大興安嶺生態功能區的生態功能研究

王承義，張立志

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大興安嶺生態功能區的生態功能研究

王承義，張立志

大興安嶺林區是黑龍江、嫩江等水系及其主要支流的重要源頭和水源涵養區，是我國寒溫帶針葉林的重要分布區，對維持區域生態平衡、保障國家和東北亞生態安全具有不可或缺的作用；是我國重要商品糧和畜牧業生產基地的天然屏障，對調節東北平原、華北平原氣候乃至全球氣候具有無可替代的保障功能。

大興安嶺地區的生態功能區，主要劃分為4個類型，分別發揮不同的生態功能保護作用。分別為：黑龍江——呼瑪河源頭水源涵養與生物多樣性保護生態功能區；大興安嶺嫩江源頭水源涵養生態功能區；呼瑪河中游林業及林特產適度發展生態功能區；呼瑪河下游林、農業及濕地保護生態功能區。

研究思路是以大興安嶺生態功能區典型區域生態功能最優化為目標，通過以點帶面的方法，設立具備不同生態功能的保護區，利用模型與數學擬合方法研究對不同類型生態功能區核心生態功能的最優化狀態下的森林生態系統的結構，通過將相應生態區森林生態系統現有森林結構與最優化結構的對比，科學判斷現有森林結構的優劣，分別針對現狀與最后化狀態之間的差異，提出針對性的森林經營措施與結構改良方法，營造具有典型代表性的生態功能保護區，提出具有普遍指導意義的生態功能保護區建設方案。

一、 黑龍江——呼瑪河源頭水源涵養與生物多樣性保護生態功能區

該區所在的地理位置覆蓋了大興安嶺地區的呼中區、漠河縣，總面積為27 636平方公里。該區主要的生態功能為：水源涵養與生物多樣性保護。

1.水源涵養功能研究。對該區水源涵養方面的研究，分別從落葉松、白樺、山楊以及白樺落葉松針闊混交林等林分類型分別研究，計算得到單位面積森林生態系統的水源涵養功能，其中針葉林為1 370.7t/(h·a)，闊葉林為1 005.2t/(h·a)，針闊混交林為1 189.5t/(h·a)。結合不同林分面積數據，可以計算出水源涵養功能總量為9.76×108t/a，其中，針葉林為6.00×108t/a，占總量的61.51%；闊葉林為1.34×108t/a，占總量的13.75%；針闊混交林為2.41×108t/a，占總量的24.74%。

在森林生態系統處于完全由針葉林組成的理想狀態下，可以推算出水源涵養功能總量為10.61×108t/a，比當前提高0.86×108t/a，增幅為8.77%。如果森林生態系統退化為闊葉林時，水源涵養功能總量將降低到7.78×108t/a，比當前降低1.97×108t/a，減少幅度為18.60%。

2. 生物多樣性保護功能研究。對生物多樣性保護功能的研究，采取生物多樣性指數與物種損失機會成本相結合的方法開展研究。主要依據王曉宏等的生物多樣性保護功能數據為參考進行本項研究。

經過計算，該區的生物多樣性功能為2.83×109元/a，其中，幼齡林為2.10×108元/a，占總量的7.44%；中齡林為1.50×109元/a，占總量的53.02%；近熟林為7.22×108元/a，占總量的25.56%；成過熟林為3.95×108元/a，占總量的13.97%。按照森林永續利用理論，良好結構的森林生態系統林齡結構中幼、中、成過熟林各占1/3，根據這個理論，對該區的生物多樣性功能理想化進行理論推算，理論上該區生物多樣性保護功能可達到3.16×109元/a，比當前提高3.32×108元/a，增加了11.75%。

二、大興安嶺嫩江源頭水源涵養生態功能區

該區涵蓋的地域范圍包括加格達奇區和松嶺區，土地面積為19 008平方公里。該區的主要功能為保護嫩江源頭水源地的生態系統的水源涵養功能并保護該區的生物多樣性。

該區的水源涵養功能總量為1.41×109t/a，其中，針葉林水源涵養功能為3.03×108t/a，占總量的21.42%；闊葉林為7.35×108t/a，占總量的52.05%；針闊混交林為3.75×108 t/a，占總量的26.53%。根據理想化模式的推算，該區以針葉林完全覆蓋的情況下，該區的水源涵養功能總量應達到1.74×109t/a，比當前提高3.24×108t/a，增幅為22.97%。如果森林生態系統退化為闊葉林時，水源涵養功能總量將降低到1.27×109t/a，比當前降低0.14×109t/a，減少幅度為7.99%。

三、呼瑪河中游林業及林特產適度發展生態功能區

該區涵蓋的地域范圍包括新林區和塔河縣的部分地區，總面積為15 996平方公里。該區的主要生態服務功能為水源涵養、生物多樣性保護與林特產品生產。

1. 水源涵養功能研究。該功能區的水源涵養功能總量為9.90×108t/a，其中，針葉林水源涵養功能為3.38×108t/a，占總量的35.61%；闊葉林為2.63×108t/a，占總量的27.66%；針闊混交林為3.49×108 t/a，占總量的36.73%。根據理想化模式的推算，該區的水源涵養功能總量應達到1.10×109t/a，比當前提高1.49×108t/a，增幅為15.65%。如果森林生態系統退化為闊葉林時，水源涵養功能總量將降低到1.27×109t/a，比當前降低1.44×108t/a，減少幅度為13.13%。

2.生物多樣性保護功能研究。該區的生物多樣性功能為2.71×109元/a，其中，幼齡林為2.82×108元/a，占總量的13.50%；中齡林為1.93×109元/a，占總量的68.40%；近熟林為2.83×108元/a，占總量的10.00%；成過熟林為1.18×108元/a，占總量的4.17%。基于理想化林齡結構的推算，理論上該區生物多樣性保護功能可達到3.27×109元/a，比當前提高5.56×108元/a，增加了20.49%。由此可以認為，在加強森林經營措施、優化林齡結構之后，該區的生物多樣性保護功能還有巨大的提升空間。

四、呼瑪河下游林、農業及濕地保護生態功能區

該區涵蓋的地域范圍包括呼瑪縣和塔河縣部分地區，總面積為21 545平方公里。該區主要的生態服務功能為：土壤保持、生物多樣性保護與農業生產。

1.土壤保持功能研究。相關研究表明，一個地區的林網面積超過10%，植被蓋度超過30%，林地土壤侵蝕模數近似為零。該功能區的有林地面積占林業用地的71.28%，因此，有林地土壤也按照土壤侵蝕模數為零計算。無林地的侵蝕模數為2.218t/(h·a),可以計算出該區的林地發揮的保持土壤功能為388 826.98t/a。

2. 生物多樣性保護功能研究。該區的生物多樣性功能為5.94×108元/a，其中，幼齡林為7.11×107元/a，占總量的11.97%；中齡林為4.78×108元/a，占總量的80.49%；近熟林為4.20×107元/a，占總量的7.07%；成過熟林為2.85×106元/a，占總量的0.48%。基于理想化林齡結構的推算，理論上該區生物多樣性保護功能可達到7.27×108元/a，比當前提高1.33×108元/a，增加了22.47%。

五、結論與建議

1.大興安嶺的生態功能區都發揮了其應有的生態功能，巨大的水源涵養、水土保持、生物多樣性保護等生態效益為保障大興安嶺地區乃至東北亞地區的生態安全做出了巨大貢獻。

2.4個生態功能區都存在著樹種結構比例不合理的問題，該地區的頂級群落——落葉松林的比例過少，不利于各種生態功能的發揮。所以，4個生態功能區應該盡力優化樹種結構比例，增加落葉松林的比例，促進生態功能區發展。

3.4個生態功能區都存在著嚴重的林齡結構不合理的問題，幼齡林、中齡林、成過熟林比例嚴重失調，極大地影響了生物多樣性等生態功能的發揮。所以，4個生態功能區應該盡力優化林齡結構，增加幼齡林、中齡林、成過熟林比例，豐富生態多樣性，促進生態功能區發展。

(作者王承義系黑龍江省林業科學研究所研究員，張立志系黑龍江省林業科學院研究員)