1977—2018年贵州省森林生态系统服务功能评估

高帆, 彭祚登,* , 徐鹏

1977—2018年贵州省森林生态系统服务功能评估

高帆1, 彭祚登1,*, 徐鹏2

1. 北京林业大学, 林学院省部共建森林培育与保护教育部重点实验室, 北京 100083 2. 国家林业局, 天然林保护办公室, 北京 100714

森林生态系统服务功能的发挥受森林资源动态消长的影响, 简便有效的森林生态服务功能评估可为生态补偿制度的制定和生态GDP的核算提供科学依据。通过耦合第七次国家森林资源连续清查期间全国各省份森林面积、蓄积和同时期森林生态服务功能物质量、价值量的监测数据, 构建最优评估模型, 预评估不同清查时期贵州省森林生态系统服务功能物质量和价值量的动态变化。结果表明: (1)反映森林资源特征与森林生态系统服务功能间协同关系的最优评估模型为=a+b+c。(2)贵州省森林生态系统服务功能物质量总体呈增加趋势, 其中第五次清查期间, 各项指标增长率波动较大, 介于40.50%—139.26%; 价值量各项指标呈上升趋势, 各项占总价值量比重的波动较小, 其中涵养水源所占比重最大, 介于40.30%—40.79%, 再次为生物多样性保护, 为23.76%—32.27%, 剩余各项依次为固碳释氧、保育土壤、净化大气环境和积累营养物质。(3)第九次清查期间贵州省森林生态系统服务总价值量达3564.17 ×108元·a–1, 相当于该省当年GDP的24.07%。通过评估得到贵州省森林提供生态服务的潜力较大, 尤其体现在涵养水源、生物多样性保护和固碳释氧等方面。

森林生态系统; 服务功能; 物质量; 价值量; 评估模型; 贵州省

0 前言

森林生态系统作为地球上复杂、多功能、多物种、多效益的自然生态系统, 向经济社会提供固碳和释氧、大气环境净化、涵养水源、水土保持、土壤保肥、林木营养物质积累等服务功能[1-2]。森林生态服务功能评估对于帮助人类平衡社会发展与森林可持续经营及促进将生态环境纳入国民经济核算体系具有现实指导意义[3-4]。1997年, Costanza等[5]从生态系统服务角度评估得到全球生态系统平均服务价值为33×108美元·a–1, 这有效地促进了全球各国对生态系统服务功能评估的深入研究, 日本[6-7]、英国[8]、柬埔寨[9]等国家相继评估了本国的森林生态服务功能价值。根据Costanza等人的评估方法, 我国学者靳芳等[4]构建了一套适用于我国森林生态系统服务功能评估的指标体系, 徐雨晴等[10]分析了中国未来森林生态系统服务价值的时空特征。谢高地等[11]基于对700位生态学专业人员的调查得到一套生态系统服务功能价值评估单价体系。中国国家林业局分别于2003年和2008年颁布并实施《森林生态系统定位观测指标体系》(LY/T 1606-2003)[12]和《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1721—2008)[13], 这成为我国森林生态系统服务功能评估规范化和标准化的标志。基于此规范, 学者采用机会成本法[14]、市场价格替代法[14]、影子工程法[15]、费用支出法[15]、当量因子法[16]、物质量和价值量评估法[17-18]等研究方法对国家、省、地区等不同范围尺度下的森林生态服务功能进行了评估。赵景柱等[19]比较了生态系统服务功能物质量评估和价值量评估的两类评估方法优缺点。也有学者利用全国森林资源清查数据, 得到第七次和第八次清查期间我国的森林生态系统服务总价值量分别为10.01[20]、12.68×108元·a–1[21]。另有学者也针对贵州省全省[22-23]、不同区域[24-26]的森林生态系统服务功能进行了评估。但这些研究多存在数据量要求高、数据收集困难、测算量庞大等问题[4], 且评估多为静态, 对时空变化的研究稍显不足, 这大大制约了评估的时效性和动态性。因此, 随着我国森林资源不断增加, 如何简便快速、科学有效地评估森林生态系统服务功能并分析其动态变化过程亟待解决。

贵州省森林资源多样, 森林类型丰富, 是长江上游重要生态屏障, 在全国森林生态系统和中国生态文明建设中地位突出[23]。同时, 贵州省地形复杂, 森林生态系统稳定性弱, 抗干扰能力差, 是全球气候的生态敏感响应区。科学合理、简便有效地评估贵州省森林生态服务功能对保护我国森林生态系统和维持可持续发展的意义重大。本研究基于具有分布广、统计数据集中、时间连续性强、森林类型全面等优点[27]的国家森林资源连续清查(下文称清查)及国家森林生态系统长期定位观测获取的数据[28-29], 在森林面积和蓄积是引起森林生态服务功能变化最主要因素的研究基础上[28-31], 构建了揭示森林生态系统服务功能与森林面积、蓄积之间关系的最优评估模型, 分析了1977年—2018年贵州省森林资源和森林生态系统服务功能的动态变化特征, 并预估了第九次清查期间贵州省森林生态系统服务功能的物质量和价值量, 以期为贵州省核算生态GDP和制定生态补偿制度提供理论支撑。

1 研究区概况

贵州省(103°36'E—109°35'E、24°37'N—29°13'N)地处中国西南部, 云贵高原东端, 长江和珠江的分水岭处。全境位于东亚湿润季风区内, 以北盘江为界, 境内东西气候分明, 东部常年湿润, 西部及南部河谷区干湿季节明显。省内大部分地区年均气温在14—16 °C间, 全省年均降水雨量在1000—1500 mm, 夏季降水量占年均降水量的70%—85%, 水分资源充沛, 总体分布趋势为东部多于西部, 南部多于北部。

林业生产利用地貌条件使得贵州省分为黔东地山丘陵区(200—500 m)、黔北山地区(800—1200 m)、黔南低中山峡谷区(600—1400 m)、黔中山原区(800—1400 m)和黔西高原中山区(1400—1600 m )5大地貌区, 境内喀斯特地貌形态多样。森林植被类型以杉木林、马尾松林等为主, 地带性植被为常绿阔叶林。第九次国家森林资源清查结果显示[32], 贵州省森林覆盖率为43.77%, 其中, 天然林面积336× 104hm2, 人工林面积315×104hm2, 森林面积总计771×104hm2; 天然林蓄积22597×104m3, 人工林蓄积16586×104m3, 森林蓄积总计39183×104m3。

2 研究方法

2.1 数据来源

本研究数据取自以下三个方面:

(1)贵州省第二次至第九次国家森林资源连续清查数据(表1), 由国家林业和草原科研数据中心提供[32]。

(2)第七次清查期间中国森林生态系统服务功能物质量和价值量的监测数据, 取自《中国森林生态系统服务功能研究》[28]和《中国森林生态服务功能评估》[29]。上述专著内容采用长期定位观测技术和分布式测算方法, 以省(自治区、直辖市)为基本单元, 区分林龄组、林分类型和立地条件, 基于统一的中国森林生态系统服务功能评估评价指标体系和测度方法等行业标准[12–13]获取。

(3)贵州省2018年的水资源总量和国民生产总值(GDP), 参照中国权威机构公布的社会公共数据: 《2018年贵州省水资源公报》[34">[33和《贵州省2018年统计年鉴》[34]。

2.2 模型筛选与构建

利用第七次清查期间各省份森林资源量与森林生态服务物质量和价值量之间散点图的分布特征、森林面积作为自变量直接参与森林生态服务功能物质量和价值量各项指标计算的计量原理[28–29]及前人对森林面积、蓄积和森林生态服务功能之间关系研究的成果[30–31], 初步选出以下4种评估模型:

一元一次线性模型:=aX+b (1)

二元一次线性模型:=aX+bX+c (2)

一元二次函数模型:=aX2+bX+c (3)

幂函数模型:=aXb(4)

上式中, 森林面积(, 万hm2)和森林蓄积(, 万m3)分别对应自变量X和X, 物质量或价值量对应因变量, a、b、c为拟合参数。

本研究选用决定系数(DC)和均方根误差(RMSE) 比较模型优劣, 其中, 较精准的模型拟合结果为DC趋近1, RMSE趋近0。采用Excel 2018整理数据, SPSS 18.0软件中的回归分析进行数据拟合和检验。

2.3 贵州省森林生态系统服务功能动态评估

将历次清查期间贵州省森林面积和蓄积带入最优评估模型, 得到各个时期贵州省森林生态服务功能的物质量和价值量。利用Excel 2018统计数据, Origin 2017绘图。

3 结果与分析

3.1 贵州省森林资源变化特征

贵州省森林资源变化特征如下(表1)。森林覆盖率从第二次清查期间的13.10%提高到第九次清查期间的43.77%。森林面积从206.69 ×104hm2增长到771.00 ×104hm2,总体呈上升趋势, 只在第三次清查期间出现负增长, 这可能是由当时国家经济的快速发展, 基础设施建设增多, 占用了部分林地引起的。自20世纪90年代国家实施六大林业工程开始, 森林面积恢复增长态势, 第五次清查之后森林面积呈快速上升趋势。

3.2 森林生态系统服务功能最优评估模型

在二元一次回归模型中, 各项指标DC相对最大, RMSE相对最小, 其DC值介于0.64—0.95间, 其中, 大于0.70的指标共有18个; RMSE介于1.10—29536.11间。其余一元线性回归模型、二次函数模型及幂函数模型的DC值相对小, 而RMSE值相对大。基于此, 确定本研究中森林生态服务功能物质量和价值量的最优评估模型为= a+b+c, 物质量和价值量各项指标与森林面积、蓄积之间呈线性相关关系。四种评估模型拟合结果见表2。

3.3 贵州省森林生态系统服务功能物质量动态变化

物质量评估变化显示(表3): 涵养水源量增长了127.26×108m3·a–1。保育土壤功能中固土量增长最多, 为16022.97×104t·a–1, 其余依次为减少有机质、K、N、P损失量, 分别增长了497.31、280.02、27.17、14.62×104t·a–1。森林固碳量由初始的264.06×104t·a–1增加到1313.72×104t·a–1, 制氧量增加了3394.64 × 104t·a–1。林木积累营养物质量中, 依次为积累N、K、P量, 分别增长了37.46、29.59、7.91×104t·a-1。森林净化大气环境功能中, 提供负离子量增加了4.70×1025个·a–1后达6.18×1025个·a–1; 吸收污染气体量各项: 吸收SO2、HF、和NOx量分别增长了94910.48、5882.46、3980.57×104t·a–1, 滞尘量也由最初的332.59×109kg·a–1增加了1659.37×109kg·a–1。

总体而言, 物质量各项指标均明显上升, 净化大气环境和积累营养物质方面尤为显著。在第三次清查期间, 物质量各项均出现负增长, 在第五次清查期间, 物质量增长率变化波动较大, 介于40.50%—139.26%。这与各清查时期森林面积的变化动态保持一致。

3.4 贵州省森林生态系统服务功能价值量动态变化

价值量评估变化显示(表4): 截至2018年, 价值量各项: 森林涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境分别增长了1035.59、227.41、429.11、66.66、256.28、521.91×108元·a–1。历次清查期间的总价值量分别为1027.21、974.49、1077.50、1737.60、1775.31、1978.96、2592.01、3028.4、3564.17×108元·a–1, 总体均逐渐上升。

其中, 第三次清查期间, 价值量各项指标略呈负增长, 第四至第九次清查期间均为正增长; 第五次和第七次清查期间价值量的增长率波动较大, 第八和第九次期间价值量增长率波动虽较小, 但此时的森林面积和蓄积基数本身较大, 森林资源稍有增加都会引起价值量的较大增长(图1)。

价值量各项所占的比重波动较小, 历次占比依次为: 涵养水源、生物多样性保护、固碳释氧、保育土壤、净化大气环境和积累营养物质, 贵州省森林生态系统服务功能的价值主要体现在涵养水源和生物多样性等方面, 同时也提供固碳释氧、保育土壤等其他生态服务功能。

3.5 第九次清查期间贵州省森林生态系统服务功能预估

截至2018年, 第九次清查期间贵州省森林生态服务功能物质量和价值量评估结果如下(表3, 表4)。物质量各项: 涵养水源量、固土量、减少N、P、K、有机质损失量、固碳量、释氧量、积累N、P、K量、提供负离子量、吸收SO2、HF 和NO污染气体量、滞尘量分别增长至: 178.41×108m3·a–1、23128.05、43.54、22.08、384.17、767.14×104、1313.72、4379.18、43.49、9.22、34.56×104t·a–1、6.18×1025个·a–1、115164.48、7054.44、5505.03×104t·a–1、1991.96×109kg·a–1。

截止2018年, 该省森林涵养水源量相当于该年全省水资源总量的18.21%; 保育土壤功能中固土量最大, 其余各项依次为减少有机质、K、N、P损失; 森林固碳量和制氧量显著增加, 林木积累营养物质量由高到低为积累N＞K＞P; 森林提供负离子量和滞尘量均显著增加, 吸收污染气体量由大到小为吸收SO2＞NO＞HF。价值量各项指标从小到大为: 积累营养物质、净化大气环境、保育土壤、固碳释氧、生物多样性保护、涵养水源; 总价值量达3564.17× 108元·a–1, 相当于该省当年GDP的24.07%。贵州省森林提供生态服务的潜力巨大, 尤其体现在涵养水源、生物多样性保护和固碳释氧等方面。

表1 1977—2018年贵州省森林资源变化特征

注: 第六次*及之前的森林资源清查数据统计以针叶林和阔叶林的面积或蓄积的统计量, 第六次及之后的森林资源清查数据统计以针叶林、阔叶林、竹林及特殊灌木林之和作为面积或蓄积的统计量。

图1 1977—2018年贵州省森林生态系统服务功能价值量增长率变化及各项指标占比

Figure 1 Changes of the growth rates and proportions of various indicators of the value of forest ecosystem services in Guizhou Province from 1977 to 2018

表2 四种评估模型拟合结果及最优评估模型的指标拟合参数

表3 1977—2018年贵州省森林生态系统服务功能物质量评估结果

表4 1977—2018年贵州省森林生态系统服务功能价值量评估结果

4 讨论

森林生态系统服务功能包括森林向经济社会系统提供的有用物质和能量、对经济社会系统的废弃物的接受和转化、以及直接向人类社会成员提供服务, 由于缺乏对生态系统变化的原因以及评价与管理决策之间关系的考虑, 因此, 不能简单地将这些框架应用于生态服务功能的评价[2]。传统森林生态系统服务功能评估多存在数据收集和测算难度大、更新时间长等问题, 导致评估的实时更新测算困难[9]。而国家森林资源清查数据具有覆盖范围广、数据获取准确及时、涵盖森林类型全面等优点[27], 且森林资源作为森林生态系统服务功能发挥的载体, 其时空分布、动态消长的变化终会反映在森林生态系统服务功能上[28], 这为研究提供了数据支撑。森林面积作为自变量直接参与森林生态服务功能物质量和价值量各项指标的计算[28–29], 在森林面积、蓄积与森林生态系统服务功能物质量和价值量的相关散点图中, 散点分布在一条直线左右[31], 且森林生态服务价值量与森林面积、蓄积均显著相关[30], 即研究区森林生态服务价值量随森林面积和蓄积的增大而增加。这表明, 森林生态系统服务功能与森林面积、蓄积之间的联系非常紧密, 为本文提供了研究依据。笔者基于这些研究, 通过紧扣国家森林资源清查数据与森林生态系统服务功能评估量之间的紧密联系, 构建了森林生态系统服务功能最优评估模型, 并基于此模型评估了第二至第九次清查期间贵州省森林生态系统服务功能的物质量和价值量。与传统直接测算的方法相较, 本研究在数据获取难易程度、数据测算量、时新性等方面优越性显著, 这为估算区域森林生态系统服务功能和探索其动态变化规律提供了一条简便有效的途径。

评估森林生态系统物质量对反映森林生态系统服务功能发挥的生态过程更为直观[28]。而森林生态系统服务价值量的评估既能综合各单项生态功能, 又能对不同生态系统的同一项生态服务价值作比较[29]。宋庆丰等[21]利用第一到第八次森林资源清查数据, 基于森林生态连清技术体系对我国40年的森林生态功能变化特征进行了分析, 结果显示在国家尺度上, 森林生态系统的调节水量、固土量、保肥量、固碳量、释氧量、林木积累营养物质量、产生负离子量、吸收污染气体量、滞尘量分别增加了2827.72 ×108m3·a–1、37.04 ×108t·a–1、1.84 ×108t·a–1、2.06 ×108t·a–1、7.36 ×108t·a–1、1190.28 ×104t·a–1、91.46 ×1025个·a–1、191.95 ×108kg·a–1、28.53 ×108t·a–1; 本研究得到贵州省各项指标增长量占全国的比例介于4.33%—6.31%, 在此期间, 全国和贵州省的森林面积分别增长了8569.00 ×104ha、564.31 ×104ha, 贵州省森林面积增长量占全国的6.69%。本研究得到贵州省第二至九次清查期间森林生态系统总价值量分别为1027.21、974.49 、1077.50 、1737.60 、1978.96 、2592.01 、3028.45、3564.17 ×108元·a–1, 运用相同的评估方法, 张岗岗等[35]评估了此期间陕西省森林生态系统总价值量分别为1976.66、2061.41、2064.46、2324.02、2394.08、3510.69、3896.77、4069.95 ×108元·a–1, 各次清查期间贵州省总价值量占陕西省的51.97%、47.27%、52.19%、74.77%、64.15%、73.83%、77.72%、87.57%, 而各时期贵州省森林总面积占陕西省为49.67%、44.98%、50.61%、74.57%、62.72%、72.56%、76.57%、86.92%。这说明本研究所提供的评估模型较合理, 能够较好地揭示森林资源变化特征与森林生态服务功能发挥之间的关系。

本研究利用的物质量评估指标体系以森林生态过程、服务形成机理等为构建基础, 在一定程度上可推进生态系统服务功能发挥机理的相关研究, 部分森林生态服务的稀缺性也可通过价值量评估方法得到及时反映, 这是建立生态服务市场的重要途径。如何凭借森林生态系统服务评估结果, 探索森林生态过程、结构、功能与经济学原理之间的有机结合并制定科学合理、可持续的森林生态系统开发利用方案或许是下一步研究的重点所在。

5 结论

森林生态系统服务功能最优评估模型为=a+ b+c, 该模型体现出森林面积、蓄积与森林生态系统服务功能间的相关关系, 为估算贵州省森林生态系统服务功能和生态GDP提供了一条简便有效的途径。

1977—2018年贵州省森林资源量逐渐增加, 森林生态服务物质量各项指标也显著增加, 尤以净化大气环境和积累营养物质方面的增加为主。价值量总体上呈增长态势, 各项指标所占总价值量的比重波动较小, 其中涵养水源比重最大, 介于40.30%—40.79%, 再次为生物多样性保护, 达23.76%—32.27%, 价值量各项占比从小到大排序为: 积累营养物质、净化大气环境、保育土壤、固碳释氧、生物多样性保护、涵养水源。

通过预估, 第九次清查期间贵州省森林生态系统服务总价值量达3564.17 ×108元·a–1, 相当于该省当年GDP的24.07%, 这表明贵州省森林提供生态服务的潜力较大, 尤其体现在涵养水源、生物多样性保护和固碳释氧等方面。

定量分析1977—2018年贵州省40年间的森林生态系统服务功能动态变化, 以货币的形式充分展现了第九次清查期间该区森林生态系统服务功能的经济价值, 这对平衡贵州省森林资源利用与可持续发展、制定生态补偿制度具有重要意义。

[1] 刘国华, 傅伯杰. 全球气候变化对森林生态系统的影响[J]. 自然资源学报, 2001(1): 71–78.

[2] 王效科, 杨宁, 吴凡, 等. 生态效益及其特性[J]. 生态学报: 2019, 39(15): 5433–5441.

[3] KOMIL J, HAMID A, ZAHRA A, et al. Estimation of the value of forest ecosystem services to develop conservational strategy management (strengths, weaknesses, opportunities and threats)[J]. Journal of Forest Science, 2017, 63(7): 300–312.

[4] 靳芳, 鲁绍伟, 余新晓, 等. 中国森林生态系统服务功能及其价值评价[J]. 应用生态学报: 2005, 16(8): 1531– 1536.

[5] COSTANZA R, D′ARGE R, DE GROOT R, et al. The value of the world′s ecosystem services and natural capital[J]. Nature, 1997, 387(6630): 253–260.

[6] LI Bo, ZHONG Yang. Estimation of ecological service values of wetlands in Shanghai, China[J]. Chinese Geographical Science, 2005, 15 (2) :151–156.

[7] OUYANG Zhiyun, JIN Yu, ZHAO Tongqian, et al. Ecosystem regulating services and their valuation of Hainan Island, China[J]. Journal of Resources and Ecology, 2011, 2 (2):132–140.

[8] DAVID C R. UK National Ecosystem Assessment Follow-on: synthesis of the key findings[J]. International Journal of Environmental Studies. 2015, 72(2): 364–365.

[9] KIBRIA, ALISON B, COSTANZA R, et al. The value of ecosystem services obtained from the protected forest of Cambodia: The case of Veun Sai-Siem Pang National Park[J]. Ecosystem Services, 2017, 26: 27–36.

[10] 徐雨晴, 周波涛, 於琍, 等. 气候变化背景下中国未来森林生态系统服务价值的时空特征[J]. 生态学报: 2018, 38(6): 1952–1963.

[11] 谢高地, 甄霖, 鲁春霞, 等. 一个基于专家知识的生态系统服务价值化方法[J]. 自然资源学报, 2008(5): 911–919.

[12] 国家林业局. LY/T 1606—2003森林生态系统定位观测指标体系[S]. 北京: 国家标准出版社, 2003.

[13] 国家林业局. LY/T 1721—2008森林生态系统服务功能评估规范[S]. 北京: 国家标准出版社, 2008.

[14] 饶良懿, 朱金兆. 重庆四面山森林生态系统服务功能价值的初步评估[J].水土保持学报, 2003(5): 5–6.

[15] 杨丽. 不同土地利用情景下赣南森林生态系统服务价值的时空动态评估[D]. 南昌: 南昌大学, 2017.

[16] 刘洋洋, 杨悦, 王倩, 等. 苏州西山仰坞生态园城市半自然生态系统服务功能与价值的定量评估[J]. 生态科学, 2019, 38(3): 116–124.

[17] 潘勇军, 康文星, 田大伦. 武陵源森林生态系统服务功能及其效益评估[J]. 湖南林业科技, 2005(1): 29–32.

[18] 刘胜涛, 牛香, 王兵, 等. 宁夏贺兰山自然保护区森林生态系统净化大气环境功能[J]. 生态学杂志: 2019, 38(2): 420–426.

[19] 赵景柱, 肖寒, 吴刚. 生态系统服务的物质量与价值量评价方法的比较分析[J]. 应用生态学报, 2000, 11(2): 290–292.

[20] 王兵, 任晓旭, 胡文. 中国森林生态系统服务功能的区域差异研究[J]. 北京林业大学学报, 2011, 33(2): 43–47.

[21] 宋庆丰. 中国近40年森林资源变迁动态对生态功能的影响研究[D]. 北京: 中国林业科学研究院, 2015.

[22] 刘晓, 郭颖, 徐海, 等. 贵州省森林生态系统服务功能的价值评估[J]. 贵州农业科学, 2014, 42(12): 60–65.

[23] 陈鼎玉. 贵州省森林生态系统服务价值评估与动态仿真研究[D]. 贵阳: 贵州财经大学, 2019.

[24] 王兵, 魏江生, 胡文. 贵州省黔东南州森林生态系统服务功能评估[J]. 贵州大学学报(自然科学版), 2009, 26(5): 42–47.

[25] ZHANG Fengtai, WANG Lachun, SU Weici, et al. Analysis of ecological service value in vulnerable karst area of southwestern Guizhou[J]. Advanced Materials Research, 2012, 347/353: 2241–2244.

[26] 唐玉芝, 邵全琴, 曹巍, 等. 基于物质量评估的贵州南部地区生态系统服务及其县域差异比较[J]. 地理科学, 2018, 38(1): 122–134.

[27] 赵敏, 周广胜. 基于森林资源清查资料的生物量估算模式及其发展趋势[J]. 应用生态学报, 2004, 15(8): 1468–1472.

[28] 张永利. 中国森林生态系统服务功能研究[M]. 北京: 科学出版社, 2010.

[29] 中国森林生态服务功能评估项目组. 中国森林生态服务功能评估[M]. 北京: 中国林业出版社, 2010.

[30] 冯继广, 丁陆彬, 王景升, 等. 基于案例的中国森林生态系统服务功能评价[J]. 应用生态学报, 2016, 27(5): 1375–1382.

[31] 陈存根. 基于森林资源特征的森林生态服务功能评价[M]. 北京: 中国林业出版社, 2018.

[32] 国家林业和草原科学数据中心. 第2–9次国家森林资源清查数据[EB/OL]. (2019–05–22) [2020–03–13]. http://www. cfsdc.org/.

[33] 贵州省水利厅. 2018年贵州省水资源公报. [EB/OL] (2020–01–02) [2020–08–13]. http://mwr.guizhou.gov.cn/ slgb/slgb1/201912/t20191202_21961179.html.

[34] 贵州省统计局. 贵州统计年鉴2018[M]. 北京: 中国统计出版社, 2018.

[35] 张岗岗, 惠刚盈, 杨瑷铭. 陕西省森林生态效益动态预估[J]. 生态学杂志: 2019, 38(4): 1104–1112.

Evaluation of the service functions of the forest ecosystem in Guizhou Province during 1977-2018

GAO Fan1, PENG Zuodeng1,*, XU Peng2

1. Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education, College of Forestry, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China 2. Natural Forest Protection Office, State Forestry Administration, Beijing 100714, China

The performance of forest ecosystem services is influenced by the dynamic growth and decline of forest resources. A simple and feasible way of evaluation of the forest ecosystem services can provide a scientific basis for the formulation of ecological compensation systems and the calculation of ecological GDP. By coupling the monitoring data of the forest area and volume, and the corresponding material quality and values of forest ecological service functions in all the provinces of China during the seventh National Forest Inventory (NFI), this research constructed an optimal evaluation model. The model was applied to analyze the forest ecosystem services and the dynamic changes of the functions in Guizhou Province during the different NFI. The results showed that: (1) The optimal evaluation model reflecting the cooperative relationship between forest resource characteristics and forest ecosystem service functions was=a+b+c. (2) The material quality of the service functions of the forest ecosystem in Guizhou Province was generally improving. During the fifth inventory, the growth rate of various indicators fluctuated greatly, ranging from 40.50% to 139.26%; each indicator of the value showed a continuous upward trend. The fluctuation of the proportion of various indicators in the total value was relatively small, among which, the proportion of water conservation was the largest, ranging from 40.30% to 40.79%, followed by biodiversity conservation, amounting to 23.76% to 32.27%, while the proportions of the remaining items were carbon sequestration and oxygen release, soil conservation, air purification and accumulation of nutrients. (3) During the ninth inventory, the total value of forest ecosystem services in Guizhou Province reached 3564.17×108yuan·a–1, equivalent to 24.07% of the GDP in the research area during the same period. Through evaluation, it is concluded that the forests in Guizhou Province have great potential for providing ecological services, especially in terms of water conservation, biodiversity protection and carbon sequestration and oxygen release.

forest ecosystem; service function; material quality; value; evaluation model; Guizhou Province

10.14108/j.cnki.1008-8873.2022.04.021

S718.56

A

1008-8873(2022)04-181-08

2020-07-22;

2020-10-09

中国工程院生态文明建设若干战略问题研究咨询项目“天然林保护战略问题专题”(2014HXFWLXY008); 国家林业局天然林保护工程管理中心业务委托项目(lxy20151207)

高帆(1996—), 女, 山东淄博人, 硕士研究生, 主要从事天然林保护与培育研究, E-mail:gyifan0621@.com

通信作者:彭祚登, 男, 副教授, 博士, 主要从事森林培育研究, E-mail:zuodeng@sina.com

高帆, 彭祚登, 徐鹏, 等. 1977—2018年贵州省森林生态系统服务功能评估[J]. 生态科学, 2022, 41(4): 181–188.

GAO Fan, PENG Zuodeng, XU Peng, et al. Evaluation of the service functions of the forest ecosystem in Guizhou Province during 1977-2018[J]. Ecological Science, 2022, 41(4): 181–188.