浙江省遂昌縣公益林生態(tài)效益評(píng)價(jià)初步研究

李大標(biāo)，龔笑飛，張 駿，鄭樓福，張健雄

（1.浙江省遂昌縣林業(yè)局，浙江 遂昌 323300；2.浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023）

浙江省遂昌縣公益林生態(tài)效益評(píng)價(jià)初步研究

李大標(biāo)1，龔笑飛1，張 駿2，鄭樓福1，張健雄1

（1.浙江省遂昌縣林業(yè)局，浙江 遂昌 323300；2.浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023）

采用兩階抽樣法，在生物量調(diào)查基礎(chǔ)上，運(yùn)用市場(chǎng)價(jià)值法、影子工程法、機(jī)會(huì)成本法等方法，對(duì)遂昌縣226個(gè)公益林小班進(jìn)行了實(shí)物量與價(jià)值量評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示：遂昌縣公益林2010年總生物量1 395.80×104t，生態(tài)效益總價(jià)值90.59億元。生物量大小依次為針闊混交林＞杉木林＞闊葉林＞松木林＞毛竹林＞灌木林＞雜竹林，不同服務(wù)功能價(jià)值量排序?yàn)楹B(yǎng)水源＞生物多樣性保護(hù)＞固碳釋氧＞固土保肥＞森林旅游＞凈化大氣＞森林防護(hù)＞積累營(yíng)養(yǎng)。研究表明，遂昌縣公益林生態(tài)效益顯著，間接價(jià)值遠(yuǎn)大于直接價(jià)值。研究認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)各服務(wù)功能內(nèi)在關(guān)系和量化指標(biāo)選取對(duì)公益林生態(tài)效益評(píng)價(jià)有重要影響；加強(qiáng)公益林可持續(xù)管理，防止退化，是公益林生態(tài)效益下一步研究重點(diǎn)。

公益林；生態(tài)效益；生態(tài)系統(tǒng)；評(píng)價(jià)；浙江省

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能即人類從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的效益［1］。森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指森林生態(tài)系統(tǒng)及其生態(tài)過程為人類提供的自然環(huán)境條件與效用［2］。2008年，國(guó)家林業(yè)局頒布的《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》（LY/T1721-2008）是目前森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估研究的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)在多地推廣應(yīng)用。本文通過森林生態(tài)系統(tǒng)各項(xiàng)服務(wù)功能分析，對(duì)浙江省遂昌縣公益林生態(tài)效益進(jìn)行了價(jià)值評(píng)價(jià)，為權(quán)衡公益林的不同服務(wù)功能、制訂更加科學(xué)的森林生態(tài)效益補(bǔ)償提供了參考［3］。

1 研究地概況

研究地位于浙江省西南部的遂昌縣，地理坐標(biāo)介于東經(jīng)118°41′～119°31′，北緯28°13′～28°49′之間，地處浙江省錢塘江和甌江2水系的源頭地區(qū)。全縣林業(yè)用地總面積22.13萬hm2，占土地總面積25.4萬hm2的87.1%，活立木蓄積量779萬m3，森林覆蓋率82.3%，居浙江省前列［4］。

遂昌縣2001年進(jìn)行公益林建設(shè)試點(diǎn)，2004年實(shí)行森林生態(tài)效益補(bǔ)償制度，公益林建設(shè)總規(guī)模13.01萬hm2（其中，國(guó)家級(jí)3.53萬hm2，省級(jí)9.48萬hm2）占全縣林業(yè)用地總面積的58.8%［5］，建設(shè)規(guī)模位居浙江省前列。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

于2010年11月至2011年3月，采取固定小班調(diào)查的方法，以公益林生態(tài)效益縣級(jí)監(jiān)測(cè)體系調(diào)查資料為基礎(chǔ)，參考本研究其他相關(guān)研究資料［6］。研究數(shù)據(jù)主要來源以下4個(gè)方面：

（1）遂昌縣2009年森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)告。（2）遂昌縣人民政府2011年《遂昌縣重點(diǎn)公益林建設(shè)與效益公報(bào)》。

（3）遂昌縣林業(yè)局2007年《遂昌縣林業(yè)志》。

（4）國(guó)家林業(yè)局《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》（LY/T1721-2008）。

2.2 評(píng)價(jià)體系

根據(jù)2008年4月28日國(guó)家林業(yè)局發(fā)布的《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》（LY/T1721－2008）［7］，對(duì)森林涵養(yǎng)水源、固土保肥、固碳釋氧、積累營(yíng)養(yǎng)、凈化大氣、森林防護(hù)、生物多樣性保護(hù)、森林游憩等方面產(chǎn)生的效益進(jìn)行了評(píng)價(jià)研究，并結(jié)合實(shí)際情況作了適當(dāng)調(diào)整。

2.2.1 涵養(yǎng)水源 公益林通過林冠截留［8］、枯枝落葉層截持［9］、林地土壤對(duì)水分調(diào)節(jié)［10］3個(gè)過程發(fā)揮生態(tài)防護(hù)效能。利用有林地和無林地蓄水能力的差異情況對(duì)公益林調(diào)蓄水功能進(jìn)行評(píng)價(jià)，以調(diào)蓄水量衡量公益林凈水能力［11］。

式中，W為林地每年調(diào)水量（m3/a），Ai為林型i的面積（hm2），Hs為土壤非毛管孔隙度（%），Ds為土層厚度（m），Vw為無林地的土壤非毛管調(diào)水量（m3/a），Wl為林地枯落物調(diào)水量（m3/a）。

對(duì)公益林涵養(yǎng)水源效益采用《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》中的影子工程法分別從調(diào)水效益和改良水質(zhì)效益2方面進(jìn)行測(cè)算：

式中，V1為公益林涵養(yǎng)水源價(jià)值（元），W為公益林調(diào)蓄水量（m3），P1為調(diào)蓄水效益影子價(jià)格（6.11元/m3），P2為凈水效益影子價(jià)格（2.09元/m3）。

2.2.2 固土保肥 公益林在截留天然降水的同時(shí)，大大減少了降雨勢(shì)能對(duì)土壤的直接沖擊，從而起到有效的固土保肥作用［3］。固土能力以特定面積公益林減少同等面積無林地的土壤侵蝕量衡量，計(jì)算方法參考文獻(xiàn)［12］。

森林固土保肥和改良土壤效益評(píng)價(jià)，分別從森林固土效益、森林保肥效益和森林改良土壤效益3方面衡量。森林的固土能力以特定面積的森林固土量來表示。森林固土量通過該面積森林減少同等面積的無林地土壤侵蝕的量來衡量，計(jì)算公式為di＝Ai×（Sw－Si）

式中，di為林型i的固土量（t/a）；Ai同上；Sw為無林地土壤侵蝕模數(shù)［t/（hm2·a）］；Si為林型i林地土壤侵蝕模數(shù)［t/（hm2·a）］。

以等價(jià)于森林固定土壤中純N，P，K量的碳酸氫銨、過磷酸鈣和硫酸鉀的貨幣化價(jià)值計(jì)量森林保肥效益［11］。

式中，V2為森林每年保育土壤的價(jià)值（元/a）；Ai，di同上式；K1為挖掘泥沙的費(fèi)用（12.6元/m3）；ρi為林型i的土壤容重（t/m3）；Ns，Ps，Ks分別為森林土壤中氮、磷、鉀含量，M為森林土壤中有機(jī)質(zhì)含量；R1為磷酸氫二銨含氮量，R2為磷酸氫二銨含磷量，R3為氯化鉀含鉀量；C1為市場(chǎng)上磷酸氫二銨平均價(jià)格（2 400.00元/t），C2為氯化鉀平均價(jià)格（2 200.00元/t），C3為有機(jī)質(zhì)平均價(jià)格（320元/t）。2.2.3 固碳釋氧 公益林固定空氣中CO2量：

式中，CO2為森林固定空氣中CO2量（t）；1.612 3為每噸森林固定空氣中CO2系數(shù)；Bi為森林年凈生長(zhǎng)生物量（t）。

公益林釋放O2量：

式中，O2為森林釋放O2量（t）；1.172 4為每噸森林釋放O2量系數(shù)；Bi同上式。

本文運(yùn)用工業(yè)生產(chǎn)成本法對(duì)公益林固碳釋氧價(jià)值進(jìn)行核算［6］。計(jì)算公式為

式中，V3為公益林固碳釋氧價(jià)值量（元）；PC為人工固 C價(jià)格（元/t）；PO為人工生產(chǎn) O2價(jià)格（元/t）。

2.2.4 積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 森林植物通過生化反應(yīng)，在大氣、土壤和降水中吸收N，P，K等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并貯存在體內(nèi)各器官的功能。森林植被的積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)功能對(duì)降低下游面源污染及水體富營(yíng)養(yǎng)化有重要作用。計(jì)算公式：

式中，V4為森林每年積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的價(jià)值量（元/a）；Ai，Bi，R1，R2，R3，C1，C2，C3同上式；Nl，Pl，Kl分別為森林林分中氮、磷、鉀含量。

2.2.5 森林游憩 森林游憩效益包括公益林在經(jīng)營(yíng)中產(chǎn)生的顯性價(jià)值和隱性價(jià)值2部分［13］。本文采用典型調(diào)查法與專家評(píng)價(jià)法，并參考已有的研究資料來計(jì)算。其計(jì)算方法如下：

式中，V5為森林景觀效益經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)值（元）；Ai同上；K1為單位面積森林的旅游價(jià)值（元/hm2）。

2.2.6 森林防護(hù) 在實(shí)踐中，常以公益林降低水災(zāi)、旱災(zāi)等自然災(zāi)害的發(fā)生和相應(yīng)損失（直接和間接損失）來衡量公益林森林防護(hù)效益。遂昌縣為浙江省林業(yè)大縣，傳統(tǒng)的森林經(jīng)營(yíng)模式造成了森林過量采伐和林分質(zhì)量下降，本文認(rèn)為遂昌縣干旱洪災(zāi)的損失主要是由森林經(jīng)營(yíng)不當(dāng)引起的，并依此評(píng)價(jià)公益林森林防護(hù)效益。

式中，V6為森林每年的防護(hù)價(jià)值（元/a）；Ai同上；a為當(dāng)年各縣居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)和2004年價(jià)格指數(shù)比；K2為單位面積森林的減輕災(zāi)害價(jià)值（元· hm2/a），通過浙江省歷年水庫(kù)直接經(jīng)濟(jì)損失、泥沙損失量以及江河湖庫(kù)引起的庫(kù)容損失換算。

2.2.7 生物多樣性 公益林的生物多樣性效益由單位面積年物種損失機(jī)會(huì)成本和公益林面積相乘得到［14］。計(jì)算公式為

式中，V7為公益林年物種保育價(jià)值（元/a），Ai同上，S為單位面積年物種損失機(jī)會(huì)成本（元/hm2· a），運(yùn)用Shannon－Wiener多樣性指數(shù)計(jì)量其效益。2.2.8 凈化大氣 空氣中負(fù)氧離子的濃度大小，跟人的身體健康有直接關(guān)系。森林的樹冠、枝葉的尖端放電以及光合作用過程的光電效應(yīng)均會(huì)促使空氣電解，產(chǎn)生大量的空氣負(fù)離子。植物釋放的揮發(fā)性物質(zhì)如植物精氣等也能促進(jìn)空氣電離，從而增加空氣負(fù)離子濃度。計(jì)算公式：

式中，V8為森林每年提供的負(fù)離子價(jià)值（元/a）；Ai同上；Hi為林型i高度（m）；Km為負(fù)離子的價(jià)值5.818 5×10－18/個(gè)；Qm為負(fù)離子濃度（個(gè)/cm3）；Lm為負(fù)離子壽命10（min）。

2.3 樣地設(shè)置

主要為固定樣地調(diào)查。公益林固定小班調(diào)查以小班為大樣本，結(jié)合生態(tài)監(jiān)測(cè)要求，在小班內(nèi)設(shè)置固定監(jiān)測(cè)樣方。在省級(jí)樣地布點(diǎn)加密的基礎(chǔ)上確定監(jiān)測(cè)樣地?cái)?shù)量。遂昌縣公益林小班總數(shù)為15 991個(gè)，本文運(yùn)用兩階抽樣法，按小班總抽樣數(shù)量的1%～2%抽取，監(jiān)測(cè)小班226個(gè)。

固定監(jiān)測(cè)樣方布設(shè)在公益林小班中按上、中、下坡位進(jìn)行隨機(jī)設(shè)定，面積為20 m×20 m（水平方向20 m），樣方內(nèi)胸徑達(dá)到5.0 cm的林木均應(yīng)進(jìn)行編號(hào)計(jì)量。沿固定監(jiān)測(cè)樣方對(duì)角線設(shè)置3個(gè)2 m×2 m的固定小樣方（對(duì)角線兩端各設(shè)1個(gè)，中間設(shè)1個(gè)），調(diào)查小樣方內(nèi)林分的灌木、竹類和草本等植物［6，12］。

3 結(jié)果與分析

3.1 涵養(yǎng)水源

遂昌縣境內(nèi)河流分屬錢塘江和甌江2水系，總蓄水量7.0×107m3，水力資源蘊(yùn)藏量4.0×105kw· h［15］。經(jīng)測(cè)算，遂昌縣2010年公益林調(diào)蓄水量3.61×108t，水源涵養(yǎng)效益累計(jì)29.58億元，占總效益的32.95%，其中調(diào)水效益22.04億元，凈化水質(zhì)效益7.54億元。

3.2 固土保肥

遂昌縣公益林2010年共固定土壤4.612 4× 106t，減少流失和增加土壤養(yǎng)分純氮4 961.60 t、純磷1 333.52 t、純鉀88 103.48 t、有機(jī)質(zhì)174 306.18 t（見表1），累計(jì)效益價(jià)值6.03億元。不同林型固土量依次為針闊混交林＞杉木林＞闊葉林＞松木林＞毛竹林＞灌木林＞雜竹林。

表1 遂昌縣公益林不同林型固土及積累營(yíng)養(yǎng)量

3.3 固碳釋氧

固碳釋氧由固定CO2和釋放O2組成。制造1 t森林生物量，可釋放O21.19 t，同化CO21.63 t，折算成固碳量為0.44 t［11，16－17］。遂昌縣13.01萬hm2公益林2010年吸收CO22.219 0×106t，釋放O21.349 5×106t（單位面積固碳釋氧量，見表2）；凈增固碳量為6.052×105t，其中，植被固碳5.041× 105t。生態(tài)效益累計(jì)價(jià)值20.76億元，其中固碳7.26億元，釋放O213.50億元。

表2 遂昌縣公益林不同林型多樣性指數(shù)、固碳釋氧及生物量

3.4 積累營(yíng)養(yǎng)

森林從土壤和空氣中吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是森林生態(tài)系統(tǒng)中的重要過程［18］。本文估算了公益林營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累所產(chǎn)生的價(jià)值。經(jīng)測(cè)算，遂昌縣公益林2010年積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中，純氮3 203.63 t，純磷506.19 t，純鉀1 611.85 t（見表1），積累營(yíng)養(yǎng)價(jià)值累計(jì)0.70億元。

3.5 森林游憩

遂昌境內(nèi)建有南尖巖、遂昌金礦國(guó)家礦山公園、神龍谷、千佛山4處國(guó)家4A級(jí)旅游景區(qū)和1處3A級(jí)景區(qū)。全縣依托森林資源的農(nóng)家樂生態(tài)休閑旅游村（點(diǎn)）64個(gè)，建成農(nóng)家樂省級(jí)特色示范村2個(gè)、省級(jí)特色示范點(diǎn)2個(gè)，市級(jí)特色村8個(gè)、市級(jí)特色示范點(diǎn)4個(gè)，四星級(jí)農(nóng)家樂3家、三星級(jí)農(nóng)家樂54家。

據(jù)測(cè)算，遂昌縣單位面積公益林的旅游價(jià)值為2 940.3元/hm2，2010年旅游價(jià)值為3.82億元。

3.6 森林防護(hù)

森林在生態(tài)環(huán)境建設(shè)中具有降低臺(tái)風(fēng)風(fēng)速、調(diào)蓄洪水等作用，可有效減輕臺(tái)風(fēng)和洪水的危害程度［6］。經(jīng)測(cè)算，遂昌縣森林平均減輕水旱災(zāi)的價(jià)值為1 678.1元/hm2，2010年公益林防護(hù)效益累計(jì)價(jià)值0.73億元。

3.7 生物多樣性

運(yùn)用機(jī)會(huì)成本法［19］和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（見表2），由公式得出遂昌縣公益林生物多樣性保護(hù)總價(jià)值為23.99億元。針闊混交林的物種保育價(jià)值占主體49%，其次是常綠闊葉林占32%。

3.8 凈化大氣

遂昌縣公益林各林型負(fù)離子平均濃度為1 990個(gè)/cm3，均達(dá)到4級(jí)以上水平，對(duì)人類健康相當(dāng)有利，凈化大氣效益為3.53億元。

4 結(jié)論

（1）從研究結(jié)果來看，遂昌縣公益林生態(tài)效益顯著，其間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值要遠(yuǎn)大于直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值。2010年公益林生物總量1.395 80×107t，年增長(zhǎng)量1.134 0×106t，發(fā)揮生態(tài)效益總價(jià)值89.59億元。不同森林類型生物量大小依次為針闊混交林＞杉木林＞闊葉林＞松木林＞毛竹林＞灌木林＞雜竹林（見表2）。從公益林生態(tài)效益不同服務(wù)功能類型來看，價(jià)值量依次為涵養(yǎng)水源＞生物多樣性保護(hù)＞固碳釋氧＞固土保肥＞森林旅游＞凈化大氣＞森林防護(hù)＞積累營(yíng)養(yǎng)（見表3）。

表3 遂昌縣公益林生態(tài)效益不同服務(wù)功能類型價(jià)值

（2）本文對(duì)公益林生態(tài)效益的評(píng)價(jià)研究，并未考慮人為活動(dòng)的影響，只作了靜態(tài)方面的研究［20－21］。這就使得評(píng)估價(jià)值難以全面、客觀地反映公益林的生態(tài)價(jià)值。由于技術(shù)方法、資料收集等各方面的原因，生態(tài)效益的監(jiān)測(cè)，尤其是以縣域?yàn)閱挝坏谋O(jiān)測(cè)工作還是初步的。如凈化大氣中的吸收污染物，降低噪音，滯塵和草本層多樣性，由于監(jiān)測(cè)、計(jì)量手段及其人為因素的影響，無法精確計(jì)量和進(jìn)入市場(chǎng)交易。但以上研究數(shù)值依然清楚地反映了公益林在改善生態(tài)環(huán)境和發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)中的促進(jìn)作用。

（3）本文將公益林生態(tài)效益按生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分類分項(xiàng)進(jìn)行價(jià)值評(píng)價(jià)，實(shí)際上生態(tài)系統(tǒng)各效益間交叉重疊，服務(wù)功能復(fù)雜多樣［22］，因此公益林的生態(tài)效益研究是一項(xiàng)長(zhǎng)久的課題，需要建立定位站進(jìn)行長(zhǎng)期、連續(xù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，只有明確生態(tài)系統(tǒng)各服務(wù)功能的內(nèi)在關(guān)系，選取相應(yīng)的量化指標(biāo)，生態(tài)效益評(píng)價(jià)結(jié)果才會(huì)更準(zhǔn)確。

（4）公益林生物量受坡度、坡向、海拔等環(huán)境因子影響［23］，要多方位、多視角對(duì)公益林生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行研究，深化公益林生態(tài)效益相關(guān)熱點(diǎn)及新興問題研究。加強(qiáng)公益林可持續(xù)管理，防止其進(jìn)一步退化，將是公益林生態(tài)效益下一步研究重點(diǎn)。

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Eco－benefit evaluation of public welfare forest in Suichang County，Zhejiang Province

LIDa-biao1，GONG Xiao-fei1，ZHANG Jun2，ZHENG Lou-fu1，ZHANG Jian-xiong1
（1.Suichang Forestry Bureau of Zhejiang，Suichang 323300，China；2.Zhejiang Forestry Academy，Hangzhou 310023，China）

Based on the biomass investigation by two-class samplingmethod，themarket valuemethod，shadow engineering method and opportunity costmethod，the physical quantity and value quantity of 226 public welfare forest subcompartment in Suichang County was evaluated.The result showed that the total biomass of public welfare forest in Suichang County in 2010 was 1 395.80×104T，and ecological value was 9.059 billion yuan.The order of biomass was ranked as coniferous and broadleaved mixed forest＞Chinese fir＞broadleaved forest＞pine forests＞bamboo forest＞shrub forest＞mixed bamboo forest；and different service function value order was ranked aswater conservation＞biological diversity protection＞carbon fixation and oxygen release＞soil fixation and fertilitymaintenance＞forest tourism＞air purification＞forest protection＞nutrients accumulation，suggesting that the eco-benefitof public welfare forest in Suichangwas significant，and the indirect value was far greater than the direct value.We conclude that the inherent relation of the ecosystem service function and the quantitative indicators selection have an important influence on the evaluation of the public welfare forestbenefit.The further research will focus on the sustainablemanagement of public welfare forest.

Public welfare forest；Eco-benefit；Ecosystem；Evaluation；Zhejiang Province

S718.56

A

10.3969/j.issn.1001－7380.2015.01.006

1001－7380（2015）01－0028－05

2014-08-11；

2014-08-20

浙江省林業(yè)廳科技項(xiàng)目“公益林縣級(jí)監(jiān)測(cè)體系建設(shè)”（2010434）

李大標(biāo)（1973－），男，浙江遂昌人，工程師，大學(xué)本科畢業(yè)，主要從事森林資源保護(hù)工作。E-mail：scbiao＠126.com。