韓玉潔 孫文 張文文

摘要：本研究基于森林生態(tài)系統(tǒng)連續(xù)觀測與清查體系，依據(jù)中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》（LY/T 1721-2008），并結(jié)合2016年上海市森林資源監(jiān)測成果數(shù)據(jù)，對上海城市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值進行了評估。結(jié)果表明：2016年上海市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值為125.8億元/年，每公頃森林提供的價值量為12.75萬元/年。8項森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量從大到小的順序為：森林游憩（26.03%）>凈化大氣環(huán)境（22.03%）>固碳釋氧（20.24%）>涵養(yǎng)水源（17.14%）>生物多樣性保護（9.10%）>保育土壤（3.53%）>林木積累營養(yǎng)物質(zhì)（1.84%）>森林防護（0.09%）。從研究結(jié)果來看，森林游憩功能的價值量最高。森林游憩、凈化大氣環(huán)境、固碳釋氧和涵養(yǎng)水源是上海城市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主體功能，對于上海市營造宜居型城市及創(chuàng)建“生態(tài)之城”具有重要的作用。

關(guān)鍵詞：城市森林; 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能; 價值評估; 上海

中圖分類號：S718.56? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，具有很高的生物生產(chǎn)力和生物量及豐富的生物多樣性[1]，不僅提供給人類生產(chǎn)生活中所必需的物質(zhì)資源，而且支撐與維持著地球生命系統(tǒng)，發(fā)揮涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、保護生物多樣性等多種生態(tài)功能[2-3]。在國內(nèi)外研究中，Daily等最早提出的“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指自然生態(tài)系統(tǒng)及其物種所提供的能滿足和維持人類生活所需要的條件和過程”得到人們普遍接受[4];我國侯元兆先生首先總結(jié)出了森林水源涵養(yǎng)、土壤保育、固碳制氧、農(nóng)業(yè)防護、生物多樣性維護、凈化和調(diào)節(jié)空氣、景觀游憩等7種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型[5-6]，這對推動我國森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估的發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。

相對于自然森林生態(tài)系統(tǒng)，城市森林生態(tài)系統(tǒng)由于不同的生態(tài)格局和人為干擾，而具有獨特的氣候、土壤、植被和社會動態(tài)性[7]。隨著城市化進程的加速，城市生態(tài)環(huán)境問題的日益突出，人們深刻認(rèn)識到森林的重要作用，城市森林的功能與價值作用也越來越受到人們的重視，分析和評價森林生態(tài)服務(wù)功能已成為當(dāng)前生態(tài)學(xué)和生態(tài)經(jīng)濟學(xué)等研究的熱點問題之一[8-9]。城市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具有人為主導(dǎo)性、高需求性、空間異質(zhì)性、動態(tài)性、多功能性及社會經(jīng)濟屬性等特征[10]，科學(xué)評估城市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，深入理解城市森林結(jié)構(gòu)和城市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值間的關(guān)系，可反過來更好地調(diào)整城市森林結(jié)構(gòu)、改善城市規(guī)劃，指導(dǎo)城市可持續(xù)發(fā)展，最重要的是，可為城市居民提供更多的幸福感[11]。

上海屬于我國特大型城市，社會經(jīng)濟發(fā)達(dá)、人口密集、土地短缺，目前是大陸地區(qū)城市化水平最高（88%）和人口密度最大（3809人/km2）的城市。但是，生態(tài)空間匱乏且分布不均，環(huán)境容量和環(huán)境承載力有限，城市居民對森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的需求強烈。如何科學(xué)量化評估上海城市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量，是上海城市森林發(fā)展急需解答的問題。為此，本文依據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》（LY/T 1721-2008）[12]，結(jié)合2016年上海市森林資源監(jiān)測成果數(shù)據(jù)，對上海城市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值進行了評估，研究結(jié)果對于上海市加強現(xiàn)有森林資源的開發(fā)利用，提升城市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)轉(zhuǎn)化率，讓城市居民更大程度地享受森林生態(tài)福祉，為政府部門制定保護發(fā)展森林目標(biāo)責(zé)任制及公益林生態(tài)補償機制提供科學(xué)依據(jù)。

1研究區(qū)概況

上海地處長江入?？?，地理坐標(biāo)在東經(jīng)120?51′～122?12′，北緯30?40′～31?53′，土地總面積6340.5 km2。整體上地勢低平，僅在松江地區(qū)分布著佘山、天馬山和小昆山等十余座百米以下的山丘。上海屬于北亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，四季分明，日照充足，雨量充沛。年均溫15.8℃，全年無霜期228d，年降雨量1100 mm，約70%集中在5-9月的汛期。年日照時間為2000～2100h，熱量資源較為豐富，日照時數(shù)及太陽輻射強度的年際間變化較小，地區(qū)間差異不大，屬于光能資源較為豐富的地區(qū)。日平均氣溫≥10℃的活動積溫約為5110℃，持續(xù)期為230～234d[13]。目前全市森林資源99%以上為人工林，天然次生林僅存于大小金山島和佘山地區(qū)，地帶性植被為含有落葉成分的常綠闊葉林[14-15]。根據(jù)上海市2016年森林資源監(jiān)測成果數(shù)據(jù)，2016年上海全市森林面積98687 hm2，森林覆蓋率達(dá)15.56%。

2 研究方法

2.1 評估指標(biāo)體系及計算公式

依據(jù)中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》（LY/T1721-2008）[12]，選取涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、林木積累營養(yǎng)物質(zhì)、凈化大氣環(huán)境、生物多樣性保護、森林防護和森林游憩8個類別22項指標(biāo)進行價值量評估（見表1）。

2.2數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)主要來源于①上海城市森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站及國家林業(yè)局森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測研究網(wǎng)絡(luò)積累的長期定位連續(xù)觀測研究數(shù)據(jù)集;②2016年上海市林業(yè)局森林資源監(jiān)測成果數(shù)據(jù);③國家權(quán)威部門及上海市公布的社會公共數(shù)據(jù)。

2.3測算方法

為了最大限度考慮不同生態(tài)功能區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)空間和時間上的差異性，森林生態(tài)連續(xù)觀測與清查體系引入了分布式測算模型[16-18]。本評估也是基于分布式測算方法（見圖1），具體測算過程如下：⑴首先將上海市按行政區(qū)劃分為中心城區(qū)（包括黃浦區(qū)、徐匯區(qū)、長寧區(qū)、靜安區(qū)、普陀區(qū)、虹口區(qū)和楊浦區(qū)）、閔行區(qū)、嘉定區(qū)、寶山區(qū)、浦東新區(qū)、奉賢區(qū)、松江區(qū)、金山區(qū)、青浦區(qū)以及崇明區(qū)等10個一級測算單元;⑵每個一級測算單元又按不同優(yōu)勢樹種（組），劃分成樟木林、水杉林、硬闊類、闊葉混交林、灌木林、果樹類、軟闊類、針闊混交林、杉類、竹林、松類和針葉混交林等12個二級測算單元;⑶每個二級測算單元按照不同起源，劃分為天然林和人工林2個三級測算單元;⑷每個三級測算單元再按齡組，劃分為幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林、過熟林5個四級測算單元;⑸再結(jié)合不同立地條件的對比觀測，最終確定了1200個相對均質(zhì)化的生態(tài)服務(wù)功能評估單元[19]。

3 結(jié)果與分析

3.1 上海市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能測算結(jié)果

從2016年上海市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能物質(zhì)量和價值量測算結(jié)果（見表2）可以看出，森林游憩功能的價值量最大，為32.74億元，占26.03%。其中，中心城區(qū)森林游憩價值量為21.68億元，在上海各區(qū)的森林游憩價值量中為最高，占全市森林游憩價值量的66.23%。2016年上海市涵養(yǎng)水源量為20257.55萬m3，相當(dāng)于全市水庫總庫容的37%（上海市水庫總庫容為5.49 億m3，來源于《上海市第一次水利普查暨第二次水資源普查公報》）。

凈化大氣環(huán)境功能中，森林生態(tài)系統(tǒng)滯塵量為6945.40 t，約為本市煙塵排放量的5.75%（2015年煙塵排放量為12.07萬t，來源于2016上海市統(tǒng)計年鑒[20]）。吸收污染物量為1134.04萬kg，其中二氧化硫吸收量為977.20萬kg，二氧化硫吸收量相當(dāng)于2015年上海市工業(yè)二氧化硫排放量的9.32%（2015年上海市工業(yè)二氧化硫排放量為10.49萬t，來源于2016上海統(tǒng)計年鑒）。

上海市2015年能源的消耗總量是11387.44萬t標(biāo)準(zhǔn)煤（來源于2016年上海統(tǒng)計年鑒），經(jīng)碳排放轉(zhuǎn)換系數(shù)[21]換算可知，上海市2015年碳排放量為8540.58萬t。2016年上海市森林生態(tài)系統(tǒng)固碳量為59.42萬t，2016年上海森林生態(tài)系統(tǒng)固碳量則相當(dāng)于吸收了2015年上海市碳排放量的0.7%，其中碳庫功能發(fā)揮最大的在崇明區(qū)、浦東新區(qū)和松江區(qū)等地。

3.2 上海市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量

通過2.2的評估公式和上海市森林資源監(jiān)測成果數(shù)據(jù)，計算得出2016年上海市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值為125.80億元，每公頃森林提供的價值量為12.75萬元。8項森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中，森林游憩價值為21.56億元，占26.03%;凈化大氣環(huán)境價值為27.72億元，占22.03%;固碳釋氧價值為25.47為億元，占20.24%;涵養(yǎng)水源價值為21.56億元，占17.14%;生物多樣性保護價值為11.45億元，占9.10%;保育土壤價值為4.44億元，占3.53%;林木積累營養(yǎng)物質(zhì)價值為2.31億元，占1.84%;森林防護價值為0.11億元，占0.09%。森林游憩、凈化大氣環(huán)境、固碳釋氧和涵養(yǎng)水源所占比例較高，四項功能之和占森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值的85.44%（見表3）。

3.3 上海市各區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值比較

從圖2和3可以看出，上海各區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值從大到小的順序為中心城區(qū)（20.27%）>浦東新區(qū)（18.43%）>崇明區(qū)（18.25%）>松江區(qū)（8.41%）>青浦區(qū)（6.82%）>奉賢區(qū)（6.71%）>寶山區(qū)（5.81%）>嘉定區(qū)（5.45%）>閔行區(qū)（4.96%）>金山區(qū)（4.89%）。中心城區(qū)、浦東新區(qū)和崇明區(qū)位于上海市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值的前三位，占全市總價值的56.95%;而嘉定區(qū)、閔行區(qū)和金山區(qū)位于上海市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值的后三位，占全市總價值的15.29%。

3.4 上海不同優(yōu)勢樹種（組）森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量比較

上海市不同優(yōu)勢樹種（組）森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值量差異較大（見圖4）。各優(yōu)勢樹種（組）6大功能合計價值量介于2194.12萬～193933.02萬元之間，其大小順序為：闊葉混交林>樟木林>硬闊類>灌木林>果樹類>軟闊類>水杉林>針闊混交林>竹林>杉類>松類>針葉混交林。各優(yōu)勢樹種（組）位于前3位的總價值量分別為193933.02萬元、191973.29萬元和113408.66萬元，其占全市總價值量的39.69%;位于后3位的總價值量分別為28963.45萬元、11866.81萬元和2194.12萬元，其占全市總價值量的3.42%。

4結(jié)論與討論

（1）根據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》（LY/T 1721-2008），首次采用分布式測算方法，按照行政區(qū)、優(yōu)勢樹種（組）、森林起源、林齡等四級測算單元，對上海市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值進行評估。在評估中，對于調(diào)節(jié)水量、凈化水質(zhì)、固土、提供負(fù)離子、吸收污染物、滯塵和森林防護等指標(biāo)的計算，采取了上海本地參數(shù)，特別是滯塵、滯納PM2.5和滯納PM10這3個指標(biāo)的計算是基于上海城市森林生態(tài)國家站的實測數(shù)據(jù)得出的參數(shù)，使得評估結(jié)果更為精確可靠。

（2）根據(jù)測算結(jié)果，2016年上海市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值為125.80億元。在8項森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中，價值量從大到小的順序為：森林游憩>凈化大氣環(huán)境>固碳釋氧價值為>涵養(yǎng)水源>生物多樣性保護>保育土壤>林木積累營養(yǎng)物質(zhì)>森林防護。森林游憩功能所起的作用最大，這充分說明了城市森林生態(tài)系統(tǒng)與人類的關(guān)系最為密切，為城市居民日常休閑、游憩、健身提供了高效的生態(tài)服務(wù)。

（3）上海市各區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量的分布格局，與各區(qū)森林資源自身的屬性有直接的關(guān)系。森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值從大到小的分別為：中心城區(qū)>浦東新區(qū)>崇明區(qū)>松江區(qū)>青浦區(qū)>奉賢區(qū)>寶山區(qū)>嘉定區(qū)>閔行區(qū)>金山區(qū)。中心城區(qū)森林資源總量雖然不大，但是森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值卻最高，這與中心城區(qū)森林游憩功能有關(guān)。中心城區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值為25.49億元，其中森林游憩功能價值量為21.68億元，占85.05%。除中心城區(qū)外，9個郊區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值的大小順序與森林面積大小順序大體一致，呈緊密的正相關(guān)性。上海市森林面積在各區(qū)的分布差異很大，郊區(qū)森林面積大，而城區(qū)森林面積小。2016年上海市各區(qū)森林面積從大到小為：崇明區(qū)（27.54%）、浦東新區(qū)（17.98%）、松江區(qū)（9.58%）、青浦區(qū)（9.20%）、奉賢區(qū)（8.70%）、金山區(qū)（6.78%）、嘉定區(qū)（6.36%）、閔行區(qū)（6.01%）、寶山區(qū)（4.72%）、中心城區(qū)（3.12%）。浦東新區(qū)和崇明區(qū)的森林資源面積在全市各區(qū)中排前兩位，由此所產(chǎn)生的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量也在前列，為全市帶來了巨大的生態(tài)效益。

（4）對于不同林分類型來說，各優(yōu)勢樹種（組）六大功能合計價值量介于2194.12萬～193933.02萬元之間，其大小順序為：闊葉混交林>樟木林>硬闊類>灌木林>果樹類>軟闊類>水杉林>針闊混交林>竹林>杉類>松類>針葉混交林，這與森林面積及蓄積量有關(guān)。上海市地帶性植被為闊葉混交林，因此應(yīng)以營造闊葉混交林為主，不僅有利于維持森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且有利于提高森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量。

森林生態(tài)服務(wù)功能價值使我們在一個新的層面上來認(rèn)識森林與人類的關(guān)系，科學(xué)地量化城市森林所提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，可用于評估城市森林在提供生態(tài)、社會、經(jīng)濟等方面所帶來的實際和潛在效益，對提高本市森林資源管理和規(guī)劃景觀綠地等都具有重要作用[23]。因此，上海在城市建設(shè)、管理過程中必須對森林生態(tài)服務(wù)功能價值有足夠的認(rèn)識，從而達(dá)到保證森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的充分發(fā)揮以及森林可持續(xù)利用的目的，最終使上海實現(xiàn)人與自然和諧、生態(tài)和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展之路。

致謝：在評估過程中，得到了中國林業(yè)科學(xué)研究院首席專家、中國森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測研究網(wǎng)絡(luò)管理中心主任王兵研究員的指導(dǎo)和幫助，上海交通大學(xué)劉春江教授的研究團隊參與了部分測算，在此表示感謝。

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