南縣森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估

吳騰飛 ，鄧湘雯 ,2，黃文科 ，李 昌 ，康文星 ,2，崔 飛 ，方 晰 ,2

（1.中南林業(yè)科技大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2. 南方林業(yè)生態(tài)應(yīng)用技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410004；3. 南縣林業(yè)局，湖南 益陽(yáng) 413200）

南縣森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估

吳騰飛1，鄧湘雯1,2，黃文科3，李 昌3，康文星1,2，崔 飛1，方 晰1,2

（1.中南林業(yè)科技大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2. 南方林業(yè)生態(tài)應(yīng)用技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410004；3. 南縣林業(yè)局，湖南 益陽(yáng) 413200）

采用湖南南縣2014年森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)、社會(huì)公共數(shù)據(jù)實(shí)地采樣及調(diào)查數(shù)據(jù)，使用機(jī)會(huì)成本法、影子工程法、市場(chǎng)價(jià)值法、影子價(jià)格法、旅行費(fèi)用法、碳稅法等，評(píng)估了2014年南縣森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。結(jié)果表明：南縣森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值為195996.15萬(wàn)元，按其服務(wù)功能價(jià)值大小排序?yàn)椋汉B(yǎng)水源＞固碳釋氧＞有機(jī)物生產(chǎn)＞保育土壤＞生物多樣性＞森林游憩＞積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)＞凈化大氣環(huán)境，其中涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、有機(jī)物生產(chǎn)、保育土壤這四種服務(wù)價(jià)值占總價(jià)值的90.39%，是南縣森林生態(tài)系統(tǒng)的主要服務(wù)功能。

森林；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)；價(jià)值評(píng)估；南縣

森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程所形成和維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效益[1-3]。眾所周知，森林生態(tài)系統(tǒng)具有多樣化的服務(wù)功能，它既能為人類連續(xù)不斷的提供原料、食物等商品化的功能，也能在生存環(huán)境的保護(hù)、生物資源和生態(tài)安全等方面提供它的社會(huì)、生態(tài)等多種功能。一直以來(lái)，人們一般認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)功能不僅無(wú)價(jià)而且無(wú)法直接評(píng)估其價(jià)值。在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，人們的占有欲不斷增強(qiáng)，追求財(cái)富的累積和經(jīng)濟(jì)利益的最大化，森林作為重要的自然資源被人們掠奪性的開(kāi)采、開(kāi)發(fā)，造成了森林面積銳減，如亞馬遜雨林面積減少的速度相當(dāng)于每分鐘6個(gè)足球場(chǎng)，亞馬遜熱帶雨林被過(guò)度砍伐將影響森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的正常發(fā)揮，從而影響整個(gè)歐洲的氣候，進(jìn)而引發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。現(xiàn)如今，大氣污染、酸雨、植被退化、土地沙漠化、石漠化、干旱缺水、物種滅絕、臭氧層破壞、溫室效應(yīng)等各種各樣的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題不斷沖擊人們的眼球，引起大眾關(guān)注。這些問(wèn)題與人們生活息息相關(guān)，不僅威脅著人類的生命健康，也會(huì)影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展，更會(huì)對(duì)國(guó)家的生態(tài)文明建設(shè)產(chǎn)生直接或間接的影響，使人類的生存與發(fā)展面臨前所未有的危機(jī)和挑戰(zhàn)。隨著人們對(duì)地球生態(tài)環(huán)境的影響和破壞力越來(lái)越大，人們開(kāi)始逐漸意識(shí)到人類的生存和發(fā)展與森林生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)緊密相連，更懂得了其功能的正常發(fā)揮對(duì)物質(zhì)與環(huán)境利益的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的作用。由此觀之，對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)具有的服務(wù)功能進(jìn)行全面、客觀、科學(xué)的評(píng)估，對(duì)其價(jià)值進(jìn)行具體核算，使普通大眾能明白森林對(duì)于人們生活的重要意義和影響，是我們當(dāng)代人的歷史使命與責(zé)任。

南縣作為我國(guó)南方標(biāo)志性的沖擊平原，開(kāi)展南縣森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估，不僅可以為南北平原地區(qū)服務(wù)價(jià)值提供參考對(duì)比，還可以為政府盡快將環(huán)境和自然資源因素納入經(jīng)濟(jì)核算體系、實(shí)現(xiàn)綠色GDP提供理論基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域林業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

1 研究區(qū)概況

本研究選擇湖南省南縣為研究對(duì)象。南縣位于湖南省北部，居洞庭湖腹地；北部和湖北省石首市接壤；南與沅江市相連；西、西南界安鄉(xiāng)縣和漢壽縣；東、東北與大通湖區(qū)、華容縣及東洞庭湖自然保護(hù)區(qū)相鄰。東經(jīng)112°10′53″～112°49′06″，北 緯 29°03′03″～29°31′37″。地貌差異不大，境內(nèi)一馬平川，西高東低，北高南低，自西北向東南微傾，除明山頭、寄山兩處崗地外，絕大部分為平坦地，海拔在24.6～33.6 m。屬中亞熱帶向北亞熱帶過(guò)渡的大陸性季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，四季分明，冬冷夏熱，春溫秋燥，年平均氣溫16.6℃，年降雨量在1 200～1 300 mm；無(wú)霜期266～300 d；年平均日照時(shí)數(shù)1 800 h[4]。

據(jù)2013年統(tǒng)計(jì)年鑒：南縣有10個(gè)鎮(zhèn)，2個(gè)鄉(xiāng)，31個(gè)社區(qū)和居民委員會(huì)、304個(gè)村民委員會(huì)，總共14萬(wàn)戶，現(xiàn)有面積10.59萬(wàn)hm2。其中：河湖洲灘面積達(dá)2.91萬(wàn)公頃，占全縣總面積的27.4%；總?cè)丝?8.69萬(wàn)，其中農(nóng)業(yè)人口44.52萬(wàn)，非農(nóng)業(yè)人口24.17萬(wàn)；耕地4.84萬(wàn)hm2，目前，居民主要從事農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)及畜牧業(yè)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以農(nóng)、牧、林業(yè)為主，屬農(nóng)業(yè)大縣。人口密度為649人·km-2，人口自然增長(zhǎng)率3.0‰。全縣2013年國(guó)民生產(chǎn)總值139.3 億元，人均國(guó)民生產(chǎn)總值22 123元，財(cái)政收入5.4億元[5]。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究主要收集了2014年9月完成的南縣森林資源二類調(diào)查匯總成果及2011年—2014年森林資源統(tǒng)計(jì)報(bào)表；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/T 1721─2008）及其公布的相關(guān)社會(huì)公共數(shù)據(jù)和已公開(kāi)發(fā)表的相關(guān)研究成果及文獻(xiàn)資料；土壤養(yǎng)分及當(dāng)?shù)毓と似骄鶅r(jià)格采用實(shí)地采樣和調(diào)查的數(shù)據(jù)；同時(shí)還有取自于于南縣林業(yè)局、水利局、氣象局及南縣統(tǒng)計(jì)年報(bào)的相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料和數(shù)據(jù)。

2.2 評(píng)估指標(biāo)的選取

本文以《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》（LY/T 1721─2008）為參考準(zhǔn)則，借鑒國(guó)內(nèi)外已有的研究成果[1-2,6-7]，并充分考慮評(píng)估參數(shù)的可靠性與可獲取性，對(duì)南縣2014年森林生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)物生產(chǎn)、涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累、凈化大氣環(huán)境、生物多樣性維持、休閑游憩等8項(xiàng)14個(gè)指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)、客觀的評(píng)價(jià)，評(píng)估出南縣森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值。

2.3 評(píng)估方法

2.3.1 有機(jī)物生產(chǎn)價(jià)值評(píng)估

森林生態(tài)系統(tǒng)給人們生活帶來(lái)直接的影響和便利，體現(xiàn)在提供各種木材及林副產(chǎn)品上。有機(jī)物生產(chǎn)價(jià)值主要體現(xiàn)在木材的產(chǎn)量上，要計(jì)算木材產(chǎn)量則必須知道活立木的年生產(chǎn)量和蓄積量。計(jì)算公式如下[8]：

式中：W1為森林生產(chǎn)有機(jī)物的價(jià)值（萬(wàn)元·a-1）；A為南縣森林面積（hm2）；D為森林單位面積凈生長(zhǎng)量（m3·hm-2·a-1）；S 為活立木市場(chǎng)價(jià)格（元·m-3）。

2.3.2 涵養(yǎng)水源價(jià)值評(píng)估

涵養(yǎng)水源是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要功能之一。具體表現(xiàn)在森林通過(guò)喬、灌、草及枯枝落葉對(duì)大氣降水進(jìn)行截留儲(chǔ)存和凈化，同時(shí)對(duì)防洪抗?jié)骋灿兄匾绊?。本文將選擇調(diào)節(jié)水量和凈化水質(zhì)2個(gè)方面的指標(biāo)來(lái)評(píng)估其價(jià)值。

式中：V調(diào)為森林年調(diào)節(jié)水量?jī)r(jià)值（元·a-1）；C庫(kù)為水庫(kù)建設(shè)單位庫(kù)容投資成本（元·t-1）；P為降水量（mm·a-1）；E為林分蒸散量（mm·a-1）；H為地表徑流量（mm·a-1）；A為林分面積（hm2)。式中：V水質(zhì)為森林年凈化水質(zhì)價(jià)值（元·a－1）；K為污水的凈化費(fèi)用(元·t－1)；

2.3.3 保育土壤功能價(jià)值評(píng)估

本文選擇固定土壤和保持土壤肥力兩個(gè)指標(biāo)對(duì)南縣森林保育土壤功能價(jià)值進(jìn)行評(píng)估。

式中：U固為森林年固定土壤價(jià)值（元·a-1）；A i為林種面積（hm2）；C土為挖取和運(yùn)輸單位體積土方所需費(fèi)用（元·m-3）；X2、X1分別為無(wú)林地侵蝕模數(shù)、有林地侵蝕模數(shù)（t·hm-2·a-1）；p為林地土壤容重（t·m-3）。

式中：U肥為林分年保持土壤肥力價(jià)值（元/年）；R1、R2、R3分別為磷酸二銨化肥含氮量、過(guò)磷酸鈣化肥含磷量、氯化鉀化肥含鉀量（%）；M為土壤有機(jī)質(zhì)含量（%）；N、P、K分別為土壤平均含氮、磷、鉀量（%）；C1、C2、C3、C4分別為磷酸二銨化肥、過(guò)磷酸鈣化肥、氯化鉀化肥及有機(jī)質(zhì)價(jià)格（元·t-1）。

2.3.4 森林固碳釋氧功能價(jià)值評(píng)估

固定二氧化碳、釋放氧氣是森林的重要功能之一，維持著大氣中碳、氧元素的平衡。植被固碳功能是通過(guò)光合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)，而土壤固碳則是通過(guò)土壤中的微生物動(dòng)物和來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以，固碳功能價(jià)值評(píng)估包含植被固碳和土壤固碳兩個(gè)方面。本文采用瑞典碳稅法來(lái)計(jì)算南縣森林固碳價(jià)值。

（1）森林固碳：計(jì)算森林每年釋氧量采用如下公式：

式中：U碳為林分年固碳價(jià)值（元·a－1）；C碳為固碳價(jià)格（元·t－1）；G植被固碳為植被年固碳量（t·a－1）；G土壤固碳為土壤年固碳量（t·a－1）；A為林分面積(hm2)；R碳為CO2中碳的含量，取27.27%；B年為林分凈生產(chǎn)力（t·hm－2a－1）；F土壤碳為單位面積林分土壤年固碳量（t·hm－2a－1）。

（2）森林釋氧：計(jì)算森林每年釋氧量采用如下公式：

式中：G氧氣為林分釋氧量，單位：t/a；A為林分面積，單位：hm2；AB年為林分凈生產(chǎn)力，單位：（t·hm－2a－1）。

2.3.5 積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)價(jià)值評(píng)估

本研究?jī)H選取林木營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)N、P、K的積累指標(biāo)來(lái)評(píng)估[10]。

式中：U營(yíng)養(yǎng)為年積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)價(jià)值（元·a-1）；B年為林分凈生產(chǎn)力（t·hm-2a-1）；K營(yíng)養(yǎng)、P營(yíng)養(yǎng)、N營(yíng)養(yǎng)分別為林木含K、P、N量（%）；R1、R3、R3分別為磷酸二銨化肥含氮量、過(guò)磷酸鈣化肥含磷量和氯化鉀化肥含鉀量（%）；C1、C2、C3分別為磷酸二銨化肥、過(guò)磷酸鈣化肥及氯化鉀化肥價(jià)格（元·t-1）。

2.3.6 大氣環(huán)境凈化價(jià)值評(píng)估

森林凈化大氣功能主要是指森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)空氣中污染物的吸收、凈化、滯塵和降低噪音等作用。根據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》，本文選取吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物、滯塵這四個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)估南縣森林的凈化大氣環(huán)境功能。其計(jì)算公式如下：

式中：A為林分面積（hm2）；U二氧化硫、U氟、U氮氧化物、U滯塵分別為林分年吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物及滯塵的價(jià)值（元·a-1）；Q二氧化硫、Q氟化物、Q氮氧化物、Q滯塵分別為單位面積林分年吸收二氧化硫量、氟化物、氮氧化物及年滯塵的量（kg·hm-2a-1）；K二氧化硫、K氟化物、K氮氧化物、K滯塵分別為二氧化硫、氟化物、氮氧化物及滯塵的治理費(fèi)用（元·kg-1）。

2.3.7 生物多樣性維持價(jià)值評(píng)估

生物物種多樣性是衡量一定地區(qū)生物資源豐富程度的一個(gè)客觀指標(biāo)。森林為生物提供良好的棲息地和避難所，是很重要的一種生態(tài)功能。本研究評(píng)估南縣森林物種多樣性的保育價(jià)值所采用的是Shannon- Wiener指數(shù)[9-10]。

式中：V生物為林分年保護(hù)生物多樣性價(jià)值（元·a－1）；A為林分面積（hm2），S生為生物多樣性單位面積年保護(hù)價(jià)值（元·hm－2a－1）。

2.3.8 休閑游憩價(jià)值評(píng)估

森林生態(tài)系統(tǒng)為人類提供旅游和休憩的場(chǎng)所，使人愉悅身心，旅游的同時(shí)，還能讓心靈得到放松，有益于身心健康。該研究采用旅行費(fèi)用法，結(jié)合前人研究[11]，森林旅游對(duì)旅游產(chǎn)值的貢獻(xiàn)率為5%，參照南縣2013年旅游總收入，來(lái)計(jì)算南縣森林休閑游憩價(jià)值。

3 結(jié)果與分析

3.1 生產(chǎn)有機(jī)物價(jià)值

南縣森林單位面積凈生長(zhǎng)量采用2011年至2014年森林資源統(tǒng)計(jì)報(bào)表數(shù)據(jù)。2011年為102.64 m3·hm-2a-1，2012 年為 107.38 m3·hm-2a-1，2013 年為111.11 m3·hm-2a-1，2014 年為 142.28 m3·hm-2a-1，取南縣森林凈增量的平均值13.21 m3·hm-2a-1。按照中國(guó)的木材行情確定活立木市價(jià)，取木材的平均價(jià)格1400元·m-3。由公式（1）得到南縣森林生產(chǎn)有機(jī)物價(jià)值為 16 958.25×104元·a-1。

3.2 涵養(yǎng)水源價(jià)值

3.2.1 水量調(diào)節(jié)價(jià)值與水質(zhì)凈化價(jià)值

通過(guò)多年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，南縣年均降水量為1 250.00 mm。杉木林的蒸散量為966.250 mm· a-1[12]，其他各類森林的蒸散率為0.481～0.660[13]，通過(guò)此數(shù)據(jù)可求得蒸散量。根據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估規(guī)范》，水庫(kù)單位庫(kù)容造價(jià)取值為 6.1107 元·t-1，居民平均用水價(jià)格為 2.09 元·t-1。由表1可知，南縣森林每年涵養(yǎng)水源量為9 959.1萬(wàn)t，單位面積涵養(yǎng)水源量為4 900.0 t·hm2a-1。從單位面積涵養(yǎng)水源情況來(lái)看，闊葉樹(shù)涵養(yǎng)水源量為最大，最小的是杉木，僅2.321萬(wàn)元·hm-2a-1。

表1 南縣森林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源功能及其價(jià)值量?Table 1 Water conservation function and its evaluation of forest ecosystem in Nan county

從表1可得知，南縣森林生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)水量總價(jià)值為60 857.1×104元·a-1，凈化水質(zhì)總價(jià)值為20 814.5×104元·a-1，單位面積平均涵養(yǎng)水源價(jià)值為4.016萬(wàn)元·hm2a-1，涵養(yǎng)水源總價(jià)值為81 671.6×104元·a-1。

3.3 森林保育土壤功能價(jià)值

3.3.1 森林固土價(jià)值

根據(jù)前人研究成果，湖南省主要森林類型的土壤侵蝕量為0.730～2.640 t·hm-2a-1，闊葉林林地現(xiàn)實(shí)侵蝕模數(shù)為0.73 t·hm-2a-1，無(wú)林地侵蝕模數(shù)為37.58 t·hm-2·a-1[14]。林地平均容重為 1.26 g·m-3。由表2可知，南縣主要森林類型單位面積固土量為35.325 t·a-1，年固土量為 68.614 萬(wàn) t·a-1。

根據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》，人工挖土方I和II類土類每100 m3需要42個(gè)工時(shí)，按照實(shí)地大量調(diào)研數(shù)據(jù)可知，每個(gè)工人每天平均工資為150元，計(jì)算獲得挖取單位面積土方的費(fèi)用為63.00元·m-3[10]，根據(jù)公式可計(jì)算出南縣的森林生態(tài)系統(tǒng)年固土價(jià)值為 3 430.72×104元·a-1×104元·a-1。

表2 南縣森林生態(tài)系統(tǒng)固土功能及其價(jià)值量Table 2 Function and values of soil fixation for forest ecosystem in Nan county

3.3.2 森林保肥價(jià)值

在南縣境內(nèi)6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的8種土壤剖面進(jìn)行取樣，共取24個(gè)土壤樣品，并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行化學(xué)分析，測(cè)定土壤樣品的營(yíng)養(yǎng)元素含量。結(jié)果表明：南縣表層土壤營(yíng)養(yǎng)元素中，全氮平均含量為1.87 g·kg-1，全磷平均含量為 0.49 g·kg-1，全鉀平均含量為 7.96 g·kg-1，有機(jī)質(zhì)含量 27.8 g·kg-1。根據(jù)國(guó)家林業(yè)局頒布的評(píng)估規(guī)范中的公共數(shù)據(jù)，獲知化肥的市場(chǎng)價(jià)格，同時(shí)計(jì)算得到相應(yīng)化肥中對(duì)應(yīng)的氮、磷、鉀含量，由表3可知，南縣森林生態(tài)系統(tǒng)年保肥價(jià)值為9294.85×104元/t。

3.4 森林固碳制氧功能價(jià)值

固碳釋氧功能是指森林植物通過(guò)光合作用，吸收二氧化碳并釋放氧氣，從而調(diào)整大氣的成分組成。根據(jù)光合作用反應(yīng)式：6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2→多糖（162 g）可知，植物每生產(chǎn)162 g干物質(zhì)需吸收264 gCO2，釋放192 gO2，即生產(chǎn)1 g干物質(zhì)需要1.63 gCO2，同時(shí)釋放1.19 gO2。

表3 南縣森林各林分增加的土壤肥力總價(jià)值匯總Table 3 The total value of soil fertility for each forest stand in Nan county

表4 南縣不同森林類型固碳功能及其價(jià)值量Table 4 Function and values of carbon fixation for different forest types in Nan county

根據(jù)陳仕棟等人的研究結(jié)果，湖南省闊葉林、灌木林地土壤碳密度分別為28.99、30.6 t/hm2[16]，結(jié)合生態(tài)定位研究站（中南林業(yè)科技大學(xué)會(huì)同定位站、熱帶研究所定位站）研究湖南省不然森林類型生態(tài)系統(tǒng)土壤固碳及呼吸排放量計(jì)算南縣不同森林類型土壤固碳量。結(jié)合前人研究，湖南省主要森林林分凈生產(chǎn)力范圍為5.096～13.930 t·hm2·a-1[17-22]。碳稅率采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)瑞典碳稅率 150美元·t-1，按照最新匯率為6.14，可算出折合人民幣921元·t-1，氧氣價(jià)格采用我國(guó)衛(wèi)生部2007年春季平均價(jià)格1 000元·t-1。

由表4可知，南縣不同森林類型單位面積植物固碳量為3.38 t·hm-2a-1，土壤單位面積固碳量為25.128 t·hm-2a-1，總單位面積固碳量為28.508 t·hm-2a-1，總 固 碳 量 為 55.288 萬(wàn) t·a-1。 由 光 合 作用反應(yīng)方程式可知，每生產(chǎn)1 g干物質(zhì)需要1.63 gCO2，同時(shí)釋放1.19 gO2，可計(jì)算出南縣森林釋氧總量為14.899 t·a-1。根據(jù)表4可知，南縣森林年均固碳總價(jià)值為50 920.24×104元，計(jì)算可知，釋氧價(jià)值為14 899.06×104元/年，南縣森林年均固碳釋氧總價(jià)值為65 819.30×104元。

3.5 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累價(jià)值

根據(jù)前人研究，湖南省主要森林類型的林分凈生產(chǎn)力為 5.096～13.930 t·hm2·a-1[17-22]。利用公式（8）可計(jì)算出林木固N(yùn) 量為40 325.58 t，固P量為7 525.52 t，固K 量為58 486.47。由此可計(jì)算出南縣林木年積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)價(jià)值為3 490.92×104元·a-1。

3.6 大氣環(huán)境凈化價(jià)值

根據(jù)相關(guān)資料，針葉樹(shù)和闊葉樹(shù)年均吸收二氧化硫分別為 215.60、88.650 kg·hm-2a-1[23]；森林吸收氮氧化物量為6.000 kg·hm-2a-1[24]；闊葉樹(shù)和針葉樹(shù)吸氟平 kg·hm-2a-1[24]；闊葉樹(shù)和針葉樹(shù)年均滯塵量分別為 10 110、33 200 kg·hm-2a-1[23]；根據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》[10]：二氧化硫排污費(fèi)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為1.200元·kg-1，氮氧化物排污收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為0.630元·kg-1，氟化物排污收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為0.690元·kg-1，一般性粉塵排污收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為0.150元·kg-1。由公式（9）～（12）計(jì)算可知，南縣森林年吸收二氧化硫量為170.36 t，價(jià)值2 044 315.098元；年吸收氮氧化物115.30 t，價(jià)值為73 640.6元；年吸收氟化物89.36 t，價(jià)值為61 658.06元；年滯塵19.428萬(wàn)t，價(jià)值為29 142 732.15元。則南縣森林生態(tài)系統(tǒng)凈化大氣環(huán)境總的價(jià)值為 3 132.23×104元·a-1。

3.7 生物多樣性維持價(jià)值

采用森林保育物種指標(biāo)來(lái)反應(yīng)森林生物多樣性保護(hù)價(jià)值量的方法來(lái)計(jì)算南縣森林生物多樣性維持價(jià)值，即計(jì)算南縣森林生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性指數(shù)（Shannon-Wiener指數(shù)），根據(jù)不同林總分別賦值后，乘以林分面積，可得知生物多樣性維持的年總價(jià)值為1.04×10 8元·a-1。

表5 南縣生物多樣性保護(hù)功能綜合評(píng)價(jià)價(jià)值Table 5 The comprehensive evaluation of biodiversity protection function in Nan county

3.8 休閑游憩價(jià)值

休閑游憩價(jià)值是指森林生態(tài)系統(tǒng)為人類提供旅游和休閑的同時(shí)帶動(dòng)消費(fèi)而產(chǎn)生的價(jià)值。該研究采用旅行費(fèi)用法，以南縣旅游局公布的2013年旅游總收入8.1億元為參照[4]。根據(jù)前人研究森林旅游對(duì)旅游產(chǎn)值的貢獻(xiàn)率為5%[11]，經(jīng)計(jì)算可知南縣森林休閑游憩功能價(jià)值為8.1×108×5%元=0.405×108元·a-1。

3.9 南縣森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值

根據(jù)上述8項(xiàng)14個(gè)指標(biāo)計(jì)算可知，2014年南縣森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值總量為195 996.15萬(wàn)元，各項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值結(jié)構(gòu)及所占比例如表6所示，其價(jià)值大小排序?yàn)椋汉B(yǎng)水源＞固碳釋氧＞有機(jī)物生產(chǎn)＞保育土壤＞生物多樣性＞森林游憩＞凈化大氣環(huán)境＞積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。其中涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、有機(jī)物生產(chǎn)及保育土壤四項(xiàng)服務(wù)價(jià)值占總價(jià)值的90.39%，是南縣森林生態(tài)系統(tǒng)的主要服務(wù)功能。其中，社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值包含有機(jī)物生產(chǎn)和森林游憩2方面的價(jià)值，共計(jì)19 796.95萬(wàn)元；其余各類森林生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值總量為176 199.20萬(wàn)元，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的8.90倍，其價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，這與蘇少川[25]等的研究結(jié)果類似。由此可知南縣森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中，占主導(dǎo)地位的是生態(tài)服務(wù)，同時(shí)只有維持森林的健康發(fā)展，其生態(tài)功能才能健康、穩(wěn)定的發(fā)揮，森林也才能持續(xù)地給人們提供源源不斷的價(jià)值；此外，從側(cè)面說(shuō)明南縣當(dāng)前的森林建設(shè)方向是正確的，以加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)為主線，不斷提高人們的環(huán)保意識(shí)，相信會(huì)取得更大的成績(jī)。

表6 2014年南縣森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值情況表Table 6 The evaluation of forest ecosystem service function for Nan county in 2014

4 結(jié)果與討論

（1）涵養(yǎng)水源功能突出，是因?yàn)槟峡h地處洞庭湖腹地，有渠道1.3萬(wàn)余條，河流交網(wǎng)密布，如此發(fā)達(dá)的水系條件造就了涵養(yǎng)水源功能較同尺度同類研究大。南縣森林凈化大氣環(huán)境及積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)功能比例小，僅占總服務(wù)功能價(jià)值的1.60%，遠(yuǎn)低于同類研究結(jié)果[8,26-27]，與境內(nèi)樹(shù)種結(jié)構(gòu)單一有很大關(guān)系。

（2）南縣林種結(jié)構(gòu)過(guò)于單一，林齡結(jié)構(gòu)不盡合理。根據(jù)南縣2014年森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，楊樹(shù)共計(jì)面積18 581.6 hm2，占南縣森林面積的96.3%，湖南省常見(jiàn)樹(shù)種杉木僅有88.7 hm2，只占0.46%。從林齡結(jié)構(gòu)上看，全縣喬木以幼齡和中齡林為主，占91.05%，使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)部分功能受到限制。

（3）本研究在對(duì)數(shù)據(jù)選用上，是在2008年發(fā)布的《森林生態(tài)系統(tǒng)功能評(píng)估規(guī)范》的基礎(chǔ)上，為確保評(píng)估結(jié)果盡量接近真實(shí)值，選取目前的最新數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，在同類評(píng)估中，尚屬首次。如計(jì)算固碳價(jià)值時(shí)，取最新匯率6.14；計(jì)算固土價(jià)值時(shí)，民工平均工資取實(shí)地調(diào)研后數(shù)據(jù)150元每天。計(jì)算保肥價(jià)值時(shí)，在當(dāng)?shù)亓謽I(yè)局的配合下，對(duì)境內(nèi)8種土壤分別采樣24處，在實(shí)驗(yàn)室分析得出各土樣N、P、K及有機(jī)質(zhì)含量，取平均值。

（4）必須得指出的是，本文評(píng)估的服務(wù)功能總價(jià)值與實(shí)際值相比偏小。究其原因是因?yàn)槭艿窖芯織l件限制，對(duì)某些服務(wù)功能的評(píng)價(jià)指標(biāo)選取不夠全面，未能將全部服務(wù)功能進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，如大氣環(huán)境凈化價(jià)值，本研究?jī)H評(píng)估了森林吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物及滯塵4個(gè)指標(biāo)，而降低噪音、提供負(fù)離子等服務(wù)功能未能進(jìn)行評(píng)估，導(dǎo)致森林對(duì)大氣環(huán)境的凈化評(píng)估價(jià)值顯然是偏小的。另一方面評(píng)價(jià)的僅是南縣森林部分服務(wù)功能，由于受各方面條件限制及數(shù)據(jù)獲取難易程度等因素影響，未能對(duì)南縣森林服務(wù)功能進(jìn)行完全評(píng)估，這也就使評(píng)估結(jié)果低于其實(shí)際價(jià)值，換句話說(shuō)就是南縣森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的理論值比此次評(píng)估值更高。因此，應(yīng)完善評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)估方法，建立統(tǒng)一的價(jià)值評(píng)估體系，運(yùn)用遙感、建模等技術(shù)提高評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性，是森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)今后的研究重點(diǎn)。

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Evaluation of forest ecosystem service value in Nan County

WU Teng-fei1, DENG Xiang-wen1,2, HUANG Wen-ke3, LI Chang3, KANG Wen-xing1,2, CUI Fei1, FANG Xi1,2
(1. College of Life Sciences and Technology, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China;2.National Engineering Laboratory for Applied Technology of Forestry & Ecology in South China, Changsha 410004, Hunan, China;3.Forestry Bureau of Nan County, Yiyang, 413200, Hunan, China)

The forest ecosystem service value in Nan County in 2014 was evaluated with the methods including opportunity cost technique, shadow engineering method, market value method, shadow price method, travel cost method, and the carbon tax method based on the database of the forest resource inventory data, the social public data, field sampling and investigation data. The result indicated that the total value of forest ecosystem service in Nan county was ￥1959.96×106RMB yuan. The forest ecosystem services were ranked according to their values as the following： water conservation ＞ carbon fixation and oxygen release ＞ organics production＞ soil conservation＞ biodiversity protection＞ eco-tourism ＞ accumulation of nutrient substances ＞ atmospheric environment purification.Among these services, the main forest ecosystem service functions in Nan county were the four services of water conservation, carbon fixation & oxygen release, organics production, and biodiversity protection, which accounted for 90.39 percent of the total value of the whole forest ecosystem service function, were the main forest ecosystem service functions in Nan County.

forest; ecosystem service; value assessment; Nan County

S718.56

A

1673-923X(2015)10-0109-07

10.14067/j.cnki.1673-923x.2015.10.019

2014-11-11

國(guó)家林業(yè)局林業(yè)軟科學(xué)研究項(xiàng)目（2014-R11）；國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201404316）

吳騰飛，碩士研究生

鄧湘雯，教授，博士，碩士研究生導(dǎo)師；E-mail：dxwfree@126.com

吳騰飛，鄧湘雯，黃文科，等. 南縣森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2015, 35(10)： 109-115.

[本文編校：吳 彬]