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威海市黑松海防林生态系统服务价值评估

来源:个人技术集锦
第28卷2010年总第119期 第2期 科学・经济・社会 SCIENCE・ECoN0MY・SoCIETY Vo1.28。Sum No.119 No.2。2010 威海市黑松海防林生态系统服务价值评估 郑凤英 ,许景伟 (1.山东大学威海分校海洋学院,山东威海摘264209; 2.山东省林业科学研究院,山东济南250014) 要:基于《中华人民共和国林业行业标准(LY/T1721—2oo8)・森林生态系统服务功能评估规范》中的评估体 系和评估方法,对威海市黑松海防林生态系统服务功能实物量和价值进行了评估。威海市100079.6 hm 黑松海防 林生态系统服务总价值为221.81 x 10 元・a~。其中,生物多样性保护价值所占比例最大,为45%;固碳、释氧和 固土所占比例分别为24%、13%和10%;保肥、涵养水源、净化大气和森林保护功能价值所占比例都低于5%。由 于资料不足或评估方法局限,导致净化大气和森林保护功能价值有所低估。 关键词:黑松林;生态系统服务功能;价值评估;威海 中图分类号:s718.55 文献标识码:A 文章编号:1006—2815(2010)02—0098—05 Evaluation of Ecosystem Services of Black Pine Forest at Weihai ZHENG Feng—ying ,XU Jing—wei (1.Marine College,Shandong Univeni@at Weihai,Weihai 264209,China; 2.Shandong Academy of Forestry,Jinan 250014,China) Abstract:Black pine forest ecosystem services were evaluated based on“Specifications for assessment of forest ecosystem services in China”(LY/T1721—2008)by China Forestry Administration.Total services value of black pine forest (100079.6 hm2)ecosystem at Weihai WaS 221.81×10 yuma・a~,among which,percentage of biodiversity protection value was the biggest,45%;percentage of values for carbon fixation,oxygen generation and soil conservation were 24%, 13%and 10%respectively;while values percentage for fertility maintenance,water conservation,air puriifcation and for- est protection were below 5%.The values for air puriifcation and forest protection were underestimated due to the shortage of some data and the dificulfty of evaluation methods. Key words:black pine forest;ecosystem service;evaluation;Weihai 森林生态系统作为一种具有可竭性、可再生性和可持续 研究》,第一次对我国森林资源价值进行了比较全面的评 估。 赵同谦 和靳芳 分别在2004年和2005年对我国森 林生态系统服务功能及价值进行了较为详细的评估。然而 性的人类生态资源和环境,是陆地生态系统的主体,具有涵 养水源、保育土壤、固碳制氧、林木营养积累、净化大气环境、 保护生物多样性、森林游憩和生态文化等多种功能。生态系 统服务价值的评估在近10年来已成为生态系统研究的一个 热点。…许多有关研究在国际高质量杂志发表,如1997年 针对单一林种的生态系统服务价值的评估却很少见,在国内 仅有Guo等在2008年对全国中国松(Pinus tabulaeformis)森 林生态系统服务价值进行过评估。 2008年以前,我国森林生态系统服务价值的评估方法和 指标体系无统一标准,评估者所用方法不一,2008年4月28 日国家林业局发布了《中华人民共和国林业行业标准(LY/ T1721-2008)・森林生态系统服务功能评估规范》行业标 Costanza等在Nature上发表了全球生态系统价值评估的文 章,_2],1995年Pimentel等在Science上发表了有关土壤生态 系统价值评估文章。 我国的森林生态系统服务功能评价工 作起步较早,侯元兆等于1995年出版了《中国森林资源核算 收稿日期:2010—02一O3 基金项目:国家“十一五”科技支撑课题(2006BAD 03A 1405)。 作者简介:郑凤英(1972一),女,山西神池人,博士,副教授。研究方向:环境生态学、植被生态学。 98 准(以下简称“评估标准”),使得我国的森林生态系统服务 功能评估有标准可依。黑松(Pinus thunbergii)海防林是威海 市重要的生态林,然未见有关黑松林生态系统服务功能价值 评估的报道。本文拟在“评估标准”基础上建立和筛选能评 价威海市黑松防护林生态系统服务功能的指标体系,估算威 海市黑松沿海防护林生态系统服务功能的总价值,旨在为威 海市生态林建设、提高市民的环保意识、促进森林补偿机制 侵蚀严重。建国后,威海人民开展了大规模植树造林运动, 从1955年在沿海沙滩上栽种黑松开始,海岸地区目前基本 建成以黑松为主的沿海防护林,其中黑松纯林面积在85% 以上,据全国第六次森林资源清查数据显示,威海市黑松防 护林中幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林面积分别为 52313、39308、5951.7、2035.2和471.7hm2。黑松海防林在防 风固沙、水土保持、涵养水源、改良土壤、净化空气、保护生物 多样性和为市民提供休憩场所等方面起了重要作用。2009 年威海市成功地获得了“国家森林城市”的称号,黑松防护林 功不可没。 等方面提供科学依据。 一、威海市黑松海防林概况 黑松原产日本,于19世纪末被德国人首先引入青岛,因 其具有耐干旱、耐瘠薄、抗海风海煞、不怕盐碱沙埋及生长较 迅速等特点,后成为我国东部沿海(辽宁、山东、江苏)防风固 二、评价方法 1.评价指标体系构建 沙的主要栽种树种。 目前在这些地区都形成了大面积以黑 松为主的沿海防护林群落,起到了重要的生态、社会和经济 效益。 本文采用“评估标准”中的指标和计算方法,但一些指标 由于数据不足等原因暂时无法进行评估,本文所用的服务功 能价值量评估指标及其计算方法列于表1,此外,文中还用了 与价值量评估指标相对应的服务功能实物量评估指标,其计 算公式见“评估标准”中的表1。 威海市位于胶东半岛北端,西、北濒临黄海。在解放前 天然植被已被破坏殆尽,导致生态系统严重退化,沿海风沙 表1 黑松海防林生态系统服务功能价值量评估指标体系及计算公式 注:u调为林分年调节水量价值;U水 为林分年净化水质价值;P 为降水量;E为林分蒸散量;c为地表径流量;c 为水库建设单位库容投资 (占地拆迁补偿、工程造价、维护费用等等);K净 为水的净化费用;A为林分面积;u目±为林分年固土价值;u 为林分年保肥价值;xl为 林地土壤侵蚀模数;x2为无林地土壤侵蚀模数;C十为挖取和运输单位体积土方所需费用;p为林地土壤容重;N为林分土壤平均含氮 量;P为林分土壤平均含磷量;K为林分土壤含钾量;M为林分土壤有机质含量;Rl为磷酸二铵化肥含氮量;R2为磷酸二铵化肥含磷量; R3为氯化钾化肥含钾量;Cl为磷酸二铵化肥价格;C2为氯化钾化肥价格;C3为有机质价格;U碳为林分年固碳价值;B 为林分净生产力; c碳为固碳价格;R碳为c02中碳的含量,为27.27%;F±壤碳为单位面积林分土壤年固碳量;U 为林分年释氧价值;C 为氧气价格; u=氧 硫为林分年吸收二氧化硫价值;K=氧化 为二氧化硫治理费用;Q=氧化硫为单位面积林分年吸收二氧化硫量;U滞尘为林分年滞尘价 值;K滞尘为降尘清理费用;Q滞±为单位面积林分年滞尘量;u 为森林防护价值;Q 为由于防护林存在增加的单位面积农作物等 年产量;c 护为农作物价格;U±物为林分年物种保育价值;s4为单位面积年物种损失的机会成本。以上各指标单位见表2~4。 2.数据及其来源 据的平均值;p、N、P、K和M四个指标系笔者于2009年5月 表2和表3分别为林业指标和社会公共数据及其来源。 在表2中,E系笔者于2009年在山东大学威海分校校园内的 黑松林内采用文献 方法实测所得;C系笔者2007--2009 分别取在5个样地(幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟 林)里采集土壤,进行分析后取平均值获得;B 系笔者在测 得上述幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林5个样地中 的群落生物量增量和凋落物后,采用公式B =AB+L(AB 99 年连续三年在山东大学威海分校校园内的黑松林中实测数 为群落生物量增量,L为凋落物量)来求得。 表2 黑松林林业指标数据及其来源 100 a )。 三、评价结果 1.威海市黑松海防林生态系统服务功能实物量评估结果 按单位面积计算,黑松林涵养水源量为450 nl ・hm ・a~;保土量为75 t・hm~・a~;保氮、保磷、保钾分别为 1.875 t・hm~・a~、1.425 t・hm~・a 和1.725 t・hm 威海市黑松海防林生态系统服务功能实物量评估结果 见表4。从该表中得知,威海市沿海防护林每年涵养水源量 ・fl~;植被和土壤固碳量分别为1.08 t・hm~・a 和3.28 t.hm~.a一;释氧量为2.8798 t・hm~・a~。与Guo…计 算的中国松生态系统的单位面积服务功能相比,黑松林调节 水量是中国松林的1/3;固土能力是中国松林的2倍多;保 氮、磷、钾量分别是中国松林的34、73和3.8倍;固碳能力相 差无几,释氧量是中国松林的1/3。由此可知,与中国松林相 比,黑松林的固土保肥能力较强,而固土保肥恰恰是威海地 区建设黑松海防林的主要目的。 为45.52 x 10 m ,分别是威海市年径流量最大的五渚河、年 径流量最小的柳沟河的1.4%和29.22%,可见黑松海防林 在涵养水源这一项上为威海市作出的巨大的贡献;在其保肥 效果中,年减少流失氮量最大,为18.76 x 10 t・a~,其次是 保钾量,为17.25 x 10 t・~,保磷量最小,为14.26×10 t ・;其土壤固碳能力是植被固碳能力的3倍;黑松林吸收 s0,量为21.58 x 10 t・a~,大于其滞尘量(33.22 x 10 t・ 表4威海市黑松沿海防护林生态系统服务实物量及功能价值评估结果 2.威海市黑松沿海防护林生态系统服务功能价值评估 结果 四、结论与讨论 尽管“评估标准”较全面地给出了森林生态系统各项生 威海市黑松沿海防护林生态系统服务功能价值评估结 果见表4。依该表可知,威海市100079.6 hm 黑松林生态系 态服务功能实物量和价值的评估方法,如对于森林净化大气 环境中其提供负离子、吸收污染物(氮氧化物、二氧化硫、氟 氧化物和重金属)、降低噪音、滞尘5大类共7个分指标,但 由于一些基础研究不足,有关各类森林提供负离子和吸收氮 氧化物、氟氧化物与重金属以及降低噪音的数据非常少,所 以导致在进行森林生态系统服务价值评估时很难对“评估标 准”中给出的所有指标进行评估。本文也是由于缺乏黑松林 上述几项净化大气环境指标数据,不得不放弃对这几项功能 的评估,这样就导致黑松林生态系统净化大气的总价值量有 所减少。同样,在森林防护这一服务功能的评估上虽有标 准,但在实际操作过程中仍较困难,很难估计由于防护林存 统服务总价值为221.81×10 元・a~。在总价值中,生物多 样性保护价值所占比例最大,为45%;固碳、释氧和固土所占 比例分别为24%、13%和10%;保肥、涵养水源、净化大气和 森林保护功能价值所占比例都低于5%,分别为4%、2%、 l%和1%(见图1)。 生物多样性 护 45% 1% 13% 1% 在增加的单位面积农作物、牧草或其他实物价值的产量,故 本文只能用最保守的估计法,按每公顷海防林的存在可增加 】01 图1威海市黑松生态系统各项服务功能价值分布图 0.1 hm 花生田保守计算,花生亩产按300 kg・a 计算,同样 导致黑松林该项服务价值被低估。 (387):253~260. Pimentel D,Harvey C Resosudarmo P.Environmentl and aeco— 我们的评估显示,威海市100079.6 hm 黑松林生态系统 服务总价值为22.181亿元・a~,是威海市过去5年年均 nomic costs of soil erosion and conservation benefits[J].Sci— ence,1995,(267):1117~1123. GDP、年均第一产业产值、年均第二产业产值、年均第三产业 产值和年均财政收入的1.6%、18.31%、2.61%、5%和 15.03%,可见黑松林生态系统对威海市经济、社会效益之 大。 侯元兆,张佩昌,王琦,等.中国森林资源核算研究[M】.北 京:中国林业出版社,1995. 赵同谦,欧阳志云,郑华,等.中国森林生态系统服务功能及 其价值评价[J].自然资源学报,2004,19(4):480~491. 靳芳,鲁绍伟,余新晓,等.中国森林生态系统服务功能及其 价值评价[J].应用生态学报,2005,16(8):1531—1536. 在威海市黑松林生态系统的服务总价值中,生物多样性 保护价值所占比例最大,为45%,固碳、释氧和固土所占比例 分别为24%、13%和10%;保肥、涵养水源、净化大气和森林 保护4项功能价值总和为8%。其中,由于上述原因导致黑 松林净化空气和森林保护功能不能被全面评估。 参考文献: [1] Guo Hao,Wang Ring Ma Xiaoqian,et 1a.Evaluation of ecosys— ten services of Chinese pine forests in China[J].Science in China Series C:Life Sciences.2008,51(7):662~670. 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