新疆平原荒漠林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估

劉茂秀，史軍輝，王新英

(新疆林業(yè)科學(xué)院,新疆塔里木河胡楊林生態(tài)系統(tǒng)國家定位監(jiān)測研究站，新疆 烏魯木齊 830046)

新疆荒漠林生態(tài)系統(tǒng)主要分布于平原區(qū)，是整個生物圈中的一個生態(tài)系統(tǒng)類型之一，是陸地生態(tài)系統(tǒng)中的一個重要的子系統(tǒng)，以胡楊林、檉柳林和梭梭林為主要優(yōu)勢群落，是新疆綠洲生態(tài)系統(tǒng)的一道天然生態(tài)屏障。由于特殊的地理及生態(tài)區(qū)位條件，使荒漠林生態(tài)系統(tǒng)在區(qū)域綠洲生態(tài)環(huán)境構(gòu)建、防風(fēng)固沙等方面具有較高的生態(tài)作用[1]?？茖W(xué)規(guī)范評價荒漠林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，是新疆生態(tài)文明建設(shè)特別是生態(tài)立區(qū)，環(huán)保優(yōu)先重大戰(zhàn)略決策及防沙治沙等重大生態(tài)工程效益評價現(xiàn)實(shí)需求與科學(xué)依據(jù)。

近些年來,服務(wù)功能價值評估成為生態(tài)系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)之一[2]，2011 年，聯(lián)合國千年生態(tài)系統(tǒng)評估也正式啟動[3]。我國近年來也開展了森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估的相關(guān)工作[4-7]，并取得了很多有價值的研究成果。目前，隨著對于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估理論和方法研究的深入，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估的實(shí)踐研究也隨之增多。針對森林、濕地、農(nóng)田等生態(tài)系統(tǒng)的研究較多[8-11]，對荒漠林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價值評估極少?；哪稚鷳B(tài)系統(tǒng)作為荒漠區(qū)的綠色生態(tài)屏障，對綠洲區(qū)的生產(chǎn)、生活及社會穩(wěn)定發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此，對荒漠林生態(tài)系統(tǒng)提供服務(wù)的能力進(jìn)行監(jiān)測評估，可以為荒漠區(qū)土地退化以及荒漠化的定量研究提供一個切實(shí)可行、功能強(qiáng)大的技術(shù)手段。

本文依據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》(LY /T 1721—2008)[13]、《荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估規(guī)范》(LY/T2006-2012)[14]，采用新疆第八次森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)、新疆塔河流域胡楊林站和新疆荒漠精河站2個森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站長期定位觀測數(shù)據(jù)以及社會公共數(shù)據(jù)，對2014年新疆荒漠林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值進(jìn)行評估，以期為客觀評估新疆實(shí)施天然荒漠林保護(hù)工程的效益，為科學(xué)經(jīng)營與管理森林資源提供指導(dǎo)。

1 研究區(qū)概況

新疆平原荒漠林主要分布于新疆的兩大盆地上，所分布的天然林在生態(tài)上雖都屬于荒漠林類型，總面積為221.97萬hm2，其中荒漠河岸林胡楊林面積為20.62×104hm2，占總面積的9.29%、灌木檉柳群系為主的灌木荒漠林，面積為107.05×104hm2，占48.23%、梭梭林群系灌木植被為主的灌木荒漠林，面積為94.30×104hm2，占42.48%(表1)。境內(nèi)主要荒漠植被類型以胡楊(Populuseuphratica)、梭梭(Haloxylonammodendron)、檉柳(TamarixSPP.)為主，其他還有鈴鐺刺(Halimodendronhalodeneron)、琵琶柴(Reaumuriasongonica)、鹽穗木(Halostachyscaspica)、野薔薇(Rosamultiflora)、白刺(Nitrariatangutorum)以及蘆葦(Phragmitescommunis)、芨芨草(Achnatherumsplendens)、鹽草(Halophilaovalis)、蒿草(Kobresiamyosuroides)等草本植物。

表1 荒漠林各林分面積 hm2

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源包括:(1) 第八次全國森林資源清查“新疆維吾爾自治區(qū)森林資源清查成果”和國家權(quán)威機(jī)構(gòu)公布的社會公共數(shù)據(jù);(2) 新疆塔里木河胡楊林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站和新疆精河荒漠生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站長期定位監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括主要林分年凈生產(chǎn)力、土壤容重、土壤侵蝕模數(shù)、防風(fēng)固沙量、土壤營養(yǎng)元素 ( 有機(jī)質(zhì)、N、P、K) 、空氣負(fù)離子濃度、年吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物量、林分年滯塵量以及林木各器官養(yǎng)分含量和生物多樣性指數(shù)。

2.2 評估指標(biāo)及計(jì)算公式

本研究以 LY /T 1721—2008《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》、《荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估規(guī)范》(LY/T2006-2012)和《一類森林資源調(diào)查報告數(shù)據(jù)技術(shù)規(guī)定》為依據(jù)，運(yùn)用市場價值法、影子價格法等，分別從防風(fēng)固沙、保育土壤、固碳釋氧、積累營養(yǎng)物質(zhì)、凈化大氣環(huán)境、生物多樣性保護(hù)等方面評價2014年新疆平原荒漠林生態(tài)服務(wù)功能價值。

3 結(jié)果與分析

3.1 平原荒漠林和不同林地類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值量分析

經(jīng)過對荒漠林生態(tài)系統(tǒng)各項(xiàng)服務(wù)功能的評估，喬木林和灌木林生態(tài)服務(wù)功能價值量分別為141.75×108元·a-1和921.82×108元·a-1，單位面積價值量6.87×104元·hm-2·a-1和4.58×104元·hm-2·a-1(表2)。而新疆荒漠林生態(tài)系統(tǒng)每年產(chǎn)生1 063.56×108元的服務(wù)功能價值，各生態(tài)服務(wù)功能中，防風(fēng)固沙功能價值最高，為477.51×108元·a-1，占總價值的44.90%；固持水功能價值次之，為377.08×108元·a-1，占總價值的31.67%；生物多樣性保育價值第三，為11 099×108元·a-1，占總價值的10.44%；保育土壤功能價值第四，為80.33×108元·a-1，占總價值的7.55%；固碳釋氧功能第五，占總價值的4.77%；凈化大氣環(huán)境和積累營養(yǎng)功能價值量較低，均占總價值的0.32%。

表2 不同林地類型服務(wù)功能價值

3.2 不同林齡生態(tài)服務(wù)功能價值

新疆平原荒漠林中喬木林 5 種齡組生態(tài)服務(wù)功能的大小依次為: 近熟林(59.02×108·a-1，占總價值量的30.03%) >成熟林(50.10×108元·a-1，占總價值量的28. 04%)>過熟林(48.93×108元·a-1，占總價值量的27.39%)>中齡林(18.69×108元·a-1，占總價值量的10.46%)>幼齡林(1.95×108元·a-1，占總價值量的1.09%)(表3) 。單位面積生態(tài)服務(wù)價值量為成熟林(9.49×104元·hm-2·a-1)>近熟林(9.12×104·hm-2·a-1)>中齡林(8.65×104元·hm-2·a-1)>幼齡林(8.11×104元·hm-2·a-1)>過熟林(7.56×104元·hm-2·a-1)。

表3 不同林齡生態(tài)服務(wù)功能價值

3.3 不同蓋度生態(tài)服務(wù)功能價值

表4 不同蓋度生態(tài)服務(wù)功能價值

根據(jù)《荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估規(guī)范》(LY/T2006-2012)和《一類森林資源調(diào)查報告數(shù)據(jù)技術(shù)規(guī)定》，將梭梭林和檉柳林按蓋度劃分為三個監(jiān)測水平，即高蓋度(蓋度≥70%)、中蓋度(蓋度≥50-69%)、低蓋度(蓋度≥30-49%)。新疆荒漠林生態(tài)系統(tǒng)中灌木林 5 種齡組生態(tài)服務(wù)功能的大小依次為: 低蓋度(797.16×108元·a-1，占總價值量的 87.29%)>中蓋度 (85.06×108元·a-1，占總價值量的9.31%)>高蓋度 (30.97×108元·a-1，占總價值量的3.39%)( 表4)。單位面積生態(tài)服務(wù)價值量為高蓋度(14.81×104元·hm-2·a-1)>低蓋度(8.51×104·hm-2·a-1)>中蓋度(7.50×104元·hm-2·a-1)。

3.4 不同林分生態(tài)服務(wù)功能價值

表5 不同林分生態(tài)服務(wù)功能價值

新疆荒漠林生態(tài)系統(tǒng)不同林分生態(tài)服務(wù)功能的大小依次為: 檉柳林(508.78×108元·a-1，占總價值量的47.84%)>梭梭林(413.03×108元·a-1，占總價值量的38.83%)>胡楊林(141.75 ×108元·a-1，占總價值量的13.33%)(表5) 。單位面積生態(tài)服務(wù)價值量為胡楊林(6.87×104元·hm-2·a-1)>檉柳林 (5.40×104元·hm-2·a-1)>梭梭林(3.86 ×104元·hm-2·a-1)。

4 結(jié)論與討論

新疆平原荒漠林生態(tài)服務(wù)功能價值為 1063.56×108元·a-1，說明荒漠林在新疆生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著巨大的生態(tài)服務(wù)功能。表明科學(xué)經(jīng)營管理平原荒漠林，才能體現(xiàn)出平原荒漠林在區(qū)域綠洲生態(tài)環(huán)境構(gòu)建、防風(fēng)固沙等方面具有較高的生態(tài)作用。 相反，若平原荒漠林管理不當(dāng)，甚至大面積破壞，將會導(dǎo)致平原綠洲區(qū)發(fā)生持續(xù)性生態(tài)危機(jī)和災(zāi)難。各功能價值量的排序依次為: 防風(fēng)固沙>固持水>生物多樣性保育>保育土壤>固碳釋氧> 凈化大氣環(huán)境=積累營養(yǎng)物質(zhì)。說明防風(fēng)固沙功能是新疆平原荒漠林中起著重要生態(tài)服務(wù)功能作用，新疆荒漠林生態(tài)系統(tǒng)中喬木林和灌木林生態(tài)服務(wù)功能價值量分別為141.75×108元·a-1和921.82×108元·a-1，其中灌木林價值量占總服務(wù)功能的86.67%，是喬木林價值總量的6.5倍之多，表明風(fēng)沙前沿生長的灌木林在新疆平原荒漠林生態(tài)服務(wù)功能中發(fā)揮中不可替代的作用。但喬木林的單位面積價值量是和灌木林分別是1.5倍，充分保護(hù)平原荒漠林的喬木林，才能更好提升荒漠林生態(tài)服務(wù)功能的價值量。