林業生態工程森林生態效益計量理論和方法研究

盛曉宇

一、森林生態效益計量概述

基于森林生態效益的計量，結合對生態效益作用機理的充分考量，對森林生態效益進行了明確定義，具體而言，森林資源作為森林生態效益載體，這兩者間存在松散的相關關系，又稱第二類相關關系，以此為基礎形成森林生態效益自變量獨有的林分及區域自變量集。在針對包括森林海洋水源等生態效益的相關關系及概念等開展界定操作的過程中，明確其特有的標準化因變量集與自變量集，并對其整體擴散模型開展有效創設，能夠實現有效估計我國林業生態工程多種森林生態效益的目的。

二、林業生態工程森林生態效益計量理論和方法

1、計量模型理論

具體開展森林生態效益計量操作的過程中，存在兩種具備較高明確必要性的變量，包括形成森林生態效益的自變量集與對森林生態效益物理量加以描述的因變量集。此為一般意義上的森林生態效益指標體系。但此處并非基于一般意義開展指標體系探討，而是需要在明確、有效的對上述兩種變量加以區分的條件下，針對森林生態效益指標體系理論問題進行研究。

（1）自變量集

基于對森林生態效益的研究，可以得知，森林生態效益主要指森林植物土壤及大氣氣候互相影響后形成的，基于此，可以認定森林生態效益自變量具體有兩種，即林分自變量及區域自變量。

（2）因變量集

森林生態效益主要指森林基于個別化學、物理作用形成的效益量，加以簡化以后，只將其物理量記錄下來，其貨幣量主要指將物理量經由貨幣模型加以轉化以后的效益量表現形式。通常來講，由于此類物理量一般有相關變量組成，所以，又稱為森林生態效益因變量，具體需要滿足的要求包括：第一，于因變量集中需要互相獨立;第二，遵循所規定的標準化要求;第三，每個生態效益都需要界定其因變量集;第四，每個生態效益都需要對其概念開展有效的審定及界定。

（3）整體擴散模型

結合對森林生態效益性質的了解和研究，其主要指一種森林計測，因此其總計量理應順應基于樣本測定開展估測的思路，且此樣本需要是廣義上的，不應是隨機的，又可以稱為生態定位觀測站測定值。一般情況下，生態效益測定具有的困難性都相對較高，在實際開展相關抽樣比計算操作時，取得的記過照比其他森林資源估測抽樣來講，要小的多。此類基于微觀觀測數據向宏觀總體開展的拓廣需要是循序漸進的，通常稱為擴散。

每個三林生態效益都具有多個自變量及因變量相關關系，為了防止由于傳統回歸影響導致的變量方程矛盾問題產生，需要構建出森林生態效益整體模型。將自變量、因變量觀測值設計矩陣假設為M和N，則其滿足的回歸模型具體可表示為：

N=MB+E

該公式中，B表示待估系數矩陣、E表示誤差項矩陣。

正規表達式為：

MMB=MN

解矩陣為：

B=（MM）-1MN

此為多元線性模型待估系數矩陣，通過對其加以有效應用的方式，基于分區分類原則開展森林生態效益計量，可取得較為優良的效果。

2、具體方法

（1）森林吸收CO2的效益

①概念

森林發揮著維持大氣中O2、CO2平衡的重要作用，倘若其白天基于光合作用吸收44克CO2，便可以釋放出32克O2;夜晚基于植物呼吸則相反。白天經由光合作用釋放的O2為相應植物夜晚呼吸消耗量的20倍。森林年均凈吸收的CO2又稱森林吸收CO2效益。

②因變量

植物光合作用表達式為：

CO2（264g）+H2O（108g）→葡萄糖（180g）+O2（193g）

植物發生光合作用的過程中，1t干物質的形成需要以1.63tCO2的吸收作為支撐，同時會釋放1.2t的O2。于森林中形成的干物質也叫作生物量，基于測樹學相關理論，可對林分或者單木生物量開展有效測定。為了提升基于樣木推總體的便捷性，此處需要對相關個別生物量參數加以規定：第一，林木材積生長率及其生物量生長率保持一致;第二，林木生物量平均密度為每立方米0.45t。加入個別林分蓄積為U;采集生長率為P，那么，此林分年均CO2凈吸收量C可表示為：

C=U×0.45×1.3×P×1.63=0.95355×U×P

故而，可以明確的是，一立方米蓄積森林的生長年均CO2凈吸收量，又叫做森林吸收CO2效益因變量U的表達式為：

U=0.95355×P（t/（m3·a））

③性質及擴散方程

首先，森林吸收的CO2效益的因變量主要指附加于林木材積生長率的一種變量，由于這兩者間存在線性關系，現實因變量為林木材積生長率P;其次，顯而易見，森林吸收CO2效益的自變量包括郁閉度及林分類型等，區域自變量作用效果并不明顯;最后，森林吸收CO2效益和森林資源存在親密關聯，呈第一類相關關系。

上述因變量即林分材積生長率線性函數，因此，上述因變量整體擴散模型即為林分材積生長率整體擴散模型，基于此，可經由估算得出，四大林業生態工程年均CO2吸收效益約為3.197×105t，人民幣約為3.197×1010元。

（2）森林凈化大氣效益

①內涵

與森林吸收CO2不同，森林凈化效益并不明確，且是僅針對人類而言的，尤其是針對長時間定居于城市中的人們，此類人群需要呼吸新鮮空氣，此處的新鮮主要指無菌、無塵以及O2含量多等，森林空氣浴即人們利用此類效益而形成的。基于該角度而言，森林凈化大氣效益主要應涵蓋：第一，有毒物體吸收功效;滯塵功效以及O2釋放功效等。

個別人員可能認為森林釋放O2的功效無需計入其中，由于其主要是經由森林吸收CO2必然會產生的，此類必然并非可以人為轉移，此類說法存在誤區，主要原因為：森林吸收CO2與釋放O2的存在的價值存在差異，基于價值層面而言，兩者相互獨立，因此不存在重復計量的問題。

從本質意義上來講，森林生態效益內，也存在一些和O2釋放相同的依從的相關性。具體開展森林生態效益計量操作時，需要盡可能的防止對其開展重復計量。結合森林生態效益概念，基于使用價值層面加以考量，個別森林凈化大氣效益的項目，由于只能在城市森林中發揮相應價值，所以在具體開展國家森林總體生態計量的過程中，可以不進行考慮。

②O2釋放效益計量

森林O2效益本身不獨立存在，物理計量表達式具體為：

H=0.45×1.3×1.2×P=0.702×P

其中，H代表1m3木材所釋放的O2的物理量，單位t/m3。

（作者單位：151100 黑龍江省肇東市肇岳山國家濕地公園服務中心）