張 麗 解 放

(黑龍江省林業(yè)科學(xué)院，哈爾濱 150081)

1 前言

近年來，森林的生態(tài)效益逐漸受到了越來越多的關(guān)注。與傳統(tǒng)的木材經(jīng)濟相比，生態(tài)效益的發(fā)揮更加受到重視和保護。面臨林業(yè)“兩?！钡男∨d安嶺林區(qū)，通過實施“天保”工程對森林資源的保護，通過逐年減少森林的采伐量，使得森林的結(jié)構(gòu)與功能得到進一步的恢復(fù)。與簡單的以木材采伐銷售的木材經(jīng)濟相比，生態(tài)效益的發(fā)揮是一個隱性的存在，需要通過一定的轉(zhuǎn)換計算才能得到。在這樣的情況下，引導(dǎo)全社會正確地認識森林所蘊含的巨大生態(tài)效益，對于提高社會民眾對森林資源保護的關(guān)注度，調(diào)動林區(qū)林業(yè)主管部門和林區(qū)群眾保護森林資源的積極性，指導(dǎo)林業(yè)主管部門制定可持續(xù)發(fā)展的森林經(jīng)營方案都具有非常重要的意義。

2 研究對象概況

黑龍江省林業(yè)科學(xué)院麗林實驗林場位于小興安嶺南坡北部，湯旺河上游林區(qū)，始建于1958年，系黑龍江省林業(yè)科學(xué)院設(shè)置在小興安嶺林區(qū)的一個永久性實驗基地。林場地理坐標為N48°74′～49°9′，E129°15′～129°30′，行政區(qū)域隸屬于伊春市五營區(qū)，施業(yè)區(qū)除東、北側(cè)與紅星林業(yè)局接壤外，其他部分都與五營林業(yè)局施業(yè)區(qū)相鄰。屬丘陵山地，海拔在300～500m。山脈地勢平緩，林場內(nèi)主要河流有麗林河、小股營河、綜合店河，屬湯旺河水系。本區(qū)屬大陸性氣候兼有季風(fēng)氣候特點，冬季漫長而嚴寒，夏季短而溫暖濕潤，日溫差和年溫差都很大，年溫差達44℃，年平均氣溫在0～2℃，年降水量為500～600mm，多集中7—9月。林場總面積為8 128hm2，其中林業(yè)用地為7 990hm2，占總面積的98.3%。林場實施森林分類經(jīng)營，其中劃分有水土保持林597hm2。

3 水土保持林生態(tài)效益研究方法

3.1 森林水源涵養(yǎng)效益評價方法

森林水源涵養(yǎng)效益主要包括蓄水效益和凈化水質(zhì)效益。森林蓄水效益在物理量計算上，本次研究采用截留計算法開展相關(guān)計算，蓄水量的計算公式表述如下：

W=(R+K+S)×A

(式1)

式中：W——年森林蓄水總量(t)；R——單位面積林冠層年截留降雨量(t/hm2)；K——單位面積枯落物層年持水量(t/hm2)；S——單位面積土壤層年最大蓄水量(t/hm2)；A——林分面積(hm2)。

林冠層截留降雨量計算公式為：

R′=R×Ri/10

(式2)

式中：R′——單位面積林冠層年截留降雨量(t/hm2)；R——大氣降雨量(mm)；Ri——林冠層年降雨截留率(%)。

土壤層的蓄水量以土壤層的最大蓄水量為準，計算方法如下：

S=1.0g/cm3×10 000m2×K×L

(式3)

式中：K——土壤總孔隙度(%)；L——土層深度(m)。

蓄水效益的貨幣化(V1)采用影子工程法，以水庫工程的蓄水成本來確定。因為森林涵養(yǎng)水源與水庫蓄水的本質(zhì)類似，其蓄水價值應(yīng)根據(jù)蓄積1t水的建水庫花費為標準，其計算公式為：

V1=W×K1

(式4)

式中：K1——水庫單位庫容造價(元/m3)。

以森林蓄水量的40%計算森林凈化水質(zhì)的效益，采用替代法計算進行效益的貨幣化用(V2)，以城市居民用水平均價格(3.0元/m3)為參數(shù)進行計算。

V2=W×K2×40%

(式5)

式中：K2——居民用水平均價格(元/m3)

水源涵養(yǎng)效益(U1)為蓄水效益(V1)與凈化水質(zhì)效益(V2)之和，即：

U1=V1+V2

(式6)

3.2 保育土壤效益研究方法

森林保土能力采用減少淤積泥沙的方法進行計算，采用有林地和無林地的侵蝕差異來計算，即假定在無林情況下的土壤侵蝕總量，減去現(xiàn)有林地的土壤侵蝕總量。

根據(jù)蓄水成本來計算森林保土功能的經(jīng)濟效益(V3)。

V3=AC(X2-X1)/ρ

(式7)

式中：V3——森林年保土效益(元)；X1——有林地平均土壤侵蝕模數(shù)(t/hm2)；X2——無林地平均土壤侵蝕模數(shù)(t/hm2)；A——林地面積(hm2)；ρ——泥沙的平均密度(g/cm3)；C——水庫單位庫容造價(元/m3)。

由于森林具有水土保持作用，使林地的土壤侵蝕大大降低，因而土壤中的N、P、K、Ca、Mg等元素和其他有機物也得以保留，所減少的營養(yǎng)物質(zhì)損失量等于減少的土壤侵蝕量乘以土壤中各營養(yǎng)物質(zhì)的含量。因此，森林保肥效益(V4)可以通過計算因林地存在而減少的土壤侵蝕量中的N、P、K養(yǎng)分及有機質(zhì)的價值來體現(xiàn)，計算公式為：

V4=A(X2-X1)(NC1/R1+PC1/R2+KC2/R3+MC3)

(式8)

式中：V4——年保肥價值(元)；X1——有林地平均土壤侵蝕模數(shù)(t/hm2)；X2——無林地平均土壤侵蝕模數(shù)(t/hm2)；A——林地面積(hm2)；N——土壤平均含N量(%)；P——土壤平均含P量(%)；K——土壤平均含K量(%)；M——土壤有機質(zhì)平均質(zhì)量分數(shù)(%)；R1——磷酸二銨含N量(%)；R2——磷酸二銨含P量(%)；R3——氯化鉀含K量(%)；C1——磷酸二銨平均價格(元/t)；C2——氯化鉀平均價格(元/t)；C3——有機質(zhì)平均價格(元/t)。

保育土壤的總效益(U2)為保土、保肥兩部分效益之和，即：

U2=V3+V4

(式9)

4 結(jié)果與分析

4.1 水源涵養(yǎng)效益

(1)林冠層截留降雨作用。

麗林實驗林場所在地區(qū)的年平均降水量為626.7mm，林冠層對大氣降雨的截留率平均值為35%，由此可計算得出單位面積的風(fēng)景林對大氣降水的截留量為21.93t/hm2。

(2)枯落物層持水。

綜合前人研究可以得到伊春林區(qū)枯落物層平均持水量為25.61t/hm2，以此平均值進行研究計算。

(3)土壤層蓄水量。

綜合前人研究可以得到伊春林區(qū)土壤總孔隙度為56.54%，結(jié)合實地調(diào)查，麗林實驗林場平均土壤層厚度為0.5m。經(jīng)過計算可以得到，麗林實驗林場水土保持林土壤層的蓄水量分別為2 827.00t/hm2。

(4)水源涵養(yǎng)總效益及其貨幣化轉(zhuǎn)換。

將截留量、蓄水量、面積的各項數(shù)值代入公式1進行計算，可以分別得到麗林實驗林場水土保持林每年可發(fā)揮的水源涵養(yǎng)總效益值分別為171.61萬t。

(1)蓄水效益的貨幣化。

蓄水效益的貨幣化(V1)采用影子工程法，以水庫的庫容造價進行換算，引用2009年《中國水利年鑒》的數(shù)據(jù)，平均水庫庫容造價為15元/t。經(jīng)過計算可以得到蓄水效益轉(zhuǎn)換為貨幣量的值為2 574.15萬元/a。

(2)凈化水質(zhì)效益的貨幣化。

以森林蓄水量的40%計算森林凈化水質(zhì)的效益，采用替代法計算凈化效益的貨幣化用(V2)，以伊春地區(qū)城市居民用水平均價格3.0元/m3為參數(shù)進行計算，得到凈化水質(zhì)效益的貨幣值為205.93萬元/a。

綜合蓄水效益和凈水效益可以得到水源涵養(yǎng)總效益的貨幣值為2 780.08萬元/a。

4.2 保育土壤效益

保育土壤效益主要是同無林地相比的固持土壤、減少土壤侵蝕、防止水土流失的價值和保持土壤肥力、減少土壤養(yǎng)分損失的價值。對風(fēng)景林的保育土壤效益的評價分別從保土效益、保肥效益兩個方面進行。

(1)保土效益評價。

保土效益可以通過有林地和無林地的土壤侵蝕模數(shù)之差的綜合計算來間接獲得。綜合前人研究成果計算得到伊春地區(qū)有林地平均土壤侵蝕模數(shù)為235t/hm2·a-1，無林地平均土壤侵蝕模數(shù)為1 497t/hm2·a-1；泥沙的平均密度為2.7g/cm3。

經(jīng)計算，每年可發(fā)揮的保土效益分別為27.90萬t。應(yīng)用2009年《中國水利年鑒》中平均水庫庫容造價為15元/t的數(shù)據(jù)，將保土效益值進行貨幣化轉(zhuǎn)換，可以得到每年由于發(fā)揮其保土效益而產(chǎn)生的效益值為418.56萬元。

(2)保肥效益評價。

綜合前人研究結(jié)果計算，伊春林區(qū)土壤中平均含N量0.55%，平均含P量0.21%，平均含K量0.21%，有機質(zhì)平均含量0.21%。

經(jīng)計算，麗林實驗林場水土保持林每年可發(fā)揮的保肥效益分別為8 890.29t。將各種肥料元素分別用相應(yīng)的肥料價格進行換算，可以間接地得到保肥效益的貨幣值。參考2010年伊春地區(qū)肥料銷售價格，將保肥效益進行貨幣化換算，每年可獲得的保肥效益貨幣值為7 382.02萬元，保肥效益中N、P、K以及有機質(zhì)四部分的效益值及貨幣化值詳見表1。

表1 麗林實驗林場水土保持林保肥效益及貨幣化值

綜合以上對保土效益和保肥效益的計算，麗林實驗林場水土保持林可發(fā)揮的保育土壤效益值為7 800.58萬元/a。

4.3 水土保持效益與經(jīng)濟效益對比分析

通過前文的計算，可以得到麗林實驗林場水土保持林每年可發(fā)揮的水土保持總效益達到了1.06億元(表2)。

表2麗林實驗林場水土保持林每年發(fā)揮的生態(tài)效益值

含蓄水源凈化水質(zhì)保土效益保肥效益總效益值效益值(萬元)2574．15205．93418．567382．0210580．66

為了便于對比分析，按照木材價格對水土保持林的經(jīng)濟效益也進行了計算。由統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以得到，麗林實驗林場水土保持林現(xiàn)有林地面積597hm2，經(jīng)過多年的禁伐保護，現(xiàn)均已進入中齡以上齡級，活立木總量蓄積為71 545.95m3。根據(jù)統(tǒng)計資料顯示，木材價格平均價為835元/m3，按材種出材率為70%計算，中齡林以上林分的活立木綜合價格為584.50元/m3。由此可以計算得出麗林實驗林場水土保持林活立木經(jīng)濟效益為4 181.86萬元。

通過以上的計算可以發(fā)現(xiàn)，水土保持林每年可發(fā)揮的水源涵養(yǎng)效益是其單純的木材經(jīng)濟效益三倍多，而且水源涵養(yǎng)效益是每年都可以穩(wěn)定收獲的，而經(jīng)濟效益只是一次性獲得，倘若一次性進行經(jīng)濟效益收獲，要再次達到這個效益所需要的年限又將是一個非常長期的過程。從這個角度上來說，收獲的水源涵養(yǎng)效益應(yīng)該是木材經(jīng)濟效益的數(shù)百倍之多。

5 結(jié)論

以上研究再次證明了森林所具有的生態(tài)效益是極其巨大的，僅以生態(tài)效益中的水源涵養(yǎng)效益進行研究，在麗林實驗林場不到600hm2的水土保持林即可發(fā)揮1.06億元/a的效益，遠大于傳統(tǒng)的木材經(jīng)濟效益。如果進行進一步的研究，綜合考慮麗林實驗林場所有經(jīng)營類型的林地的全部生態(tài)效益的話，其計算結(jié)果將是更加巨大的。

[1]李文達,郭樹平,白旭輝，等.黑龍江省森工林區(qū)森林效益評價[M].哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,2010.

[2]周毅,蘇志堯.公益林生態(tài)效益計量研究進展[J].世界林業(yè)研究,1998,(2):13～17.

[3]周曉峰.黑龍江省森林效益計量與評價[M].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)出版社,1999.

[4]侯元兆.中國森林資源核算研究[M].北京:中國林業(yè)出版社,1995.

[5]周曉峰,蔣敏元.黑龍江省森林效益的計量、評價及補償[J].林業(yè)科學(xué),1999,35(3): 97～102.

[6]李忠魁,周冰冰.北京市森林資源價值初報[J].林業(yè)經(jīng)濟,2001,(2):36～42.

[7]車克鈞,傅輝恩,賀紅元.祁連山水源涵養(yǎng)林綜合效益的計量研究[G]∥中國森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究.哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)出版社,1994.

[8]張永利,楊峰偉,魯紹偉.青海省森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2007,35(11):74～76,88.

[9]向會娟,曹明宏.森林生態(tài)效益價值的評估計量[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,33(11):214～216.

[10]曲折,許江.森林生態(tài)效益計量初探[J].林業(yè)科技情報,2003,35(4):74～75.

[11]李榮勛.森林生態(tài)效益價值評估研究——以浙江省為例[D].杭州:浙江大學(xué)學(xué)位論文,2004.

[12]袁琳,劉存?zhèn)}.森林社會效益評價初探[J].林業(yè)經(jīng)濟,2003，(7):43～45.