黃伙發(fā)

(三明市林業(yè)局林業(yè)規(guī)劃隊，福建 三明 365000)

基于Shannon-Wiener指數(shù)的三明市森林生物多樣性評價

黃伙發(fā)

(三明市林業(yè)局林業(yè)規(guī)劃隊，福建 三明 365000)

參考LY/T 1721—2008森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范，以2006年三明市森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎，采用Shannon-Wiener 指數(shù)計算三明市森林生物多樣性保護價值。結(jié)果表明：三明市森林生物多樣性保護價值為396.80億元，單位森林面積生物多樣性保護價值為2.28萬元·hm-2，森林生物多樣性保護價值占到福建省的20.58%，單位森林面積生物多樣性保護價值略高于福建省平均水平(2.11萬元·hm-2)，高于全國平均水平(1.40萬元·hm-2)。

森林生物多樣性；Shannon-Wiener指數(shù)；保護價值

發(fā)展林業(yè)是生態(tài)建設的基礎，對森林資源的價值核算和評價，對于建立資源有償使用制度和生態(tài)補償制度、編制自然資源的資產(chǎn)負債表具有重要的參考意義，而森林生物多樣性價值核算和評價是森林資源價值核算和評價的重要組成部分。維持森林生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性對于維持地球生態(tài)平衡和發(fā)展具有不可或缺的作用[1]。目前，森林生物多樣性正以驚人的速度喪失，氣候變化的影響更是加快了森林生物多樣性破壞的速度。人們對于森林生物多樣性的認知目前主要停留在定性層面，定量認識不足，因此有必要開展森林生物多樣性評價工作，加深公眾對森林生物多樣性保護的認識。

森林生物多樣性價值主要體現(xiàn)在其間接價值，包括非消耗性價值、選擇價值、存在價值[2]。森林生物多樣性的非消耗價值主要是生態(tài)服務價值，體現(xiàn)在對森林生態(tài)系統(tǒng)功能的支撐上，森林生物多樣性是森林向人類提供涵養(yǎng)水源、保育土壤、凈化大氣、美化環(huán)境等功能的基礎。選擇價值主要指人們尚未發(fā)現(xiàn)的潛在價值，科技進步使得現(xiàn)有物種的價值不斷得到開發(fā)。存在價值是指物種存在的倫理學或哲學價值，任何物種存在都有其內(nèi)在價值，都應當加以保護。目前森林生物多樣性的評價方法除Shannon-Wiener 指數(shù)外，還有壓力—狀態(tài)—響應模型、專家咨詢法、支付意愿法等。張穎[3]利用OECD的壓力—狀態(tài)—響應模型設計了我國森林生物多樣性變化評價的框架、指標和計算公式。李金良等[4]利用目標法與專家咨詢法相結(jié)合的方法，建立了一套東北過伐林區(qū)林業(yè)局級森林生物多樣性評價指標體系。宋磊[5]采用支付意愿法對泰山森林生物多樣性的非使用價值進行了評價。這些方法的不足之處在于人為主觀因素在評價過程中占主導因素，無法確切反映客觀價值。

Shannon-Wiener 指數(shù)由Marglef于1958年首次提出，它借用了信息論中不定性測定的方法，如果森林生態(tài)系統(tǒng)的多樣性程度越高，其不定性就越大，則Shannon-Wiener 指數(shù)就越大。Shannon-Wiener 指數(shù)提出之后，便作為物種多樣性的有力指標用于測度物種多樣性在空間范圍內(nèi)的變化規(guī)律，黃建輝等[6]選擇東靈山、太白山、黃山、西雙版納4個地區(qū)的地帶性植被為研究對象，以Shannon-Wiener 指數(shù)表示物種多樣性指標，發(fā)現(xiàn)群落物種多樣性的緯度變化假說很好的體現(xiàn)在喬木層(隨著緯度降低，生物多樣性會下降)，在灌木層則比較勉強，在草本層則剛好相反。閻海平等[7]研究了北京西山地區(qū)10種人工林的物種多樣性，發(fā)現(xiàn)Shannon-Wiener 指數(shù)與物種豐富度的變化趨勢一致，使用效果理想，Shannon-Wiener 指數(shù)在不同群落間的變化幅度均為草本層>灌木層>喬木層。王兵等[8]利用中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)庫建立全國范圍內(nèi)林分的Shannon-Wiener指數(shù)標準，實現(xiàn)森林生物多樣性評價結(jié)果的分類和比較。

森林生物多樣性評價的一個重要目的在于參考與比較，而這恰恰是支付意愿法等方法的局限所在，支付意愿法對于受訪人的依賴很大，同一地區(qū)多次評價的結(jié)果可能偏差較大，因此可比性和參考價值相對較低。采用Shannon-Wiener 指數(shù)法對森林生物多樣性進行評價能夠?qū)崿F(xiàn)不同地域范圍的結(jié)果比較，實用性更高，本文也是基于此原因采用Shannon-Wiener指數(shù)法，并采用王兵等[8]所建立的標準，對三明市森林生物多樣性進行評價，以期為三明市森林可持續(xù)經(jīng)營提供參考。

1 三明市森林資源概述

三明市位于福建省中西北部，年降水量近1700 mm，是我國南方重點集體林區(qū)和全國集體林區(qū)改革試驗區(qū)。森林資源豐富，質(zhì)量優(yōu)良，森林資源總量和主要林產(chǎn)品產(chǎn)量占福建省的四分之一，林分平均蓄積占福建省第一，森林覆蓋率達到75.00%。根據(jù)2013年三明市縣級森林資源數(shù)據(jù)，三明市現(xiàn)有林業(yè)用地面積190.50萬hm2，林業(yè)用地占全市土地總面積的82.94%。有林地面積172.15萬hm2，按經(jīng)營類型劃分：生態(tài)林面積41.16萬hm2，商品林面積130.99萬hm2。林分面積(按林型劃分的森林面積)136.50萬hm2，其中，防護林面積33.41萬hm2，占24.47%；特用林面積7.75萬hm2，占5.68%；用材林面積95.29萬hm2，占69.81%；薪炭林面積0.05萬hm2，占0.04%。林分中按優(yōu)勢樹種又可劃分為杉木42.16萬hm2、馬尾松56.43萬hm2、闊葉樹37.91萬hm2。全市活立木總蓄積14155.58萬m3，其中林分蓄積13576.79萬m3，林分蓄積(按林種類型劃分)：防護林3414.56萬m3，占總蓄積的25.15%；特用林878.99萬m3，占6.47%；用材林9277.83萬m3，占68.34%；薪炭林5.41萬m3，僅占0.04%。

從地域分布看，全市林地資源分布比較均衡，各縣(市、區(qū))林業(yè)用地占土地面積的比重在77.51%～87.33%，永安市最高，寧化縣最低；總量上，尤溪縣、永安市、寧化縣、將樂縣、大田縣5個縣市占了全市林業(yè)用地的57.28%。

2 森林生物多樣性評價方法

3 森林生物多樣性評價結(jié)果與分析

3.1 森林生物多樣性指數(shù)及單位面積機會成本

根據(jù)文獻[9]計算的Shannon-Wiener生物多樣性指數(shù)及單位面積機會成本，劃分為7級：當指數(shù)<1時，S生(單位面積年物種損失的機會成本)為3000元·hm-2·a-1；當1≤指數(shù)<2時，S生為5000元·hm-2·a-1；當2≤指數(shù)<3時，S生為10000元·hm-2·a-1；當3≤指數(shù)<4時，S生為20000元·hm-2·a-1；當4≤指數(shù)<5時，S生為30000元·hm-2·a-1；當5≤指數(shù)<6時，S生為40000元·hm-2·a-1；當指數(shù)≥6時，S生為50000元·hm-2·a-1。調(diào)整為2013年的價格水平。當指數(shù)<1時，S生為3830.92元·hm-2·a-1；當1≤指數(shù)<2時，S生為6384.87元·hm-2·a-1；當2≤指數(shù)<3時，S生為12769.74元·hm-2·a-1；當3≤指數(shù)<4時，S生為25539.48元·hm-2·a-1；當4≤指數(shù)<5時，S生為38309.21元·hm-2·a-1；當5≤指數(shù)<6時，S生為51078.95元·hm-2·a-1；當指數(shù)≥6時，S生為63848.69元·hm-2·a-1。

查閱相關文獻[8]可知，杉木、馬尾松、闊葉樹、竹林、灌木林、經(jīng)濟林的Shannon-Wiener 指數(shù)等級分別是：3≤指數(shù)<4、2≤指數(shù)<3、4≤指數(shù)<5、2≤指數(shù)<3、3≤指數(shù)<4、4≤指數(shù)<5。詳見表1。

表1 森林生物多樣性指數(shù)及單位面積機會成本

3.2 各縣森林生物多樣性保護價值

由表2可看出，三明市森林生物多樣性保護價值為396.80億元，單位面積生物多樣性保護價值為2.28萬元·hm-2，為各種動植物提供了優(yōu)越的棲息地，為保護生物多樣性發(fā)揮了重要作用。

3.3 不同林種森林生物多樣性保護價值

從表3可以看出，三明市不同林種森林生物多樣性保護價值合計392.25億元，單位面積生物多樣性保護價值為2.28萬元·hm-2。其中，用材林生物多樣性保護價值最高，為205.38億元，占到整個林種價值的52.36%；其次為防護林，92.29億元，占23.53%；薪炭林最小，為0.13億元，占0.03%。單位面積生物多樣性保護價值大小排序為：經(jīng)濟林>特用林>防護林>薪炭林>用材林>竹林。

4 結(jié)論與討論

根據(jù)福建省2010年10月發(fā)布的福建省森林生態(tài)服務功能價值評估結(jié)果[10]和2014年10月國家林業(yè)局與國家統(tǒng)計局聯(lián)合發(fā)布的全國森林資源價值核算結(jié)果[11]，福建省森林生物多樣性保護價值為1927.75億元，全國為43347.04億元；單位森林面積生物多樣性保護價值福建省為2.11萬元·hm-2，全國為1.40萬元·hm-2。將三明市森林生物多樣性評價結(jié)果與福建省和全國的評價結(jié)果進行對比看出，三明市森林生物多樣性保護價值(396.80億元)占到福建省的20.58%(三明市國土面積為福建省的18.86%)，單位森林面積生物多樣性保護價值(2.28萬元·hm-2)略高于福建省平均水平，高于全國平均水平。主要緣于其豐富的森林資源，林業(yè)用地面積占全市土地面積近83%，森林覆蓋率達到75%。此外，還與三明市“生物多樣性保護工程”的實施分不開，全市建立了以自然保護區(qū)為核心、天然闊葉林和濕地保護為主的保護工程，具體包括保護區(qū)、自然保護區(qū)和自然保護點的建設。同時也應該看到，基于Shannon-Wiener指數(shù)的森林生物多樣性評價方法對于具有特殊價值的樹種或動物的價值體現(xiàn)不出來，如三明市的珍稀樹種南方紅豆杉、紅茶樹、格氏栲等，這些樹種形成的森林肯定不能以其森林面積的大小作為生物多樣性價值的評價基準。事實上，這也是目前森林生物多樣性評價方法普遍存在的問題，也是今后研究中亟待解決的問題。

表2 三明市各區(qū)縣森林生物多樣性保護價值

*：表中森林面積包括有林地和灌木林地的面積。

表3 三明市有林地不同林種森林生物多樣性保護價值

[1]劉俊清，牛樹奎，劉艷紅.森林生態(tài)學[M].2版.北京：高等教育出版社，2010.

[2]陳夢.森林生物多樣性理論與方法研究及應用[D].南京：南京林業(yè)大學，2005.

[3]張穎.我國森林生物多樣性變化的評價研究[J].林業(yè)資源管理，2002(2)：45-52.

[4]李金良，鄭小賢，王昕.東北過伐林區(qū)林業(yè)局級森林生物多樣性指標體系研究[J].北京林業(yè)大學學報，2003，25(1)：48-52.

[5]宋磊.泰山森林生物多樣性價值評估[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學，2004.

[6]黃建輝，高賢明，馬克平，等.地帶性森林群落物種多樣性的比較研究[J].生態(tài)學報，1997，17(6)：611-618.

[7]閻海平，譚笑，孫向陽，等.北京西山人工林群落物種多樣性的研究[J].北京林業(yè)大學學報，2001，23(2)：16-19.

[8]王兵，鄭秋紅，郭浩.基于Shannon-Wiener指數(shù)的中國森林物種多樣性保育價值評估方法[J].林業(yè)科學研究，2008，21( 2)：269-274.

[9]國家林業(yè)局.LY/T 1721—2008森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，2008.

[10]謝添石.福建森林生態(tài)服務功能總價值愈七千億元[EB/OL].[2010-10-31].http：//www.fjsen.com/c/2010-10/31/content_3807118_2.htm.

[11]吳兆喆.中國森林資源核算研究成果彰顯綠色力量[N].中國綠色時報，2014-10-23(A2-A3).

Evaluation of Forest Biodiversity in Sanming Based on Shannon-Wiener Index

HUANG Huo-fa

(ForestryPlanningTeamofSanmingForestryBureau，Sanming365000，F(xiàn)ujian，China)

Based on the national forestry industry standard ″LY/T 1721—2008 forest ecosystem services assessment specification″ and the survey data of two kinds of forest resources in Sanming city in 2006，Shannon-Wiener index was calculated using in the evaluation of forest biological diversity in Sanming. The results show that forest biodiversity conservation value is 39.68 billion yuan in Sanming, the unit area of forest biodiversity conservation value is 22800 yuan·hm-2，accounted for 20.58% of forest biodiversity conservation value in Fujian Province, the unit area biodiversity conservation value is slightly higher than Fujian Province(21100 yuan·hm-2), higher than the national average(14000 yuan·hm-2).

forest biological diversity；Shannon-Wiener index；conservation value

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.04.026

2015-08-10；

2015-09-29

國家林業(yè)局項目(2014年林產(chǎn)品市場研究，JYC2015-11)

黃伙發(fā)(1966—)，男，福建惠安人，三明市林業(yè)局林業(yè)規(guī)劃隊林業(yè)工程師，從事森林資源培育、規(guī)劃管理等研究。E-mail：fjsmhhf@126.com。

S718

A

1002-7351(2015)04-0121-04