浙江省竹林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估

劉 昊

（西南林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院昆明650000）

竹林作為林木資源中特殊的經(jīng)濟(jì)林種，有著巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會價(jià)值，同時(shí)在防治水土流失、改善生態(tài)環(huán)境、維護(hù)生態(tài)平衡等方面也發(fā)揮著重要的作用。在現(xiàn)有關(guān)于竹子效益評價(jià)的文獻(xiàn)中，多數(shù)是側(cè)重于竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展、竹子經(jīng)濟(jì)和社會效益、竹林碳匯等方面的研究[1-8]；而在有關(guān)浙江省森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究中，竹林生態(tài)效益只是作為森林效益的一個(gè)組分進(jìn)行簡單涉及[9-12]，全面系統(tǒng)評價(jià)浙江省竹林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究較少。

浙江省以山地和丘陵為主，素有 “七山一水二分田”之說，是我國竹子的重要產(chǎn)區(qū)。根據(jù) 《2017年浙江省森林資源及其生態(tài)功能價(jià)值公告》，截至2016年底，浙江省有竹林面積91.98萬hm2，其中毛竹林面積 80.71萬 hm2，雜竹林面積11.27萬hm2。竹林面積占森林總面積的15.18%。對浙江省竹林生態(tài)效益進(jìn)行評價(jià)，對于了解浙江省森林生態(tài)服務(wù)價(jià)值有著重要的參考意義。

本文基于影子工程法、市場價(jià)值法等常用的環(huán)境價(jià)值評估方法，從涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、保育土壤、積累營養(yǎng)物質(zhì)、保護(hù)生物多樣性等5個(gè)方面，對浙江省2016年的竹林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評估，評估結(jié)果可為后續(xù)的竹林生態(tài)效益評價(jià)提供參考。

1 研究區(qū)概況

浙江省地處中國東南沿海，地理坐標(biāo)為118°01′—123°10′E， 27°06′—31°11′N。地勢由西南向東北呈梯形傾斜。氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤氣候，降水充沛，生境復(fù)雜，植物種類繁多，森林資源較為豐富。年平均氣溫15～18℃，年平均日照時(shí)數(shù)1 700～2 100 h，年降雨量1 100～2 000 mm，無霜期226 d。全省陸域國土面積10.18萬km2，土壤以紅壤和黃壤為主。至2016年底，全省有林地面積660萬hm2，其中森林面積605.91萬hm2，森林覆蓋率為61%。植被在中國植被區(qū)劃系統(tǒng)中屬于亞熱帶常綠闊葉林地帶。

2 評估指標(biāo)與數(shù)據(jù)來源

2.1 評估指標(biāo)體系

參照林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 《LY/T 1721-2008森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》[13]，結(jié)合浙江省實(shí)際情況，選取森林生態(tài)服務(wù)中的涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、保育土壤、積累營養(yǎng)物質(zhì)、保護(hù)生物多樣性等5項(xiàng)服務(wù)，對浙江省竹林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的物質(zhì)量與價(jià)值量進(jìn)行評估。具體的評估指標(biāo)見表1。

表1 浙江省竹林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估指標(biāo)

2.2 數(shù)據(jù)來源

1）浙江省2016年竹林面積等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來自《2017年浙江省森林資源及其生態(tài)功能價(jià)值公告》。

2）收集浙江省內(nèi)相關(guān)地區(qū)研究取得的相關(guān)文獻(xiàn)成果，以及獲取與浙江省相同地理區(qū)位的相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算參數(shù)。

3）收集國家權(quán)威部門發(fā)布的社會公共數(shù)據(jù)。

4）收集浙江省林業(yè)廳、農(nóng)業(yè)廳、水利水文局等部門的相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及其他總結(jié)材料等。

3 竹林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估

3.1 涵養(yǎng)水源服務(wù)

3.1.1 評估方法

涵養(yǎng)水源服務(wù)包括調(diào)節(jié)水量和凈化水質(zhì)2個(gè)方面。

調(diào)節(jié)水量服務(wù)價(jià)值的評估公式為：

式中，U調(diào)為林分年調(diào)節(jié)水量價(jià)值 （元/a）；R為年平均降雨量 （mm）；θ為徑流系數(shù)；C水為水資源交易市場價(jià)格 （元/m3）；A為竹林面積 （hm2）。

凈化水質(zhì)服務(wù)價(jià)值的評估公式為：

式中，U凈為林分凈化水質(zhì)價(jià)值 （元/a）；C污為污水處理成本 （元/t）；R、θ、A含義同公式 （1）。

3.1.2 涵養(yǎng)水源服務(wù)價(jià)值

竹林涵養(yǎng)水源服務(wù)價(jià)值為調(diào)節(jié)水量服務(wù)價(jià)值與凈化水質(zhì)服務(wù)價(jià)值之和，即：U涵＝U調(diào)＋U凈。

根據(jù) 《浙江省自然資源和環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》[14]和《浙江省環(huán)境狀況公報(bào)》可知，浙江省年平均降雨量為1 469 mm，竹林徑流系數(shù)為0.72；根據(jù)中國森林生態(tài)服務(wù)核算社會公共數(shù)據(jù)表 （2013）[15]，水資源交易市場價(jià)格為4.48元/m3，污水處理成本為1元/t。

計(jì)算得知，浙江省竹林年調(diào)節(jié)水量為972 854.06萬t，年涵養(yǎng)水源服務(wù)總價(jià)值為533.12億元。其中，調(diào)節(jié)水量服務(wù)價(jià)值為435.83億元，凈化水質(zhì)服務(wù)價(jià)值為97.28億元。

3.2 固碳釋氧服務(wù)

3.2.1 評估方法

固碳釋氧服務(wù)包括固碳和釋氧2個(gè)方面。

固碳服務(wù)價(jià)值的評估公式為：

式中，U固碳為林分年固碳服務(wù)價(jià)值 （元/a）；R碳為CO2中碳含量，取值為27.27%；B年為林分凈生產(chǎn)力 [t/（hm2·a）]； C碳為固碳價(jià)格 （元/t）；A為竹林面積 （hm2）。

釋放氧氣服務(wù)價(jià)值的評估公式為：

式中，U釋氧為林分年釋氧服務(wù)價(jià)值 （元/a）；C氧為制氧價(jià)格 （元/t）；其他參數(shù)含義同公式 （3）。

3.2.2 固碳釋氧服務(wù)價(jià)值

竹林固碳釋氧服務(wù)價(jià)值為固碳服務(wù)價(jià)值和釋氧服務(wù)價(jià)值之和， 即： U總＝U固碳＋U釋氧。

根據(jù)馮琪雅等[16]對淳安縣竹林生態(tài)價(jià)值的研究，竹林凈生產(chǎn)力約為21.225 t/（hm2·a）；根據(jù)中國森林生態(tài)服務(wù)核算社會公共數(shù)據(jù)表（2013）[15]，碳交易價(jià)格為48.18元/t，工業(yè)制氧價(jià)格為1 108元/t。

計(jì)算得知，浙江省竹林年固碳量為867.79萬t，釋放氧氣2 323.21萬 t；年固碳釋氧服務(wù)價(jià)值為261.59億元，其中固碳服務(wù)價(jià)值為4.18億元，釋氧服務(wù)價(jià)值為257.41億元。

3.3 保育土壤服務(wù)

3.3.1 評估方法

保育土壤服務(wù)包括固土和保肥2個(gè)方面。

固土服務(wù)價(jià)值的評估公式為：

式中，U固土為林分年固土服務(wù)價(jià)值 （元/a）；C土為挖取和運(yùn)輸1 m3土壤的費(fèi)用 （元/m3）；X1為林地土壤侵蝕模數(shù) [t/（hm2·a）]，X2為無林地土壤侵蝕模數(shù) [t/（hm2·a）]；ρ為土壤平均容重（t/m3）； A 為竹林面積 （hm2）。

保肥服務(wù)價(jià)值的評估公式為：

式中，U保肥為林分年保肥價(jià)值 （元/a）；N、P、K、M分別為土壤氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì)含量 （%）；R1、R2、R3分別為磷酸二銨化肥含氮量、磷酸二胺含磷量、氯化鉀含鉀量 （%）；C1、C2、C3分別為磷酸二銨化肥、氯化鉀化肥和有機(jī)質(zhì)價(jià)格 （元/t）；其他參數(shù)含義同公式 （5）。

3.3.2 固土保肥服務(wù)價(jià)值

竹林固土保肥服務(wù)價(jià)值為固土服務(wù)價(jià)值與保肥服務(wù)價(jià)值之和， 即： U總＝U固土＋U保肥。

根據(jù)中國森林生態(tài)服務(wù)核算社會公共數(shù)據(jù)表（2013）[15]，挖取和運(yùn)輸1 m3土壤的費(fèi)用為63元/m3；根據(jù)姚鴻文等[9]研究，竹林平均土壤侵蝕模數(shù)為33.885 t/（hm2·a）；根據(jù)張駿等[10]研究，浙江省毛竹林土壤平均容重為1.02 t/m3；雜竹林土壤平均容重為1.00 t/m3。

浙江省毛竹林土壤氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì)含量分別為 0.100%、0.028%、1.892%、3.514%[10]；雜竹林土壤氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì)含量分別為0.150%、0.062%、2.350%、4.450%。化肥中氮、磷、鉀含量分別取14.0%、15.01%、50%，化肥價(jià)格分別取3 300 元/t、 2 800 元/t、 800 元/t[15]。

計(jì)算可知：

1）浙江省毛竹林年固土的物質(zhì)量為2 734.86萬t，年積累營養(yǎng)物質(zhì)量為151.35萬t；年固土保肥服務(wù)價(jià)值為61.68億元。其中固土服務(wù)價(jià)值為16.89億元，保肥服務(wù)價(jià)值為44.79億元。

2）浙江省雜竹林年固土的物質(zhì)量381.88萬t，年積累營養(yǎng)物質(zhì)量為26.78萬t；年固土保肥服務(wù)價(jià)值為10.67億元。其中固土服務(wù)價(jià)值為2.41億元，保肥服務(wù)價(jià)值為8.26億元。

3）浙江省竹林年固土總量為3 116.74萬t，年積累營養(yǎng)物質(zhì)總量為178.13萬t；年固土保肥服務(wù)總價(jià)值為72.35億元。其中固土服務(wù)總價(jià)值為19.30億元，保肥服務(wù)總價(jià)值為53.05億元。

3.4 積累營養(yǎng)物質(zhì)服務(wù)

竹林積累營養(yǎng)物質(zhì)服務(wù)價(jià)值的評估公式為：

式中：U營養(yǎng)為林分年?duì)I養(yǎng)物質(zhì)積累價(jià)值 （元/a）； N營養(yǎng)、 P營養(yǎng)、 K營養(yǎng)分別為竹子氮、 磷、 鉀含量（%）；C1、C2分別為磷酸二銨化肥、氯化鉀化肥價(jià)格 （元/t）；R1、R2、R3分別為磷酸二銨化肥含氮量、磷酸二胺含磷量、氯化鉀含鉀量 （%）；B年為林分凈生產(chǎn)力 [t/（hm2·a）]；A為竹林面積（hm2）。

研究顯示[17]，竹子中氮、磷、鉀含量分別為0.35%、0.09%、0.64%；化肥中氮、磷、鉀含量取值及各種化肥價(jià)格的取值同 “3.3.2”；竹林凈生產(chǎn)力約為 21.225 t/ （hm2·a）[16]。

計(jì)算可知，浙江省竹林年積累營養(yǎng)物質(zhì)服務(wù)價(jià)值為26.97億元。其中積累氮元素服務(wù)價(jià)值為16.11億元，積累磷元素服務(wù)價(jià)值為3.86億元，積累鉀元素服務(wù)價(jià)值為7.00億元。

3.5 保護(hù)生物多樣性

式中，U生物為林分年生物多樣性保護(hù)價(jià)值 （元/a），S生物為單位面積生物多樣性保護(hù)價(jià)值 [元/（hm2·a）]， A 為竹林面積 （hm2）。

根據(jù)馬力等[18]研究，竹林單位面積保護(hù)生物多樣性價(jià)值為10 069.03元/（hm2·a）。

計(jì)算可知，浙江省竹林年保護(hù)生物多樣性價(jià)值為92.61億元。

3.6 浙江省竹林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值

由表2可知，2016年，浙江省竹林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值為986.65億元，單位面積竹林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為10.727萬元/hm2。在各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值中，涵養(yǎng)水源服務(wù)價(jià)值最大，其次為固碳釋氧服務(wù)價(jià)值，這2項(xiàng)服務(wù)價(jià)值占評估的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值的80.55%。研究表明，在浙江省竹林各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中，涵養(yǎng)水源和固碳釋氧是竹林發(fā)揮的主要服務(wù)價(jià)值。各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的貢獻(xiàn)大小依次為：涵養(yǎng)水源＞固碳釋氧＞保護(hù)生物多樣性＞保育土壤＞積累營養(yǎng)物質(zhì)。

表2 浙江省竹林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值匯總

4 小結(jié)與討論

運(yùn)用常用的森林環(huán)境價(jià)值評估原理和方法，評估了浙江省竹林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中的涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、保育土壤、積累營養(yǎng)物質(zhì)、保護(hù)生物多樣性等5項(xiàng)服務(wù)的價(jià)值。結(jié)果顯示，竹林除了提供經(jīng)濟(jì)和社會價(jià)值外，還有著良好的生態(tài)價(jià)值。浙江省竹林面積占全省森林面積的15.18%，評估浙江省竹林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值，對于全面了解浙江省森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值具有重要意義。但是，由于竹林生態(tài)系統(tǒng)功能的特殊性、復(fù)雜性和多樣性，本研究未能對竹林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值做全面評估，期待隨著對竹林生態(tài)系統(tǒng)功能研究的逐步深入，竹林更多的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)將能夠量化評估。