河源市源城区森林生态系统服务功能价值评价

谢立新

(深圳市万年春环境建设有限公司，广东 深圳 518172)

森林是陆地生态系统的主体和重要的自然资源，为社会供给木材和林副产品的同时也发挥了巨大的生态服务价值。河源市源城区有9个自然保护地，动植物资源丰富，现有森林面积(含河源市国有桂山林场)17 545.6 hm2，森林蓄积量139.1万m3，森林覆盖率为51.5%。依据评估规范，通过查阅档案、文献等资料，采用分布式测算方法对河源市源城区森林生态系统服务功能价值(下文简称生态服务价值)进行了评估，在提高人们全面认识和客观评价森林生态服务功能的同时，也为区域“十四五”规划和乡村振兴林业行动、林产业规划及森林经营决策提供参考，进一步促进“生态河源”建设，推进森林资源保育，构建起稳定健康的自然生态系统。

1 研究区域概况

1.1 自然地理

源城区位于广东省东北部、河源市南部，处东经114°31′～114°45′，北纬23°31′～23°51′，南北长36.6 km，东西宽16.4 km，辖上城、新江、东埔、源西、高埔岗5个街道及源南、埔前两个镇，总面积340.81 km2，常住人口53.17万。地形地势呈西高东低，属低山丘陵地貌；最高海拔1 056 m，最低46 m；成土母质有花岗岩、砂页岩、近代冲积岩等，土壤为赤红壤和红壤。东江、新丰江等21条河流汇集成东江干流水系，流域面积708.51 km2。全区属亚热带季风气候区，年均温21.4 ℃，年均降雨量2 045.9 mm；台风和霜冻是多发的自然灾害性天气。

1.2 森林资源

源城区自然资源丰富，主要植物193科486属783种。有金毛狗脊(Cibotiumbarometz)、桫椤(AlsophilaspinulosaHook. Tryon)、水蕨(CeratopteristhalictroidesL. Brongn.)、苏铁蕨(BraineainsignisHook. J. Sm)、花榈木(OrmosiahenryiPrain)等国家重点二级保护植物7科7属7种。辖区内大桂山保护区有三尖杉(CephalotaxusfortuneiHook. f.)省级保护植物等珍稀野生保护植物10科11种；有脊椎野生动物215余种，鸟类53余种，国家珍稀濒危保护物种39种，为全国少有的天然物种基因库。

近年，全区围绕“增资源、增效益”目标，实施了低质低效林改造，种植优良乡土阔叶树种。截至2019年底，全区林地面积16 901.2 hm2，其中有林地16 095.7 hm2、占95.2%，疏林地140.7 hm2、占0.8%，灌木林地82.3 hm2、占0.5%，未成林地133.5 hm2、占0.8%，苗圃地3.6 hm2、占0.02%，无立木林地357.7 hm2、占2.1%，宜林地87.6 hm2、占0.5%，林业辅助生产用地0.2 hm2、占0.001%。林地森林按树种组成可分为松类、杉木类、速生桉类、其他软阔类、其他硬阔类、针阔混交林类、阔叶混交林类、竹林、乔木经济林类和灌木林类10种林分类型；从龄组结构看，中龄林和过熟林比例较大，分别占36.8%和23.2%；幼龄林、近熟林和成熟林分别占12.8%、15.2%和12.0%。现有商品林面积占36.1%，生态公益林核定面积占63.9%，高于广东省平均水平(43.8%)，为建设“生态河源”和巩固粤北生态安全屏障做出了重要贡献。

2 价值评估数据来源及方法

以2019年为基准年，按评估规范要求，参照广东省森林生态系统服务功能评估[2]，结合森林资源现状的特点，按不同林分类型和龄组，对森林涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、生物多样性保护及森林游憩7项功能，通过调查研究和查阅档案、文献等，采用分布式测算方法对全区森林生态服务的实物量和价值量进行测算和评估。评价区无农田防护林、防风固沙林等林种，不包括森林防护，不计算降低噪音功能价值。

文中主要数据来源于河源市源城区林业局和市统计局等部门。一是2019年森林资源二类调查数据及成果；二是2020年森林资源档案更新数据；三是国家权威机构公布的社会公共资源数据和广东省森林生态监测站定位观测研究数据等；四是有关专家公开发表的研究成果及文献获取数据。

2.1 涵养水源功能价值

森林植被有截留降水作用，土壤能吸收、贮存水分，其增加水资源、净化水质和调节地表径流功能可分为调节水量和净化水质2个指标。

1)调节水量价值计算公式：

U调=10C库A(P-E-C)

(1)

式中：U调为林分年调节水量价值(元/a)；C库为平均单位水库库容的造价(6.11元/t[1])；A为林分面积(hm2)；源城区年均降雨量P为2 045.9 mm/a[3]；东江流域平均林分年蒸散量E为1 338.5 mm/a[4-5]；森林平均地表径流量C为56.1 mm/a[6-10]。

2)净化水质价值计算公式：

U水质=10K·A(P-E-C)

(2)

式中：U水质为林分年净化水质价值(元/a)；K为水的净化费用，采用城市居民用水平均价格2.09元/t[1]。

经测算，全区各类型林分森林年涵养水源实物量为9 891.9万m3/a，价值为81 113.7万元/a，其中调节水量和净化水质价值分别为60 439.6万元/a和20 674.1万元/a。

2.2 保育土壤功能价值

林木根系可固土，防止塌方，生长发育过程可增加土壤肥力、改良土壤等。现分为固土和保肥2个指标。

1)固土价值计算公式：

U固土=A·C土(X2-X1)/p

(3)

森林能减少水土流失，降低河道及水库泥沙淤积。通过土壤侵蚀模数计算土壤的流失量和清淤成本。U固土为林分年固土价值(元/a)。根据相关文献资料[11-14]，平均林地土壤侵蚀模数X1为3.47 t/(hm2·a)；无林地土壤侵蚀模数X2为42.6 t/(hm2·a)，平均林地土壤容重p为1.3 t/m3[15]。人工挖取和运输单位面积土方所需的费用C土为12.6元/m3[1]；

2)保肥价值计算公式：

U肥=A(X2-X1)(N·C1/R1+P·C1/R2+K·C2/R3+M·C3)

(4)

按照有林地保育土壤减少侵蚀所含的N、P、K等折算成化肥量和有机质量，按市场价格折算间接经济效益。式中：U肥为林分年保肥价值(元/a)，各类型林分土壤平均含有机质M为2.17%[15-21]，含N、P、K分别为0.12%、0.02%、0.94%[14]。将N、P、K和有机质在土壤中的平均含量换算为磷酸二铵化肥(含N、P分别是R1为14.0%和R2为15.01%)，氯化钾化肥(含K量R3为50%)，按磷酸二铵化肥价格C1为2 400元/t，氯化钾化肥价格C2为2 200元/t，有机质价格C3为320元/t计算[1]。经测算，全区森林生态系统固土量为808 242.1 t/a，保育土壤功能价值6 608.6万元/a。

2.3 固碳释氧功能价值

森林生态系统通过光合作用实现固碳释氧，分为固碳和释氧2个指标。

1)固碳价值计算公式：

U碳=A·C碳(1.63R碳B年+F土壤碳)

(5)

式中：U碳为林分年固碳价值(元/a)。据2018年森林资源调查数据统计分析，竹林、针阔混交林、针叶混交林的年净增生物量较高,经济林和灌木疏林的较低；松类、杉木类、速生桉类、其他软阔、其他硬阔、针阔混交林、阔叶混交林、竹林、经济林和灌木林地林分净生产力B年分别为6.38、6.71、9.01、7.71、6.84、7.44、9.27、13.59、2.09和1.03 t/(hm2·a)。相关研究成果表明[22]，单位面积林分土壤年固碳量F土壤碳主要为阔叶林1.647 t/(hm2·a)、针叶林0.777 t/(hm2·a)、竹林0.461 t/(hm2·a)、灌木林地0.299 t/(hm2·a)、经济林0.631 t/(hm2·a)。采用瑞典碳税率，固碳价格C碳为1 200元/t，CO2中碳的含量R碳为27.27%[1]。

2)释氧价值计算公式：

U氧=1.19C氧A·B年

(6)

式中：U氧为林分年释氧价值(元/a)，根据原卫生部公布的人造氧气成本价格C氧为1 000元/t进行测算[1]。经测算，源城区森林生态系统年固碳量为77 851.5 t、年释氧148 229.8 t，固碳释氧功能价值为24 165.2万元/a，固碳、释氧效益分别为9 342.2万元/a和14 823.0万元/a。

2.4 积累营养物质功能价值

森林植被可吸收和贮存N、P、K等营养物质。计算公式：

U营养=A·B年(N营养C1/R1+P营养C1/R2+K营养C2/R3)

(7)

式中：U营养为林分年营养物质积累价值(元/a)。根据相关研究成果[22-24]，对不同类型林分森林植物体营养元素含量N营养、P营养、K营养采用表1中的参数与前述保肥价值计算公式(4)的相关参数，结合前述林分净生产力数据进行测算，全区森林生态系统年积累营养物质功能价值为2 004.0万元/a。

表1 各林分林木N、P、K含量

2.5 净化大气环境功能价值

本文中森林生态系统净化大气环境功能主要研究森林提供负离子、吸收污染物(SO2、氟化物、氮氧化物，不含吸收重金属)和滞尘等3个指标。

1)提供负离子价值计算公式：

U负离子=[5.256×1015×A·H·K负离子

(Q负离子-600)]/L

(8)

2)吸收SO2价值计算公式：

U二氧化硫=K二氧化硫Q二氧化硫A

(9)

3)吸收氮氧化物价值计算公式：

U氮氧化物=K氮氧化物Q氮氧化物A

(10)

4)吸收氟化物价值计算公式：

U氟化物=K氟化物Q氟化物A

(11)

5)滞尘价值计算公式：

利用上述DOL的定义公式计算经营杠杆系数，必须同时取得利润变动率和销售变动率，这些都是事后反映的数据，不便于DOL的预测。因此，要设法推导出只需基期数据计算经营杠杆的公式，即假定该企业产品的成本、销量和利润保持线性关系，产品可变成本在销售收入中所占的比例不变，固定成本在一定产能范围内保持稳定，则经营杠杆系数可通过销售额和成本的关系来表示。

U滞尘=K滞尘Q滞尘A

(12)

式(9)、(10)、(11)中：U二氧化硫、U氮氧化物、U氟化物分别为森林吸收污染物SO2、氮氧化物以及氟化物价值。

据相关研究成果[32-34]，主要林分单位面积年吸收量指标详见表2。根据《排污费征收标准及计算方法》[1]，SO2排污费收费标准K二氧化硫为1.20元/kg，氟化物排污费收费标准K氟化物为0.69元/kg，氮氧化物排污费收费标准K氮氧化物为0.63元/kg。经测算，全区森林生态系统每年吸收SO2、氮氧化物以及氟化物分别为1 878.6、60.8和98.7 t/a，吸收污染物价值分别为225.4、4.2和6.2万元/a。

表2 各林分单位面积年吸收污染物量及滞尘量指标

森林植被能阻滞尘埃。式(12)中，U滞尘为林分年滞尘价值(元/a)。根据《中国生物多样性国情研究报告》及相关研究成果[32-35]，主要林分单位面积年滞尘量指标详见表2。式(12)中，降尘清理费用K滞尘为0.15元/kg[1]。经测算，全区森林生态系统滞尘量为46.98万t/a，价值为7 243.2万元/a。

2.6 生物多样性保护功能价值

森林生态系统保护生物物种，为各种动植物、微生物提供良好的生存栖息环境。计算公式：

U生物=S生物A

(13)

式中：U生物为林分年物种保育价值(元/a)。单位面积年物种损失的机会成本S生物按照Shannon-Wiener指数[1]划分为7个等级[35-38](表3)。经测算，全区森林生态系统生物多样性保护功能价值为49 556.4万元/a。

表3 各林分物种保育价值等级

2.7 森林游憩功能价值

依据评估规范和有关研究成果，森林游憩价值采用下列评估公式[32]:

U游=F·P

(14)

式中：U游为森林游憩价值(元/a)；F为自然保护区、森林公园门票收入(元/a)；P为森林游憩在整个旅游中所占的比重，取值10%～13%。

源城区有自然保护区、森林公园和湿地公园等各类自然保护地9个，目前拥有国家级、省级等各类景区5个、旅游度假区2个，建成一批乡村旅游特色村、休闲农业与乡村示范点和特色民宿。据统计[3]，2019年全区接待旅游人数达1 356.48万人次，实现旅游总收入141.34亿元。经测算，2019年全区森林生态系统提供森林游憩功能价值为161 187.0万元。

3 评价结果

3.1 森林生态系统服务功能总价值

经测算和评估，2019年河源市源城区7项森林生态系统服务功能总价值为332 140.8万元，单位面积生态服务功能价值为20.2万元/hm2，其中森林游憩价值和涵养水源价值的贡献最大，如表4及图1所示。

表4 河源市源城区2019年森林生态系统服务功能价值

图1 河源市源城区2019年森林生态系统各指标类别生态服务价值构成

3.2 森林生态系统服务功能价值结构

评估结果表明，森林生态系统服务价值中，森林游憩价值最大，涵养水源价值次之，分别占总价值的48.5%、24.4%%，二者所占比例达72.9%。各项森林生态服务功能价值按大小排序为森林游憩、涵养水源、生物多样性保护、固碳释氧、净化大气环境、保育土壤和营养累积(图1)。

3.3 不同林分森林生态系统服务功能价值结构

评估结果表明，各类型林分中，以阔叶混交林、其他软阔、针阔混交林生态服务功能价值较大，三者所占比例达55.6%。各类林分生态服务价值按大小排序为阔叶混交林、其他软阔、针阔混交林、松类、其他硬阔、速生桉类、杉木类、经济林、竹林和灌木林地(表5)。

表5 河源市源城区2019年各林分生态服务功能价值结构

4 结果分析与建议

4.1 森林生态服务功能在国民经济中的地位重要

据统计，2019年源城区生产总值为4 291 692万元，其中农林牧渔业总产值57 248万元；林业生产总值1 411万元，木材采伐量1.6万m3，荔枝(龙眼)等水果产量4 474 t，茶叶34 t[3]。全年新增活立木蓄积量97 717.8 m3，采用市场价值法按667元/m3计[32]，林木价值6 517.8万元。从评估结果看，全区7项森林生态系统服务功能总价值占全区生产总值的7.7%，高于生产木材和林副产品等实物价值，是同期农林牧渔业总产值的5.8倍；以森林游憩、涵养水源和生物多样性保护3项价值为主，占到生态服务总价值的87.8%，在生态发展中占据重要地位，为建设“生态河源”，走绿色发展之路垫定了坚实基础。

4.2 提高森林质量和生态系统服务功能

从单位面积生态服务功能价值来看，各类型林分按大小排序依次为阔叶混交林、针阔混交林、其他软阔、竹林、其他硬阔、灌木林地、经济林；按龄组分，大小排序依次为成熟林、近熟林、过熟林、中龄林和幼龄林。

1)林分涵养水源量与降水量、蒸散量和地表坡面径流量等因素相关；全区水源涵养量以阔叶混交林最多，单位面积水源涵养能力以针阔混交林最强。增强森林涵养水源能力主要途径为：尽可能营造混交林，通过低效林改造和松材线虫害防治工程，逐渐使针叶林、人工阔叶纯林向针阔、阔叶混交林演替，保护好林下灌木和植被，减少地表径流量。

2)林分固土量受土壤侵蚀模数影响较大，土壤保肥能力与土壤中的有机质含量关系密切。阔叶混交林、松类、针阔混交林及地带性软阔、硬阔类在固土、保肥力两个方面的价值量较大，经济林、灌木林地、竹林等较小。因此，加强培育阔叶混交林可提升林分积累土壤有机质的能力。

3)林分固碳释氧量与其生物量有关，受林分净生产力影响，与树种、林龄及立地条件有关，可通过松土、施肥等措施提高林分年净生产力；竹林年净增生物量较高，其单位面积的固碳能力最强；其次是针、阔混交林主要建群种,利用上层乔木有充足的光合作用及有机物的合成和积累,增强固碳能力；灌木林年净增生物量较低，固碳能力小；经济林单位面积的生物量小,固碳能力较低。林分在中、幼龄林期间年净增生物量不大,植被单位面积的固碳能力也较差。固碳释氧功能价值中，针、阔叶混交林及其他软、硬阔林分贡献价值大，松、杉类林分和速生桉、经济林、灌木林地、竹林等固碳释氧功能价值较小。要增加固碳释氧价值，应加强针阔、阔叶混交林的营造和保育。

4)林木营养积累量与其营养元素N、P、K含量相关，受林分净生产力影响最大。林木生长速度越快，积累营养物质越多。全区森林生态系统中，阔叶、针阔混交林及地带性软阔、硬阔类在积累营养物质功能上价值较大，而竹林、经济林、灌木林地价值较小。

5)净化大气环境中，森林提供的负离子量与优势树种、林分类型密切相关，还和空气湿度相关。各类型林分负离子浓度中，松林最高，阔叶林次之，灌木林最低。

6)森林生态系统中，阔叶混交林的生物量和生物多样性指数均远高于其他林分，同时在养分循环、净化空气以及小气候等方面均表现出良好的生态功能。

4.3 建议

综上所述，源城区森林生态服务功能地位至关重要，需要进一步优化森林资源结构，提升生态服务价值。

1)营造优质健康森林

以森林生态安全为目标，加强生态公益林及自然保护地建设，强化森林防护体系,发挥森林多种功能，维护森林健康，提升森林景观，保护生物多样性，促进森林可持续发展。

2)优化森林结构，提升生态服务功能

加强森林保育，培育多结构、多层次、多色彩的森林景观，通过合理的森林抚育和更新，采用优良乡土阔叶树种和珍贵树种逐步改造低效林分。进一步优化森林结构，增加阔叶混交林面积。延长培育周期，以培育大径材为主，提高森林质量，提升生态服务功能价值。

3)优化生态环境，推进富绿双赢和智慧林业建设

源城区生态底蕴好，要抓住国家全面实施乡村振兴战略机遇，以“互联网+”模式推进业态融合，努力发展林下经济，延伸产业链，将“金绿生”品牌五指毛桃等特色产业做精做优品质、做大做强产业、做响做亮品牌，助力乡村振兴。一方面，依托各镇村特色，打造“一村一景一品”示范点，建立多种森林经营样板基地，以典型模式和成功经验提升区域森林经营水平。另一方面，依托区位优势和智慧林业平台、客家文化旅游节等，利用绿色资源发展惠民工程建设，实现城乡一体化发展；以“森林+旅游”结合生态文化、绿色观光园、科教及民宿，拓展旅游、休闲、森林康养等，实现产业融合，加快林旅融合发展，促进乡村振兴。