, 最终达到帕累托最优状态。
二、文献综述
目前国内关于城市森林公园的研究主要集中在城市森林公园的概念、管理、发展不足及应对措施上。城市森林公园是位于城市市区或市郊的、能满足市民日常游憩需求且具有大面积优美森林景观的公园 (黄程, 2010) , 而目前由于旅游规划定位有偏失 (杨财根, 2010) , 应该加强森林景观培育、合理开发自然和人文景观等对策 (孙志立, 2005) 。
国内针对公共物品的生态补偿制度设计研究领域主要集中在公益林 (田淑英, 2009;王蓉, 2010) 、流域 (游彬, 2008) 、湿地 (姜宏福, 温亚利, 2010;谢屹) 及自然保护区 (王昌海, 温亚利, 2010) 的生态补偿上。而关于城市森林公园的生态服务补偿制度设计的研究很少, 基于公共物品理论、外部性理论、生态资本性理论等理论依据 (田淑英, 2009) 和新森林法, 从森林环境功能受益的公共和私人主体必须为此支付费用, 开展生态旅游, 征收生态补偿税费、成立森林环境补偿基金 (刘粲, 2003) , 通过价格、支付、激励机制等创建完善的森林生态服务市场机制 (戴栓友, 2003;游彬, 2008) , 同时明晰产权 (王昌海等, 2010) , 加大公共财政转移支付力度 (王蓉, 2010) , 吸引社会筹资 (姜宏福, 温亚利, 2010) 等。综上所述, 目前关于专门研究城市森林公园制度设计的文献较少。笔者将在前人研究的基础上, 主要从生态服务补偿制度这一角度入手, 试图构建城市森林公园生态服务补偿制度。
三、理论分析
根据制度经济学和环境经济学的基本理论, 通过城市森林公园的特殊性质, 利用环境资源价值理论、外部性理论、公共物品理论、补偿原则论, 试从政府及市场的角度论述城市森林公园生态服务补偿制度设计的理论基础和支持。
1、环境资源价值理论
根据生态补偿理论, 环境资源是有价值的。社会经济系统生产和消费的产品价值, 来自劳动生产和自然环境, 因此自然环境是有价值的。要使社会经济系统能够持续发展, 必须使自然环境系统也能够持续发展, 这就要求社会经济系统对自然环境作出生态补偿 (高岚等, 2007) 。
城市森林公园的环境总价值包括两个部分:使用价值和非使用价值。其中使用价值包括直接使用价值 (娱乐、健康价值) 、间接使用价值 (生态功能、生物多样性) ;非使用价值包括存在价值和遗赠价值。
城市森林公园目前的价值主要体现在直接价值上, 即游客支付的门票费用、餐饮费用、娱乐费用等其他相关费用。城市森林公园的生态服务价值经过合理科学的计算后, 通过市场交换体现。所以, 对维护生态功能的主体所做的贡献给予足量的经济补偿, 通过制度创新激励人们从事生态保护投资并使其生态资本增值, 实现资源的有效配置。
2、外部性理论
城市森林公园一般具有强大的正外部性, 其经营者无法要求哪一个部门去支付森林生态效益使用费, 致使经营成本得不到补偿;另外市场价格也不能准确反映其全部的生态价值, 导致森林经营者私人边际收益与社会边际收益的背离。因此, 必须采用庇古手段实现生态补偿, 即政府必须通过政策手段实现森林公园生态服务外部效益的内部化, 让生态服务成果的受益者支付相应的费用以维持城市森林的可持续经营, 实现外部效应的内部化。
3、公共物品理论
公共物品泛指无排他性或无竞争性的产品。环境质量或服务这类物品大致上都可划入准公共物品。当今环境问题的日益恶化也与环境资源本身的特殊属性有关, 即环境资源的公共物品属性。公共财产资源与环境质量恶化污染的根源在于环境资源的所有权和使用权规定得不完全。“搭便车”和“公有地的悲剧”是典型的市场失灵表现。政府对准公共物品的补偿主要体现在通过价格机制、税费补贴的形式直接提供, 或者委托给私人部门。
由于城市森林公园的公共物品属性, 当旅游活动不可避免地对城市森林公园的环境产生破坏性的污染时, 需要完善的制度约束在价格、补贴机制上弥补市场失灵的缺陷, 或者通过企业、非政府组织维护城市森林公园的环境可持续发展, 从而保证城市森林公园的生态服务功能得以持续提供。笔者于2011年在奥林匹克森林公园做的相关调查表明, 67%的游客认为应该为到奥林匹克森林公园游憩、挖野菜等行为支付相关费用。
4、补偿原则理论
根据福利经济学, 卡多尔和希克斯认为, 按照帕累托标准, 政府实行任何经济政策都会引起市场价格体系的变化, 使一方有利, 另一方受损, 如果做出某种改变, 使受益者在补偿了受损者的损失后仍旧比以前好, 那么就出现社会福利改进。补偿原则为国家实行经济干预措施提供了理论依据。例如, 我们国家实行的退耕还林工程的财政补贴激励就是一个典型的例子。
城市森林公园提供的生态服务补偿, 可以认为是消费者对森林公园的有意或无意的污染而承担的补偿, 通过这部分补偿用于城市森林公园的生态建设和维护, 促进城市森林公园生态的可持续发展, 保证城市生态环境的稳定, 从而实现人与自然、社会的和谐共处。
四、城市森林公园生态服务补偿制度设计
本文在前人研究的基础上, 通过环境资源价值理论、外部性理论、公共物品理论等理论分析, 对我国城市森林公园的生态服务补偿制度设计进行如下研究, 将从补偿价格的范围确定、补偿的市场形式, 政府的激励机制和私人部门参与, 公众参与的角度进行探讨。
1、城市森林公园生态服务补偿市场机制
(1) 生态服务补偿价格机制。通过机会成本法、影子工程法等客观方法或支付意愿调查法等主观方法确定城市森林公园的生态服务价格, 衡量城市森林公园的价值。根据市场规律, 价格总是围绕着价值上下波动。通过价格的调整, 供给曲线和需求曲线不断调整, 最终达到均衡, 实现市场对资源的有效配置。实际上, 消费者支付意愿的价格往往高于市场价格, 消费者剩余可以作为城市森林公园提供的生态服务补偿, 把增加的收入用于城市森林公园生态服务的建设和维护。
(2) 生态服务补偿支付机制。公共物品的市场支付形式主要有三种:生态服务开发贸易系统、生态服务自愿私有交易、生态标记 (游彬, 2008) 。城市森林公园提供的生态服务价值可以通过不同的市场形式进行交换, 确保生态服务资源的有效配置。例如, 通过生态标记, 对城市森林公园进行相关认证, 贴上生态标志, 像“低碳城市森林公园”, 这样会增加城市森林公园的价值, 消费者愿意支付更高的价格来消费这种生态服务。当然生态标记的前提是要做好科学、合理、严格的认证, 促进城市森林公园的可持续经营。
2、城市森林公园生态服务补偿政府约束
(1) 建立城市森林公园生态服务补偿基金制度。根据《森林法》规定, 任何从森林环境功能受益的公共和私人主体必须为此支付费用, 所征收的费用以森林环境补偿基金的形式解决。城市森林公园提供生态服务, 政府可以通过强制性手段, 即建立生态服务补偿基金制度。国家对城市森林公园的财政补贴、生态建设支出、社会筹资都可以纳入到补偿基金里面, 专款专用, 形成强制性约束力, 确保城市森林公园生态建设的有效施行。虽然目前我国公益林的生态服务补偿标准由每1/15hm2每年5元提高到10元, 对于生态服务的要求来说, 这远远不够。所以城市森林公园的生态服务补偿要经过合理测算后, 补偿标准或基金投放标准要在满足经营成本的基础上, 保障额外的生态建设支出, 比如改造林相、植树造林等等。
(2) 界定城市森林公园生态服务产权。根据科斯第二定理:如果交易成本为正且较小时, 可以通过合理分配初始产权来提高资源配置效率, 实现外部效应内部化, 无需抛弃市场机制。城市森林公园的产权不清晰, 所有权与经营权、使用权没有明确规定, 城市森林公园就会出现开发不当, 旅游者就会不遵守规则污染城市森林公园环境。如果明晰产权, 按照“污染者付费、利用者补偿、开发者保护、破坏者恢复”的原则, 所有权依然是国家所有, 如果下发经营权给私人企业, 此时政府通过减免税费、加大补贴、技术培训或支持等激励机制吸引私人部门参与城市森林公园生态服务产品的提供和维护。再比如, 如果产权清晰, 确定城市森林公园的碳排放权, 可以通过碳排放交易市场进行交易, 不但可以增加城市森林公园的生态服务补偿资本, 而且有助于实现城市森林公园的生态服务价值。
3、公众参与激励机制
通过公众、非政府组织采取志愿服务的方式参与城市森林公园的生态保护, 比如志愿宣传低碳旅游, 义务植树等, 对城市森林公园的环境保护起到监督作用。政府应该制定针对公众参与生态保护的激励机制, 例如对参与的公众给予名誉上或物质上的补偿, 以此激励更多的公众参与到城市森林公园的生态保护上来, 自觉维护城市森林公园提供的生态服务。
五、结论
基于外部性、公共物品等理论依据, 通过对我国城市森林公园生态服务补偿制度研究与探讨, 建立的具体制度如下:一是通过价格机制和支付机制建立城市森林公园的生态服务补偿市场机制, 利用市场有效配置资源;二是通过政府建立城市森林公园生态服务补偿基金制度和界定清晰的产权, 鼓励私人部门参与, 弥补市场失灵;三是制定激励机制, 促进公众参与城市森林公园的生态保护。通过构建以市场、政府为主体的制度, 城市森林公园的生态服务功能将会得到充分发挥。
摘要：本文基于环境资源价值理论、公共物品理论、外部性理论等理论依据, 探讨了我国城市森林公园的生态服务补偿制度设计, 结论表明, 在生态服务补偿市场机制、政府的激励机制、清晰产权的界定、公众参与制度等方面的制度共同约束下, 建立一套完善的确保我国城市森林公园的生态服务补偿制度, 可以促进城市森林公园的可持续发展, 充分发挥城市森林公园的生态效益、社会效益和经济效益。
关键词：城市森林公园,生态服务补偿,制度设计
参考文献
[1]杨敏、杨延风、张谦、宋保平:森林公园管理体制与组织机构探析[J].林业经济问题, 2006 (2) .
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[4]高岚、田明华等:环境经济学[M].北京:中国林业出版社, 2007 (9) .
森林生态系统服务 篇11
关键词：土地利用变化生态系统服务价值 呼和浩特市
生态系统服务是指通过生态系统的结构、过程和功能直接或间接得到的生命支持产品(如食物、原材料)和服务(如废弃物同化)。通过货币化生态系统服务的功能和效益，认识生态系统服务的巨大价值，将会使人们更加意识到保护生态系统服务功能的重要性。随着对可持续发展机制研究的深入，人们发现维持与保育生态服务功能是实现可持续发展的基础。因此。分析与评价生态系统服务功能的间接价值已成为当前生态学与生态经济学研究的前沿课题，对生态系统服务价值的定量评估已成为国际可持续发展研究的焦点，是当前生态学、资源经济学、环境经济学以及生态经济学的交叉前沿领域。
作为西部少数民族地区首府城市的呼和浩特市，自2000年初国家开始实施西部大开发战略以来，经济发展迅速。伴随着全市工业化和城市化的提高，农村地域向城市地域加速转变，全市经济社会建设对土地需求日益旺盛。土地利用变化越来越大。各方面矛盾日益突出。本项研究希望通过对全市土地利用变化及其生态系统服务价值分析，为合理调整土地利用格局，保障区域生态安全。促进区域可持续发展提供合理的理论依据。
一、研究区概况
呼和浩特市位于内蒙古自治区中部。地理坐标为北纬39°35’～41°25’。东经110°31’～112°20’。该市除市区外还辖有4县(托克托县、和林格尔县、清水河县、武川县)、1旗(土默特左旗)，人口约214万。
呼和浩特市属温带大陆性季风气候。年平均温度2～2.5℃。年平均降水量400毫米左右。本区北部为大青山中低山地和北麓丘陵。中部为土默川平原，东南分布有山地和黄土丘陵。其中，山地、丘陵、平原各占总面积的39.4％、37.6％和30.6％，海拔995～2280米。主要植被类型有针叶林、阔叶林、灌丛、草甸草原、典型草原等地带性植被类型。
二、数据处理与研究方法
(一)数据来源与处理
以2000年和2004年获得的TM遥感资料为基本信息源，参照1:25万地形图选取地面控制点(GCPs)，在PCI软件的GCPWorks模块下进行几何校正，误差控制在3个像元之内；结合野外调查数据，确定合理的土地分类系统，并采用标准假彩色的图像合成方案，利用EDARS及ArcVJew软件进行室内人机式交互解译，并在ArcGis软件支持下对两个不同时期的矢量数据进行叠加运算；土地利用变化、景观格局分析及生态环境效应分析是在ArcGjs9.1、Excel及Fragstats3.3软件支持下完成的。
(二)生态系统服务价值计算
1997年，Costanza最先开展全球范围内的生态系统服务价值的估算，以每种生物群落单位面积上提供的生态系统服务价值，乘以该生物群落的总面积。得到每种生物群落的服务价值总和。由于Costanza的理论成果存在着一些不足，2003年谢高地等根据中国的实际情况。参考Costanza的研究成果，制定了中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表。
研究采用Costanza的生态系统服务价值的估算公式和谢高地等制定的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表，对呼和浩特市的土地利用、覆盖类型的生态服务价值进行估算。生态系统服务价值的估算公式如下：
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
式中，V为研究区生态系统服务总价值(元)；Pi为第i类土地利用、覆盖类型单位面积的生态功能总服务价值(元/hm2)；Ai为研究区内第i类土地利用、覆盖类型的面积(hm2，n为土地利用，覆盖类型数目，Ai采用谢高地等制定的中国陆地生态系统服务单位面积价值。
三、结果与分析
(一)呼和浩特市土地利用变化
结合表3可以看到4年间呼和浩特市的土地利用转变情况：
1、耕地相对比较稳定。在转出方面主要为草地和林地，占了总转出量的96.45％。出现这种状况的原因应该主要是退耕还林还草政策的实施。同时在转入方面有686.29km2的草地转化为耕地，说明在退耕还林还草政策实施过程中还需要付出更大的努力。
2、林地变较频繁。在转出方面主要是转化为草地有175.56km2，在转入方面起主要作用的是草地和耕地。分别为950.59km2和260.16km2。
3、草地转化为林地和耕地的总面积为1636.88km2，而林地和耕地转化为草地的总面积仅为738.38km2。这是导致草地面积减少的主要原因，
4、建设用地的变化动态度也比较大，这也说明了呼和浩特市建设用地的空间转移比较频繁。建筑用地转化为其他用地很少，在转入方面主要是草地和耕地，由此可见，随着经济的发展，人口的膨胀，城市的扩建，建筑用地占用了大量的耕地和草地。
5、未利用土地基本没有转入，再转出方面主要为耕地和草地。分别为45.13km2和15.34km2，反映了呼和浩特市的土地开发利用情况。
6、除耕地外，其他几种土地利用类型的空间动态度都比较大，说明呼和浩特市人类活动非常频繁。对土地利用变化的影响非常大。
由图1和表4可以看到2000-2004的4年期间，土地利用的变化给呼和浩特市及各旗县生态系统服务价值带来不同程度的增加。总体而言，整个呼和浩特市生态系统服务价值增加了0.12×1010元，造成这种增值的主要原因是单位面积生态系统服务价值较高的林地面积增加较多，为975.14km2。六个旗县的生态系统服务价值也都有所增加，其中增加最多的是武川县，增加了约0.05×1010元。这与该县大力推广退耕还林、还草政策的大力实施有关。同时可以发现。以丘陵和山地为主的武川县，生态系统服务价值的增加程度要好于以平原为主的托县。
发挥森林在城市中的生态服务功能 篇12
关键词：森林,城市,生态服务,功能
0 引言
城市化是一把“双刃剑”。在经济快速发展的同时, 城市的扩展和强烈的人口活动明显影响着城市生态系统的服务功能。发展城市森林是21世纪生态城市建设的理想模式。作为城市生态系统应具有自净功能的重要组成部分, 城市森林的生态服务功能主要体现在, a) 具有较高的空气净化功能, 可促进吸收消纳城市产生的污染物质, 调节气候, 增加O2, 减少噪声等, 有助于解决城市的环境问题;b) 给人们带来美的享受, 提高人们的文化素质。城市森林本身就是传统文化的载体, 并对文化遗产的继承和精神文明建设产生积极影响, 是城市生态文明建设的重要手段;c) 森林是城市形象和实力的象征, 能有效拉动消费, 促进城市旅游业的迅速发展, 有助于提高城市竞争力;d) 为缓解人们长期紧张的心态提供良好的环境。当人们走进森林之中, 就能感受到森林的观赏、娱乐、疗养保健等多种功能, 有助于提高城市居民生活的质量;e) 具有不可忽视的产业经济功能, 在加大城郊、乡村绿化的同时, 可提高当地居民的收入, 促进经济发展和新农村建设, 有助于发展城郊农村经济和新农村建设。
1 中国林业发展面对的形势
当前是中国林业发展的最好时期, 主要表现在人们思想意识的提高, 大家对于保护森林、培育森林、建设森林, 从来没有这样高的认识程度。另外, 无论是种植面积还是蓄积量都在增长。更重要的是每个地方都准备投入更多的人力和物力, 制订更加宏伟的计划。
之所以能够这样发展, 是与国家引导、高瞻远瞩地提高森林建设的重要地位密不可分的。同时, 中国不仅提出了自己国家森林发展的规划目标, 且还明确了在国际上应承担的义务。
在中国林业事业发展的过程中, 虽然取得了很大的成绩但也存在着很大压力。发达国家的自然条件非常好, 原有的森林面积比较多。发展中国家把注意力集中在发展建设上, 没有很好地关注森林建设。因此, 与发达国家相比, 他们保持比较好的森林环境比中国容易得多。中国同样也也存在发展中国家过度重视发展或略生态环境的情况。
中国的自然条件先天不足, 干旱地区占到国土面积的52%, 高寒缺氧的青藏高原面积达200×104km2, 西南、南方沙漠化的熔岩面积达90×104km2, 在这样的条件下进行森林建设是很困难的。即使在黄土高原上, 造林的条件也是很艰苦的。特别是在造林面积和造林条件方面, 尽管今后的发展还将面临很多的困难, 但是过去长期忽略而现在明确提出进行森林建设的这种战略理念, 不仅对国内且面向国际, 都具有特别重要的意义和深远的影响。
2 城市森林建设的思路和措施
目前, 城市建设用地资源匮乏、交通堵塞等问题越来越严重, 迫使我们必须用生态学的思路指导林业发展。即统筹考虑, 将城市森林建设作为整个建设体系中不容忽视的组成部分, 进行生态省、生态市、直至生态文明城市的建设, 把总体建设工作与城市森林建设紧密地结合起来融为一体规划。从生态城市的结构看, 不仅包括生态环境、生态产业、生态文化, 还包括生态人居和生态管理。森林建设本身就是在解决生态环境的问题的同时解决林业产业、生态文化、生态人居和生态管理的问题, 这些方面是相互联系, 相互制约的统一整体。
城市森林, 指的是城市地域内以改善城市生态环境为主, 促进人与自然协调, 满足社会发展需求, 由树木为主体植被所在环境组成的森林生态系统, 是整个城市生态系统重要组成部分。
城市森林建设如此大规模的, 以国家、政府为主体进行工作, 在中国已取得很多经验, 其实施措施可归纳成以下几个方面。a) 城市森林建设是以科学发展观为指导, 把城市林业、生态文明与提高人民福祉很好地结合起来;b) 要充分发挥森林生态系统的多种服务功能;c) 在城市森林建设中要加快低质低效林的改造, 既保证足够的数量, 又要提升森林资源质量;d) 考虑到土地资源的限制, 应充分利用生态系统的多种功能, 发展农林复合经营系统, 大力发展林下经济和非木质产业;e) 发展生态旅游, 开发城市和城市周边缘多种多样的生态旅游, 如, 森林旅游、养生旅游, 农家乐、采摘活动等;f) 实施林业优惠政策, 进行林权改革, 完善生态补偿制度;g) 教育、宣传与鼓励群众参与;h) 加强林业科学研究。
3 关于生态服务功能的问题
生态服务功能是当前国际和国内研究的热点, 也是千年评估的中心内容。所谓生态系统的服务功能, 是指人们从生态系统中获取的效益, 既包括自然生态系统也包括人工生态系统, 包含了生态系统为人类提供直接和间接的、有形和无形的效率。生态系统服务功能总的来讲可以分成产品功能、调节功能、文化功能和支持功能。
20世纪70年代以后, 国内外的生态界或林业方面才把生态系统服务作为1个科学术语, 开始进行生态、生态经济研究。特别是在20世纪90年代以后, 这方面的研究越来越成为大家关注的焦点。1991年, 国际科联环境委员会开展了生物多样性的定量研究和生态系统服务功能的研究, 到1997年, 发表的一些很重要且有影响的文章和研究报告中提出粗略估计, 认为全球生态系统所能提供的功能能够价值33×1012元, 是当年GNP的1.8倍。提出这个数字以后, 无论国际科学界还是国际政界都引起强烈反响。因此, 2000年联合国秘书长安南组织了95个国家1300多个专家研究, 进行了联合国千年评估计划研究, 并一直到延续至今。目前, 这方面的研究也成为中国“十二五”研究的重点项目之一。当时, 从生态系统17个方面的作用作了大致估计。尽管这个估计应该说是比较粗略的, 但是仍是很有意义的。
之所以关注这个问题, 在于人类活动迅速改变地球的生态系统是以牺牲生态服务为代价换来当前的经济繁荣。有人统计, 20世纪90年代人类对资源的消耗和影响已超过生态环境承载力, 截至目前, 粗略估计至少存在20%以上的资源过度透资。预计今后50年, 生态系统服务功能的退化可能会更严重。现在已形成向水资源、能源、健康、农业、生物多样性等的严重挑战, 都与对生态系统的破坏有着不可分割的关系。随着科学研究的不断深入, 过去不能用量进行度量的, 现在已经做到了, 改变了过去的一般定性研究, 走向了定量研究。关于对生态服务功能作用的认识已跨入新的阶段。
从总体看, 现在生态系统的服务功能虽不能说全部都退化了, 但有些方面确实还再进一步退化, 这与现在的生产方式和管理密切相关。尽管对碳贮量的研究, 现在已达到定量化程, 但其他方面的问题还在退化, 有些问题还可能存在两面性。因此, 提出整个世界现在生态系统服务功能的60%都处在退化之中的估计是可信的。
这些引起人们的反思。必须改变那种资源无价、环境无价的陈旧观念, 生态建设经济效益的外部性有待内部化。因为很多生态方面的效益, 就显现在生态建设上, 不仅体现在它本身, 且直接影响到人类的生存环境。如, 农村所保护的森林或城郊所保护的森林, 其生态效益除直接体现在农村或城郊外, 对整个城市也有充分的影响, 这就是生态效益内部化的具体体现。当然, 对生态系统功能进行科学估算还有待改进, 现行的经济核算和管理考核制度还存在误导, 相关政策仍需进一步完善。
人们对森林的物质生产功能认识和对待尚且不够, 在森林生态功能方面的认识就更加不足。不仅没有很好地将生态功能服务效益引入经济统计, 且在计算方面还存在许多问题。如, 对保持比较好的森林生态系统, 仅从食用方面能够得到植物种类的功能进行统计;从东北到西南考查一下, 利用森林能提供可利用的非物质产品, 如, 木耳、蜂蜜、药材、人参种植等的价值和潜力发挥情况;生态旅游发展的前景等。应把传统的生活习惯与森林环境的利用很好地结合起来, 既要改善环境, 又要使群众生活大大受益。
4 生态服务功能的基础建设工作
林业工作者们吸取国际经验, 为生态功能从定性管理走向定量管理做了大量工作, 大大地提高了森林系统的服务功能, 体现在土壤保育、营养物质积累、森林防护、生物多样性保护、森林旅游诸多方面。另外, 他们用现有的知识和水平进行计算, 使森林生态服务功能管理工作初步提升到国家标准的层面。
当然, 这与科学研究是分不开的。中国在长期的生态系统观测中, 越来越多地采用先进的手段, 建立开发了包括科学院组织的CERN中国生态研究网的30几个网站, 林业方面大量关于森林生态系统的站点以及正在建设中的干旱地区和湿地实验站。此外, 还有各生产部门建设的短期研究网点, 都为森林生态服务功能计算奠定了基础, 使中国的生态研究基本上与世界接轨。
利用卫星监测系统到地面定位系统, 实现连续、精确地观测, 为森林生态功能服务建设和研究提供准确、可靠的数据, 保障了中国林科院以及各省地方在森林生态系统、涵养水源、营养物质等方面的具体研究, 对森林的碳吸收评价做了非常突出的工作, 得出了很有意义的结论, 得到国际赞同。
尽管这些工作, 甚至有些已作为国家标准予以颁布, 但是, 应该说还有很多工作仍需进行, 包括科学研究。因为对于不同地区生态系统功能的基础研究, 数据还是不够的。如, 目前很多的地方仍引用一般数据, 把森林对水资源的作用当作水的涵养作用, 把北京、重庆、西安视为同样的生态系统, 其实各处的环境是不同的, 生态环境作用的量, 甚至于正作用和反作用都需要仔细研究, 不能简单地把某个地区的数据机械地搬过去, 计算任何地区的生态承载力。那样, 虽然也能够得到1个数据, 但是这个数据的可靠性是值得考虑的。
5 生态功能评估体系的建立
随着科学不断进步、环境问题日益突出, 全面了解生态系统功能的问题已提上议事日程, 近10年来已成为生态学和生态经济学研究的热点领域。中国在大量研究的基础上于2008年发布了《森林生态系统服务功能评估规范》的林业行业标准, 提出8个类型、14个评估指标, 并对实物量和价值量评估提出了参数设置, 把中国在森林生态系统服务方面的研究提高到新的阶段。
森林生态系统服务价值有2种衡量方式。a) 直接通过市场价格来衡量;b) 采用相应的价值评估技术, 用评估结果来衡量。目前, 森林的大部分生态系统服务很难进入市场。因此, 研究人员只能采用相应的价值评估技术, 如, 防护费用法、替代工程法、旅行费用法、条件价值法等, 通过评估的方式来对其价值进行计量。
值得注意的是, 在功能指标选取方面仍具有任意性。有人选取5个, 有人选取7个, 有人选取几十个。再有, 同一功能在计算方法方面也存在差异, 还有重复计算的问题。不可避免地是非市场部分进行价值估算的困难, 算出来的许多服务功能量, 与现实统计及实际脱节。为解决这些问题还应该加强研究。
6 城市森林建设
城市森林建设是林业史上的1件大事, 具有重要的国际影响。虽然城市森林建设方面, 很多国家走在中国前面, 但是像中国这样大规模的举全国之力推动的情况, 在国际上绝对有很大影响。另外, 从长期以来我们认为林业主要是木材生产转变到对生态系统服务功能的全面探索和研究, 这是对森林建设认识的一次飞跃。尽管在这方面的研究确实已取得了很大的成绩, 但是需要研究的问题还很多, 潜力还很大, 科学研究还需进一步加强。
城市森林建设工作应秉承4个原则, 才能更好地发挥城市森林的生态服务功能。a) 秉承以人为本的原则。群众既是城市森林建设的受益者, 又是城市森林建设的主力军, 要坚持政府主导与公众参与相结合, 做到城市森林建设为了人民、依靠人民, 建设成果由人民共享;b) 秉承尊重自然规律的原则。作到山不破脉, 水不断系, 风不阻道, 城市森林规划与城市建设布局紧密结合, 保证城市森林建设的稳定性和持续性。遵循因地制宜, 充分综合考虑建设区的自然地形、地貌、水文、植被及历史背景和文化特征。按照城市功能分区, 规划布局不同主导功能的森林, 注意针对不同生态环境问题和居民的生态需求;c) 秉承注重文化传承的原则。建设以森林公园、名胜古迹、古树名木、城市园林、各类纪念林为主, 人文与森林景观相结合的文化传承体系, 增强人们的环境保护意识, 传承城市历史文化, 实现人与自然的协调发展;d) 秉承可持续发展的原则。既注重生态效益与经济效益相结合。在城市森林建设中最大限度综合发挥城市森林的生态效益和经济价值。如, 发展花卉苗木产业有较大的市场空间, 开发城市森林旅游业能带来巨大的经济效益, 城市森林也可促使房地产增值等。又要加快城市森林价值核算与生态补偿研究, 开展以城市森林植被为主体的生态价值核算与生态资产管理的研究, 推动绿化国民经济核算体系的构建与运行, 从根本上解决城市发展的价值取向问题。
7 结语
【森林生态系统服务】推荐阅读：
森林生态系统服务功能08-28
森林生态服务11-15
森林生态系统06-26
森林生态系统经营08-30
城市森林生态系统功能12-18
矿区森林生态10-14
森林生态公路10-17
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