遼寧省各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量評(píng)估

李 寧

(遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃監(jiān)測(cè)院，遼寧 沈陽(yáng) 110112)

森林是人類社會(huì)賴以生存與發(fā)展的一項(xiàng)重要的物質(zhì)基礎(chǔ)和保障，擔(dān)負(fù)著維持國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、保障人民生活水平穩(wěn)步提升和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要使命，是聯(lián)系環(huán)境與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)健康發(fā)展的紐帶[1]。及時(shí)準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)森林生態(tài)效益的價(jià)值量，能夠提高林業(yè)在遼寧省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的地位[2]。

遼寧省各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組間生態(tài)服務(wù)價(jià)值量評(píng)估結(jié)果的分布格局呈明顯的規(guī)律性，且差異較明顯[1]。因此，針對(duì)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的價(jià)值量進(jìn)行評(píng)估，能夠更好地反映和分析遼寧森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的發(fā)展和分布趨勢(shì)。對(duì)推進(jìn)森林資源保育，促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展，具有十分重要的意義[3]。

1 研究區(qū)域概況

遼寧省位于N38°43′～43°26′，E118°53′～125°46′，南臨黃海、渤海，西南與河北接壤，西北與內(nèi)蒙古毗鄰，東北與吉林為鄰，東南以鴨綠江為界與朝鮮隔江相望，總面積14.86km2。截至2017年，全省森林面積597.75萬(wàn)hm2。森林覆蓋率40.61%，活立木總蓄積32835.13萬(wàn)m3。主要樹(shù)種有408種，分布63個(gè)科137個(gè)屬。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

遼寧省森林生態(tài)連清數(shù)據(jù)集，主要來(lái)源于遼寧省及周邊省份的10個(gè)森林生態(tài)站以及輔助觀測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果[4-6]；遼寧省2017年森林資源“一張圖”數(shù)據(jù)集；社會(huì)公共數(shù)據(jù)來(lái)源于我國(guó)權(quán)威機(jī)構(gòu)所公布的社會(huì)公共數(shù)據(jù)，包括《中國(guó)水利年鑒》、《中華人民共和國(guó)水利部水利建筑工程預(yù)算定額》、中國(guó)農(nóng)業(yè)部信息網(wǎng)、中華人民共和國(guó)衛(wèi)生健康委員會(huì)網(wǎng)站、《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)稅法》、遼寧省物價(jià)局等。

將上述3類數(shù)據(jù)源有機(jī)地耦合集成，應(yīng)用于一系列的評(píng)估工作中，最終可以獲取評(píng)估區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估結(jié)果。

2.2 研究方法

2.2.1 分布式測(cè)算方法

將數(shù)據(jù)按照優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組、起源包括人工和天然、林齡組進(jìn)行分層劃分。在分層劃分的基礎(chǔ)上，從涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、林木養(yǎng)分固持、凈化大氣環(huán)境、生物多樣性保護(hù)、森林防護(hù)這7項(xiàng)功能，下分調(diào)節(jié)水量、凈化水質(zhì)、提供負(fù)離子、吸收氣體污染物、滯納TSPPM2.5PM10、固碳、釋氧、防風(fēng)固沙、固土、保肥、氮固持、磷固持、鉀固持、物質(zhì)資源保育、防風(fēng)固沙、農(nóng)田防護(hù)等18項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)遼寧各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量進(jìn)行估算[1]。

2.2.2 生態(tài)功能修正系數(shù)

在野外數(shù)據(jù)觀測(cè)中，研究人員僅能夠得到觀測(cè)站點(diǎn)附近的實(shí)測(cè)生態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)于無(wú)法實(shí)地觀測(cè)到的數(shù)據(jù)，則需要一種方法對(duì)已經(jīng)獲得的參數(shù)進(jìn)行修正，因此引入了森林生態(tài)功能修正系數(shù)(Forest Ecological Function Correction Coefcient，簡(jiǎn)稱FEF-CC)，其理論公式：

(1)

式中，F(xiàn)EF-CC為森林生態(tài)功能修正系數(shù)；Be為評(píng)估林分的生物量，kg·m-3；Bo為實(shí)測(cè)林分的生物量，kg·m-3；BEF為蓄積量與生物量的轉(zhuǎn)換因子；V為評(píng)估林分的蓄積量，m3。

實(shí)測(cè)林分的生物量可以通過(guò)森林生態(tài)連清的實(shí)測(cè)手段來(lái)獲取，而評(píng)估林分的生物量在遼寧省森林資源二類調(diào)查結(jié)果中還沒(méi)有完全統(tǒng)計(jì)。因此，通過(guò)評(píng)估林分蓄積量和生物量轉(zhuǎn)換因子，測(cè)算評(píng)估林分的生物量[7]。

在物質(zhì)量的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同指標(biāo)的價(jià)值評(píng)估公式對(duì)各指標(biāo)價(jià)值量進(jìn)行估算，進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)出各服務(wù)功能的價(jià)值量。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 研究結(jié)果

應(yīng)用以上方法，以森林資源數(shù)據(jù)和社會(huì)公共數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、林木養(yǎng)分固持、凈化大氣環(huán)境、生物多樣性保護(hù)、森林防護(hù)7項(xiàng)功能，對(duì)不同優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果如表1所示。

表1 遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組服務(wù)功能價(jià)值量評(píng)估結(jié)果

3.2 研究結(jié)果分析

3.2.1 涵養(yǎng)水源功能

涵養(yǎng)水源功能價(jià)值量最高的3個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組為柞樹(shù)組、落葉松組和經(jīng)濟(jì)林組，分別為716.25億元·a-1、196.01億元·a-1和192.48億元·a-1，占全省涵養(yǎng)水源總價(jià)值量的64.79%；最低的3個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組為樟子松組、云冷杉組和柏樹(shù)組，分別為10.28億元·a-1、3.61億元·a-1和3.59億元·a-1，僅占全省涵養(yǎng)水源總價(jià)值量的1.03%。2017年遼寧省水利、環(huán)境和公共設(shè)施的費(fèi)用為449.47億元[8]，柞樹(shù)組、落葉松組和經(jīng)濟(jì)林組涵養(yǎng)水源價(jià)值量是當(dāng)年遼寧省水利水電工程營(yíng)業(yè)收入的2.46倍。森林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源功能，能夠在一定程度上替代水利設(shè)施，發(fā)揮更安全持久的涵養(yǎng)水源功能[9]。

3.2.2 保育土壤功能

保育土壤功能價(jià)值量最高的3個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組為柞樹(shù)組、落葉松組和油松組，分別為184.26億元·a-1、103.33億元·a-1和78.82億元·a-1，占全省保育土壤總價(jià)值量的58.56%；最低的3個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組為樟子松組、柏樹(shù)組和云冷杉組，分別為3.48億元·a-1、1.56億元·a-1和0.90億元·a-1，僅占全省保育土壤總價(jià)值量的0.95%。2017年遼寧省自然災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失為108.5億元[8]，柞樹(shù)組、落葉松組和油松組保育土壤價(jià)值量相當(dāng)于當(dāng)年全省自然災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失的3.38倍，柞樹(shù)組、落葉松組和油松組主要分布在遼東山區(qū)，森林生態(tài)系統(tǒng)在防止水土流失、保障生產(chǎn)生活安全方面起到了顯著的作用。

3.2.3 固碳釋氧功能

固碳釋氧功能價(jià)值量最高的3個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組為柞樹(shù)組、落葉松組和油松組，分別為354.83億元·a-1、108.02億元·a-1和103.67億元·a-1，占全省固碳釋氧總價(jià)值量的68.76%；最低的3個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組為樟子松組、柏樹(shù)組和云冷杉組，分別為2.44億元·a-1、2.19億元·a-1和1.77億元·a-1，僅占全省固碳釋氧總價(jià)值量的0.78%。森林作為陸地上面積最大的生態(tài)系統(tǒng)，其強(qiáng)大的碳匯能力在緩解氣候變化方面具有重大作用。

3.2.4 林木養(yǎng)分固持功能

林木養(yǎng)分固持功能價(jià)值量最高的3個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組為柞樹(shù)組、落葉松組和油松組，分別為51.01億元·a-1、15.92億元·a-1和14.02億元·a-1，占全省林木養(yǎng)分固持總價(jià)值量的70.99%；最低的3個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組為樟子松組、柏樹(shù)組和云冷杉組，分別為0.31億元·a-1、0.24億元·a-1和0.21億元·a-1，僅占全省積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總價(jià)值量的0.66%。

3.2.5 凈化大氣環(huán)境功能

凈化大氣環(huán)境功能價(jià)值量最高的3個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組為油松組、落葉松組和柞樹(shù)組，分別為98.70億元·a-1、77.82億元·a-1和75.60億元·a-1，占全省凈化大氣環(huán)境總價(jià)值量的74.10%；最低的3個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組為樟子松組、柏樹(shù)組和云冷杉組，分別為3.17億元·a-1、2.27億元·a-1和1.34億元·a-1。遼寧省是我國(guó)重要的老工業(yè)基地，燃煤、汽車尾氣和金屬冶煉加工以及冬季燃煤供暖是大氣細(xì)顆粒物污染的主要來(lái)源，汽油和煤的不完全燃燒產(chǎn)生的顆粒物加重了大氣污染狀況[10]。而森林具有良好的凈化大氣能力和價(jià)值。

3.2.6 生物多樣性保護(hù)功能

生物多樣性保護(hù)功能價(jià)值量最高的3個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組為柞樹(shù)組、刺槐組和油松組，分別為431.99億元·a-1、94.91億元·a-1和88.83億元·a-1，占全省生物多樣性保育總價(jià)值量的63.78%；最低的3個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組為樟子松組、云冷杉組、柏樹(shù)組，分別為13.49億元·a-1、3.12億元·a-1和3.09億元·a-1，僅占全省生物多樣性保育總價(jià)值量的1.99%。

3.2.7 森林防護(hù)功能

遼寧省防風(fēng)固沙林、農(nóng)田防護(hù)林種植最多的樹(shù)種組為楊樹(shù)組，其次是樟子松組，楊樹(shù)組和樟子松組提供的森林防護(hù)功能價(jià)值量占全省的89.47%。森林提供的防護(hù)功能有效地為人們的生產(chǎn)生活提供一道天然的綠色屏障。

4 結(jié)論

遼寧省各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種組間生態(tài)服務(wù)價(jià)值量評(píng)估結(jié)果的分布格局呈明顯的規(guī)律性，且差異較明顯。柞樹(shù)組、落葉松組、油松組的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量較高，占總價(jià)值量的57.05%，樟子松組、柏樹(shù)組、云冷杉組的價(jià)值量較小，僅占總價(jià)值的1.23%，柞樹(shù)組、落葉松組和油松組在全省分布范圍廣、分布面積大，為全省森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能作出巨大貢獻(xiàn)。

通過(guò)了解遼寧省各優(yōu)勢(shì)樹(shù)組種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量，對(duì)造林樹(shù)種的選擇提供依據(jù)，為森林科學(xué)合理的經(jīng)營(yíng)管理提供數(shù)據(jù)支持，為經(jīng)營(yíng)決策提供依據(jù)。