伏牛山区宝天曼自然保护区公益林的效益评价

肖武奇



伏牛山区宝天曼自然保护区公益林的效益评价

肖武奇

（河南省林业产业发展中心，河南 郑州 450003）

通过对宝天曼自然保护区国家重点公益林的涵养水源、固碳释氧、营养物质积累、生物多样性保育、净化大气、土壤保育、森林游憩等功能的实物量进行了监测。依据市场价值法、工程替代法、影子工程法等方法，采用森林生态系统服务功能评估标准中的评估公式，选取涵养水源、固碳释氧、营养物质积累、物种保育、保育土壤、净化大气、森林游憩等七项指标，计算出宝天曼自然保护区森林生态系统服务功能效益价值量。该监测的特色在于分不同的林龄对生态系统服务功能的价值量测度，反映了生态公益林的结构和功能的变化，对更好的开展生态公益林的管理提供了参考和借鉴。

宝天曼；公益林；效益评价

1 宝天曼自然保护区概况

宝天曼自然保护区是国家级自然保护区，位于河南省西南部内乡县境内，秦岭东段，伏牛山南坡。地理坐标为东径111°47′~112°04′，北纬33°20′~33°36′，地貌以切割程度不同的中山为主，低山为辅，河曼滩及阶地只在低山地带才开始与陡峭对峙的悬崖交替出现，中山地带以上的河谷，以坡度较大、溪流湍急的山涧溪谷为主。总面积9 304 hm2。

宝天曼自然保护区位于北亚热带向暖温带过渡地区，属季风型大陆性气候，四季分明，具有明显的东部季风区的过渡性特点。夏季炎热，冬季寒冷，春季温度回升较快，年平均气温15.1℃，1月份平均气温1.5℃，极端最低温-14.8℃；7月份平均气温27.8℃，极端最高温41.2℃。高山区无霜期160 d，低山区无霜期227 d。降水分布不均，夏季偏多强度大，冬季雨少强度小，年平均降水量894.8 mm，年平均相对湿度68％。

宝天曼自然保护区主要岩石是石灰岩、花岗岩和砂岩。土壤划分为山地褐土、山地黄棕壤和山地棕壤3个土类。土壤的分布与海拔的高度相关，海拔600~800 m为山地褐土土类，海拔800~1 300 m为山地黄棕壤土类，海拔1 300 m以上为山地棕壤土类。土层一般为30~40 cm，质地多轻壤或中壤，发育层次明显，有较厚的枯枝落叶层和腐质殖层，土壤肥沃，pH值5.5~7，呈中性和微酸性，无侵蚀现象。

宝天曼自然保护区内的森林植被分布有3个比较明显的垂直带谱：海拔1 200 m以下，为含有常绿落叶阔叶针阔混交林带，主要树种有栓皮栎、麻栎、青冈栎、化香、油松等，灌木有红栒子、绿叶胡枝子、杜鹃等；1 200~1 600 m为落叶阔叶林带，主要树种有锐齿栎、石灰花楸、山杨、白桦、华椴等，灌木有胡枝子、石棒子、通花梗；1 600 m以上为含有亚热带亚高山常绿灌木的针阔叶混交林带，主要树种有华山松、千金榆、秦岭冷杉等，灌木有绣线菊、秀雅杜鹃、箭竹等。

宝天曼自然保护区内植物资源丰富，是河南植物种类最多的地区之一。经调查发现，自然保护区有维管植物181科941属2 925种。其中：种子植物2 741种及变种，隶属于150科、869属；蕨类植物184种，隶属31科72属。种子植物中，裸子植物6科、13属、20种；被子植物144科、856属、2 721种；保护区内有苔藓植物共计306种、8变种、1变型，隶属于55科、132属。其中，苔类有21科、26属、64种；藓类有34科、106属、242种、2亚种、8变种和1变型。保护区珍稀、濒危植物大多数是第三纪古热带植物区系的残余种，有的是起源古老的孑遗种，其中不少属于世界上其他地区已经绝灭，而唯我国特有的珍稀植物。属于国家重点保护的植物有18种。

宝天曼自然保护区内动物资源非常丰富，有野生脊椎动物359种，隶属于32目83科，其中兽类6目18科58种；鸟类16目42科205种；爬行动物2目8科28种；两栖动物2目4科12种；鱼类6目11科56种。其中属于国家一级重点保护的野生动物有5种，国家二级重点保护的野生动物有35种。

2 宝天曼自然保护区森林生态效益监测结果

根据生态经济学方法和国家林业局颁布的林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》 (LY/T 1721-2008)，对宝天曼自然保护区国家重点公益林的涵养水源、固碳释氧、营养物质积累、生物多样性保育、净化大气、土壤保育、森林游憩等功能的实物量进行了监测。其主要结果如下：森林生态系统年涵养水源量3 872.84万m3；森林植被年固碳15.85万t，年释放氧气13.77万t；森林年固N量1 489.57 t，固P量162.77 t，固K量3786.09 t；Shannon-Wiener平均指数2.51；负离子浓度平均为 3 954.8个/m3，年产负离子量337 761 015.1×1015个，年吸收SO2量 816.1 t，滞尘量9.29万t；年固土量为120.97万t，年保肥量为0.97万t；年接待游客10万人次。具体分项监测结果如下：

2.1 涵养水源功能

根据河南宝天曼森林生态站2011年全年的观测数据，宝天曼地区年平均降水量为894.88 mm。锐齿林群落森林植被的蒸散量根据水量平衡原理，由降雨量减去地表径流量（渗漏量不计），年蒸散量平均为468.71 mm，水库库容造价为6.11元/ m3。水净化费用按2.09元/t计算，经水量平衡公式进行计算，可以得出保护区生态公益林年调节水量价值23 665.76万元，年净化水质价值为8 094.23万元；宝天曼国家级自然保护区国家重点生态公益林年森林涵养水源总量为38 728 392.16 m3·a-1，总价值为31 759.99万元，单位平均价值每公顷3.45万元。分龄组计算，宝天曼保护区生态公益林幼龄林年涵养水源4 199 543.33 m3，价值3 443.92万元；中龄林年涵养水源10 147 490.48 m3，价值8 321.65万元；近熟林年涵养水源量为4 099 614.98 m3，价值 3 361.97万元；成熟林年涵养水源量为12 739 963.3 m3，价值10 447.66万元；过熟林年涵养水源量为 7 541 780.07 m3，价值6 184.79万元。

2.2 固碳释氧功能

根据宝天曼科研监测中心设定2009-2011年锐齿栎野外监测样地，确定宝天曼保护区国家重点生态公益林不同龄级生物量和生产力。在宝天曼生态公益林区共设定不同龄级的森林样地5个，在不同样地的锐齿栎群落内分别测定了乔木层、灌木层、草本层、凋落物及细根的生物量和生产力。具体结果详见表1。

表1 宝天曼自然保护区国家重点公益林不同年龄组生物量与生产力 单位 t/hm2，t/（hm2·a）

根据森林生态效益森林固碳释氧的计算公式，分别不同龄级对保护区森林固碳释氧功能进行测算。公式中碳和氧的价格以世界炭税价格1 200元/t和1 000元/t进行计算。

结果表明，宝天曼保护区生态公益林年固碳15.85万t，年固碳价值19 016.41万元；每年每公顷固碳17.21 t，每公顷固碳价值2.07万元；分龄组计算，年固物质量从大到小依次为：中龄林 （11 127.1万元）、成熟林（9 525.38万元）、过熟林（5 594.77万元）、近熟林（3 593.52万元）、幼林龄（2 955.35万元）。随着林龄的增大，生态公益林固碳能力上升，进入成熟林阶段后，公益林的年固碳能力逐步下降。

生态公益林在进行碳积累的过程中，同时向外界释放出氧气。根据公式：

氧气=1.19××年

氧=1.19×氧××年

计算得出宝天曼自然保护区不同林龄的生态公益林的释氧实物量和价值量。结果表明：宝天曼保护区生态公益林年释氧13.77万t，年释氧价值量13 769.71万元；平均每公顷释氧14.96 t，释氧价值1.50万元；分龄组计算，幼龄林年释放氧气量为1.57万t，价值156.97万元； 中龄林年释放氧气4.69万t，价值 4 688.81万元；近熟林年释放氧气 1.43万t，价值1 427.37 万元；成熟林年释放氧气3.73 万t，价值3 726.25万元；过熟林年释放氧气2.36万t，价值 2 357.62万元。不同林分年释放氧气量与碳累积量的变化趋势接近一致。结合固碳价值和释氧价值，得出宝天曼保护区生态公益林固碳释氧功能年价值量达32 786.12 万元。

2.3 积累营养物质功能

分龄组对宝天曼国家级自然保护区生态公益林的物质循环与储藏功能进行测算。根据群落的乔木层、灌木层、草本层N、P、K营养元素含量，推算保护区植被每年固定营养元素的能力，并折算成保肥效益。结果表明：宝天曼保护区国家重点公益林年固N量1 489.57 t，固P量162.77 t，固K量3 786.09 t ，保肥总价值4 479.68万元。每年保肥量价值0.49万元/ hm2。分龄组计算，幼龄林年固N量191.71 t，固P量16.62 t，固K量431.27 t；保肥价值每年达544.98万元；中龄林年固N量为429.65 t、固P量为48.38 t，固K量为1 110.58 t，年保肥效益为1 302.55万元；近熟林年固N量149.3 t、固P量16.81 t，固K量385.93 t，年保肥效益452.64万元；成熟林年固N量为414.51 t，固P量为46.68 t，固K量为1 071.46 t，年保肥价值1 256.67万元；过熟林年固N量304.4 t，固P量34.28 t，固K量786.84 t，年保肥效益922.85万元。

2.4 物种保育功能

野外调查结果表明：宝天曼自然保护区生态公益林Shannon-Wiener指数分别为：幼龄林1.92、中龄林2.64、近熟林2.87、成熟林2.91、过熟林2.24；计算得出物种保育总价值为17 086.8万元，其中幼龄林1 325万元，中龄林 5 217.8万元，近熟林 1 813.2万元，成熟林5 034.0万元，过熟林3 696.8万元，每年物种保育价值为1.86万元/hm2。

2.5 净化大气功能

负氧离子对于人体健康具有重要的作用，也是衡量空气质量和环境状况的主要指标之一。负氧离子的测定在林区内有很大的不确定性。随着林分类型和空气湿度和季节发生变化。宝天曼保护区森林空气负氧离子的测定主要采用一年来的平均值进行计算和评估。结合仪器监测和负离子生产价值，测得宝天曼自然保护区生态公益林中幼龄林负离子浓度为3 679个/m3，每年产生负氧离子的个数为 46 118 325.24×1015，价值3 859.70万元；中龄林负离子浓度4 235个/m3，负离子104 529 460.5×1015个，价值8 972.01万元；近熟林负离子浓度4 890个/m3，年产负离子41 942 318.66×1015个，价值 3 679.60万元；成熟林负离子浓度为3 681个/m3，年产负离子87 655 040.48×1015个，价值7 336.73万元；过熟林负离子浓度3 289个/m3，年产负离子57 515 870.21×1015个，价值28 550.39万元。

宝天曼自然保护区生态公益林SO2净化量，按龄组依次为：幼龄林7.05万元、中龄林13.88万元、近熟林4.82万元、成熟林13.39万元、过熟林9.83万元；按幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林龄组，宝天曼自然保护区生态公益林滞尘价值量依次为：227.5、447.95、155.66、432.17、317.37万元。

综合负离子供给、SO2净化、滞尘等，计算出宝天曼自然保护区生态公益林净化大气服务功能每年达15 034.6万元。

2.6 保育土壤功能

根据宝天曼自然保护区森林生态定位研究站集水区测定的数据，宝天曼保护区幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林年土壤侵蚀量分别为2.0、1.8、1.7、1.9、2.04 t/hm2，裸露地年侵蚀量为133.3 t/hm2，泥沙平均容重为1.2 t/m3，磷酸二铵含氮量14%，含磷量15.01%；氯化钾中含钾量为50.00%。磷酸二铵市场价格为2 400元/t，氯化钾价格为 2 200元/t，有机质价格按53.1元/t。

经测算，保护区生态公益林年固土能力为120.97万t，森林固土价值为616.01万元，减少土壤肥力损失量每年为0.97万t，减少土壤肥力损失价值为6 552.7万元。分龄组计算，宝天曼保护区生态公益林幼龄林年固土量为17.4万t，森林固土价值为88.59万元，减少土壤损失量每年为0.13万t，减少土壤肥力损失价值为949.17万元；中龄林年固土量为34.3万t，森林固土价值为174.7万元，减少土壤损失量每年为0.27万t，减少土壤肥力损失价值为1 871.8万元；近熟林年固土量为11.93万t，森林固土价值为60.75万元，减少土壤损失量每年为0.09万t，减少土壤肥力损失价值为650.9万元；成熟林年固土量为33.07万t，森林固土价值为168.42万元，减少土壤损失量每年为0.17万t，减少土壤肥力损失价值为1 754.95万元；过熟林年固土量为24.26万t，森林固土价值为123.55万元，减少土壤损失量每年为0.29万t，减少土壤肥力损失价值为1 329.95万元。

2.7 森林游憩功能

经计算，宝天曼自然保护区生态公益林森林游憩功能价值量为1 583.2万元。其中宝天曼自然保护区科研文化价值为183.2万元；宝天曼自然保护区森林旅游价值1 400万元。其中年接待游客约10万人次，门票60元/人，森林旅游门票收入600万元；生态旅游其他收入为800万元。

3 自然保护区国家重点生态公益林效益价值分析

根据影子工程法、工程替代法和市场价值法等方法，采用森林生态系统服务功能评估标准中的评估公式，选取涵养水源、固碳释氧、营养物质积累、物种保育、保育土壤、净化大气、森林游憩等7项指标，计算出宝天曼自然保护区的森林生态系统服务功能效益价值量为12.50亿元，每年生态效益价值为13.58万元/hm2。其中保护区的涵养水源总价值量为31 759.99万元，固碳释氧价值总价值量为32 786.12万元，营养物质积累总价值量为4 479.68万元，物种保育总价值量为17 086.8万元，净化大气总价值量为30 180.01万元，保育土壤总价值量为7 168.77万元和森林游憩总价值量为1 583.20万元。根据7项服务功能的价值量从大到小依次排列为：固碳释氧（26.22%）、涵养水源（25.4%）、净化大气（24.14%）、物种保育（13.66%）、保育土壤（5.73%）、积累营养物质（3.58%）、森林游憩（1.27%）。

对生态公益林分林龄进行分析，其中幼龄林7项生态效益价值13 547.63万元，平均10.22万元/hm2，中龄林年生态效益价值 37 771.31万元，平均14.48万元/hm2；近熟林每年生态效益价值量为14 171.14万元，平均15.63万元/hm2；成熟林年生态效益价值36 479.45万元，平均14.49万元/hm2；过熟林年生态效益价值23 075.04万元，平均12.48万元/hm2。不同龄级的生态效益平均价值从大到小依次为：近熟林、成熟林、中龄林、过熟林和幼龄林。价值量的变化，反映了生态公益林结构和功能规律的变化。

宝天曼自然保护区国家重点公益林监测主要是在保护区的栎类生态系统内进行的，主要反映了保护区的主要生态公益林类型的实物量和价值量。由于保护区经济林的面积较小，故没有对保护区山茱萸经济林的生态效益进行评估计算。鉴于资金和技术的限制，对保护区的阔杂类阔叶林、马尾松、油松、杉木没有进行分林种进行测算。涉及这些主要树种生态效益的指标计算主要采用栎林的监测指标来进行。

生态公益林的森林生态效益是广泛的，但是由于受科学技术水平、监测手段和计量方法的限制，暂时无法对森林生态的每项效益都进行一一计量，其价值体现是不完全的，对其的评价也必然是部分的。但是，这一数值依然可以清楚地说明作为森林精华的生态公益林在维系和促进当地社会经济持续发展和环境保护中所起到的重大作用。

（责任编辑：王团荣）

Benefit Evaluation on Nature Reserve non-commercial Forest in Funiu Mountain Area

XIAO Wu-qi

(Henan Forestry Industrial Development Center, Zhengzhou, 450003,China )

This article through the physical quantity monitoring of national prior non-commercial forest in Baotianman including nature reserve of water conservation, carbon sequestration and release oxygen, nutrient accumulation, biodiversity conservation, purify the air, soil conservation, forest recreation functions and other functions. Based on the Market value method, replacement method, shadow engineering method etc, using the assessment formula of forest ecological system service function assessment criteria, selecting index of water conservation, carbon sequestration and release oxygen, nutrient accumulation, biodiversity conservation, purify the air, soil conservation and forest recreation functions, figuring out the forest ecological system service function benefit value of Baotianman Nature Reserve. The feature of the monitoring points in different forest age of ecosystem services value measure, which reflects the change of the structure and function of ecological public welfare forest, for the better development of ecological public welfare forest management provides reference and lessons.

Baotianman；Public Welfare Forest；Benefit Evaluation

S 759.9

A

1003-2630（2015）04-04-0032

2015-10-15