黑龍江省重點公益林水源涵養(yǎng)效益評價的研究1）

孫海濱，張榮曄，魏嵩，蒙寬宏

（1.黑龍江省林業(yè)科學(xué)院，哈爾濱 150081；2.黑龍江省林科院江山嬌實驗林場；3.哈爾濱市第三苗圃；4.黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，哈爾濱 150081）

近年來，隨著公益林建設(shè)的不斷發(fā)展，黑龍江省 重點公益林的生態(tài)作用正在不斷加強，但有關(guān)其生態(tài)效益評價的研究及可以提供具體參考依據(jù)的結(jié)論很少［1］。因此，本文選定黑龍江省重點公益林公益林不同類型為研究對象，進行定點監(jiān)測，通過開展對生態(tài)功能效益指標計量的涵養(yǎng)水源有關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)的連續(xù)觀測，結(jié)合生態(tài)效益評價指標［1－3］，對黑龍江省典型公益林水源涵養(yǎng)效益進行了評價。不但可為客觀、準確、及時評估國家級重點公益林的生態(tài)功能效益提供數(shù)據(jù)支撐，還為提高國家級重點公益林改善生態(tài)環(huán)境，創(chuàng)造生態(tài)效益提供了理論基礎(chǔ)。

1 研究地點概況

本項研究選取東京城林業(yè)局為研究地點。東京城林業(yè)局位于黑龍江省寧安市南部，牡丹江中上游，張廣才嶺東南部，老爺嶺和哈爾巴嶺的北坡，東與穆棱市穆棱林業(yè)局接壤，南與吉林省相連，西與海林市大海林林業(yè)局交界，北與寧安市江南鄉(xiāng)、沙蘭鎮(zhèn)毗鄰，南北寬90km，東西長140km，施業(yè)區(qū)總面積401273hm2。

施業(yè)區(qū)內(nèi)共有公益林林分類型16種（柞樹林、落葉松林、紅松林、白樺林、冷杉林、云杉林、椴樹林、楓樺林、山楊林、榆樹林、黑樺林、水曲柳林、胡桃楸林、柞矮林、赤松和色樹林），總面積46026.2hm2。占絕對多數(shù)的為柞樹林，其次為落葉松林和紅松，這三種主要林分類型占全部公益林總面積的91.53%；以冷杉、云杉為主要構(gòu)成樹種的針葉混交林占2.70%；由椴樹、楓樺、山楊、榆樹、黑樺以及水曲柳等闊葉樹種構(gòu)成的闊葉混交林占2.67%；白樺林占2.62%；面積在100hm2以下的胡桃楸林、柞矮林、赤松林以及色樹林等其他林型總面積僅占0.49%。

2 研究方法

根據(jù)公益林組成的實際情況，選定柞樹林、落葉松林、紅松林、針葉混交林和闊葉混交林作為主要研究對象，在東京城林業(yè)局內(nèi)不同林場不同林型分別設(shè)置觀測樣地5塊，每種林型1塊。在設(shè)定的標準地內(nèi)設(shè)定相關(guān)儀器，分別對不同樣地的水源涵養(yǎng)能力指標進行了測定，主要包括：林內(nèi)降雨觀測、樹干莖流觀測、林下枯枝落葉層的水文生態(tài)特征的測定、枯落物截留量測定、土壤層水文生態(tài)特征測定、地表徑流觀測以及大氣降雨量的觀測［4－5］。觀測時間為2010年5月至2011年10月。

其中：W —年森林蓄水總量（t）；Ri—第i種類型林分單位面積林冠層年截留降雨量（t／hm2）；Ki—第i種類型林分單位面積枯落物層年持水量（t／hm2）；Si—第i種類型林分單位面積土壤層年最大蓄水量（t／hm2）；Ai—第i種類型林分面積（hm2）；i—主要公益林林分類型。根據(jù)年蓄水能力對水源涵養(yǎng)效益進行估算：

蓄水效益（V1）的貨幣化采用影子工程法，以水庫工程的蓄水成本來確定。

V1＝W×K1K1—水庫單位庫容造價（元／m3）

森林凈化水質(zhì)的效益（V2）以森林蓄水量的40%計算，采用替代法計算進行效益的貨幣化用，

V2＝W×K2×40% K2—居民用水平均價格（元／m3）

水源涵養(yǎng)效益（U2）為蓄水效益（V1）與凈化水質(zhì)效益（V2）之和，即：

U1＝V1＋V2

將面積為100hm2以下的林分作為其他類型進行研究，其他林分類型的水源涵養(yǎng)效益計算中使用的指標值（林冠截留率、枯落物貯量、枯落物持水量、土壤層物理水文特征值等）均取6種主要林分類型的指標值加權(quán)平均值進行計算。

3 結(jié)果與分析

水源涵養(yǎng)效益主要包括兩個方面，一個方面是蓄水效益，另一方面是凈水效益［6］。

3.1 蓄水效益

不同林型年蓄水量的區(qū)別可以通過圖1看出，東部山地公益林各種林型中柞樹的年蓄水量最高，達8910.74萬t，其次是落葉松、紅松，針葉混交林和闊葉混交林雖然面積與白樺差不多，但兩種混交林的年蓄水能力要明顯高于白樺林。

圖1 不同林型年蓄水量

蓄水效益的貨幣化采用影子工程法，以水庫工程的蓄水成本來確定。表1為東京城林業(yè)局各類型林分蓄水效益貨幣化計算，東京城林業(yè)局重點公益林可以發(fā)揮的蓄水效益值可達19.39億元。

表1 各類型林分蓄水效益貨幣化計

東京城林業(yè)局重點公益林中6種主要類型林分中，蓄水效益最高的是柞樹林，其蓄水效益達13.37億元，其次是落葉松純林3.19億元，紅松林為1.41億元，針葉混交林為0.81億元，闊葉混交林為0.75億元，白樺林最低，為0.48億元。其他林分共計發(fā)揮蓄水效益0.10億元。

3.2 凈水效益

以森林蓄水量的40%計算森林凈化水質(zhì)的效益，采用替代法計算進行效益的貨幣化用，以黑龍江城市居民用水平均價格（2.6元／m3）為參數(shù)進行計算。表2為東京城林業(yè)局公益林各類型林分凈水效益貨幣化計算。

東京城林業(yè)局重點公益林6種主要類型林分中，凈水效益最高的是柞樹林，達1.06億元，其次是落葉松純林0.25億元，紅松林為0.11億元，針葉混交林為0.06億元，闊葉混交林為0.06億元，最低的是白樺林，僅為0.04億元。其他林分總計不到0.01億元。

表2 各類型林分凈水效益貨幣化計算

3.3 水源涵養(yǎng)總效益化

綜合蓄水效益與凈水效益，可得到水源涵養(yǎng)總效益。表3為東京城林業(yè)局重點公益林各類型林分水源涵養(yǎng)總效益計算。東京城林業(yè)局重點公益林水源涵養(yǎng)總效益位20.95億元，其中蓄水效益19.40億元，凈水效益1.55億元。各種林型中凈水效益最高的是柞樹林，14.43億元，其次是落葉松林和紅松林，分別為3.44和1.51億元?；旖涣炙春B(yǎng)能力要高于白樺林。

表3 各類型林分水源涵養(yǎng)總效益計算

4 結(jié)論

4.1 東京城林業(yè)局重點公益林各種林型中柞樹的蓄水量最高（8910.74萬t），其次是落葉松林和紅松林，分別為2123.69和937.52萬t；

4.2 針葉混交林和闊葉混交林的年蓄水能力要明顯高于白樺林，即混交林的結(jié)構(gòu)、功能可以發(fā)揮更好的蓄水能力；

4.3 東京城林業(yè)局重點公益林可以發(fā)揮的蓄水效益值可達19.39億元，其中柞樹林最高為13.37億元；

4.4 東京城林業(yè)局重點公益林可以發(fā)揮的凈水效益為1.55億元，其中柞樹林最高為1.06億元；

4.5 東京城林業(yè)局重點公益林各類型林分水源涵養(yǎng)總效益20.95億元。

［1］陳仲新，張新時.中國生態(tài)系統(tǒng)效益的價值［J］.科學(xué)通報，2000，45（1）：17－22，113.

［2］吳鋼，肖寒，趙景柱，等.長白山森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能［J］.中國科學(xué)（C輯），2001，31（5）：471－480.

［3］張三煥，朱哲，李京花.長白山森林生態(tài)效益資產(chǎn)評估研究——以汪清林區(qū)為例［J］.資源科學(xué)，2002，24（6）：74－79.

［4］程根偉，石培禮.長江上游森林涵養(yǎng)水源效益及其經(jīng)濟價值評估［J］.中國水土保持科學(xué)，2004，2（4）：18－20.

［5］郭中偉.生物多樣性經(jīng)濟價值評價的基本方法［J］.生物多樣性，1999（1）：60－65.

［6］姜海燕，趙雨森，陳祥偉，等.森林植被對水文過程的影響研究綜述［A］.2006中國科協(xié)年會農(nóng)業(yè)分會場論文專集，2006.