崂山森林生态系统服务功能及其价值评估

刘志远，刘属灵，邵景安,2

(1.重庆师范大学 地理与旅游学院，重庆 401331；2.重庆师范大学三峡库区地表过程与环境遥感重庆市重点实验室，重庆 401331)

1 引言

森林生态系统是以乔木为建群种或者优势种的生物群落和其所处的空间环境相互作用而形成的具有生态系统功能和作用的自然综合体，是陆地生态系统的主体，其在为人类提供生产生活所需要的林木产品之外，还具有涵养水源、防风固沙、净化空气、美化环境、制氧固碳等多种功能价值[1，2]。在过去时间里人类注重森林生态系统直接提供的物质产品的功能，忽视了其本身所存在的生态服务功能，而无限制地对森林进行掠夺式开发和经营，导致了森林生态系统质量和面积的大幅度下降，致使其生态服务功能大大减弱[3]。

森林生态系统服务功能存在较高的经济价值，其生物资源主要表现于直接和间接价值上，而生态系统的环境和资源贡献值是由当前的人类生产和物质消费所构成的，直接价值所指的是人们的生产和消费需要的价值由森林生态系统直接提供，如林木薪材产品、野生动植物草药、森林旅游和游憩等的生态价值等。然而森林生态系统的生态服务功能的间接经济价值表现在森林生态系统的生态服务功能上，如保持水土、净化水质、制氧固碳等功能，这些都是森林生态服务功能价值的体现，又是最容易被人类忽视的价值所在，因此，对这部分价值进行定量评价对确切评价森林生态系统的生态服务功能具有重要意义[4]。

2 研究区概况

崂山位于山东省东部青岛市境内，居于黄海之滨，东、南濒黄海，西邻青岛市市南区、市北区，西北邻李沧区，北接青岛市城阳区和即墨市。崂山位于中纬度暖温带季风气候区，光资源充足，热力资源较丰富，降水量较多，湿润温和，四季分明，年平均日照为2503.3 h，年平均气温12.1 ℃，月平均相对湿度为72%。崂山被誉为“海上名山第一”。

崂山风景区的植被类型属暖温带落叶阔叶林，地带性落叶阔叶林为麻栎林，主要建群种有麻栎、刺槐、枫杨、榆树等；地带性针叶林属温性常绿针叶林，主要建群种是赤松、油松和侧柏。崂山目前所存在的森林均为次生林和人工林，同时存在着大量的引种树种，如黑松、油松、落叶松、火炬松等[6]。

3 材料与方法

3.1 数据来源

此次研究使用崂山区政务网(http://www.laoshan.gov.cn)和前期项目区实地走访调研和问卷调查形式获得的统计数据资料。

3.2 研究方法

随着可继续发展理念的持续贯彻和落实，森林作为陆地生态系统的主体，其在林木及副产品的生产、保持水土、涵养水源、改良土壤、维持生物多样性、净化空气及旅游自然观光和文化功能。

本文采用的评估方法包括影子工程法、市场价值法、替代花费等，用以评价崂山风景区森林生态系统的服务功能和生态价值。客观科学地评价森林生态系统服务功能，促进将自然资源及环境纳入国民经济核算体系，这对促进人类正确处理社会经济发展与生态环境保护之间的关系具有重要的现实意义[5]。

第一个是市场价值法，由于没有普通意义上的市场，便可以将生态林所产生的生态产品与相同的工业产品进行比价，以工业产品的当前市场价格作为参照，通过核算等量的工业产品总价从而等价成森林的某种功能价值。例如固碳释氧，将森林固定的二氧化碳和释放的氧气量乘以市场上吸收二氧化碳和制氧单价，就可以获得森林固碳释氧的具体经济价值。

费用支出法、机会成本法、影子工程法、旅行费用法等均是探索生态系统服务功能来采用较多的评估生态功能价值的方法。其中影子工程法、机会成本法和恢复和保护费用法都是来通过估算一个生态系统遭受外界干扰而遭受破坏时，利用其换算成相对可以表示其经济价值的方式来计算该生态系统的价值如何。旅行费用法(TCM)和享乐价格法是评价生态系统的游览价值时所用的方法。实际上，这几种都是替代市场法的衍生物，用来估算生态系统处于不同情境下或功能中的服务价值。

第二个是条件价值法，简称CVM，与替代市场法不同的是，他直接模拟一个市场或一种支付方式，以调查问卷的形式直接获得经济价值从而评估生态服务价值。问卷的内容大都与被调查者来消费多少资金来取得该商品，亦或者是采取何种的补偿手段让某人来放弃对该商品的耗费。此方法一般应用于森林休闲游憩和野生动物资源的价值评估等。

4 计算与分析

4.1 涵养水源的生态价值

涵养水源价值采用影子工程法估算。森林的涵养水源量等于降雨量减去蒸散量。森林涵养水源的价值相当于容纳了同等水量的水库的价值，包括水的净化价值和建造的水库的价值。由以下公式进行计算：

U调=10C库A(P-E-R)

(1)

U水质=10K水A(P-E-R)

(2)

式(1)、(2)中U调为调节水的价值(元/a)；P为降水量(mm/a)；E为蒸散量(mm/a)；R为地表径流量(mm/a)；A为林地面积(hm2)；C库为水库建造价值(元/m3)；U水为森林净水价值(元/a)；K水为居民用水价格[7]。

崂山风景区多年平均降水量约为900 mm，共有森林面积约4726 hm2，具有水库24座，崂山风景区森林各林型按面积加权平均蓄水能力为180.3 mm，水库库容造价参照第八次森林生态系统评估，取值为8.44元/t，城市的居民用水价格的取值为3.07元。森林涵养水源的价值约为457.7万元/a。

4.2 保育土壤的生态价值

保育土壤的价值主要体现在森林的固土和保肥能力。固土能力就是潜在土壤侵蚀量和实际土壤侵蚀量的差值，换句话说就是因植被覆盖和实施土地管理措施而减少的土壤侵蚀量[8]。保肥就是森林对土壤肥力的维持能力，利用土壤保持量计算氮磷钾等物质的保持量，通过市场价格法计算出森林保育土壤肥力的经济价值[9]。

按照国家水利部门统计数据,坡地侵蚀的泥沙进入河道的比例为63%，计算得到崂山风景区森林防止水土流失的经济价值为241.8万元/a，崂山森林地表层土壤全氮、全钾、全磷含量平均为0.12%、0.02%、0.94%,根据近年国产化肥的平均价格，以磷酸二铵价格为3300元/t，氯化钾化肥价格为2800 元/t；有机质平均价格为800元/t[10]。崂山风景区森林生态系统保肥的经济价值为576.8万元/a。

4.3 制氧固碳的功能

4.3.1 释放O2价值估算

研究表明[11，12]，森林释放氧气的效益计量评价采用生产成本法，森林释放的氧气量根据氧气工业生产成本费用计算效益。森林通过光合作用可以生产有机物质和氧气，通过光合作用化学反应式中有机物增量—氧气的质量关系，可以计算得出生产单位物质的制氧量，进而可以求得整个森林系统的制氧量[17～19]。那么制氧价值可以由以下公式得出：

U氧=MSKP

(3)

式(3)中，U氧为森林制氧价值；M为单位面积森林生长的生物量(枝、叶、干、皮、根)；S为森林面积；K为森林通过光合作用生产1 t物质释放的氧气量；P为工业每生产1t氧气的生产成本费用。

年制氧的物质量为3.02 t/a，氧气价格采用中华人民共和国卫生部网站的平均价格，1299.07元/t。那么释氧价值约为3923.2万元/a。

4.3.2 固定CO2价值估算

植树造林可以有效的防止大气变暖，因此森林对CO2的吸收作用十分显著。林木吸收二氧化碳转化为有机物质，利用植物的呼吸作用化学反应方程，建立森林的净生产力和吸收二氧化碳的系数关系，就可以用净生产算出得到CO2吸收量。固定二氧化碳的价值用生产成本法估算，年固碳量乘以固碳的影子价格就是固碳价值。

据方精云等结论[13],崂山地区森林平均生物生产力约为 11.05 t/(hm2·a),计算得到崂山地区森林生态系统每年对大气中CO2固定量为3.93 t/hm2,固碳价格参照第八次森林生态评估取值为1281元/t,采用生产成本法估算固定CO2的价值为630.6万元/a。

将以上两部分加和即为固碳释氧的功能总价值，约为4553.8万元/a。

4.4 净化环境的功能

森林的净化空气的功能主要表现在对周围环境中SO2和粉尘的吸收作用。根据“中国生物多样性国情研究报告”,阔叶林吸收SO2的能力值为88.65 kg/(hm2·a)；针叶林吸收SO2的能力值为215.6 kg/(hm2·a)[14]。

吸收SO2价值估算是用单位面积森林每年吸收SO2的平均值乘以森林总面积，得到每年森林吸收SO2的总量。采用费用分析法，根据近年污染治理过程中消减单位重量SO2的投资成本算出森林生态系统吸收SO2的价值。滞尘功能价值估算同样用单位面积森林每年能截持的粉尘量乘以森林总面积，得到每年森林截留粉尘的含量。以费用分析法估算森林对一般性粉尘的滞留能力[15,16]。

崂山风景区针叶林的降尘能力为33.2 t/(hm2·a)，阔叶林的降尘能力10.11 t/(hm2·a)，净化大气环境的价值为2358.8万元/a。

4.5 提供林木产品的功能

崂山风景区森林生态系统服务功能的直接经济价值，主要是木材经济价值和薪碳材经济价值。采用市场价值法，利用如下公式进行估算:

V1=∑SiGiPi

(4)

(5)

崂山风景区森林面积约为4726 hm2，经统计其出材率约为60%，而近年来木材市场价格变化普遍较大，杨树木约为300～320元/m3，松树木约为450～650元/m3，其他阔叶林木在250元/m3左右，通过进行加权平均计算得出平均价格在370元/m3，所以崂山风景区森林木材总价值在174.9万元/a。

在另外40%未出材的林木中，当地居民会将一部分作为薪碳材使用，主要有干枯树枝及一部分枯树等。根据薪材市场价格150元/m3计算，崂山风景区目前所有薪碳材的总价格约为55万元/a。

将两部分核算相加得到崂山风景区提供林木产品的经济价值总量为229.9万元/a。

4.6 森林休闲观光及游憩的功能

森林公园的修建吸引了很多热爱自然的旅游者，这其中的资金流转为森林保护行了方便，也让更多的人参与到了森林保护中。并且客流量的增加也进一步提升了森林的文化价值。通过设计问卷调查发现，在被调查人群中，88%的人在森林公园的消费低于300元；40%的人平均每年去森林公园1～2次，13%的人去3次以上。经数据统计得到崂山风景区接待游客数量约为1680万人次，2017年旅游收入在120亿元。而其现有的森林休闲观光经济价值约为4480万元/a。

4.7 通过条件价值法评价森林生态系统功能

通过与森林生态系统保护调查问卷的调查结果分析，在114名被调查者中，88%的人平均在森林公园消费300以下，12%会在300以上；97%的民众愿意为森林生态保护贡献力量，其中绝大部分的被调查者愿意出钱或出力，仅出钱的占比20%，仅出力的占25%，出钱又出力的占42%。可以出钱的被调查者有51%每年每人出100元人民币，30%愿意支付100以上。极少数人不愿支付钱的原因是个人经济问题。

通过该调查分析发现，如若青岛市有81%的人每人每年支付100元作为修复森林生态系统的资金，每年森林生态系统可以从民众中获得至少92040万元人民币的资金支持。

5 结论与讨论

(1)崂山风景区森林生态系统具有巨大的生态服务功能价值,其现有森林经济价值每年大约为16580.2万元，崂山风景区经济水平的提升为环境生态价值的完善提供保障。

(2)根据表1可得，崂山森林生态系统对制氧固碳、休憩功能有着十分重要的作用。其对制氧固碳、休憩功能作用占整个生态系统服务功能价值的70%。

表1 森林生态系统服务价值功能

(3)崂山风景区在涵养水源、保育土壤、净化环境等方面具有重要的作用。但从总体来看其占比相对较小，因此相关部门应加大对其支持力度加强管理，使其森林本身功能充分展现，更有利于维持好当地的生物多样性和生态系统的平衡稳定。