九万山自然保护区森林生态系统服务价值评估

彭 祥， 朱玉林， 杨 灿，2， 韦国安(.中南林业科技大学 经济学院， 湖南 长沙 40004； 2.湖南绿色发展研究院， 湖南 长沙 40004；.九万山国家级自然保护区管理局， 广西 融水 54500)

九万山自然保护区森林生态系统服务价值评估

彭 祥1， 朱玉林1， 杨 灿1，2， 韦国安3
(1.中南林业科技大学 经济学院， 湖南 长沙 410004； 2.湖南绿色发展研究院， 湖南 长沙 410004；3.九万山国家级自然保护区管理局， 广西 融水 545300)

广西九万山自然保护区是以中亚热带常绿阔叶林及其垂直带谱为主的森林生态系统及珍惜濒危动植物为主要保护对象的国家级自然保护区，对区域与国家都有着重要的生态服务价值。经过实地调研，应用市场价值、机会成本、影子价格等方法对九万山国家级自然保护区内提供林木产品、涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、生物多样性保护等森林生态服务价值功能进行评估。结果表明：九万山国家级自然保护区森林生态系统服务功能总价值226533.30万元/年。其中涵养水源(132198.24万元/年)>保护生物多样性(42241.14万元/年)>固碳释氧(37433.96万元/年)>保育土壤(9624.30万元/年)>林木产品(4543万元/年)>净化大气环境(266.92万元/年)>积累营养物质(225.76万元/年)。

九万山； 森林生态系统； 生态系统服务功能

人类生存与发展基础是自然生态系统。森林生态系统占据了全球非冰盖和冰层陆地面积的40%,是全球生态系统的重要组成部分。森林除了为人类直接提供林木产品外，还起着调节气候、净化环境、保护生物多样性等生态系统服务功能[1-4]。但伴随着经济、社会的不断发展，因为缺乏对森林重要性以及森林生态系统服务功能的认识，片面追求经济的发展，一方面导致了森林资源的急剧破坏，另一方面也剧烈损害了森林的生态系统服务功能，造成了较为严重的生态后果，威胁着国家的生态安全。因此，科学、客观的评价森林生态系统服务功能能加深人们对森林及森林生态系统服务功能的认识，同时对生态环境的可持续发展乃至对整个人类社会的可持续发展有着重要且深远的意义[5-9]。九万山是我国国家级自然保护区，我们参照《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721-2008)，对九万山自然保护区森林生态系统服务价值进行评估，旨在为九万山自然保护区政策制定提供有效参考，提高人们环保意识，正确处理社会经济和生态环境间的关系。

1 研究区概况

九万山国家级自然保护区地跨环江、罗城与融水三县，地处广西与贵州交界处，森林覆盖率有95.7%，保护区地理坐标为东经108°35′32″—108°48′49″，北纬25°01′55"—25°19′54″。保护区内有14座高于1500 m的山峰，平均海拔高于1000 m。保护区的土壤主要是红土，基本呈酸性，肥力较高。中亚热带季风气候是保护区的气候类型，年均降水量为1600～2100 mm，4月与8月占全年降水量的70%左右。

2 研究方法

依据科学性与适用性的原则，在参考《森林生态系统服务功能评估规范》的基础上，使用森林生态系统服务功能评估的方法，对九万山自然保护区森林生态系统提供林木产品、涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、保护生物多样性等7项功能的经济价值进行评估。其中林木产品为直接价值评估，涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、保护生物多样性为间接价值评估。

九万山自然保护区数据均源于实地勘测，相关物价数据参考于《森林生态系统服务功能评估规范》及相关文献。

2.1林木产品价值

根据卫星遥感勘测及九万山自然保护区统计调查的不同林分森林资源面积及林分木材市场价格，可计算得九万山自然保护区林木产品价值：

(1)

2.2涵养水源功能价值

涵养水源功能是森林生态系统生态功能的重要组成部分，其功能主要体现在调节径流和净化水质这两方面。

调节径流价值根据水库工程的蓄水成本来确定：

U调=10AC水库(P-E-C)

(2)

林分调节水量的同时也净化着水质，所以林分调节水量的物质量等于林分净化水质的物质量。净化水质价值根据净化水质工程的成本予以确定:

U净=10AK(P-E-C)

(3)

2.3保育土壤功能价值

森林保育土壤的功能表现在固土和保肥两个方面。

年固土价值：

(4)

年保肥价值：

(5)

2.4固碳释氧功能价值

森林作为地球的肺，主要通过光合与呼吸作用与大气进行CO2与O2的交换，维持大气CO2与O2的动态平衡，对于缓解温室效应起到了重要的作用。森林的固碳释氧功能分为固碳功能与释氧功能。

固碳价值：

U固碳=1.62AC固碳R碳B年

(6)

释氧价值：

U释氧=1.2C氧AB年

(7)

2.5营养物质积累功能

森林营养物质年积累价值：

(8)

2.6净化大气环境功能

对于人类排放二氧化硫、氮化物、氯化物，森林能通过光合作用，经过一系列的生物化学反应，将这些有毒物质转化为无害物质或储存起来。

年吸收二氧化硫价值：

U二氧化硫=AK二氧化硫Q二氧化硫

(9)

年吸收氟化物价值：

U氟化物=AK氟化物Q氟化物

(10)

年吸收氮氧化物价值：

U氮氧化物=AK氮氧化物Q氮氧化物

(11)

2.7生物多样性保护功能

森林生态系统为生物提供生存与繁衍的场所，从而起到其保护功能。本文采用引入物种濒危系数的Shannon-Wiener指数法[10]来计算九万山自然保护区的生物多样性保护功能。

生物多样性保护功能价值：

(12)

S生按Shannon-Wiener 指数(H) 划分为6个等级：当H<1 时，S生为5000元/(hm2·年)；当1≤H<2时，为1万元/(hm2·年)；当2≤H<3时，为2万元/(hm2·年)；当3≤H<4时，为3万元/(hm2·年)；当4≤H<5时，为4万元/(hm2·年)；当H≥5 时，S生为5万元/(hm2·年)。

3 结果与分析

3.1林木产品价值

研究区域内，林种结构主要为杉木、马尾松和其他阔叶林。杉木、马尾松以及其他阔叶林的蓄积量分别为235380m3、4059m3、2334400m3，年均生长率分别为5.87%、6.92%、2.7%，出材率为0.6。杉木、马尾松原木市场价格均为900元/m3，其他阔叶林活立木价格采用1000元/m3，经计算，九万山森林生态系统林木价值为4543.00万元/年。

3.2涵养水源功能价值

杉木、马尾松以及其他阔叶林面积分别为2355.4hm2、69hm2、19966.9hm2，合计为22391.3hm2。根据《森林生态系统服务功能价值评估规范》，水库建设单位库容投资为6.11元/t，九万山平均年降水量1800mm，而因为森林内地表径流量很小，可忽略不计，并且林区蒸发散占年降水量的比例为60%[11]，可计算出林区年蒸散量为1080mm，根据公式，九万山森林生态系统调节水量价值98503.81万元/年。

市场净化水的价值为2.09元/t(根据《森林生态系统服务功能价值评估规范》)，经计算，九万山森林生态系统净化水质价值为33694.43万元/年，涵养水源总价值为132198.24万元/年。

3.3保育土壤功能价值

挖取单位面积土方费用为12.6元/m3，杉木、马尾松及其他阔叶林林地土壤容重分别为1.25t/m3、1.28 t/m3、1.30 t/m3[12]，有林地土壤侵蚀模数与无林地土壤侵蚀模数取自《太岳山森林生态系统服务功能价值评价研究》，分别为1.51 t/(hm2·年)以及43.27 t/(hm2·年)。

通过计算，杉木、马尾松及其他阔叶林年固土价值分别为99.15万元/年、2.84万元/年、808.16万元/年，总价值为1247.52万元/年。

九万山国家级自然保护区土壤氮含量为0.19%，磷含量为0.018%，钾含量为1.21%，磷酸二铵化肥价格为2400元/t，氯化钾化肥价格为2200元/t，有机质化肥价格为320元/t，磷酸二铵化肥含氮量为14%，磷酸二铵化肥含磷量15.01%，氯化钾化肥含钾量50%，森林土壤含有机质含量0.28%，经计算得到保肥价值为8376.79万元/年，保育土壤总价值为9624.30万元/年。

3.4固碳释氧功能价值

杉木[13]、马尾松[14]、其他阔叶林[15]年净生产力分别为7.7 t/(hm2·年)、9.57 t/(hm2·年)以及9.9 t/(hm2·年),固碳价格为1200元/t，经计算，杉木、马尾松、其他阔叶林固碳价值分别为961.47万元/年、35.00万元/年以及10479.18万元/年，总价值为11457.65万元/年。

制造氧气价格为1000元/t，经计算，杉木、马尾松、其他阔叶林释氧价值分别为2176.39万元/年、79.24万元/年以及23720.68万元/年，总释放氧气价值为25976.31万元/年。固碳释氧总价值为37433.96万元/年。

3.5营养物质积累功能

杉木含氮量为1.23%，磷为0.086%，钾0.55%，马尾松氮量为1.52%，磷为0.13%，钾0.42%，其他阔叶林氮量为1.35%，磷为0.075%，钾0.95%，经计算，杉木、马尾松、其他阔叶林积累营养物质价值分别为18.52万元/年、0.67万元/年、206.57万元/年，总营养物质积累价值为225.76万元/年。

3.6净化大气环境功能

二氧化硫治理费用为1.20元/kg，氟化物治理费用为0.69元/kg，氮氧化物治理费用为0.63元/kg。经计算，吸收二氧化硫价值为244.92万元/年，吸收氟化物价值为13.54万元/年，吸收氮氧化物价值为8.46万元/年，合计266.92万元/年。

3.7生物多样性保护功能

九万山共有哺乳纲动物26目56科。在众多的野生动物中，属于国家一类及国家二级保护的各有5种。植物方面，九万山有高等植物303科1237属3332种，其中列入第一批中国珍稀名录的植物有43种。Shannon-Wiener值取2≤H<3的等级标准，经计算，生物多样性保护功能价值为42241.14万元/年。

4 结论与讨论

九万山国家级自然保护区森林生态系统服务价值较高，共为226533.30万元/年，其中经济效益(林木价值)为4543万元/年，生态价值为221990.3万元/年，生态价值显著。由此可见，生态价值占保护区森林生态系统服务功能价值的绝大部分，说明保护区发挥了巨大的生态效益，保护乃至进一步发挥保护区的森林生态系统服务功能是保护区的主要工作。

九万山自然保护区生态价值中，森林生态系统在保持水土以及涵养水源上有着十分突出的作用，而这也与保护区内森林涵养水源价值最大，占总价值量的53.69%相一致。保护生态多样性与固碳释氧分列二、三位，这与九万山自然保护区森林覆盖率高，森林生态系统面积广，保护力度强有着密切关系。

[1] Harold AM，Paul RE. Ecosystem services: A fragmentary history [A]. In: Daily G，ed[C]. Natures Services: Societal Dependence on Natural Ecosystem. Washington，DC：Island Press，1997.

[2] 张耀启.森林生态效益经济补偿问题初探[J].林业经济,1997,15(2):70-76.

[3] 桓曼曼.生态系统服务功能及其价值综述[J].生态经济,2001,23(12):41-43.

[4] 王兵,鲁绍伟,尤文忠,等.辽宁省森林生态系统服务价值评估[J].应用生态学报,2010,21(7):1792-1798.

[5] 周毅,苏志尧.公益林生态效益计量研究进展[J].世界林业研究,1998，8(2):14-18.

[6] 欧阳志云,王效科,苗鸿.中国陆地生态系统服务功能及其生态经济价值的初步研究[J].生态学报,1999,19(5):19-25.

[7] 辛琨,肖笃宁.生态系统服务功能研究简述[J].中国人口.资源与环境,2000, 10(3):21-23

[8] 吴伟光,顾蕾,沈月琴.森林生态效益补偿若干问题的思考[J].浙江林学院学报, 2002,19(3):72-76.

[9] 刘永杰，王世昌，彭皓,等.神农架自然保护区森林生态系统服务价值评估[J].应用生态学报，2014，25(5)：1431-1438.

[10] 王兵，郑秋红，郭浩，等.基于Shannon-Wiener指数的中国森林物种多样性保育价值评估方法[J].林业科学研究，2008，21(2): 268-274.

[11] 赵元藩,温庆忠,艾建林.云南森林生态系统服务功能价值评估[J].林业科学研究,2010,23(2):184-190.

[12] 薛立,梁丽丽,任向荣,等.华南典型人工林的土壤物理性质及其水源涵养功能[J].土壤通报,2008,39(5):986-989.

[13] 张钊.江西不同密度和年龄杉木人工林净生产力与土壤有机质和全氮特征研究[D].南昌:江西农业大学,2012.

[14] 方晰,田大伦,胥灿辉.马尾松人工林生产与碳素动态[J].中南林学院学报,2003,23(2):11-15.

[15] 冯宗炜，王效科，吴刚.中国森林生态系统的生物量和生产力[M]．北京：科学出版社，1999.

ValueofforestecosystemservicesofJiuwanMountainNaturalReserve

PENG Xiang1, ZHU Yulin1, YANG Can1,2, WEI Guoan3

(1.School of Economics, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China;2.Hunan Green Development Institute，Changsha 410004, China;3.Jiuwan Mountain National Nature Reserve Administration，Rongshui 545300, China)

Jiuwan Mountain Nature Reserve is a National Nature Reserve, which mainly contains the subtropical evergreen broadleaf forest and vertical band based forest ecosystems and also cherishes endangered species as the main protection objects, so that it has an important ecological value services on the region and nation. After field research, we make an evaluation on the value function of forest ecosystem service such as forest products, water conservation, soil conservation, carbon sequestration and oxygen release, accumulation of nutrients, atmosphere purificaiton, biodiversity conservation by application market value, opportunity cost, shadow price methods. The results showed that, the total value of forest ecosystem services of Jiuwan Mountion National Nature Reserve was 2265.33 million yuan per year. And water conservation(1321.98 million yuan per year)> conservation of biological diversity(422.41 million yuan per year)> carbon sequestration and oxygen release(374.33 million yuan per year)> soil conservation (96.24 million yuan per year)> wood products(45.43 million yuan per year)>purify the atmosphere(2.66 million yuan per year)> accumulation of nutrients (2.25 million yuan per year).

Jiuwan Moutain; forest ecosystems; ecosystem services function

2016-03-31

2014年中南林业科技大学横向项目：“广西九万山国家级自然保护区重大课题研究委托项目”(CX2014A36)；2014年湖南省林业厅科研项目：“洞庭湖洲滩立体林业经营模式研究与示范”(湘财农指2014-68)。

彭 祥(1989-)，男，湖南湘潭县人，硕士研究生，主要从事林业生态经济与管理。

朱玉林，教授，博导。Email: Zh-y-lin@126.com。

S 718.557

A

1003 — 5710(2016)03 — 0062 — 05

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2016. 03. 011

(文字编校：张 珉)