浙江省长兴县公益林生态系统服务功能及价值评估

孔力方 黄文荧 胡孙田 沈晓飞 金松涛 冯怡

（1 浙江省长兴县自然资源和规划局313100；2 浙江省长兴县永绿林业发展中心313100）

公益林对国土生态安全、生物多样性保护和经济社会可持续发展具有重要作用，是以发挥森林生态和社会服务功能为主要经营目的的防护林和特种用途林[1-2]。开展公益林生态功能和价值评估，及时掌握生态公益林状况及生态功能发展趋势[3]，对提高公益林建设、保护和管理水平，巩固公益林建设与保护的成效，促进公益林高质量发展具有重要意义。

1 研究区概况

长兴县隶属浙江省湖州市，位于浙江省北部、太湖西南岸，地处长江三角洲中心腹地，全县土地总面积143142 公顷，其中林地面积71677.3 公顷，森林覆盖率47.71%。

长兴县现有省级以上公益林19547.67 公顷，占全县总土地面积的13.66%，占林业用地面积的27.27%。

省级以上公益林按地类划分：乔木林11107.13 公顷，占56.73%；竹林5107.00 公顷，占26.08%；灌木林地3210.60 公顷，占16.40%；未成林造林地5.73 公顷，占0.03%；宜林地148.87 公顷，占0.76%。

2 研究方法

2.1 样地设置

根据浙江省公益林县级监测体系建设要求[4]，以林分类型、林龄组成、立地条件、林分组成等为依据，采用两阶抽样法，按照公益林小班总量的1-2%，设置57个20m×20m 的固定监测点，建立长兴县公益林长期监测样地（表1）。于2017年和2018年分别开展一次定点监测。

表1 长兴县公益林固定监测样地情况表单位：个

2.2 样地调查

调查记载样地内所有胸径≥5cm 的乔木树种（组）名称、树高、胸径；沿样地对角线设置3个2m×2m 的小样方，调查记载灌木树种和草本植物名称、株数、地径、高度以及盖度。

2.3 生态效益计算方法

借鉴我国森林生态系统服务价值核算方法[5-6]，以《森林生态系统服务功能评估规范》（LY/T 1721-2008）为主要依据，开展涵养水源等8个方面的生态效益评估，同时结合浙江省和长兴县实际有所调整。

2.3.1 涵养水源

本文采用综合蓄水能力法，计算森林水源涵养能力。

式中：W 为林地调节水量（m³/a）；Ai为林型i 面积（hm2）；V1为枯枝落叶蓄水量（t/hm2），V2为土壤蓄水量（mm/a），V3为冠层蓄水量度（mm/a）。其中：V2=土壤厚度×土壤非毛管孔隙度，V3=冠层截留率×年降水量。

采用影子工程法对森林调蓄水和改良水质的价值进行定量评价。

森林水源涵养效益：V1= W×P1+ W×P2,式中：V1为森林年涵养水源价值（元/a），W 为森林涵养水源（净化水质）总量（m³），P1、P2分别为森林涵养水源、净化水质效益的影子价格，分别取6.1107 元/m³和2.09 元/m³。

2.3.2 固土保肥

森林固土量通过该面积森林减少同等面积的无林地土壤侵蚀的量来衡量。

式中：G固为林型i年固土量（t·a-1）；Ai为林型i 面积（hm2），X2和X1i分别为无林地和林型i 林地土壤侵蚀模（t·hm-2·a-1）。

采用影子工程法估算森林固土和保肥效益。

式中：V2为森林每年保育土壤的价值（元/a）；Ai，G固i的含义同上式；K1为挖掘泥沙的费用（12.6 元/m³）；ρi为森林植被类型i 土壤容重（t/m³）；P1j为林型i 土壤中N、P、K含量；P2j为磷酸二铵和氯化钾中N、P、K 比例，分别是14%、15.01%、50%；P3j为市场上磷酸二铵和氯化钾价格，分别是2400.00 元/t 和2200.00 元/t；Mi为林型i 土壤中有机质含量；P4为市场上有机质价格，为320 元/t。

2.3.3 固碳释氧

式中：G固碳为森林植物固碳量（t）；Ai为林型i 面积（hm2）；Bi为林型i年净生长量（t）；SF为森林土壤年固碳量（t）。

式中：G释氧为林分年释氧量（t）；Ai为林型i 面积（hm2）；Bi为林型i年净生长生物量（t）。

森林固定CO2、释放氧气的价值量核算方法根据工业生产成本法计算。

式中：V3为森林每年固碳释氧的价值量（元/a）；Pc和Po分别为人工固定C 及制造O2的影子价格，分别取1200 元/t 和1000 元/t。

2.3.4 净化大气

净化大气以负氧离子价值衡量，主要监测和研究负氧离子浓度、林分平均高等数据。

式中：U负离子为森林每年提供的负离子价值（元/a）；Ai为林型i 面积（hm2）；Hi为林型i 平均高度（m）；Km为负离子的价值（5.8185×10-18元/个），Qm为林型i 的负离子浓度（个/cm）；Lm为负离子寿命10（min）。

2.3.5 森林防护

公益林防护价值量根据农田防护效益对农业产值贡献率计算。

式中：V4为森林每年的防护价值（元·a-1）；M 为全县农业总产值（亿元）；K1为农田防护效益对农业产值的贡献率。

2.3.6 积累营养物质

森林植物通过生化反应，在大气、土壤和降水中吸收N、P、K 等营养物质同时储存在植物体内。

式中：V5为森林每年积累营养物质的价值量（元·a-1）；Bi，Ai，P2j，P3j的含义同森林保育土壤和固碳释氧计算公式；P4j为林型i 林分中N、P、K 含量（%）。

2.3.7 生物多样性保护

通过调查得乔木层种类、数量、胸径，下木层和草本层的物种种类、数量、盖度来计算各物种的相对重要值[7]。

乔木层相对重要值=（相对密度+相对胸高断面积之和+相对频度）/3。

式中，Pi 为种i 的相对重要值，∑Pi=1。

式中，U生物为森林每年物种保育价值（元/a）；Ai 为森林i 面积（hm2）；S生为单位面积年物种损失的机会成本（元/hm2/a）。

2.3.8 森林游憩

根据全县森林增长数据及旅游增长数据，建立数学模型。

式中，V6为森林游憩价值（亿元·a-1/年）；A1 为公益林面积（万hm2）；A2为全部森林面积（万hm2）；K3为森林旅游收入（亿元）；K4为其它森林旅游收入（亿元）；P1为森林旅游区森林贡献率（%）；P2为其它旅游区森林贡献率（%）。

3 结果和分析

3.1 涵养水源

经测算，2018年长兴县公益林调蓄水量0.76 亿吨，水源涵养6.23 亿元，占总效益的37.27%；其中调水效益4.64 亿元，净化水质效益1.59 亿元。见表2。

表2 长兴县公益林不同林分类型涵养水源量及价值单位：万吨、万元

3.2 固土保肥

经测算，2018年全县公益林共固定土壤69.59 万吨，效益0.88 亿元。

表3 长兴县公益林不同林分类型的固土总量单位：万吨、吨

3.3 固碳释氧

经测算，2018年全县公益林吸收二氧化碳38.80 万吨，释放氧气24.05 万吨；生态效益3.67 亿元，其中固碳价值1.27 亿元，释放氧气价值2.40 亿元。

3.4 积累营养物质

经测算，2018年全县公益林林木积累营养物质中：纯氮747.84 吨、纯磷106.25 吨、纯钾558.81 吨；积累营养价值0.17 亿元。

3.5 森林游憩

经测算，2018年全县公益林旅游总价值为3.62 亿元。

3.6 生物多样性保护

经测算，2018年全县公益林生物多样性保护总价值为2.96 亿元，阔叶林的物种保育价值高达54.81%。

3.7 净化大气

全县公益林各林型负离子平均浓度为1929个/cm³，2018年净化大气发挥的生态效益为0.81 亿元。

3.8 森林防护

2018年全县公益林防护效益价值0.33 亿元。

4 结论

2018年全县公益林生态服务价值9.55 万元/公顷，远高于森林的木材及林副产品等物质产品生产价值，但由于森林生态服务功能具有显著的外部经济性特征，需要各级政府根据社会经济发展水平，建立公益林生态补偿标准动态调整机制，在稳步提高补偿标准的同时，尝试将补偿标准与生态区位、森林质量等挂钩[8]，引导经营主体积极提高公益林质量。

另一方面，与全省平均水平[9]相比，长兴县单位面积公益林生态服务价值仅相当于全省平均水平的62.42%，说明全县公益林质量还相对较差，生态服务功能未得到充分发挥，长兴县林业主管部门和各森林经营主体应将提质增效作为公益林建设的重点任务，努力提高公益林质量，增强生态服务功能。