伏牛山區(qū)寶天曼自然保護區(qū)公益林的效益評價

肖武奇

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伏牛山區(qū)寶天曼自然保護區(qū)公益林的效益評價

肖武奇

（河南省林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心，河南 鄭州 450003）

通過對寶天曼自然保護區(qū)國家重點公益林的涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、營養(yǎng)物質(zhì)積累、生物多樣性保育、凈化大氣、土壤保育、森林游憩等功能的實物量進行了監(jiān)測。依據(jù)市場價值法、工程替代法、影子工程法等方法，采用森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估標(biāo)準(zhǔn)中的評估公式，選取涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、營養(yǎng)物質(zhì)積累、物種保育、保育土壤、凈化大氣、森林游憩等七項指標(biāo)，計算出寶天曼自然保護區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能效益價值量。該監(jiān)測的特色在于分不同的林齡對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價值量測度，反映了生態(tài)公益林的結(jié)構(gòu)和功能的變化，對更好的開展生態(tài)公益林的管理提供了參考和借鑒。

寶天曼；公益林；效益評價

1 寶天曼自然保護區(qū)概況

寶天曼自然保護區(qū)是國家級自然保護區(qū)，位于河南省西南部內(nèi)鄉(xiāng)縣境內(nèi)，秦嶺東段，伏牛山南坡。地理坐標(biāo)為東徑111°47′~112°04′，北緯33°20′~33°36′，地貌以切割程度不同的中山為主，低山為輔，河曼灘及階地只在低山地帶才開始與陡峭對峙的懸崖交替出現(xiàn)，中山地帶以上的河谷，以坡度較大、溪流湍急的山澗溪谷為主。總面積9 304 hm2。

寶天曼自然保護區(qū)位于北亞熱帶向暖溫帶過渡地區(qū)，屬季風(fēng)型大陸性氣候，四季分明，具有明顯的東部季風(fēng)區(qū)的過渡性特點。夏季炎熱，冬季寒冷，春季溫度回升較快，年平均氣溫15.1℃，1月份平均氣溫1.5℃，極端最低溫-14.8℃；7月份平均氣溫27.8℃，極端最高溫41.2℃。高山區(qū)無霜期160 d，低山區(qū)無霜期227 d。降水分布不均，夏季偏多強度大，冬季雨少強度小，年平均降水量894.8 mm，年平均相對濕度68％。

寶天曼自然保護區(qū)主要巖石是石灰?guī)r、花崗巖和砂巖。土壤劃分為山地褐土、山地黃棕壤和山地棕壤3個土類。土壤的分布與海拔的高度相關(guān)，海拔600~800 m為山地褐土土類，海拔800~1 300 m為山地黃棕壤土類，海拔1 300 m以上為山地棕壤土類。土層一般為30~40 cm，質(zhì)地多輕壤或中壤，發(fā)育層次明顯，有較厚的枯枝落葉層和腐質(zhì)殖層，土壤肥沃，pH值5.5~7，呈中性和微酸性，無侵蝕現(xiàn)象。

寶天曼自然保護區(qū)內(nèi)的森林植被分布有3個比較明顯的垂直帶譜：海拔1 200 m以下，為含有常綠落葉闊葉針闊混交林帶，主要樹種有栓皮櫟、麻櫟、青岡櫟、化香、油松等，灌木有紅栒子、綠葉胡枝子、杜鵑等；1 200~1 600 m為落葉闊葉林帶，主要樹種有銳齒櫟、石灰花楸、山楊、白樺、華椴等，灌木有胡枝子、石棒子、通花梗；1 600 m以上為含有亞熱帶亞高山常綠灌木的針闊葉混交林帶，主要樹種有華山松、千金榆、秦嶺冷杉等，灌木有繡線菊、秀雅杜鵑、箭竹等。

寶天曼自然保護區(qū)內(nèi)植物資源豐富，是河南植物種類最多的地區(qū)之一。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，自然保護區(qū)有維管植物181科941屬2 925種。其中：種子植物2 741種及變種，隸屬于150科、869屬；蕨類植物184種，隸屬31科72屬。種子植物中，裸子植物6科、13屬、20種；被子植物144科、856屬、2 721種；保護區(qū)內(nèi)有苔蘚植物共計306種、8變種、1變型，隸屬于55科、132屬。其中，苔類有21科、26屬、64種；蘚類有34科、106屬、242種、2亞種、8變種和1變型。保護區(qū)珍稀、瀕危植物大多數(shù)是第三紀古熱帶植物區(qū)系的殘余種，有的是起源古老的孑遺種，其中不少屬于世界上其他地區(qū)已經(jīng)絕滅，而唯我國特有的珍稀植物。屬于國家重點保護的植物有18種。

寶天曼自然保護區(qū)內(nèi)動物資源非常豐富，有野生脊椎動物359種，隸屬于32目83科，其中獸類6目18科58種；鳥類16目42科205種；爬行動物2目8科28種；兩棲動物2目4科12種；魚類6目11科56種。其中屬于國家一級重點保護的野生動物有5種，國家二級重點保護的野生動物有35種。

2 寶天曼自然保護區(qū)森林生態(tài)效益監(jiān)測結(jié)果

根據(jù)生態(tài)經(jīng)濟學(xué)方法和國家林業(yè)局頒布的林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》 (LY/T 1721-2008)，對寶天曼自然保護區(qū)國家重點公益林的涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、營養(yǎng)物質(zhì)積累、生物多樣性保育、凈化大氣、土壤保育、森林游憩等功能的實物量進行了監(jiān)測。其主要結(jié)果如下：森林生態(tài)系統(tǒng)年涵養(yǎng)水源量3 872.84萬m3；森林植被年固碳15.85萬t，年釋放氧氣13.77萬t；森林年固N量1 489.57 t，固P量162.77 t，固K量3786.09 t；Shannon-Wiener平均指數(shù)2.51；負離子濃度平均為 3 954.8個/m3，年產(chǎn)負離子量337 761 015.1×1015個，年吸收SO2量 816.1 t，滯塵量9.29萬t；年固土量為120.97萬t，年保肥量為0.97萬t；年接待游客10萬人次。具體分項監(jiān)測結(jié)果如下：

2.1 涵養(yǎng)水源功能

根據(jù)河南寶天曼森林生態(tài)站2011年全年的觀測數(shù)據(jù)，寶天曼地區(qū)年平均降水量為894.88 mm。銳齒林群落森林植被的蒸散量根據(jù)水量平衡原理，由降雨量減去地表徑流量（滲漏量不計），年蒸散量平均為468.71 mm，水庫庫容造價為6.11元/ m3。水凈化費用按2.09元/t計算，經(jīng)水量平衡公式進行計算，可以得出保護區(qū)生態(tài)公益林年調(diào)節(jié)水量價值23 665.76萬元，年凈化水質(zhì)價值為8 094.23萬元；寶天曼國家級自然保護區(qū)國家重點生態(tài)公益林年森林涵養(yǎng)水源總量為38 728 392.16 m3·a-1，總價值為31 759.99萬元，單位平均價值每公頃3.45萬元。分齡組計算，寶天曼保護區(qū)生態(tài)公益林幼齡林年涵養(yǎng)水源4 199 543.33 m3，價值3 443.92萬元；中齡林年涵養(yǎng)水源10 147 490.48 m3，價值8 321.65萬元；近熟林年涵養(yǎng)水源量為4 099 614.98 m3，價值 3 361.97萬元；成熟林年涵養(yǎng)水源量為12 739 963.3 m3，價值10 447.66萬元；過熟林年涵養(yǎng)水源量為 7 541 780.07 m3，價值6 184.79萬元。

2.2 固碳釋氧功能

根據(jù)寶天曼科研監(jiān)測中心設(shè)定2009-2011年銳齒櫟野外監(jiān)測樣地，確定寶天曼保護區(qū)國家重點生態(tài)公益林不同齡級生物量和生產(chǎn)力。在寶天曼生態(tài)公益林區(qū)共設(shè)定不同齡級的森林樣地5個，在不同樣地的銳齒櫟群落內(nèi)分別測定了喬木層、灌木層、草本層、凋落物及細根的生物量和生產(chǎn)力。具體結(jié)果詳見表1。

表1 寶天曼自然保護區(qū)國家重點公益林不同年齡組生物量與生產(chǎn)力 單位 t/hm2，t/（hm2·a）

根據(jù)森林生態(tài)效益森林固碳釋氧的計算公式，分別不同齡級對保護區(qū)森林固碳釋氧功能進行測算。公式中碳和氧的價格以世界炭稅價格1 200元/t和1 000元/t進行計算。

結(jié)果表明，寶天曼保護區(qū)生態(tài)公益林年固碳15.85萬t，年固碳價值19 016.41萬元；每年每公頃固碳17.21 t，每公頃固碳價值2.07萬元；分齡組計算，年固物質(zhì)量從大到小依次為：中齡林 （11 127.1萬元）、成熟林（9 525.38萬元）、過熟林（5 594.77萬元）、近熟林（3 593.52萬元）、幼林齡（2 955.35萬元）。隨著林齡的增大，生態(tài)公益林固碳能力上升，進入成熟林階段后，公益林的年固碳能力逐步下降。

生態(tài)公益林在進行碳積累的過程中，同時向外界釋放出氧氣。根據(jù)公式：

氧氣=1.19××年

氧=1.19×氧××年

計算得出寶天曼自然保護區(qū)不同林齡的生態(tài)公益林的釋氧實物量和價值量。結(jié)果表明：寶天曼保護區(qū)生態(tài)公益林年釋氧13.77萬t，年釋氧價值量13 769.71萬元；平均每公頃釋氧14.96 t，釋氧價值1.50萬元；分齡組計算，幼齡林年釋放氧氣量為1.57萬t，價值156.97萬元； 中齡林年釋放氧氣4.69萬t，價值 4 688.81萬元；近熟林年釋放氧氣 1.43萬t，價值1 427.37 萬元；成熟林年釋放氧氣3.73 萬t，價值3 726.25萬元；過熟林年釋放氧氣2.36萬t，價值 2 357.62萬元。不同林分年釋放氧氣量與碳累積量的變化趨勢接近一致。結(jié)合固碳價值和釋氧價值，得出寶天曼保護區(qū)生態(tài)公益林固碳釋氧功能年價值量達32 786.12 萬元。

2.3 積累營養(yǎng)物質(zhì)功能

分齡組對寶天曼國家級自然保護區(qū)生態(tài)公益林的物質(zhì)循環(huán)與儲藏功能進行測算。根據(jù)群落的喬木層、灌木層、草本層N、P、K營養(yǎng)元素含量，推算保護區(qū)植被每年固定營養(yǎng)元素的能力，并折算成保肥效益。結(jié)果表明：寶天曼保護區(qū)國家重點公益林年固N量1 489.57 t，固P量162.77 t，固K量3 786.09 t ，保肥總價值4 479.68萬元。每年保肥量價值0.49萬元/ hm2。分齡組計算，幼齡林年固N量191.71 t，固P量16.62 t，固K量431.27 t；保肥價值每年達544.98萬元；中齡林年固N量為429.65 t、固P量為48.38 t，固K量為1 110.58 t，年保肥效益為1 302.55萬元；近熟林年固N量149.3 t、固P量16.81 t，固K量385.93 t，年保肥效益452.64萬元；成熟林年固N量為414.51 t，固P量為46.68 t，固K量為1 071.46 t，年保肥價值1 256.67萬元；過熟林年固N量304.4 t，固P量34.28 t，固K量786.84 t，年保肥效益922.85萬元。

2.4 物種保育功能

野外調(diào)查結(jié)果表明：寶天曼自然保護區(qū)生態(tài)公益林Shannon-Wiener指數(shù)分別為：幼齡林1.92、中齡林2.64、近熟林2.87、成熟林2.91、過熟林2.24；計算得出物種保育總價值為17 086.8萬元，其中幼齡林1 325萬元，中齡林 5 217.8萬元，近熟林 1 813.2萬元，成熟林5 034.0萬元，過熟林3 696.8萬元，每年物種保育價值為1.86萬元/hm2。

2.5 凈化大氣功能

負氧離子對于人體健康具有重要的作用，也是衡量空氣質(zhì)量和環(huán)境狀況的主要指標(biāo)之一。負氧離子的測定在林區(qū)內(nèi)有很大的不確定性。隨著林分類型和空氣濕度和季節(jié)發(fā)生變化。寶天曼保護區(qū)森林空氣負氧離子的測定主要采用一年來的平均值進行計算和評估。結(jié)合儀器監(jiān)測和負離子生產(chǎn)價值，測得寶天曼自然保護區(qū)生態(tài)公益林中幼齡林負離子濃度為3 679個/m3，每年產(chǎn)生負氧離子的個數(shù)為 46 118 325.24×1015，價值3 859.70萬元；中齡林負離子濃度4 235個/m3，負離子104 529 460.5×1015個，價值8 972.01萬元；近熟林負離子濃度4 890個/m3，年產(chǎn)負離子41 942 318.66×1015個，價值 3 679.60萬元；成熟林負離子濃度為3 681個/m3，年產(chǎn)負離子87 655 040.48×1015個，價值7 336.73萬元；過熟林負離子濃度3 289個/m3，年產(chǎn)負離子57 515 870.21×1015個，價值28 550.39萬元。

寶天曼自然保護區(qū)生態(tài)公益林SO2凈化量，按齡組依次為：幼齡林7.05萬元、中齡林13.88萬元、近熟林4.82萬元、成熟林13.39萬元、過熟林9.83萬元；按幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林、過熟林齡組，寶天曼自然保護區(qū)生態(tài)公益林滯塵價值量依次為：227.5、447.95、155.66、432.17、317.37萬元。

綜合負離子供給、SO2凈化、滯塵等，計算出寶天曼自然保護區(qū)生態(tài)公益林凈化大氣服務(wù)功能每年達15 034.6萬元。

2.6 保育土壤功能

根據(jù)寶天曼自然保護區(qū)森林生態(tài)定位研究站集水區(qū)測定的數(shù)據(jù)，寶天曼保護區(qū)幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林、過熟林年土壤侵蝕量分別為2.0、1.8、1.7、1.9、2.04 t/hm2，裸露地年侵蝕量為133.3 t/hm2，泥沙平均容重為1.2 t/m3，磷酸二銨含氮量14%，含磷量15.01%；氯化鉀中含鉀量為50.00%。磷酸二銨市場價格為2 400元/t，氯化鉀價格為 2 200元/t，有機質(zhì)價格按53.1元/t。

經(jīng)測算，保護區(qū)生態(tài)公益林年固土能力為120.97萬t，森林固土價值為616.01萬元，減少土壤肥力損失量每年為0.97萬t，減少土壤肥力損失價值為6 552.7萬元。分齡組計算，寶天曼保護區(qū)生態(tài)公益林幼齡林年固土量為17.4萬t，森林固土價值為88.59萬元，減少土壤損失量每年為0.13萬t，減少土壤肥力損失價值為949.17萬元；中齡林年固土量為34.3萬t，森林固土價值為174.7萬元，減少土壤損失量每年為0.27萬t，減少土壤肥力損失價值為1 871.8萬元；近熟林年固土量為11.93萬t，森林固土價值為60.75萬元，減少土壤損失量每年為0.09萬t，減少土壤肥力損失價值為650.9萬元；成熟林年固土量為33.07萬t，森林固土價值為168.42萬元，減少土壤損失量每年為0.17萬t，減少土壤肥力損失價值為1 754.95萬元；過熟林年固土量為24.26萬t，森林固土價值為123.55萬元，減少土壤損失量每年為0.29萬t，減少土壤肥力損失價值為1 329.95萬元。

2.7 森林游憩功能

經(jīng)計算，寶天曼自然保護區(qū)生態(tài)公益林森林游憩功能價值量為1 583.2萬元。其中寶天曼自然保護區(qū)科研文化價值為183.2萬元；寶天曼自然保護區(qū)森林旅游價值1 400萬元。其中年接待游客約10萬人次，門票60元/人，森林旅游門票收入600萬元；生態(tài)旅游其他收入為800萬元。

3 自然保護區(qū)國家重點生態(tài)公益林效益價值分析

根據(jù)影子工程法、工程替代法和市場價值法等方法，采用森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估標(biāo)準(zhǔn)中的評估公式，選取涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、營養(yǎng)物質(zhì)積累、物種保育、保育土壤、凈化大氣、森林游憩等7項指標(biāo)，計算出寶天曼自然保護區(qū)的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能效益價值量為12.50億元，每年生態(tài)效益價值為13.58萬元/hm2。其中保護區(qū)的涵養(yǎng)水源總價值量為31 759.99萬元，固碳釋氧價值總價值量為32 786.12萬元，營養(yǎng)物質(zhì)積累總價值量為4 479.68萬元，物種保育總價值量為17 086.8萬元，凈化大氣總價值量為30 180.01萬元，保育土壤總價值量為7 168.77萬元和森林游憩總價值量為1 583.20萬元。根據(jù)7項服務(wù)功能的價值量從大到小依次排列為：固碳釋氧（26.22%）、涵養(yǎng)水源（25.4%）、凈化大氣（24.14%）、物種保育（13.66%）、保育土壤（5.73%）、積累營養(yǎng)物質(zhì)（3.58%）、森林游憩（1.27%）。

對生態(tài)公益林分林齡進行分析，其中幼齡林7項生態(tài)效益價值13 547.63萬元，平均10.22萬元/hm2，中齡林年生態(tài)效益價值 37 771.31萬元，平均14.48萬元/hm2；近熟林每年生態(tài)效益價值量為14 171.14萬元，平均15.63萬元/hm2；成熟林年生態(tài)效益價值36 479.45萬元，平均14.49萬元/hm2；過熟林年生態(tài)效益價值23 075.04萬元，平均12.48萬元/hm2。不同齡級的生態(tài)效益平均價值從大到小依次為：近熟林、成熟林、中齡林、過熟林和幼齡林。價值量的變化，反映了生態(tài)公益林結(jié)構(gòu)和功能規(guī)律的變化。

寶天曼自然保護區(qū)國家重點公益林監(jiān)測主要是在保護區(qū)的櫟類生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)進行的，主要反映了保護區(qū)的主要生態(tài)公益林類型的實物量和價值量。由于保護區(qū)經(jīng)濟林的面積較小，故沒有對保護區(qū)山茱萸經(jīng)濟林的生態(tài)效益進行評估計算。鑒于資金和技術(shù)的限制，對保護區(qū)的闊雜類闊葉林、馬尾松、油松、杉木沒有進行分林種進行測算。涉及這些主要樹種生態(tài)效益的指標(biāo)計算主要采用櫟林的監(jiān)測指標(biāo)來進行。

生態(tài)公益林的森林生態(tài)效益是廣泛的，但是由于受科學(xué)技術(shù)水平、監(jiān)測手段和計量方法的限制，暫時無法對森林生態(tài)的每項效益都進行一一計量，其價值體現(xiàn)是不完全的，對其的評價也必然是部分的。但是，這一數(shù)值依然可以清楚地說明作為森林精華的生態(tài)公益林在維系和促進當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護中所起到的重大作用。

（責(zé)任編輯：王團榮）

Benefit Evaluation on Nature Reserve non-commercial Forest in Funiu Mountain Area

XIAO Wu-qi

(Henan Forestry Industrial Development Center, Zhengzhou, 450003,China )

This article through the physical quantity monitoring of national prior non-commercial forest in Baotianman including nature reserve of water conservation, carbon sequestration and release oxygen, nutrient accumulation, biodiversity conservation, purify the air, soil conservation, forest recreation functions and other functions. Based on the Market value method, replacement method, shadow engineering method etc, using the assessment formula of forest ecological system service function assessment criteria, selecting index of water conservation, carbon sequestration and release oxygen, nutrient accumulation, biodiversity conservation, purify the air, soil conservation and forest recreation functions, figuring out the forest ecological system service function benefit value of Baotianman Nature Reserve. The feature of the monitoring points in different forest age of ecosystem services value measure, which reflects the change of the structure and function of ecological public welfare forest, for the better development of ecological public welfare forest management provides reference and lessons.

Baotianman；Public Welfare Forest；Benefit Evaluation

S 759.9

A

1003-2630（2015）04-04-0032

2015-10-15