謝立新
(深圳市萬年春環(huán)境建設(shè)有限公司,廣東 深圳 518172)
森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體和重要的自然資源,為社會供給木材和林副產(chǎn)品的同時也發(fā)揮了巨大的生態(tài)服務(wù)價值。河源市源城區(qū)有9個自然保護地,動植物資源豐富,現(xiàn)有森林面積(含河源市國有桂山林場)17 545.6 hm2,森林蓄積量139.1萬m3,森林覆蓋率為51.5%。依據(jù)評估規(guī)范,通過查閱檔案、文獻等資料,采用分布式測算方法對河源市源城區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值(下文簡稱生態(tài)服務(wù)價值)進行了評估,在提高人們?nèi)嬲J(rèn)識和客觀評價森林生態(tài)服務(wù)功能的同時,也為區(qū)域“十四五”規(guī)劃和鄉(xiāng)村振興林業(yè)行動、林產(chǎn)業(yè)規(guī)劃及森林經(jīng)營決策提供參考,進一步促進“生態(tài)河源”建設(shè),推進森林資源保育,構(gòu)建起穩(wěn)定健康的自然生態(tài)系統(tǒng)。
源城區(qū)位于廣東省東北部、河源市南部,處東經(jīng)114°31′~114°45′,北緯23°31′~23°51′,南北長36.6 km,東西寬16.4 km,轄上城、新江、東埔、源西、高埔崗5個街道及源南、埔前兩個鎮(zhèn),總面積340.81 km2,常住人口53.17萬。地形地勢呈西高東低,屬低山丘陵地貌;最高海拔1 056 m,最低46 m;成土母質(zhì)有花崗巖、砂頁巖、近代沖積巖等,土壤為赤紅壤和紅壤。東江、新豐江等21條河流匯集成東江干流水系,流域面積708.51 km2。全區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),年均溫21.4 ℃,年均降雨量2 045.9 mm;臺風(fēng)和霜凍是多發(fā)的自然災(zāi)害性天氣。
源城區(qū)自然資源豐富,主要植物193科486屬783種。有金毛狗脊(Cibotiumbarometz)、桫欏(AlsophilaspinulosaHook. Tryon)、水蕨(CeratopteristhalictroidesL. Brongn.)、蘇鐵蕨(BraineainsignisHook. J. Sm)、花櫚木(OrmosiahenryiPrain)等國家重點二級保護植物7科7屬7種。轄區(qū)內(nèi)大桂山保護區(qū)有三尖杉(CephalotaxusfortuneiHook. f.)省級保護植物等珍稀野生保護植物10科11種;有脊椎野生動物215余種,鳥類53余種,國家珍稀瀕危保護物種39種,為全國少有的天然物種基因庫。
近年,全區(qū)圍繞“增資源、增效益”目標(biāo),實施了低質(zhì)低效林改造,種植優(yōu)良鄉(xiāng)土闊葉樹種。截至2019年底,全區(qū)林地面積16 901.2 hm2,其中有林地16 095.7 hm2、占95.2%,疏林地140.7 hm2、占0.8%,灌木林地82.3 hm2、占0.5%,未成林地133.5 hm2、占0.8%,苗圃地3.6 hm2、占0.02%,無立木林地357.7 hm2、占2.1%,宜林地87.6 hm2、占0.5%,林業(yè)輔助生產(chǎn)用地0.2 hm2、占0.001%。林地森林按樹種組成可分為松類、杉木類、速生桉類、其他軟闊類、其他硬闊類、針闊混交林類、闊葉混交林類、竹林、喬木經(jīng)濟林類和灌木林類10種林分類型;從齡組結(jié)構(gòu)看,中齡林和過熟林比例較大,分別占36.8%和23.2%;幼齡林、近熟林和成熟林分別占12.8%、15.2%和12.0%?,F(xiàn)有商品林面積占36.1%,生態(tài)公益林核定面積占63.9%,高于廣東省平均水平(43.8%),為建設(shè)“生態(tài)河源”和鞏固粵北生態(tài)安全屏障做出了重要貢獻。
以2019年為基準(zhǔn)年,按評估規(guī)范要求,參照廣東省森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估[2],結(jié)合森林資源現(xiàn)狀的特點,按不同林分類型和齡組,對森林涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營養(yǎng)物質(zhì)、凈化大氣環(huán)境、生物多樣性保護及森林游憩7項功能,通過調(diào)查研究和查閱檔案、文獻等,采用分布式測算方法對全區(qū)森林生態(tài)服務(wù)的實物量和價值量進行測算和評估。評價區(qū)無農(nóng)田防護林、防風(fēng)固沙林等林種,不包括森林防護,不計算降低噪音功能價值。
文中主要數(shù)據(jù)來源于河源市源城區(qū)林業(yè)局和市統(tǒng)計局等部門。一是2019年森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)及成果;二是2020年森林資源檔案更新數(shù)據(jù);三是國家權(quán)威機構(gòu)公布的社會公共資源數(shù)據(jù)和廣東省森林生態(tài)監(jiān)測站定位觀測研究數(shù)據(jù)等;四是有關(guān)專家公開發(fā)表的研究成果及文獻獲取數(shù)據(jù)。
森林植被有截留降水作用,土壤能吸收、貯存水分,其增加水資源、凈化水質(zhì)和調(diào)節(jié)地表徑流功能可分為調(diào)節(jié)水量和凈化水質(zhì)2個指標(biāo)。
1)調(diào)節(jié)水量價值計算公式:
U調(diào)=10C庫A(P-E-C)
(1)
式中:U調(diào)為林分年調(diào)節(jié)水量價值(元/a);C庫為平均單位水庫庫容的造價(6.11元/t[1]);A為林分面積(hm2);源城區(qū)年均降雨量P為2 045.9 mm/a[3];東江流域平均林分年蒸散量E為1 338.5 mm/a[4-5];森林平均地表徑流量C為56.1 mm/a[6-10]。
2)凈化水質(zhì)價值計算公式:
U水質(zhì)=10K·A(P-E-C)
(2)
式中:U水質(zhì)為林分年凈化水質(zhì)價值(元/a);K為水的凈化費用,采用城市居民用水平均價格2.09元/t[1]。
經(jīng)測算,全區(qū)各類型林分森林年涵養(yǎng)水源實物量為9 891.9萬m3/a,價值為81 113.7萬元/a,其中調(diào)節(jié)水量和凈化水質(zhì)價值分別為60 439.6萬元/a和20 674.1萬元/a。
林木根系可固土,防止塌方,生長發(fā)育過程可增加土壤肥力、改良土壤等。現(xiàn)分為固土和保肥2個指標(biāo)。
1)固土價值計算公式:
U固土=A·C土(X2-X1)/p
(3)
森林能減少水土流失,降低河道及水庫泥沙淤積。通過土壤侵蝕模數(shù)計算土壤的流失量和清淤成本。U固土為林分年固土價值(元/a)。根據(jù)相關(guān)文獻資料[11-14],平均林地土壤侵蝕模數(shù)X1為3.47 t/(hm2·a);無林地土壤侵蝕模數(shù)X2為42.6 t/(hm2·a),平均林地土壤容重p為1.3 t/m3[15]。人工挖取和運輸單位面積土方所需的費用C土為12.6元/m3[1];
2)保肥價值計算公式:
U肥=A(X2-X1)(N·C1/R1+P·C1/R2+K·C2/R3+M·C3)
(4)
按照有林地保育土壤減少侵蝕所含的N、P、K等折算成化肥量和有機質(zhì)量,按市場價格折算間接經(jīng)濟效益。式中:U肥為林分年保肥價值(元/a),各類型林分土壤平均含有機質(zhì)M為2.17%[15-21],含N、P、K分別為0.12%、0.02%、0.94%[14]。將N、P、K和有機質(zhì)在土壤中的平均含量換算為磷酸二銨化肥(含N、P分別是R1為14.0%和R2為15.01%),氯化鉀化肥(含K量R3為50%),按磷酸二銨化肥價格C1為2 400元/t,氯化鉀化肥價格C2為2 200元/t,有機質(zhì)價格C3為320元/t計算[1]。經(jīng)測算,全區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)固土量為808 242.1 t/a,保育土壤功能價值6 608.6萬元/a。
森林生態(tài)系統(tǒng)通過光合作用實現(xiàn)固碳釋氧,分為固碳和釋氧2個指標(biāo)。
1)固碳價值計算公式:
U碳=A·C碳(1.63R碳B年+F土壤碳)
(5)
式中:U碳為林分年固碳價值(元/a)。據(jù)2018年森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,竹林、針闊混交林、針葉混交林的年凈增生物量較高,經(jīng)濟林和灌木疏林的較低;松類、杉木類、速生桉類、其他軟闊、其他硬闊、針闊混交林、闊葉混交林、竹林、經(jīng)濟林和灌木林地林分凈生產(chǎn)力B年分別為6.38、6.71、9.01、7.71、6.84、7.44、9.27、13.59、2.09和1.03 t/(hm2·a)。相關(guān)研究成果表明[22],單位面積林分土壤年固碳量F土壤碳主要為闊葉林1.647 t/(hm2·a)、針葉林0.777 t/(hm2·a)、竹林0.461 t/(hm2·a)、灌木林地0.299 t/(hm2·a)、經(jīng)濟林0.631 t/(hm2·a)。采用瑞典碳稅率,固碳價格C碳為1 200元/t,CO2中碳的含量R碳為27.27%[1]。
2)釋氧價值計算公式:
U氧=1.19C氧A·B年
(6)
式中:U氧為林分年釋氧價值(元/a),根據(jù)原衛(wèi)生部公布的人造氧氣成本價格C氧為1 000元/t進行測算[1]。經(jīng)測算,源城區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)年固碳量為77 851.5 t、年釋氧148 229.8 t,固碳釋氧功能價值為24 165.2萬元/a,固碳、釋氧效益分別為9 342.2萬元/a和14 823.0萬元/a。
森林植被可吸收和貯存N、P、K等營養(yǎng)物質(zhì)。計算公式:
U營養(yǎng)=A·B年(N營養(yǎng)C1/R1+P營養(yǎng)C1/R2+K營養(yǎng)C2/R3)
(7)
式中:U營養(yǎng)為林分年營養(yǎng)物質(zhì)積累價值(元/a)。根據(jù)相關(guān)研究成果[22-24],對不同類型林分森林植物體營養(yǎng)元素含量N營養(yǎng)、P營養(yǎng)、K營養(yǎng)采用表1中的參數(shù)與前述保肥價值計算公式(4)的相關(guān)參數(shù),結(jié)合前述林分凈生產(chǎn)力數(shù)據(jù)進行測算,全區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)年積累營養(yǎng)物質(zhì)功能價值為2 004.0萬元/a。
表1 各林分林木N、P、K含量
本文中森林生態(tài)系統(tǒng)凈化大氣環(huán)境功能主要研究森林提供負(fù)離子、吸收污染物(SO2、氟化物、氮氧化物,不含吸收重金屬)和滯塵等3個指標(biāo)。
1)提供負(fù)離子價值計算公式:
U負(fù)離子=[5.256×1015×A·H·K負(fù)離子
(Q負(fù)離子-600)]/L
(8)
2)吸收SO2價值計算公式:
U二氧化硫=K二氧化硫Q二氧化硫A
(9)
3)吸收氮氧化物價值計算公式:
U氮氧化物=K氮氧化物Q氮氧化物A
(10)
4)吸收氟化物價值計算公式:
U氟化物=K氟化物Q氟化物A
(11)
5)滯塵價值計算公式:
利用上述DOL的定義公式計算經(jīng)營杠桿系數(shù),必須同時取得利潤變動率和銷售變動率,這些都是事后反映的數(shù)據(jù),不便于DOL的預(yù)測。因此,要設(shè)法推導(dǎo)出只需基期數(shù)據(jù)計算經(jīng)營杠桿的公式,即假定該企業(yè)產(chǎn)品的成本、銷量和利潤保持線性關(guān)系,產(chǎn)品可變成本在銷售收入中所占的比例不變,固定成本在一定產(chǎn)能范圍內(nèi)保持穩(wěn)定,則經(jīng)營杠桿系數(shù)可通過銷售額和成本的關(guān)系來表示。
U滯塵=K滯塵Q滯塵A
(12)
式(9)、(10)、(11)中:U二氧化硫、U氮氧化物、U氟化物分別為森林吸收污染物SO2、氮氧化物以及氟化物價值。
據(jù)相關(guān)研究成果[32-34],主要林分單位面積年吸收量指標(biāo)詳見表2。根據(jù)《排污費征收標(biāo)準(zhǔn)及計算方法》[1],SO2排污費收費標(biāo)準(zhǔn)K二氧化硫為1.20元/kg,氟化物排污費收費標(biāo)準(zhǔn)K氟化物為0.69元/kg,氮氧化物排污費收費標(biāo)準(zhǔn)K氮氧化物為0.63元/kg。經(jīng)測算,全區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)每年吸收SO2、氮氧化物以及氟化物分別為1 878.6、60.8和98.7 t/a,吸收污染物價值分別為225.4、4.2和6.2萬元/a。
表2 各林分單位面積年吸收污染物量及滯塵量指標(biāo)
森林植被能阻滯塵埃。式(12)中,U滯塵為林分年滯塵價值(元/a)。根據(jù)《中國生物多樣性國情研究報告》及相關(guān)研究成果[32-35],主要林分單位面積年滯塵量指標(biāo)詳見表2。式(12)中,降塵清理費用K滯塵為0.15元/kg[1]。經(jīng)測算,全區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)滯塵量為46.98萬t/a,價值為7 243.2萬元/a。
森林生態(tài)系統(tǒng)保護生物物種,為各種動植物、微生物提供良好的生存棲息環(huán)境。計算公式:
U生物=S生物A
(13)
式中:U生物為林分年物種保育價值(元/a)。單位面積年物種損失的機會成本S生物按照Shannon-Wiener指數(shù)[1]劃分為7個等級[35-38](表3)。經(jīng)測算,全區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護功能價值為49 556.4萬元/a。
表3 各林分物種保育價值等級
依據(jù)評估規(guī)范和有關(guān)研究成果,森林游憩價值采用下列評估公式[32]:
U游=F·P
(14)
式中:U游為森林游憩價值(元/a);F為自然保護區(qū)、森林公園門票收入(元/a);P為森林游憩在整個旅游中所占的比重,取值10%~13%。
源城區(qū)有自然保護區(qū)、森林公園和濕地公園等各類自然保護地9個,目前擁有國家級、省級等各類景區(qū)5個、旅游度假區(qū)2個,建成一批鄉(xiāng)村旅游特色村、休閑農(nóng)業(yè)與鄉(xiāng)村示范點和特色民宿。據(jù)統(tǒng)計[3],2019年全區(qū)接待旅游人數(shù)達(dá)1 356.48萬人次,實現(xiàn)旅游總收入141.34億元。經(jīng)測算,2019年全區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)提供森林游憩功能價值為161 187.0萬元。
經(jīng)測算和評估,2019年河源市源城區(qū)7項森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值為332 140.8萬元,單位面積生態(tài)服務(wù)功能價值為20.2萬元/hm2,其中森林游憩價值和涵養(yǎng)水源價值的貢獻最大,如表4及圖1所示。
表4 河源市源城區(qū)2019年森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值
圖1 河源市源城區(qū)2019年森林生態(tài)系統(tǒng)各指標(biāo)類別生態(tài)服務(wù)價值構(gòu)成
評估結(jié)果表明,森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值中,森林游憩價值最大,涵養(yǎng)水源價值次之,分別占總價值的48.5%、24.4%%,二者所占比例達(dá)72.9%。各項森林生態(tài)服務(wù)功能價值按大小排序為森林游憩、涵養(yǎng)水源、生物多樣性保護、固碳釋氧、凈化大氣環(huán)境、保育土壤和營養(yǎng)累積(圖1)。
評估結(jié)果表明,各類型林分中,以闊葉混交林、其他軟闊、針闊混交林生態(tài)服務(wù)功能價值較大,三者所占比例達(dá)55.6%。各類林分生態(tài)服務(wù)價值按大小排序為闊葉混交林、其他軟闊、針闊混交林、松類、其他硬闊、速生桉類、杉木類、經(jīng)濟林、竹林和灌木林地(表5)。
表5 河源市源城區(qū)2019年各林分生態(tài)服務(wù)功能價值結(jié)構(gòu)
據(jù)統(tǒng)計,2019年源城區(qū)生產(chǎn)總值為4 291 692萬元,其中農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值57 248萬元;林業(yè)生產(chǎn)總值1 411萬元,木材采伐量1.6萬m3,荔枝(龍眼)等水果產(chǎn)量4 474 t,茶葉34 t[3]。全年新增活立木蓄積量97 717.8 m3,采用市場價值法按667元/m3計[32],林木價值6 517.8萬元。從評估結(jié)果看,全區(qū)7項森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值占全區(qū)生產(chǎn)總值的7.7%,高于生產(chǎn)木材和林副產(chǎn)品等實物價值,是同期農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值的5.8倍;以森林游憩、涵養(yǎng)水源和生物多樣性保護3項價值為主,占到生態(tài)服務(wù)總價值的87.8%,在生態(tài)發(fā)展中占據(jù)重要地位,為建設(shè)“生態(tài)河源”,走綠色發(fā)展之路墊定了堅實基礎(chǔ)。
從單位面積生態(tài)服務(wù)功能價值來看,各類型林分按大小排序依次為闊葉混交林、針闊混交林、其他軟闊、竹林、其他硬闊、灌木林地、經(jīng)濟林;按齡組分,大小排序依次為成熟林、近熟林、過熟林、中齡林和幼齡林。
1)林分涵養(yǎng)水源量與降水量、蒸散量和地表坡面徑流量等因素相關(guān);全區(qū)水源涵養(yǎng)量以闊葉混交林最多,單位面積水源涵養(yǎng)能力以針闊混交林最強。增強森林涵養(yǎng)水源能力主要途徑為:盡可能營造混交林,通過低效林改造和松材線蟲害防治工程,逐漸使針葉林、人工闊葉純林向針闊、闊葉混交林演替,保護好林下灌木和植被,減少地表徑流量。
2)林分固土量受土壤侵蝕模數(shù)影響較大,土壤保肥能力與土壤中的有機質(zhì)含量關(guān)系密切。闊葉混交林、松類、針闊混交林及地帶性軟闊、硬闊類在固土、保肥力兩個方面的價值量較大,經(jīng)濟林、灌木林地、竹林等較小。因此,加強培育闊葉混交林可提升林分積累土壤有機質(zhì)的能力。
3)林分固碳釋氧量與其生物量有關(guān),受林分凈生產(chǎn)力影響,與樹種、林齡及立地條件有關(guān),可通過松土、施肥等措施提高林分年凈生產(chǎn)力;竹林年凈增生物量較高,其單位面積的固碳能力最強;其次是針、闊混交林主要建群種,利用上層喬木有充足的光合作用及有機物的合成和積累,增強固碳能力;灌木林年凈增生物量較低,固碳能力?。唤?jīng)濟林單位面積的生物量小,固碳能力較低。林分在中、幼齡林期間年凈增生物量不大,植被單位面積的固碳能力也較差。固碳釋氧功能價值中,針、闊葉混交林及其他軟、硬闊林分貢獻價值大,松、杉類林分和速生桉、經(jīng)濟林、灌木林地、竹林等固碳釋氧功能價值較小。要增加固碳釋氧價值,應(yīng)加強針闊、闊葉混交林的營造和保育。
4)林木營養(yǎng)積累量與其營養(yǎng)元素N、P、K含量相關(guān),受林分凈生產(chǎn)力影響最大。林木生長速度越快,積累營養(yǎng)物質(zhì)越多。全區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)中,闊葉、針闊混交林及地帶性軟闊、硬闊類在積累營養(yǎng)物質(zhì)功能上價值較大,而竹林、經(jīng)濟林、灌木林地價值較小。
5)凈化大氣環(huán)境中,森林提供的負(fù)離子量與優(yōu)勢樹種、林分類型密切相關(guān),還和空氣濕度相關(guān)。各類型林分負(fù)離子濃度中,松林最高,闊葉林次之,灌木林最低。
6)森林生態(tài)系統(tǒng)中,闊葉混交林的生物量和生物多樣性指數(shù)均遠(yuǎn)高于其他林分,同時在養(yǎng)分循環(huán)、凈化空氣以及小氣候等方面均表現(xiàn)出良好的生態(tài)功能。
綜上所述,源城區(qū)森林生態(tài)服務(wù)功能地位至關(guān)重要,需要進一步優(yōu)化森林資源結(jié)構(gòu),提升生態(tài)服務(wù)價值。
1)營造優(yōu)質(zhì)健康森林
以森林生態(tài)安全為目標(biāo),加強生態(tài)公益林及自然保護地建設(shè),強化森林防護體系,發(fā)揮森林多種功能,維護森林健康,提升森林景觀,保護生物多樣性,促進森林可持續(xù)發(fā)展。
2)優(yōu)化森林結(jié)構(gòu),提升生態(tài)服務(wù)功能
加強森林保育,培育多結(jié)構(gòu)、多層次、多色彩的森林景觀,通過合理的森林撫育和更新,采用優(yōu)良鄉(xiāng)土闊葉樹種和珍貴樹種逐步改造低效林分。進一步優(yōu)化森林結(jié)構(gòu),增加闊葉混交林面積。延長培育周期,以培育大徑材為主,提高森林質(zhì)量,提升生態(tài)服務(wù)功能價值。
3)優(yōu)化生態(tài)環(huán)境,推進富綠雙贏和智慧林業(yè)建設(shè)
源城區(qū)生態(tài)底蘊好,要抓住國家全面實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略機遇,以“互聯(lián)網(wǎng)+”模式推進業(yè)態(tài)融合,努力發(fā)展林下經(jīng)濟,延伸產(chǎn)業(yè)鏈,將“金綠生”品牌五指毛桃等特色產(chǎn)業(yè)做精做優(yōu)品質(zhì)、做大做強產(chǎn)業(yè)、做響做亮品牌,助力鄉(xiāng)村振興。一方面,依托各鎮(zhèn)村特色,打造“一村一景一品”示范點,建立多種森林經(jīng)營樣板基地,以典型模式和成功經(jīng)驗提升區(qū)域森林經(jīng)營水平。另一方面,依托區(qū)位優(yōu)勢和智慧林業(yè)平臺、客家文化旅游節(jié)等,利用綠色資源發(fā)展惠民工程建設(shè),實現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化發(fā)展;以“森林+旅游”結(jié)合生態(tài)文化、綠色觀光園、科教及民宿,拓展旅游、休閑、森林康養(yǎng)等,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)融合,加快林旅融合發(fā)展,促進鄉(xiāng)村振興。