广西百色市森林生物多样性研究及其服务价值评估

郑海富，邓必玉，邵元元，李常诚

(1.广西壮族自治区林业勘测设计院，南宁 530011；2.广西大学农学院应用微生物研究所，南宁 530004；3.广西壮族自治区森林资源与生态环境监测中心，南宁 530028；4.南宁师范大学，南宁 530001)

生物的物质流、能量流和信息流构成了生态系统服务[1]，其服务的类型是依据生物多样性所产生的功能差异来划分的，因此生态系统服务的核心是生物多样性，生物多样性成为制约生态系统服务功能发挥的最关键因素之一[2-4]。1991年国际科学联合会环境委员会讨论开展生物多样性的定量研究，极大推动了生物多样性与生态系统服务之间相互关系的研究[5]。

2010年9月15日，国务院第126次常务会议审议通过并发布实施的《中国生物多样性保护战略与行动计划》(2011—2030年)，全国共划分出35个生物多样性保护优先区域，而百色市就同时处在桂西黔南石灰岩区和桂西南山地区两个保护优先区域。2015年广西壮族自治区环保厅与越南高平省自然资源与环境厅共同签署《中国广西壮族自治区环境保护厅与越南高平省自然资源与环境厅生物多样性保护合作谅解备忘录》，百色市靖西市入选“广西靖西—越南高平”大湄公河次区域生物多样性廊道项目实施点。百色市在中国乃至全球生物多样性保护中占据重要地位。

原国家林业局于2008年发布并实施了中华人民共和国林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1721—2008)[6](以下简称《评估规范》)，生物多样性保育价值评估是其中一项重要内容。不同学者根据《评估规范》对森林生态系统服务进行研究，生物多样性保护价值占整个森林生态系统服务的13.0%～28.8%[7-10]。通过开展生物多样性保护价值的定量评估，有利于提升公众对生物多样性的科学认知，有效促进百色市生物多样性保护工作开展。

1 区域自然概况

百色市位于广西西部，处于云贵高原向广西丘陵盆地过渡地带， 104°26′—107°54′E， 22°51′—25°07′N。该区域自然植被丰富，主要有常绿阔叶林、落叶阔叶混交林、暖性落叶阔叶林、石灰岩常绿落叶阔叶混交林、石灰岩季雨林、沟谷雨林等；人工植被则以松树林、杉木林、桉树林、油茶林、板栗林为主。据2017年度百色市林地及森林资源变更成果显示，百色市土地总面积361.4万hm2，其中林地面积286.6万hm2，占79.3%，其中有林地面积183.9万hm2、灌木林地面积63.1万hm2，分别占林地总面积的64.2%和22.0%。百色市森林面积247.0万hm2，森林覆盖率为74%。

2 研究方法

2.1 调查方法

根据2017年度百色市各县(市、区)林地及森林资源变更成果，根据优势树种将评估林分划分为杉木林、松树林、阔叶林、桉树林、乔木经济林、竹林、石山灌木林和灌木经济林等8种林分，分别在不同的林分类型中设置调查样地。设置的固定样地面积为30 m×30 m，进一步划分为36个5 m×5 m的小样方，从上到下、从左到右按“之”字型按顺序进行编号，分块标记并调查其中的植物。乔木层调查记录胸径≥5 cm 的树木的物种名和株数；灌木层(含乔木树种的幼树幼苗)调查记录灌木的物种名、株数和盖度。在小样方的左下角设置一个1 m×1 m的样方，调查草本植物的种类、株(丛)数和盖度。

本次多样性研究样地数量为117个，其中：广西生态公益林监测百色地区样地数量为14个、2017年7—9月补充调查样地数量为103个。样地数量及分布情况详见表1。

表1 生物多样性调查样地分布及数量地点样地数量合计杉木林松树林阔叶树桉树林乔木经济林竹林石山灌木林灌木经济林百色市1171217251013111514右江区1333232田阳县1012322

续表1 生物多样性调查样地分布及数量地点样地数量合计杉木林松树林阔叶树桉树林乔木经济林竹林石山灌木林灌木经济林田东县1141231平果县82222德保县52111靖西市413那坡县6222凌云县611112乐业县92412田林县212262333西林县11223112隆林县131251112

2.2 生物多样性指数测算方法

生物多样性指数采用Patrick丰富度指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Pielou均匀度指数(J′)3个指标表示生物多样性[11]，计算公式如下：

D=S

(1)

(2)

J′=H′/ logS

(3)

式中:S为调查样地中所有物种数量；Pi为物种i个体数占样方中所有物种个体的比率，Pi=Ni/N；Ni为物种i的个体数，N分别为样地中所有物种个体数之和。

2.3 生物多样性服务价值评估方法

森林生态系统的物种保护价值采用Shannon-Wiener指数法计算：

(4)

式中：U生物为总林分年物种保护价值(元/年)；n为林分类型数量；S生物为单位面积年物种损失的机会成本(元/ hm2·a)；A为林分面积(hm2)。

Shannon-Wiener指数等级划分及其价值如下：

指数S生<1时，S生物为4 391.41元/(hm2·a)；

1≤S生<2时，S生物为7 315.36元/(hm2·a)；

2≤S生<3时，S生物为14 619.78元/(hm2·a)；

3≤S生<4时，S生物为29 239.55元/(hm2·a)；

4≤S生<5时，S生物为43 870.28元/(hm2·a)；

5≤S生<6时，S生物为58 490.06元/(hm2·a)；

S生≥6时，S生物为73 109.84元/(hm2·a)。

Shannon-Wiener指数价值由广西壮族自治区统计局提供(依据《森林生态系统服务功能评估规范(LY/T 1721—2008)》价值量，通过贴现率逐年贴现)。

3 结果与分析

3.1 物种多样性指数

物种丰富度分析结果(表2)表明，不同林分物种丰富度均值在29～78之间，由大到小排列顺序为阔叶林>石山灌木林>松树林>竹林>杉木林>乔木经济林>桉树林>灌木经济林；不同林分物种均匀度均值为0.38～0.75，由大到小排列顺序为阔叶林>石山灌木林>杉木林>竹林>松树林>灌木经济林>桉树林>乔木经济林；物种Shannon-Wiener指数均值在1.91～4.69之间，由大到小排列顺序为阔叶林>石山灌木林>竹林>杉木林>松树林>灌木经济林>桉树林>乔木经济林。总体上，物种多样性指数较高的均为阔叶林和石山灌木林，其次为杉木林、松树林和竹林，较低的为灌木经济林、桉树林和乔木经济林。

物种多样性指数变动系数与多样性指数相反，多样性指数越高，变动系数则较小，多样性指数越低，则变动系数较大，可能与受到人类的经营活动影响有关，阔叶林和石山灌木等林分受人类活动影响小，多样性指数高，变动系数小；灌木经济林和乔木经济林经营强度大，桉树林则经营周期短，受人类活动影响频繁，多样性指数偏低，变动系数大；杉木林、松树林和竹林的经营周期较长，受人类经营活动的影响要小一些，多样性指数和变动系数居中。

表2 不同林分物种多样性比较林分类型丰富度均匀度Shannon-Wiener指数均值变动系数/%均值变动系数/%均值变动系数/%杉木林42±1231.30.61±0.1626.63.24±0.8627.8松树林46±1329.80.54±0.1222.92.95±0.7626.5阔叶林78±1418.70.75±0.0912.14.69±0.6113.3桉树林30±8 30.30.47±0.1229.62.33±0.7734.7乔木经济林35±1132.90.38±0.0937.91.91±0.4839.7竹林43±1641.10.60±0.1728.43.25±1.0331.2石山灌木林66±1523.70.63±0.1016.23.80±0.7119.4灌木经济林29±1139.40.51±0.1529.32.58±0.8232.8

3.2 生物多样性服务价值

根据评估结果(表3)，百色市2017年度森林生物多样性保护价值703.01亿元，不同林分生物多样性保护价值由大到小的顺序为阔叶林>石山灌木林>杉木林>松树林>桉树林>灌木经济木林>乔木经济林>竹林林。阔叶林和石山灌木林2种林分面积占总评估林分面积的55.9%，生物多样性保护价值约为总价值的3/4，其余林分面积占44.1%，生物多样性保护价值约为1/4。

表3 百色市森林生态系统生物多样性保护价值林分类型林分面积/hm2Shannon-Wiener指数单位面积物种年保护价值/[元/(hm2·a)]物种保护年总价值/(亿元/a)杉木林270 203.83.2428 374.0076.67松树林217 164.72.9514 187.0030.81阔叶林916 765.14.6942 572.00390.28桉树林190 561.02.3314 187.0027.03乔木经济林223 106.41.917 099.0015.84竹林27 196.73.4228 374.007.72石山灌木林464 445.03.828 374.00131.78灌木经济林161 259.52.5814 187.0022.88合计2 470 702.2 703.01

2017年度百色市森林生物多样性保护价值平均28 453.9元/hm2，阔叶林单位面积价值量比平均价值高一半，杉木林、竹林和石山灌木林与平均价值基本持平，松树林和桉树林和灌木经济林为平均价值的一半，乔木经济林最低，仅为平均价值的1/4。

2017年度百色市公益林面积97.5万hm2，占评估林分面积的39.5%，生物多样性保护价值318.5亿元，占总价值的45.3%。在公益林中，阔叶林和石山灌木林生物多样性价值分别185.1亿元和106.7亿元，分别占公益林总价值的58.1%和33.5%；其余6种林分生物多样性价值26.7亿元，占8.4%。2017年度百色市商品林面积149.6万hm2，占评估林分面积的60.5%，生物多样性保护价值384.5亿元，占总价值的54.7%。在商品林中，阔叶林和杉木林生物多样性价值分别205.2亿元和68.4亿元，分别占商品林总价值的53.4%和17.8%；其余6种林分生物多样性价值109.9亿元，占28.8%。在公益林和商品林种，阔叶林生物多样性保护价值均最高。

2017年度百色市各县(市、区)生物多样性保护价值由大到小的顺序为田林县(18.0%)>右江区(11.2%)>隆林县(10.4%)>西林县(9.5%)>乐业县(8.9%)>靖西县(7.5%)>凌云县(6.4%)>那坡县(6.3%)>田阳县(5.7%)>田东县(5.4%)>平果县(5.4%)>德保县(5.2%)。总体上，百色市生物多样性价值主要分布在中西部地区，中西部的4个县(区)(田林县、右江区、隆林县、西林县和)与其余8个县(市)服务价值基本相等。

4 结论与讨论

百色市2017年度森林生物多样性保护价值703.01亿元，阔叶林占森林面积的37.1%，提供了超过50%的生物多样性保育价值，说明阔叶林在生物多样性保育中占据最重要的地位，在生态环境保护与建设过程中应高度重视阔叶林分的保护。石山灌木林面积仅次于阔叶林，占森林面积的17.3%，其生态环境服务价值占总生态服务价值的10.9%，其单位面积价值仅为平均价值的58.9%，是生态系统服务价值的低洼区域，具有较大的提升空间，可挖掘潜力巨大，因此，今后须继续推进石漠化综合治理、退耕还林等工程，采取以封山育林为主和选择生态效益较高的树种人工造林为辅的措施，促进岩溶地区植被恢复，进一步提高石山地区森林生态系统服务功能。

《评估规范》中利用Shannon-Wiener指数法测算生态系统物种多样性保育价值，王兵等[12]根据云南省第7次森林资源清查数据研究了云南省森林生态系统物种多样性保育价值，结果表明，将濒危指数和特有种指数引入Shannon-Wiener指数法后，能够更加科学合理地反映出物种多样性保育价值。目前百色市已建立自然保护区18个，面积达35.6万hm2，占百色市土地面积的9.8%，保护了大量濒危和特有种，但由于本次调查样地数量不足，评估未考虑到濒危物种和特有物种的保育价值，在以后的工作中还可以深入研究。