大興安嶺林業(yè)集團(tuán)天然林資源保護(hù)工程生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值分析

黃龍生，王 兵 ，牛 香 ，宋慶豐

森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，在為人類提供木質(zhì)林產(chǎn)品和非木質(zhì)林產(chǎn)品的同時(shí)，還對(duì)保障農(nóng)牧生產(chǎn)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、維持生物多樣性以及生物地球化學(xué)循環(huán)等方面起到重要的作用［1-3］。天然林是森林生態(tài)系統(tǒng)重要的自然本底類型，類型多樣、物種豐富、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有涵養(yǎng)水源、保育土壤和生物多樣性保護(hù)等諸多生態(tài)功能，同時(shí)也為人類活動(dòng)提供必要的物質(zhì)資源［2］。我國(guó)的天然林資源大多分布在大江大河的源頭，以及農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)的周圍，因此，對(duì)流域生態(tài)穩(wěn)定和區(qū)域糧食安全起到重要的保障作用。天保工程的實(shí)施旨在改善脆弱和不穩(wěn)定的環(huán)境狀況［4］，自1998年我國(guó)開始天然林資源保護(hù)工程試點(diǎn)工作以來(lái)，政府已累計(jì)投入近2 000億元，用于天保工程建設(shè)。

近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對(duì)我國(guó)天保工程開展了一系列的研究。Via等［5］研究發(fā)現(xiàn)，由于中國(guó)天保工程的實(shí)施，2000年至2010年期間，森林覆蓋面積增加占國(guó)土面積的1.6%，森林凈初級(jí)生產(chǎn)力增加量約為0.9 Tg碳。Ke等［6］運(yùn)用包絡(luò)分模型(DEA)，對(duì)中國(guó)西部天保工程的實(shí)施效果展開評(píng)價(jià)，得出中國(guó)西部10個(gè)省份天保工程政策執(zhí)行的有效性是比較高的，純技術(shù)效率略大于規(guī)模效率。Ren等［7］在研究中國(guó)的2個(gè)重要的自然保護(hù)機(jī)構(gòu)(天保工程和自然保護(hù)區(qū)系統(tǒng))是否起到一定的效果時(shí)發(fā)現(xiàn)，自2000年天保工程實(shí)施以來(lái)，森林的年虧損率不斷下降，但每年森林和林地的損失率在非天保工程區(qū)和天保工程區(qū)的2個(gè)省(云南和四川)較高。劉璨等［8］通過(guò)抽樣和實(shí)地調(diào)研，采用10年的資源環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)四川省峨邊縣和鹽邊縣天保工程的生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)影響，從長(zhǎng)時(shí)間尺度上進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，天保工程帶來(lái)了顯著的生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)影響，給各利益主體帶來(lái)不同的代價(jià)與收益。國(guó)政等［9］研究西南地區(qū)天保工程生態(tài)效益發(fā)現(xiàn)，1998—2008年期間，生態(tài)效益凈增94萬(wàn)5 451.6億元。

綜上可知，近些年來(lái)，關(guān)于天保工程的相關(guān)研究不斷涌現(xiàn)，對(duì)天保工程實(shí)施的研究角度、方法和區(qū)域各異，難以進(jìn)行對(duì)比。為了直觀反映天保工程實(shí)施以來(lái)所取得的生態(tài)效益，客觀量化天保工程生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值，筆者依據(jù)國(guó)家林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1721—2008《森林生態(tài)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱“規(guī)范”)［10］，對(duì)大興安嶺林業(yè)集團(tuán)所屬林區(qū)，天保工程實(shí)施以來(lái)的生態(tài)產(chǎn)能進(jìn)行分析，以期為不斷提升大興安嶺林業(yè)集團(tuán)天保工程生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值，以及東北、內(nèi)蒙古重點(diǎn)國(guó)有林區(qū)天保工程生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值提供科學(xué)參考。

1 研究區(qū)概況

大興安嶺林業(yè)集團(tuán)位于黑龍江省、內(nèi)蒙古自治區(qū)北部，位于 E 121°12'～127°00'，N 50°10'～53°33'之間。東接小興安嶺，西至大興安嶺山脈，南鄰松嫩平原，北抵俄羅斯。該區(qū)地貌屬于典型的低山丘陵，地勢(shì)緩和，坡地平均坡度為9.5°，平均海拔570 m。在寒溫帶大陸化季風(fēng)氣候作用下，溫差較大，冬季寒冷漫長(zhǎng)，夏季濕熱短暫。全年無(wú)霜期80～110 d，年平均氣溫－2.6℃，極端最低氣溫達(dá)到－52.3℃。年降水量450～500 mm，降水集中于4—8月，占全年降水的70%。積雪期長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月，林內(nèi)積雪深度達(dá)30～50 cm。年蒸發(fā)量900～1 000 mm，相對(duì)濕度70%～75%。土壤類型主要有棕色針葉林土、灰色森林土和黑鈣土等，土壤偏酸性。區(qū)內(nèi)分布有興安落葉松林、白樺林、闊葉混交林、針闊混交林和針葉混交林等主要林分類型。主要喬木以興安落葉松(Larixgmelinii)、樟子松(Pinus sylvestris var．mongolica)、蒙 古 櫟 (Querus mongolica)、白 樺 (Betula platyphylla)、黑樺(Betula dahurica)和山楊(Populus davidiana)等。

大興安嶺林業(yè)集團(tuán)下轄3縣(漠河、呼瑪、塔河)4區(qū)(加格達(dá)奇、松嶺、新林、呼中)，其中，包括加格達(dá)奇、松嶺、新林、呼中、韓家園、圖強(qiáng)、十八站、塔河、西林吉和阿木爾等10個(gè)林業(yè)局。據(jù)國(guó)家林業(yè)局公布的大興安嶺林業(yè)集團(tuán)森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表1)，天保工程實(shí)施前(2000年)，天然林資源面積為614.96萬(wàn)hm2，林木蓄積量為3.90億m3;截止到2015年，林天然林資源面積為627.68萬(wàn)hm2，林木蓄積量為4.51億m3。

表1 大興安嶺林業(yè)集團(tuán)天保工程區(qū)森林資源統(tǒng)計(jì)Tab．1 Forest resource statistics of NFPP area in Da Hinggan Mountains Forestry Group

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)集來(lái)源

2.1.1 森林資源數(shù)據(jù) 森林資源連清數(shù)據(jù)集來(lái)源于國(guó)家林業(yè)局大興安嶺林業(yè)集團(tuán)的2期(2000和2015年)森林資源二類調(diào)查，包括優(yōu)勢(shì)樹種、森林資源面積、蓄積量和林齡等。

2.1.2 森林生態(tài)數(shù)據(jù) 森林生態(tài)連清數(shù)據(jù)集來(lái)源于東北、內(nèi)蒙古地區(qū)所屬CFERN的大興安嶺地區(qū)及其附近的6個(gè)森林生態(tài)站(漠河站、嫩江源站、伊勒呼里山站、黑河站、大興安嶺站和伊圖里河站)，長(zhǎng)期、連續(xù)和定位觀測(cè)數(shù)據(jù)集。

2.1.3 社會(huì)公共數(shù)據(jù) 社會(huì)公共數(shù)據(jù)集來(lái)源于農(nóng)業(yè)部、國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委和發(fā)改委等我國(guó)權(quán)威機(jī)構(gòu)公布的社會(huì)公共數(shù)據(jù)，以及參考文獻(xiàn)［11-16］。

2.2 評(píng)估方法

研究選取的評(píng)估指標(biāo)主要包括涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、林木積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、凈化大氣環(huán)境和生物多樣性保護(hù)等，共計(jì)6項(xiàng)20個(gè)指標(biāo)。研究方法及相關(guān)評(píng)估公式主要依據(jù)《規(guī)范》和LY/T 2241—2014《森林生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性監(jiān)測(cè)與評(píng)估規(guī)范》［17］。

結(jié)合上述《規(guī)范》，并采用分布式測(cè)算方法［18］，根據(jù)立地條件的不同，最大限度地考慮到研究區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的時(shí)空差異性，將研究區(qū)按生態(tài)功能區(qū)、林業(yè)局、優(yōu)勢(shì)樹種組和林齡來(lái)劃分為570個(gè)相對(duì)均質(zhì)化的生態(tài)服務(wù)評(píng)估單元。側(cè)重探討大興安嶺林業(yè)集團(tuán)天保工程實(shí)施期間的生態(tài)效益，即天保工程實(shí)施后(2015年)，相對(duì)于天保工程實(shí)施前(2000年)的生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值增量。

2.3 森林生態(tài)功能修正系數(shù)

當(dāng)現(xiàn)有的野外實(shí)際觀測(cè)值，不能代表同一生態(tài)地理單元和同一目標(biāo)林分類型的結(jié)構(gòu)或功能時(shí)，需要采用森林生態(tài)功能修正系數(shù)，客觀地反映同一林分類型在同一區(qū)域的真實(shí)差異，進(jìn)而通過(guò)森林生態(tài)功能的變化，修正森林生態(tài)服務(wù)的變化。其理論公式為

式中:C為森林生態(tài)功能修正系數(shù);Be為評(píng)估林分生物量，kg/m3;Bo為實(shí)測(cè)林分生物量，kg/m3;F為蓄積量與生物量的轉(zhuǎn)換因子;V為評(píng)估林分蓄積量，m3。

2.4 貼現(xiàn)率

在森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)物質(zhì)量轉(zhuǎn)化價(jià)值量的過(guò)程中，所采用的價(jià)格參數(shù)往往并非同評(píng)估當(dāng)年的價(jià)格參數(shù)相對(duì)應(yīng)，考慮到價(jià)格參數(shù)時(shí)效性問(wèn)題，筆者引入貼現(xiàn)率，將非評(píng)估年的價(jià)格參數(shù)換算為評(píng)估當(dāng)年的價(jià)格參數(shù)，進(jìn)而核算出各項(xiàng)服務(wù)功能的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。其公式為

式中:t為存貸款均衡利率，%;Dr為銀行平均存款

利率，%;Lr為銀行平均貸款利率，%;d為貼現(xiàn)率;n

為價(jià)格參數(shù)可獲得年份;m為評(píng)估年份。

3 結(jié)果與分析

3.1 大興安嶺林業(yè)集團(tuán)天保工程生態(tài)產(chǎn)能各生態(tài)功能項(xiàng)價(jià)值量動(dòng)態(tài)

天保工程實(shí)施前(2000年)后(2015年)及實(shí)施期間，大興安嶺林業(yè)集團(tuán)林區(qū)生態(tài)產(chǎn)能各功能項(xiàng)價(jià)值量評(píng)估結(jié)果見表2。天保工程實(shí)施前，其林區(qū)內(nèi)涵養(yǎng)水源生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值量比重最高，占該時(shí)期總生態(tài)產(chǎn)能的25.11%;其次是保育土壤生態(tài)產(chǎn)能，占該時(shí)期總生態(tài)產(chǎn)能的21.06%。天保工程實(shí)施后，研究區(qū)內(nèi)生態(tài)多樣性保護(hù)生態(tài)產(chǎn)能比重最高，占該時(shí)期總生態(tài)產(chǎn)能的22.72%;其次是涵養(yǎng)水源生態(tài)產(chǎn)能，占該時(shí)期總生態(tài)產(chǎn)能的21.02%。此外，天保工程實(shí)施后與實(shí)施前相比，除涵養(yǎng)水源和凈化大氣環(huán)境生態(tài)產(chǎn)能比重有所下降以外，其他4項(xiàng)生態(tài)產(chǎn)能比重均有所上升?？梢娞毂９こ痰膶?shí)施，導(dǎo)致了研究區(qū)各項(xiàng)生態(tài)功能生態(tài)產(chǎn)能此消彼長(zhǎng)的變化。但總體上，各項(xiàng)生態(tài)功能的生態(tài)產(chǎn)能均呈增加趨勢(shì)，其中，固土功能增幅最高，為113.40，其次為生物多樣性保護(hù)功能，增幅95.53%。各生態(tài)產(chǎn)能增加值從大到小依次為生物多樣性保護(hù)、固碳釋氧、保育土壤、涵養(yǎng)水源、凈化大氣環(huán)境和林木積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。天保工程實(shí)施期間，研究區(qū)總生態(tài)產(chǎn)能增加1 851.62億元/a，增幅69.96%。

3.2 大興安嶺林業(yè)集團(tuán)天保工程生態(tài)產(chǎn)能不同林分類型價(jià)值量動(dòng)態(tài)

大興安嶺林業(yè)集團(tuán)天保工程區(qū)所統(tǒng)計(jì)的林分類型主要包括:樺木、落葉松、櫟類、樟子松、楊樹、柳樹和云杉(表3)。天保工程實(shí)施前，各林分類型生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值占總生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值比重排序?yàn)闃迥?47.16%)＞落葉松(43.89%)＞櫟類(4.76%)＞樟子松(1.83%)＞楊樹(1.83%)＞柳樹(0.34%)＞云杉(0.19%);天保工程實(shí)施后排序?yàn)槁淙~松(57.18%)＞樺木(35.41%)＞櫟類(3.18%)＞楊樹(2.36%)＞樟子松(1.32%)＞柳樹(0.29%)＞云杉(0.26%)。可見天保工程的實(shí)施，研究區(qū)樺木和落葉松生態(tài)產(chǎn)能變化較大，落葉松生態(tài)產(chǎn)能增加明顯，上升至首位，楊樹生態(tài)產(chǎn)能比例也略有上升。天保工程實(shí)施以來(lái)，不同林分類型的生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值量均呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中，落葉松生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值量增幅最高，為53.29%，其次是樺木，為13.01%?？梢娞毂９こ痰膶?shí)施，對(duì)研究區(qū)不同林分類型生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值量的提升，起到積極促進(jìn)作用。

表2 大興安嶺林業(yè)集團(tuán)天保工程生態(tài)產(chǎn)能各功能項(xiàng)價(jià)值量動(dòng)態(tài)Tab．2 Value of the NFPP eco-production in Da Hinggan Mountains Forestry Group

表3 大興安嶺林業(yè)集團(tuán)天保工程生態(tài)產(chǎn)能不同林分類型價(jià)值量動(dòng)態(tài)Tab．3 Value of the NFPPeco-production for different stand type in Da Hinggan Mountains Forestry Group

3.3 大興安嶺林業(yè)集團(tuán)天保工程生態(tài)產(chǎn)能各齡林組價(jià)值量動(dòng)態(tài)

大興安嶺林業(yè)集團(tuán)林區(qū)天保工程實(shí)施前后，以及期間不同齡林組生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值量評(píng)估結(jié)果見表4。2個(gè)時(shí)期，各齡林組生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值量從大到小排序均為中齡林＞幼齡林＞近熟林＞成熟林＞過(guò)熟林。通過(guò)對(duì)比可知，天保工程實(shí)施以來(lái)，中齡林生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值量增幅最多，達(dá)66.05%;其次是幼齡林，生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值量增幅為17.22%。此外，近熟林、成熟林和過(guò)熟林的生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值量均呈減少趨勢(shì)。表明天保工程的實(shí)施，對(duì)研究區(qū)不同齡林組的構(gòu)成和比例產(chǎn)生了一定影響，進(jìn)而導(dǎo)致不同齡林組生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值量的消長(zhǎng)變化。

表4 大興安嶺林業(yè)集團(tuán)天保工程生態(tài)產(chǎn)能各林齡組價(jià)值量動(dòng)態(tài)Tab．4 Value of the NFPPeco-production for different age group in Da Hinggan Mountains Forestry Group

4 結(jié)論與討論

大興安嶺林業(yè)集團(tuán)天保工程實(shí)施十幾年來(lái)，各生態(tài)功能項(xiàng)生態(tài)產(chǎn)能總價(jià)值增加1 851.62億元/a，相當(dāng)于天保工程總投資的1.03倍。國(guó)外有類似的林業(yè)生態(tài)工程，也取得了相當(dāng)大的成就。美國(guó)“羅斯福工程”，從1934年至1942年間，植樹達(dá)2.17億株，保護(hù)了162萬(wàn)hm2的農(nóng)田，涉及3.02萬(wàn)個(gè)農(nóng)場(chǎng);蘇聯(lián)“斯大林改造大自然計(jì)劃”，從1949年到1953年，共營(yíng)造防護(hù)林287萬(wàn)hm2，其中保存了184萬(wàn)hm2;印度自實(shí)施“社會(huì)林業(yè)計(jì)劃”后，從1973年至1995年底，保護(hù)和管理的森林面積達(dá)5 600萬(wàn)hm2，占全國(guó)森林面積的87.5%，并被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織評(píng)價(jià)為發(fā)展中國(guó)家林業(yè)發(fā)展的典范［19］。由此可見，類似于天然林資源保護(hù)工程的林業(yè)生態(tài)工程，無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，都具有重大生態(tài)價(jià)值和國(guó)家戰(zhàn)略意義。

大興安嶺林業(yè)集團(tuán)天然林資源保護(hù)工程的實(shí)施，停伐減產(chǎn)促進(jìn)了天然林的保護(hù)，減少森林資源消耗，基本維持森林蓄積量和植被覆蓋度，保證天然林在自然狀態(tài)下正常生長(zhǎng)，進(jìn)而使其生態(tài)系統(tǒng)功能得到正常發(fā)揮，且有所提升。大興安嶺林業(yè)集團(tuán)天保工程實(shí)施以來(lái)，固土及生物多樣性保護(hù)功能作用突出，分別提升113.40%和95.53%?？梢娡７p產(chǎn)對(duì)林區(qū)生態(tài)產(chǎn)能價(jià)值的發(fā)揮起到?jīng)Q定性作用。

天保工程實(shí)施后，大興安嶺林業(yè)集團(tuán)天保工程區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)減少了水土流失、增加了土壤肥力、增強(qiáng)了森林碳匯、增加了林木營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累、凈化了大氣環(huán)境以及提高了生物多樣性(表2)。天保工程的實(shí)施，有效地緩解了大興安嶺林業(yè)集團(tuán)森林植被持續(xù)退化。合理有效地對(duì)森林實(shí)施保護(hù)，隨著后續(xù)天保工程的實(shí)施及林區(qū)中幼林逐漸發(fā)育，使得森林的蓄積量及各項(xiàng)生態(tài)產(chǎn)能，具有很大的增長(zhǎng)空間，林區(qū)生態(tài)產(chǎn)能發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

在今后工程實(shí)施過(guò)程中，加強(qiáng)林區(qū)森林培育、管護(hù)和完善社會(huì)保障體系，是保障天保工程生態(tài)產(chǎn)能發(fā)揮和提升的重要舉措。對(duì)保存完好的原始林和受干擾程度較輕的天然林，實(shí)行嚴(yán)格的管護(hù)措施，對(duì)退化的天然次生林，采取自然作用輔以人為干預(yù)方式進(jìn)行修復(fù)，這些政策措施的實(shí)施，極大地提高了天然林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)生物多樣性的保護(hù)作用;對(duì)林間空地和郁閉度較低的林分，實(shí)施補(bǔ)植補(bǔ)造，對(duì)需要撫育經(jīng)營(yíng)的林分，實(shí)施撫育補(bǔ)植，這些措施的落實(shí)，一方面有助于生物多樣性功能的發(fā)揮，另一方面突出增加了地表覆蓋物，有利于天然林涵養(yǎng)水源功能的發(fā)揮;同時(shí)，地表植被覆蓋的大面積增加，有助于加速土壤養(yǎng)分循環(huán)，改善土壤結(jié)構(gòu)，發(fā)揮固土保肥的功效。此外，還有助于提升植被和土壤的固碳能力。加強(qiáng)和健全制度體系建設(shè)，完善法律和標(biāo)準(zhǔn)體系，依據(jù)有關(guān)法律，加快推進(jìn)天然林保護(hù)立法進(jìn)程，用法律規(guī)章規(guī)范天然林保護(hù)行為，盡快實(shí)現(xiàn)依法嚴(yán)格保護(hù)。充分發(fā)揮資金使用效益，確保天然林保護(hù)的實(shí)施成效。建立可操作的森林管護(hù)、森林培育和生態(tài)效益監(jiān)測(cè)評(píng)估體系，細(xì)化天然林保護(hù)的考評(píng)考核體系，完善森林管護(hù)、森林培育的操作細(xì)則，科學(xué)推進(jìn)天然林保護(hù)的順利實(shí)施。

筆者引用的社會(huì)公共數(shù)據(jù)集，是引用黑龍江省和國(guó)家權(quán)威部門公布的公共數(shù)據(jù)，盡量使價(jià)值量的評(píng)估值趨近現(xiàn)實(shí)值;但由于區(qū)域的差異性，數(shù)據(jù)引用的細(xì)化和針對(duì)性有待進(jìn)一步研究。此外，基于森林不同優(yōu)勢(shì)樹種滯塵價(jià)值進(jìn)行評(píng)估，而相同質(zhì)量的森林，處于城市和山區(qū)，對(duì)大氣滯塵的貢獻(xiàn)不盡相同;因此，有待進(jìn)一步對(duì)接近城區(qū)和山區(qū)的森林滯塵價(jià)值進(jìn)行區(qū)分研究。

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