羅 佳， 田育新， 朱 昕， 王育堅， 李典軍， 徐佳孌，吳小麗， 姚 敏， 楊 蕊

(1.湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長沙 410004；2.湖南省林業(yè)局， 湖南 長沙 410004；3.湖南慈利森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站， 湖南 慈利 427200)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是說自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的維持會生產(chǎn)出對人類的生存和發(fā)展有支持和滿足作用的產(chǎn)品、資源和環(huán)境，稱之為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[1]。而森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指森林生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成及所維持人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用[2]。從復(fù)生生態(tài)系統(tǒng)的角度來看，它不僅包括該系統(tǒng)為人類提供食品、醫(yī)藥和其他工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的原料，更重要的是支撐與維持地球的生命支持系統(tǒng)，維持生命物質(zhì)的生物地化循環(huán)與水文循環(huán)，維持生物物種與遺傳多樣性，凈化環(huán)境，維持大氣化學(xué)的平衡與穩(wěn)定[3-4]。森林生態(tài)系統(tǒng)為人類帶來了巨大的物質(zhì)財富和精神財富，森林生態(tài)系統(tǒng)的興衰不僅直接影響生態(tài)環(huán)境，同時也影響著經(jīng)濟和社會的發(fā)展[5-7]。評估測算不同區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值，促進生態(tài)補償機制的建立，盡快將自然資源和環(huán)境納入國民經(jīng)濟核算體系及正確處理社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護之間的關(guān)系具有重要的現(xiàn)實意義[5]。然而長期以來對森林資源的破壞，使生態(tài)環(huán)境問題日益突顯，最終使得人類生存環(huán)境面臨越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，如何加強林業(yè)生態(tài)建設(shè)，最大限度發(fā)揮森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能已成為人們最關(guān)注的熱點問題之一。我國對森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的研究起步較晚，但經(jīng)過近30年的發(fā)展，森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估的方法和規(guī)范已經(jīng)形成[8-9]，并且在國家[10-11]、省級[12-13]、市級[14-15]和縣級[16]以及重點林業(yè)生態(tài)工程[17]、自然保護區(qū)[18]和國有林場[19]等不同尺度得到了應(yīng)用。

黨的十八大以來，習(xí)近平總書記經(jīng)常談及生態(tài)文明和林業(yè)改革發(fā)展，系統(tǒng)、全面、科學(xué)的闡明了生態(tài)保護的重要性；“生態(tài)興則文明興、生態(tài)衰則文明衰”，人類已經(jīng)進入生態(tài)文明時代，生態(tài)文明建設(shè)是當(dāng)今世界發(fā)展的主題；“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)文明理念已經(jīng)深入人心，這都為湖南省省級以上公益林建設(shè)指明了方向，提供了根本遵循。湖南省省級以上公益林面積較大，達到了494.5319萬hm2，其中國家級公益林392.5509萬hm2、省級公益林101.981萬hm2，覆蓋湖南省14個市(州)，累計總投入達130億元，巨大的投入到底產(chǎn)生了多少生態(tài)價值，投入和產(chǎn)出比是多少至今無人精確回答。因此，對湖南省省級以上公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進行全面監(jiān)測評價，以全面、客觀、科學(xué)評估湖南省省級以上公益林生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮的生態(tài)效益，客觀反映湖南省省級以上公益林對湖南省生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)強省建設(shè)做出的巨大貢獻，用數(shù)據(jù)回應(yīng)社會各界對公益林建設(shè)的熱切關(guān)注，提高林業(yè)在湖南省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中的地位有著重要作用。

1 研究區(qū)概況

湖南省地理坐標(biāo)位于108°47′—114°15′E，24°38′—30°08′N之間，處云貴高原向江南丘陵和南嶺山脈向江漢平原過渡的地帶；總體上呈西高東低、南高北低，三面環(huán)山、朝北開口的特征；屬中亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，年平均氣溫在16～18℃之間，多年平均年降水量為1450mm。湖南省境內(nèi)河流眾多，河網(wǎng)密布，其中“一湖四水”流域面積占湖南省國土總面積的96.6%。土壤類型以紅壤和黃壤為主。湖南省生物資源豐富多樣，是全國乃至世界珍貴的生物基因庫之一，有種子植物約5000種，國家一級重點保護植物16種，國家二級重點保護植物48種。湖南省屬亞熱帶常綠闊葉林區(qū)，主要自然生態(tài)系統(tǒng)類型為森林和濕地生態(tài)系統(tǒng)。森林生態(tài)系統(tǒng)擁有5個森林類型、12個植被型組、23個植被型亞組、63個群組、143個群系。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 湖南省公益林資源數(shù)據(jù)來源

根據(jù)湖南省2017年公益林完善落界成果，湖南省省級以上公益林面積494.5319萬hm2，覆蓋湖南省14個市(州)118個縣(市、區(qū))，目前僅長沙市的芙蓉區(qū)和開福區(qū)、衡陽市的石鼓區(qū)和蒸湘區(qū)等4個區(qū)沒有公益林分布。每個縣(市、區(qū))按照公益林資源統(tǒng)計結(jié)果，劃分為柏木、混交林、檫木、其它軟闊類、樟樹、櫟類、木荷、其它硬闊類、楓香、馬尾松、其它松杉類、國外松、杉木、毛竹、灌木組15個優(yōu)勢樹種(組)。

2.2 公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估指標(biāo)及測算方法

湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估數(shù)據(jù)采用地面監(jiān)測和遙感監(jiān)測相結(jié)合的方法，并結(jié)合湖南省及周邊森林生態(tài)站以及輔助觀測點的監(jiān)測結(jié)果；其中，森林生態(tài)站以國家林業(yè)局和草原局森林生態(tài)站為主體。依據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》(GB/T 38582-2020)[9]和《森林生態(tài)系統(tǒng)長期定位觀測方法》(GB/T33027-2016)[20]等獲取湖南省公益林評估的生態(tài)數(shù)據(jù)集。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、生物多樣性保育、森林游憩和森林防護8項森林生態(tài)系統(tǒng)功能分別開展測算，指標(biāo)體系及相關(guān)計算公式詳情參照[21]。

2.3 社會公共數(shù)據(jù)來源

采用等效替代的方法對2019年湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估進行價值轉(zhuǎn)換，需使用國家相關(guān)部門和湖南省相關(guān)機構(gòu)發(fā)布的社會公共數(shù)據(jù)[15-16](表1)。

表1 湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估所需的社會公共數(shù)據(jù)Tab.1 Social public data needed for evaluation of public welfare forest ecosystem service function in Hunan Province編號名稱單位出處值2019年數(shù)值來源及依據(jù)1水庫建設(shè)單位庫容投資元·t-18.449.79根據(jù)1993—1999年《中國水利年鑒》平均水庫庫容造價為2.17元·t-1,國家統(tǒng)計局公布的2012年原材料、燃料、動力類價格指數(shù)為3.725,即得到2012年單位庫容造價為8.44元·t-1,再根據(jù)貼現(xiàn)率轉(zhuǎn)換為2019年的現(xiàn)價。2水的凈化費用元·t-13.073.56采用網(wǎng)格法得到2012年全國各大中城市的居民用水價格的平均值,為3.07元·t-1,再根據(jù)貼現(xiàn)率轉(zhuǎn)換至2019年現(xiàn)價為3.56元·t-1。3挖取單位面積土方費用元·m-363.0073.08根據(jù)2002年黃河水利出版社出版的《中華人民共和國水利部水利建筑工程預(yù)算定額》(上冊)中人工挖土方Ⅰ和Ⅱ類土類每100 m3需42個工時,按十二五末每個人工150元·d-1計算為63.0元·m-3,貼現(xiàn)至2019年為73.08元·m-3。4磷酸二銨含氮量%14.0014.00化肥產(chǎn)品說明。5磷酸二銨含磷量%15.0115.01化肥產(chǎn)品說明。6氯化鉀含鉀量%50.0050.00化肥產(chǎn)品說明。7磷酸二銨化肥價格元·t-13 300.003 828.00磷酸二銨、氯化鉀化肥價格根據(jù)中國化肥網(wǎng)(http://www.fert.cn)十二五末春季平均價格再貼現(xiàn)至2019年的現(xiàn)價;有機質(zhì)價格根據(jù)中國農(nóng)資網(wǎng)(www. ampcn. com)十二五末雞糞有機肥的春季平均價格再貼現(xiàn)至2019年的現(xiàn)價。8氯化鉀化肥價格元·t-12 800.003 248.009有機質(zhì)價格元·t-1800.00928.0010固碳價格元·t-11 281.001 485.96采用2013年瑞典碳稅價格:136美元·t-1二氧化碳,人民幣兌美元匯率按照2013年平均匯率6.289 7計算,再根據(jù)貼現(xiàn)率轉(zhuǎn)換為2019年的現(xiàn)價。11制造氧氣價格元·t-11 299.071 506.92采用中華人民共和國衛(wèi)生部網(wǎng)站(http://www.nhfpc.gov.cn)2007年春季氧氣平均價格(1 000元·t-1),再根據(jù)貼現(xiàn)率轉(zhuǎn)換為2019年的現(xiàn)價為1 506.92元·t-1。

續(xù)表1 湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估所需的社會公共數(shù)據(jù)Continued Tab.1 Social public data needed for evaluation of public welfare forest ecosystem service function in Hunan Province編號名稱單位出處值2019年數(shù)值來源及依據(jù)12負(fù)離子生產(chǎn)費用元·10-18 個9.4610.97根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)的適用范圍30 m2(房間高3 m)、功率為6 W、負(fù)離子濃度1 000 000個·m-3、使用壽命為10年、價格每個65元的KLD-2000型負(fù)離子發(fā)生器而推斷獲得,其中負(fù)離子壽命為10 min,十二五末電費為0.65元·kWh-1,求得生產(chǎn)負(fù)離子費用為9.46元·10-18 個;貼現(xiàn)至2019年價格為10.97元·10-18 個。13二氧化硫治理費用元·kg-11.852.15采用中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會等四部委2003年第31號令《排污費征收標(biāo)準(zhǔn)及計算方法》中北京市高硫煤二氧化硫排污費收費標(biāo)準(zhǔn),為1.20元·kg-1;氟化物排污費收費標(biāo)準(zhǔn)為0.69元·kg-1;氮氧化物排污費收費標(biāo)準(zhǔn)為0.63元·kg-1;一般性粉塵排污費收費標(biāo)準(zhǔn)為0.15元·kg-1。將上述價格貼現(xiàn)至2019年。14氟化物治理費用元·kg-11.061.2315氮氧化物治理費用元·kg-10.971.1316降塵清理費用元·kg-10.230.2717PM10清理費用元·kg-12.032.03結(jié)合大氣污染物當(dāng)量值中炭黑塵污染當(dāng)量值和湖南省應(yīng)稅污染物應(yīng)稅額度計算得到。18PM2.5清理費用元·kg-12.032.0319農(nóng)作物、牧草價格元·kg-12.002.32農(nóng)作物、牧草價格根據(jù)新農(nóng)業(yè)農(nóng)資網(wǎng)(www.xnynews.com/quote/list-297.html)十二五末平均價格貼現(xiàn)至2019年。20生物多樣性保護價值元·hm-2·a-1根據(jù)Shannon-Wiener指數(shù)計算生物多樣性保護價值,采用2008年價格參數(shù),即:Shannon-Wiener指數(shù)<1時, S生為3 000元·hm2·a-1;1≤Shannon-Wiener指數(shù)<2, S生為5 000元·hm2·a-1;2≤Shannon-Wiener指數(shù)<3,S生為10 000元·hm2·a-1;3≤Shannon-Wiener指數(shù)<4,S生為20 000元·hm2·a-1;4≤Shannon-Wiener指數(shù)<5,S生為30 000元·hm2·a-1;5≤Shannon-Wiener指數(shù)<6,S生為40 000元·hm2·a-1;指數(shù)≥6時,S生為50 000元·hm2·a-1。通過貼現(xiàn)率(d)貼現(xiàn)為2019的價格參數(shù),貼現(xiàn)率計算公式為:d=(1+tn+1) (1+tn+2)…(1+tm),其中,t為存貸款均衡利率。

3 結(jié)果與分析

3.1 湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總物質(zhì)量

湖南省省級以上公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能物質(zhì)量評估結(jié)果如表2所示，涵養(yǎng)水源總物質(zhì)量為193.99億m3·a-1；固土總物質(zhì)量為22449.18萬t·a-1；固定土壤氮、磷、鉀和有機質(zhì)總物質(zhì)量分別為23.88萬t·a-1、5.69萬t·a-1、218.65萬t·a-1和407.34萬t·a-1；固碳總物質(zhì)量為992.09萬t·a-1，釋氧總物質(zhì)量為2386.94萬t·a-1；林木積累氮、磷和鉀總物質(zhì)量分別為7.45萬t·a-1、3.18萬t·a-1和3.88萬t·a-1；生產(chǎn)負(fù)離子總物質(zhì)量為4.84×1025個·a-1，吸收污染物總物質(zhì)量為89.46萬t·a-1(吸收二氧化硫總物質(zhì)量為85.39萬t·a-1，吸收氟化物總物質(zhì)量為1.26萬t·a-1，吸收氮氧化物總物質(zhì)量為2.80萬t·a-1)，滯塵總物質(zhì)量為1457.17萬t·a-1(滯納PM10總物質(zhì)量為24.04萬t·a-1，滯納PM2.5總物質(zhì)量為3.65萬t·a-1)。

3.2 湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能物質(zhì)量空間分布格局及特征

以單位面積表征湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能物質(zhì)量空間分布格局特征(圖1)，年單位面積涵養(yǎng)水源量在3468.44～4146.93m3·hm-2之間，長沙市最大，衡陽市最??；年單位面積保育土壤量在43.97～48.95t·hm-2之間，益陽市最大，衡陽市最?。荒陠挝幻娣e固碳釋氧量在6.01～8.03t·hm-2之間，益陽市最大，衡陽市最??；年單位面積林木積累營養(yǎng)物質(zhì)量在0.025～0.035t·hm-2之間，益陽市最大，衡陽市最?。荒陠挝幻娣e生產(chǎn)負(fù)離子量在9.18×1018～10.45×1018個·hm-2之間，湘潭市最大，永州市最?。荒陠挝幻娣e吸收污染物(吸收氟化物、氮氧化物和二氧化硫)量在0.159～0.202t·hm-2之間,湘潭市最大，常德市最??；年單位面積滯塵量在2.44～3.42t·hm-2之間，長沙市最大，常德市最小?？梢姡L沙市的涵養(yǎng)水源和滯塵能力最強，湘潭市的生產(chǎn)負(fù)離子和吸收污染物能力最強，益陽市的保育土壤、固碳釋氧和林木積累營養(yǎng)物質(zhì)能力最強；衡陽市的涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、林木積累營養(yǎng)物質(zhì)能力最弱，永州市的生產(chǎn)負(fù)離子能力最弱，常德市的吸收污染物和滯塵能力最弱。

表2 湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總物質(zhì)量Tab.2 Total quality of service function of public welfare forest ecosystem in Hunan Province行政區(qū)劃涵養(yǎng)水源/(億m3·a-1)保育土壤/(萬t·a-1)固碳釋氧/(萬t·a-1)固土固N固P固K固有機質(zhì)固碳釋氧湖南省193.99 22 449.18 23.88 5.69 218.65 407.34 992.09 2 386.94長沙市6.24 714.64 0.76 0.18 7.37 13.30 34.00 81.94株洲市10.49 1 229.65 1.31 0.31 11.59 22.17 55.61 132.54湘潭市4.28 496.30 0.53 0.13 5.02 9.11 22.58 55.03衡陽市12.28 1 517.64 1.55 0.35 12.10 24.72 62.36 150.23邵陽市22.26 2 587.31 2.72 0.63 25.14 46.07 115.97 279.37岳陽市9.01 1 067.34 1.13 0.25 10.24 19.08 49.26 118.69常德市13.89 1 621.13 1.76 0.46 16.59 31.45 68.30 164.91張家界市14.02 1 588.88 1.76 0.47 16.53 31.08 64.73 157.59益陽市10.35 1 221.14 1.34 0.26 11.18 22.22 61.34 144.62郴州市18.84 2 151.04 2.29 0.56 21.69 40.04 99.09 237.31永州市19.75 2 295.16 2.38 0.55 20.94 39.43 99.65 237.62懷化市24.85 2 803.39 3.00 0.72 28.78 51.63 126.16 303.56婁底市8.97 1 045.05 1.08 0.25 10.05 18.17 46.61 113.12湘西土家族苗族自治州18.76 2 110.50 2.26 0.57 21.43 38.88 86.41 210.40 行政區(qū)劃林木積累營養(yǎng)物質(zhì)/(萬t·a-1)凈化大氣環(huán)境積累N積累P積累K提供負(fù)離子/(×1022個·a-1)吸收污染物/(萬t·a-1)滯塵/(萬t·a-1)吸收二氧化硫量吸收氟化物量吸收氮氧化物量TSPPM10PM2.5湖南省7.45 3.18 3.88 4 842.64 85.39 1.26 2.80 1 457.17 24.04 3.65 長沙市0.25 0.08 0.13 152.27 2.91 0.04 0.09 50.57 0.80 0.12 株洲市0.42 0.18 0.22 258.80 4.47 0.07 0.15 76.87 1.20 0.19湘潭市0.16 0.06 0.09 110.32 2.05 0.02 0.06 34.56 0.58 0.09 衡陽市0.46 0.20 0.24 345.22 5.53 0.09 0.18 89.02 1.43 0.21邵陽市0.86 0.35 0.45 543.10 9.87 0.13 0.31 173.92 2.86 0.43 岳陽市0.36 0.14 0.19 235.93 4.18 0.05 0.13 72.40 1.11 0.16 常德市0.54 0.25 0.27 367.04 5.25 0.12 0.21 84.06 1.34 0.22 張家界市0.49 0.24 0.25 366.81 5.97 0.11 0.21 95.67 1.71 0.26 益陽市0.46 0.20 0.24 238.68 4.31 0.06 0.14 80.57 1.22 0.18郴州市0.75 0.30 0.39 457.17 8.24 0.13 0.28 140.42 2.27 0.36永州市0.76 0.36 0.39 484.04 8.61 0.13 0.28 145.24 2.40 0.37懷化市0.94 0.41 0.49 599.24 11.38 0.14 0.36 196.49 3.27 0.49 婁底市0.34 0.13 0.18 224.43 4.16 0.05 0.13 72.95 1.21 0.18 湘西土家族苗族自治州0.65 0.28 0.34 459.61 8.47 0.12 0.27 144.44 2.64 0.39

3.3 湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值量

湖南省省級以上公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值量評估結(jié)果為5165.79億元·a-1(表3)，其中，涵養(yǎng)水源2589.82億元·a-1(其中，調(diào)節(jié)水量1899.20億元·a-1、凈化水質(zhì)690.62億元·a-1)、保育土壤423.71億元·a-1(其中，固土164.41億元·a-1、固氮65.30億元·a-1、固磷14.51億元·a-1、固鉀142.04億元·a-1、固有機質(zhì)37.80億元·a-1)、固碳釋氧507.11億元·a-1(其中，固碳147.42億元·a-1、釋氧359.69億元·a-1)、林木積累營養(yǎng)物質(zhì)30.99億元·a-1(其中，積累氮20.36億元·a-1、積累磷8.11億元·a-1、積累鉀2.52億元·a-1)、凈化大氣環(huán)境69.11億元·a-1(其中，生產(chǎn)負(fù)離子5.31億元·a-1、吸收二氧化硫18.36億元·a-1、吸收氟化物0.16億元·a-1、吸收氮氧化物0.32億元·a-1、吸滯TSP39.34億元·a-1、吸滯PM104.88億元·a-1、吸滯PM2.50.74億元·a-1)、生物多樣性保護的價值為815.61億元·a-1、森林防護的價值為3.63億元·a-1、森林游憩的價值為725.82億元·a-1。

圖1 湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能物質(zhì)量空間分布

續(xù)圖1 湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能物質(zhì)量空間分布 Continued Fig.1 Spatial distribution of service function material quality of public welfare forest ecosystem in Hunan Province

3.4 湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量空間分布格局及特征

湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能物質(zhì)量空間分布格局特征以單位面積的大小進行表征闡明(圖2)，年單位面積涵養(yǎng)水源價值量在4.63萬～5.54萬元·hm-2之間，長沙市最大，衡陽市最??；年單位面積保育土壤價值量在0.75萬～0.92萬元·hm-2之間，長沙市最大，衡陽市最?。荒陠挝幻娣e固碳釋氧價值量在0.90萬～1.20萬元·hm-2之間，益陽市最大，衡陽市最??；年單位面積林木積累營養(yǎng)物質(zhì)價值量在0.05萬～0.075萬元·hm-2之間，益陽市最大，衡陽市最??；年單位面積凈化大氣價值量在0.118萬～0.157萬元·hm-2之間，長沙市最大，常德市最小；年單位面積生物多樣性保育價值量在1.18萬～2.04萬元·hm-2之間，張家界市最大，益陽市最?。荒陠挝幻娣e森林游憩價值量在1.26萬～2.37萬元·hm-2之間，張家界市最大，衡陽市最?。桓鶕?jù)湖南省2017年公益林完善落界成果，區(qū)劃有農(nóng)田防護林的有常德市和婁底市，常德市和婁底市年單位面積森林防護價值量分別為0.10萬元t·hm-2和0.0001萬元t·hm-2之間。湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能單位面積價值量在9.38萬～11.68萬元·hm-2之間，排序為張家界市>常德市>長沙市>湘西土家族苗族自治州>郴州市>懷化市>湘潭市>株洲市>益陽市>永州市>邵陽市>岳陽市>婁底市>衡陽市?？梢姡瑥埣医缡械墓媪稚鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能最強，衡陽市公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能最弱，二者相差2.30萬元·hm-2。

表3 湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量Tab.3 Service function value of public welfare forest ecosystem in Hunan Province億元·a-1行政區(qū)劃涵養(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游憩森林防護合計湖南省2 589.82423.71507.1130.9969.11815.61725.82 3.63 5 165.79 長沙市83.3113.8017.400.972.3619.5125.06 0.00 162.41 株洲市140.0322.9428.241.753.6344.9341.99 0.00 283.50 湘潭市57.189.5111.650.651.6414.5115.58 0.00 110.73 衡陽市163.9026.3831.911.934.3459.1244.62 0.00 332.19 邵陽市297.1548.5559.333.538.1376.2677.78 0.00 570.73 岳陽市120.3119.9725.211.463.3927.0131.04 0.00 228.39 常德市185.4531.5235.002.304.1667.5751.21 3.63 380.83 張家界市187.1231.2233.372.124.7172.6384.46 0.00 415.64 益陽市138.2322.5830.911.933.6730.1936.76 0.00 264.27 郴州市251.5841.2250.483.056.6578.1963.48 0.00 494.66 永州市263.6741.9450.623.246.91103.0168.68 0.00 538.07 懷化市331.7754.0364.493.939.23106.5478.70 0.00 648.69 婁底市119.7219.4523.971.393.4128.4928.81 <0.01225.25 湘西土家族苗族自治州250.3940.5944.552.726.8987.6577.64 0.00 510.43

圖2 湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量空間分布

續(xù)圖2 湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量空間分布

4 結(jié)論與討論

(1)本研究基于湖南省2017年省級以上公益林資源面積數(shù)據(jù)，采用地面監(jiān)測和遙感監(jiān)測相結(jié)合的方法獲取生態(tài)數(shù)據(jù)、以國家權(quán)威部門發(fā)布的公共數(shù)據(jù)和中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》(GB/T 38582—2020)為依據(jù)，選取涵養(yǎng)水源、保育土壤等8項功能指標(biāo)，對湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進行定量評估，2019年湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能物質(zhì)量為涵養(yǎng)水源193.99億m3·a-1、固土2.24億t·a-1、保肥655.56萬t·a-1、固碳992.09萬t·a-1、釋氧2386.94萬t·a-1、林木積累營養(yǎng)物質(zhì)14.51萬t·a-1、提供空氣負(fù)離子4842.64×1022個·a-1、吸收污染物89.46萬t·a-1、滯塵1484.85萬t·a-1。從不同地市(州)公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能單位面積物質(zhì)量來看，長沙市的涵養(yǎng)水源和滯塵能力最強，湘潭市的生產(chǎn)負(fù)離子和吸收污染物能力最強，益陽市的保育土壤、固碳釋氧和林木積累營養(yǎng)物質(zhì)能力最強；衡陽市的涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、林木積累營養(yǎng)物質(zhì)能力最弱，永州市的生產(chǎn)負(fù)離子能力最弱，常德市的吸收污染物和滯塵能力最弱。

(2)湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量總計5165.79億元·a-1，涵養(yǎng)水源價值最大，其次是生物多樣性保育，森林游憩排第三，森林防護價值最小。表明湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能以涵養(yǎng)水源、生物多樣性保育和森林游憩為主。這與劉勝濤等[5]對泰山森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、王兵等[23]對遼寧森林系統(tǒng)服務(wù)功能和黃龍生等[24]對濟南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的研究結(jié)果一致，也均以涵養(yǎng)水源價值最大、森林防護價值最小。為保障湖南省公益林的水源涵養(yǎng)功能，全省加大了公益林資源的保護力度。堅持造林綠化，提高水源涵養(yǎng)功能。強化江河兩岸、湖庫周圍等水源涵養(yǎng)林區(qū)生態(tài)公益林保護、管護。以“裸露山地”造林綠化等為重點，大力推進植樹造林，實施退耕還林工程。水源涵養(yǎng)價值量所占比例最高，達50.13%，這對于湖南省的用水安全和維持區(qū)域水資源平衡起到了非常重要的作用。湖南省生物物種極其豐富，由9大生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成其獨特的森林生態(tài)系統(tǒng)，自然保護地、森林公園等。湖南省眾多的自然保護區(qū)，使公益林的森林游憩功能進一步加強，公益林生態(tài)系統(tǒng)森林游憩價值相當(dāng)于湖南省2018年旅游業(yè)總收入的8.69%。公益林生態(tài)系統(tǒng)森林防護價值量僅為湖南省公益林生態(tài)系統(tǒng)價值量的0.07%，雖然這一比值嚴(yán)重的低于其他生態(tài)功能，但公益林生態(tài)系統(tǒng)對于農(nóng)田防護發(fā)揮著不可或缺的作用，大大提高了農(nóng)民收入，為解決“三農(nóng)”問題提供了堅實的基礎(chǔ)。

(3)湖南省14個市(州)單位面積價值量在9.38萬～11.68萬元·hm-2之間，排序為張家界市>常德市>長沙市>湘西土家族苗族自治州>郴州市>懷化市>湘潭市>株洲市>益陽市>永州市>邵陽市>岳陽市>婁底市>衡陽市，張家界市的公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能最強，衡陽市公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能最弱，二者相差2.30萬元·hm-2。表明各市(州)公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能空間變化特征之間差異顯著。這是因為張家界市位于澧水中上游，屬武陵山區(qū)腹地，張家界因旅游建市，是中國最重要的旅游城市之一，是湘鄂渝黔革命根據(jù)地的發(fā)源地和中心區(qū)域，也是著名的風(fēng)景名勝區(qū)；張家界市有多個國家森林公園、地質(zhì)公園、國家級自然保護區(qū)和省級自然保護區(qū)，被授予“國家森林城市”榮譽稱號，其森林質(zhì)量較高，促進了生物多樣性的增加和森林旅游的發(fā)展，單位面積的生物多樣性保育價值和森林游憩價值均位列8大服務(wù)功能的首位。