遼寧省退耕還林工程生態(tài)效益評價研究

王雪松，牛 香，魏文俊

(1.遼寧省森林經(jīng)營研究所,遼寧丹東 118002；2.中國林業(yè)科學研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護研究所,北京 100091；3.遼寧省林業(yè)科學研究院,遼寧沈陽 110032)

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遼寧省退耕還林工程生態(tài)效益評價研究

王雪松1，牛 香2，魏文俊3*

(1.遼寧省森林經(jīng)營研究所,遼寧丹東 118002；2.中國林業(yè)科學研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護研究所,北京 100091；3.遼寧省林業(yè)科學研究院,遼寧沈陽 110032)

在退耕還林工程新周期的開始階段，對以往退耕還林工程生態(tài)效益進行評估以期為退耕還林工程的宏觀管理決策提供科學依據(jù)。文章基于退耕還林工程生態(tài)效益專項監(jiān)測站和中國森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究網(wǎng)絡(luò)所屬森林生態(tài)站等的數(shù)據(jù)資源，參照《退耕還林工程生態(tài)效益監(jiān)測評估技術(shù)標準與管理規(guī)范》(辦退字[2013] 16號)和《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》(LY/T 1721-2008)，應(yīng)用分布式測算方法評估了遼寧省退耕還林工程的生態(tài)效益。結(jié)果顯示遼寧省退耕還林工程各項生態(tài)效益總價值量為491.94億元/年，各項生態(tài)效益由高到低依序為涵養(yǎng)水源、生物多樣性保護、固碳釋氧、保育土壤、凈化大氣環(huán)境和林木累積營養(yǎng)物質(zhì)。遼寧省退耕還林工程生態(tài)效益總價值量占退耕還林工程生態(tài)效益總價值量的19.40%(95.45億元/年)，宜林荒山荒地造林占64.77%(318.64億元/年)，封山育林占15.83%(77.85億元/年)。

遼寧省；退耕還林工程；生態(tài)效益

21世紀初期我國大范圍實施的退耕還林工程是目前世界上最大的區(qū)域性造林再造林活動[1-4]。2001年遼寧省啟動退耕還林工程，至2011年全省森林覆蓋率提高至38.2%[5]。由于人為翻耕行為被全面禁止，在遼西北地區(qū)退耕地的林下植物種類增多，土壤肥力提高，迅速增加的林下灌草植被有效地起到了截流降雨、延緩地表徑流的作用，土地治理度達到68.6%，土壤流失減少率達到37.5%[6]。對退耕還林工程的生態(tài)效益評估有助于科學評價退耕還林工程建設(shè)成果和國家的投資效益，對于高水平地實施退耕還林工程，改善退耕還林工程區(qū)乃至全國的生態(tài)環(huán)境具有重要的現(xiàn)實和深遠指導(dǎo)意義[3]。

1 遼寧省退耕還林工程概況

遼寧省自2001年實施國家退耕還林工程以來，工程區(qū)由試點階段的3市4縣(彰武縣、北票縣、凌源縣、建昌縣)發(fā)展到15市74縣，工程覆蓋1 115個鄉(xiāng)(縣)11 517個自然村，涉及659 592戶農(nóng)民。遼寧省林業(yè)廳將全省劃分為3個模式類型22個模式組153個模式，同時采用聚類分析法確定了43個優(yōu)選模式。針對遼西北、遼東山地及半島丘陵區(qū)、遼中平原區(qū)三大地貌區(qū)分別選定了相應(yīng)的造林模式和管護方法，以保證工程的建設(shè)成效。截至2013年末，遼寧省累計完成退耕還林工程建設(shè)任務(wù)113.57萬hm2，其中退耕地還林面積約占總面積的21.72%，宜林荒山荒地造林占到62.66%，封山育林占15.61%[4]。

2 研究方法

2.1 退耕還林工程生態(tài)效益監(jiān)測及測算評估指標體系遼寧省退耕還林工程各項生態(tài)效益監(jiān)測方法參照《退耕還林工程生態(tài)效益監(jiān)測評估技術(shù)標準與管理規(guī)范》(辦退字[2013] 16號)和《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》(LY/T 1721-2008)[7-10]。測算評估指標體系包括涵養(yǎng)水源(調(diào)節(jié)水量和凈化水質(zhì))、保育土壤(固土和保肥)、固碳釋氧(固碳和釋氧)、積累營養(yǎng)物質(zhì)(林木積累營養(yǎng)物質(zhì))、 凈化大氣環(huán)境(提供負離子、吸收污染物和滯塵)和生物多樣性保護(物種保育)。

2.2 退耕還林工程生態(tài)效益分布式測算方法將遼寧省退耕還林工程按照縣區(qū)劃分為74個一級測算單元，每個一級測算單元按照不同退耕還林工程植被恢復(fù)類型分為退耕地還林、宜林荒山荒地造林和封山育林3個二級測算單元。結(jié)合不同立地條件的對比觀測，最終確定222個相對均質(zhì)化的生態(tài)效益評估單元?；谏鷳B(tài)系統(tǒng)尺度的定位實測數(shù)據(jù)，運用遙感反演、模型模擬等技術(shù)手段，進行由點到面的數(shù)據(jù)尺度轉(zhuǎn)換，將點上實測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至面上測算數(shù)據(jù)，得到各生態(tài)效益評估單元的測算結(jié)果，以上均質(zhì)化的單元數(shù)據(jù)累加的結(jié)果即為遼寧省退耕還林工程生態(tài)效益的測算結(jié)果。

2.3 數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)來源于遼寧省3個退耕還林工程生態(tài)效益專項監(jiān)測站、中國森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究網(wǎng)絡(luò)(CFERN)所屬4個森林生態(tài)站、30多個輔助觀測點以及300多塊樣地的退耕還林工程生態(tài)效益指標體系連續(xù)觀測與清查數(shù)據(jù)，還包含遼寧省退耕還林工程中心開展的退耕地還林、宜林荒山荒地造林和封山育林3 種植被恢復(fù)類型中各退耕還林樹種面積、樹齡等資源清查數(shù)據(jù)以及權(quán)威機構(gòu)公布的社會公共資源數(shù)據(jù)[4]。

3 結(jié)果與分析

3.1 遼寧省退耕還林工程生態(tài)效益對遼寧省涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、林木積累營養(yǎng)物質(zhì)和凈化大氣環(huán)境生態(tài)效益物質(zhì)量評估結(jié)果表明，全省涵養(yǎng)水源物質(zhì)量為11.47 億m3/年；固土量達到0.33億t/年，能夠減少土壤中氮、磷、鉀和有機質(zhì)損失量分別為7.99萬、4.11萬、62.55萬和1.68 萬t/年；林木積累氮、磷、鉀量分別為1.10萬、0.41萬和0.21萬t/年；每年能夠提供負離子量為626.49×1022個，吸收污染物量1.18 億kg，滯塵量143.11億kg(表1)。

表1 遼寧省退耕還林工程不同植被恢復(fù)類型生態(tài)效益物質(zhì)量

表2 遼寧省退耕還林工程不同植被恢復(fù)類型生態(tài)效益價值量

遼寧省退耕還林工程各項生態(tài)效益總價值量為491.94億元/年。各項生態(tài)效益由高到低次序為：涵養(yǎng)水源為132.03億元/年，占總價值量的26.84%；生物多樣性保護129.39億元/年，占總價值量的26.30%；固碳釋氧92.65億元/年，占總價值量的18.83%；保育土壤88.02億元/年，占總價值量的17.89%；凈化大氣環(huán)境35.31億元/年，占總價值量的7.18%；林木積累營養(yǎng)物質(zhì)14.54億元/年，占總價值量的2.96%(表2)。

3.2 遼寧省退耕還林工程不同植被恢復(fù)類型生態(tài)效益遼寧省退耕還林工程不同植被恢復(fù)類型生態(tài)效益各分項物質(zhì)量總體上為宜林荒山荒地造林最大，退耕地還林次之，封山育林最小(表1)，與3種植被恢復(fù)類型的面積密切相關(guān)。遼寧省退耕地還林工程每年的生態(tài)效益總價值量為95.45億元，占退耕還林工程生態(tài)效益總價值量的19.40%。退耕地還林生態(tài)效益總價值量分布中，涵養(yǎng)水源和生物多樣性保護生態(tài)效益價值量占總價值量的比例較高，分別占30.05%和23.29%。全省宜林荒山荒地造林每年生態(tài)效益總價值量為318.64億元，占退耕還林工程生態(tài)效益總價值量的64.77%。生態(tài)效益各分項價值量中，生物多樣性保護和涵養(yǎng)水源生態(tài)效益價值量所占比例較高，占總價值量的27.60%和24.66%。全省封山育林每年生態(tài)效益總價值量為77.85億元，占退耕還林工程生態(tài)效益總價值量的15.83%。生態(tài)效益各分項價值量中，涵養(yǎng)水源和生物多樣性保護生態(tài)效益價值量所占比例較高，占總價值量的31.83%和24.66%(表2)。

4 結(jié)論與討論

遼寧省退耕還林工程各項生態(tài)效益總價值量為491.94億元/年，占遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)效益總價值的18.98%(2 591.72億元)[11]，可見退耕還林工程對全省生態(tài)環(huán)境的改善作用貢獻巨大。6項生態(tài)效益價值量中，涵養(yǎng)水源占總價值量的26.84%，生物多樣性保護占26.30%，表明涵養(yǎng)水源和生物多樣性保護占據(jù)主導(dǎo)地位，這2種是遼寧省退耕還林工程發(fā)揮的主導(dǎo)生態(tài)功能。實施退耕還林工程主要是為了控制水土流失，減緩?fù)恋鼗哪M程，實現(xiàn)恢復(fù)和改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的最終目標。因此，在選擇退耕還林工程模式時，更傾向于選擇能夠顯著改善和提高生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源功能的恢復(fù)模式。在涵養(yǎng)水源功能得到提高的前提下，增加退耕還林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生物多樣性，使其群落物種組成和結(jié)構(gòu)更接近于自然狀態(tài)的森林生態(tài)系統(tǒng)，提高群落的穩(wěn)定性，是鞏固退耕還林工程成果，增加退耕還林工程生態(tài)效益，促進退耕還林工程可持續(xù)發(fā)展的必要選擇。退耕還林工程實施以來，大多數(shù)新營造林分處于幼齡林或中齡林快速生長階段，因此林分具有很強的固碳釋氧潛力。由此可見，人為選擇和退耕還林工程自身的特殊屬性決定了各項生態(tài)效益價值量的組成結(jié)構(gòu)特征[3]。

遼寧省退耕還林工程3種植被恢復(fù)類型生態(tài)效益總價值為宜林荒山荒地造林工程最大(318.64億元/年)，退耕地還林工程次之(95.45億元/年)，封山育林工程最小(77.85億元/年)。3種植被恢復(fù)類型均以涵養(yǎng)水源和生物多樣性保護生態(tài)效益占主導(dǎo)。退耕還林工程生態(tài)效益評估客觀地反映了退耕還林工程已取得的成果，為工程管理部門科學有效地制定退耕還林工程成果鞏固措施提供了依據(jù)，有助于根據(jù)地區(qū)特殊需求針對性地提出相應(yīng)的生態(tài)效益目標，有助于不斷提高工程建設(shè)質(zhì)量和成效，為下一步退耕還林營造林的選擇和可持續(xù)管理提供依據(jù)。

[1] 姚平,陳先剛,周永鋒,等.西南地區(qū)退耕還林工程主要林分50年碳匯潛力[J].生態(tài)學報,2014,34(11):3025-3037.

[2] 王紅霞,王兵,李保玉,等.退耕還林工程不同林種生態(tài)效益評估[J].林業(yè)資源管理,2014(3):150-155.

[3] 周鴻升,敖安強,李保玉,等.退耕還林工程重點監(jiān)測省份生態(tài)效益評估[J].林業(yè)經(jīng)濟,2014,36(5):37-41.

[4] 國家林業(yè)局.2013退耕還林工程生態(tài)效益監(jiān)測國家報告[M].北京:中國林業(yè)出版社,2013.

[5] 遼寧省林業(yè)廳.退耕還林遼寧的綠色豐碑-遼寧省退耕還林工程建設(shè)10年回眸[N].遼寧日報，2011-12-29(006).

[6] 曾輝,袁春良,胡振全.遼寧風沙區(qū)退耕還林生態(tài)效應(yīng)的初步研究[J].遼寧師專學報:自然科學版,2007,9(2):73-75.

[7] 牛香,王兵.基于分布式測算方法的福建省森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估[J].中國水土保持科學,2012,10(2):36-43.

[8] NIU X，WAMG B.Assessment of forest ecosystem services in China:a methodology[J].Journal of Food Agriculture & Environment,2014,11(3/4):2249-2254．

[9] 國家林業(yè)局.退耕還林工程生態(tài)效益監(jiān)測評估技術(shù)標準與管理規(guī)范(辦退字[2013]16號)[S].北京:中國標準出版社，2013.

[10] 王兵,楊鋒偉,郭浩,等.森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范(LY/T1721～2008)[S].北京:中國標準出版社，2008.

[11] 王兵,魯紹偉,尤文忠,等.遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估[J].應(yīng)用生態(tài)學報,2010(7):1792-1798.

Evaluation of Ecological Benefits for Conversion of Cropland to Forestland Project in Liaoning Province, China

WANG Xue-song1, NIU Xiang2, WEI Wen-jun3*

(1. Liaoning Institute of Forest Management, Dandong, Liaoning 118002; 2. Research Institution of Forest Ecology, Environment and Protection, CAF, Beijing 100091; 3. Liaoning Academy of Forestry, Shenyang, Liaoning 110032)

In the early stages of new period for Conversion of Cropland to Forestland project (CCF project), its ecological benefits in the past were evaluated so as to provide scientific basis for macro management decision for the CCF project. Data resources for CCF project ecological benefit monitoring stations and Chinese forest ecological stations belongs to Chinese forest ecosystem research network were used in this study. On the basis ofTechnicalStandardandManagementSpecificationsofObservationandEvaluationofEcologicalEffectsoftheProjectofConversionofCroplandtoForestland(Bantuizi [2013] No.16) andSpecificationsforAssessmentofForestEcosystemServicesinChina(LY/T 1721-2008), distributed calculation method was applied to evaluate the ecological benefits of CCF project in Liaoning Province. The results showed that the total value of ecological benefits was 49.194 billion Yuan per year. The value of ecological benefits from high to low were water storage, biodiversity conservation, C fixation and O2 release, soil conservation, environment purification, nutrients accumulation. The total value of afforestation on abandoned cropland project accounted for 19.40 % (9.545 billion Yuan per year) of the total value of CCF project, the afforestation of barren hills and wasteland project for 64.77% (31.864 billion Yuan per year), and the forest reservation project for 15.83% (7.785 billion Yuan per year).

Liaoning Province; Conversion of Cropland to Forestland project; Ecological benefits

林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(201204101、201404303)。

王雪松(1968-)，男，遼寧葫蘆島人，高級工程師，從事森林經(jīng)營與管理研究。*通訊作者，高級工程師，從事森林生態(tài)研究。

2014-12-15

S 181.3

A

0517-6611(2015)04-060-02