康縣桑樹林生態(tài)效益評價(jià)

馮有貴

摘要 采用光合作用法、碳稅法、造林成本法和面積-吸收能力法對康縣桑樹林生態(tài)效益進(jìn)行核算。結(jié)果表明，康縣桑樹林的固碳制氧和凈化環(huán)境效益潛力巨大，總價(jià)值約為5 923.47萬元，其中，固碳價(jià)值約為4 079萬元，制氧價(jià)值約為1 830萬元，吸收SO2價(jià)值約為14萬元，阻滯降塵價(jià)值約為0.47萬元。研究結(jié)果可為康縣造林工程建設(shè)效益提供參考。

關(guān)鍵詞 桑樹林；固碳制氧；凈化環(huán)境；甘肅康縣

中圖分類號 S888.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）17-0150-02

1 研究區(qū)概況

康縣屬亞熱帶向暖溫帶過渡地區(qū)，全年日照時(shí)長為1 433.7 h，無霜期為207 d，年均降水量為742 mm。境內(nèi)有高等植物172科1 000余種，其中桑樹品種有農(nóng)桑8號、農(nóng)桑10號、農(nóng)桑12號、農(nóng)桑14號、育71-1、陜桑305、白玉王、紅果1號、紅果2號、無核大十等，森林覆蓋率高達(dá)60%以上。最高海拔為2 483 m，最低海拔為560 m，地勢呈現(xiàn)西高東低的特點(diǎn)。全縣現(xiàn)有桑園面積2 750 hm2，是我國北方優(yōu)質(zhì)原料繭生產(chǎn)的最佳區(qū)域。

2 評價(jià)指標(biāo)體系的建立

2.1 指標(biāo)篩選的原則

生態(tài)效益的評價(jià)指標(biāo)較多，要篩選出一套合理、科學(xué)的生態(tài)效益評價(jià)指標(biāo)體系，必須遵循以下原則，即綜合性原則、可操作性原則、可比較性原則、科學(xué)性原則、獨(dú)立性與穩(wěn)定性原則[1-3]。指標(biāo)體系內(nèi)容應(yīng)保持相對穩(wěn)定性。

2.2 評價(jià)指標(biāo)體系的建立

根據(jù)指標(biāo)體系的篩選原則，結(jié)合康縣桑樹林的實(shí)際調(diào)查情況，采用光合作用法、碳稅法、造林成本法和面積-吸收能力法對康縣桑樹林生態(tài)效益進(jìn)行核算，分別計(jì)算康縣固碳制氧效益和凈化環(huán)境效益[1-3]。

3 固碳制氧效益評價(jià)

3.1 評價(jià)方法

植物對于生態(tài)系統(tǒng)的凈化與維持發(fā)揮著重要作用，其通過光合作用，在吸收CO2的同時(shí)釋放O2，維持了大氣當(dāng)中CO2和O2的動態(tài)平衡，并且對全球氣候變暖等一系列問題起到一定的緩解作用。

3.1.1 固定CO2評價(jià)方法。

（1）固定CO2量評價(jià)方法。通常采用光合作用法對固定CO2量進(jìn)行評價(jià)，具體可根據(jù)反應(yīng)化學(xué)方程式，如下：

式中，Yc1為生物量固碳量（萬t），a為1 t干物質(zhì)固碳量（t），Vi為單位面積干物質(zhì)生產(chǎn)量（t/hm2），Si為效益面積（hm2）。

按照實(shí)際森林面積、年材積生長量及樹枝和樹根的重量，通過上述公式便可以計(jì)算出固定CO2的量。此外，計(jì)算林木固碳量還有實(shí)驗(yàn)測定法和林木蓄積量法，在此不做說明。

（2）固碳價(jià)值評價(jià)方法。目前，對于固碳加之的評價(jià)方法業(yè)界看法不一，具體包括3種代表性觀點(diǎn)，分別為造林成本法、碳稅法以及溫室效應(yīng)損失法。首先，造林成本方法主要依據(jù)2個(gè)指標(biāo)，一是單位面積森林固碳量，二是單位面積森林平均成本，進(jìn)而對固碳加之進(jìn)行評價(jià)。其次，碳稅法是指將單位面積森林固碳量與碳稅的影子價(jià)格相結(jié)合，進(jìn)而綜合評價(jià)固碳價(jià)值。再次，溫室效應(yīng)損失法是通過減少森林面積，使大氣中CO2增加，進(jìn)而加劇溫室效應(yīng)造成一系列損失，對損失價(jià)值進(jìn)行估算從而評估森林所具備的固碳價(jià)值，但該方法造成的損失存在不均衡問題，對某些區(qū)域可能帶來損失，對于另外區(qū)域可能帶來益處。

綜合考慮，為了實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的評估結(jié)果，可采用將造林成本法、碳稅法相結(jié)合的方式進(jìn)行，具體計(jì)算公式如下：

Vc1=[（Yc1）×（Cc1+Cc2）]/2

式中，Vc1為固定CO2的價(jià)值（萬元）；Cc1為固定CO2的造林成本（元/t）；Cc2為瑞典碳稅率（美元/t C）；Yc1為生物量固碳量（t）。

3.1.2 制氧效益評價(jià)方法。O2是人類活動必不可少的物質(zhì)，對人類來說有著巨大使用價(jià)值。

（1）森林制氧量評價(jià)方法。對于制氧量的評估，通常采用統(tǒng)計(jì)調(diào)查法進(jìn)行，首先計(jì)算單位面積林地木材總產(chǎn)量以及干物質(zhì)的總產(chǎn)量，具體采用絕干比重法對絕干物質(zhì)進(jìn)行換算，然后通過生產(chǎn)1 t干物質(zhì)釋放O2量指標(biāo)，計(jì)算出O2量。

（2）森林制氧價(jià)值評價(jià)方法。目前，制氧價(jià)值評價(jià)通常采用造林成本法，根據(jù)官方數(shù)據(jù)顯示，我國森林提供1 t O2的造林成本為369.7元，通過如下公式對制氧價(jià)值進(jìn)行評估：

式中，Vc2為制氧價(jià)值（萬元）；b為生產(chǎn)1 t干物質(zhì)制造O2量（t）；C0為提供O2的造林成本（元/t）。

3.2 價(jià)值計(jì)算

3.2.1 固定CO2價(jià)值（Vc1）。桑樹林作為重要的固碳林木之一，對固碳釋氧方面做出了巨大貢獻(xiàn)，其中蘊(yùn)藏著巨大生態(tài)價(jià)值。通過光合作用方程式中可以得出，桑樹通過吸收太陽能、H2O、CO2產(chǎn)生O2與葡萄糖。每吸收太陽能28.3 kJ、H2O 108 g、CO2 264 g，可以產(chǎn)生O2 193 g、葡萄糖180 g。

此外，根據(jù)光合作用公式，每形成1 g的干物質(zhì)可以固定CO2 1.63 g。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年桑樹林有效面積為2 750 hm2，生物量為15 t/hm2，由此計(jì)算可得固定CO2量為：

Yc1=1.63×15×2 750÷10 000=6.7（萬t）

3.2.2 固定CO2價(jià)值（Vc1）。在計(jì)算固碳方面，首先需要計(jì)算C與CO2分子式與原子量，計(jì)算過程如下：C/CO2=0.272 9，本文采用取造林成本法與碳稅法平均值的方法進(jìn)行康縣桑樹林的固碳價(jià)值評估。其中，造林成本為250元/t C（Cc2），碳稅率為1 245元（Cc1），進(jìn)而計(jì)算固碳價(jià)值為：

Vc1=[Yc1×（Cc1+Cc2）/2]×0.2729=[20×（1 245+250）/2]×0.272 9=4 079（萬元）

3.2.3 制氧價(jià)值（Vc2）。根據(jù)前文所述，光合作用通過消耗太陽能、H2O、CO2產(chǎn)生O2與葡萄糖，從前文數(shù)據(jù)可得，森林每形成1 g的干物質(zhì)能夠造氧1.2 g，按照每年桑樹林的生物量為 15 t/hm2，并且按照提供1 t O2的造林成本為369.7元進(jìn)行計(jì)算，可產(chǎn)生氧氣價(jià)值為：

Vc2=369.7×1.2×15×2 750÷10 000=1 830（萬元）

4 凈化環(huán)境價(jià)值評價(jià)

4.1 評價(jià)方法

目前，在大氣凈化方面通常從吸收SO2和滯塵2個(gè)維度進(jìn)行評價(jià)，而由森林帶來的空氣凈化所避免的間接損失并沒有深入進(jìn)行研究。

4.1.1 吸收SO2效益評價(jià)方法。SO2作為大氣污染的重要?dú)怏w之一，其數(shù)量多、分布廣、危害大，然而森林對SO2具有一定的抵抗能力，將SO2吸收之后通過光合作用將 SO2有害物質(zhì)氧化還原為無害物質(zhì)，也就是所謂的降解過程，除了氧化還原降解作用外，還可以將SO2積累于某器官內(nèi)，最后經(jīng)由根系等部位排除體外，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大氣污染凈化作用。在SO2吸收效益評價(jià)方面，采用面積-吸收能力法進(jìn)行分析。首先確定不同類型的單位森林面積所具備的SO2吸收能力，再根據(jù)有效森林面積核算出所能吸收SO2的總量，然后結(jié)合影子價(jià)格，即單位成本，最后得出吸收SO2的價(jià)值。

式中，Ve1為吸收SO2價(jià)值（萬元）；Cs為治理SO2的單位成本（元/t）；Ri為不同類型森林單位面積吸收的SO2量（t/hm2）；Si為效益面積（hm2）。

4.1.2 阻滯降塵效益評價(jià)方法。桑樹林可作為屏障，起到降低風(fēng)速的作用，當(dāng)風(fēng)速下降后，空氣中的塵粒便會受重力作用下沉于地面。此外，樹木葉片表皮粗糙也能起到一定的粉塵吸附作用，從而降低大氣中的含塵量[4-5]。在阻滯降塵評價(jià)方面，本文采用面積-滯塵能力法進(jìn)行評估。具體公式如下：

式中，Ve2為林木阻滯降塵價(jià)值（萬元）；Cd為人工削減粉塵的成本（元/t）；Li為不同類型林木單位面積滯塵能力（t/hm2）；Si為效益面積（hm2）；

4.2 價(jià)值計(jì)算

森林不僅能夠吸收大氣中的有害氣體，還能夠降解污染物、削減光化學(xué)污染、凈化放射性物質(zhì)，并且在降噪、殺菌等方面作用突出。通過凈化大氣，給人類生活提供了優(yōu)質(zhì)的環(huán)境，對人類免疫系統(tǒng)、身心健康等都有積極的促進(jìn)作用[6]。因此，本文對森林凈化環(huán)境的價(jià)值從吸收SO2以及滯塵2 個(gè)方面進(jìn)行價(jià)值評估。

4.2.1 吸收SO2價(jià)值（Ve1）。根據(jù)1998年我國生物多樣性研究報(bào)告內(nèi)容，松林、針葉林等吸收SO2的能力較強(qiáng)，平均為215.60 kg/hm2，而闊葉類對SO2的吸收能力稍弱，平均為88.65 kg/hm2，采用面積-吸收能力計(jì)算方法進(jìn)行SO2吸收價(jià)值評估，以闊葉林吸收能力標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，結(jié)合我國削減SO2的平均治理費(fèi)用為600元/t，進(jìn)而得出吸收SO2的價(jià)值為：

Ve1=0.6×2 750×88.65÷10 000=14（萬元）

4.2.2 阻滯降塵價(jià)值（Ve2）。在阻滯降塵價(jià)值評估方面，根據(jù)官方數(shù)據(jù)顯示，針葉林降塵能力為33.2 kg/（hm2·年），闊葉林降塵能力為10.11 kg/（hm2·年），采用面積-滯塵能力方法進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合我國削減粉塵的平均單位治理成本為170元/t，進(jìn)而得出阻滯降塵價(jià)值為：

Ve2=0.17×2 750×10.11÷10 000=0.47（萬元）

5 結(jié)論

計(jì)算表明，康縣桑樹林固碳制氧和凈化環(huán)境效益總價(jià)值約為5 923.47萬元，其中固碳價(jià)值約為4 079萬元，制氧價(jià)值約為1 830萬元，吸收SO2價(jià)值約為14萬元，阻滯降塵價(jià)值約為0.47萬元。

6 參考文獻(xiàn)

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