小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估

任 平 陳文斌

(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150001；2.東北林業(yè)大學(xué),黑龍江 哈爾濱 150040)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的物質(zhì)和精神供給。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是由生態(tài)系統(tǒng)提供的，但由于不同生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的差異性，生態(tài)系統(tǒng)所提供的生態(tài)服務(wù)是不均衡的。森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的核心，作為一種結(jié)構(gòu)比較完整、穩(wěn)定性高、生物量豐富、生產(chǎn)力高的生態(tài)系統(tǒng)，其服務(wù)功能價(jià)值極高。

小興安嶺森林是我國(guó)重點(diǎn)國(guó)有林，森林自然度相對(duì)較好，森林群落結(jié)構(gòu)比較完整，森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能較高。小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)在價(jià)值既體現(xiàn)了其本身所具有的生產(chǎn)生態(tài)產(chǎn)品以及維護(hù)和支撐生態(tài)系統(tǒng)的直接和間接利用價(jià)值，還具有人類生存系統(tǒng)中不可估量的整體價(jià)值和綜合價(jià)值。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值評(píng)估則是以貨幣形式對(duì)生態(tài)系統(tǒng)提供的各種服務(wù)功能做相應(yīng)的價(jià)值估算。由于小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同與環(huán)境的特殊性，需要對(duì)小興安嶺森林的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型進(jìn)行劃分。1978年，日本林業(yè)廳利用數(shù)量化理論多變量解析方法對(duì)全國(guó)7種類型的森林進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)價(jià)值的評(píng)估。20世紀(jì)90年代世界各國(guó)掀起對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估的熱潮。我國(guó)學(xué)者對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評(píng)估研究經(jīng)歷了不同指標(biāo)體系和價(jià)值核算的過(guò)程。2008年，我國(guó)原國(guó)家林業(yè)局發(fā)布了《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范(LY/T 1721-2008)》，統(tǒng)一了我國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估的指標(biāo)體系和方法。本研究以此規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)小興安嶺森林資源相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合文獻(xiàn)資料進(jìn)行小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估。

1 研究區(qū)域概況和數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 區(qū)域概況

小興安嶺森林位于黑龍江省境內(nèi)，經(jīng)緯度介于 47°～50°N，127°～131°E 之間的我國(guó)東北部地域。北部及東北部以黑龍江為界，西北部與大興安嶺相連，東部至三江平原，東南至松花江，西南至東北平原。小興安嶺森林資源豐富，面積較大，林區(qū)面積1494.9萬(wàn)公頃，其中森林面積500多萬(wàn)公頃，林木蓄積量約4.7億立方米，紅松蓄積量4300多萬(wàn)立方米，森林覆蓋率達(dá)到72%，是我國(guó)重要的森林生態(tài)功能區(qū)，也是我國(guó)林業(yè)主要木材資源戰(zhàn)略儲(chǔ)備基地[1]。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

小興安嶺森林資源數(shù)據(jù)主要來(lái)源于友好林業(yè)局、豐林自然保護(hù)區(qū)森林二類、三類調(diào)查數(shù)據(jù)以及《中國(guó)林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒 2018》、《大小興安嶺森林資源統(tǒng)計(jì)年報(bào)》中的相關(guān)數(shù)據(jù)[2]。各森林類型生物量來(lái)源于相關(guān)文獻(xiàn)資料。數(shù)據(jù)整理后見(jiàn)表1。指標(biāo)選擇、參數(shù)價(jià)格主要參考《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》(LY/T1721-2008)和前人研究成果。經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒 2019》和《黑龍江省統(tǒng)計(jì)年鑒 2019》[3]。

2 研究方法

2.1 功能分類

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值將生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)作為一個(gè)相互作用的有機(jī)整體， 從更大的視角調(diào)節(jié)人與生態(tài)、人與經(jīng)濟(jì)、生態(tài)與經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值以注重生態(tài)完整性為根本目標(biāo)，在人與自然共生的基礎(chǔ)上，尋找經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)之間的平衡[4]。生態(tài)系統(tǒng)作為地球上所有生命的生存支持系統(tǒng)，其生態(tài)服務(wù)的作用范圍宏大，運(yùn)作方式復(fù)雜，具有稀缺性、公共物品性、整體性和不均衡性的特點(diǎn)。生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的服務(wù)的分類有不同的劃分。Daily(1997)、Costanza(1997)分別將生態(tài)服務(wù)進(jìn)行了功能劃分。Pearce(1996)則將生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值劃分為直接使用價(jià)值、間接使用價(jià)值、選擇價(jià)值與存在價(jià)值4種類型。森林生態(tài)系統(tǒng)在滿足人類消費(fèi)或生產(chǎn)時(shí)自覺(jué)或不自覺(jué)提供著有形與無(wú)形的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，這類價(jià)值可以用市場(chǎng)價(jià)格或非市場(chǎng)價(jià)格等方式進(jìn)行度量[5]。森林生態(tài)系統(tǒng)的價(jià)值即被認(rèn)為是各種價(jià)值的總和，但它并不是簡(jiǎn)單相加之和，而是各有形生態(tài)服務(wù)與無(wú)形生態(tài)服務(wù)的增值合力。如圖1所示。

表1 小興安嶺森林類型生物量

圖1 森林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值

根據(jù)小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與所處區(qū)域特點(diǎn)，本研究參照我國(guó)林業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，借鑒了 Costanza 等(1997)提出的生態(tài)系統(tǒng)劃分觀點(diǎn)，根據(jù)科學(xué)性、全面性、代表性、可操作性和可比性原則，采用了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值中的大氣調(diào)節(jié)、涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、林木營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累、保護(hù)生物多樣性、森林文化7種生態(tài)服務(wù)功能[6]，見(jiàn)表2。

2.2 評(píng)價(jià)方法

由于學(xué)界對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的存在及其形式還沒(méi)有形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，相關(guān)的評(píng)價(jià)方法也較多。本研究針對(duì)小興安嶺森林特定的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，需要選擇可行性和可操作性較強(qiáng)的方法進(jìn)行評(píng)估。

(1)市場(chǎng)價(jià)值法。市場(chǎng)價(jià)值法也被稱作生產(chǎn)率法，在價(jià)值評(píng)價(jià)中應(yīng)用比較廣泛，是通過(guò)資源交易和轉(zhuǎn)讓過(guò)程中所采用的資源價(jià)格來(lái)核算資源價(jià)值。該方法可用于對(duì)小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)所提供的涵養(yǎng)水源、保育土壤功能，運(yùn)用市場(chǎng)價(jià)格進(jìn)行價(jià)值評(píng)估[7]。

(2)旅行費(fèi)用法。旅行費(fèi)用法是一種較為成熟的評(píng)估方法，能夠通過(guò)一些相關(guān)的旅行費(fèi)用資料，如游客所支付的門票價(jià)格、餐飲食宿費(fèi)、交通費(fèi)及時(shí)間成本等來(lái)評(píng)估某一資源的休閑旅游、游憩等價(jià)值。

(3)替代市場(chǎng)價(jià)值法。在森林生態(tài)系統(tǒng)中，由于一部分生態(tài)系統(tǒng)功能不能直接形成市場(chǎng)價(jià)值，沒(méi)有直接的市場(chǎng)價(jià)格可以參考，這時(shí)就需要通過(guò)尋找替代品的市場(chǎng)價(jià)格來(lái)進(jìn)行評(píng)估。替代市場(chǎng)價(jià)格法在森林生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)中有廣泛的應(yīng)用，大氣調(diào)節(jié)功能、降解污染物功能、生物棲息地功能等價(jià)值均可采用此方法進(jìn)行估算。

(4)影子工程法。影子工程法又稱替代工程法，是以市場(chǎng)上相同產(chǎn)品的價(jià)格進(jìn)行估算，主要運(yùn)用于資源價(jià)值難以評(píng)估或者資源受到破壞情況下，人們通過(guò)建造一個(gè)功能相似的工程進(jìn)行彌補(bǔ)，并用這個(gè)相似工程的費(fèi)用來(lái)對(duì)原有資源的價(jià)值進(jìn)行評(píng)估的方法。利用影子工程法可以對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中的調(diào)蓄洪水等功能價(jià)值進(jìn)行評(píng)估。

表2 小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指標(biāo)體系

(5)成果參照法。是引用學(xué)者對(duì)某項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單位面積價(jià)值的研究成果來(lái)評(píng)估相應(yīng)的其它生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)服務(wù)功能類別的價(jià)值。

以上研究方法能夠具體分析單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與系統(tǒng)本身的關(guān)聯(lián)，從而建立生態(tài)系統(tǒng)功能與價(jià)值之間的紐帶，以對(duì)小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行整體、合理的評(píng)估。見(jiàn)表3。

3 小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算方法

根據(jù)前文小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的劃分進(jìn)行價(jià)值估算。

(1)大氣調(diào)節(jié)功能價(jià)值

V污染物=α(F污染物Q污染物)

(1)

表3 小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分類及評(píng)價(jià)方法

式中：V污染物為林分年吸收大氣污染物的價(jià)值(元/a)；F污染物為大氣污染物治理費(fèi)用(元/kg)；Q污染物為單位面積林分年吸收大氣污染物的量〔kg/(hm2/a)〕；a為林分面積(hm2)。

V滯塵=α(F滯塵Q滯塵)

(2)

式中：V滯塵為林分年滯塵價(jià)值(元/a)；F滯塵為降塵清理費(fèi)用(元/kg)；Q滯塵為單位面積林分年滯塵量〔kg/(hm2/a)〕；a為林分面積(hm2)。

(2)涵養(yǎng)水源價(jià)值

V調(diào)=a10C庫(kù)(P-E-C)

(3)

式中：V調(diào)為林分年調(diào)節(jié)水量?jī)r(jià)值(元/a)；P為降水量(mm/a)；E為林分蒸發(fā)量(mm/a)；C為地表徑流量(mm/a)；C庫(kù)為水庫(kù)建設(shè)單位庫(kù)容投資(元/m3)；a為林分面積(hm2)。

V水質(zhì)=a10K(P-E-C)

(4)

式中：V水質(zhì)為林分年凈化水質(zhì)價(jià)值(元/a)；P為降水量(mm/a)；E為林分蒸發(fā)量(mm/a)；C為地表徑流量(mm/a)；K為水的凈化費(fèi)用(元/t)；a為林分面積(hm2)。

(3)保育土壤價(jià)值

V固土=aF±(X2-X1)÷ρ

(5)

式中：V固土為林分年固土價(jià)值(元/a)；a為林分面積(hm2)；F±為挖取和運(yùn)輸單位體積土方所需費(fèi)用(元/m3)；X1為林地土壤侵蝕模數(shù)〔t/(hm2·a)〕；X2為無(wú)林地土壤侵蝕模數(shù)〔t/(hm2·a)〕；ρ為林地土壤容重(t/m3)。

(6)

式中：V肥為林分年保肥價(jià)值(元/a)；a為林分面積(hm2)；N為林分土壤平均含氮量(%)；R1為磷酸二銨化肥含氮量(%)；P為林分土壤平均含磷量(%)；R2為磷酸二銨化肥含磷量(%)；K為林分土壤平均含鉀量(%)；M為林分土壤有機(jī)質(zhì)含量(%)；F3為有機(jī)質(zhì)價(jià)格(元/t)。

(4)固碳釋氧價(jià)值

V碳=aC碳(1.63R碳Y年+F土壤碳)

(7)

式中：V碳為林分年固碳價(jià)值(元/a)；C碳為固碳價(jià)格(元/t)；R碳為CO2中碳的含量；Y年為林分凈生產(chǎn)力〔t/(hm2·a)〕；F土壤碳為單位面積林分土壤年固碳量〔t/(hm2·a)〕；a為林分面積(hm2)。

V氧=a1.19C氧Y年

(8)

式中：V氧為林分年釋氧價(jià)值(元/a)；C氧Y年為氧氣價(jià)格(元/a)；Y年為林分凈生產(chǎn)力〔t/(hm2·a)〕；a為林分面積(hm2)。

(5)林木營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累價(jià)值

V積氧=aY年C碳(R+P+K)

(9)

式中：V積氧為林分積累的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)價(jià)值(元/a)；Y年為林分植物群落年積累的生物量〔t/(hm2·a)〕；C碳為植物干物質(zhì)的含碳量(%)；R為植物干物質(zhì)的含氮量(%)；P為植物干物質(zhì)的含磷量(%)；K為植物干物質(zhì)的含鉀量(%)；a為林分面積(hm2)。

(6)保護(hù)生物多樣性價(jià)值

V多保=aW損

(10)

式中：V多保為生物多樣性保護(hù)的價(jià)值(元/a)；W損為單位面積年物種損失的機(jī)會(huì)成本〔元/(hm2·a)〕；a為林分面積(hm2)。

(7)森林文化價(jià)值

V游=P游M游Y游

(11)

式中：V游為森林休閑游憩價(jià)值(元/a)；P游為人均停留時(shí)間(天/人)；M游為人均旅游花費(fèi)(元/人)；Y游為年游客總?cè)藬?shù)(年/人次)。

4 研究結(jié)果與分析

小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)總價(jià)值為740 248.455×104元/a。其中，年吸收二氧化硫76.27萬(wàn)噸，年吸收氟化物0.84萬(wàn)噸，年吸收氮氧化物2.79萬(wàn)噸，年滯塵量129.08萬(wàn)噸，凈化空氣價(jià)值為96.55×104元/a。年涵養(yǎng)水源1 579.21×104t，調(diào)節(jié)水量?jī)r(jià)值650.131×104元，凈化水質(zhì)價(jià)值4027×104元/a。年固土價(jià)值736.21×104元/a，保肥價(jià)值796.9×104元/a。固碳釋氧總價(jià)值3.65×104t/a，釋氧總價(jià)值為9.41×104t/a。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累價(jià)值為737523.78×104元/a，保護(hù)生物多樣性價(jià)值為1.57×104元/a。森林文化價(jià)值為 3.154×104元/a。

5 結(jié)論與討論

根據(jù)小興安嶺森林已有的研究數(shù)據(jù)和實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)以及《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》，對(duì)小興安嶺森林2018 年大氣調(diào)節(jié)、涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、林木營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累、保護(hù)生物多樣性、森林文化7項(xiàng)服務(wù)功能進(jìn)行評(píng)估，結(jié)論如下：

(1)小興安嶺森林不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型的貢獻(xiàn)優(yōu)勢(shì)不同。小興安嶺森林涵養(yǎng)水源的價(jià)值量較高，同時(shí)，根據(jù)測(cè)算，保育土壤的能力也較強(qiáng)。因此，建議加強(qiáng)小興安嶺森林的保護(hù)和利用，進(jìn)而充分利用林地的生產(chǎn)力，產(chǎn)生較高的涵養(yǎng)水源、凈化空氣以及固碳、保育土壤價(jià)值。

(2)2018年小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的總價(jià)值為740 248.455×104元/a。不同服務(wù)類型中，森林文化的價(jià)值較低。建議加強(qiáng)對(duì)森林文化的服務(wù)功能的重視，建立較為完整、全面的評(píng)價(jià)體系，以真實(shí)衡量森林文化在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中的較高的文化價(jià)值。

(3)指標(biāo)不同、對(duì)象與尺度不同，得出的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值差異性較大?？梢?jiàn)，評(píng)價(jià)方法在一定程度上影響了價(jià)值量的結(jié)果。建議對(duì)各類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能建立統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。