李吉玫　張毓?jié)“字緩?qiáng)　韓燕梁　李　翔

（新疆林業(yè)科學(xué)院森林生態(tài)研究所，新疆烏魯木齊830063）

新疆山地森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估

李吉玫張毓?jié)字緩?qiáng)韓燕梁李翔

（新疆林業(yè)科學(xué)院森林生態(tài)研究所，新疆烏魯木齊830063）

依據(jù)LY/1721—2008《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》，采用第8次新疆森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)、新疆天山和新疆阿爾泰山森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站長(zhǎng)期定位觀測(cè)數(shù)據(jù)以及社會(huì)公共數(shù)據(jù)，對(duì)新疆山地森林生態(tài)系統(tǒng)14種主要林分類型、2種林地類型和5種喬木齡組的服務(wù)功能價(jià)值進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果表明：新疆山地森林生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值為862.46×108元/a；各功能價(jià)值量的排序依次為：涵養(yǎng)水源＞固碳釋氧＞生物多樣性保育＞保育土壤＞凈化大氣環(huán)境＞積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；喬木林和灌木林生態(tài)服務(wù)價(jià)值量分別占總價(jià)值量的69.27%和30.72%；天山和阿爾泰山森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量分別占總價(jià)值量的57.34%和42.46%；各齡林的生態(tài)服務(wù)功能總價(jià)值依次為成熟林＞過熟林＞近熟林＞中齡林＞幼齡林。單位面積生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值量為3.59×104元/（hm2·a）；喬木和灌木單位面積價(jià)值量分別為5.09×104元/（hm2·a）和2.01×104元/（hm2·a）；天山和阿爾泰山森林生態(tài)系統(tǒng)分別為3.30×104元/（hm2·a）和3.77×104元/（hm2·a）；單位面積價(jià)值量為過熟林＞中齡林＞成熟林＞幼齡林＞近熟林。

服務(wù)功能；價(jià)值評(píng)估；山地森林；生態(tài)系統(tǒng)；干旱區(qū)；新疆

森林是人類賴以生存繁衍的基礎(chǔ)，也是人類可持續(xù)發(fā)展的保障。伴隨著氣候變暖、極端降水事件頻發(fā)、土地沙化、水土流失和生物多樣性劇減等多種生態(tài)危機(jī)對(duì)人類的嚴(yán)重威脅，森林生態(tài)服務(wù)功能才逐漸被人們所認(rèn)識(shí)［1］。客觀評(píng)價(jià)森林生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值，對(duì)科學(xué)經(jīng)營(yíng)與管理森林資源具有指導(dǎo)作用［2-3］。目前，森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估已引起了國(guó)際生態(tài)學(xué)者以及其他相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的廣泛關(guān)注。2011年，聯(lián)合國(guó)千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估也正式啟動(dòng)［1］。我國(guó)近年來也開展了森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估的相關(guān)工作［4-7］，并取得了很多有價(jià)值的研究成果。然而，由于對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值評(píng)估方法和評(píng)估指標(biāo)缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同學(xué)者對(duì)相同區(qū)域評(píng)估的結(jié)果偏差較大［2-8］。

綜合國(guó)內(nèi)外研究成果，森林生態(tài)服務(wù)功能評(píng)估可歸納為大尺度、中小尺度和單項(xiàng)功能方面研究。大尺度主要是利用不同的數(shù)據(jù)源對(duì)全國(guó)森林生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行研究［4，6］；中小尺度是對(duì)某一區(qū)域的森林生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行評(píng)估研究［9-11］；在單項(xiàng)功能方面，重點(diǎn)針對(duì)如森林蓄水調(diào)節(jié)徑流［12-14］、森林固碳釋氧功能［15-16］、凈化大氣環(huán)境［17］等方面進(jìn)行研究。綜合目前研究看，針對(duì)新疆山地森林生態(tài)服務(wù)功能評(píng)估的研究相對(duì)較少。

新疆山地森林主要分布在新疆天山北坡和阿爾泰山海拔1 400～2 800 m的中山帶，是保護(hù)綠洲和荒漠的天然屏障，是維護(hù)新疆生態(tài)安全的重要保障，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。目前，關(guān)于新疆山地森林不同優(yōu)勢(shì)樹種單位面積服務(wù)價(jià)值量和總價(jià)值量仍不清楚，嚴(yán)重影響了新疆森林綠色GDP核算和生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的建立，也無法客觀評(píng)估新疆天然林保護(hù)工程效益。本文依據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》，采用新疆第八次森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)、新疆天山和新疆阿爾泰山2個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站長(zhǎng)期定位觀測(cè)數(shù)據(jù)以及社會(huì)公共數(shù)據(jù)，對(duì)2013年新疆山地森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值進(jìn)行評(píng)估，以期為客觀評(píng)估新疆實(shí)施天然林保護(hù)工程的效益，為科學(xué)經(jīng)營(yíng)與管理森林資源提供指導(dǎo)。

1　研究區(qū)概況

新疆山地森林主要分布在新疆天山北坡和阿爾泰山海拔1 400～2 800 m的中山帶，其中天山森林生態(tài)系統(tǒng)為暖溫帶森林類型，阿爾泰山森林生態(tài)系統(tǒng)為寒溫帶泰加林類型。年均氣溫0.7℃，年降水量400～900 mm，雨季集中在6—8月份，年蒸發(fā)量980～1 150 mm，年均相對(duì)濕度65%。林下土壤為山地灰褐色森林土，腐殖質(zhì)層較厚。

根據(jù)國(guó)家公布的第八次新疆森林資源連續(xù)清查資料，新疆山地森林總面積為247.42×104hm2，其中喬木林總面積為116.61×104hm2，優(yōu)勢(shì)樹種有云杉（Picea sPP.）、西伯利亞落葉松（Lariχ sibirica）、西伯利亞紅松 （Pinus sylvestris）、西伯利亞冷杉（Abies sibirica）、樺樹（Betula sPP.）和歐洲山楊（Populus tremula）；灌木林總面積為130.81× 104hm2，主要有黑果小檗 （Berberis heteropoda）、剛毛忍冬 （Lonicera hispida）、多刺薔薇 （Rose spinosissima）、黑果栒子 （Cotoneaster melanocarpus）、天山繡線菊 （Spiraea tianschanica）、新疆方枝柏（Sabina pseudosabina）、錦雞兒（Caragana sPP.）和其他灌林。

2　　研究方法

2.1數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源包括：1）第八次全國(guó)森林資源清查“新疆維吾爾自治區(qū)森林資源清查成果”和國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)公布的社會(huì)公共數(shù)據(jù)；2）新疆天山森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站和新疆阿爾泰山森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站長(zhǎng)期定位觀測(cè)站長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，包括主要林分年地表徑流量、年蒸散量、年降水量、林分年凈生產(chǎn)力、土壤容重、土壤侵蝕模數(shù)、土壤營(yíng)養(yǎng)元素 （有機(jī)質(zhì)、N、P、K）、空氣負(fù)離子濃度、年吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物量、林分年滯塵量以及林木各器官養(yǎng)分含量和生物多樣性指數(shù)。

2.2評(píng)估指標(biāo)及計(jì)算公式

本研究以LY/T 1721—2008《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》［18］為依據(jù)，按照相應(yīng)的計(jì)算公式和方法，分別從涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、凈化大氣環(huán)境、生物多樣性保護(hù)6個(gè)方面評(píng)價(jià)2013年新疆山地森林生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值。

3　結(jié)果與分析

3.1生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值量

新疆山地森林生態(tài)服務(wù)功能總價(jià)值為862.46× 108元/a，單位面積價(jià)值量為3.59×104元/（hm2·a）。從林地類型看，喬木林和灌木林總價(jià)值分別為593.20×108元/a和267.23×108元/a，單位面積價(jià)值量分別為5.09×104元/（hm2·a）和2.01×104元/（hm2·a）；天山森林生態(tài)系統(tǒng)和阿爾泰山森林生態(tài)系統(tǒng)總價(jià)值量分別為 484.60×108元/a和375.83×108元/a，單位面積價(jià)值量分別為3.30×104元/（hm2·a）和3.77×104元/（hm2·a）（表1）。6項(xiàng)功能價(jià)值量的排序依次為：涵養(yǎng)水源＞固碳釋氧＞生物多樣性保育＞保育土壤＞凈化大氣環(huán)境＞積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

表1　不同林地類型和不同區(qū)域各服務(wù)功能價(jià)值Tab1e 1　Va1ue of service function of different forest stand tyPes and regions

3.2不同齡組生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值

新疆山地森林喬木林5種齡組生態(tài)服務(wù)功能的大小依次為：成熟林（214.53×108元/a，占總價(jià)值量的2.83%）＞過熟林 （128.39×108元/a，占總價(jià)值量的21.22%）＞近熟林（127.01×108元/a，占總價(jià)值量的20.99%）＞中齡林 （118.05×108元/a，占總價(jià)值量的19.51%）＞幼齡林 （17.18×108元/a，占總價(jià)值量的2.84%）（圖1）。單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值量為過熟林 （12.21×104元/（hm2·a））＞中齡林（10.72×104元/（hm2·a））＞幼齡林 （9.87×104元/（hm2·a））＞成熟林 （9.81×104元/（hm2·a））＞近熟林（9.64×104元/（hm2·a））。

圖1　喬木齡組服務(wù)功能總價(jià)值和單位面積價(jià)值Fig.1　Tota1 va1ues and unit area va1ues of ecosystem service function of different age grouPs for arbor

3.3不同林分類型生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值

14種林分類型生態(tài)服務(wù)功能總價(jià)值依次為：云杉林＞西伯利亞落葉松林＞新疆方枝柏林＞繡線菊林＞多刺薔薇林＞錦雞兒林＞剛毛忍冬林＞樺樹林＞黑果栒子林＞西伯利亞冷杉林＞其他山區(qū)灌木林＞歐洲山楊林＞黑果小檗林＞西伯利亞紅松林（表2）。單位面積價(jià)值量總價(jià)值量表現(xiàn)為喬木林高于灌木林，其中最高的是西伯利亞紅松林，其次是西伯利亞冷杉林，最低是的新疆方枝柏林。

14種林分類型中，云杉林和西伯利亞紅松林的涵養(yǎng)水源功能、固碳釋氧功能、積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)功能價(jià)值和生物多樣性保護(hù)功能價(jià)值量都最高，紅松林價(jià)值量較低。新疆方枝柏林保育土壤功能價(jià)值量最高（表3）。

表2　主要林分生態(tài)服務(wù)功能總價(jià)值量、比例和單位面積價(jià)值量Tab1e 2　Tota1 va1ue of eco1ogy service function of different dominant trees，its Percentages and unit area va1ues

表3　主要林分類型各生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值Tab1e 3　Va1ue of individua1 eco1ogy service function of dominant trees　?。?08元·a-1）

14種林分類型單位面積涵養(yǎng)水源功能價(jià)值量表現(xiàn)為喬木林高于灌木林，其中西伯利亞冷杉林最高，其次是西伯利亞落葉林，其他山區(qū)灌木林最低；單位面積保育土壤功能價(jià)值量表現(xiàn)為灌木林高于喬木林；單位面積固碳釋氧、積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、凈化大氣環(huán)境功能和生物多樣性保護(hù)功能價(jià)值均表現(xiàn)為喬木林高于灌木林，其中單位面積固碳釋氧功能價(jià)值量最高的是云杉林，其次是樺樹林，最低的是多刺薔薇林；單位面積積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、凈化大氣環(huán)境功能和生物多樣性保護(hù)功能價(jià)值量最高的是都是西伯利亞紅松林（表4）。

表4　主要林分類型各生態(tài)服務(wù)功能單位面積價(jià)值Tab1e 4　Per unit va1ue of individua1 eco1ogy service function of dominant trees

4　討論與結(jié)論

新疆山地森林生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值為862.46× 108元/a，說明山地森林在新疆發(fā)揮著巨大的生態(tài)服務(wù)功能。在新疆科學(xué)經(jīng)營(yíng)山地森林可為平原綠洲區(qū)和荒漠區(qū)帶來長(zhǎng)期的生態(tài)效益；相反，若山地森林管理不當(dāng)，甚至大面積破壞，將會(huì)導(dǎo)致平原綠洲區(qū)和荒漠區(qū)發(fā)生持續(xù)性生態(tài)危機(jī)和災(zāi)難。

各功能價(jià)值量的排序依次為：涵養(yǎng)水源＞固碳釋氧＞生物多樣性保育＞保育土壤＞凈化大氣環(huán)境＞積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。說明新疆山地森林在調(diào)節(jié)區(qū)域水分循環(huán)方面具有重要作用。《中國(guó)森林生態(tài)服務(wù)功能評(píng)估》項(xiàng)目組［19］采用同樣評(píng)估方法計(jì)算出的上海、北京、遼寧、內(nèi)蒙古、天津、吉林、湖北、湖南、廣東、廣西、山東和河南等省 （市/自治區(qū)）的水源涵養(yǎng)功能在所有功能中所占比例也最高。

新疆山地森林喬木和灌木生態(tài)服務(wù)價(jià)值量分別占總價(jià)值量的69.27%和30.72%；天山和阿爾泰山森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量占總價(jià)值量的57.34%和42.46%。單位面積價(jià)值量為3.59元× 104元/（hm2·a），單位面積價(jià)值量最高的是紅松，喬木和灌木單位面積價(jià)值量分別為5.09×104元/（hm2·a）和2.01×104元/（hm2·a），天山和阿爾泰山森林生態(tài)系統(tǒng)分別為3.30×104元/（hm2·a）和3.77×104元/（hm2·a）。從齡組看，總價(jià)值量依次為成熟林＞過熟林＞近熟林＞幼齡林；單位面積價(jià)值量為過熟林＞中齡林＞成熟林＞幼齡林＞中齡林＞近熟林。對(duì)于有些單項(xiàng)功能而言，灌木林單位面積產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)價(jià)值高于喬木林，如黑果小檗林、剛毛忍冬林、繡線菊林等在積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)方面單位面積產(chǎn)生的價(jià)值高于喬木優(yōu)勢(shì)樹種云杉林、西伯利亞落葉松林；新疆方枝柏林和繡線菊林單位面積保育土壤產(chǎn)生的價(jià)值高于西伯利亞落葉松林、歐洲山楊林、樺樹林等。說明灌木林在新疆山地森林中發(fā)揮中不可替代的生態(tài)作用，在實(shí)施的各種林業(yè)工程中，應(yīng)將其內(nèi)入保護(hù)范圍。

與采用同樣評(píng)估方法計(jì)算出的長(zhǎng)白山林區(qū)［20］、浙江省廟山塢林區(qū)［21］、甘肅省森林［22］生態(tài)系統(tǒng)服各項(xiàng)功能相比，新疆山地森林除了固碳釋氧和生物多樣性保護(hù)功能單位面積價(jià)值量略高于浙江省廟山塢林區(qū)外，其余功能單位面積價(jià)值量均較低，尤其保育土壤和凈化大氣環(huán)境功能。

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（責(zé)任編輯曹龍）

Assessment of Service Functions Va1ue of Mountain Forest Ecosystem in Xinjiang Province，China

Li Jimei，Zhang Yutao，Bai Zhiqiang，Han Yan1iang，Li Xiang

（Institute of Forest Eco1ogy，Xinjiang Academy of Forestry，Urumqi Xinjiang 830063，China）

According to the“Forest Ecosystem Services Assessment Standards”（LY/1721-2008），and based on the data from the eighth nationa1 forest resource inventory of Xinjiang Province，1ong-term monitoring data by Xinjiang Tianshan forest ecosystem research station and A1etai Mountain forest ecosystem research station and Pub1ic data，the service function tota1 va1ues of 14 major dominant trees，two stand tyPes and five arbor age grouPs in Mountain forest ecosystem in Xinjiang Province were eva1uated.The resu1ts showed that the tota1 va1ue of the service functions of mountain forest ecosystem was 862.46×108yuan/a；The va1ue order of individua1 service function was water conservation＞carbon fixation and oxygen re1eased＞sPecies conservation＞soi1 conservation＞atmosPhere environmenta1 Purification＞nutrient accumu1ation.The ecosystem service va1ue of arbor and shrub occu-Pied 69.27%and 30.72%of the tota1 va1ue，resPective1y；The ecosystem service va1ue of Tianshan and A1etai mountain occuPied 57.34%and 42.46%of tota1 va1ue，resPective1y；The tota1 va1ue order of five age grouP was mature forest＞over-mature forest＞near-mature forest＞midd1e age forest＞saP1ing forest.The va1ue of Per unit area ecosystem service was 3.59×104yuan/（hm2·a），of which arbor and shrub was 5.09×104yuan/（hm2·a）and 2.01×104yuan/（hm2·a）；Tianshan and A1etai mountain forest was 3.30×104yuan/（hm2·a）and 3.77× 104yuan/（hm2·a）；The va1ue order of Per unit area ecosystem service of five age grouPs was over-mature forest＞midd1e age forest＞mature forest＞saP1ing forest＞near-mature forest.

service functions va1ue，assessment，mountain forest，ecosystem，arid region，Xinjiang

S718.55

A

2095-1914（2016）04-0097-06

10.11929/j.issn.2095-1914.2016.04.016

2015-11-26

新疆林業(yè)重大專項(xiàng)項(xiàng)目（xj1k［2013］001）資助。
第1作者：李吉玫（1980—），女，博士，副研究員。研究方向：森林生態(tài)。Emai1：jimei1i@126.com。

張毓?jié)?965—），男，副研究員。研究方向：森林生態(tài)。Emai1：249895183@qq.com。