浙江省浦江县公益林生态效益评价研究

王 震 明

浙江省浦江县公益林生态效益评价研究

王 震 明

（浙江省浦江县林业局 322200）

根据浙江省浦江县125个公益林固定小班监测数据，在推算不同群落类型生物量的基础上，采用碳税法、工业生产成本法等方法，对浦江县公益林的涵养水源、固碳释氧、固土保肥能力与效益进行了估算与分析。结果表明：浦江县公益林总生物量343.73万t，平均单位面积生物量为102.00t/hm2；年涵养水源10474.90万m3，价值8.59亿元；年固碳量9.08万t，价值1.09亿元；年释氧量24.24万t，价值2.42亿元；年固土量119.94万t，价值0.13亿元；年保肥量3.14万t，价值1.52亿元。

浦江县；公益林；生态效益；评价

森林是人类赖以生存的基础，具有保持水土、涵养水源、防风固沙、调节气候、保护生物多样性、维持碳平衡等功能，是人类长期以来赖以生存和发展的资源与环境保障，对经济和社会的可持续发展具有重要的战略意义。建设公益林是为了充分发挥森林生态系统的服务功能，为经济社会的可持续发展提供良好的生态环境支持。

2004年8月，浙江省浦江县首次开展生态公益林区划界定工作，确定省级以上重点公益林2.62万hm2，截止2016年，浦江县生态公益林扩增至3.37万hm2，涨幅1.29倍。为及时了解和掌握浦江县公益林生态状况，进一步促进公益林建设发展，开展浦江县公益林生态功能与效益评价研究，科学评价现有公益林建设成效具有重要意义。

本研究以浦江县125个公益林标准样方为依据，以《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721-2008)为标准，在分析各林分类型的群落结构的基础上，估算浦江县公益林的涵养水源、固碳释氧、固土保肥等效益，为进一步推进浦江县公益林建设提供重要理论依据。

1 研究区概况

浦江县隶属于浙江省金华市，位于浙江省中部偏西、金衢盆地的北缘，东经119°42′～120°07′、北纬29°21′～29°41′之间。东西宽39.25km，南北长36.50km，土地总面积为9.15万hm2，其中林业用地面积为6.71万hm2，森林面积6.53万hm2，森林覆盖率达71.42%。

全县属丘陵、盆地地貌，低山丘陵面积占土地总面积的80%。土壤属亚热带常绿阔叶林红壤带，共有9个土类，以红壤为主，占53.6%。气候属亚热带季风气候，四季分明，气候温和，雨量充足，年平均气温16.7℃，年均降水量1512.8mm，无霜期209～246d，有利于植物森林植物生长和发育，对林业发展十分有利。

浦江县公益林总面积为3.37万hm2，占林业用地面积的50.21%，占土地总面积的36.82%。主要的森林类型有松木林、阔叶林、针阔混交林、杉木林、毛竹林和灌木林，各森林类型面积及所占比例见表1。

表1 浦江县公益林森林类型面积统计表

2 研究方法

2.1 样地设置与调查

在浦江县森林资源二类调查数据的基础上，以公益林小班作为总体样本，使用空间分层抽样抽取监测小班，共设固定监测小班125个，样地分布情况见表2。

表2 浦江县公益林林分类型监测样地分布表

在对各个抽样小班全面踏查的基础上，在每个抽样小班中选取典型地段设置面积为20m×20m的标准样地1个，详细记录样地的基本信息。对乔木层胸径大于5cm的树木进行每木检尺，调查内容包括树名、树高、冠幅和枝下高等。同时，在每块样地对角线上均匀设置3块2m×2m的灌草样方，详细记录灌木和草本的种类、株数和盖度等指标。利用土壤环刀法采集3个点表层（0～30cm）土样，测定土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度及非毛管孔隙度等物理性质。按照1m×1m 样方采集枯落物，测定枯落物积累量和持水量等指标。

2.2 生物量测定

根据标准样地监测数据和浙江省重点公益林生物量模型[1-2]，推算各个森林群落生物量。

2.3 涵养水源效益评价

林地土壤贮水加枯落物层吸水可占森林涵水总量的80%以上[3-4]。因此，常可以用于评价森林生态系统的水源涵养能力。

(1)涵养水源量

①森林年涵养水源量

(1)

②森林土壤年贮水量

③林地枯落物年持水量

(2)涵养水源价值

森林涵养水源效益的价值评价采用“影子工程法”进行。

①森林水源涵养价值

②森林贮水价值

(5)

③森林调蓄水价值

(6)

④森林净水价值

(8)

2.4 固碳释氧效益评价

森林植被通过光合作用持续不断地释放O2同化CO2，并将其以稳态碳的形式固定在生态系统中。因此，可以根据植物光合作用机理和植物代谢规律推算森林植被的固碳释氧量。植物生物量中若按含有1%的碳分元素计，则每制造1t植物生物量，可放出O21.1724t，同化空气中CO21.6123t，固碳0.4399t[5]。

(1)同化CO2

①同化空气中CO2量

(9)

②同化CO2价值

目前，国际上的碳税主要用碳税率计算，使用瑞典碳税率(150美元/t)，约合人民币1200元/t[5]。

(2)释放O2

①释放O2量

(10)

②释放O2价值

本研究采用工业生产成本法对公益林释放O2的价值进行评价，人工生产O2的价格为1100元/t。

2.5 固土保肥效益评价

森林固土保肥能力可分为森林固土能力和森林保肥能力两个方面[6]。

(1)森林固土价值

①森林年固土量

②森林年固土价值

森林固土作用可用减少淤积泥沙的方法进行计算，根据蓄水成本来计算森林固土能力的经济效益。

(2)森林保肥价值

①森林年保肥量

(13)

②森林年保肥价值

式中，保肥森林年保肥量(t/a)，森林年保持氮量(t/a)，森林保持磷量(t/a)，森林年保持钾量(t/a)，森林年保持有机质量(t/a)，森林年保肥价值(元/a)，土壤平均含N量(%)，土壤平均含P量(%)，土壤平均含K量(%)，土壤有机质平均质量分数(%)，磷酸二铵含N量(%)，磷酸二铵P量(%)，氯化钾含K量(%)，磷酸二铵平均价格(元/t)，氯化钾平均价格(元/t)，有机质平均价格(元/t)。

3 结果与分析

3.1 浦江县公益林生物量分析

经测算，浦江县公益林总生物量343.73万t，平均单位面积生物量为102.00t/hm2。其中，松木林的生物量最高，为148.12万t，占总生物量的43.09%；其次为阔叶林，122.99万t，占35.78%；针阔混交林为60.29万t，占17.54%；杉木林为8.12万t，占2.36%；毛竹林为3.19万t，占0.93%；灌木林最低，为1.02万t，占0.30%。单位生物量以松木林最高，为112.21t/hm2，灌木林最低，为25.50t/hm2，其高低顺序为：松木林>阔叶林>针阔混交林>毛竹林>杉木林>灌木林。

生物量是森林生态系统生产力的最好指标，是森林生态系统结构优劣和功能高低的最直接表现[7]。浦江县地处中亚热带常绿阔叶林带，典型地带性植被类型为常绿阔叶林，因此，应对浦江县公益林中的针叶林(含针阔混交林)进行适当调整，加快阔叶化进程。

表3 浦江县公益林不同森林类型植被生物量统计表

3.2 浦江县公益林生态效益评价

3.2.1涵养水源效益

根据浦江县水文气象以及森林生态定位监测等相关数据显示，该县平均降雨量约为1512.8mm。经测算，2016年浦江县生态公益林涵养水源量达10474.90万m3，价值85901.47万元。其中，净化水质价值为21892.55万元，调节水量价值为64008.94万元。浦江县公益林不同森林类型水源涵养量按照能力强弱排序：针阔混交林＞杉木林＞阔叶林＞毛竹林＞松木林＞灌木林。

表4 浦江县公益林不同森林类型涵养水源价值

浦江县公益林各森林类型中，针阔混交林的涵养水源能力最强，其次为杉木林，阔叶林居于第三，而后分别为毛竹林和松木林，灌木林最低。尽管松木林涵养水源能力不及针阔混交林和阔叶林，但是由于其面积占相对优势，故其涵养水源价值高于后两者。浦江县现有杉木林基本以培育大径材为目的，林分立地条件好，树干通直，发育健壮，因此其涵养水源能力也较强。

3.2.2固碳释氧效益

根据野外样地调查数据，利用碳税率法和工业制氧法，计算出2016年浦江县公益林年净固碳量为9.08万t，释氧量24.24万t，固碳释氧价值共计3.51亿元，其中，固碳价值约为1.09亿元，释氧价值约为2.42亿元。

由表5可知，浦江县公益林中毛竹林固碳释氧能力最强，每公顷固碳量和释氧量分别为3.51t和9.39t；其次为阔叶林，每公顷固碳量和释氧量分别为3.48t和9.28t；灌木林固碳释氧能力最弱，每公顷固碳量和释氧量分别为0.94t和2.53t。针叶林中，杉木林的固碳、释氧能力较强，分别是2.31t和6.19t；松木林略低，分别是1.95t和5.20t。

表5 浦江县公益林不同森林类型固碳释氧价值

3.2.4固土保肥效益

经测算，浦江县公益林2016年固定土壤总计119.94万t；增加土壤养分纯氮2168.06t、纯磷257.88t、纯钾24871.99t、有机质4054.22t，合计3.14万t。固土效益0.13亿元，保肥效益1.52亿元，固土保肥效益累积1.65亿元。

表6 浦江县公益林不同森林类型固土保肥量

浦江县公益林不同森林类型固土保肥能力由强弱顺序为：阔叶林＞松木林＞针阔混交林＞灌木林＞毛竹林＞杉木林。其中，各森林类型固土能力基本一致，主要差异存在于保肥能力。固土保肥能力最强的是阔叶林，价值最高的是松木林，而针阔混交林较之两者，固土保肥能力和价值都远远不及。通常，阔叶林和针阔混交林在生态系统服务功能上具有优势[8]，但浦江县公益林中阔叶林和针阔混交林一则面积不占优势，二则林龄以幼龄林为主，从而导致并未发挥其最好的生态效益。杉木林和毛竹林作为经营性林分，多分布在地势相对平坦的区域，由于其生长速度较快，对土壤养分消耗较大，因此固土保肥能力相对较低。

表7 浦江县公益林不同森林类型固土保肥价值

4 结论与讨论

2016年浦江县公益林总生物量343.73万t，平均单位面积生物量为102.00t/hm2；年涵养水源10474.90万m3，价值8.59亿元；年固碳量9.08万t，价值1.09亿元，年释氧量24.24万t，价值2.42亿元；年固土量119.94万t，价值0.13亿元，年保肥量3.14万t，价值1.52亿元，固土保肥总价值为1.65亿元。

研究表明，浦江县公益林的生态功能和效益尚未得到充分发挥，公益林的涵养水源能力、固碳释氧能力、固土保肥能力都有待提升。导致该结果的主要因素有两个，一是公益林的树种结构不合理，针叶林面积比例为43.23%，针阔混交林为19.32%，通过对公益林群落结构调整，将针叶林逐步向针阔混交林和阔叶林方向改造，可提高浦江县整体公益林生态效益；二是浦江县公益林建设与发展的时间尚且短暂，在林龄上主要以幼龄林和中林龄为主，分别占总面积的45.58%和41.84%，因此浦江县公益林生态功能和效益的潜力还是极大的，随着时间的推移，此部分潜力将会逐渐发挥出来。

[1] 应宝根,袁位高,葛永金,等.浙江省重点公益林松类生物量模型研究［J］.浙江林业科技，2008，28(2)：1-5.

[2] 袁位高，江波，葛永金，等.浙江省重点公益林生物量模型研究［J］.浙江林业科技，2009，29(2)：1-5.

[3] 刘培娟,杨吉华,李申安.三里庄水库上游水源涵养林不同林分枯落物水容量研究[J].水土保持研究,2007,14(1):239-241.

[4] 王斌,杨校生,李正才,等.不同气候区4种典型地带性植被土壤水文功能比较[J].林业资源管理,2009,(6):84-90.

[5] 宋朝枢,陈立伟,武立磊.自然保护区现代管理概论[M].北京:中国林业出版社,2001.

[6] 国家林业局．森林生态系统服务功能评估规范［S］．北京:中国标准出版社，2008．

[7] 张清.东南滨海沙地主要造林树种的生物量与能量[J].南京林业大学学报,2007,31(3):143-146.

[8] 蒋文伟,姜志林,余树全,等．安吉主要群落类型水源涵养功能的分析与评价［J］．南京林业大学学报(自然科学版)，2002，26(4):71-74．

2018-05-29

S718.55+7

B

1004-7743（2018）04-0015-06