甘肃省白龙江林区主要森林类型生态服务功能价值评估

冯宜明，车克钧 ，曹秀文 ，赵 栋 ，谢 飞 ，王 杰

（1.甘肃省白龙江林业管理局 林业科学研究所, 甘肃 兰州730070；2. 甘肃省白龙江林业管理局, 甘肃 兰州730070）

甘肃省白龙江林区主要森林类型生态服务功能价值评估

冯宜明1，车克钧2，曹秀文1，赵 栋1，谢 飞1，王 杰1

（1.甘肃省白龙江林业管理局 林业科学研究所, 甘肃 兰州730070；2. 甘肃省白龙江林业管理局, 甘肃 兰州730070）

采用甘肃省白龙江林区2010年度森林资源二类调查资料和白龙江森林生态站监测数据，依据国家林业局发布的《森林生态系统服务功能评估规范》（LY/T1721-2008），评价了甘肃省白龙江林区5种主要森林类型的生态服务功能总价值。结果表明：5种主要森林类型的生态系统服务功能价值每年为303.702亿元，其中涵养水源为133.790亿元，保育土壤为91.667亿元，固碳释氧为44.793亿元，积累营养物质为2.627亿元，净化大气环境为15.717亿元，生物多样性保护为13.797亿元，森林游憩为1.31亿元。研究结果将为甘肃省森林资源核算和绿色经济评价提供基础数据。

森林生态系统；森林类型；生态服务价值；白龙江林区

森林生态系统服务功能是指森林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，为人类提供了食物、药材等多种工农业生产原料，同时也是地球生命的重要支撑，维持着生物物种与遗传多样性、大气化学的平衡与稳定[1-7]。森林作为地球上最大的陆地生态系统，其生态服务功能的重要性未能被人类很好认知，导致森林资源的逐年损失。因此，为了提高人类保护森林资源的意识，森林生态系统服务功能的评估研究已成为当前科学界研究的前沿课题[8-12]。国内外学者从不同角度和尺度开展了生态系统服务功能及其价值评估研究工作。王兵等[13]、王顺利等[14]、伍泽洪等[15]分别从国家、省级、市级尺度对中国、甘肃省、峨眉山市森林生态系统服务功能及其价值进行了评估。本研究依据中华人民共和国林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》( LY/T1721-2008) ，利用甘肃省白龙江林区森林资源二类调查数据（2010年）和白龙江森林生态站定位监测数据，对白龙江林区森林生态系统涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、生物多样性保护、森林游憩7个方面的服务功能进行了价值评估，旨在为白龙江林区森林资源的永续利用以及可持续发展提供决策依据，促进生态补偿机制，尽快实现绿色GDP。

1 研究区概况

1.1 自然地理概况

甘肃省白龙江林区地处青藏高原东北边缘与岷山山脉的白龙江和洮河两大河流上游，属长江和黄河的源头地区。处于 102°46′～ 104°52′E，33°04′～ 35°09′N。地形沿岷山山脉自西向东逐渐倾斜，山峦起伏，平均坡度30～35°。区内气候为北亚热带向温带过渡类型，高湿低温，冬长而寒冷干燥，夏短而温凉湿润。年均气温3.1～14.9℃，日照时数1 398～2 275 h，年降水量422.7～951.0 mm。土壤以棕色灰化土、棕色森林土、褐色森林土为主[16-17]。白龙江林区是全国九大重点林区之一[18]，有林地面积已达4.6×105hm2，占全林区总面积的41.46%；森林覆盖率达48.69%，全林区活立木总蓄积量7.22×107m3。

1.2 森林资源概况

根据甘肃省白龙江林区2010年度森林资源二类调查报告，甘肃省白龙江林区主要森林类型面积为395 948.5 hm2。其中：冷杉（包括岷江冷杉Abies faxoniana、巴山冷杉Abies fargesii、紫果冷杉Abies recurvata、秦岭冷杉Abies chensiensis、黄果冷杉Abies ernestii）141 365.4 hm2（35.70%）、 云 杉Picea asperata138 669.9 hm2（35.02%）、针阔混53 726.1 hm2（13.57%）、桦木（包括红桦Betula albo-sinensis、白桦Betula platyphylla）43 097.8 hm2（10.88%）、 油 松Pinus tabulaeformis19 089.3 hm2（4.82%）。

2 研究方法

2.1 数据来源

（1）甘肃省白龙江林区2010年度森林资源二类调查数据和国家权威机构公布的社会公共数据。

（2）白龙江森林生态站监测数据和2010～2013年完成的调查研究结果，包括主要森林类型的土壤容重、土壤营养元素（有机质、N、P、K）、空气负离子浓度、林分年吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物量、林分年滞尘量以及林木各器官养分含量。

2.2 评估指标及计算公式

本研究以国家林业局发布实施的《森林生态系统服务功能评估规范》( LY/T1721-2008) 标准为依据，从涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、生物多样性保护、森林游憩7个方面14个指标来评价甘肃省白龙江林区5个主要森林类型的生态服务功能价值。

3 结 果

3.1 森林涵养水源价值

根据1993～1999年《中国水利年鉴》平均水库库容造价为2.17元·t-1，2005年价格指数为2.816，折算出目前单位库容造价为6.1107元·t-1。水的净化费用以林区居民用水平均价格3.0元·m-3计，依据《森林生态系统服务功能评估规范》公式计算得出甘肃省白龙江林区主要森林生态类型每年涵养水源量为14.685亿m3，涵养水源总价值为133.790亿元·a-1，其中：调节水量价值89.735亿元·a-1，净化水质价值44.055亿元·a-1，结果见表1。

表 1 森林涵养水源价值Table 1 Values of water conservation of different type forests

3.2 森林保育土壤价值

甘肃省白龙江林区主要森林生态类型的土壤侵蚀量为0.32～4.33 t·hm-2a-1，无林地侵蚀量为18.11～25.10 t·hm-2a-1，则甘肃省白龙江林区森林生态系统年固土量646.605万t·a-1。《森林生态系统服务功能评估规范》中，挖取单位面积土方费用的推荐使用价格为12.6元·m-3，则可以获得甘肃省白龙江林区森林生态系统年固土价值为5 966.518万元；依据农业部中国农业信息网2007年春季平均价格，磷酸二铵、氯化钾、有机质的价格分别为2 400、2 200、320元·t-1，则甘肃省白龙江林区森林生态系统保肥价值为91.071亿元。由此可知，甘肃省白龙江林区森林生态系统保育土壤价值为91.667亿元（见表2）。

表2 森林保育土壤价值Table 2 Values of soil conservation and fertility maintenance of different type forests

3.3 森林固碳释氧价值

森林固碳包括森林生物量的固碳和森林土壤固碳。根据林分净生产力和林分土壤固碳量，采用瑞典的碳税率（1 200 元·t-1）和中华人民共和国卫生部氧气平均价格（1 000 元·t-1）计算得出甘肃省白龙江林区森林生态系统固碳能力为173.33万t，年释氧量为239.94万t，年固碳和释氧价值分别为20.799、23.993亿元。则甘肃省白龙江林区森林生态系统年固碳释氧价值为44.793亿元。

3.4 森林积累营养物质价值

根据国内学者对川西、甘肃南部地区冷杉、云杉、油松、桦木、针阔混5种森林类型林分净生产力的研究，结合白龙江生态站对林木营养元素(N、P、K)的测定结果，利用公式得出林木固N 9.101×105t，固P 3.925×105t，固K 9.990×105t。林木年积累营养物质价值为2.627亿元。

表4 森林积累营养物质价值Table 4 Values of nutriment accumulation of forests

3.5 森林净化大气环境价值

根据白龙江森林生态站的长期监测数据和相关文献资料，白龙江林区主要森林类型的负离子量浓度平均为760 个·cm-3，年均吸收二氧化硫为126 kg·hm-2a-1、氟化 物 为 0.44 ～ 0.67 kg·hm-2a-1、氮氧化物3.67～4.67 kg·hm-2a-1，年均滞尘量为15 300 ～ 33 200 kg·hm-2a-1。

国家发改委第四部委2003年第31号令《排污费征收标准及计算方法》中规定二氧化硫排污费收费标准为1.20 元·kg-1，氟化物排污费收费标准为0.69 元·kg-1，氮氧化物排污费收费标准为0.63 元·kg-1，一般性粉尘排污费收费标准为0.15元·kg-1。甘肃省白龙江林区主要森林类型年吸收二氧化硫49 889.51 t，价值为5 986.74万元；年吸收氟化物227.22 t，价值为15.68万元；年吸收氮氧化物1 603.95 t，价值为101.05万元；年滞尘10 047 043.47 t，价值为150 705.65万元。依据《森林生态系统服务功能评估规范》的社会公共数据，负离子生产费用为5.818 5 元·10-18个-1。年提供负离子2.97×1024个，价值为363.54 万元。则甘肃省白龙江林区森林生态系统净化大气环境的总价值为15.717亿元。

表5 森林净化大气环境价值（万元·a-1）Table 5 Values of air purification of forests (万元·a-1)

3.6 生物多样性保护价值

对甘肃省白龙江林区主要森林类型开展群落调查结果显示，冷杉林、云杉林和油松林的Shannon-Wiener指数小于1，桦木林和针阔混交林的Shannon-Wiener指数大于1小于2。由《森林生态系统服务功能评估规范》中的相应公式计算得出，甘肃省白龙江林区森林生态系统生物多样性保护价值为13.797亿元。

表6 生物多样性保护价值Table 6 Values of biodiversity protection

3.7 森林游憩价值

白龙江全林区有1个国家级自然保护区，3个省级自然保护区，4个国家级森林公园和5个省级森林公园。2012年实现旅游收入1.31亿元。

3.8 森林生态系统服务功能总价值

甘肃省白龙江林区主要森林类型生态服务功能总价值为这7项指标之和，即303.702亿元。

4 结论与讨论

甘肃省白龙江林区主要森林类型生态服务功能价值达303.702亿元·a-1，是长江上游重要水源补给区，西北地区、青藏高原东部的重要生态屏障，有着极其重要的生态保护价值，对促进林区的可持续发展和环境保护奠定基础。

由图1可见， 白龙江林区生态服务功能中，森林涵养水源价值最大，占总价值量的44.05%，其它各项排序为保育土壤＞固碳释氧＞净化大气＞保护生物多样性＞积累营养物质＞森林游憩。其中涵养水源、保育土壤、固碳释氧三项功能占总生态服务功能的88.98%，是白龙江林区森林生态系统的主要功能。

图1 甘肃省白龙江林区森林生态服务功能总价值分布Fig. 1 Forest eco-service value distribution in Bailongjiang forest region of Gansu province

由图2知，白龙江林区5种主要森林类型服务功能价值大小依次为：云杉＞冷杉＞针阔混＞桦木＞油松。冷杉和云杉的单位面积生态服务功能价值较低，但是由于面积比较大，总的生态服务功能价值排在前两位。云、冷杉是白龙江林区的主体，由于抚育措施滞后，近年来，落针病发生面积不断增大，森林资源日益减少，导致林区生态环境十分脆弱，自然灾害频频发生，严重威胁着居民的生命财产安全。因此，应该充分认识这两种森林类型的生态地位和作用，采取合理经营管理措施势在必行。

图2 各森林类型生态服务功能价值Fig.2 Values of eco-services of differenttype forests

图3 各森林类型单位面积生态服务功能价值Fig.3 Values of per-unit-area eco-services of different type forest

桦木和针阔混单位面积生态服务功能价值分别排在第一和第二位，但面积较少，限制了其生态服务功能的总价值。在以后的林区管理和规划中，应加强桦木和针阔混的经营，充分发挥和提高白龙江林区的生态服务功能。

森林生态系统所提供的功能非常广泛，受科技水平、计量方法、监测手段等因素的限制，本研究没有对森林降低噪音、吸收重金属和防护功能进行评价。因此，价值体现不完全，尚需深入研究。但本研究结果依然可清楚地说明甘肃省白龙江林区在维系和促进当地社会经济持续发展和环境保护中的巨大作用[19]。

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Valuation of eco-service functions of major forest types in Bailongjiang forest region of Gansu province

FENG Yi-ming1, CHE Ke-jun2, CAO Xiu-wen1, ZHAO Dong1, XIE Fei1, WANG Jie1
(1.Research Institute of Forestry, Bailongjiang Forestry Management Bureau, Lanzhou 730070, Gansu, China;2. Gansu Bailongjiang Forestry Management Bureau, Lanzhou 730070, Gansu, China)

Based on the forest resources management survey data in Bailongjiang forest region and the long-term monitoring data by Bailongjiang Forest Eco-station, and according to the“Forest Ecosystem Services Assessment Standards”(LY/T1721-2008)promulgated by the State Forestry Administration of P.R.China, the ecosystem service function total values of fi ve major forests in Bailongjiang forest region of Gansu province were evaluated. The results show that the total annual value of the ecosystem service functions of fi ve types of forest was 30.3702 billion yuan (RMB), of which 13.3790 billion yuan for water conservation, 9.1667billion yuan for soil conservation, 4.4793 billion yuan for carbon fi xation and oxygen released, 0.2627 billion yuan for nutrient accumulation,1.5717 billion yuan for atmosphere environmental purif i cation, 1.3797 billion yuan for species conservation, and 0.131 billion yuan for forest recreation. The fi ndings will provide the basic data for forest resource account and green economic assessment in Gansu province.

forest ecosystem; forest type; eco-service value; Bailong jiang forest region; Lanzhou city of Gansu province

S718.56

A

1673-923X(2014)10-0102-05

2013-09-03

甘肃省科技计划“甘肃省亚高山人工云杉林结构优化及功能恢复模式研究”（144FKCK072）；甘肃省科技创新服务平台建设计划“甘肃白龙江、洮河林区林木种质资源保护与信息共享平台建设”（1306TTPK029）资助

冯宜明（1985-），男，甘肃景泰人，助理工程师，主要从事森林生态与可持续发展等方面的研究；

E-mail：fym850321@126.com

[本文编校：吴 彬]