景东县森林生态系统服务价值评估

文冰彬，刘琪璟，孟盛旺，杜乐山，谢添翔

(1.北京林业大学 省部共建森林培育与保护重点实验室，北京 100083；2.中国环境科学研究院，北京 100012；3.云南省景东彝族自治县环境保护局，云南 普洱 676200)

景东县森林生态系统服务价值评估

文冰彬1，刘琪璟1，孟盛旺1，杜乐山2，谢添翔3

(1.北京林业大学 省部共建森林培育与保护重点实验室，北京 100083；2.中国环境科学研究院，北京 100012；3.云南省景东彝族自治县环境保护局，云南 普洱 676200)

基于联合国千年生态系统评估框架，建立了景东县森林生态系统服务价值评估指标体系，采用市场价值法、替代工程法等，结合森林资源调查数据对云南省景东县森林生态系统服务的物质量和价值量进行了定量评价。结果表明，景东县森林生态系统服务总价值为259.43亿元/a，其中，提供产品服务价值为7.78亿元/a，调节服务价值为154.89亿元/a，支持服务价值为92.19亿元/a，文化服务价值为4.57亿元/a；森林生态系统服务总价值是该县林业总产值和国内生产总值的33.34倍和5.12倍；不同生态服务提供的价值大小顺序为保育土壤>固碳释氧>涵养水源>净化大气环境>提供产品>森林游憩>生物多样性保护。不同森林类型提供的生态服务价值大小顺序为思茅松>栎类>针阔混交>阔叶混交>软阔>栲类>云南松>桦木>铁杉>针叶混交>杉木>华山松>桉树。

森林生态系统；服务价值；物质量；价值量；景东县

生态系统服务是人类从生态系统中所收获的效益[1-2]，是指生态系统为人类提供食物、药品等原材料，以及支撑和维持人类赖以生存的环境[3]。森林是陆地生态系统的主体[4]，其生态系统服务主要有为人类提供实物型产品(如林产品)，以及为人类提供诸多如涵养水源、防风固沙、吸收二氧化碳、制造氧气、净化空气、野生生物保护等非实物型生态服务[5-7]。这些非实物型生态服务往往由于难以商品化使得其价值无法在市场中得到反映而被忽略。科学地评价与分析森林生态系统的价值，对于增强人们的环境意识、加快实现绿色GDP以及促进区域可持续发展等方面有着重要意义[8]，因此森林生态系统服务价值评价是当前林业研究的重点问题[9-10]。本文基于联合国千年生态系统评估(Millennium Ecosystem Assessment，MA)，以云南省景东县为研究区域，建立了县域森林生态系统服务价值评估指标体系，利用多种方法定量评估、分析了景东县森林生态系统服务价值，旨在为景东县的森林生态系统服务价值评价工作提供科学依据，为当地政府进行政策制定和产业规划提供科学依据，促进当地经济与环境和谐发展，为云南省其他县、市开展森林生态系统服务工作提供科学参考。

1 研究区域概况

云南省景东彝族自治县位于滇西南，地理位置为东经100°24′～101°15′，北纬23°57′～24°50′。该地区属南亚热带季风气候，年均温18.3℃，年均降水量 1 086.7 mm，年均蒸发量 1 743.3 mm，年均相对湿度77.0%。全县境内有近 2 300 多种野生动、植物，是云南省生物多样性最为富集的地区之一。全县土地总面积为 446 585 hm2，林业用地 312 442.4 hm2，森林 306 778.5 hm2，森林覆盖率68.6%。乔木林按优势树种面积统计为思茅松 158 426 hm2，栎类 56 826.8 hm2，软阔 10 588.9 hm2，云南松 4 097.3 hm2，栲类 4 052.6 hm2，桦木 2 457.5 hm2，铁杉785.6 hm2，杉木165.3 hm2，华山松42.7 hm2，桉树10.6 hm2，阔叶混交 16 072.1 hm2，针叶混交775.1 hm2，针阔混交 22 840.8 hm2。

2 研究方法

2.1 数据来源

1)云南省景东县2005年森林资源调查数据、景东县森林旅游收益数据；

2)国家权威部门发布的社会公共数据(表1[11])；

表1 社会公共数据Tab.1 Social public data

3)国内外公开发表的文献资料。

2.2 评估指标体系

MA将生态系统服务划分为供给服务、调节服务、支持服务和文化服务[1-2]。本研究基于该评估框架，根据景东县森林资源的实际情况、评估指标的可靠性和数据的可获得性，建立了景东县森林生态系统服务价值评估指标体系(表2)。

2.3 评估方法

分不同森林类型计算涵养水源、固碳释氧、净化大气环境、保育土壤的物质量和价值量；分别采用

表2 景东县森林生态系统服务价值评估指标体系Tab.2 Indicator system of forest ecosystem service value in Jingdong County

市场价值法、物种保护基准价法和旅行费用法从宏观角度计算提供产品、生物多样性保护和森林游憩的价值量；最后将各项生态服务的价值加和得到景东县森林生态系统服务总价值。

2.3.1 提供产品

提供产品服务是指森林为人类提供木材、竹材、药材、水(干)果、桑蚕等各种林产品及林副产品[12]。计算公式[12]为：

Up=∑Aj·Vj·Pj

(1)

式中，Up为森林提供产品总价值；Aj为第j种森林类型或果品的分布面积；Vj为第j种森林类型单位面积净生长量或产量；Pj为第j种森林类型木材或果品的市场价格；j表示不同森林类型。

2.3.2 涵养水源

涵养水源服务是指森林的林冠层、枯落物层和土壤层截留降水[11],从而有效补充地下水、调节地表径流等的作用[13]。计算公式[11,14,15]为：

Q=10 ∑Aj·J0·K·Rj

(2)

U调=Q·C库

(3)

U水质=Q·C净

(4)

式中，Q为森林与裸地相比所增加的涵水量(m3/a)；Aj为第j种森林类型面积(hm2)；J0为多年平均降雨量(mm/a)；K为产流降雨量占降雨总量的比例；Rj为第j种森林类型与裸地相比减少径流的效益系数；U调为调节水量价值(元/a)；U水质为净化水质价值(元/a)；C库为水库建设单位库容投资(元/m3)；C净为水的净化费用(元/m3)。

据前人研究，亚热带常绿阔叶林、亚热带常绿针叶林的R值分别为0.39、0.36，针阔混交林取两者平均值0.375[15]；南方K值为0.6[15]。

2.3.3 固碳释氧

固碳释氧服务是指森林植被和土壤生物固定碳并释放氧气[11,16]。森林土壤虽是较为重要的碳汇，但因其固碳速率较慢[17]，本文未予考虑。计算公式[11]为：

G固碳=∑1.63·R碳·Aj·NPPj

(5)

G氧气=∑1.19·Aj·NPPj

(6)

U固碳=G固碳·C碳

(7)

U氧气=G氧气·C氧气

(8)

式中，G固碳为森林固碳量(t/a)；G氧气为森林释氧量(t/a)；R碳为CO2中的碳含量(27.27%)；NPPj为第j种森林类型林分净生产力(t/hm2·a)；U固碳为固碳价值(元/a)；U氧气为释氧价值(元/a)；C碳为固碳价格(元/t)；C氧气为氧气价格(元/t)。

不同森林类型的NPP值参考文献资料，其中栎类、思茅松参考吴兆录、党承林[17-19]的研究结果；栲类参考卢崎[20]的研究结果；桦木、软阔、桉树、华山松、云南松、铁杉、杉木采用方精云[21]的研究结果；针阔混交取所有森林类型NPP的平均值，阔叶混交取栎类、栲类、桦木、软阔、桉树NPP的平均值；针叶混交取思茅松、华山松、云南松、杉木、铁杉NPP的平均值。

2.3.4 净化大气环境

净化大气环境服务是指森林吸收、过滤、降解大气中的污染物、降低噪声，并提供负离子等作用[11]。计算公式[11]为：

G二氧化硫=∑Q二氧化硫j·Aj

(9)

G滞尘=∑Q滞尘j·Aj

(10)

U二氧化硫=C二氧化硫·G二氧化硫

(11)

U滞尘=C滞尘·G滞尘

(12)

式中，G二氧化硫为森林吸收二氧化硫量(kg/a)；Q二氧化硫为第j种森林类型吸收二氧化硫能力(kg/hm2·a)；G滞尘为森林滞尘量(kg/a)；Q滞尘为第j种森林类型滞尘能力(kg/hm2·a)；U二氧化硫为吸收二氧化硫价值(元/a);U滞尘为滞尘价值(元/a)；C二氧化硫为二氧化硫治理费用(元/kg)；C滞尘为削减粉尘成本(元/kg)。

不同森林类型吸收SO2和滞尘能力均参照《中国生物多样性国情研究报告》[23]。

2.3.5 保育土壤

保育土壤服务是指森林所具有的保持土壤肥力、减少土壤侵蚀以及改善土壤结构等作用[11]。物质量[15,24]与价值量[11]计算公式为：

Ac=Ap-Ar

(13)

Ap=R·K·LS

(14)

Ar=R·K·LS·C·P

(15)

G固=∑Aj·Ac

(16)

U固土=C土·G固/p

(17)

GN=∑Aj·N·Ac

(18)

GP=∑Aj·P·Ac

(19)

GK=∑Aj·K·Ac

(20)

U肥=∑Aj·Ac·(N·C1/R1+P·C1/R2+K·C1/R2+K·C2/R3+M·C3)

(21)

式中，Ac为土壤保持量(t/hm2·a)；Ap为潜在土壤侵蚀量(t/hm2·a)；Ar为现实土壤侵蚀量(t/hm2·a)；R为降雨侵蚀力指标；K为土壤可蚀性因子；LS为坡长坡度因子；C为地表植被覆盖因子；P为土壤保持措施因子；G固为森林固土量(t/a)；U固土为固土价值(元/a)；C土为挖取、运输单位体积土方所需费用(元/m3)；ρ为土壤容重(t/m3)。GN为减少的氮流失量(t/a)；GP为减少的磷流失量(t/a)；GK为减少的钾流失量(t/a)；N为土壤含氮量(%)；P为土壤含磷量(%)；K为土壤含钾量(%)；U肥为保肥价值(元·a)；C1为磷酸二铵化肥价格(元/t)；C2为氯化钾化肥价格(元/t)；C3为有机质价格(元/t)；R1为磷酸二铵化肥含氮量(%)；R2为磷酸二铵化肥含磷量(%)；R3为氯化钾化肥含钾量(%)。

潜在土壤侵蚀量参考欧阳志云等[24]的研究结果，侵蚀模数为319.85(t/hm2·a)；现实土壤侵蚀量参考陈龙等[25]关于澜沧江流域生态系统土壤侵蚀模数的研究结果为68.63(t/hm2·a)。

2.3.6 生物多样性保护

生物多样性保护服务是指森林为动、植、微生物等提供栖息地，从而起到物种保育等作用[11]。采用物种保护基准价法计算物种保育价值。物种保护基准价是指保护物种生存价值所需的最低需求，即保护该物种使其维持正常种群或略有增殖的最低成本价值[23]。其成本价主要包括直接成本和间接成本，直接成本包括投入的固定资产、人员事业费用、专项经费，以及当地各行业因保护该物种而直接损失的收益；间接成本包括为保护该物种占用当地土地资源而造成的土地净收益的减少[15]。使用这个投入成本作为价格来计算物种的价值，从而得到森林生态系统生物多样性保护价值。珍稀濒危动物保护成本价值的计价公式[23]为：

(22)

C=C1+C2=∑[(Ai+Di)/QI]/N+α·

β·F

(23)

式中，L为某种被保护动物每只的保护基准价(元/只)；C为某种被保护动物平均每只每年的保护投资数额(103元/只·a)；C1为直接成本(元/只·a)；C2为间接成本(103元/只·a)；G为某种被保护动物的平均寿命(a)；G1为某种被保护动物的成年起始年龄(a)；k为某种被保护动物的的增殖回报率(%)；Ai为某年份内投入某种被保护动物的各项费用总和(元)；Di为某年份内因保护某种被保护动物而损失的产业价值(元)；Qi为某年份内某种受保护动物的数量(只)；N为参加核算的年数(a)；α为某种被保护动物所占地年净收益损失率(%)；B为某种被保护动物所占地年净收益(元/km2·a)；F为某种被保护动物个体平均占地面积(km2/只)。

黑冠长臂猿为国家一级保护野生动物，被世界自然保护联盟(IUCN)列为极度濒危灵长类，全球现存种群数量只有 1 000 只左右，其中东部黑冠长臂猿目前仅尚存18群，西部黑冠长臂猿约300群[26]。景东县辖区内的无量山、哀牢山自然保护区分布着89群500余只西部黑冠长臂猿，是西部黑冠长臂猿的主要分布区，且西部黑冠长臂猿景东亚种则只分布在无量山[26]。本研究采用物种保护基准价法计算西部黑冠长臂猿的价值来评价该地区物种保育价值。根据景东县林业局提供的数据，当地对西部黑冠长臂猿宣传、保护、监测研究等各种投入，2013年、2014和2015年分别为368万元、430万元及576万元，并且保护黑冠长臂猿并未造成产业损失和土地资源收益的减少；所以该地区保护西部黑冠长臂猿的直接成本平均为458万元/a，而间接成本为0元，则保护该物种的投入成本C等于直接成本C1，为458万元/a；由于黑冠长臂猿的数量几乎无变化，没有增殖，则黑冠长臂猿的保护基准价为保护其维持正常种群的最低成本价值，即L=G1×(G-G1)。

2.3.7 森林游憩

文化服务是指人类从森林中获得精神上的充实、娱乐体验等非物质效益[11]。本文以森林游憩作为评估指标，采用旅行费用法，计算公式为：

U游=U公+U保

(24)

式中，U游为森林游憩价值(元/a)；U公为森林公园旅游收益(元/a)；U保为自然保护区森林旅游收益(元/a)。

3 结果与分析

3.1 景东县森林生态系统服务物质量

经计算，得到景东县森林生态系统涵水6.70亿m3/a，固碳量244.93万t/a，释氧量655.72万t/a，吸收SO24.69万t/a，滞尘685.81万t/a，固土 6 959.83 万t/a,减少N损失10.58万t/a，减少P损失10.71万t/a，减少K损失94.71万t/a，减少有机质损失236.00万t/a(表3)。

表3 景东县森林生态系统服务物质量Tab.3 Chemical substances content of forest ecosystemservices in Jingdong County

3.2 景东县森林生态系统服务价值量3.2.1 提供产品价值

根据景东县2014年统计年鉴查得全县林业产品(林产品和林副产品)的年产值为7.78亿元，即提供产品服务价值为7.78亿元/a。

3.2.2 调节服务价值

1)涵养水源价值。景东县不同森林类型涵养水源价值为22.10～30.49亿元/a；全县森林调节水量价值为40.94亿元/a、净化水质价值为14.01亿元/a，涵养水源总价值为54.95亿元/a。

2)固碳释氧。景东县不同森林类型固碳释氧价值为26.08～60.09亿元/a，全县森林固碳价值为23.52亿元/a、释氧价值为65.57亿元/a，固碳释氧总价值为89.09亿元/a。

3)净化大气环境。景东县不同森林类型净化大气环境价值为1.72～8.30亿元/a；全县森林吸收SO2价值为0.56亿元/a、滞尘价值为10.29亿元/a，净化大气环境总价值为10.85亿元/a。

3.2.3 支持服务

1)保育土壤。景东县不同森林类型保育土壤价值为34.91～52.17亿元/a，全县森林固土价值为6.74亿元/a、保肥价值为84.49亿元/a，保育土壤总价值为91.23亿元/a。

2)生物多样性保护。经计算，得到西部黑冠长臂猿的保护基准价为19.236万元/只·a，黑冠长臂猿的总价值为9 618万元，故景东县生物多样性保护服务的总价值为0.96亿元/a。

3.2.4 文化服务

根据景东县旅游局提供的数据，2014年景东县森林旅游总收入为4.57亿元，即森林游憩价值为4.57亿元/a。

3.2.5 森林生态系统服务总价值

景东县森林生态系统服务的总价值为259.43亿元/a，其中，提供产品服务价值为7.78亿元/a(占3.00%)；调节服务价值为154.89亿元/a(占59.70%)；支持服务价值为92.19亿元/a(占35.54%)；文化服务价值为4.57亿元/a(占1.76%)。各项生态服务的价值大小顺序为保育土壤(91.23亿元/a，35.17%)>固碳释氧(89.09亿元/a，34.34%)>涵养水源(54.95亿元/a，21.18%)>净化大气环境(10.85亿元/a，4.18%)>提供产品(7.78亿元/a，3.00%)>森林游憩(4.57亿元/a，1.76%)>生物多样性保护(0.96亿元/a，0.37%)(图1)。

图1 各项生态服务对总价值的贡献率

1)不同森林类型生态服务价值。景东县不同森林类型的生态服务价值为0.01～151.05亿元/a。大小顺序为思茅松151.05亿元/a>栎类48.79亿元/a>针阔混交17.60亿元/a>阔叶混交12.23亿元/a>软阔7.65亿元/a>栲类2.94亿元/a>云南松2.82亿元/a>桦木1.64亿元/a>铁杉0.62亿元/a>针叶混交0.60亿元/a>杉木0.12亿元/a>华山松0.03亿元/a>桉树0.01亿元/a(图2)。

2)不同森林类型生态服务单位面积价值。景东县不同森林类型生态服务的单位面积价值为6.89～9.53万元/hm2·a，其大小排序为思茅松>栎类>桉树>铁杉>针叶混交>针阔混交>阔叶混交>华山松>栲类>软阔>杉木>桦木>云南松(图3)。

图2 景东县不同森林类型生态服务价值分布

图3 景东县不同森林类型单位面积生态服务价值分布

4 结论与讨论

景东县森林生态系统服务总价值为259.43亿元/a，是该县林业总产值的33.34倍，是景东县2014年GDP的5.12倍，这充分表明了森林生态系统在国民经济中发挥着不可替代的作用，对人类财富具有重要贡献。各项生态服务中，保育土壤、固碳释氧、涵养水源价值分别占服务总价值的35.17%、34.34%、21.18%，合计占总价值的90.69%，森林不仅提供各种直接产品，而且在保持水土、改善当地水文环境、减少碳排放等方面发挥着重要作用，且具有巨大的经济价值。从不同森林类型的生态服务价值来看，思茅松、栎类、针阔混交林价值分别占61.37%、19.83%、7.15%，合计占总价值的88.35%，这与其分布面积大有关；另外，虽然桉树的面积和价值量最小，但其单位面积服务价值却排在第四位，因此在森林资源管理过程中应注意森林类型的差异性，因林制宜。

目前对于生物多样性保护价值的量化只有一些探索性的方法，仍是一个难题[15]。本文首次采用物种保护基准价法计算出了濒危物种西部黑冠长臂猿的价值，这对于西部黑冠长臂猿的保护有着重要意义。以西部黑冠长臂猿的价值直接作为景东县森林生态系统生物多样性保护价值是合理的，但也有其局限性。景东县境内除了西部黑冠长臂猿外，还有多种国家重点保护野生动、植物，因基础资料的限制，未能一一计算价值，仅以西部黑冠长臂猿的价值作为生物多样性价值导致了结果的不完全精确性。

本研究基于MA体系，建立了适应于云南省景东县的森林生态系统服务价值评估指标体系，计算了各评估指标的物质量和价值量，并分析了该地区森林生态系统服务价值的组成特点。但本研究只采用了一期数据静态评估了景东县森林生态系统服务价值，未能对森林生态系统服务的动态性和时空分布差异性进行分析；另外，由于基础数据、计算方法等限制，仅计算了部分森林生态系统服务的价值，研究结果仍然是不完全的保守估计。因此，今后将继续开展相关研究工作，改进计量方法，基于多年森林资源监测数据，对各项生态服务及其动态变化进行更科学地评估与分析，以便更好地为景东县森林可持续发展提供科学依据。

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Value Assessment of Forest Ecosystem Services in Jingdong County of Yunnan Province

WEN Bingbin1, LIU Qijing1, MENG Shengwang1, DU Leshan2, XIE Tianxiang3

(1. Key Laboratory of Forest Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University,Beijing 100083, China; 2. Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China;3. Jingdong Yi Autonomous County Environmental Protection Bureau, Yunnan Province, Puer, Yunnan 676200, China)

Based on the millennium ecosystem assessment, this study established the indicator system of forest ecosystem services value in Jingdong County, and by using the physical and value assessment methods combined with the forest management inventory data, we evaluated the forest ecosystem services value of Jingdong County of Yunnan Province. The results showed that the total value of Jingdong County forest ecosystem services was 259.43×108yuan per year, of which provisioning services value was 7.78×108yuan per year, regulating services value was 154.89×108yuan per year, supporting services value was 92.19×108yuan per year and cultural services value was 4.57×108yuan per year. The total value of forest ecosystem services was 33.34 times of the forestry production value and 5.12 times of the GDP of the Jingdong County. The value of different services could be arranged from the maximum to the minimum value as: soil conservation, carbon sequestration and oxygen release, water conservation, atmosphere environmental purification, product offers, forest recreation and biodiversity conservation. The ecosystem services value of different forest types could be arranged from the maximum to the minimum value as:Pinuskesiya, Ouercus, conifer -broadleaved mixed forest, Broadleaf mixed forest, soft broadleaf，Castanopsis，Pinusyunnanensis, Betula,Tsugachinensis, coniferous mixed forest,Cunninghamialanceolata,Pinusarmandii,Eucalyptusrobusta.

forest ecosystem; ecosystem services value; amount of substance; quantity of value

10.3969/j.issn.1671-3168.2017.02.023

2017-03-07.

环保部生物多样性保护专项(2096001006)、环保部生物多样性国际合作及履约(2024004045)地方合作项目(5215002025).

文冰彬，女，硕士研究生.研究方向：森林经理学，森林资源监测与评价.Email：ven_tvxq@163.com

S718.557

A

1671-3168(2017)02-0106-07