黑龙江森工国有林区森林资源与生态功能总量研究*

蒙宽宏

（黑龙江省林业科学研究所，哈尔滨　150081）

黑龙江森工国有林区森林资源与生态功能总量研究*

蒙宽宏

（黑龙江省林业科学研究所，哈尔滨150081）

利用生态学研究方法，对黑龙江森工国有林区2015年及2005年的森林资源现状、生态效益量以及生态效益价值量进行对比研究结果表明，在森林资源得到保护与恢复的条件下，森林资源的生态功能总量得到了明显提高，主要表现为：（1）有林地面积增加了75.23万hm2，增幅9.61%；总蓄积量增加了23 575.63 m3，增幅37.43%；幼龄林总面积减少，而中龄林与近熟林面积有所增加。有林地面积与蓄积量总量的增加，林龄组成比例向中龄林、近熟林的倾斜，都表明森林生态系统的质量得到了提高。（2）在2015年森林资源条件下，可获得的的生态效益总量为84.59亿t，效益总价值为1 691.42亿元。

森工林区；森林效益；水源涵养；水土保持；净化空气

黑龙江省现有林业经营总面积3 175万hm2，森林总面积2 125万hm2，由龙江森工集团、大兴安岭森工集团和地市林业三部分组成。其中龙江森工集团是面积最大的一部分，下设有4个管理局、40个林业局，经营面积分布在小兴安岭、张广才岭、老爷岭和完达山，总经营面积1 007万hm2［1］，约占黑龙江省国土面积的22%，其中有林地面积858.11万hm2。

黑龙江森工国有林区（龙江森工）以其广阔的森林覆盖面积，在生物多样性保护、水源涵养、水土保持、净化大气等生态效益方面发挥了巨大的作用，为黑龙江、东北三省乃至华北平原的生态安全提供了稳定的生态屏障。现将黑龙江森工国有林区的森林资源与生态功能总量的研究结果报道如下。

1　数据来源与研究方法

研究中所采用的数据，主要来源于第8次黑龙江森林资源清查数据、官方发布的2015年度最新资源统计数据以及权威研究学者发布的数据。

研究方法主要采用《黑龙江省森工林区森林效益评价》一书中的生态效益计算与货币转换方法。为方便计算与比较，本文沿用《黑龙江省森工林区森林效益评价》中对林分类型的划分方法，即划分为阔叶混交林、针阔混交林、落叶松林、针叶混交林、柞木林、白桦林、红松林与其他林分［1］。同时，为反映资源变化对于生态效益总量的影响，本文以该书所采用的 2005年资源数据以及基于2005年资源数据计算的生态效益为对照，进行对比研究。

2　黑龙江森工国有林区森林资源概况

2.1有林地面积概况

截至2015年，黑龙江森工国有林区总经营面积1 007万hm2，有林地面积858.11万hm2。与2005年（782.88万hm2）相比，有林地面积增加了75.23万hm2，增加了9.61%。其中，阔叶混交林、针叶混交林、白桦林以及其他林分总面积有所增加，尤以阔叶混交林面积增加最多，从325.30万hm2增加到401.44万hm2，增幅达到23.41%；柞木林、针叶混交林、落叶松林和红松林的面积比2005年有所减少，其中，落叶松林面积减少最为明显，由2005年的89.73万hm2减少到2015年的47.96万hm2，面积减少了46.56%（图1）。

图1　不同类型林分面积变化

2.2有林地蓄积量概况

截至2015年，黑龙江森工国有林区有林地总蓄积量为86561.39万m3。与2005年62985.76万m3相比，有林地蓄积量增加了23 575.63m3，增加了37.43%，反映出在最近的十年之内，森林生态系统得到了极大的保护与恢复。其中，阔叶混交林、针阔混交林、白桦林和柞木林蓄积量增加最为显著，分别增加了 16 237.87万 m3、6 456.79万 m3、1 118.15万 m3和 1 142.32万 m3，增幅分别为66.88%、51.26%、49.74%和33.04%。蓄积量减少的为落叶松林、针叶混交林和红松林，分别减少了1 131.91万m3、917.65万m3和85.38万m3，降幅分别为16.95%、14.00%和3.08%（图2）。

图2　不同类型林分蓄积量变化

2.3林龄组成概况

从总体上看，与2005年相比，2015年的林龄组成变化较为明显，主要表现为幼龄林的减少和中龄林与近熟林的增加。在过去的十年内，幼龄林大量发育成为中龄林，中龄林发育进入近熟林。同时得益于全面停止商业性采伐等保护措施，使得原有的中龄以上林分得以保护与继续发育。从数据上可以看到，幼龄林比2005年减少了99.11万hm2，蓄积量减少了1 913.01万m3；中龄以上林分均有不同程度的增加，其中中龄林和近熟林增加最为明显，面积分别增加了68.92万hm2和56.02万hm2，蓄积量分别增加了17011.54万m3和7860.64万m3（图3、图4）。

图3　不同林龄林分面积变化

图4　不同林龄林分蓄积量变化

3　黑龙江森工国有林区森林生态功能总量

利用森林生态服务功能研究方法进行生态功能研究，并将生态服务功能进行货币化转换，以得到直观的生态功能总量。

3.1生物多样性保护功能

生物多样性保护功能采用的是直接经济计算方法，在进行综合调研的基础上，计算出在当前的森林资源负荷允许的条件下，黑龙江省森林每年所能提供的林产品价值为108.60元/hm2、动物增殖量的价值为36.60元/hm2，以二者之和作为单位面积森林的生物多样性保护价值［2］，结合森林面积进行计算，得到生物多样性保护功能的总价值量为12.46亿元（表1）。与2005年（12.07亿元）相比，增加了0.39亿元。

表1　生物多样性保护功能价值量

3.2水源涵养功能

3.2.1水源涵养功能总量计算

森林生态系统通过林冠层截留、枯落物层蓄水以及土壤层蓄水等综合方式来发挥森林的水源涵养功能，通过对林冠层、枯落物层以及土壤层的水源涵养功能的综合研究［3］，得到不同类型森林生态系统单位面积的水源涵养功能量（表2）。

表2　不同类型林分各层水源涵养功能　t/hm2

图5　不同类型林分水源涵养功能总量

通过综合计算，基于2015年度森林资源数据得到的水源涵养功能总量为9.37亿t，比2005年的9.13亿t增加了0.24亿t。其中，土壤层的水源涵养功能量最高，达5.15亿t，占总量的54.95%，枯落物层和林冠层分别为22.95%和22.10%。

3.2.2水源涵养功能的货币化转换

水源涵养功能的货币化转换，涉及到调蓄水量效益与净化水质两方面的效益［4］。

3.2.2.1调蓄水量效益的货币化

森林涵养水源与水库蓄水的本质类似，故其蓄水价值可根据蓄积1 t水的建水库花费为标准（15元/t）［7］。本研究采用影子工程法，以水库工程的蓄水成本进行调蓄水量的货币化计算。

研究结果表明，2015年度的森工国有林区森林生态系统可以发挥相当于835.33亿元的调蓄水量效益价值量，其中，阔叶混交林价值量最高，达到了52.02亿元；针叶混交林次之，为30.09亿元；白桦林与落叶松林分别为18.80亿元和10.24亿元；其他类型林分的价值量在不足100亿元（表3）。

表3　水源涵养效益货币化价值亿元

3.2.2.2净化水质效益的货币化

森林生态系统拦蓄的降水除60%用于树木蒸腾和生长以外，其余为地下径流，这部分水量依次通过具有强大的截留过滤作用的林冠层、枯落物层和土壤层进入地下径流，水中的污染物被层层拦截、净化，能有效地防止水资源的物理、化学和生物的污染，使得输出的水质显著改善［8，9］。以森林蓄水量的40%计算森林净化水质的效益，采用替代法进行效益的货币化，以全国城市居民用水平均价格为参数（3元/t）进行计算［10］，可以计算出净化水质的货币化效益量（表3）。

净化水质效益的货币化与蓄水效益类似，均是以水源涵养生态价值量为基础进行的转换，因此，不同类型林分间的净化水质效益的高低与蓄水效益相同。即阔叶混交林最高，其次为针阔混交林和柞木林，其他类型林分较低。

3.2.2.3水源涵养效益总价值量

蓄水效益与净化水质效益的综合即为水源涵养效益总价值量。计算结果表明，森工国有林区的水源涵养总价质量为151.73亿元，较2005年的147.74亿元增加了3.99亿元，其中蓄水效益为140.49亿元；净化水质效益为11.24亿元。从林分类型上来看，阔叶混交林的总效益量最高，超过了50亿元。

3.3保育土壤功能

3.3.1林地保土效益

森林保持水土效益主要是同无林地相比的固持土壤、减少土壤侵蚀、防止水土流失的价值和保持土壤肥力、减少土壤养分损失的价值。对森工国有林区水土保持效益的评价分别从保土效益、保肥效益两个方面进行。由于该部分的研究开展的较少，按林分类型进行评价较困难，因此以森工林区有林地整体为研究对象开展效益计算。

计算方法为，利用有林地与无林地平均土壤侵蚀模数的差值，即假定在无林情况下的土壤侵蚀量减去现有林地的土壤侵蚀量乘以林地面积，求得土壤侵蚀总量。利用影子工程法，以库容造价、泥沙密度为参数，计算保土效益价值量。综合前人研究成果，计算得到森工林区有林地平均土壤侵蚀模数为235 t/hm2，无林地平均土壤侵蚀模数为1 497 t/hm2［11］；泥沙的平均密度为2.7 g/cm3，库容造价以15元/t计算。

经过总体计算，森工国有林区可发挥的保土效益为40.05亿t，货币化转化后相当于可以获600.68亿元。与2005年（38.69亿t）相比，保土效益增加了1.36亿t，效益价值增加了343.92亿元。保土效益的变化，源于有林地面积的增加，虽然2015年与2005年的效益量差异不大，但由于2005的计算所采用的库容造价是6.11元/t，而本次计算使用的库容造价是15元/t，从而使得在效益的价值量上较2005年有大幅度增加。

3.3.2保土效益的货币化

综合前人研究结果，计算得到森工林区土壤中平均含N量0.55%、平均含P量0.21%、平均含k量0.21%、有机质平均质量分数为0.21%［1］，以此计算保育土壤中的养分总量。

利用化肥中养分的含量比例，将保育土壤中的养分总量转化为肥料的质量，再利用肥料价格计算出保肥效益价值量，其中磷酸二铵中含N量21.21%，含P量23.48%，氯化钾中含k量23.48%。磷酸二铵平均价格为2400元/t，氯化钾平均价格2200元/t，有机质平均价格320元/t。

经过计算，森工林区的总体保肥效益可达33.29亿t，可产生的价值量为516.85亿元。其中，保育k肥的效益量最高，为14.32亿t，效益价值量为222.36亿元。

综合保土与保肥两方面的效益，水土保持总效益量为73.33亿t，总价值量为1 117.53亿元（表4）。

表4　森工国有林区水土保持效益

3.4净化大气效益

净化大气的功能是森林生态效益的一项基本内涵，这一功能对人类生存环境和农牧业生产有至关重要的影响。森林对净化大气有独特的作用，它能释放O2、吸收CO2、吸滞烟灰和粉尘、吸收有毒气体等，这些都对净化大气起了很好的作用。森林净化大气效益主要体现在固碳制氧效益和净化空气效益两个方面，其中，净化空气效益又包括了滞尘效益和吸收有毒气体效益。

3.4.1释放氧气效益

3.4.1.1释放氧气效益量

依据《森林生态系统服务功能评估规范（LY T 1721-2008）》（下文简称《规范》）中关于森林生态系统释放氧气的计算方法进行测算［12］的结果为：森工国有林区现有活立木总蓄积量89 243.57万m3，林分净生产力 1.48 t/hm2·a，计算得到释放氧气量为1 515.50万t，较2005年的1 462.56万t增加了52.94万t，增幅为3.62%。

3.4.1.2释放氧气价值量

依据《规范》中释放氧气价值量计算方法［12］，经计算，货币化之后的释放氧气价值量为105.45亿元。2015年森林资源在有林地面积、林分生长量等方面，均比2005年有所增加，因此即便采用了相同的氧气价格进行计算，仍较2005年的98.41亿元提高了7.04亿元，增幅超过7%。

3.4.2固碳效益

3.4.2.1固碳效益量

依据《规范》中关于森林生态系统释放固定二氧化碳效益的计算方法［12］，经计算，得到吸收二氧化碳量为566.08万t，较2005年的546.31万t增加了19.77万t。

3.4.2.2固碳价值量

依据《规范》中的计算方法，将固碳效益量进行货币化转换［12］：

式中：G碳为固碳效益量，C碳为固碳价格，在此采用国际碳汇价格（20美元/t）进行计算，换算成人民币为132元/t。

计算得到总固碳量为7.47亿元，较2005年的7.21亿元增加了0.26亿元，增加了3.62%。

3.4.3滞尘效益

引用《中国生物多样性国情研究报告》中的权威数据：针叶林的滞尘能力为33.20 t/hm2，阔叶林的滞尘能力为 10.11 t/hm2，削减粉尘成本为0.17元/kg［13］。2015年森工国有林区针叶林面积361.68万hm2，阔叶林面积496.43万hm2，经计算，森林滞尘能力为 17 026.85万 t，较2005年的16 697.07万t增加了329.78万t，增幅为1.98%；其中，针叶林滞尘效益量为12 007.93万t，阔叶林滞尘效益量为5 018.92万t。滞尘效益总价值量为289.46亿元，与2005年（283.85亿元）相比，增加了5.61亿元；其中针叶林滞尘效益价值量为204.13亿元，阔叶林滞尘效益价值量为85.32亿元。

3.4.4吸收有毒气体效益

引用《中国生物多样性经济价值评估》中的数据，阔叶林吸收SO2平均值为88.65 kg/hm2，针叶林吸收SO2平均值为215.60 kg/hm2，消减SO2的成本为0.60元/kg［13］。经计算，森工国有林区森林吸收SO2总量为121.99万t，比2005年的119.21万t增加了2.78万t，增幅为2.33%。吸收SO2总价值为7.32亿元，较2005年的7.15亿元增加了0.17亿元。

3.4.5净化大气总效益

净化大气效益为以上4方面之和，森工国有林区可发挥的净化大气效益达1.89亿t，相当于获得409.90亿元货币量的生态效益价值（表5）。

表5　森工国有林区大气净化效益量与效益价值

4　生态效益总量

综合以上4部分的生态效益，森工国有林区森林生态系统可获得的可单独计量的生态效益总量为84.59亿t，效益总价值为1 691.42亿元。其中，保育土壤效益最高，效益量为73.33亿t，效益价值1 117.53亿元，占效益总价值量的66.07%；其次为净化大气效益；水源涵养部分效益较少；生物多样性效益值最低，仅有12.46亿元，比例仅占0.74%。

表6　森工国有林区森林生态系统生态效益量及效益价值

5　结论与讨论

5.1通过2005年与2015年森工林区森林资源与生态效益的研究可以发现，在过去十年中，由于森林生态系统得到保护与恢复，森林面积与林分质量（主要是蓄积量）得到了不同程度的提高，使得生态效益总量与效益价值量均有不同程度的提高。

5.22015年森工国有林区有林地面积858.11万hm2，与2005年相比增加了75.23万hm2，增幅9.61%。其中，阔叶混交林、针叶混交林、白桦林以及其他林分总面积有所增加，尤以阔叶混交林面积增加最多；柞木林、针叶混交林、落叶松林和红松林的面积有所减少，其中，落叶松林面积减少最为明显。有林地总蓄积量为86 561.39万m3，比2005年增加了23 575.63 m3，增幅为37.43%，其中，阔叶混交林、针阔混交林、白桦林和柞木林蓄积量增加最为显著；蓄积量减少的为落叶松林、针叶混交林和红松林。从龄组上看，幼龄林总面积减少，而中龄林与近熟林面积有所增加。有林地面积与总蓄积量总量的双双增加，林龄组成比例向中龄林、近熟林的倾斜，都表明森林生态系统的质量得到了提高。

5.3在2015年森林资源条件下，森工国有林区森林生态系统可获得的生态效益总量为84.59亿t，效益总价值为1 691.42亿元。其中，保育土壤效益最高，其次为净化大气效益，水源涵养部分效益较少，生物多样性效益值最低。

5.4由于森林生态系统的长期存在性，使得森林生态系统每年都可以获得不少于1 691.42亿元的生态效益；并且，伴随着森林的演替与发展，森林质量将得到进一步提高，从而使得生态系统的生态效益量获得可持续的增长。

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［13］《中国生物多样性国情研究报告》编写组.中国生物多样性国情研究报告［M］.北京：中国环境科学出版社，1999.

第1作者简介：蒙宽宏（1981-），男，博士，助理研究员，主要从事森林生态领域研究工作。

（责任编辑：王岳）

Study on Total Amount of Forest Resources and Ecological Function in Stateowned Forest Industry Region of Heilongjiang Province

MENGKuanhong
（Heilongjiang Forestry Science Research Institute，Harbin150081）

The forest resources and ecological benefits and ecological benefit value of the state-owned forest industry region were comprehensively researched，and the resources and ecological benefits in 2005 were compared and analyzed.The results showed that under the conditions of the forest resources protection and restoration，the total forest resources and its ecological function had been significantly improved.The main performance were:（1）Woodland area increased 75.23 million hm2，namely increased 9.61%；total volume increased 23 575.63 m3，increased 37.43%；the total area of young forest reduced，and middle age forest and near mature forest area had increased.（2）Under the conditions of forest resources in 2015，the total amount of the obtainable ecological benefits was 8.459 billion RMB yuan，the total benefit was 169.142 billion RMB yuan.

Forest industrial region；Forest benefits；Water conservation；Soil conservation；Air purification

S719，S718.56

C

1001-9499（2016）04-0006-06

*“十二五”国家科技支撑计划课题：“三北”地区防护林体系结构定向调控技术研究与示范（2015BAD07B03）资助

2016-06-29