黑龙江省重点公益林水源涵养效益评价的研究1）

孙海滨，张荣晔，魏嵩，蒙宽宏

（1.黑龙江省林业科学院，哈尔滨 150081；2.黑龙江省林科院江山娇实验林场；3.哈尔滨市第三苗圃；4.黑龙江省林业科学研究所，哈尔滨 150081）

近年来，随着公益林建设的不断发展，黑龙江省 重点公益林的生态作用正在不断加强，但有关其生态效益评价的研究及可以提供具体参考依据的结论很少［1］。因此，本文选定黑龙江省重点公益林公益林不同类型为研究对象，进行定点监测，通过开展对生态功能效益指标计量的涵养水源有关参数数据的连续观测，结合生态效益评价指标［1－3］，对黑龙江省典型公益林水源涵养效益进行了评价。不但可为客观、准确、及时评估国家级重点公益林的生态功能效益提供数据支撑，还为提高国家级重点公益林改善生态环境，创造生态效益提供了理论基础。

1 研究地点概况

本项研究选取东京城林业局为研究地点。东京城林业局位于黑龙江省宁安市南部，牡丹江中上游，张广才岭东南部，老爷岭和哈尔巴岭的北坡，东与穆棱市穆棱林业局接壤，南与吉林省相连，西与海林市大海林林业局交界，北与宁安市江南乡、沙兰镇毗邻，南北宽90km，东西长140km，施业区总面积401273hm2。

施业区内共有公益林林分类型16种（柞树林、落叶松林、红松林、白桦林、冷杉林、云杉林、椴树林、枫桦林、山杨林、榆树林、黑桦林、水曲柳林、胡桃楸林、柞矮林、赤松和色树林），总面积46026.2hm2。占绝对多数的为柞树林，其次为落叶松林和红松，这三种主要林分类型占全部公益林总面积的91.53%；以冷杉、云杉为主要构成树种的针叶混交林占2.70%；由椴树、枫桦、山杨、榆树、黑桦以及水曲柳等阔叶树种构成的阔叶混交林占2.67%；白桦林占2.62%；面积在100hm2以下的胡桃楸林、柞矮林、赤松林以及色树林等其他林型总面积仅占0.49%。

2 研究方法

根据公益林组成的实际情况，选定柞树林、落叶松林、红松林、针叶混交林和阔叶混交林作为主要研究对象，在东京城林业局内不同林场不同林型分别设置观测样地5块，每种林型1块。在设定的标准地内设定相关仪器，分别对不同样地的水源涵养能力指标进行了测定，主要包括：林内降雨观测、树干茎流观测、林下枯枝落叶层的水文生态特征的测定、枯落物截留量测定、土壤层水文生态特征测定、地表径流观测以及大气降雨量的观测［4－5］。观测时间为2010年5月至2011年10月。

其中：W —年森林蓄水总量（t）；Ri—第i种类型林分单位面积林冠层年截留降雨量（t／hm2）；Ki—第i种类型林分单位面积枯落物层年持水量（t／hm2）；Si—第i种类型林分单位面积土壤层年最大蓄水量（t／hm2）；Ai—第i种类型林分面积（hm2）；i—主要公益林林分类型。根据年蓄水能力对水源涵养效益进行估算：

蓄水效益（V1）的货币化采用影子工程法，以水库工程的蓄水成本来确定。

V1＝W×K1K1—水库单位库容造价（元／m3）

森林净化水质的效益（V2）以森林蓄水量的40%计算，采用替代法计算进行效益的货币化用，

V2＝W×K2×40% K2—居民用水平均价格（元／m3）

水源涵养效益（U2）为蓄水效益（V1）与净化水质效益（V2）之和，即：

U1＝V1＋V2

将面积为100hm2以下的林分作为其他类型进行研究，其他林分类型的水源涵养效益计算中使用的指标值（林冠截留率、枯落物贮量、枯落物持水量、土壤层物理水文特征值等）均取6种主要林分类型的指标值加权平均值进行计算。

3 结果与分析

水源涵养效益主要包括两个方面，一个方面是蓄水效益，另一方面是净水效益［6］。

3.1 蓄水效益

不同林型年蓄水量的区别可以通过图1看出，东部山地公益林各种林型中柞树的年蓄水量最高，达8910.74万t，其次是落叶松、红松，针叶混交林和阔叶混交林虽然面积与白桦差不多，但两种混交林的年蓄水能力要明显高于白桦林。

图1 不同林型年蓄水量

蓄水效益的货币化采用影子工程法，以水库工程的蓄水成本来确定。表1为东京城林业局各类型林分蓄水效益货币化计算，东京城林业局重点公益林可以发挥的蓄水效益值可达19.39亿元。

表1 各类型林分蓄水效益货币化计

东京城林业局重点公益林中6种主要类型林分中，蓄水效益最高的是柞树林，其蓄水效益达13.37亿元，其次是落叶松纯林3.19亿元，红松林为1.41亿元，针叶混交林为0.81亿元，阔叶混交林为0.75亿元，白桦林最低，为0.48亿元。其他林分共计发挥蓄水效益0.10亿元。

3.2 净水效益

以森林蓄水量的40%计算森林净化水质的效益，采用替代法计算进行效益的货币化用，以黑龙江城市居民用水平均价格（2.6元／m3）为参数进行计算。表2为东京城林业局公益林各类型林分净水效益货币化计算。

东京城林业局重点公益林6种主要类型林分中，净水效益最高的是柞树林，达1.06亿元，其次是落叶松纯林0.25亿元，红松林为0.11亿元，针叶混交林为0.06亿元，阔叶混交林为0.06亿元，最低的是白桦林，仅为0.04亿元。其他林分总计不到0.01亿元。

表2 各类型林分净水效益货币化计算

3.3 水源涵养总效益化

综合蓄水效益与净水效益，可得到水源涵养总效益。表3为东京城林业局重点公益林各类型林分水源涵养总效益计算。东京城林业局重点公益林水源涵养总效益位20.95亿元，其中蓄水效益19.40亿元，净水效益1.55亿元。各种林型中净水效益最高的是柞树林，14.43亿元，其次是落叶松林和红松林，分别为3.44和1.51亿元。混交林水源涵养能力要高于白桦林。

表3 各类型林分水源涵养总效益计算

4 结论

4.1 东京城林业局重点公益林各种林型中柞树的蓄水量最高（8910.74万t），其次是落叶松林和红松林，分别为2123.69和937.52万t；

4.2 针叶混交林和阔叶混交林的年蓄水能力要明显高于白桦林，即混交林的结构、功能可以发挥更好的蓄水能力；

4.3 东京城林业局重点公益林可以发挥的蓄水效益值可达19.39亿元，其中柞树林最高为13.37亿元；

4.4 东京城林业局重点公益林可以发挥的净水效益为1.55亿元，其中柞树林最高为1.06亿元；

4.5 东京城林业局重点公益林各类型林分水源涵养总效益20.95亿元。

［1］陈仲新，张新时.中国生态系统效益的价值［J］.科学通报，2000，45（1）：17－22，113.

［2］吴钢，肖寒，赵景柱，等.长白山森林生态系统服务功能［J］.中国科学（C辑），2001，31（5）：471－480.

［3］张三焕，朱哲，李京花.长白山森林生态效益资产评估研究——以汪清林区为例［J］.资源科学，2002，24（6）：74－79.

［4］程根伟，石培礼.长江上游森林涵养水源效益及其经济价值评估［J］.中国水土保持科学，2004，2（4）：18－20.

［5］郭中伟.生物多样性经济价值评价的基本方法［J］.生物多样性，1999（1）：60－65.

［6］姜海燕，赵雨森，陈祥伟，等.森林植被对水文过程的影响研究综述［A］.2006中国科协年会农业分会场论文专集，2006.