林業(yè)生態(tài)工程森林生態(tài)效益計(jì)量理論和方法研究

盛曉宇

一、森林生態(tài)效益計(jì)量概述

基于森林生態(tài)效益的計(jì)量，結(jié)合對(duì)生態(tài)效益作用機(jī)理的充分考量，對(duì)森林生態(tài)效益進(jìn)行了明確定義，具體而言，森林資源作為森林生態(tài)效益載體，這兩者間存在松散的相關(guān)關(guān)系，又稱第二類相關(guān)關(guān)系，以此為基礎(chǔ)形成森林生態(tài)效益自變量獨(dú)有的林分及區(qū)域自變量集。在針對(duì)包括森林海洋水源等生態(tài)效益的相關(guān)關(guān)系及概念等開展界定操作的過(guò)程中，明確其特有的標(biāo)準(zhǔn)化因變量集與自變量集，并對(duì)其整體擴(kuò)散模型開展有效創(chuàng)設(shè)，能夠?qū)崿F(xiàn)有效估計(jì)我國(guó)林業(yè)生態(tài)工程多種森林生態(tài)效益的目的。

二、林業(yè)生態(tài)工程森林生態(tài)效益計(jì)量理論和方法

1、計(jì)量模型理論

具體開展森林生態(tài)效益計(jì)量操作的過(guò)程中，存在兩種具備較高明確必要性的變量，包括形成森林生態(tài)效益的自變量集與對(duì)森林生態(tài)效益物理量加以描述的因變量集。此為一般意義上的森林生態(tài)效益指標(biāo)體系。但此處并非基于一般意義開展指標(biāo)體系探討，而是需要在明確、有效的對(duì)上述兩種變量加以區(qū)分的條件下，針對(duì)森林生態(tài)效益指標(biāo)體系理論問(wèn)題進(jìn)行研究。

（1）自變量集

基于對(duì)森林生態(tài)效益的研究，可以得知，森林生態(tài)效益主要指森林植物土壤及大氣氣候互相影響后形成的，基于此，可以認(rèn)定森林生態(tài)效益自變量具體有兩種，即林分自變量及區(qū)域自變量。

（2）因變量集

森林生態(tài)效益主要指森林基于個(gè)別化學(xué)、物理作用形成的效益量，加以簡(jiǎn)化以后，只將其物理量記錄下來(lái)，其貨幣量主要指將物理量經(jīng)由貨幣模型加以轉(zhuǎn)化以后的效益量表現(xiàn)形式。通常來(lái)講，由于此類物理量一般有相關(guān)變量組成，所以，又稱為森林生態(tài)效益因變量，具體需要滿足的要求包括：第一，于因變量集中需要互相獨(dú)立;第二，遵循所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)化要求;第三，每個(gè)生態(tài)效益都需要界定其因變量集;第四，每個(gè)生態(tài)效益都需要對(duì)其概念開展有效的審定及界定。

（3）整體擴(kuò)散模型

結(jié)合對(duì)森林生態(tài)效益性質(zhì)的了解和研究，其主要指一種森林計(jì)測(cè)，因此其總計(jì)量理應(yīng)順應(yīng)基于樣本測(cè)定開展估測(cè)的思路，且此樣本需要是廣義上的，不應(yīng)是隨機(jī)的，又可以稱為生態(tài)定位觀測(cè)站測(cè)定值。一般情況下，生態(tài)效益測(cè)定具有的困難性都相對(duì)較高，在實(shí)際開展相關(guān)抽樣比計(jì)算操作時(shí)，取得的記過(guò)照比其他森林資源估測(cè)抽樣來(lái)講，要小的多。此類基于微觀觀測(cè)數(shù)據(jù)向宏觀總體開展的拓廣需要是循序漸進(jìn)的，通常稱為擴(kuò)散。

每個(gè)三林生態(tài)效益都具有多個(gè)自變量及因變量相關(guān)關(guān)系，為了防止由于傳統(tǒng)回歸影響導(dǎo)致的變量方程矛盾問(wèn)題產(chǎn)生，需要構(gòu)建出森林生態(tài)效益整體模型。將自變量、因變量觀測(cè)值設(shè)計(jì)矩陣假設(shè)為M和N，則其滿足的回歸模型具體可表示為：

N=MB+E

該公式中，B表示待估系數(shù)矩陣、E表示誤差項(xiàng)矩陣。

正規(guī)表達(dá)式為：

MMB=MN

解矩陣為：

B=（MM）-1MN

此為多元線性模型待估系數(shù)矩陣，通過(guò)對(duì)其加以有效應(yīng)用的方式，基于分區(qū)分類原則開展森林生態(tài)效益計(jì)量，可取得較為優(yōu)良的效果。

2、具體方法

（1）森林吸收CO2的效益

①概念

森林發(fā)揮著維持大氣中O2、CO2平衡的重要作用，倘若其白天基于光合作用吸收44克CO2，便可以釋放出32克O2;夜晚基于植物呼吸則相反。白天經(jīng)由光合作用釋放的O2為相應(yīng)植物夜晚呼吸消耗量的20倍。森林年均凈吸收的CO2又稱森林吸收CO2效益。

②因變量

植物光合作用表達(dá)式為：

CO2（264g）+H2O（108g）→葡萄糖（180g）+O2（193g）

植物發(fā)生光合作用的過(guò)程中，1t干物質(zhì)的形成需要以1.63tCO2的吸收作為支撐，同時(shí)會(huì)釋放1.2t的O2。于森林中形成的干物質(zhì)也叫作生物量，基于測(cè)樹學(xué)相關(guān)理論，可對(duì)林分或者單木生物量開展有效測(cè)定。為了提升基于樣木推總體的便捷性，此處需要對(duì)相關(guān)個(gè)別生物量參數(shù)加以規(guī)定：第一，林木材積生長(zhǎng)率及其生物量生長(zhǎng)率保持一致;第二，林木生物量平均密度為每立方米0.45t。加入個(gè)別林分蓄積為U;采集生長(zhǎng)率為P，那么，此林分年均CO2凈吸收量C可表示為：

C=U×0.45×1.3×P×1.63=0.95355×U×P

故而，可以明確的是，一立方米蓄積森林的生長(zhǎng)年均CO2凈吸收量，又叫做森林吸收CO2效益因變量U的表達(dá)式為：

U=0.95355×P（t/（m3·a））

③性質(zhì)及擴(kuò)散方程

首先，森林吸收的CO2效益的因變量主要指附加于林木材積生長(zhǎng)率的一種變量，由于這兩者間存在線性關(guān)系，現(xiàn)實(shí)因變量為林木材積生長(zhǎng)率P;其次，顯而易見，森林吸收CO2效益的自變量包括郁閉度及林分類型等，區(qū)域自變量作用效果并不明顯;最后，森林吸收CO2效益和森林資源存在親密關(guān)聯(lián)，呈第一類相關(guān)關(guān)系。

上述因變量即林分材積生長(zhǎng)率線性函數(shù)，因此，上述因變量整體擴(kuò)散模型即為林分材積生長(zhǎng)率整體擴(kuò)散模型，基于此，可經(jīng)由估算得出，四大林業(yè)生態(tài)工程年均CO2吸收效益約為3.197×105t，人民幣約為3.197×1010元。

（2）森林凈化大氣效益

①內(nèi)涵

與森林吸收CO2不同，森林凈化效益并不明確，且是僅針對(duì)人類而言的，尤其是針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間定居于城市中的人們，此類人群需要呼吸新鮮空氣，此處的新鮮主要指無(wú)菌、無(wú)塵以及O2含量多等，森林空氣浴即人們利用此類效益而形成的。基于該角度而言，森林凈化大氣效益主要應(yīng)涵蓋：第一，有毒物體吸收功效;滯塵功效以及O2釋放功效等。

個(gè)別人員可能認(rèn)為森林釋放O2的功效無(wú)需計(jì)入其中，由于其主要是經(jīng)由森林吸收CO2必然會(huì)產(chǎn)生的，此類必然并非可以人為轉(zhuǎn)移，此類說(shuō)法存在誤區(qū)，主要原因?yàn)椋荷治誄O2與釋放O2的存在的價(jià)值存在差異，基于價(jià)值層面而言，兩者相互獨(dú)立，因此不存在重復(fù)計(jì)量的問(wèn)題。

從本質(zhì)意義上來(lái)講，森林生態(tài)效益內(nèi)，也存在一些和O2釋放相同的依從的相關(guān)性。具體開展森林生態(tài)效益計(jì)量操作時(shí)，需要盡可能的防止對(duì)其開展重復(fù)計(jì)量。結(jié)合森林生態(tài)效益概念，基于使用價(jià)值層面加以考量，個(gè)別森林凈化大氣效益的項(xiàng)目，由于只能在城市森林中發(fā)揮相應(yīng)價(jià)值，所以在具體開展國(guó)家森林總體生態(tài)計(jì)量的過(guò)程中，可以不進(jìn)行考慮。

②O2釋放效益計(jì)量

森林O2效益本身不獨(dú)立存在，物理計(jì)量表達(dá)式具體為：

H=0.45×1.3×1.2×P=0.702×P

其中，H代表1m3木材所釋放的O2的物理量，單位t/m3。

（作者單位：151100 黑龍江省肇東市肇岳山國(guó)家濕地公園服務(wù)中心）