張根梅 （河南省鄭州市綠化工程管理處 450006）張亞民 （河南省工人文化宮，河南省鄭州市 450007）

森林具有繁茂的林冠層，林下的灌木和草本植物以及林地上的枯枝落葉層和疏松的表土層，能夠?qū)Υ髿饨邓M(jìn)行重新分配和有效調(diào)節(jié)，具有獨(dú)特的水源涵養(yǎng)功能[1，2]。例如，森林中草本植物能攔截大雨在地表形成的水流；枯枝落葉層能哆吸收大量的水分，且腐質(zhì)層增加了土壤孔隙度，可提高土壤水蓄存空間；然而進(jìn)入土壤中的水，能往下層母巖的孔隙緩慢移動(dòng)，形成地下潛水，在枯水期補(bǔ)給地表水[3]。

鄭州市土壤含沙量高，年降雨量小，水資源匱乏，雨季水土流失比較嚴(yán)重；而森林植被不僅可以調(diào)節(jié)當(dāng)?shù)氐乃?，增加地下水的貯存量，還可以凈化水質(zhì)。為了提高鄭州市森林植被涵養(yǎng)水源的生態(tài)服務(wù)功能，根據(jù)鄭州市森林資源清查和林業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、森林生態(tài)監(jiān)測(cè)站觀測(cè)數(shù)據(jù)，選擇相應(yīng)參數(shù)和森林涵養(yǎng)水源評(píng)價(jià)指標(biāo)，計(jì)算分析了鄭州市森林植被涵養(yǎng)水源和凈化水質(zhì)量及其價(jià)值，以期為提高鄭州市森林資源的管理水平提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

1.1 自然條件

鄭州市位于伏牛山脈東北翼、向黃淮海平原過(guò)渡的地帶，地勢(shì)西高東低，海拔高度差異明顯；西北部、西南部為山地、丘陵溝壑區(qū)，北部和東部為平原，全市自西向東依次為山地、丘陵、平原，三類地貌所占面積大致相等；年平均氣溫在14～14.3℃之間，且隨著自東北向西南地勢(shì)的逐漸增高而略增高或持平，具有明顯的大陸性氣候特征。

鄭州市地表水屬黃河和淮河兩大水系，其中黃河水系流域面積占全市總面積的25.2%，淮河水系流域面積占全市總面積的74.8%；年平均降水量為640 mm，人均水資源為212 m3，約占全省人均水資源量的1/3，占全國(guó)人均水資源量的1/10，水資源缺乏，尤其是西部水資源嚴(yán)重短缺。

在土壤地帶性分布上，鄭州市的土壤為溫帶棕壤和褐土帶，土壤由西向東具有明顯的差異，主要土壤種類包括潮土、褐土、棕壤土、風(fēng)沙土、水稻土、石質(zhì)土、粗骨土、新積土、紅粘土、紫色土10個(gè)土類、30個(gè)亞類、53個(gè)土屬、110多個(gè)土種。

1.2 森林資源

根據(jù)鄭州市森林資源清查及林業(yè)統(tǒng)計(jì)資料，2015年全市林地總面積為72 012 hm2，主要森林類型有楊樹(shù)林、桐樹(shù)林、闊葉混交林、針葉林、經(jīng)濟(jì)林、硬闊葉林、灌木林、刺槐林。鄭州市西部山區(qū)主要森林類型有闊葉混交林、硬闊葉林、油松林、柏木林、經(jīng)濟(jì)林、灌木林，中東部平原區(qū)主要森林類型有楊樹(shù)林，西部平原專業(yè)森林類型是桐樹(shù)林。鄭州市不同森林類型面積從大到小的順序?yàn)闂顦?shù)林＞闊葉混交林＞經(jīng)濟(jì)林＞灌木林＞硬闊葉林＞桐樹(shù)林＞針葉林＞刺槐林，見(jiàn)表1。

表1 鄭州市不同森林類型面積統(tǒng)計(jì)

2 研究方法

2.1 評(píng)價(jià)依據(jù)

根據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》(LY/T1721-2008)[4]，對(duì)鄭州市森林植被調(diào)節(jié)水量、涵養(yǎng)水源價(jià)值（調(diào)節(jié)水量的價(jià)值、凈化水質(zhì)的價(jià)值）進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.2 評(píng)價(jià)方法

考慮到森林植被涵養(yǎng)水源與水庫(kù)蓄水的情況相似，故用影子工程法來(lái)評(píng)價(jià)森林植被涵養(yǎng)水源價(jià)值，具體方法是根據(jù)水庫(kù)工程的蓄水成本確定森林植被涵養(yǎng)水源價(jià)值[4]。根據(jù)中國(guó)水庫(kù)年鑒，2015年水庫(kù)的蓄水成本為7.0547元/m3；森林植被凈化水質(zhì)的價(jià)值采用鄭州市2015年城市居民用水平均水價(jià)（2.5元 /t）。

2.3 計(jì)算公式

2.3.1 調(diào)節(jié)水量

根據(jù)水量平衡原理，森林調(diào)節(jié)水量為降水量、森林植被蒸散量及其它水分消耗差值，其公式為：G調(diào)=10A(P-E-C)……（1）。公式（1）中，G調(diào)為森林植被調(diào)節(jié)水量，單位為m3/（hm2·年）；A為森林面積，單位為hm2；P為降水量，單位為mm/年；E為蒸散量，單位為mm/年；C為地表徑流量，單位為mm/年。由于鄭州市降水量較小，森林植被區(qū)地表徑流量很小，故C值可忽略不計(jì)[5]。

2.3.2 調(diào)節(jié)水量?jī)r(jià)值

鄭州市森林植被調(diào)節(jié)水量?jī)r(jià)值的計(jì)算公式為:U調(diào)=C庫(kù)G調(diào)……（2）。公式（2）中，U調(diào)為森林調(diào)節(jié)水量?jī)r(jià)值，單位為元/年；C庫(kù)為水庫(kù)建設(shè)單位庫(kù)容投資（占地拆遷補(bǔ)償、工程造價(jià)、維護(hù)費(fèi)用等），為7.054 7 元/m3。

2.3.3 凈化水質(zhì)價(jià)值

鄭州市森林植被凈化水質(zhì)價(jià)值的計(jì)算公式為:U水質(zhì)=K水×U調(diào)……（3）。公式（3）中，U水質(zhì)為森林植被凈化水質(zhì)價(jià)值，單位為元/年；K水為居民用水價(jià)格，為2.5元/t。

3 結(jié)果與分析

3.1 單位面積森林植被涵養(yǎng)水源價(jià)值

根據(jù)公式（1）計(jì)算鄭州市單位面積森林植被調(diào)節(jié)水量，公式（2）計(jì)算鄭州市森林植被調(diào)節(jié)水量?jī)r(jià)值，公式（3）計(jì)算鄭州市森林植被凈化水質(zhì)價(jià)值。由表2可知，單位面積森林植被調(diào)節(jié)水量、調(diào)節(jié)水量?jī)r(jià)值、凈化水質(zhì)價(jià)值從大到小的順序均為針葉林、經(jīng)濟(jì)林、硬闊葉林、刺槐林、桐樹(shù)林、楊樹(shù)林、灌木林、闊葉混交林。表明森林植被調(diào)節(jié)水量及其涵養(yǎng)水源價(jià)值與森林植被蒸散量呈負(fù)相關(guān)，蒸散量越大，涵養(yǎng)水源價(jià)值越小。

注：年降雨量來(lái)自鄭州市氣象局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；林木蒸散量來(lái)自森林生態(tài)定位站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

3.2 不同類型森林植被涵養(yǎng)水源的總價(jià)值

根據(jù)表1、2中不同類型森林植被調(diào)節(jié)水量及其面積，計(jì)算其調(diào)節(jié)水量總價(jià)值、凈化水質(zhì)總價(jià)值及其總價(jià)值。由表3可知，鄭州市森林植被調(diào)節(jié)水量達(dá)2.31×108m3/年，森林植被涵養(yǎng)水源的總價(jià)值為22.07億元/年；不同類型森林植被涵養(yǎng)水源的總價(jià)值以楊樹(shù)林最大，其次從大到小依次為闊葉混交林、經(jīng)濟(jì)林、針葉林、硬闊葉林、灌木林、桐樹(shù)林、刺槐林。

表3 不同類型森林植被涵養(yǎng)水源的總價(jià)值統(tǒng)計(jì)

4 結(jié) 論

研究結(jié)果表明，鄭州市單位面積森林植被調(diào)節(jié)水量、調(diào)節(jié)水量?jī)r(jià)值、凈化水質(zhì)價(jià)值從大到小的順序均為針葉林、經(jīng)濟(jì)林、硬闊葉林、刺槐林、桐樹(shù)林、楊樹(shù)林、灌木林、闊葉混交林；鄭州市森林植被調(diào)節(jié)水量達(dá)2.31×108m3/年，涵養(yǎng)水源的總價(jià)值為22.07億元/年；鄭州市不同類型森林植被涵養(yǎng)水源的總價(jià)值以楊樹(shù)林最大，其次從大到小依次為闊葉混交林、經(jīng)濟(jì)林、針葉林、硬闊葉林、灌木林、桐樹(shù)林、刺槐林。因此，為提高森林植被涵養(yǎng)水源的生態(tài)服務(wù)功能，應(yīng)大力營(yíng)造涵養(yǎng)水源價(jià)值較高的森林植被類型，并采取科學(xué)的管理措施，以提高鄭州市森林植被質(zhì)量。

[1]白育英.大青山水源涵養(yǎng)林生態(tài)效益的研究[J].內(nèi)蒙古林業(yè)科技,2000(2):16-19.

[2]鮑文，包維楷，何丙輝,等.岷江上游油松人工林對(duì)降水的截留分配效應(yīng)[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,26(5):10-16.

[3]蔡春菊，彭鎮(zhèn)華，王成.城市森林生態(tài)效益及其價(jià)值研究綜述[J].世界林業(yè)研究,2004,17(3):17-20.

[4]國(guó)家林業(yè)局.LY/T 1721-2008森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范[S].2008:1-10.

[5]王彬.重點(diǎn)公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及價(jià)值研究:以雞公山自然保護(hù)區(qū)為例[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué),2009.