拉萨达孜县北京杨人工林生态系统服务功能评价*

赵海珍李文华黄瑞玲李飒

(1.环境保护部环境工程评估中心，北京 100012;2.中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101; 3.成安县综合职业技术学校，河北 邯郸 056700)

拉萨达孜县北京杨人工林生态系统服务功能评价*

赵海珍1李文华2黄瑞玲3李飒1

(1.环境保护部环境工程评估中心，北京 100012;2.中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101; 3.成安县综合职业技术学校，河北 邯郸 056700)

本研究以拉萨河谷地区达孜县为例，运用市场价值法、替代工程法、影子价格法等方法对北京杨人工林生态系统生产林产品、固定CO2、释放O2、涵养水分、维持营养循环等服务功能进行了计算。结果表明达孜县北京杨人工林生态系统各项服务功能的总价值为263.82万元，各项服务功能的价值依次为林产品价值29.81万元(11.30%)、固定CO2价值85.11万元(32.26%)、释放O2价值115.09万元(43.62%)、涵养水分价值26.80万元(10.16%)、营养循环价值7.01万元(2.66%)。由此可知达孜县北京杨人工林生态系统提供了巨大的生态服务，其释放O2的服务功能尤为突出。

拉萨河谷;北京杨人工林;生态系统服务功能;评价

生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用［1］。生态系统服务功能的评价的联合国千年生态系统评估(MA)的主要内容之一，对于全球生态系统的管理和可持续发展生态学的研究具有重要意义［2］。

西藏藏南河谷是西藏自治区人工造林的重点区域，其8 817hm2的人工林中，杨树林面积为3 667hm2，占人工林总面积的41.60%;而且藏南河谷区用于大面积造林的杨树是20世纪60年代引进的北京杨［3］。因此，本研究选择典型的河谷区拉萨市达孜县，极具代表性的北京杨人工林生态系统，以野外试验数据为基础，在一个较小尺度上对其生态系统服务功能的价值进行了评价，旨在为拉萨河谷地区森林生态系统服务功能的评估以及森林生态系统的科学管理提供一定的科学依据。

1 研究区域概况

达孜县位于藏南谷地、拉萨河下游南岸，北纬29°29'－30°02'，东经91°15'－91°41'。境内平均海拔4 500m，年平均温度约为7.5℃，年平均日照时数为3 065h，年平均降水量450mm左右，90%以上集中在雨季的6－9月，属于高原季风温带半干旱气候。达孜县土壤为洪冲积母质，质地偏沙，主要植被类型包括高山灌丛草甸、亚高山灌丛草甸、高山草原、山地灌丛草原等。

2 研究方法

2.1 林产品价值

人工林生态系统的产品主要是活立木，利用其净初级生产量、木材比重、活立木的市场价格等资料，计算人工林生态系统活立木的价值。其计算公式如下:

其中，V活立木—活立木的价值(元/a);A—林分面积(hm2);W—林分地上部分树干和树枝的干物质生产量(t/ a);P—活立木林价(元/m3);R—木材的比重(t/m3)。

活立木林价采用孔繁文等人研究的全国主要树种标准序列立木林价(1990年不变价格)［4］。

2.2 固定CO2的价值

利用人工林生态系统的净初级生产量数据，根据光合作用方程式，生态系统每生产1.00g植物干物质能固定1.63g CO2，使用造林成本法(1990年不变价260.90元/ tC)和碳税法(150美元/tC，以1美元折合8.28元人民币计算)估算农田生态系统固定的CO2价值。

2.3 释放O2的价值

根据光合作用方程式，生态系统每生产1.00g植物干物质能释放1.20g O2，利用人工林生态系统的净初级生产量数据，使用造林成本法(1990年不变价352.93元/t)和工业制氧法(制氧工业成本0.40元/kg)估算人工林生态系统释放O2的价值。

2.4 涵养水分的价值

考虑土壤对水分的涵养，利用土壤非毛管静态蓄水量法计算人工林生态系统土壤水分涵养量，同时考虑其林木、林下植被对水源的涵养量。采用替代工程法，以水库的蓄水成本(1990年不变价0.67元/t)来定量评价人工林生态系统涵养水分的价值。

2.5 营养循环的价值

利用各营养元素在各植物体内的含量、播种面积、净初级生产力等数据，计算植物体内N、P、K的积累量;利用影子价格法(我国化肥的平均价格为2549元/t，1990年不变价)，将人工林生态系统养分的持留量价值化。

3 结果与分析

3.1 林产品的价值

达孜县无天然林分布，北京杨人工林是其最主要的人工林类型，其面积为589.749 hm2［5］。人工林生态系统产品主要是活立木，因此，主要计算其年生产活立木的价值。北京杨的木材比重为0.806 4 t/m3［6］，计算可得达孜县北京杨人工林生态系统净初级生产力(树干、树枝)2.29 t/hm2·a－1，净初级生产量1 350.50t/a，活立木林价178元/m3，活立木每年生长量的价值为29.81万元。

3.2 固定CO2的价值评价

人工林可通过光合作用，同化大气中的CO2，释放O2，并合成碳水化合物，因此，人工林的干物质积累(干物重)反映了其同化能力。

达孜县北京杨人工林生态系统的净初级生产力为432g/m2·a－1，净初级生产量2 547.68t/a，固定CO24 152.71t/a。采用造林成本法计算其每年固定CO2的价值为29.55万元;采用碳税法，其每年固定CO2的价值为140.66万元，取两者的平均值，则达孜县北京杨人工林生态系统每年固定CO2的价值为85.11万元。

3.3 释放O2的价值评价

西藏空气的显著特点是含氧量低，仅为平原地区的50%－70%，并且其含氧量随海拔的升高而迅速降低，因此与低海拔地相比，高原生态系统释放氧气的功能对于生物的生存和健康具有更重要的意义。植物可以通过光合作用释放O2，从而对于该区空气含氧量的维持与提高具有一定意义。

达孜县北京杨人工林生态系统每年释放O2量为3 057.22t，造林成本法计算每年释放O2价值为107.90万元;工业制氧法计算为122.29万元;平均价值为115.09万元。

3.4 涵养水分的价值

非毛管孔隙的静态蓄水量是衡量生态系统水源涵养功能的一个十分重要的指标。根据测定的各层土壤的非毛管孔隙度，同时考虑林木、林下植被对水源的涵养量，计算得到达孜县北京杨人工林生态系统每年的总蓄水量为400 168.96t，其生态经济价值为26.80万元(见表1，见表2)。

表1 北京杨人工林生态系统土壤涵养水分的经济价值

3.5 营养循环的价值

生物库养分持留法是用生态系统养分持留量的多少来表示生态系统维持营养物质循环功能的强弱。由表3可知，人工林生态系统每年的养分持留总量为27.53t，其营养循环的生态经济价值为7.01万元。

3.6 生态系统服务功能的构成与总价值

从达孜县北京杨人工林生态系统服务功能的价值构成(见表4)可知，其生态系统服务功能的总价值为263.82万元，其中以释放O2价值为最高(115.09万元)，占总价值的43.62%。

表2 北京杨人工林生态系统涵养水分的经济价值

4 结论与讨论

(1)研究表明达孜县北京杨人工林生态系统提供着巨大的服务功能，总价值为263.82万元，各项服务功能价值的大小排列为:释放O2价值＞固定CO2价值＞产品服务价值＞涵养水分价值＞营养循环价值。

表3 北京杨人工林生态系统维持营养物质循环功能的经济价值

表4 达孜县北京杨人工林生态系统服务功能的价值

(2)释放O2是该区域北京杨人工林生态系统的主要服务功能，其释放O2价值占总价值的43.62%;而其涵养水源、营养循环的功能相对较弱，这与该区域土壤为洪冲积母质，质地偏沙、保水保肥力差是一致的。

(3)本研究仅对拉萨市达孜县北京杨人工林生态系统部分主要服务功能进行了评估，尚有其他一些功能如生物多样性维持、娱乐休闲等未作评估。因此，本研究所计算的总服务价值要低于其实际价值。此外，还应对北京杨人工林生态系统的生态过程、生态系统结构与服务功能的关系、评价指标及评价方法进行深入的探讨。

(编辑:李琪)

［1］Daily G C.Natures Services:Societal Dependence on Natural Ecosystems［M］.Washington D C:Island Press，1997.

［2］李文华，欧阳志云，赵景柱.生态系统服务功能研究［M］.北京:气象出版社，2002.

［3］林业部规划院，西藏自治区林业局.西藏自治区一江两河地区综合开发林业规划［R］.1992.

［4］孔繁文等.森林资源核算与环境政策［M］.北京:中国环境科学出版社，1994.

［5］张增祥，除多等.西藏自治区中部地区资源环境遥感监测与综合评价研究［M］.北京:宇航出版社，1998.

［6］张永贵.6种杨树木材比重、白度、粗浆得率测定［J］.辽宁林业科技，1999，(2):50－51.

AbstractForestry ecosystem is very important to human being，but the fact is that we know less about its ecosystem service.This study selects Populus beijingensi plantation ecosystem of Dazi County in Lhasa-River Valley，and uses different methods(such as market value，substitution engineering，shadow price)to calculate its value.The result shows that the total value of Populus beijingensi plantation ecosystem service is 263.82×104yuan RMB，and various ecosystem services values are production value 29.81×104yuan RMB(11.30%)，fixed CO2value 85.11×104yuan RMB(32.26%)，release value of O2115.09×104yuan RMB(43.62%)，water holding value26.80×104yuan RMB(10.16%)，and nutrient circle maintaining value 7.01×104yuan RMB(2.66%)respectively.Therefore，plantation ecosystem provides great ecological service to its economic productivity，and the release of O2is especially the most important service.

Key wordsLhasa River valley;Populus beijingensi plantation;ecosystem services;Dazi County;valuation

Valuation of Populus Beijingensi Plantation Ecosystem Services In Dazi County

ZHAO Hai-zhenLI Wen-huaHUANG Rui-lingLI sa
(1.Appraisal Center for Environment and Engineering，SEPA，Beijing 100012，China;
2.Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research，CAS，Beijing 100101，China; 3.Vocational Technical School of Cheng＇an County，Handan Hebei 056700，China)

F062.2

A

1002－2104(2010)05专－0104－03

2010-06-16

赵海珍，博士，高级工程师，主要研究方向为生态系统服务功能及其评价。

*国家自然科学基金重点项目(编号:30230090)资助。