上海化工區防護林綠地系統生態服務功能評價

修美玲

(上海植物園，上海 200231)

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上海化工區防護林綠地系統生態服務功能評價

修美玲

(上海植物園，上海 200231)

以上海化工區防護林綠地系統為研究對象，選取氣候調節、固碳釋氧、凈化空氣、吸收乙烯、涵養水源、減弱噪聲、生物多樣性等指標，采用替代成本法、生產成本法、影子工程價格、條件價值評估法等方法估算了其生態服務價值。結果表明：上海化工區防護林綠地系統的總價值為14075.77萬元。按照價值排序依次為，固定CO2>釋放O2>調節氣候>生物多樣性>凈化空氣>涵養水源>減弱噪音>保持土壤。綠地生態價值貨幣化使城市林地的生態服務經濟價值更加直觀，有助于認識防護林的重要性。

生態服務功能；防護林；評價

1　自然概況

上海化學工業區位于上海市南翼，在金山、奉賢兩區的交界處，杭州灣的北岸，距市中心 50 km，是“十一五”期間中國投資規模最大的工業項目之一，也是上海四大產業基地的南塊中心，被譽為“上海工業騰飛的新翅膀”。上海化工區生態防護林的建設對改善化工區的生態環境，減少工業區“三廢”的負面影響起到了積極的作用。上海化學工業區生態防護林建設項目位于化工區北端，地處長江三角洲南翼，太湖流域碟形洼地的東南邊緣。區內地勢低平，河渠交織成網，地貌為濱海平原。本區域處于亞熱帶季風氣候區，日照時間多(年均1913 h)，無霜期較長(年均228 d)，四季分明，雨熱同季，雨水充沛，但水資源季節分布不均，6～9月為全年水量最多月份，多年平均氣溫15.6 ℃，極端最高氣溫 37.9 ℃，極端最低氣溫-10.1 ℃，年平均降雨量 1100.7 mm，相對濕度82%。為了進一步研究該防護林綠地系統建成后的生態效應，本文對該區防護林綠地系統進行了生態效益評估。

2　評價方法

依據2005年上海化學工業區對綠地系統進行的整體規劃，并結合防護林規劃圖和施工圖，將上海化工區防護林綠地系統分為林地、草地、水域3類。其中有效林地總面積約55.25 hm2、草地12.80 hm2、水域15.71 hm2，本項目采用Costanza等人對生態系統功能效益的評價標準[1]，結合防護林的特色，分別對該區域各項生態功能價值進行評估(表1)。

表1　本項目價值評價所考慮的生態系統效益和生態系統功能

3　結果與分析

3.1“調節氣候”的價值

一株大樹蒸發一晝夜的調溫效果等于1046 kJ，相當于10臺空調機工作20 h，以室內空調機耗電0.86 kW·h/臺，電費按0.60 元/kW·h計，則為0.516元/(h·臺)。化工區防護林約有樹木63000株，成林后每年按60 d使用空調器計，則化工區防護林綠地生態系統調節氣候功能的經濟價值為：45000株×10臺/株×20 h/d×60 d/a×0.516元/(h·臺)=2786.4萬元/年。

3.2“固碳釋氧”的價值

根據光合作用和呼吸作用的反應方程式推算每形成1 g干物質，需要1.63 g CO2，釋放O21.2 g。CO2的單位質量價值借用瑞典碳稅率0.15美元/kg(碳)來計算，換算成吸收CO2的稅率為4.094× 103美元/g(CO2)，如果按6.7元人民幣/美元的匯率計算，即3.36×104元/t(CO2)。O2的單位質量價值按工業制氧價來計算(4×104元/t)。根據不同植被類型的綠地每天固定CO2釋放O2的量(表2)，按每年200 d計算，對化工林的固碳釋氧價值進行評價(表3)。

3.3“凈化空氣”的價值

綠色植物在其抗性范圍內能通過吸收而減少空氣中硫化物、氮化物、鹵素等有害物質的含量。

3.3.1“吸收SO2”的價值

闊葉林對SO2的吸收能力為88.65 kg/(hm2/年)，針葉林平均吸收能力值為215.60 kg/(hm2/年)，平均可脫硫152.05 kg/hm2[2]。按林地面積為55.25 hm2計算，以SO2治理單價每噸3000元計，如果沒有林地對SO2的吸收作用，消除這些SO2的費用為：152.05 kg/(年/hm2)×55.25 hm2×3000元/t=2.52萬元/年。

表3　化工區防護林化工區防護林固碳釋氧價值

3.3.2“吸收氮化物”的價值

目前汽車尾氣脫氮治理的代價是每噸1.6萬元。一公頃林地一年可以吸收氮氧化物380 kg，化工區防護林現有林地55.25 hm2[2]，其吸收氮氧化物的功能價值為：55.25 hm2×0.38 t/(年hm2)×1.6萬元/t=33.59萬元/年。

3.3.3“滯留降塵”的價值：

粉塵是大氣污染的重要指標之一，植物特別是樹木對煙灰、粉塵有明顯的阻擋、過濾和吸附作用。森林對有害煙塵和粉塵具有很大的阻擋作用。針葉林的滯塵能力為33.2 t/hm2，闊葉林的滯塵能力為10.11 t/hm2，平均值為21.65 t/hm2[2]。因此，化工區防護林滯塵量為1196.163，以削減粉塵成本為170元/t計，潛在經濟價值達20.34萬元。

3.3.4“吸收乙烯”的價值：

在進行化工區設計過程中選擇的一些樹種，如：夾竹桃、香樟、榆樹等都對乙烯具有一定的抗性和吸收能力，但具體的吸收數量由于缺乏足夠的實驗數據，在此僅提出該生態防護林具有吸收乙烯的功能，而不對其功能價值進行評估。

綜合以上各項凈化空氣的生態功能價值，化工區防護林凈化空氣的總經濟價值為2.52+33.59+20.34=56.45萬元/年。

3.4“涵養水源”的價值

上海市多年平均降水量為1143 mm，化工區防護林綠地系統面積68.05 hm2、水域面積15.71 hm2，按照1 m3的水價2.00元，則可得到化工區防護林綠地系統林地、水域全年涵養水源功能價值：(15.71 hm2+68.05 hm2)×143 mm/a×2元/m3=19.15萬元/年。

3.5“減弱噪聲”的價值

目前對森林生態系統降低噪聲價值的估算方法是以造林成本的15%計，以平均造林成本240元/m3，成熟林單位面積蓄積量80 m3/hm2計[3]，則化工區防護林綠地生態系統服務降低噪聲的價值為：240元/m3×15%×80 m3/hm2×55.25 hm2=15.91萬元。

3.6“生物多樣性”價值評估

生物多樣性經濟價值的量化具有一定的難度，目前只是提出一些探索性的價值核算方法。根據我國制定了森林生物多樣性的價值核算標準，上海市屬于華東地區，森林生物多樣性價格按3萬元/hm2計算[3]，則化工區防護林綠地生態系統生物多樣性的價值為：3萬元/hm2×55.25 hm2=165.75萬元。

3.7“保持土壤”的價值

防護林生態系統保護土壤主要通過減少表土損失量和保護土壤肥力2個相互聯系的生態過程來實現其經濟價值。

3.7.1林地與草地每年減少土壤侵蝕的總量

根據不同類型地被的侵蝕模數來估計化工區防護林的總潛在土壤侵蝕量(表4)。

表4　化工區防護林綠地系統每年潛在土壤侵蝕量

3.7.2森林、草地減少的土壤侵蝕的損失估計

(1)森林、草地每年減少土地損失面積及其間接價值.以化工區防護林中森林、草地每年的土壤保持量的平均值21746 t，土壤密度1.5 g/cm3，如作為林業生產的平均收益約為300元/(hm2/年)計算[2]，估算出化工區防護林每年減少的土地廢棄面積的經濟價值為800元。

(2)減少土壤肥力損失的間接價值。化工區防護林平均N含量1600×10-6，P含量620×10-6，整個地塊N、P含量相當于使用化肥0.5 t，以我國化肥平均價格2549元/t，可估計出化工區防護林綠地系統減少土壤肥力損失的間接價值為1275元。

綜合以上分析，上海化工區防護林化工區防護林綠地系統以樹林、草地為主的陸地生態系統每年保持土壤的總經濟價值為2075元。

3.8社會效益及文化價值

森林生態系統的社會效益實質是森林對人這一主體生存發展所起的影響和作用(促進人類身心健康等)，主要構成因素包括提供自然環境和條件的娛樂、游憩、美學、精神和文化等的價值。但這部分價值很難用貨幣價值衡量，所以在這里我們僅把它作為一種潛在價值，對其產生的生態功能價值就不作具體量化了。

4　結語

根據以上計算，可以得出上海化學工業區防護林綠地系統的生態服務功能的的總價值(表5)。

從表5可以看出，上海化工區防護林綠地系統的總價值為14075.77萬元。按照價值排序依次為，固定CO2>釋放O2>調節氣候>生物多樣性>凈化空氣>涵養水源>減弱噪音>保持土壤。在化工區防護林綠地系統中，固定CO2和釋放O22項功能的價值占總價值的78.4%，說明該防護林綠地的主要生態功能是氣體交換，同時也反映了上海化工區防護林綠地系統在凈化空氣中的巨大作用。城市綠地生態系統受自然和人類活動的共同影響，其功能非常復雜[4]，本研究所選的參數并不能準確反映相關的生態服務功能價值，評價指標體系的構建還具有一定的局限性，因此，基于長期觀察和精確計算的價值更加有利于了解防護林的重要性，有助于提高綠化建設的合理性。

表5　化工區防護林化工區防護林

[1]李文華.生態服務功能價值評估的理論、方法與應用[M].北京：中國人民大學出版社，2008(19).

[2]高瓊，李月輝，肖篼寧，等.沈陽市域森林生態系統服務功能價值評估[J].東北林業大學學報，2008,36(2)：72～75.

[3]李峰，王如松.城市綠地系統的生態服務功能評價、規劃與預測研究：以揚州市為例[J].生態學報，2003,23(9)：1929～1936.

[4]靳芳.中國森林生態系統服務價值評估研究[D].北京：北京林業大學，2005.

2016-07-11

修美玲(1984—)，女，工程師，主要從事城市森林與植物資源方面的研究工作。

TU986

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1674-9944(2016)15-0171-03