樂山市森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估

鄧地娟, 苗 放，葉成名 ，李 堯

(1.成都理工大學地球物理學院，成都 610059；2.地球探測與信息技術教育部重點實驗室(成都理工大學)，成都 610059)

· 生態(tài)環(huán)境 ·

樂山市森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估

鄧地娟1, 苗 放2，葉成名2，李 堯1

(1.成都理工大學地球物理學院，成都 610059；2.地球探測與信息技術教育部重點實驗室(成都理工大學)，成都 610059)

根據(jù)林業(yè)調查統(tǒng)計數(shù)據(jù)和有關文獻資料，利用市場價格法、影子價值法、機會成本法和費用支出法等對樂山市森林生態(tài)系統(tǒng)2004～2012年的實物產品價值、水源涵養(yǎng)功能價值、土壤保持功能價值、生物多樣性保護功能價值、積累營養(yǎng)物質價值及森林休憩價值進行了分別評估和綜合評估。按照各類生態(tài)服務功能2004～2012年總價值比例從高到低排序為土壤保持價值(56.6%)>生物多樣性保護價值(22.05%)>水源涵養(yǎng)價值(14.22%)>實物產品價值(4.34%)>森林游憩價值(2.41%)>積累營養(yǎng)物質價值(0.39%)；2012年樂山市森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能總價值達163.61億元，比2004年增長了6.21%。

樂山市；森林生態(tài)系統(tǒng)；服務價值

1 引 言

“森林興則文明興，森林衰則文明衰”[1]，森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)中分布最廣、結構最復雜、類型最豐富的一種生態(tài)系統(tǒng)，森林生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程發(fā)揮著涵養(yǎng)水源，調節(jié)氣候，保持水土，保護生物多樣性等多種重要的生態(tài)功能[2]?？陀^、科學地評價森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值，對于提高人們保護森林資源的自覺性和有效性，構建結構和功能良好的森林生態(tài)體系及正確處理社會經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護之間的關系具有重要的現(xiàn)實意義。本文以四川樂山市為研究對象，由于水土保持數(shù)據(jù)及水源涵養(yǎng)數(shù)據(jù)缺少2013～2015年的，因此本次研究選取時間為2004～2012年，在既有數(shù)據(jù)上，計算得到樂山市森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值，并利用時間動態(tài)分析，深入探求樂山市森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值。

2 研究區(qū)概況

樂山市位于四川盆地西南邊緣，地理坐標介于東經102°50′～104°20′，北緯28°25′～29°50′之間。距成都162km，東與自貢市、宜賓市接壤，南、西與涼山彝族自治州毗鄰，北與眉山市連界，幅員面積12 826km2[3～5]。

樂山市地處我國地勢階梯第二級向第一級過渡地帶，總體趨勢西南高、東北低，位于3個基本傾斜面的交匯處，相對高差大[3]。最高海撥峨邊彝族自治縣境內的馬鞍山主峰高達4 288m，最低海拔在犍為縣新民鎮(zhèn)干籠子320m，相對高差3 968m。地貌類型多樣，山地、丘陵、平原兼有。山地區(qū)面積為8 253km2，占幅員面積的64.4%；丘陵區(qū)面積3 746km2，占幅員面積的29.2%；河谷平原區(qū)面積827km2，占幅員面積的6.4%。

樂山屬中亞熱帶氣候，受地形影響，形成多種氣候類型。東北部平壩、丘陵中亞熱帶氣候特征明顯，氣候溫和，年平均氣溫在16.5℃～18℃之間，≥10℃,積溫5 269℃～5 662℃，雨量充沛，年均降雨量多在1 200mm以上，水熱同季，無霜期長，年均霜日只有5～10天。樂山市的氣候條件，適宜植樹種草，易于恢復植被，但干熱河谷的高溫和缺水是不利因素[6]。

根據(jù)樂山市統(tǒng)計數(shù)據(jù)，樂山市2004～2012年森林面積及森林覆蓋率見表1。

表1 樂山市2004～2012年森林面積及森林覆蓋率Tab.1 Forest area and forest coverage of Leshan city in 2004～2012

3 數(shù)據(jù)收集與研究方法

3.1 數(shù)據(jù)收集

本文以四川省樂山市森林生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，評估研究主要通過數(shù)據(jù)分析篩選計算生態(tài)系統(tǒng)的主要生態(tài)功能價值，依據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》(LY-T1972-2008)，樂山市主要生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估的價格來自樂山市2004～2012年森林一類清查數(shù)據(jù)，二調數(shù)據(jù)；林產品數(shù)據(jù)來自《四川省林業(yè)廳項目區(qū)域林業(yè)碳匯/源計量體系構建及應用研究》；土地利用數(shù)據(jù)以及部分氣象數(shù)據(jù)來自樂山市相關部門調查數(shù)據(jù)，土壤保持中的土壤侵蝕量則通過土地利用數(shù)據(jù)及氣象數(shù)據(jù)經過Arcgis軟件分析得到；森林資源來自四川省森林資源監(jiān)測年報告，四川省林業(yè)統(tǒng)計年鑒(2004～2012)旅游資源來自樂山年鑒(2004～2012年)，森林覆蓋率數(shù)據(jù)來自樂山市國民經濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報(2004～2012年)。

3.2 研究方法

本文依據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》確定的森林生態(tài)系統(tǒng)價值評估模型，利用費用支出法、市場價格法、影子工程法、機會成本法等對研究區(qū)實物產品服務功能價值、土壤保持服務功能價值、水源涵養(yǎng)服務功能價值、土壤流失服務功能價值、積累營養(yǎng)物質服務功能價值及森林游憩服務功能價值6個方面建立指標體系；由于缺少《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》中模型的相關數(shù)據(jù)，因此本文依據(jù)《中國生物多樣性國情研究報告》采用意愿支付法[7]評價生物多樣性保護評估模塊，本文采用土壤流失方程(USLE)[8]計算生態(tài)系統(tǒng)單位面積的土壤保持量進而計算土壤保持功能服務價值，水源涵養(yǎng)功能服務價值根據(jù)影子工程法確定[9]。

表2 森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估指標計算公式及參數(shù)說明Tab.2 calculation formula and parameter description of service value evaluation index of forest ecosystem

續(xù)表2

功能指標計算公式參數(shù)說明參考來源及依據(jù)土壤保持價值VV=S×425.925S=AC/(ρb×h)AC=AP-ARAP=R×K×LSAR=R×K×LS×C×PS為土地面積,ρb為土壤容重,h為土壤厚度,AP為潛在土壤侵蝕量AR為現(xiàn)實土壤侵蝕量AC為潛在土壤保持量,R為降水侵蝕力因子,K為土壤可蝕力因子,LS為坡長坡度因子;C為地表植被覆蓋因子,P為水土保持措施因子?！渡稚鷳B(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》公共數(shù)據(jù)生物多樣性保護價值VV=P×TV為森林生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護總價值,P為人口數(shù)量,T為公民為維護生物多樣性保護每人每年的支付金額。意愿支付法[7]積累營養(yǎng)物質價值U營養(yǎng)U營養(yǎng)=SB年(N營養(yǎng)C1/R1+P營養(yǎng)C1/R2+K營養(yǎng)C2/R3)U營養(yǎng)為森林積累營養(yǎng)物質的價值(元/a),N營養(yǎng)、P營養(yǎng)、K營養(yǎng)為林木中含N、P、K的比例(%),C1、C2、C3分別為磷酸二銨化肥、氯化鉀化肥以及有機質肥的價格R1、R2、R3分別為磷酸二銨化肥含氮量、磷酸二銨化肥含磷量、氯化鉀化肥含鉀量?！渡稚鷳B(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》公共數(shù)據(jù)森林游憩價值ETVETV=∑ni=1Mi.RETV為森林旅游區(qū)年收入,Mi為第i中景點的消費,Ri為第i種景點的旅游人數(shù)?！渡稚鷳B(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》公共數(shù)據(jù)

4 結果與分析

4.1 實物產品價值

實物產品指的是森林為人類提供的林木及林副產品。計量實物產品功能價值的評價指標眾多，在結合關于此方面的研究成果基礎上，權衡樂山市森林植被數(shù)據(jù)可獲取性與實用性，將木材作為計量指標[10]。

根據(jù)樂山市森林一類清查數(shù)據(jù),二調數(shù)據(jù)及樂山市森林資源監(jiān)測年報(2004～2012)表明2004～2012年樂山市森林年蓄積增量分別為80.86m3、70.54m3、75.48m3、80.86m3、71.62m3、74.21m3、65.48m3、58.74m3、52.05m3;森林木材平均出材率為63.2%；木材銷售平均價格為747元，木材生產平均成本104.65元。

4.2 水源涵養(yǎng)功能價值

水源涵養(yǎng)量是指與裸地相比較，森林、草地、濕地、耕地，荒漠等生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水分的增加量(mm/hm2·a-1)[11]，采用降水貯存量法，即用森林生態(tài)系統(tǒng)的蓄水效應來衡量其涵養(yǎng)水分的功能[12]。

采用國家林業(yè)局規(guī)范關于水源涵養(yǎng)價值評估方法，以中國庫容的水庫工程費用計算生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)價值。中國庫容的水庫參考費為6.110 7元/m3(以《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》提供的價值為參考)[13]，2004年，2008年，2012年樂山市水源涵養(yǎng)量為36 048.2萬t,37 213.5萬t,37 895萬t。

4.3 土壤保持功能價值

本文采用土壤流失方程(USLE)計算生態(tài)系統(tǒng)單位面積的土壤保持量，基于USLE分別估算潛在土壤侵蝕量和現(xiàn)實土壤侵蝕量[14]。土壤保持功能價值分別采用機會成本法，影子價格法和替代工程法計算固土、保肥和減淤的間接經濟價值，其中機會成本采用全國林業(yè)平均收益標準，保肥價值主要運用影子價格法以中國化肥平均價格計算每年減少的土壤養(yǎng)分損失的經濟價值，其中機會成本采用全國林業(yè)平均收益為425.925元/hm2，土壤容重值為1.35g/cm3,h為土壤厚度，中國土壤平均厚度50cm,以水庫工程費用計算，水庫的蓄水成本為6.110 7元/m3，根據(jù)模型樂山市2004～2012年土壤保持量分別為530.4t/hm2、533.5t/hm2、550.4t/hm2、560.3t/hm2、554.2t/hm2、534.4t/hm2、546.7t/hm2、557.1t/hm2、571.3t/hm2。

4.4 生物多樣性保護功能價值

生物多樣性保護功能價值是指生物多樣性所包括的生態(tài)復合體以及與此相關對的各種生態(tài)過程所提供的具有經濟意義的價值[15]。采用意愿支付法，根據(jù)《中國生物多樣性國情研究報告》，全民每人每年愿意捐贈生物多樣性保護金額為10元[16]。根據(jù)《樂山統(tǒng)計年鑒》樂山市2004～2012年總人口分別為347.67萬人、347.9萬人、350.12萬人、352.45萬人、353.54萬人，353.22萬人、354.39萬人、354.42萬人、355.12萬人。

4.5 積累營養(yǎng)物質價值

計算樂山市積累營養(yǎng)物質價值利用森林NBP碳的量值分別估算出森林固持營養(yǎng)物質N、P、K的量值，據(jù)研究樂山市NBP在2004年，2008年，2012年的值分別為1 517 015萬t、1 625 397萬t和1 351 277萬t。以碳與氮，碳與磷，碳與鉀的比例，利用樂山市森林NBP碳的量值計算出森林積累營養(yǎng)物質氮、磷、鉀的量值，以氮、磷、鉀分別占化肥比例根據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》提供的價格分別為2 400元/t、2 200元/t、320元/t。

4.6 森林游憩價值

森林生態(tài)系統(tǒng)為人類提供娛樂和休閑的場所，使人消除疲勞，有益健康緩解壓力的功能[17]。樂山市的森林景觀多樣，主要有峨眉山國家級風景名勝區(qū)，黑竹溝國家級自然保護區(qū)、大風頂國家級自然保護區(qū)、芹菜坪省級自然保護區(qū)、大月林自然保護區(qū)、大渡河地質公園、大瓦山國家濕地公園、黃丹溶洞森林公園等，待開發(fā)的有沐川國家級森林公園等，依據(jù)《樂山統(tǒng)計年鑒》關于旅游的直接收入，樂山市森林旅游主要來源于峨眉山國家級風景名勝區(qū)、黑竹溝國家級自然保護區(qū)、大風頂國家級自然保護區(qū)、大渡河地質公園收入，2004～2012年樂山市森林旅游收入分別為16 074萬元、15 421.91萬元、19 656.46萬元、19 656.46萬元、22 546萬元、23 551萬元、24 446萬元、34 514萬元、35 540萬元。

4.7 生態(tài)系統(tǒng)服務總價值

依據(jù)評估模型，估算出樂山市2004～2012年的森林生態(tài)系統(tǒng)服務總價值(表3)。

表3 樂山市森林生態(tài)系統(tǒng)總服務價值估算匯總Tab.3 Leshan forest ecosystem total service value estimation (萬元)

(1)由表3可知實物產品價值在2008年下降明顯，其中在2004～2007年小幅上漲，全市2004年木材價值為39 861.35萬元，上升至2007年的43 480.35萬元，漲幅為9.11%，而在2007～2012年木材價值出現(xiàn)下降，到2012年木材價值為36 934.49萬元，比2007年下降了15.05%。

(2)2004～2012年，樂山市水源涵養(yǎng)價值呈明顯增長趨勢，分別由2004年的220 290.2萬元上升至2012年的231 579.8萬元，漲幅4.88%。

(3)樂山市土壤保持價值與生物多樣性保護價值在2004～2012年基本保持穩(wěn)定，土壤保持價值2007～2012年增長明顯，漲幅為11.99%。

(4)2008年至2012年樂山市森林生態(tài)系統(tǒng)積累營養(yǎng)物質價值基本保持穩(wěn)定，2004～2012年森林游憩年價值上升趨勢明顯，呈現(xiàn)逐年增長趨勢，漲幅達到183%。

5 結 論

(1)樂山市森林生態(tài)系統(tǒng)提供的總服務價值中，按照價值服務類型總價值比例高低排列：土壤保持價值(56.6%)>生物多樣性保護價值(22.05%)>水源涵養(yǎng)價值(14.22%)>實物產品價值(4.34%)>森林游憩價值(2.41%)>積累營養(yǎng)物質價值(0.39%)。土壤保持價值、生物多樣性保護價值、水源涵養(yǎng)價值、實物產品價值這幾項功能服務價值占總價值97．2%，這充分說明了樂山市森林生態(tài)系統(tǒng)這幾類服務功能發(fā)揮主導作用。

(2)2004～2012年樂山市森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估指標中土壤保持價值與生物多樣性保護價值以及水源涵養(yǎng)價值穩(wěn)定增長，其中土壤保持價值漲幅最大且總價值最高，說明樂山市應進一步加強森林保護做到保護和開發(fā)相結合，發(fā)揮森林生態(tài)系統(tǒng)的最大服務功能。實物產品價值在2008年下降明顯，這說明樂山市應加強林地合理開發(fā)。

(3)樂山市森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能強大、價值較高，同時樂山市森林生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持功能提升空間依然較大，通過加強管理森林資源，提高單位面積森林服務價值是樂山市未來林業(yè)發(fā)展的方向。

(4)生態(tài)系統(tǒng)的服務功能范圍極其廣泛，生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估是當前生態(tài)經濟學和環(huán)境經濟學的研究熱點和焦點[18～22]，依據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》(LY-T1972-2008)確定的評估模型，定量計算了 2004～2012年樂山市森林態(tài)系統(tǒng)年服務價值，森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范確定的評估方法需要測定不同樹種，不同林組的各類評估參數(shù)。目前針對樂山市森林生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測研究不全面、不連續(xù)，森林的許多生態(tài)學特征參數(shù)還沒有詳細測定，導致評估的結果仍不夠精確,今后應加強對樂山市森林生態(tài)系統(tǒng)的全面觀測研究，為其他應用提供研究資料。

[1] 孫 睿,朱啟疆. 中國陸地植被凈第一性生產力及季節(jié)變化研究[J]. 地理學報,2000,(1):36-45.

[2] 周玉榮,于振良,趙士洞. 我國主要森林生態(tài)系統(tǒng)碳貯量和碳平衡[J]. 植物生態(tài)學報,2000,(5):518-522.

[3] 田慶久,閔祥軍. 植被指數(shù)研究進展[J]. 地球科學進展,1998,(4):10-16.

[4] 周廣勝,張新時. 自然植被凈第一性生產力模型初探[J]. 植物生態(tài)學報,1995,(3):193-200.

[5] 陳四清. 基于遙感和GIS的內蒙古錫林河流域土地利用/土地覆蓋變化和碳循環(huán)研究[D].北京:中國科學院研究生院(遙感應用研究所),2002.

[6] 朱文泉,潘耀忠,龍中華,等. 基于GIS和RS的區(qū)域陸地植被NPP估算——以中國內蒙古為例[J]. 遙感學報,2005,(3):300-307.

[7] 胡艷琳. 基于GIS下寧波天童森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估研究[D].上海：華東師范大學,2005.

[8] 劉玉安. RS和GIS支持下的策勒綠洲植被NPP與Biomass估測研究[D].烏魯木齊：新疆大學,2005.

[9] 吳昌廣. 氣候變化背景下三峽庫區(qū)植被覆蓋動態(tài)及其土壤侵蝕風險研究[D].武漢:華中農業(yè)大學,2011.

[10] 張美玲. 基于草原綜合順序分類系統(tǒng)改進CASA模型及其在中國草地NPP估算中的應用[D].蘭州:甘肅農業(yè)大學,2012.

[11] 徐少君. 基于RS/GIS/DEM/NDVI的重慶植被動態(tài)、格局與碳匯研究[D].重慶:西南大學,2012.

[12] 陳望雄. 東洞庭湖區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)健康評價與預警研究[D].長沙:中南林業(yè)科技大學,2012.

[13] 李天宏,王祉寧. 基于GIS、RS和CASA模型的深圳市逐月NPP估算及其變化特征研究[J]. 應用基礎與工程科學學報,2012,(S1):126-135.

[14] 袁春霞. 基于RS與GIS的金川河流域生態(tài)系統(tǒng)健康評價[D].蘭州:蘭州大學,2008.

[15] 肖 強,肖 洋,歐陽志云,等. 重慶市森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估[J]. 生態(tài)學報,2014,(1):216-223.

[16] 韓秋萍,張修玉,許振成,等. 珠三角生態(tài)屏障區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值核算——以韶關市為例[J]. 中國人口.資源與環(huán)境,2014,(S2):430-434.

[17] 趙金龍,王濼鑫,韓海榮,等. 森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估研究進展與趨勢[J]. 生態(tài)學雜志,2013,(8):2229-2237.

[18] 趙海鳳. 四川省森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值計量與分析[D].北京:北京林業(yè)大學,2014.

[19] 王景升,李文華,任青山,等. 西藏森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值[J]. 自然資源學報,2007,(5):831-841.

[20] 吳 鋼,肖 寒,趙景柱,等. 長白山森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能[J]. 中國科學(C輯:生命科學),2001,(5):471-480.

[21] 趙元藩,溫慶忠,艾建林. 云南森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估[J]. 林業(yè)科學研究,2010,(2):184-190.

[22] 張樂勤,榮慧芳,許 楊,等. 九華山森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務價值評估[J]. 山地學報,2011,(3):291-298.

Ecosystem Services Valuation of Forest in Leshan City

DENG Di-juan1, MIAO Fang2, YE Cheng-ming2, LI Yao1

(1.CollegeofGeophysics,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China2.KeyLaboratoryofEarthExploration&InformationTechnologyofMinistryofEducation,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China)

According to the investigation and statistics of Forestry and relevant literatures, using the market price method, the shadow value method the opportunity cost method and expense payment method, this paper evaluated values of the physical products, the function of water conservation, the function of soil conservation, the function of biodiversity protection , the nutrient accumulation and forest recreation of forest ecosystem in Leshan City from 2004 to 2012 respectively and comprehensively. Based on the proportion of the total value in 2004-2012 of each kind of ecological service function, the values from high to low are as follows, soil conservation value (56.6%) > biodiversity conservation value (22.05%) > water conservation value (14.22%) > physical product value (4.34%) > Forest Recreation Value (2.41%) > nutrient accumulation value (0.39%). The forest ecosystem service function value of Leshan city in 2012 was 16 billion 361 million yuan, increased by 6.21% than in 2004.

Leshan City；forest ecosystem；service value

2016-12-29

四川省科技廳支撐計劃項目(2015SZ0198)。

鄧地娟(1990-)，女，四川萬源市人，成都理工大學地球物理學院探測與信息技術專業(yè)2015級在讀碩士研究生，主要從事資源與環(huán)境遙感方面的研究工作。

X703

A

1001-3644(2017)03-0045-05