新疆梭梭林防护增产及固沙功能价值核算

宁虎森，雷春英，吉小敏，罗青红

(新疆林科院造林治沙研究所，新疆 乌鲁木齐 830063)



新疆梭梭林防护增产及固沙功能价值核算

宁虎森，雷春英，吉小敏，罗青红

(新疆林科院造林治沙研究所，新疆 乌鲁木齐 830063)

摘要：运用市场价值法，影子价格法对新疆梭梭林防护增产及固沙功能进行价值核算.结果表明：1)截至2011年，新疆共有梭梭林1 390 408.46hm2，其中94.45%分布在北疆各地区；2)新疆梭梭林防风固沙的总价值为3 475 546.33万元·a-1，其中固沙价值占总价值的90.51%，在防风固沙价值中起主要作用；3)不同地区梭梭林防风固沙价值大小顺序为塔城地区>昌吉州>阿勒泰地区>博州>克拉玛依>哈密地区>乌鲁木齐市>巴州>吐鲁番地区>阿克苏地区>伊犁州>喀什地区；4)占全疆梭梭林总面积92.12%的低盖度梭梭林，产生了防风固沙总价值的88.39%，因此，应加强低盖度梭梭管理与保护；5)在新疆应尽快建立梭梭林荒漠生态系统服务市场，完善梭梭林生态补偿机制，使梭梭林荒漠生态系统服务价值得以实现.

关键词：梭梭林；防风固沙；价值核算；生态系统服务

0引言

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，也指人类直接或间接从生态系统功能中获取的利益[1-3].上个世纪70年代以来，一些学者对生态系统服务功能及其价值评价开展大量研究[4-7].其中，最具代表性的是Constanza等人将生态系统服务功能划分为海洋，森林，草原，湿地，水面，荒漠等17类[4]，这样的分类使得生态系统服务功能价值评估得到广泛的关注，并且成为全球生态学与经济学研究的前沿领域和热点.近年来，国内学者对不同生态系统服务功能进行了大量的研究，多数集中在森林、草地、耕地和水域生态系统[8-11].然而，有关荒漠生态系统服务功能研究较少.

1研究区概况

新疆位于中国西北边陲，地处亚欧大陆腹地，东西长2 000 km，南北宽1 600 km，面积为1 660 000 km2，约占全国总面积的1/6，是中国最大的省区，新疆属典型的大陆性气候，干燥少雨，蒸发大，冬季寒冷而夏季炎热，昼夜温差大.其中，北疆降雨量约为200 mm，南疆降雨量不足100 mm.研究区为新疆境内有梭梭分布的地州，包括北疆的博州，塔城地区，克拉玛依市，伊犁州，阿勒泰地区，昌吉州，乌鲁木齐市，东疆的哈密和吐鲁番地区，南疆的巴州，喀什地区，阿克苏地区.梭梭、白梭梭的天然林、次生林及人工林全部纳入本次核算.

2数据来源及研究方法

2.2新疆梭梭林防风固沙实物量

固沙实物量：G固沙=G×A

(1)

增产实物量：Q保护=Q×A

(2)式中：G固沙为梭梭林固沙量，单位：t·a-1；G为不同盖度梭梭林单位面积固沙产量，单位：t·hm-2·a-1；其取值来源于韩永伟等人研究结果[14].Q保护为梭梭林防护增产量，单位t·a-1；Q为因防风固沙林等森林存在而增加的单位面积牧草年产量，Q的取值参照2011年宋翔等人的研究成果[16]，因牧草无相应的研究成果，单位面积牧草增产率参照小麦的增产幅度，取11.0%.牧草按苜蓿计算，单位面积产量根据市场调查取1 200 kg/hm2，因此Q取值为19.98 t·hm-2·a-1；A为林分面积，单位：hm2.

2.3新疆梭梭林防风固沙价值量

固沙价值：V固沙=G固沙×C固沙

(3)

增产价值：U防护=Q保护×C保护

(4)

防风固沙总价值：Z防风固沙=U防护+V固沙

(5)式中：V固沙为梭梭林固沙价值，单位：元·a-1；C固沙为沙尘清理费用，根据市场调查取值为230.8元/t.U防护为梭梭林防护价值，单位：元·a-1；C保护为牧草等价格，按苜蓿价格来计算，取值为1.20 元/kg.Z防风固沙为梭梭林防风固沙总价值，U防护为梭梭林森林防护价值，V固沙为梭梭林固沙价值，单位均为元·a-1.

2.4评价方法采用生态系统服务功能价值评价方法中的市场价值法和影子价格法.市场价值法是利用因环境质量变化引起的某区域产值或利润的变化来估算环境变化所带来的经济得失，影子价格法是指使用技术手段获得某种生态系统服务功能相同的效益所需的生产费用，从而间接地估算该种生态系统服务的价值.梭梭林防护的牧草增产的价值计算使用市场价值法，固沙的价值使用影子价格法计算.

利用Excel进行相关数据的统计与计算，使用Origin8.5软件进行绘图.

3结果与分析

图1　新疆梭梭林面积统计

3.1新疆梭梭林面积统计新疆共有梭梭林1 390 408.46 hm2，按不同梭梭林盖度分类，低盖度林地面积为1 266 191.49 hm2，中盖度林地为71 665.83 hm2，高盖度林地为36 639.43 hm2，分别占总面积的92.12%，5.21%，2.67%，这说明新疆梭梭林是以低盖度分布为主.其中，克拉玛依市，伊犁州，哈密地区，巴州，阿克苏地区，喀什地区只有低盖度梭梭林分布，其余地区也是以低盖度梭梭分布为主(图1，(a)，(b)，(c)).而中盖度梭梭林主要分布在博州，塔城地区，昌吉州，乌鲁木齐市.高盖度梭梭林总体面积较小.

整体上看新疆梭梭主要分布在新疆北部的塔城地区，昌吉州，阿勒泰地区，博州，克拉玛依市(图1(d))，仅这5个地区梭梭林面积占到全疆梭梭林面积的92.58%.

3.2新疆梭梭林固沙价值评价由表1可知，新疆梭梭林固沙总量为139 158 501.17 t·a-1.各地州市均介于137.57 t·a-1与38 775 063.64 t·a-1之间，固沙量由大到小依次为塔城地区>昌吉州>阿勒泰地区>博州>克拉玛依市>哈密地区>乌鲁木齐市>巴州>吐鲁番地区>阿克苏地区>伊犁州>喀什地区.不同盖度梭梭林中，低盖度梭梭林固沙量最大，其值为122 719 279.16 t·a-1，是中盖度梭梭林固沙量(10 490 444.51t·a-1)的11.7倍，是高盖度梭梭林固沙量(5 948 777.50 t·a-1)的20.63倍.

表1　新疆梭梭林荒漠生态系统固沙量　t·a-1

通过公式可计算出新疆梭梭林固沙总价值为3 148 965.9万元·a-1.由表2可知，各地州市固沙总价值介于3.11万元·a-1与894 928.47万元·a-1之间，固沙价值大小顺序为塔城地区>昌吉州>阿勒泰地区>博州>克拉玛依>哈密地区>乌鲁木齐市>巴州>吐鲁番地区>阿克苏地区>伊犁州>喀什地区.其中低盖度梭梭林固沙价值为2 774 498.04万元·a-1，占全疆的88.11%；中盖度梭梭林固沙价值为238 844.45 万元·a-1，占全疆的7.58%；高盖度梭梭林固沙价值为135 623.42万元·a-1，占全疆的4.31%.

表2　新疆梭梭林荒漠生态系统固沙总价值　万元·a-1

3.3新疆梭梭林防护价值评价梭梭林防护增产是指保护农田和牧场免受自然灾害的影响使农作物和牧草增产的量.由表3可知，新疆梭梭林防护增产总量为2 753 008.76 t·a-1，各地区增产总量介于2.81 t·a-1和783 031.37 t·a-1之间，其中增产量最大的地区为塔城地区，其值为783 031.37 t·a-1，增产量最小的地区为喀什地区，仅为2.81 t·a-1.不同盖度增产量的大小顺序为低盖度>中盖度>高盖度.

表3　新疆梭梭林荒漠生态系统防护增产量　t·a-1

通过公式可计算出新疆梭梭林防护增产总价值为330 361.04万元·a-1.由表4可知，塔城地区防护增产价值为93963.76万元·a-1，为全疆最高，喀什地区防护增产产值为0.34万元·a-1，为全疆最低.在不同盖度梭梭林比较中，低盖度梭梭林增产价值为300 847.1万元·a-1，中盖度为17 027.8万元·a-1，高盖度为12 486.15万元·a-1，分别占全疆梭梭林增产价值的91.07%，5.15%，3.78%.

表4　新疆梭梭林荒漠生态系统防护增产价值　万元·a-1

3.4新疆梭梭林防风固沙总价值评价固沙价值与防护增产价值之和为梭梭林防风固沙总价值量，通过计算得到新疆梭梭林防风固沙总价值为3 479 326.95万元·a-1，其中固沙价值为3 148 965.91万元·a-1，防护增产总值为330 361.04万元·a-1，分别占总价值的90.51%和9.49%，通过图2(a)也可以看出，梭梭林防风固沙生态服务功能中，固沙价值显著大于防护增产价值.通过图2(b)可以看出，新疆不同地区梭梭林防风固沙总价值的大小顺序为：塔城地区>昌吉州>阿勒泰地区>博州>克拉玛依>哈密地区>乌鲁木齐市>巴州>吐鲁番地区>阿克苏地区>伊犁州>喀什地区.不同盖度梭梭林防风固沙产值分配为：低盖度占总价值的88.39%，中盖度为7.35%，高盖度为4.26%(图3(a)).新疆不同地域防风固沙产值分配为：北疆梭梭林占总价值的94.66%，东疆为4.14%，南疆为1.2%(图3(b))，由此可以看出北疆梭梭林防风固沙价值远高于东疆和南疆.

图2　新疆梭梭林防风固沙价值比

图3　新疆不同盖度、地域梭梭林防风固沙价值量比

4结论

新疆梭梭林面积占全国的73%，主要分布在准噶尔盆地古尔班通古特沙漠[17]，哈密盆地东部和伊犁霍城县内分布着少量的散生林；南疆塔克拉玛干大沙漠北部和东部也有少量分布.本文中统计数据得到全疆梭梭有94.45%分布在北疆，仅有5.55%分布在南疆和东疆.而前人也研究得出新疆梭梭94%分布在新疆北部准噶尔盆地[18].出现这种南北疆分布差异现象可能是地理、土壤、生态因子影响程度和差异和物种长期演替进化引起的[19].

有研究显示，在沙漠化治理过程中，高盖度梭梭林较低盖度梭梭林更具优势，因为高盖度梭梭林下垫面粗糙度大，对于较低风速和阻截风沙的能力强于低盖度梭梭林，固沙量也更大[18].本文中研究得出，全疆梭梭主要是以低盖度分布为主，仅有7.88%梭梭是中盖度和高盖度分布.出现这种现象一方面是在全球变暖的大环境下，梭梭与干旱区其他荒漠植被一样，遭受着高温干旱所带来的逆境胁迫，梭梭幼苗大量死亡，自然更新与种群演替受阻，低盖度梭梭林的大量分布，正是梭梭对以水为主要限制因子竞争而自疏的结果.另一方面，人类近年来将大面积的梭梭林地开垦成农田，减少了高盖度梭梭林面积，工农业用水导致地下水位的下降和地表径流的减少，也影响着梭梭群落的正常发展.同时，低盖度梭梭林对风沙危害的抵御能力有限，在遭受外界高强度高频率的干扰和胁迫时，更加速其种群稳定性降低.但是，新疆梭梭林荒漠生态系统的防风固沙总价值的88.39%是由低盖度梭梭林所产生的，低盖度梭梭林对维持新疆生态系统稳定，尤其是北疆绿洲生态系统的贡献巨大.因此，在今后的工作中，应加强新疆低盖度梭梭林的科学管理和保护，维持现有梭梭林的稳定和发展，保证以梭梭为主的荒漠生态系统正常发挥其防风固沙的功能.

在荒漠地区，固沙植被不仅可以改善荒漠地区气候环境，而且可以促进沙区植物和动物的演替过程，增加物种的多样性.固沙植被还可以改善沙漠土壤环境，阻止流沙的扩大蔓延.本研究中，新疆梭梭林荒漠生态系统服务价值中固沙价值占据了90.51%，其次是梭梭林防护增产价值，占据了9.49%，可见新疆梭梭林固沙作用远远强于防护作用.在新疆，沙漠化已成为生态环境和经济发展的最大障碍，仅在新疆和田地区，因沙漠化每年损失就高达14.47亿元[19]，在工业，农业，教育和交通最发达的天山北坡经济带，沙漠化引起的损失将更大.例如：其中位于古尔班通古特沙漠西北部的塔城地区和博州，是新疆梭梭分布最多的区域之一，同时该地区也是新疆乃至全国最大的沙尘暴策源地之一，其危害范围之广、危害结果之重也也是广为人知的.本次评估结果显示塔城和博州2个地区的梭梭林生态系统固沙功能价值为13.9亿元，占到全疆梭梭林固沙总价值的44.15%，这说明该地区的梭梭林肩负着全疆梭梭防风固沙林的重任，有关部门应重视梭梭林荒漠生态系统的稳定和发展，对该地区支付一定的生态补偿费用，实现经济可持续发展战略[20].

本文中因研究手段和研究技术所限，梭梭林防风固沙功能中还有一些价值没有被计算，如防风固沙中减少了地表蒸发量，降低局部区域温度，增加空气湿度所产生的价值，这些价值需在今后的工作中需进一步深入研究.同时，应完善梭梭林荒漠生态系统的其他生态功能(固碳释氧，保育土壤，积累营养物质，生物多样性，进化大气)的价值核算，应尽快建立梭梭林荒漠生态系统服务市场，完善梭梭林生态补偿机制，使梭梭林荒漠生态系统服务价值得以实现.

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(责任编辑郭定和)

The value accounting of shelterbelt’s benefits and sand fixation of Haloxylon ammodendron forest in Xinjiang

NING Husen，LEI Chunying，JI Xiaomin，LUO Qinghong

(Research Institute of Afforestation and Desertification Prevention and Control,Xinjiang Academy of Forestry Sciences,Urumqi 830063,China)

Abstract:The wind prevention were and sand-fixation service value of different coverage Haloxylon(H.) ammodendron forest in Xinjiang was accounted,by the method of market value and shadow price,The results showed that:1) Total area of H.ammodendron forest in Xinjiang is 1 390 408.46 hm2until the year of 2011,and 94.45% of which distributed in the north of Xinjiang,and mainly concentrated in Tachen,Changji,Altay,Bozhou,karamay.2) The total wind prevention and sand-fixation value of H.ammodendron forest was 34.755 463 3 billion yuan per year,and the sand-fixation value accounted for 90.6%,it played a main role in wind prevention and sand-fixation value.3) The order of accounting value was Tachen>Changji>Altay>Bozhou>Karamay>Hami>Urumqi>Bazhou>Turpan>Aksu>Yili>Kashgar.4) The area of H.ammodendron forest with lower coverage accounted for 92.12% of the total in Xinjiang,88.39% of wind prevention and sand-fixation value was created by the lower coverage forest,therefore,It was necessary that management and protection of H.ammodendron forest,especially for the lower coveraged ones,was strengthened.5) The fact that the ecological service value of the H.ammodendron forest for wind prevention and sand-fixation was tremendous,it suggested that ecological service market of H.ammodendron forest should be established,as well ecological compensation mechanisms of which should be improved as early as possible,constantly,the ecological service value of H.ammodendron forest would be realized.

Key words:Haloxylon ammodendron forest; wind prevention and sand fixtion; value according; ecosystem service

中图分类号:S727.23

文献标志码:A

DOI:10.3969/j.issn.1000-2375.2016.03.011

文章编号:1000-2375(2016)03-0230-07

作者简介：宁虎森(1966-)，男，教授级高级工程师，E-mail：ninghusen@sina.com

基金项目：“十二五”国家科技计划课题(2012BAD16B0305)、新疆林业生态服务功能监测评估(xjlk[2013]001)和林业科技创新平台运行补助项目(2015-LYPT-DW-121)资助

收稿日期:2015-10-15