彭 祥， 朱玉林， 楊 燦，2， 韋國安(.中南林業(yè)科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院， 湖南 長沙 40004； 2.湖南綠色發(fā)展研究院， 湖南 長沙 40004；.九萬山國家級自然保護(hù)區(qū)管理局， 廣西 融水 54500)

九萬山自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估

彭 祥1， 朱玉林1， 楊 燦1，2， 韋國安3
(1.中南林業(yè)科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院， 湖南 長沙 410004； 2.湖南綠色發(fā)展研究院， 湖南 長沙 410004；3.九萬山國家級自然保護(hù)區(qū)管理局， 廣西 融水 545300)

廣西九萬山自然保護(hù)區(qū)是以中亞熱帶常綠闊葉林及其垂直帶譜為主的森林生態(tài)系統(tǒng)及珍惜瀕危動植物為主要保護(hù)對象的國家級自然保護(hù)區(qū)，對區(qū)域與國家都有著重要的生態(tài)服務(wù)價值。經(jīng)過實地調(diào)研，應(yīng)用市場價值、機(jī)會成本、影子價格等方法對九萬山國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)提供林木產(chǎn)品、涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營養(yǎng)物質(zhì)、凈化大氣環(huán)境、生物多樣性保護(hù)等森林生態(tài)服務(wù)價值功能進(jìn)行評估。結(jié)果表明：九萬山國家級自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值226533.30萬元/年。其中涵養(yǎng)水源(132198.24萬元/年)>保護(hù)生物多樣性(42241.14萬元/年)>固碳釋氧(37433.96萬元/年)>保育土壤(9624.30萬元/年)>林木產(chǎn)品(4543萬元/年)>凈化大氣環(huán)境(266.92萬元/年)>積累營養(yǎng)物質(zhì)(225.76萬元/年)。

九萬山； 森林生態(tài)系統(tǒng)； 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能

人類生存與發(fā)展基礎(chǔ)是自然生態(tài)系統(tǒng)。森林生態(tài)系統(tǒng)占據(jù)了全球非冰蓋和冰層陸地面積的40%,是全球生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。森林除了為人類直接提供林木產(chǎn)品外，還起著調(diào)節(jié)氣候、凈化環(huán)境、保護(hù)生物多樣性等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[1-4]。但伴隨著經(jīng)濟(jì)、社會的不斷發(fā)展，因為缺乏對森林重要性以及森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的認(rèn)識，片面追求經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一方面導(dǎo)致了森林資源的急劇破壞，另一方面也劇烈損害了森林的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，造成了較為嚴(yán)重的生態(tài)后果，威脅著國家的生態(tài)安全。因此，科學(xué)、客觀的評價森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能能加深人們對森林及森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的認(rèn)識，同時對生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展乃至對整個人類社會的可持續(xù)發(fā)展有著重要且深遠(yuǎn)的意義[5-9]。九萬山是我國國家級自然保護(hù)區(qū)，我們參照《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》(LY/T1721-2008)，對九萬山自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行評估，旨在為九萬山自然保護(hù)區(qū)政策制定提供有效參考，提高人們環(huán)保意識，正確處理社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境間的關(guān)系。

1 研究區(qū)概況

九萬山國家級自然保護(hù)區(qū)地跨環(huán)江、羅城與融水三縣，地處廣西與貴州交界處，森林覆蓋率有95.7%，保護(hù)區(qū)地理坐標(biāo)為東經(jīng)108°35′32″—108°48′49″，北緯25°01′55"—25°19′54″。保護(hù)區(qū)內(nèi)有14座高于1500 m的山峰，平均海拔高于1000 m。保護(hù)區(qū)的土壤主要是紅土，基本呈酸性，肥力較高。中亞熱帶季風(fēng)氣候是保護(hù)區(qū)的氣候類型，年均降水量為1600～2100 mm，4月與8月占全年降水量的70%左右。

2 研究方法

依據(jù)科學(xué)性與適用性的原則，在參考《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》的基礎(chǔ)上，使用森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估的方法，對九萬山自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)提供林木產(chǎn)品、涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營養(yǎng)物質(zhì)、凈化大氣環(huán)境、保護(hù)生物多樣性等7項功能的經(jīng)濟(jì)價值進(jìn)行評估。其中林木產(chǎn)品為直接價值評估，涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營養(yǎng)物質(zhì)、凈化大氣環(huán)境、保護(hù)生物多樣性為間接價值評估。

九萬山自然保護(hù)區(qū)數(shù)據(jù)均源于實地勘測，相關(guān)物價數(shù)據(jù)參考于《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》及相關(guān)文獻(xiàn)。

2.1林木產(chǎn)品價值

根據(jù)衛(wèi)星遙感勘測及九萬山自然保護(hù)區(qū)統(tǒng)計調(diào)查的不同林分森林資源面積及林分木材市場價格，可計算得九萬山自然保護(hù)區(qū)林木產(chǎn)品價值：

(1)

2.2涵養(yǎng)水源功能價值

涵養(yǎng)水源功能是森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)功能的重要組成部分，其功能主要體現(xiàn)在調(diào)節(jié)徑流和凈化水質(zhì)這兩方面。

調(diào)節(jié)徑流價值根據(jù)水庫工程的蓄水成本來確定：

U調(diào)=10AC水庫(P-E-C)

(2)

林分調(diào)節(jié)水量的同時也凈化著水質(zhì)，所以林分調(diào)節(jié)水量的物質(zhì)量等于林分凈化水質(zhì)的物質(zhì)量。凈化水質(zhì)價值根據(jù)凈化水質(zhì)工程的成本予以確定:

U凈=10AK(P-E-C)

(3)

2.3保育土壤功能價值

森林保育土壤的功能表現(xiàn)在固土和保肥兩個方面。

年固土價值：

(4)

年保肥價值：

(5)

2.4固碳釋氧功能價值

森林作為地球的肺，主要通過光合與呼吸作用與大氣進(jìn)行CO2與O2的交換，維持大氣CO2與O2的動態(tài)平衡，對于緩解溫室效應(yīng)起到了重要的作用。森林的固碳釋氧功能分為固碳功能與釋氧功能。

固碳價值：

U固碳=1.62AC固碳R碳B年

(6)

釋氧價值：

U釋氧=1.2C氧AB年

(7)

2.5營養(yǎng)物質(zhì)積累功能

森林營養(yǎng)物質(zhì)年積累價值：

(8)

2.6凈化大氣環(huán)境功能

對于人類排放二氧化硫、氮化物、氯化物，森林能通過光合作用，經(jīng)過一系列的生物化學(xué)反應(yīng)，將這些有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)或儲存起來。

年吸收二氧化硫價值：

U二氧化硫=AK二氧化硫Q二氧化硫

(9)

年吸收氟化物價值：

U氟化物=AK氟化物Q氟化物

(10)

年吸收氮氧化物價值：

U氮氧化物=AK氮氧化物Q氮氧化物

(11)

2.7生物多樣性保護(hù)功能

森林生態(tài)系統(tǒng)為生物提供生存與繁衍的場所，從而起到其保護(hù)功能。本文采用引入物種瀕危系數(shù)的Shannon-Wiener指數(shù)法[10]來計算九萬山自然保護(hù)區(qū)的生物多樣性保護(hù)功能。

生物多樣性保護(hù)功能價值：

(12)

S生按Shannon-Wiener 指數(shù)(H) 劃分為6個等級：當(dāng)H<1 時，S生為5000元/(hm2·年)；當(dāng)1≤H<2時，為1萬元/(hm2·年)；當(dāng)2≤H<3時，為2萬元/(hm2·年)；當(dāng)3≤H<4時，為3萬元/(hm2·年)；當(dāng)4≤H<5時，為4萬元/(hm2·年)；當(dāng)H≥5 時，S生為5萬元/(hm2·年)。

3 結(jié)果與分析

3.1林木產(chǎn)品價值

研究區(qū)域內(nèi)，林種結(jié)構(gòu)主要為杉木、馬尾松和其他闊葉林。杉木、馬尾松以及其他闊葉林的蓄積量分別為235380m3、4059m3、2334400m3，年均生長率分別為5.87%、6.92%、2.7%，出材率為0.6。杉木、馬尾松原木市場價格均為900元/m3，其他闊葉林活立木價格采用1000元/m3，經(jīng)計算，九萬山森林生態(tài)系統(tǒng)林木價值為4543.00萬元/年。

3.2涵養(yǎng)水源功能價值

杉木、馬尾松以及其他闊葉林面積分別為2355.4hm2、69hm2、19966.9hm2，合計為22391.3hm2。根據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估規(guī)范》，水庫建設(shè)單位庫容投資為6.11元/t，九萬山平均年降水量1800mm，而因為森林內(nèi)地表徑流量很小，可忽略不計，并且林區(qū)蒸發(fā)散占年降水量的比例為60%[11]，可計算出林區(qū)年蒸散量為1080mm，根據(jù)公式，九萬山森林生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)水量價值98503.81萬元/年。

市場凈化水的價值為2.09元/t(根據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估規(guī)范》)，經(jīng)計算，九萬山森林生態(tài)系統(tǒng)凈化水質(zhì)價值為33694.43萬元/年，涵養(yǎng)水源總價值為132198.24萬元/年。

3.3保育土壤功能價值

挖取單位面積土方費(fèi)用為12.6元/m3，杉木、馬尾松及其他闊葉林林地土壤容重分別為1.25t/m3、1.28 t/m3、1.30 t/m3[12]，有林地土壤侵蝕模數(shù)與無林地土壤侵蝕模數(shù)取自《太岳山森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評價研究》，分別為1.51 t/(hm2·年)以及43.27 t/(hm2·年)。

通過計算，杉木、馬尾松及其他闊葉林年固土價值分別為99.15萬元/年、2.84萬元/年、808.16萬元/年，總價值為1247.52萬元/年。

九萬山國家級自然保護(hù)區(qū)土壤氮含量為0.19%，磷含量為0.018%，鉀含量為1.21%，磷酸二銨化肥價格為2400元/t，氯化鉀化肥價格為2200元/t，有機(jī)質(zhì)化肥價格為320元/t，磷酸二銨化肥含氮量為14%，磷酸二銨化肥含磷量15.01%，氯化鉀化肥含鉀量50%，森林土壤含有機(jī)質(zhì)含量0.28%，經(jīng)計算得到保肥價值為8376.79萬元/年，保育土壤總價值為9624.30萬元/年。

3.4固碳釋氧功能價值

杉木[13]、馬尾松[14]、其他闊葉林[15]年凈生產(chǎn)力分別為7.7 t/(hm2·年)、9.57 t/(hm2·年)以及9.9 t/(hm2·年),固碳價格為1200元/t，經(jīng)計算，杉木、馬尾松、其他闊葉林固碳價值分別為961.47萬元/年、35.00萬元/年以及10479.18萬元/年，總價值為11457.65萬元/年。

制造氧氣價格為1000元/t，經(jīng)計算，杉木、馬尾松、其他闊葉林釋氧價值分別為2176.39萬元/年、79.24萬元/年以及23720.68萬元/年，總釋放氧氣價值為25976.31萬元/年。固碳釋氧總價值為37433.96萬元/年。

3.5營養(yǎng)物質(zhì)積累功能

杉木含氮量為1.23%，磷為0.086%，鉀0.55%，馬尾松氮量為1.52%，磷為0.13%，鉀0.42%，其他闊葉林氮量為1.35%，磷為0.075%，鉀0.95%，經(jīng)計算，杉木、馬尾松、其他闊葉林積累營養(yǎng)物質(zhì)價值分別為18.52萬元/年、0.67萬元/年、206.57萬元/年，總營養(yǎng)物質(zhì)積累價值為225.76萬元/年。

3.6凈化大氣環(huán)境功能

二氧化硫治理費(fèi)用為1.20元/kg，氟化物治理費(fèi)用為0.69元/kg，氮氧化物治理費(fèi)用為0.63元/kg。經(jīng)計算，吸收二氧化硫價值為244.92萬元/年，吸收氟化物價值為13.54萬元/年，吸收氮氧化物價值為8.46萬元/年，合計266.92萬元/年。

3.7生物多樣性保護(hù)功能

九萬山共有哺乳綱動物26目56科。在眾多的野生動物中，屬于國家一類及國家二級保護(hù)的各有5種。植物方面，九萬山有高等植物303科1237屬3332種，其中列入第一批中國珍稀名錄的植物有43種。Shannon-Wiener值取2≤H<3的等級標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)計算，生物多樣性保護(hù)功能價值為42241.14萬元/年。

4 結(jié)論與討論

九萬山國家級自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值較高，共為226533.30萬元/年，其中經(jīng)濟(jì)效益(林木價值)為4543萬元/年，生態(tài)價值為221990.3萬元/年，生態(tài)價值顯著。由此可見，生態(tài)價值占保護(hù)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值的絕大部分，說明保護(hù)區(qū)發(fā)揮了巨大的生態(tài)效益，保護(hù)乃至進(jìn)一步發(fā)揮保護(hù)區(qū)的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是保護(hù)區(qū)的主要工作。

九萬山自然保護(hù)區(qū)生態(tài)價值中，森林生態(tài)系統(tǒng)在保持水土以及涵養(yǎng)水源上有著十分突出的作用，而這也與保護(hù)區(qū)內(nèi)森林涵養(yǎng)水源價值最大，占總價值量的53.69%相一致。保護(hù)生態(tài)多樣性與固碳釋氧分列二、三位，這與九萬山自然保護(hù)區(qū)森林覆蓋率高，森林生態(tài)系統(tǒng)面積廣，保護(hù)力度強(qiáng)有著密切關(guān)系。

[1] Harold AM，Paul RE. Ecosystem services: A fragmentary history [A]. In: Daily G，ed[C]. Natures Services: Societal Dependence on Natural Ecosystem. Washington，DC：Island Press，1997.

[2] 張耀啟.森林生態(tài)效益經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償問題初探[J].林業(yè)經(jīng)濟(jì),1997,15(2):70-76.

[3] 桓曼曼.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其價值綜述[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì),2001,23(12):41-43.

[4] 王兵,魯紹偉,尤文忠,等.遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2010,21(7):1792-1798.

[5] 周毅,蘇志堯.公益林生態(tài)效益計量研究進(jìn)展[J].世界林業(yè)研究,1998，8(2):14-18.

[6] 歐陽志云,王效科,苗鴻.中國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)價值的初步研究[J].生態(tài)學(xué)報,1999,19(5):19-25.

[7] 辛琨,肖篤寧.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究簡述[J].中國人口.資源與環(huán)境,2000, 10(3):21-23

[8] 吳偉光,顧蕾,沈月琴.森林生態(tài)效益補(bǔ)償若干問題的思考[J].浙江林學(xué)院學(xué)報, 2002,19(3):72-76.

[9] 劉永杰，王世昌，彭皓,等.神農(nóng)架自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2014，25(5)：1431-1438.

[10] 王兵，鄭秋紅，郭浩，等.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(xué)研究，2008，21(2): 268-274.

[11] 趙元藩,溫慶忠,艾建林.云南森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估[J].林業(yè)科學(xué)研究,2010,23(2):184-190.

[12] 薛立,梁麗麗,任向榮,等.華南典型人工林的土壤物理性質(zhì)及其水源涵養(yǎng)功能[J].土壤通報,2008,39(5):986-989.

[13] 張釗.江西不同密度和年齡杉木人工林凈生產(chǎn)力與土壤有機(jī)質(zhì)和全氮特征研究[D].南昌:江西農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.

[14] 方晰,田大倫,胥燦輝.馬尾松人工林生產(chǎn)與碳素動態(tài)[J].中南林學(xué)院學(xué)報,2003,23(2):11-15.

[15] 馮宗煒，王效科，吳剛.中國森林生態(tài)系統(tǒng)的生物量和生產(chǎn)力[M]．北京：科學(xué)出版社，1999.

ValueofforestecosystemservicesofJiuwanMountainNaturalReserve

PENG Xiang1, ZHU Yulin1, YANG Can1,2, WEI Guoan3

(1.School of Economics, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China;2.Hunan Green Development Institute，Changsha 410004, China;3.Jiuwan Mountain National Nature Reserve Administration，Rongshui 545300, China)

Jiuwan Mountain Nature Reserve is a National Nature Reserve, which mainly contains the subtropical evergreen broadleaf forest and vertical band based forest ecosystems and also cherishes endangered species as the main protection objects, so that it has an important ecological value services on the region and nation. After field research, we make an evaluation on the value function of forest ecosystem service such as forest products, water conservation, soil conservation, carbon sequestration and oxygen release, accumulation of nutrients, atmosphere purificaiton, biodiversity conservation by application market value, opportunity cost, shadow price methods. The results showed that, the total value of forest ecosystem services of Jiuwan Mountion National Nature Reserve was 2265.33 million yuan per year. And water conservation(1321.98 million yuan per year)> conservation of biological diversity(422.41 million yuan per year)> carbon sequestration and oxygen release(374.33 million yuan per year)> soil conservation (96.24 million yuan per year)> wood products(45.43 million yuan per year)>purify the atmosphere(2.66 million yuan per year)> accumulation of nutrients (2.25 million yuan per year).

Jiuwan Moutain; forest ecosystems; ecosystem services function

2016-03-31

2014年中南林業(yè)科技大學(xué)橫向項目：“廣西九萬山國家級自然保護(hù)區(qū)重大課題研究委托項目”(CX2014A36)；2014年湖南省林業(yè)廳科研項目：“洞庭湖洲灘立體林業(yè)經(jīng)營模式研究與示范”(湘財農(nóng)指2014-68)。

彭 祥(1989-)，男，湖南湘潭縣人，碩士研究生，主要從事林業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)與管理。

朱玉林，教授，博導(dǎo)。Email: Zh-y-lin@126.com。

S 718.557

A

1003 — 5710(2016)03 — 0062 — 05

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2016. 03. 011

(文字編校：張 珉)