2012—2022年廣西公益林森林生態系統服務價值評估

符如燦，鄭海富，宋星旻，何黃之圓，馬一琳，韓斐揚，韋龍斌

（1.廣西壯族自治區林業勘測設計院，廣西南寧 530011；2.自然資源部北部灣經濟區自然資源監測評價工程技術創新中心，廣西南寧 530011）

1997 年，Costanza 等[1]在Nature 上發表文章提出生態系統服務的概念，將生態系統服務劃分為17種類型，并對全球生態系統服務價值進行評估，結果顯示其總價值為33 萬億美元。該研究引發經濟學家和生態學家的廣泛討論，學者們紛紛發表文章指出其評估數據、方法和結果等方面存在的不足，并提出改進意見[2-7]，極大促進了生態系統服務價值評估研究的發展。為科學評估全球生態系統及其提供服務價值的狀況與趨勢，聯合國于2001年組織全世界1 360 多名專家對生態系統及其對人類的影響進行多尺度綜合評估，研究成果提供了可靠的全球生態系統變化信息[8]。2012 年，聯合國環境署（United Nations Environment Programme，UNEP）主導成立生物多樣性和生態系統服務政府間科學政策平臺（Intergovernmental Science-Policy Platform for Biodiversity and Ecosystem Services，IPBES），指導各國的生態系統服務價值評估工作[9]。

Jiang 等[10]統計結果顯示，在21 世紀前20 年里，我國研究生態系統服務價值的成果呈指數上升，共發表成果3 290 項；選擇其中具有代表性的63 篇文章進行深入分析，構建了國家生態系統服務價值數據庫和全國經驗值表；土地利用/土地覆被變化對生態系統服務價值的影響是生態系統服務價值評估的重點。Xiao等[11]通過GeoSOS-FLUS模型構建渾善達克地區2018 — 2030 年自然發展、生態系統服務優先、經濟社會發展優先和全面發展優先4 種土地利用情景，利用修正的等效系數法探討4 種土地利用情景對生態系統服務價值的影響；結果表明，在生態服務優先和全面發展情景下，通過退耕還林可增加生態系統服務價值。Jiang等[12]結合土地覆蓋指標和單位價值轉移，對青藏高原生態系統服務價值變化進行評估，結果顯示青藏高原生態系統服務總價值從1990 年的1.77 萬億美元增至2015 年的1.81 萬億美元。2008 年，國家林業局發布并實施中華人民共和國林業行業標準《森林生態系統服務功能評估規范》（LY/T 1721—2008）[13]，規范并促進全國森林生態系統服務價值評估工作。王兵等[14-17]對全國各省（自治區、直轄市）的森林生態系統及經濟林、杉木（Cunninghamialanceolata）林和灌木林等子系統的生態系統服務價值進行研究。2020 年，《森林生態系統服務功能評估規范》（GB/T 38582—2020）[18]發布，優化了評估指標體系，更新了測算方法。

廣西森林生態系統服務價值評估工作起步較早。2003 年，龐正轟[19]基于Costanza 等的分類方法和經濟參數，采用物質定量和價值量結合的評價方法，對廣西森林生態系統服務價值進行評估，結果顯示其總價值為1 364.86 億元/年。2005 年，呂郁彪[20]采用影子工程法、等效替代法、費用分析法和市場替代法等對廣西公益林森林生態系統服務價值進行評價，結果顯示其總價值為137.39億元/年。鄭海富等[21]依據LY/T 1721—2008和《廣西生態服務價值評估指南》（修訂版），對百色市2017 年度森林生態系統服務價值進行評估，結果顯示其總價值為2 199.81 億元。Nie 等[22]采用在選擇中加入屬性截止值的選擇試驗評價框架，對廣西北部灣紅樹林濕地生態系統服務價值進行評估，結果顯示其2021年的總價值為11.81 億元。王海倫等[23]依據LY/T 1721—2008，對廣西貓兒山國家級自然保護區森林生態系統服務價值進行評估，結果顯示其2014年的總價值為16.56億元。

公益林保護和改善我國重要生態區位和生態脆弱區的生態環境，是生物多樣性保育（種庫）、水源涵養（水庫）、生態碳匯（碳庫）、食物供給（糧庫）和經濟發展（錢庫）的重要載體，成為構建我國生態安全屏障的主體。在湖南省[24]、云南省[25]和江西省[26]，已開展公益林森林生態系統服務價值相關研究。呂郁彪[20]于2005 年對廣西公益林的森林生態系統服務價值進行評價，其評價結果已不能滿足目前廣西公益林管理的需求。本研究根據廣西公益林森林資源連續監測數據，依據GB/T 38582—2020，對廣西2012、2017 和2022 年公益林的森林生態系統服務價值進行評估，旨在為廣西公益林建設和保護成效評價及公益林管理優化提供依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

廣西（104°26′～112°03′E，20°54′～26°23′N）位于中國南疆，是我國唯一沿海、沿江又沿邊的少數民族自治區。廣西地勢總體呈西北高、東南低，四周多山，呈盆地狀，有“廣西盆地”之稱；年均氣溫17 ～23 ℃，年均≥10 ℃積溫5 000 ～8 300 ℃，年均降水量1 189 ～1 943 mm。根據《廣西壯族自治區2021 年林業生態資源狀況報告》，廣西林地面積為1 613.74萬公頃，森林面積為1 486.37萬公頃，森林覆蓋率為62.55%，森林蓄積量為9.78 億立方米。廣西生物多樣性高，共有維管植物309科2 011屬9 168種（含種以下等級）[27]。廣西也是我國植被類型最豐富的地區之一，其天然植被可被分為4個植被型綱、26個植被型組和722 個群系[28]。根據王兵等[14]研究，廣西2009 年森林生態系統服務價值在全國各省（自治區、直轄市）中排名第4。根據廣西公益林管理數據庫，2012、2017和2022年，廣西公益林林地面積分別為544.04萬公頃、530.00萬公頃和509.38萬公頃，有林地和灌木林地（評估林分）面積分別為518.79 萬公頃、509.03萬公頃和501.92萬公頃，有林地和灌木林地面積分別占公益林林地面積的95.36%、96.04%和98.54%。

1.2 研究方法

1.2.1 森林生態系統服務價值評估指標體系

依據GB/T 38582—2020，并結合廣西公益林森林資源特點和公益林服務價值評估工作開展情況，構建廣西公益林森林生態系統服務價值評估指標體系。因缺少公益林森林防護、林木產品供給和森林康養3項服務功能的評估參數，本研究未將這3項服務功能納入指標體系。評估指標包括3 項服務類別、6項功能類別和18項指標類別（表1）。

表1 廣西公益林森林生態系統服務價值評估指標體系Tab.1 Assessment index system of forest ecosystem service value of Guangxi public welfare forests

1.2.2 評估方法

參考GB/T 38582—2020，按不同樹種（組）劃分評估單元。由于公益林監測樣地未能覆蓋喬木林所有齡組，缺乏不同齡組評估參數，故不按齡組進行細分。

1.2.3 評估物質量參數

（a）保育土壤。保育土壤物質量測算涉及林地土壤容重、土壤氮含量、土壤磷含量、土壤鉀含量和土壤有機質含量5 個參數，均采用廣西公益林固定樣地監測數據；土壤侵蝕模數參考呂郁彪[20]的研究結果。

（b）林木養分固持。林木養分固持物質量測算涉及林木含氮量、含鉀量和含磷量3個參數，均采用廣西公益林固定樣地監測數據。

（c）涵養水源。涵養水源物質量測算涉及年降水量、林分蒸散量和地表徑流量3 個參數。采用廣西壯族自治區氣象局提供的全區各水文站點實測數據，應用地理信息系統將全區各水文站點降水量與公益林森林資源分布圖進行疊加提取，得到各林分加權平均降水量數據，作為2012、2017 和2022 年降水量參數。天然闊葉林蒸發散率和地表徑流系數均采用廣西大瑤山森林生態系統國家定位觀測研究站監測數據；桉樹（Eucalyptusspp.）林蒸發散率和地表徑流系數均采用南寧桉樹森林生態系統廣西野外科學觀測研究站實測數據；其他林分蒸發散率和地表徑流系數參考海南各森林生態系統定位觀測研究站的監測數據[29]。

（d）固碳釋氧。固碳釋氧物質量測算涉及林分凈生產力和單位面積林分土壤年固碳量2 個參數。通過廣西第八次和第九次連續清查公益林區域內樣地的蓄積量數據、廣西公益林固定樣地監測數據及2005—2013年廣西主要樹種生物量相關參數調查成果，測算林分凈生產力。單位面積林分土壤年固碳量參考王兵等[17]和李少寧[30]的研究結果。

（e）凈化大氣環境。凈化大氣環境物質量測算涉及負離子濃度、林分平均高度及單位面積吸收二氧化硫、氟化物和氮氧化物量等參數。負離子含量采用廣西生態公益林監測數據，林分平均高度采用公益林數據中樹高的加權平均數。吸收大氣污染物和滯塵參數參考《中國生物多樣性國情研究報告》[31]、海南各森林生態系統定位觀測研究站的監測數據[29]。

1.2.4 評估價值量參數

評估價值量參數主要來自GB/T 38582—2020、社會公共資源數據、產品說明書、市場價格和生產成本等（表2）。物種資源保育功能評估僅包括Shannon-Wiener 多樣性指數，采用廣西公益林固定樣地監測數據。

表2 廣西公益林森林生態系統服務價值評估價值量參數Tab.2 Value quantity parameters of forest ecosystem service value assessment of Guangxi public welfare forests

2 結果與分析

2.1 保育土壤價值

2012、2017 和2022 年，廣西公益林森林生態系統保育土壤總量分別為14 279.34萬噸、13 938.06萬噸和14 348.13 萬噸（表3），保育土壤總價值分別為295.21 億元、327.05 億元和372.01 億元（表4）。2012、2017 和2022 年，廣西公益林森林生態系統單位面積保育土壤量分別為27.52、27.38和28.59 t/hm2，基本一致；單位面積保育土壤價值分別為0.57萬元/公頃、0.64萬元/公頃和0.74萬元/公頃。

表3 2012—2022年廣西公益林不同林分類型物質量評估結果Tab.3 Quality assessment results of different stand types in Guangxi public welfare forests from 2012 to 2022(×104 t)

表4 2012—2022年廣西公益林不同林分類型服務價值評估結果Tab.4 Service value assessment results of different stand types in Guangxi public welfare forests from 2012 to 2022(×108 yuan)

2012、2017 和2022 年，不同林分單位面積保育土壤價值均表現為天然闊葉林＞杉木林＞竹林＞經濟喬木林＞松樹（Pinusspp.）林＞灌木林＞桉樹林；天然闊葉林保育土壤價值占保育土壤總價值的比例均最高（44.19% ～52.34%），其次為灌木林（31.65%～39.43%），兩者占保育土壤總價值的83%以上，其他林分類型占比均較低。

2.2 林木養分固持價值

2012、2017 和2022 年，廣西公益林森林生態系統林木養分固持總量分別為23.14 萬噸、22.96 萬噸和25.62 萬噸（表3），林木養分固持總價值分別為33.35 億元、35.47 億元和41.90 億元（表4）。2012、2017和2022年，廣西公益林森林生態系統單位面積林木養分固持量分別為44.60、45.11和51.04 kg/hm2；單位面積林木養分固持價值分別為0.06萬元/公頃、0.07萬元/公頃和0.08萬元/公頃。

2012、2017 和2022 年，不同林分單位面積林木養分固持價值均表現為桉樹林＞杉木林＞松樹林＞天然闊葉林＞竹林＞經濟喬木林＞灌木林；天然闊葉林林木養分固持價值占林木養分固持總價值的比例均最高（54.50%～59.95%），其次為灌木林（13.60% ～18.62%）和松樹林（9.19% ～11.36%），三者占林木養分固持總價值的82%以上。

2.3 涵養水源價值

2012、2017 和2022 年，廣西公益林森林生態系統涵養水源總量分別為131.79 億噸、96.95 億噸和129.56億噸（表3），涵養水源總價值分別為1 074.01億元、925.90億元和1 408.70億元（表4）。2012、2017和2022 年，廣西公益林森林生態系統單位面積涵養水源量分別為2 540.35、1 904.64和2 581.21 t/hm2；單位面積涵養水源價值分別為2.07 萬元/公頃、1.82萬元/公頃和2.81萬元/公頃。

2012 年，不同林分單位面積涵養水源價值表現為竹林＞天然闊葉林＞桉樹林＞松樹林＞杉木林＞灌木林＞經濟喬木林；2017 年，不同林分單位面積涵養水源價值表現為竹林＞天然闊葉林＞杉木林＞松樹林＞桉樹林＞灌木林＞經濟喬木林；2022 年，不同林分單位面積涵養水源價值表現為天然闊葉林＞竹林＞杉木林＞松樹林＞桉樹林＞灌木林＞經濟喬木林。2012、2017 和2022 年，天然闊葉林涵養水源價值占涵養水源總價值的比例均最高（71.17% ～76.90%），其次為灌木林（9.05% ～12.63%），兩者占涵養水源總價值的83%以上。

2.4 固碳釋氧價值

2012、2017和2022年，廣西公益林森林生態系統固碳釋氧總量分別為4 380.52萬噸、4 350.04 萬噸和4 769.41萬噸（表3），固碳釋氧總價值分別為1 110.49億元、1 103.26 億元和1 214.85 億元（表4）。2012、2017和2022年，廣西公益林森林生態系統單位面積固碳釋氧量分別為8.44、8.55和9.50 t/hm2；單位面積固碳釋氧價值分別為2.14萬元/公頃、2.17萬元/公頃和2.42萬元/公頃。

2012、2017 和2022 年，不同林分單位面積固碳釋氧價值均表現為桉樹林＞松樹林＞杉木林＞天然闊葉林＞竹林＞經濟喬木林＞灌木林；天然闊葉林固碳釋氧價值占固碳釋氧總價值的比例均最高（53.33% ～58.96%），其次為灌木林（14.55% ～19.51%）和松樹林（10.48% ～12.90%），三者占固碳釋氧總價值的83%以上。

2.5 凈化大氣環境價值

2012、2017 和2022 年，廣西公益林森林生態系統提供負離子的數量分別為3.63× 1025、3.64× 1025和4.01×1025個，凈化大氣環境總量分別為6 856.67萬噸、6 806.55 萬噸和6 742.43 萬噸（表3）。2012、2017和2022年，廣西公益林森林生態系統凈化大氣環境總價值分別為318.49億元、316.11億元和313.34億元（表4）。2012、2017和2022年，廣西公益林森林生態系統單位面積提供負離子數量分別為7.00 ×1018、7.15×1018和7.99×1018個/公頃，單位面積凈化大氣環境總量分別為13.22、13.37 和13.43 t/hm2；單位面積凈化大氣環境價值分別為0.61 萬元/公頃、0.62 萬元/公頃和0.62 萬元/公頃。2012—2022 年，廣西公益林森林生態系統單位面積凈化大氣環境功能和服務價值基本無變化。

2012，2017 和2022 年，不同林分單位面積凈化大氣環境價值均表現為松樹林＞杉木林＞竹林＞經濟喬木林＞灌木林＞天然闊葉林＞桉樹林；灌木林凈化大氣環境價值占凈化大氣環境總價值的比例均最高（35.85% ～43.22%），其次為天然闊葉林（25.69%～31.56%）和松樹林（13.53%～14.97%），三者占凈化大氣環境總價值的80%以上。

2.6 生物多樣性價值

2012、2017 和2022 年，廣西公益林森林生態系統生物多樣性價值分別為892.61 億元、1 148.70 億元和1 180.03億元，總體呈上升趨勢（表4）。評估期間，不同林分類型變化趨勢不同，生物多樣性價值量參數不變，不同林分生物多樣性價值變化取決于林分面積和生物多樣性指數等級。天然闊葉林、松樹林、桉樹林和經濟喬木林生物多樣性指數等級不變；因林分面積變化，2012、2017 和2022 年，天然闊葉林生物多樣性價值先下降后上升，桉樹林生物多樣性價值上升，松樹林和經濟喬木林生物多樣性價值下降。杉木林、竹林和灌木林2012年生物多樣性指數等級均為2 級，2017 和2022 年均為3 級。杉木林生物多樣性價值因多樣性指數等級和林分面積增加而上升。2017年竹林面積略小于2012年，但其生物多樣性指數等級上升；2022年竹林面積較2017年有所增加；因此，總體上竹林生物多樣性價值上升。灌木林面積呈減少趨勢；2017 年，因生物多樣性指數等級上升，其生物多樣性價值上升；2022 年，因面積減少，其生物多樣性價值低于2017年。

2.7 廣西公益林森林生態系統服務總價值及單位面積價值

2012、2017 和2022 年，廣西公益林森林生態系統服務總價值分別為3 724.16億元、3 856.49億元和4 530.83 億元，服務價值穩步上升（表4）。2012 年，廣西公益林森林生態系統各項服務價值對總價值的貢獻表現為固碳釋氧（29.82%）＞涵養水源（28.84%）＞生物多樣性（23.97%）＞凈化大氣環境（8.55%）＞保育土壤（7.93%）＞林木養分固持（0.89%）。2017 年，廣西公益林森林生態系統各項服務價值對總價值的貢獻表現為生物多樣性（29.78%）＞ 固碳釋氧（28.61%）＞ 涵養水源（24.01%）＞保育土壤（8.48%）＞凈化大氣環境（8.20%）＞林木養分固持（0.92%）。2022年，廣西公益林森林生態系統各項服務價值對總價值的貢獻表現為涵養水源（31.09%）＞固碳釋氧（26.81%）＞生物多樣性（26.04%）＞保育土壤（8.21%）＞凈化大氣環境（6.92%）＞林木養分固持（0.93%）。不同評估年度，不同類型服務價值比重有所差異，但總體情況基本一致；廣西公益林森林生態系統服務價值以固碳釋氧、涵養水源和生物多樣性為主，占總服務價值的82.40%～83.95%；其次為保育土壤和凈化大氣環境價值，占總服務價值的15.13% ～16.68%；林木養分固持價值貢獻較小，僅占總服務價值的0.89%～0.93%。

2012 年，不同林分類型服務價值對總服務價值的貢獻表現為天然闊葉林（58.11%）＞灌木林（23.16%）＞松樹林（9.12%）＞竹林（3.82%）＞杉木林（2.79%）＞經濟喬木林（2.23%）＞桉樹林（0.77%）。2017 年，不同林分類型服務價值對總服務價值的貢獻表現為天然闊葉林（51.83%）＞灌木林（28.77%）＞松樹林（8.12%）＞杉木林（4.13%）＞竹林（3.77%）＞經濟喬木林（1.91%）＞桉樹林（1.47%）。2022 年，不同林分類型服務價值對總服務價值的貢獻表現為天然闊葉林（60.36%）＞灌木林（21.19%）＞松樹林（6.73%）＞杉木林（4.96%）＞竹林（3.83%）＞桉樹林（1.83%）＞經濟喬木林（1.10%）。不同評估年度，天然闊葉林和灌木林服務價值均較高，其次為松樹林、竹林和杉木林，經濟喬木林和桉樹林服務價值較低。評估期間，天然闊葉林、杉木林和桉樹林的服務價值總體呈上升趨勢，灌木林總體呈先升后降趨勢，松樹林和經濟喬木林總體呈下降趨勢，竹林基本不變。

評估期間，天然闊葉林單位面積服務價值均最高（11.84 ～13.31 萬元/公頃），杉木林、松樹林、桉樹林和竹林單位面積服務價值為10 萬元/公頃左右，經濟喬木林和灌木林單位面積服務價值較低（3.34 ～4.57萬元/公頃）（表5）。

表5 2012—2022年廣西公益林不同林分類型單位面積生態系統服務價值Tab.5 Ecosystem service values per area of different stand types in Guangxi public welfare forests from 2012 to 2022(×104 yuan/hm2)

3 討論與結論

3.1 討論

2022 年廣西公益林森林生態系統服務總價值為4 530.83 億元；根據廣西壯族自治區林業局統計，2022 年公益林生態效益補償總額為12.48 億元，森林生態系統服務總價值為生態效益補償總額的363.05 倍；表明公益林提供的生態產品價值遠高于公益林權益人所獲得的補償收益，兩者不匹配，公益林生態效益補償機制有待完善，補償標準有待提高。

2018 年，廣西完成公益林生態區位區劃，明確了公益林生態區位界線范圍，為公益林動態調整與管理提供依據[33]。在公益林動態調整與優化過程中，生態區位界線范圍外生態功能差、地塊破碎化的公益林被逐步調出公益林，生態區位界線范圍內生態功能強、集中連片的天然商品林逐步被調整為公益林，公益林布局逐步優化。在動態調整和優化過程中，公益林面積減少，但有林地和灌木林地面積占比提高，公益林結構與質量不斷提升，單位面積服務價值和服務總價值穩步提高。

評估林分面積及其結構是決定評估對象服務價值的重要因素。根據本次評估結果，2012、2017和2022 年，杉木林、松樹林、桉樹林和竹林單位面積服務價值差別較小，經濟喬木林占比很低，上述林分面積變化對服務價值影響不大。2012、2017和2022 年，灌木林面積分別為257.49 萬公頃、253.97萬公頃和210.11萬公頃，占評估林分的比重大（41.86%～49.89%），但單位面積服務價值低（3.35 ～4.57 萬元/公頃），僅為天然闊葉林的27.48% ～36.91%，是公益林森林生態系統服務價值的低洼區，與百色市森林生態系統服務價值評估結果基本一致[21]。與2012 年相比，2022 年灌木林面積減少18.40%，天然闊葉林面積增加15.77%。可見，將天然起源的灌木林封山育林為喬木林，是提升公益林森林生態系統服務價值的重要途徑。

根據楊東等[25]對云南省公益林森林生態系統服務價值的研究，2012年云南省公益林單位面積服務價值為7.90萬元/公頃。本研究中，2012年廣西公益林森林生態系統單位面積服務價值為7.16 萬元/公頃，略低于云南。鄒佳敏等[26]對2019 年江西省公益林森林生態系統服務價值進行研究，結果顯示單位面積服務價值高達14.92 萬元/公頃（不含森林旅游）。黃華蓉等[34]對廣東省清遠市公益林森林生態系統服務價值進行研究，結果顯示2021年單位面積服務價值為15.36萬元/公頃。江西省與廣東省清遠市的公益林單位面積服務價值遠高于本研究中2022 年的9.03 萬元/公頃。這些研究均依據LY/T 1721—2008或GB/T 38582—2020 對公益林森林生態系統服務價值進行評估，評估方法基本一致，但結果差異較大，有待于進一步比較研究。

根據《廣西森林生態系統服務價值評估報告（2021 年）》，森林防護、林木產品供給和森林康養3項服務價值占廣西森林生態系統服務價值的17.99%。本次評估未包括森林防護、林木產品供給和森林康養3項服務價值，結果偏低。

3.2 結論

廣西公益林森林生態系統服務功能以固碳釋氧、涵養水源和生物多樣性保育為主，其服務價值約占總服務價值的82.40%～83.95%，其次為保育土壤和凈化大氣環境，占15.13% ～16.68%，林木養分固持服務功能最低，占0.89%～0.93%。

不同林分類型生態系統服務價值（3個年度平均值）表現為天然闊葉林＞灌木林＞松樹林＞杉木林＞竹林＞經濟喬木林＞桉樹林，單位面積服務價值（3 個年度平均值）表現為天然闊葉林＞松樹林＞竹林＞桉樹林＞杉木林＞灌木林＞經濟喬木林，竹林、杉木林、桉樹和松樹林單位面積服務價值差異較小。2012—2022年，廣西公益林森林生態系統服務總價值由3 724.16 億元增至4 530.83 億元，增長了21.66%，單位面積服務價值由7.18 萬元/公頃增至9.03萬元/公頃，增長了25.77%。廣西自2001年實施森林分類經營以來，嚴格落實公益林建設與保護措施，積極調整、優化公益林結構和布局，不斷增強公益林生態系統服務功能，公益林生態建設和保護成效明顯，有效維護了珠江中上游的生態安全。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突。

作者貢獻聲明：符如燦負責數據分析和論文撰寫；鄭海富負責調查監測、外業數據處理和服務價值測算；宋星旻、何黃之圓參與調查監測和外業數據處理；馬一琳負責公益林資源數據統計；韓斐揚負責公益林監測數據統計和文獻檢索；韋龍斌負責論文審核與修改。