摘 要：森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，在各類生態(tài)系統(tǒng)中，森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類的影響意義深遠(yuǎn)。國(guó)內(nèi)外關(guān)于森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的有關(guān)評(píng)估研究為森林生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)管理、資源保護(hù)及相關(guān)林業(yè)政策制定提供了依據(jù)。闡述了森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的概念和指標(biāo)，依據(jù)選取的6篇代表文獻(xiàn)研究結(jié)果中的功能指標(biāo)，經(jīng)對(duì)比分析得到價(jià)值最大的3個(gè)指標(biāo)是水源涵養(yǎng)功能、固碳釋氧功能和生物多樣性保護(hù)功能；闡明了水源涵養(yǎng)、固碳釋氧和生物多樣性保護(hù)3項(xiàng)功能指標(biāo)在森林生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用和地位。此外，依據(jù)眾多研究者的研究結(jié)果淺析了目前制約森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能相關(guān)研究的不足之處和對(duì)未來(lái)研究的展望。

關(guān)鍵詞：森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能； 水源涵養(yǎng)； 固碳釋氧； 生物多樣性保護(hù)

中圖分類號(hào)：S718.55" " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " 文章編號(hào)：1002-204X（2023）09-0045-04

doi：10.3969/j.issn.1002-204x.2023.09.012

Research Progress on Forest Ecosystem Services

Tian Naling， Wei Yaofeng， Ren Jia， Yue Peng， Li Qingbo

（Ningxia Forestry Investigation and Planning Institute， Yinchuan， Ningxia 750010）

Abstract Forests are the main component of terrestrial ecosystems， and their impact on human society is significant. Research on forest ecosystem services at home and abroad has provided a basis for forest management， resource conservation and related forestry policy formulation. The concept and indicators of forest ecosystem services were elaborated. Based on the results of six representative literature studies， the three indicators with the greatest value were identified through comparative analysis： water conservation， carbon sequestration and oxygen release， and biodiversity protection. The important role and status of these three indicators in forest ecosystems were explained. Additionally， the current limitations in research on forest ecosystem services and expectations for future research were discussed based on the findings of numerous researchers.

Key words Forest ecosystem services; Water conservation; Carbon sequestration and oxygen release; Biodiversity protection

森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，約占全球陸地面積的31%，是生物多樣性最豐富的生態(tài)系統(tǒng)，是人類發(fā)展歷程中不可或缺的自然資源。國(guó)家林業(yè)和草原局發(fā)布的《2021中國(guó)林草生態(tài)綜合監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)報(bào)告》顯示我國(guó)森林面積達(dá)2.31億hm2，居世界第5位，森林覆蓋率達(dá)24.02%。其中：天然林面積為1.43億hm2，人工林面積為0.88億hm2[1]。因此，森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)中對(duì)人類影響最持久且深遠(yuǎn)的生態(tài)系統(tǒng)。森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能（forest ecosystem services，以下簡(jiǎn)稱“FES”）是森林生態(tài)系統(tǒng)及其生態(tài)過程為人類提供的自然環(huán)境條件與效用，能夠帶來(lái)生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)三大效益[2]。隨著全球生態(tài)環(huán)境的惡化，我國(guó)提出了以生態(tài)建設(shè)推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，使FES受到社會(huì)各界的重視。同時(shí)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類生活水平不斷提高，人們對(duì)FES的需求也日益加劇。

目前，已有日本、英國(guó)、墨西哥、美國(guó)、加拿大等[3-5]眾多國(guó)家較早進(jìn)行了關(guān)于FES的物質(zhì)量和價(jià)值量研究，其研究結(jié)果為我國(guó)相關(guān)研究提供了基礎(chǔ)理論和數(shù)據(jù)資料。為更好開展我國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能相關(guān)研究，使評(píng)價(jià)指標(biāo)更加規(guī)范化，國(guó)家林業(yè)和草原局、國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局等先后頒布了《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[6-7]。至此，學(xué)者們基于以上《規(guī)范》開展了FES的總價(jià)值研究和評(píng)估。

研究FES可為各?。▍^(qū)）及國(guó)家森林生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)管理和保護(hù)提供基礎(chǔ)資料和量化指標(biāo)，為森林經(jīng)營(yíng)管理、生態(tài)補(bǔ)償和政策制訂奠定理論依據(jù)并提供科學(xué)支撐。此外，相關(guān)研究也可為各?。▍^(qū)）帶來(lái)一定經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，并在環(huán)境保護(hù)中起到重要作用。

1 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究進(jìn)展

1.1 國(guó)外研究進(jìn)展及現(xiàn)狀

在國(guó)外，COSTANZA R[8]最早對(duì)全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)展開探索研究，部分美國(guó)學(xué)者基于COSTANZA R的研究結(jié)果對(duì)森林的游憩功能開展了相關(guān)評(píng)價(jià)研究。DAILY G C[9]選取不同地區(qū)，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了一系列研究。之后，COSTANZA R等[10]又將全球生態(tài)系統(tǒng)劃分為16種生物群落，并從中選取了17個(gè)指標(biāo)，研究結(jié)果顯示，在陸地生態(tài)系統(tǒng)中FES價(jià)值相較最大。1972年，日本首次對(duì)森林生態(tài)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行了評(píng)價(jià)研究，1978年進(jìn)行了第2次相關(guān)評(píng)價(jià)研究，1991年開展了第3次研究，直到2000年日本再次選取了6項(xiàng)服務(wù)功能開展了評(píng)估研究，基于以上多年研究討論結(jié)果制定了森林生態(tài)核算的指標(biāo)體系[11]。1995年，ADGER W N等[3]對(duì)墨西哥FES開展了相關(guān)研究。

1.2 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展及現(xiàn)狀

我國(guó)開展FES的研究比國(guó)外晚，能夠追溯到最早是李金昌等[12]對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)價(jià)值方面開展的相關(guān)研究。侯元兆等[13]的研究結(jié)果表明，我國(guó)森林的涵養(yǎng)水源、固碳釋氧及保育土壤3個(gè)功能的價(jià)值遠(yuǎn)超生產(chǎn)木材的價(jià)值。薛達(dá)元等[14]采用條件價(jià)值法在長(zhǎng)白山開展了森林生物多樣性保護(hù)功能估算研究。歐陽(yáng)志云等[15]、余新曉等[16]、靳芳等[17]、潘勇軍等[18]在各自研究領(lǐng)域?qū)ι稚鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和價(jià)值量進(jìn)行了評(píng)估研究。此后，趙景柱等[19]、趙同謙等[20]、余新曉等[21]利用全國(guó)森林資源清查數(shù)據(jù)，對(duì)中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值進(jìn)行了一系列測(cè)算。

牛香等[22]的研究結(jié)果表明，賀蘭山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)FES總價(jià)值量為169.66億元/年，各功能指標(biāo)價(jià)值由大到小表現(xiàn)為凈化大氣環(huán)境、生物多樣性保護(hù)、涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、保育土壤、森林防護(hù)和林木積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。董秀凱等[23]的研究結(jié)果表明，吉林白石山林業(yè)局FES總價(jià)值量為169.66億元/年，各功能指標(biāo)價(jià)值由大到小表現(xiàn)為生物多樣性保護(hù)、涵養(yǎng)水源、保育土壤、凈化大氣環(huán)境、固碳釋氧、保育土壤、林木積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和森林防護(hù)。李景全等[24]的研究結(jié)果表明，濟(jì)南市FES總價(jià)值量為264.41億元/年，每公頃森林提供的價(jià)值為7.42萬(wàn)元/年。各功能指標(biāo)價(jià)值大小由大到小表現(xiàn)為涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、生物多樣性保護(hù)、凈化大氣環(huán)境、保育土壤、森林游憩、林木積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和森林防護(hù)。另有江蘇、浙江、濟(jì)南等多地均開展了FES價(jià)值的相關(guān)研究[25-27]。

不同學(xué)者在研究過程中所選用的評(píng)價(jià)指標(biāo)、參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)方法各不相同，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果大相徑庭。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《規(guī)范》的頒布使評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、數(shù)據(jù)來(lái)源和方法更加規(guī)范和統(tǒng)一。之后，國(guó)內(nèi)眾多研究者主要依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選取了不同功能指標(biāo)開展了FES相關(guān)研究。

2 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究指標(biāo)對(duì)比分析

2.1 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究指標(biāo)對(duì)比分析

選擇具有代表性的研究文獻(xiàn)，對(duì)比分析各研究所選功能指標(biāo)的差異。由表1可以看出，各研究者主要依據(jù)行政區(qū)、林分類型、起源和林齡等選擇不同指標(biāo)。其中：保育土壤（soil conservation，SC）、涵養(yǎng)水源（water conservation，WC）、固碳釋氧（carbon fixation and oxygen released，CFAOR）、凈化大氣環(huán)境（atmosphere environmental purification，ASEP）、生物多樣性保護(hù)（biodiversity conservation，BC）、森林康養(yǎng)（forest health care，F(xiàn)HC）和林分養(yǎng)分固持（forest nutrient retention，F(xiàn)NR）是大多數(shù)研究者均會(huì)選擇的指標(biāo)，而森林防護(hù)（action of against nature calamities，AOANC）和林木產(chǎn)品供給（supply of forest products，SOFP）2個(gè)指標(biāo)選擇較少，主要是根據(jù)林分類型、研究目標(biāo)及森林主要作用而選擇。從對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的分析結(jié)果可知，若研究目標(biāo)為人工林，大多研究者會(huì)選擇SOFP指標(biāo)。黃耀等[28]針對(duì)慶陽(yáng)市油松人工林生態(tài)服務(wù)功能選擇SOFP指標(biāo)進(jìn)行研究，主要是由于人工林一般能夠產(chǎn)生林木產(chǎn)品，為人們帶來(lái)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。牛香等[29]和王順利等[30]學(xué)者研究選擇AOANC指標(biāo)，主要由于森林能夠起到防風(fēng)固沙和防護(hù)農(nóng)田的作用。

2.2 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究結(jié)果功能價(jià)值的對(duì)比分析

由表2可知，綜合各代表性研究結(jié)果的指標(biāo)功能價(jià)值進(jìn)行排序，可知水源涵養(yǎng)（WC）、固碳釋氧（CFAOR）、生物多樣性保護(hù)（BC）是功能價(jià)值最大的3項(xiàng)指標(biāo)；反觀森林防護(hù)（AOANC）、森林游憩（forest conservation，F(xiàn)C）功能價(jià)值最小。韋立權(quán)、王兵等[35-36]的研究結(jié)果也表明，WC、BC及CFAOR3項(xiàng)功能價(jià)值在廣西森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和灌木林、經(jīng)濟(jì)林及竹林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值中占有主體地位。說(shuō)明WC、CFAOR及BC 3個(gè)指標(biāo)在FES中發(fā)揮的價(jià)值作用最大。

2.3 對(duì)比結(jié)果分析

通過2.2中的對(duì)比分析可知，無(wú)論是人工林還是天然林，森林對(duì)人類提供的最大價(jià)值功能是水源涵養(yǎng)、固碳釋氧和生物多樣性保護(hù)功能。以上3項(xiàng)功能在森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中發(fā)揮著重要作用并占據(jù)重要地位。

2.3.1 水源涵養(yǎng)功能

森林生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)功能主要是指森林對(duì)降水的截留、吸收和貯存作用，可以將地表水轉(zhuǎn)化為地表徑流或地下水[37]。主要作用表現(xiàn)在森林可以通過樹冠截留、土壤入滲等作用增加可利用的水資源，同時(shí)可以起到凈化水質(zhì)的作用，利用莖葉、地表枯落物等減小雨滴動(dòng)能從而調(diào)節(jié)地表徑流?！?021中國(guó)林草生態(tài)綜合監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)報(bào)告》[1]顯示，林草濕年涵養(yǎng)水源量中，森林水源涵養(yǎng)量達(dá)6 289.58億m3，草地水源涵養(yǎng)量達(dá)927.53億m3，濕地水源涵養(yǎng)量達(dá)821.42億m3，森林的水源含氧量是草地的6.78倍，是濕地的7.66倍?？梢?，在林草濕生態(tài)系統(tǒng)中，森林的水資源涵養(yǎng)功能較草地和濕地的水源涵養(yǎng)功能更為突出。

2.3.2 固碳釋氧功能

森林的固碳釋氧功能是指森林通過植被、土壤和微生物固定碳元素及制造氧氣的功能，具體是指植被通過光合作用吸收二氧化碳（CO2），釋放氧氣（O2），并且以有機(jī)質(zhì)的形式固定在植物體內(nèi)[38]。森林植被每積累1 g干物質(zhì)，可以固定1.63 g CO2，制造1.19 g O2。森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的生態(tài)系統(tǒng)，也是最大的碳儲(chǔ)庫(kù)。固碳是長(zhǎng)期而緩慢的過程，主要固碳方式為撫育提升、減少毀林、森林退化、經(jīng)營(yíng)管理等。森林碳匯是指森林植物群落通過光合作用吸收大氣中的CO2，將其固定在植物和土壤中?！?021中國(guó)林草生態(tài)綜合監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)報(bào)告》[1]顯示，林草濕年固碳量中，森林植被固碳量達(dá)3.10億t，草地植被固碳量達(dá)0.28億t，濕地植被固碳量達(dá)0.11億t，森林的固碳量是草地的11.07倍，是濕地的28.18倍；林草濕年釋氧量中，森林釋氧量達(dá)8.30億t，草地釋氧量達(dá)0.75億t，濕地釋氧量達(dá)0.29億t，森林的釋氧量是草地的11.07倍，是濕地的28.62倍?？梢?，在林草濕生態(tài)系統(tǒng)中，森林的固碳釋氧功能較草地和濕地的固碳釋氧功能更為突出。

2.3.3 生物多樣性保護(hù)功能

森林生物多樣性是生物多樣性的重要組成部 分，是在森林這個(gè)綜合地域類型中，所有森林植物、動(dòng)物和微生物組成的全部物種、物種內(nèi)的基因、森林生態(tài)系統(tǒng)以及這些物種所在的生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)學(xué)過程。森林生物多樣性包括物種、遺傳基因和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。張穎[40]的研究結(jié)果表明，1973—2018年，中國(guó)森林生物多樣性總指數(shù)總體呈上升趨勢(shì)。其他眾多研究者也根據(jù)《規(guī)范》開展了大量研究，表明生物多樣性保護(hù)價(jià)值在眾多功能中的占比不容忽視。關(guān)于森林生物多樣性的研究關(guān)系著林業(yè)可持續(xù)發(fā)展和國(guó)土安全，因此，加強(qiáng)森林生物多樣性的保護(hù)和合理利用是實(shí)現(xiàn)森林生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的前提，同時(shí)對(duì)于維持森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定具有極其重要的意義。可見，生物多樣性保護(hù)功能在眾多功能指標(biāo)中發(fā)揮著無(wú)可替代的作用。

3 研究的不足和展望

3.1 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量和物質(zhì)量的評(píng)估

需更精準(zhǔn)

縱觀森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能（FES）的相關(guān)研究，大多集中在某一流域或區(qū)域，對(duì)全域乃至全球的研究相對(duì)較少。盡管相關(guān)技術(shù)方法也在不斷精進(jìn)和完善，但用于監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量相對(duì)不足，故而數(shù)據(jù)獲取不夠全面等問題逐步突顯。截至目前，關(guān)于FES的研究數(shù)據(jù)基本來(lái)源于中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究網(wǎng)絡(luò)所屬的森林生態(tài)站長(zhǎng)期定位連續(xù)觀測(cè)研究數(shù)據(jù)集、全國(guó)森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)及社會(huì)公共資源權(quán)威數(shù)據(jù)3個(gè)方面。其中：觀測(cè)站在全國(guó)的分布不夠全面、各省（區(qū)）權(quán)威機(jī)構(gòu)公布的社會(huì)資源數(shù)據(jù)不統(tǒng)一，以及所需參數(shù)社會(huì)價(jià)格浮動(dòng)較大等原因?qū)е卵芯吭u(píng)估結(jié)果不夠精準(zhǔn)。未來(lái)，應(yīng)選取更精準(zhǔn)的能夠代表該區(qū)域的FES指標(biāo)，布設(shè)更全面的觀測(cè)站并長(zhǎng)期觀測(cè)，同時(shí)能夠深度應(yīng)用3S技術(shù)并結(jié)合模型應(yīng)用技術(shù)等，使研究結(jié)果更加精準(zhǔn)。

3.2 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值評(píng)估研究迫切需

要實(shí)現(xiàn)自身的“服務(wù)功能”

“森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能”和“森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”是2個(gè)不同的概念，但又密切相關(guān)。森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是森林與生俱來(lái)的功能作用，而森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指森林產(chǎn)生的作用對(duì)人類的影響，是人們基于自身需求衍生的，其產(chǎn)生的價(jià)值可以被人類利用。目前，對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的研究大多基于物質(zhì)量和價(jià)值量層面，而功能向服務(wù)的轉(zhuǎn)化少之又少。如何將研究結(jié)果應(yīng)用于科學(xué)綠化、森林碳匯、森林經(jīng)營(yíng)、生態(tài)補(bǔ)償及林業(yè)發(fā)展規(guī)劃和管理等是今后的研究方向。

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責(zé)任編輯：周慧

基金項(xiàng)目：寧夏回族自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2021BEG02

007、2023BEG02050）。

作者簡(jiǎn)介：田娜玲（1992—），女，寧夏吳忠人，碩士，林業(yè)助理工程師，主要從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃、森林經(jīng)營(yíng)管理及土壤侵蝕過程研究。

收稿日期：2023-02-19