基于Shannon-Wiener指數(shù)的三明市森林生物多樣性評(píng)價(jià)

黃伙發(fā)

(三明市林業(yè)局林業(yè)規(guī)劃隊(duì)，福建 三明 365000)

基于Shannon-Wiener指數(shù)的三明市森林生物多樣性評(píng)價(jià)

黃伙發(fā)

(三明市林業(yè)局林業(yè)規(guī)劃隊(duì)，福建 三明 365000)

參考LY/T 1721—2008森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范，以2006年三明市森林資源二類(lèi)調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用Shannon-Wiener 指數(shù)計(jì)算三明市森林生物多樣性保護(hù)價(jià)值。結(jié)果表明：三明市森林生物多樣性保護(hù)價(jià)值為396.80億元，單位森林面積生物多樣性保護(hù)價(jià)值為2.28萬(wàn)元·hm-2，森林生物多樣性保護(hù)價(jià)值占到福建省的20.58%，單位森林面積生物多樣性保護(hù)價(jià)值略高于福建省平均水平(2.11萬(wàn)元·hm-2)，高于全國(guó)平均水平(1.40萬(wàn)元·hm-2)。

森林生物多樣性；Shannon-Wiener指數(shù)；保護(hù)價(jià)值

發(fā)展林業(yè)是生態(tài)建設(shè)的基礎(chǔ)，對(duì)森林資源的價(jià)值核算和評(píng)價(jià)，對(duì)于建立資源有償使用制度和生態(tài)補(bǔ)償制度、編制自然資源的資產(chǎn)負(fù)債表具有重要的參考意義，而森林生物多樣性?xún)r(jià)值核算和評(píng)價(jià)是森林資源價(jià)值核算和評(píng)價(jià)的重要組成部分。維持森林生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性對(duì)于維持地球生態(tài)平衡和發(fā)展具有不可或缺的作用[1]。目前，森林生物多樣性正以驚人的速度喪失，氣候變化的影響更是加快了森林生物多樣性破壞的速度。人們對(duì)于森林生物多樣性的認(rèn)知目前主要停留在定性層面，定量認(rèn)識(shí)不足，因此有必要開(kāi)展森林生物多樣性評(píng)價(jià)工作，加深公眾對(duì)森林生物多樣性保護(hù)的認(rèn)識(shí)。

森林生物多樣性?xún)r(jià)值主要體現(xiàn)在其間接價(jià)值，包括非消耗性?xún)r(jià)值、選擇價(jià)值、存在價(jià)值[2]。森林生物多樣性的非消耗價(jià)值主要是生態(tài)服務(wù)價(jià)值，體現(xiàn)在對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)功能的支撐上，森林生物多樣性是森林向人類(lèi)提供涵養(yǎng)水源、保育土壤、凈化大氣、美化環(huán)境等功能的基礎(chǔ)。選擇價(jià)值主要指人們尚未發(fā)現(xiàn)的潛在價(jià)值，科技進(jìn)步使得現(xiàn)有物種的價(jià)值不斷得到開(kāi)發(fā)。存在價(jià)值是指物種存在的倫理學(xué)或哲學(xué)價(jià)值，任何物種存在都有其內(nèi)在價(jià)值，都應(yīng)當(dāng)加以保護(hù)。目前森林生物多樣性的評(píng)價(jià)方法除Shannon-Wiener 指數(shù)外，還有壓力—狀態(tài)—響應(yīng)模型、專(zhuān)家咨詢(xún)法、支付意愿法等。張穎[3]利用OECD的壓力—狀態(tài)—響應(yīng)模型設(shè)計(jì)了我國(guó)森林生物多樣性變化評(píng)價(jià)的框架、指標(biāo)和計(jì)算公式。李金良等[4]利用目標(biāo)法與專(zhuān)家咨詢(xún)法相結(jié)合的方法，建立了一套東北過(guò)伐林區(qū)林業(yè)局級(jí)森林生物多樣性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。宋磊[5]采用支付意愿法對(duì)泰山森林生物多樣性的非使用價(jià)值進(jìn)行了評(píng)價(jià)。這些方法的不足之處在于人為主觀因素在評(píng)價(jià)過(guò)程中占主導(dǎo)因素，無(wú)法確切反映客觀價(jià)值。

Shannon-Wiener 指數(shù)由Marglef于1958年首次提出，它借用了信息論中不定性測(cè)定的方法，如果森林生態(tài)系統(tǒng)的多樣性程度越高，其不定性就越大，則Shannon-Wiener 指數(shù)就越大。Shannon-Wiener 指數(shù)提出之后，便作為物種多樣性的有力指標(biāo)用于測(cè)度物種多樣性在空間范圍內(nèi)的變化規(guī)律，黃建輝等[6]選擇東靈山、太白山、黃山、西雙版納4個(gè)地區(qū)的地帶性植被為研究對(duì)象，以Shannon-Wiener 指數(shù)表示物種多樣性指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)群落物種多樣性的緯度變化假說(shuō)很好的體現(xiàn)在喬木層(隨著緯度降低，生物多樣性會(huì)下降)，在灌木層則比較勉強(qiáng)，在草本層則剛好相反。閻海平等[7]研究了北京西山地區(qū)10種人工林的物種多樣性，發(fā)現(xiàn)Shannon-Wiener 指數(shù)與物種豐富度的變化趨勢(shì)一致，使用效果理想，Shannon-Wiener 指數(shù)在不同群落間的變化幅度均為草本層>灌木層>喬木層。王兵等[8]利用中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫(kù)建立全國(guó)范圍內(nèi)林分的Shannon-Wiener指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)森林生物多樣性評(píng)價(jià)結(jié)果的分類(lèi)和比較。

森林生物多樣性評(píng)價(jià)的一個(gè)重要目的在于參考與比較，而這恰恰是支付意愿法等方法的局限所在，支付意愿法對(duì)于受訪人的依賴(lài)很大，同一地區(qū)多次評(píng)價(jià)的結(jié)果可能偏差較大，因此可比性和參考價(jià)值相對(duì)較低。采用Shannon-Wiener 指數(shù)法對(duì)森林生物多樣性進(jìn)行評(píng)價(jià)能夠?qū)崿F(xiàn)不同地域范圍的結(jié)果比較，實(shí)用性更高，本文也是基于此原因采用Shannon-Wiener指數(shù)法，并采用王兵等[8]所建立的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)三明市森林生物多樣性進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期為三明市森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供參考。

1 三明市森林資源概述

三明市位于福建省中西北部，年降水量近1700 mm，是我國(guó)南方重點(diǎn)集體林區(qū)和全國(guó)集體林區(qū)改革試驗(yàn)區(qū)。森林資源豐富，質(zhì)量?jī)?yōu)良，森林資源總量和主要林產(chǎn)品產(chǎn)量占福建省的四分之一，林分平均蓄積占福建省第一，森林覆蓋率達(dá)到75.00%。根據(jù)2013年三明市縣級(jí)森林資源數(shù)據(jù)，三明市現(xiàn)有林業(yè)用地面積190.50萬(wàn)hm2，林業(yè)用地占全市土地總面積的82.94%。有林地面積172.15萬(wàn)hm2，按經(jīng)營(yíng)類(lèi)型劃分：生態(tài)林面積41.16萬(wàn)hm2，商品林面積130.99萬(wàn)hm2。林分面積(按林型劃分的森林面積)136.50萬(wàn)hm2，其中，防護(hù)林面積33.41萬(wàn)hm2，占24.47%；特用林面積7.75萬(wàn)hm2，占5.68%；用材林面積95.29萬(wàn)hm2，占69.81%；薪炭林面積0.05萬(wàn)hm2，占0.04%。林分中按優(yōu)勢(shì)樹(shù)種又可劃分為杉木42.16萬(wàn)hm2、馬尾松56.43萬(wàn)hm2、闊葉樹(shù)37.91萬(wàn)hm2。全市活立木總蓄積14155.58萬(wàn)m3，其中林分蓄積13576.79萬(wàn)m3，林分蓄積(按林種類(lèi)型劃分)：防護(hù)林3414.56萬(wàn)m3，占總蓄積的25.15%；特用林878.99萬(wàn)m3，占6.47%；用材林9277.83萬(wàn)m3，占68.34%；薪炭林5.41萬(wàn)m3，僅占0.04%。

從地域分布看，全市林地資源分布比較均衡，各縣(市、區(qū))林業(yè)用地占土地面積的比重在77.51%～87.33%，永安市最高，寧化縣最低；總量上，尤溪縣、永安市、寧化縣、將樂(lè)縣、大田縣5個(gè)縣市占了全市林業(yè)用地的57.28%。

2 森林生物多樣性評(píng)價(jià)方法

3 森林生物多樣性評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

3.1 森林生物多樣性指數(shù)及單位面積機(jī)會(huì)成本

根據(jù)文獻(xiàn)[9]計(jì)算的Shannon-Wiener生物多樣性指數(shù)及單位面積機(jī)會(huì)成本，劃分為7級(jí)：當(dāng)指數(shù)<1時(shí)，S生(單位面積年物種損失的機(jī)會(huì)成本)為3000元·hm-2·a-1；當(dāng)1≤指數(shù)<2時(shí)，S生為5000元·hm-2·a-1；當(dāng)2≤指數(shù)<3時(shí)，S生為10000元·hm-2·a-1；當(dāng)3≤指數(shù)<4時(shí)，S生為20000元·hm-2·a-1；當(dāng)4≤指數(shù)<5時(shí)，S生為30000元·hm-2·a-1；當(dāng)5≤指數(shù)<6時(shí)，S生為40000元·hm-2·a-1；當(dāng)指數(shù)≥6時(shí)，S生為50000元·hm-2·a-1。調(diào)整為2013年的價(jià)格水平。當(dāng)指數(shù)<1時(shí)，S生為3830.92元·hm-2·a-1；當(dāng)1≤指數(shù)<2時(shí)，S生為6384.87元·hm-2·a-1；當(dāng)2≤指數(shù)<3時(shí)，S生為12769.74元·hm-2·a-1；當(dāng)3≤指數(shù)<4時(shí)，S生為25539.48元·hm-2·a-1；當(dāng)4≤指數(shù)<5時(shí)，S生為38309.21元·hm-2·a-1；當(dāng)5≤指數(shù)<6時(shí)，S生為51078.95元·hm-2·a-1；當(dāng)指數(shù)≥6時(shí)，S生為63848.69元·hm-2·a-1。

查閱相關(guān)文獻(xiàn)[8]可知，杉木、馬尾松、闊葉樹(shù)、竹林、灌木林、經(jīng)濟(jì)林的Shannon-Wiener 指數(shù)等級(jí)分別是：3≤指數(shù)<4、2≤指數(shù)<3、4≤指數(shù)<5、2≤指數(shù)<3、3≤指數(shù)<4、4≤指數(shù)<5。詳見(jiàn)表1。

表1 森林生物多樣性指數(shù)及單位面積機(jī)會(huì)成本

3.2 各縣森林生物多樣性保護(hù)價(jià)值

由表2可看出，三明市森林生物多樣性保護(hù)價(jià)值為396.80億元，單位面積生物多樣性保護(hù)價(jià)值為2.28萬(wàn)元·hm-2，為各種動(dòng)植物提供了優(yōu)越的棲息地，為保護(hù)生物多樣性發(fā)揮了重要作用。

3.3 不同林種森林生物多樣性保護(hù)價(jià)值

從表3可以看出，三明市不同林種森林生物多樣性保護(hù)價(jià)值合計(jì)392.25億元，單位面積生物多樣性保護(hù)價(jià)值為2.28萬(wàn)元·hm-2。其中，用材林生物多樣性保護(hù)價(jià)值最高，為205.38億元，占到整個(gè)林種價(jià)值的52.36%；其次為防護(hù)林，92.29億元，占23.53%；薪炭林最小，為0.13億元，占0.03%。單位面積生物多樣性保護(hù)價(jià)值大小排序?yàn)椋航?jīng)濟(jì)林>特用林>防護(hù)林>薪炭林>用材林>竹林。

4 結(jié)論與討論

根據(jù)福建省2010年10月發(fā)布的福建省森林生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估結(jié)果[10]和2014年10月國(guó)家林業(yè)局與國(guó)家統(tǒng)計(jì)局聯(lián)合發(fā)布的全國(guó)森林資源價(jià)值核算結(jié)果[11]，福建省森林生物多樣性保護(hù)價(jià)值為1927.75億元，全國(guó)為43347.04億元；單位森林面積生物多樣性保護(hù)價(jià)值福建省為2.11萬(wàn)元·hm-2，全國(guó)為1.40萬(wàn)元·hm-2。將三明市森林生物多樣性評(píng)價(jià)結(jié)果與福建省和全國(guó)的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比看出，三明市森林生物多樣性保護(hù)價(jià)值(396.80億元)占到福建省的20.58%(三明市國(guó)土面積為福建省的18.86%)，單位森林面積生物多樣性保護(hù)價(jià)值(2.28萬(wàn)元·hm-2)略高于福建省平均水平，高于全國(guó)平均水平。主要緣于其豐富的森林資源，林業(yè)用地面積占全市土地面積近83%，森林覆蓋率達(dá)到75%。此外，還與三明市“生物多樣性保護(hù)工程”的實(shí)施分不開(kāi)，全市建立了以自然保護(hù)區(qū)為核心、天然闊葉林和濕地保護(hù)為主的保護(hù)工程，具體包括保護(hù)區(qū)、自然保護(hù)區(qū)和自然保護(hù)點(diǎn)的建設(shè)。同時(shí)也應(yīng)該看到，基于Shannon-Wiener指數(shù)的森林生物多樣性評(píng)價(jià)方法對(duì)于具有特殊價(jià)值的樹(shù)種或動(dòng)物的價(jià)值體現(xiàn)不出來(lái)，如三明市的珍稀樹(shù)種南方紅豆杉、紅茶樹(shù)、格氏栲等，這些樹(shù)種形成的森林肯定不能以其森林面積的大小作為生物多樣性?xún)r(jià)值的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)。事實(shí)上，這也是目前森林生物多樣性評(píng)價(jià)方法普遍存在的問(wèn)題，也是今后研究中亟待解決的問(wèn)題。

表2 三明市各區(qū)縣森林生物多樣性保護(hù)價(jià)值

*：表中森林面積包括有林地和灌木林地的面積。

表3 三明市有林地不同林種森林生物多樣性保護(hù)價(jià)值

[1]劉俊清，牛樹(shù)奎，劉艷紅.森林生態(tài)學(xué)[M].2版.北京：高等教育出版社，2010.

[2]陳夢(mèng).森林生物多樣性理論與方法研究及應(yīng)用[D].南京：南京林業(yè)大學(xué)，2005.

[3]張穎.我國(guó)森林生物多樣性變化的評(píng)價(jià)研究[J].林業(yè)資源管理，2002(2)：45-52.

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[10]謝添石.福建森林生態(tài)服務(wù)功能總價(jià)值愈七千億元[EB/OL].[2010-10-31].http：//www.fjsen.com/c/2010-10/31/content_3807118_2.htm.

[11]吳兆喆.中國(guó)森林資源核算研究成果彰顯綠色力量[N].中國(guó)綠色時(shí)報(bào)，2014-10-23(A2-A3).

Evaluation of Forest Biodiversity in Sanming Based on Shannon-Wiener Index

HUANG Huo-fa

(ForestryPlanningTeamofSanmingForestryBureau，Sanming365000，F(xiàn)ujian，China)

Based on the national forestry industry standard ″LY/T 1721—2008 forest ecosystem services assessment specification″ and the survey data of two kinds of forest resources in Sanming city in 2006，Shannon-Wiener index was calculated using in the evaluation of forest biological diversity in Sanming. The results show that forest biodiversity conservation value is 39.68 billion yuan in Sanming, the unit area of forest biodiversity conservation value is 22800 yuan·hm-2，accounted for 20.58% of forest biodiversity conservation value in Fujian Province, the unit area biodiversity conservation value is slightly higher than Fujian Province(21100 yuan·hm-2), higher than the national average(14000 yuan·hm-2).

forest biological diversity；Shannon-Wiener index；conservation value

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.04.026

2015-08-10；

2015-09-29

國(guó)家林業(yè)局項(xiàng)目(2014年林產(chǎn)品市場(chǎng)研究，JYC2015-11)

黃伙發(fā)(1966—)，男，福建惠安人，三明市林業(yè)局林業(yè)規(guī)劃隊(duì)林業(yè)工程師，從事森林資源培育、規(guī)劃管理等研究。E-mail：fjsmhhf@126.com。

S718

A

1002-7351(2015)04-0121-04