綏化地區三北防護林工程效益評估

張玉柱，俞冬興，崔琳，畢廣有，王力剛

(黑龍江省森林與環境科學研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

?

綏化地區三北防護林工程效益評估

張玉柱，俞冬興，崔琳，畢廣有，王力剛

(黑龍江省森林與環境科學研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

通過對綏化地區各縣三北防護林體系生態服務功能效益的研究評價，從物質量和價值量予以了量化，并根據防護林特點建立了服務功能評估體系框架，評估結果能夠直觀反映當地生態建設成果，檢驗其林業建設成就，對其今后防護林體系結構調整、樹種選擇、發展方向提供了依據。

防護林體系；生態效益；評價體系

針對黑龍江省西部地區三北防護林體系效益評估方面的空白，借鑒國內外學者對于評價指標的選擇方面的研究成果，根據其防護林體系的特點，并按照林業行業標準《森林生態系統服務功能評估規范》[1]規定提出適合黑龍江省防護林體系綜合效益評價系統，并初步評估了各個項目縣防護林建設成果。本次評估選取效益指標體系主要包括涵養水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營養物質、凈化大氣環境、森林防護等效益類別。

1　評估區域概況

1978年黑龍江省啟動三北防護林工程建設以來，范圍已擴展到12個市、70個縣(市、區)、1 056個鄉(鎮)，區域總面積達到3 283萬hm2，占全省土總面積的72.1%。其中綏化地區由于自然災害嚴重，森林覆蓋率低，從第一期就被納入三北防護林工

程建設。至今具有造林面積大，林型豐富，林齡適當等特點。前期建設的防護林已經發揮了應有的生態作用，因此選擇這個地區作為三北防護林工程效益評估的代表區域之一。

綏化位于黑龍江省中部的松嫩平原。現轄1個市轄區(北林區)、3個縣級市(肇東市、安達市、海倫市)、6個縣(綏棱縣、青岡縣、慶安縣、蘭西縣、望奎縣、明水縣)。地勢東北高，西南低，由低丘陵、高平原過渡為河谷平原。海拔160～180m。年均氣溫在1.3～4.0 ℃，年均降水量483mm。有兩大水系，即松花江水系和呼蘭河水系。

綏化地區總面積為352萬hm2，其中防護林面積14.35萬hm2。防護林林種主要有水源涵養林、水土保持林、防風固沙林、農田防護林、草牧場防護林、護路林、護堤護岸林(表1)。

表1　綏化地區三北防護林各功能林地面積統計　萬hm2

從表1可見，綏化地區防護林類型以農田防護林為主，占30.59%，依次為水土保持林、水源涵養林、護路林、草牧場防護林、防風固沙林，護堤護岸林面積最小，僅占2.44%。

2　生態服務功能評估結果與分析

2.1水源涵養效益計算與分析

水源涵養是森林生態系統重要生態功能，主要表現為：截留降水、涵蓄土壤水分、緩和地表徑流和改善水質等。

截留降水包含林冠截流、林下灌草截流、枯落物持水作用和土壤的持水作用。林冠截留水占10%～40%。林冠下層灌草截留率為1.7%～17.2%。林地表面的凋落物層最大持水量可達到3～5mm，地被物層最大吸持水量可達自身干質量2～4倍。森林各層次在對雨水的調節能力中，土壤層的調節能力占90%以上。

由表2可以看出，3種林分類型防護林涵養水源系數由大到小分別為針葉林、針闊混交林、闊葉林。這種差異主要由林分類型、枯落物儲量、枯落物分解速率等因素引起。東北地區涵養水源系數規定為0.45[2]，評估區域的防護林水源涵養系數均超過規定數值，超過標準。說明研究區防護林充分發揮了涵養水源的效益。

表2　林地涵養水源效益

2.2固土保肥效益計算與分析

固土保肥效益即森林中活地被物和凋落物層截流降水，降低水滴對表土的沖擊和地表徑流的侵蝕作用；同時根系固持土壤，防止土壤崩塌瀉溜，減少土壤肥力損失及改善土壤結構。

養分循環過程中，枯枝落葉層減小了降水沖刷和徑流，同時，增加土壤有機質、營養元素(N、P、K等)和土壤碳庫的積累，提高土壤肥力。把大量的有機物歸還林地，使其腐殖質含量比無林地高2～3個百分點，成為土壤營養元素的主要來源。

表3　土壤流失量及土壤養分

表3表明，相對于耕地，林地減少土壤流失量為663.844thm-2a-1，年減少土壤有機質流失量3.928 4thm-2a-1，氮素0.166 4thm-2a-1，磷素0.065 4thm-2a-1，鉀素0.788 0thm-2a-1。東北地區固土保肥減少土壤侵蝕量為32.87thm-2a-1，年減少土壤有機質流失量0.269thm-2a-1，氮素0.094thm-2a-1，磷素0.051thm-2a-1，鉀素0.542thm-2a-1[2]。評估區域的防護林固土保肥指標均超過規定數值，達到合格標準。說明研究區防護林充分發揮了固土保肥的作用。

2.3固碳釋氧效益計算與分析

固碳釋氧功能，指森林生態系統通過森林植被、土壤動物和微生物固定碳素、釋放氧氣的功能。森林生態系統每年的碳固定量約占整個陸地生物碳固定量的2/3。

表4　固碳釋氧量統計

研究區針葉林年平均凈生長量為6.74thm-2，闊葉林年平均凈生長量為7.58thm-2。根據植物光合作用反應方程，毎制造1t干物質要固定1.63tCO2，釋放O2l.2t，CO2中C占27.27%。據此計算出不同植被類型防護林固碳釋氧量如表4。15年生銀中楊年固碳量最高達3.82thm-2，釋氧量達10.31thm-2a-1，19年生樟子松年固碳量最低為2.69thm-2a-1，釋氧量為7.26thm-2a-1。東北地區固碳釋氧指標[2]中年防護林體系固碳量1.71thm-2a-1，年防護林體系釋氧量為5.99thm-2a-1。評估區域的防護林固碳釋氧量均值超過規定數值，所有防護林均達到標準要求。

2.4林木營養物質積累效益計算與分析

植物器官中營養元素含量反映了植物在一定生境條件下從土壤中吸收礦質養分的能力，一方面反映了植物的特性，另—方面反映了植物的生境。

表5　防護林林木各器官年營養物質積累量

從表5看13年生銀中楊林生物量中，營養元素平均水平，氮素的含量最高為114.40kghm-2a-1，鉀素次之為98.01kghm-2a-1，磷素含量最低為21.64kghm-2a-1。東北地區林木營養物質積累指標[2]中固氮量67.45kghm-2a-1，固磷量為8.18kghm-2a-1，固鉀量為30.93kghm-2a-1。評估區域的防護林林木營養物質積累量均遠超過規定數值。說明其防護林林木營養物質積累效果良好。

2.5凈化大氣效益計算與分析

森林起到吸附、吸收污染物或阻礙污染物擴散的作用。一是樹木通過葉片吸收大氣中的有毒物質，降低大氣中毒物的濃度；二是樹木能使某些有毒物質在體內分解，轉化為無毒物質后代謝利用。三是吸附滯留、過濾空氣中顆粒污染物。森林的滯塵作用表現為：樹木茂密枝葉，阻擋氣流和降低風速，降落空氣中攜帶的大粒灰塵；葉片晴天要蒸騰大量水分，環境保持較大濕度，灰塵較容易降落吸附；樹體蒙塵后，經過雨水淋洗，恢復滯塵能力，重新吸附灰塵。

表6　防護林凈化大氣各度量指標值

東北地區森林凈化大氣各度量指標分別為：年生產負氧離子數為8.69×1019，年吸附SO2量為88.90kghm-2a-1，年吸附HF量為7.05kghm-2a-1，年吸附氮氧化物量為10.05kghm-2a-1，年滯塵量為20.76thm-2a-1。評估區域的防護林凈化大氣指標接近或超過規定數值，基本達到合格標準。

3生態效益服務功能物質量和價值量評估結果

3.1生態效益物質量評估結果

3.2生態效益價值量評估結果

表8　綏化地區各市(縣、區)生態效益價值量

綏化地區各市(縣、區)防護林生態效益價值量如表8所示，效益價值量包括水源涵養、固土保肥、固碳釋氧、積累營養物質、凈化大氣等價值量之和。按價值量由大到小排序：明水縣、安達市、海倫市、青岡縣、望奎縣、北林區、肇東市、蘭西縣、綏棱縣、慶安縣。其中明水縣、安達市和海倫市生態效益的價值量總和達到35.25億元a-1，占綏化地區生態效益總價值量的44.9%。

4　小結

綏化地區三北防護林水源涵養、固碳釋氧、林木營養物質積累、凈化大氣等生態效益均接近或超過東北地區《森林生態系統服務功能評估規范》的規定值，發揮著良好的生態功能，其生態效益的價值量為78.60億元a-1，遠大于其木材生產的直接經濟效益。

[1] 國家林業局.森林生態系統服務功能評估規范(LY/T1721-2008)

[2] 國家林業局.防護林體系生態效益評估規范(LY/T2093-2013)

1005-5215(2016)05-0109-03

2016-03-09

張玉柱(1967-)，男，黑龍江黑河人，大學，高級工程師，現從事防護林研究.

F326.2

Adoi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.05.045