高治中　郭軍成　任　博　李會田　李新朋

1　渭南市林業(yè)工作站　陜西渭南　714000

2　渭南市林業(yè)局　陜西渭南　714000

3　渭南市臨渭區(qū)退耕辦　陜西渭南　714000

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渭南市城區(qū)南部臺塬及侵蝕溝壑森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估

高治中1郭軍成1任博1李會田2李新朋3

1渭南市林業(yè)工作站陜西渭南714000

2渭南市林業(yè)局陜西渭南714000

3渭南市臨渭區(qū)退耕辦陜西渭南714000

摘要：按照森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值核算框架，參考《LY/T1721-2008森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》提出的計算公式，采用替代工程法、市場價格法、森林蓄積量生物量轉換法、替代價格法等方法，對2015年渭南市城區(qū)南部臺塬及侵蝕溝壑森林生態(tài)系統(tǒng)服務實物量及價值量進行初步評估。結果表明,當年該區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)服務總價值為3.78億元，其中涵養(yǎng)水源價值1.71億元，保育土壤價值3 851.3萬元，固碳釋氧價值3 976.65萬元，凈化大氣環(huán)境價值為890萬元，生物多樣性保護價值為1 225萬元，提供有形產(chǎn)品價值1.07億元。

關鍵詞：生態(tài)系統(tǒng)服務，城市森林，價值評估，黃土臺塬溝壑，陜西渭南

生態(tài)系統(tǒng)服務是指人類從生態(tài)系統(tǒng)獲得的各種收益，它包括可以對人類產(chǎn)生直接影響的供給服務、調節(jié)服務和文化服務，以及維持其他服務所必需的支持服務。城市森林在維護城市生態(tài)系統(tǒng)的平衡方面能發(fā)揮巨大的作用[1]，其生態(tài)過程所提供的服務構成了人類賴以生存的基本前提。

近年來，國內學者圍繞城市森林生態(tài)系統(tǒng)服務的相關概念及其價值評估理論與方法，針對不同區(qū)域、不同尺度的森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值開展了系列研究[2-15]。研究成果為揭示森林生態(tài)系統(tǒng)公益服務價值、推動城市林業(yè)建設、加快造林綠化步伐起到了積極促進作用。渭南市是關中平原傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)城市，長期農(nóng)業(yè)耕作使得位于主城區(qū)臺塬溝壑的原有森林植被破壞殆盡，給主城區(qū)生態(tài)環(huán)境和市民生產(chǎn)生活帶來嚴重影響。自1999年實施退耕還林工程以來，特別是2008年啟動南塬綠化工程后，生態(tài)建設取得顯著成效。但由于相應的森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估工作相對滯后，生態(tài)效益的貨幣化測算未見相關研究報導。本文以2015年為時間節(jié)點，以渭南市城區(qū)南部臺塬和侵蝕溝壑人工森林生態(tài)系統(tǒng)為評估對象，從產(chǎn)品生產(chǎn)和生態(tài)服務2方面進行當期流量評估,為研究區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展政策、城市林業(yè)生態(tài)建設、城市發(fā)展規(guī)劃以及制定生態(tài)效益補償標準等方面提供參考。

1 評估區(qū)概況

渭南市城區(qū)南部臺塬段和侵蝕溝壑位于渭南市臨渭區(qū)境內，距離渭南市主城區(qū)1 km左右。該區(qū)域屬暖溫帶半濕潤半干旱季風氣候，年降水量600 mm左右，土壤為黃膳土和黃綿土，土層較厚，水土流失嚴重。南部臺塬造林范圍東起赤水河，西至臨潼交界，北起隴海鐵路線，南靠東西兩塬塬面，東西長24 km，南北寬0.7～3.0 km。臺塬造林采取埂邊栽植大規(guī)格常綠苗木、埂內營造經(jīng)濟林的模式，造林面積2 200 hm2。侵蝕溝壑分布于臺塬中，已營造油松、側柏防護林250 hm2，34條侵蝕溝壑得到生態(tài)治理。

2 研究方法

2.1 評估體系

本文按照森林生態(tài)系統(tǒng)提供的各類服務建立部分內容評估框架(見表1)，根據(jù)目前所掌握的適用于研究區(qū)域的評估參數(shù)，使用替代工程法、市場價格法、森林蓄積量生物量轉換法、替代價格法等方法，對2015年渭南市城區(qū)南部臺塬及侵蝕溝壑森林提供的涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、凈化大氣環(huán)境、生物多樣性保護、提供有形產(chǎn)品6項服務13個指標的實物量和價值量進行評估。評估公式參考林業(yè)行業(yè)標準《LY/T1721-2008森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》(以下簡稱規(guī)范)。

表1　渭南市城區(qū)南部臺塬及侵蝕溝壑森林生態(tài)系統(tǒng)服務評估框架

2.2 數(shù)據(jù)來源

森林面積為實際造林保存面積，生態(tài)參數(shù)來源于《臨渭區(qū)林地保護利用規(guī)劃》《陜西林業(yè)發(fā)展區(qū)劃》《陜西省關中地區(qū)治污減霾功能評估報告》以及高等院校和科研院所在周邊地區(qū)的研究成果[16-23]。由于《規(guī)范》發(fā)布時間較早，推薦使用的部分社會公共數(shù)據(jù)發(fā)生變化，本評估根據(jù)當下經(jīng)濟背景對評估公式中的部分參數(shù)進行適當更新。

3 結果與分析

3.1 涵養(yǎng)水源價值

采用替代工程法，即把森林調節(jié)水量的服務價值等同于需要修建同等規(guī)模水利工程的工程造價。該區(qū)域年平均降水量600 mm。根據(jù)黨坤良[17]對林分蒸散量的研究結論，闊葉林林分蒸散量取年平均降水量的40%，針葉林取年平均降水量的50%?！杜R渭區(qū)水土保持規(guī)劃》中區(qū)域地表徑流為50 mm。查閱新發(fā)布的《中國水利年鑒》，該研究將單位庫容造價更新為20.17元/m3。通過計算，2015年評估區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)調節(jié)水量總量744.5萬m3，調節(jié)水量價值為1.5億元，凈化水質價值為2 159萬元，涵養(yǎng)水源總價值為1.71億元，每公頃森林涵養(yǎng)水源價值量為7萬元。

3.2 保育土壤價值

采用替代工程法，森林固土價值即由于森林植被存在而減少土壤侵蝕的價值。保肥價值采用市場價格法，將由于森林植被存在而固持土壤中的養(yǎng)分元素折合成具有同等肥力的化肥價格替代計算。由于渭南市水土保持站數(shù)據(jù)缺失，土壤侵蝕模數(shù)根據(jù)王秋賢[18]對渭北地區(qū)研究結果取平均值計算，果樹林帶平均保土模數(shù)為74.5 t/hm2·a，針葉林平均保土模數(shù)98.25 t/hm2·a。挖取單位面積土方費用根據(jù)當?shù)貏趧恿κ袌鰞r格確定為每立方米30元，土壤容重1.38 t/m3。化肥價格采用農(nóng)業(yè)部中國農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)近3年平均價格，磷酸二銨為3 218.072元/t，氯化鉀為2 240.91元/t，有機質53.1元/t。通過計算得出，2015年研究區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)固土量為18.84萬t，固土價值為409.5萬元；保肥量為0.52萬t,保肥價值為3 441.8萬元；固土保肥總價值為3851.3萬元，每公頃森林固土保肥價值為1.57萬元。

3.3 固碳釋氧價值

森林每年的固碳增量主要來源于樹干、枝葉、根系的生物量增長量及林地土壤增加的碳。由于林地每年的土壤碳變化量較小，為簡化計算評估，這里只考慮林木生長所增加的碳匯。理論上來說，計算森林釋放氧氣的量實際上還應當扣除樹木自身呼吸的消耗，但由于實際操作中難以計量，因此都未扣除，本文中這部分也不扣除。從光合作用方程式可以算出，植物每生產(chǎn)1 t干物質可以吸收1.63 t CO2，釋放1.19 t O2。根據(jù)李晶[23]對植被凈初級生產(chǎn)力實測研究，取溫帶針葉林和針闊混交林平均凈初級生產(chǎn)力為9.6 t/hm2·a。通過計算得出，2015年評估區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)植被固碳量1.02萬t，釋氧量2.74萬t，根據(jù)《規(guī)范》固碳和釋氧價格指標計算，固碳價值為1 230.85萬元，釋氧價值為2 745.8萬元，固碳釋氧總價值為3 976.65萬元，每公頃森林固碳釋氧價值為1.62萬元。

在船舶的設計和建造過程中，船舶軸系的安裝及校中是輪機工程的一個關鍵項目。軸系安裝與校中是一項工作量大、耗時長、技術復雜的系統(tǒng)工程。文章簡要介紹了某船軸系的安裝工藝過程，重點介紹該船采用直線校中方法時校中數(shù)據(jù)的測量、計算和分析，并通過系泊試驗和航行試驗進行驗證，結果表明：軸系的運轉情況良好，滿足規(guī)范要求。最后對直線校中方法進行分析，提出改進措施，為提高軸系安裝質量提供參考意見。

3.4 凈化大氣價值

森林生態(tài)系統(tǒng)凈化大氣服務是指森林通過吸收、吸附、阻滯等形式減少空氣污染物并釋放對人體有益物質的服務，主要表現(xiàn)為吸收有害氣體(主要包括SO2、HF、NOX等)、阻滯粉塵、殺除細菌、降低噪聲及釋放負氧離子和萜烯物質。本文主要從森林釋放負離子、吸收污染物(SO2、HF、NOX等)以及阻滯粉塵幾個方面評價森林生態(tài)系統(tǒng)凈化大氣的價值。根據(jù)《中國生物多樣性國情研究報告》[23]數(shù)據(jù)，林分吸收二氧化硫能力為針葉林215.6 kg/hm2·a，混交林152.13 kg/hm2·a；吸收氟化物能力為針葉林0.5 kg /hm2·a，混交林2.58 kg/hm2·a；吸收氮氧化物能力為針葉林6 kg/hm2·a，混交林6 kg/hm2·a；滯塵能力為針葉林33.2 t/hm2·a，闊葉林10.11 t/hm2·a。林分負離子濃度采用陜西省關中地區(qū)治污減霾功能評估中該區(qū)域實測數(shù)據(jù)。污染物治理費用使用《規(guī)范》數(shù)據(jù)。經(jīng)過計算，2015年研究區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)植被提供負離子8×1021個，吸收二氧化硫38.85 t，吸收氟化物10 t，吸收氮氧化物14.7 t，滯塵5.6萬t，凈化大氣環(huán)境價值為890萬元，每公頃森林凈化大氣環(huán)境價值為0.36萬元。

3.5 生物多樣性保護價值

采用反映物種豐富度的香農(nóng)—威納指數(shù)評價森林生物多樣性價值。香農(nóng)—威納指數(shù)劃分為7級，通過實際物種調查數(shù)據(jù)，該區(qū)域物種豐富度指數(shù)為1.76，由此確定其生物多樣性保護價值為5 000元/hm2，用單位面積年物種損失的機會成本乘以林分面積，就得出生物多樣性保育價值。研究區(qū)域當期物種保育價值為1 225萬元。

3.6 有形產(chǎn)品價值

森林提供的有形產(chǎn)品包括木材和非木材林產(chǎn)品。由于本區(qū)域林木以經(jīng)濟林為主，且無其他非木材林產(chǎn)品生產(chǎn)，因此提供的有形產(chǎn)品價值主要體現(xiàn)在經(jīng)濟林果方面。經(jīng)濟林產(chǎn)品價值核算較為簡單，按照市場價值法直接進行計算。經(jīng)過調查，區(qū)域花椒總產(chǎn)量500 t，每斤市場價格為40元；桃李等水果總產(chǎn)量6 000 t，每斤市場平均價格為2元；核桃青果總產(chǎn)量為2.16萬 t，每斤青果價格2元。通過計算，2015年研究區(qū)域經(jīng)濟林產(chǎn)品價值量為1.07億元。

4 結論與討論

1) 從森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值結構來看，無形生態(tài)服務價值占當年生態(tài)系統(tǒng)服務總價值的72%，有形產(chǎn)品價值占28%，生態(tài)效益價值為經(jīng)濟效益價值的2.57倍。截至目前，南塬綠化已累計投資1億元，基本實現(xiàn)區(qū)域綠色全覆蓋。從評估結果來看，2015年森林生態(tài)系統(tǒng)部分服務所產(chǎn)生的經(jīng)濟價值為項目建設投資額的3.78倍，并且隨著林木的生長還會創(chuàng)造更大的價值量，森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值還有很大的提升空間。林業(yè)生態(tài)建設是國民經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的基礎和保障，雖然投資量大，但是收獲期長、回報豐厚，而且具有普惠性，尤其是無形的生態(tài)服務在改善城市自然環(huán)境、提高城市宜居指數(shù)上具有重大價值。渭南市主城區(qū)南塬綠化在探索生態(tài)建設和產(chǎn)業(yè)發(fā)展相結合的方式上積極探索，成效明顯，即充分調動了造林主體積極性，滿足農(nóng)民增收需求，又實現(xiàn)了生態(tài)增益，使全體市民切實感受到生態(tài)建設給身邊環(huán)境帶來的變化。

2)從評估區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值排序上看，涵養(yǎng)水源價值>經(jīng)濟林產(chǎn)品價值>固碳釋氧價值>保育土壤價值>生物多樣性保護價值>凈化大氣環(huán)境價值(圖1)。由價值比例可以看出，涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、保育土壤這3項內容是該區(qū)域森林生態(tài)服務功能的重要體現(xiàn)。實踐證明，由于該區(qū)域實施造林綠化，大量泥沙隨雨水沖刷進入市區(qū)的現(xiàn)象已得到有效控制，3年來主城區(qū)已無大雨后清淤現(xiàn)象出現(xiàn)。選擇涵養(yǎng)水源、保育土壤能力強的樹種是臺塬溝壑造林綠化首先要重視的問題。

圖1　渭南城區(qū)南部臺塬及侵蝕溝壑森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值構成比例

3) 與國內其他地區(qū)評估結果做比較，單位面積森林生態(tài)服務價值還存在差異。評估區(qū)域2015年每公頃森林生態(tài)服務價值為15萬元，新鄉(xiāng)市2007年每公頃森林生態(tài)服務價值為62.51萬元，濮陽市2006年每公頃森林生態(tài)服務價值為61.42萬元，廣州市2003年森林生態(tài)服務價值為7.05萬元/hm2[19]。形成價值差異主要有2方面原因：一是評估時間、評估體系內容、指標公式以及評估參數(shù)不同；二是不同區(qū)域、尺度的森林面積、樹種、森林結構、自然條件和社會經(jīng)濟條件等方面不同。就渭南市來講，在以后的造林工作中，如果能夠進一步豐富造林樹種，優(yōu)化林分類型和結構，促進森林景觀異質化，森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值將得到進一步提升。

4) 本評估中，由于區(qū)域相關研究滯后，缺乏部分評估參數(shù)，僅能參考類似地區(qū)研究結論；但是從國內外相關研究來看，這樣的評估方法是被業(yè)內專家學者普遍接受和認可的。因此，評估結果可近似認為是對區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)部分服務價值的估計。

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Forest Ecosystem Service Valuation at Loess Tableland and Erosion Gully In Weinan City

Gao Zhizhong1Guo Juncheng1Ren Bo1Li Huitian2Li Xinpeng3

(1. Weinan Forestry Workstation, Weinan 714000, Shaanxi, China;2.Weinan Forestry Bureau, Weinan 714000, Shaanxi, China;3. Linwei District Forestry Bureau, Weinan 714000, Shaanxi, China)

Abstract:Ecosystem service functions of forests at loess tableland and erosion gully in Weinan City, Shannxi Province was preliminarily valuated in kind and in value for 2015 by using alternative engineering method, market price method, forest volume conversion to biomass, and alternative price method in line with the production accounting framework for forest ecosystem service and in reference with the formula in Forest Ecosystem Service Evaluation Guidelines (LY/T1721-2008). The result showed that the forest ecosystem services there was totally valuated at 378 million yuan in the year of 2015，of which water conservation was valued at 171 million yuan，soil conservation had the value of 38.513 million yuan, carbon dioxide absorption and oxygen release was assess at the value of 39.7665 million yuan，air purification was evaluated at 8.9 million yuan in value，biodiversity conservation was valued at 12.25 million yuan and economic forest products were valued at 107 million yuan.

Key words:ecosystem service function, urban forest, valuation, loess tableland and erosion gully, Weinan City

DOI：10.3969/j.issn.1672-4925.2016.01.009

作者簡介：高治中，工程師，農(nóng)學碩士，研究方向為森林經(jīng)營和森林生態(tài)系統(tǒng)健康評價，E-mail：gzz512@tom.com通信作者：李會田，調研員，研究方向為森林環(huán)境與森林健康，E-mail:wnghz@qq.com

收稿日期：2015-10-27