拉薩達(dá)孜縣北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)*

趙海珍李文華黃瑞玲李颯

(1.環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評(píng)估中心，北京 100012;2.中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，北京 100101; 3.成安縣綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)校，河北 邯鄲 056700)

拉薩達(dá)孜縣北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)*

趙海珍1李文華2黃瑞玲3李颯1

(1.環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評(píng)估中心，北京 100012;2.中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，北京 100101; 3.成安縣綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)校，河北 邯鄲 056700)

本研究以拉薩河谷地區(qū)達(dá)孜縣為例，運(yùn)用市場價(jià)值法、替代工程法、影子價(jià)格法等方法對(duì)北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)林產(chǎn)品、固定CO2、釋放O2、涵養(yǎng)水分、維持營養(yǎng)循環(huán)等服務(wù)功能進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明達(dá)孜縣北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)各項(xiàng)服務(wù)功能的總價(jià)值為263.82萬元，各項(xiàng)服務(wù)功能的價(jià)值依次為林產(chǎn)品價(jià)值29.81萬元(11.30%)、固定CO2價(jià)值85.11萬元(32.26%)、釋放O2價(jià)值115.09萬元(43.62%)、涵養(yǎng)水分價(jià)值26.80萬元(10.16%)、營養(yǎng)循環(huán)價(jià)值7.01萬元(2.66%)。由此可知達(dá)孜縣北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)提供了巨大的生態(tài)服務(wù)，其釋放O2的服務(wù)功能尤為突出。

拉薩河谷;北京楊人工林;生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能;評(píng)價(jià)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用［1］。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評(píng)價(jià)的聯(lián)合國千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估(MA)的主要內(nèi)容之一，對(duì)于全球生態(tài)系統(tǒng)的管理和可持續(xù)發(fā)展生態(tài)學(xué)的研究具有重要意義［2］。

西藏藏南河谷是西藏自治區(qū)人工造林的重點(diǎn)區(qū)域，其8 817hm2的人工林中，楊樹林面積為3 667hm2，占人工林總面積的41.60%;而且藏南河谷區(qū)用于大面積造林的楊樹是20世紀(jì)60年代引進(jìn)的北京楊［3］。因此，本研究選擇典型的河谷區(qū)拉薩市達(dá)孜縣，極具代表性的北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)，以野外試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在一個(gè)較小尺度上對(duì)其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值進(jìn)行了評(píng)價(jià)，旨在為拉薩河谷地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評(píng)估以及森林生態(tài)系統(tǒng)的科學(xué)管理提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

達(dá)孜縣位于藏南谷地、拉薩河下游南岸，北緯29°29'－30°02'，東經(jīng)91°15'－91°41'。境內(nèi)平均海拔4 500m，年平均溫度約為7.5℃，年平均日照時(shí)數(shù)為3 065h，年平均降水量450mm左右，90%以上集中在雨季的6－9月，屬于高原季風(fēng)溫帶半干旱氣候。達(dá)孜縣土壤為洪沖積母質(zhì)，質(zhì)地偏沙，主要植被類型包括高山灌叢草甸、亞高山灌叢草甸、高山草原、山地灌叢草原等。

2 研究方法

2.1 林產(chǎn)品價(jià)值

人工林生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)品主要是活立木，利用其凈初級(jí)生產(chǎn)量、木材比重、活立木的市場價(jià)格等資料，計(jì)算人工林生態(tài)系統(tǒng)活立木的價(jià)值。其計(jì)算公式如下:

其中，V活立木—活立木的價(jià)值(元/a);A—林分面積(hm2);W—林分地上部分樹干和樹枝的干物質(zhì)生產(chǎn)量(t/ a);P—活立木林價(jià)(元/m3);R—木材的比重(t/m3)。

活立木林價(jià)采用孔繁文等人研究的全國主要樹種標(biāo)準(zhǔn)序列立木林價(jià)(1990年不變價(jià)格)［4］。

2.2 固定CO2的價(jià)值

利用人工林生態(tài)系統(tǒng)的凈初級(jí)生產(chǎn)量數(shù)據(jù)，根據(jù)光合作用方程式，生態(tài)系統(tǒng)每生產(chǎn)1.00g植物干物質(zhì)能固定1.63g CO2，使用造林成本法(1990年不變價(jià)260.90元/ tC)和碳稅法(150美元/tC，以1美元折合8.28元人民幣計(jì)算)估算農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)固定的CO2價(jià)值。

2.3 釋放O2的價(jià)值

根據(jù)光合作用方程式，生態(tài)系統(tǒng)每生產(chǎn)1.00g植物干物質(zhì)能釋放1.20g O2，利用人工林生態(tài)系統(tǒng)的凈初級(jí)生產(chǎn)量數(shù)據(jù)，使用造林成本法(1990年不變價(jià)352.93元/t)和工業(yè)制氧法(制氧工業(yè)成本0.40元/kg)估算人工林生態(tài)系統(tǒng)釋放O2的價(jià)值。

2.4 涵養(yǎng)水分的價(jià)值

考慮土壤對(duì)水分的涵養(yǎng)，利用土壤非毛管靜態(tài)蓄水量法計(jì)算人工林生態(tài)系統(tǒng)土壤水分涵養(yǎng)量，同時(shí)考慮其林木、林下植被對(duì)水源的涵養(yǎng)量。采用替代工程法，以水庫的蓄水成本(1990年不變價(jià)0.67元/t)來定量評(píng)價(jià)人工林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水分的價(jià)值。

2.5 營養(yǎng)循環(huán)的價(jià)值

利用各營養(yǎng)元素在各植物體內(nèi)的含量、播種面積、凈初級(jí)生產(chǎn)力等數(shù)據(jù)，計(jì)算植物體內(nèi)N、P、K的積累量;利用影子價(jià)格法(我國化肥的平均價(jià)格為2549元/t，1990年不變價(jià))，將人工林生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分的持留量價(jià)值化。

3 結(jié)果與分析

3.1 林產(chǎn)品的價(jià)值

達(dá)孜縣無天然林分布，北京楊人工林是其最主要的人工林類型，其面積為589.749 hm2［5］。人工林生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品主要是活立木，因此，主要計(jì)算其年生產(chǎn)活立木的價(jià)值。北京楊的木材比重為0.806 4 t/m3［6］，計(jì)算可得達(dá)孜縣北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力(樹干、樹枝)2.29 t/hm2·a－1，凈初級(jí)生產(chǎn)量1 350.50t/a，活立木林價(jià)178元/m3，活立木每年生長量的價(jià)值為29.81萬元。

3.2 固定CO2的價(jià)值評(píng)價(jià)

人工林可通過光合作用，同化大氣中的CO2，釋放O2，并合成碳水化合物，因此，人工林的干物質(zhì)積累(干物重)反映了其同化能力。

達(dá)孜縣北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)的凈初級(jí)生產(chǎn)力為432g/m2·a－1，凈初級(jí)生產(chǎn)量2 547.68t/a，固定CO24 152.71t/a。采用造林成本法計(jì)算其每年固定CO2的價(jià)值為29.55萬元;采用碳稅法，其每年固定CO2的價(jià)值為140.66萬元，取兩者的平均值，則達(dá)孜縣北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)每年固定CO2的價(jià)值為85.11萬元。

3.3 釋放O2的價(jià)值評(píng)價(jià)

西藏空氣的顯著特點(diǎn)是含氧量低，僅為平原地區(qū)的50%－70%，并且其含氧量隨海拔的升高而迅速降低，因此與低海拔地相比，高原生態(tài)系統(tǒng)釋放氧氣的功能對(duì)于生物的生存和健康具有更重要的意義。植物可以通過光合作用釋放O2，從而對(duì)于該區(qū)空氣含氧量的維持與提高具有一定意義。

達(dá)孜縣北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)每年釋放O2量為3 057.22t，造林成本法計(jì)算每年釋放O2價(jià)值為107.90萬元;工業(yè)制氧法計(jì)算為122.29萬元;平均價(jià)值為115.09萬元。

3.4 涵養(yǎng)水分的價(jià)值

非毛管孔隙的靜態(tài)蓄水量是衡量生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能的一個(gè)十分重要的指標(biāo)。根據(jù)測定的各層土壤的非毛管孔隙度，同時(shí)考慮林木、林下植被對(duì)水源的涵養(yǎng)量，計(jì)算得到達(dá)孜縣北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)每年的總蓄水量為400 168.96t，其生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值為26.80萬元(見表1，見表2)。

表1 北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)土壤涵養(yǎng)水分的經(jīng)濟(jì)價(jià)值

3.5 營養(yǎng)循環(huán)的價(jià)值

生物庫養(yǎng)分持留法是用生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分持留量的多少來表示生態(tài)系統(tǒng)維持營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)功能的強(qiáng)弱。由表3可知，人工林生態(tài)系統(tǒng)每年的養(yǎng)分持留總量為27.53t，其營養(yǎng)循環(huán)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值為7.01萬元。

3.6 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的構(gòu)成與總價(jià)值

從達(dá)孜縣北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值構(gòu)成(見表4)可知，其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的總價(jià)值為263.82萬元，其中以釋放O2價(jià)值為最高(115.09萬元)，占總價(jià)值的43.62%。

表2 北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水分的經(jīng)濟(jì)價(jià)值

4 結(jié)論與討論

(1)研究表明達(dá)孜縣北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)提供著巨大的服務(wù)功能，總價(jià)值為263.82萬元，各項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值的大小排列為:釋放O2價(jià)值＞固定CO2價(jià)值＞產(chǎn)品服務(wù)價(jià)值＞涵養(yǎng)水分價(jià)值＞營養(yǎng)循環(huán)價(jià)值。

表3 北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)維持營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)功能的經(jīng)濟(jì)價(jià)值

表4 達(dá)孜縣北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值

(2)釋放O2是該區(qū)域北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)的主要服務(wù)功能，其釋放O2價(jià)值占總價(jià)值的43.62%;而其涵養(yǎng)水源、營養(yǎng)循環(huán)的功能相對(duì)較弱，這與該區(qū)域土壤為洪沖積母質(zhì)，質(zhì)地偏沙、保水保肥力差是一致的。

(3)本研究僅對(duì)拉薩市達(dá)孜縣北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)部分主要服務(wù)功能進(jìn)行了評(píng)估，尚有其他一些功能如生物多樣性維持、娛樂休閑等未作評(píng)估。因此，本研究所計(jì)算的總服務(wù)價(jià)值要低于其實(shí)際價(jià)值。此外，還應(yīng)對(duì)北京楊人工林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)過程、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與服務(wù)功能的關(guān)系、評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法進(jìn)行深入的探討。

(編輯:李琪)

［1］Daily G C.Natures Services:Societal Dependence on Natural Ecosystems［M］.Washington D C:Island Press，1997.

［2］李文華，歐陽志云，趙景柱.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究［M］.北京:氣象出版社，2002.

［3］林業(yè)部規(guī)劃院，西藏自治區(qū)林業(yè)局.西藏自治區(qū)一江兩河地區(qū)綜合開發(fā)林業(yè)規(guī)劃［R］.1992.

［4］孔繁文等.森林資源核算與環(huán)境政策［M］.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，1994.

［5］張?jiān)鱿椋嗟?西藏自治區(qū)中部地區(qū)資源環(huán)境遙感監(jiān)測與綜合評(píng)價(jià)研究［M］.北京:宇航出版社，1998.

［6］張永貴.6種楊樹木材比重、白度、粗漿得率測定［J］.遼寧林業(yè)科技，1999，(2):50－51.

AbstractForestry ecosystem is very important to human being，but the fact is that we know less about its ecosystem service.This study selects Populus beijingensi plantation ecosystem of Dazi County in Lhasa-River Valley，and uses different methods(such as market value，substitution engineering，shadow price)to calculate its value.The result shows that the total value of Populus beijingensi plantation ecosystem service is 263.82×104yuan RMB，and various ecosystem services values are production value 29.81×104yuan RMB(11.30%)，fixed CO2value 85.11×104yuan RMB(32.26%)，release value of O2115.09×104yuan RMB(43.62%)，water holding value26.80×104yuan RMB(10.16%)，and nutrient circle maintaining value 7.01×104yuan RMB(2.66%)respectively.Therefore，plantation ecosystem provides great ecological service to its economic productivity，and the release of O2is especially the most important service.

Key wordsLhasa River valley;Populus beijingensi plantation;ecosystem services;Dazi County;valuation

Valuation of Populus Beijingensi Plantation Ecosystem Services In Dazi County

ZHAO Hai-zhenLI Wen-huaHUANG Rui-lingLI sa
(1.Appraisal Center for Environment and Engineering，SEPA，Beijing 100012，China;
2.Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research，CAS，Beijing 100101，China; 3.Vocational Technical School of Cheng＇an County，Handan Hebei 056700，China)

F062.2

A

1002－2104(2010)05專－0104－03

2010-06-16

趙海珍，博士，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其評(píng)價(jià)。

*國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(編號(hào):30230090)資助。