駐馬店國家森林城市建設生態服務價值分析

李本勇,白保勛,陳雷杰,金宏亮,吳士俊

(1 國有駐馬店市薄山林場,駐馬店 463200;2 鄭州市農林科學研究所,鄭州 450005)

森林生態服務功能是人類直接或間接從森林生態系統得到的收益,包括涵養水源、保育土壤、固碳釋氧、林分固持養分、凈化大氣、生物多樣性保護等方面[1]。 自20 世紀90 年代以來,森林生態服務價值計量研究已成為生態學、林學和經濟學研究的熱點[2-10]。 Costanza 等[11]首次對全球生物圈的生態系統服務價值進行估算,隨后Bolund 等[12]及Boumans 等[13]從不同角度和尺度,開展了生態服務價值評估研究工作。 在我國,余新曉等[14]和靳芳等[15]從全國尺度對我國森林生態服務價值進行了評估,段曉峰等[16]、張永利等[17]及余新曉等[18]從省級區域尺度對森林生態服務價值進行了評估,高瓊等[19]及白順江等[20]從更小尺度對森林生態服務價值進行了評估。

森林是陸地生態系統的主體,森林的興衰直接關系到當地經濟和社會的發展,也直接影響生態環境變化[21]。 客觀、科學地評價森林生態服務價值,對提高人們的環境意識、正確處理社會經濟發展與生態環境保護之間的關系具有重要的現實意義[22]。 近年來,許多市縣在創建省級與國家森林城市,但是對森林城市建設生態服務價值空間變化的評估報道較少,本研究通過對駐馬店國家森林城市建設的生態服務價值進行評估,分析駐馬店市國家森林生態服務價值的空間變化情況,以期為森林生態建設提供科學依據。

1 研究區概況

駐馬店市位于東經113°10′—115°12′,北緯32°18′—33°35′,東西長191.5 km,南北寬137.5 km,土地總面積1 363 462.13 hm2。 駐馬店市處于亞熱帶向暖溫帶過渡地帶,具有亞熱帶和暖溫帶的雙重氣候特征,是典型的季風半濕潤氣候,四季分明,溫和濕潤,年平均氣溫14.8 ℃,無霜期220—230 d。

駐馬店市地勢西高東低,地形地貌多樣,從西往東大致為山地、丘陵、崗地、平原、洼地。 西部山地主要分布在泌陽縣、遂平縣、確山縣、驛城區的西部,往東為淺山丘陵與波狀起伏的崗地,為伏牛山與桐柏山的余脈,海拔高度300—900 m。 淮北沖擊湖積平原主要分布在汝南縣、平輿縣、正陽縣、驛城區、西平縣、遂平縣、確山縣東部,地勢平坦,海拔在100 m 以下,最低處海拔32 m。 全市山地面積占14.31%,丘陵崗地占20.44%,平原占65.25%。

駐馬店市土壤主要有4 類,分別為黃棕壤土、砂姜黑土、潮土、水稻土,下分7 個亞類、25 個屬。 全市黃棕壤土總面積約為633 300 hm2,占土壤總面積的42%,主要分布在京廣線以西的山區與淺山丘陵區;砂漿黑土總面積約為500 000 hm2,占土壤總面積的33%,主要分布在東部、北部的低平洼地;潮土總面積約為133 300 hm2,占土壤總面積的9%,主要分布在洪河與汝河兩岸;水稻土面積約為13 300 hm2,占土壤總面積的1%,主要分布在南部、淮河北岸。

2 研究方法

2.1 數據來源

2.1.1 森林生態服務功能觀測

根據駐馬店市森林分布狀況,按照GB∕T 40053—2021《森林生態系統長期定位觀測研究站建設規范》[23]與GB∕T 35377—2017《森林生態系統長期定位觀測指標體系》[24]的要求,對駐馬店不同類型森林的生態服務功能進行觀測。

2.1.2 文獻數據收集

收集當地林業資源清查部門提供的二類森林資源調查數據、林業統計數據與駐馬店國家森林城市監測數據,采用生態環境條件相近地區森林生態服務功能觀測數據。

2.2 評估指標體系與評估方法

采用GB∕T 38582—2020《森林生態系統服務功能評估規范》[25]的方法與模型,森林生態服務功能評估指標體系包括涵養水源、保育土壤、固碳釋氧、林木養分固持、凈化大氣環境、生物多樣性保護6 項主要生態服務功能。

3 結果與分析

3.1 單位面積不同類型森林的生態服務價值

3.1.1 涵養水源價值

在山區林木中,涵養水源價值從大到小依次為:側柏、馬尾松、麻櫟。 在平原林木中,涵養水源價值從大到小依次為楊樹、柳樹、桐樹。 在城市林木中,涵養水源價值由大到小依次為:圓柏、雪松、龍柏、銀杏、黃山欒、毛白楊、海桐。 在經濟林木中,涵養水源價值由大到小依次為:核桃、蘋果、棗樹、柿樹、桃樹、葡萄。 不同森林類型涵養水源價值由高到低依次為:山區森林、城市林木、經濟林木、平原林木(表1)。

表1 不同森林類型涵養水源價值Table 1 Value of water conservation in different forest types

3.1.2 保育土壤價值

A：我認為企業嘗試智能化生產要考慮兩點，第一，實現智能化生產的可能性，第二，現階段是否真的需要智能化生產。很多企業存在一個認識誤區，認為智能化一定是好的，于是投入大量資金購買智能化設備，但是收獲甚少。企業進行智能化生產投資時，需要對整個行業有一個宏觀的認知，再去考慮可能性，如果最后評估認為企業能夠獲得收益，方能進行智能化生產的投資。簡單地說，首先要考慮能否“回本”，多久可以“回本”，這筆“生意”是否劃算。其次要考慮投資的時機，太早太遲都不可以，不能人云亦云，要根據自己的能力、需要和可產生的經濟效益去評判，是否進行智能化改造。

在山區林木中,保育土壤價值從大到小依次為:麻櫟、馬尾松、側柏。 在平原林木中,保育土壤價值從大到小依次為:桐樹、柳樹、楊樹。 在城市林木中,保育土壤價值從大到小依次為:銀杏、黃山欒、海桐、雪松、圓柏、龍柏、毛白楊。 在經濟林木中,保育土壤價值從大到小依次為:柿樹、核桃樹、蘋果樹、桃樹、棗樹、葡萄。 平均保育土壤價值由高到低為:經濟林木、城市林木、平原林木、山區林木(表2)。

表2 不同森林類型保育土壤價值Table 2 Value of soil conservation in different forest types

3.1.3 固碳釋氧價值

在山區林木中,固碳釋氧價值由大到小依次為:麻櫟、油松、側柏。 在平原林木中,固碳釋氧價值由大到小依次為:楊樹、桐樹、柳樹。 在城市林木中,固碳釋氧價值由大到小依次為:銀杏、雪松、毛白楊、黃山欒、龍柏、海桐、圓柏。 在經濟林木中,固碳釋氧價值由大到小依次為:核桃、葡萄、柿樹、桃樹、棗樹、蘋果。不同森林類型平均固碳釋氧價值由大到小依次為:平原林木、經濟林木、城市林木、山區林木(表3)。

表3 不同森林類型固碳釋氧價值Table 3 Value of carbon sequestration and oxygen release in different forest types

3.1.4 林木養分固持價值

在山區林木中,林木養分固持價值由大到小依次為:麻櫟、油松、側柏。 在平原林木中,林木養分固持價值由大到小依次為:桐樹、楊樹、柳樹。 在城市林木中,林木養分固持價值的價值由大到小依次為:銀杏、黃山欒、雪松、毛白楊、龍柏、海桐、圓柏。 在經濟林木中,林木養分固持價值的價值由大到小依次為:葡萄、核桃、柿樹、棗樹、蘋果、桃樹。 林木養分固持的平均價值由大到小依次為:經濟林木、平原林木、城市林木、山區林木(表4)。

表4 不同森林類型林木養分固持價值Table 4 Nutrient fixation value of different forest types of trees

3.1.5 凈化大氣環境價值

山區林木凈化大氣環境價值由大到小為:側柏、馬尾松、麻櫟。 平原林木凈化大氣環境價值由大到小為:桐樹、楊樹、柳樹。 城市林木凈化大氣環境價值由大到小為:雪松、龍柏、圓柏、黃山欒、毛白楊、銀杏、海桐。 經濟林木凈化大氣環境價值由大到小為:蘋果、桃樹、棗樹、葡萄、柿樹、核桃。 凈化大氣環境平均價值由大到小為:山區林木、城市林木、平原林木、經濟林木(表5)。

3.1.6 生物多樣性保護價值

山區林木生物多樣性平均價值最高,其后依次為城市林木、平原林木、經濟林木。 山區林木受人為干擾較少,生物多樣性價值最高;城市綠地植物種類較多,生物多樣性價值較高;平原林木多為純林,生物多樣性價值較低,經濟林地植物種類較少,生物多樣性服務價值最低(表6)。

表6 不同森林類型生物多樣性保護價值Table 6 Biodiversity protection value of different forest types

3.2 不同樹木總生態服務價值

不同樹種的生物學性質差別較大,總生態服務價值差異顯著。 由表7 可知,不同樹種生態服務價值由大到小為:核桃、銀杏、雪松、楊樹、馬尾松、柿樹、麻櫟、龍柏、桐樹、葡萄、黃山欒、柳樹、圓柏、側柏、毛白楊、蘋果、桃樹、棗樹、海桐;不同森林類型總生態服務價值平均值由大到小為:山區林木、平原林木、經濟林木、城市林木。

表7 不同樹種的總生態服務價值Table 7 Total ecological service value of different tree species

3.3 國家森林城市建設增加的森林生態服務價值

根據不同類型森林主要樹種的各項生態服務價值平均值及其面積增加值,計算國家森林城市建設增加的生態服務價值。 2016—2022 年,駐馬店市森林面積增加了129 729 hm2,其中山區森林面積增加了43 856 hm2,平原林面積增加了81 448 hm2,城市綠地面積增加了1 645 hm2,經濟林地面積增加了2 780 hm2。 2022 年國家森林城市建設生態服務價值比2016 年增加了1 215 995 萬元,其中山區森林生態服務價值增加了405 253 萬元,平原林生態服務價值增加了769 310 萬元,城市綠地生態服務價值增加了15 300 萬元,經濟林木生態服務價值增加了26 129 萬元。 在國家森林城市建設增加的森林生態服務價值中,涵養水源價值增加了24.96%,保育土壤價值增加了29.64%,固碳釋氧價值增加了32.45%,林木養分固持價值增加了2.75%,凈化大氣環境價值增加了3.64%,生物多樣性保護價值增加了7.56%(表8)。

表8 國家森林城市建設增加的森林生態服務價值Table 8 Added value of forest ecological services in the construction of national forest cities

4 結論與討論

不同樹種單位面積的總生態服務價值差別較大,其生態服務價值由大到小為:銀杏、雪松、楊樹、馬尾松、麻櫟、龍柏、桐樹、柳樹、黃山欒、圓柏、毛白楊、側柏、核桃、蘋果、柿樹、海桐、葡萄、棗樹、桃樹。 駐馬店市西部山地森林面積較大,林木生長狀況良好,單位面積森林的生態服務價值最高。 東部平原區主栽的樹種是楊樹、桐樹、柳樹等,主要作為農田防護林、護岸林和用材林,其立地條件較好,單位面積的總生態服務價值較高,但是平原區栽培樹種單一,病蟲害較嚴重,應增加樹種的多樣性,提高平原區森林植被的穩定性。 種植經濟林木的目的在于獲取果實,經濟林管理使用了大量的肥料,且在經濟林木生長過程中,通常采取限制其營養生長的措施,促進果實生長,故其單位面積的總生態服務價值低于山區森林和平原林。 城市林木所處的城市土壤質量較差,其單位面積的總生態服務價值最低。

本研究表明,國家森林城市建設7 年來,增加的生態服務價值為1 215 995 萬元,各項生態服務價值增加值順序為:固碳釋氧＞保育土壤＞涵養水源＞保護生物多樣性＞營養物質積累＞凈化大氣。 不同類型森林中,平原林增加的生態服務價值最高,其后依次為山區森林、城市綠地、經濟林,不同類型森林增加的總生態服務價值受到森林增加面積和單位面積平均總生態服務價值的影響,森林增加面積與單位面積總生態服務價值越大,不同類型森林增加的總生態服務價值越高。 西部山區綠化率較高,中東部平原區、平原湖泊周圍及沿道路、河流、溝渠沿線,原有植被缺失或者較少,增加的綠化面積較大,森林城市建設平原林生態服務價值增加顯著,山區增加生態服務價值較高。 城市綠地與經濟林的生態服務價值也有一定的增加。

本研究按照《森林生態系統服務功能評估規范》的評估指標和方法,選用本標準推薦的國家權威部門發布的社會公共數據,采用河南寶天曼森林生態系統國家野外科學觀測研究站、民權縣農田防護林觀測站、鄭州市城市森林觀測站部分觀測數據,對駐馬店國家森林城市建設的生態服務價值進行了評估,分析了駐馬店市國家森林生態服務價值的空間變化情況,評估結果具有一定的規范性和準確性,能真實地反映駐馬店市國家森林城市建設生態服務價值評估的實際,評估方法與結果為森林生態建設提供了科學依據,對于指導森林城市建設、評估森林城市建設績效具有重要作用。