大坞山林场现代林业示范区生态服务价值评估

祝燕红

(杭州市萧山区林场，浙江 杭州 311251)

柏明娥

(浙江省林业科学研究院，浙江 杭州 310023)

金久宏

(杭州市萧山区林业局，浙江 杭州 311203)

随着经济发展和社会进步，我国林业建设已从资源开发型向环境保育型转变，不仅要满足社会对林产品的需求，更要满足改善生态环境的需要，而森林的经营也由数量规模型向质量效益型转变。目前，对森林生态的服务价值评价的相关研究不少，但多数研究往往针对已建设森林进行评价[1～7]。为此，笔者对大坞山林场现代林业示范区生态服务价值进行评估，旨在为现代林业建设提供参考。

1 研究区概况

研究区位于杭州市萧山区南片丘陵山地，大坞山山顶海拔482.7m，山麓海拔75m，隶属杭州市萧山区林场，面积90.7hm2，坡度在15～30°，中心地理坐标为东径120°11′9.96″，北纬29°59′39.18″。属亚热带季风气候区，四季分明，光照充足，雨量充沛，温暖湿润，年均气温16.1℃，年平均降水量1402.5mm。地带性植被为常绿阔叶林。

针对大坞山现代林业生态经济示范区土壤植被和林木资源现状，以提高森林生态服务功能、示范带动萧山区林业生态经济建设、立足基础、遵循自然、创新发展为基本原则，整合林区各种自然和林木资源，优化森林生态系统的功能与结构，全新打造大坞山林区现代林业生态经济示范区，充分展示基于森林背景下的生态经济示范样板，将林区规划成森林健康经营区、大径林木抚育区、彩色森林营造区、珍贵树种保育区、森林文化体现区和科研科普实验区等6个功能区块(表1)。项目于2018年1月实施，计划于2020年12月完成。

表1 大坞山林场现代林业示范区建设概况

2 研究方法

2.1 土壤土壤理化性质分析

分别针对每一林分类型，选取0～40cm的混合土样进行土壤理化性质的分析，其中土壤容重和毛管持水量选取土壤剖面20cm处并采用环刀法进行测定。

2.2 植被调查和多样性分析

分别针对每一林分类型，选取3个20m×20m的样地进行乔木层树种名称、高度、胸径和冠幅的调查，在乔木层样地四角分别选取4m×4m的灌木样方和2m×2m的草本样方，记录植物名称、高度、株数或丛数和盖度。根据植被调查数据统计重要值，选用Shannon-Wiener指数进行植物多样性分析：

H=-∑pilnPi

式中，H为Shannon-Wiener指数；Pi为该物种在样地中的重要值。

2.3 森林资源状况调查

以小班为单位，结合2016年森林资源二类调查成果，对每一小班进行林业用地、林分类型、郁闭度、密度、平均树高、平均胸径、蓄积量等的复核调查，充分了解当前大坞山林场的森林资源状况。

2.4 评估方法

根据文献[8]，选取涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境和生物多样性保护6项生态功能进行评估，其中涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质和净化大气环境生态服务价值参照文献[9]进行评估(文献[9]中庙山坞自然保护区与研究区直线距离约20km，林分和地貌及基岩类型基本相似，可采用相同评价方法)，针对生物多样性保护生态服务价值评估，可根据杉木林、杉檫混交林、马尾松林、松阔混交林、香樟林、水杉林、毛竹林和竹阔混交林及次生灌丛的实际调查数据参照文献[8]取值，而常绿阔叶林、常绿与落叶阔叶混交林和阔针混交林则根据实际调查数据参照文献[10]取值(表2)。

表2 大坞山林场林分类型单位面积生态服务价值 元·hm-2·a-1

3 结果与分析

3.1 林地土壤

林地土层厚度通常在40～60cm之间，坡脚为山坡冲积物形成较深厚的坡积土，深度大于100cm，山坡土层相对较薄。经土样测试分析(表3)，林地土壤呈酸性，pH4.80～5.44，平均为5.07。土壤有机质比较丰富，平均含量为28.98g/kg，全氮、水解氮、有效磷和速效钾平均含量为1.03g/kg、105mg/kg、1.31mg/kg、67mg/kg，土壤容重1.11～1.21g/cm3，平均毛管持水量42.65%。与浙江省生态公益林土壤理化性质的平均数值比较接近[12]，林地土壤肥力处于中等水平。

表3 大坞山林场土壤主要理化性质

3.2 森林资源

研究区现有林地面积90.7hm2，森林郁闭度0.8左右，其中以杉木及其混交林面积最大(55.4hm2)，占有林地面积的61.08%，其次为马尾松(Pinusmassoniana)及其混交林(30.2hm2)，占有林地面积的33.30%。尽管杉木林中人工混交檫树(Sassafrastzumu)、马尾松林中天然伴有白栎(Quercusfabri)等落叶阔叶树种形成杉檫混交林和松阔混交林，但混交的阔叶树种只占1/4，因而针叶化倾向十分严重。水杉、香樟和毛竹人工林面积较小。总蓄积量10719m3(表4)，平均单位蓄积118.18m3/hm2，远高于浙江省2010年单位林分蓄积55.09m3/hm2的水平[12]。

表4 杭州市大坞山林场森林资源现状

3.3 植物多样性

对示范区杉木林、杉檫混交林、马尾松林、松阔混交林、毛竹林和次生灌丛6种林分进行典型样地调查，采用Shannon-Wiener指数进行植物物种的多样性分析(图1)，发现植物物种的多样性指数以松阔混交林最高(2.03)，其次为杉檫混交林(1.32)，其他依次为马尾松林(1.23)、次生灌丛(0.95)、杉木林(0.87)和毛竹林(0.85)，表明植物生物多样性普遍较低，远低于以青冈等优势树种组成的常绿阔叶林植物物种多样性水平[10,13]，在森林植被的自然演替进程中尚处于初级阶段[14]，甚至隶属于次生的退化森林生态系统[15]。

图1 杭州市大坞山林场主要森林类型植物物种多样性

3.4 总体评估

经建设前(2017年)测算，目前杭州市大坞山现代林业示范区生态服务价值为94369781元/a(表5)，其中净化大气环境服务价值最高(91164224元/a)，其次为涵养水源功能(1670659元/a)。研究区单位面积生态服务价值为1040461元/(hm2·a)，远高于2009年浙江省森林单位面积生态服务价值(56120元/(hm2·a))，低于邻近富阳区庙山坞自然保护区单位面积生态服务价值1069778元/(hm2·a)的水平[15]，说明林区森林保护较好，但有进一步提升空间。

森林生态服务价值的提升是森林提质改造的重要标志。研究区通过森林健康经营、大径林木培育、彩色森林营造、珍贵树种保育、森林文化体现和科研科普教育基地等建设，大面积地将以杉木和马尾松为主的针叶林分改造成以常绿或常绿与落叶阔叶混交林为主的林分，由此明显提高生态服务价值。估计到2020年底杭州市大坞山现代林业示范区建成后的生态服务总价值达97235467元/a(表6)，单位面积生态服务价值由建设前的1040461元/(hm2·a)上升至1072056元/(hm2·a)，每年每公顷提增31595元，提高3.04%。

表5 大坞山林场现代林业示范区建设前生态服务价值 元·a-1

表6 大坞山林场现代林业示范区建设后生态服务价值 元·a-1

4 结语

森林能生产大量的木材和工业用原料，可提供再生的生物质能源，也能生产丰富的森林食品，还蕴藏着丰富的药用生物资源，孕育着丰富的动植物资源和生物多样性。此外，森林具有很高的涵养水源、保持水土、净化空气、调节小气候等生态服务价值。杭州市大坞山林区森林茂密，郁闭度0.8左右，但林分质量较差，杉木和马尾松针叶林面积占达有林地面积的95.43%，植物物种多样性低，生态功能没有取得立地条件所具有的正常水平，虽然单位面积生态服务价值达1040461元/(hm2·a)，远高于2009年浙江森林单位面积生态服务价值56120元/(hm2·a)的水平，但低于邻近富阳区庙山坞自然保护区单位面积森林生态服务价值1069778元/(hm2·a)的水平。通过森林健康经营、大径林木培育、彩色森林营造、珍贵树种保育、森林文化体现和科研科普教育基地等现代林业示范区建设，将大面积低效低质针叶林分改造成以常绿或常绿与落叶阔叶混交林为主体林分，单位面积生态服务价值提高到1072056元/(hm2·a)，相当于每年每公顷提增31595元，将产生非常明显的生态经济效益。