吉林省临江林业局森林资源的生态效益价值分析1)

朱丽华 王海南 李学友 杨立学

(吉林省临江林业局，临江，134600) (东北林业大学) (吉林省临江林业局) (东北林业大学)

森林生态效益是森林的重要功能之一［1］，许多学者［2－4］对森林生态效益的内涵和定义进行了探讨，然而至今仍没有统一的定论。国际上目前认同的有60 余种生态服务功能指标，归纳一下，森林生态效益包括了森林涵养水源、水土保持、防风固沙、固碳持氧、净化大气、消除噪声、减轻水旱灾、保护野生生物、增加旅游效益等多个方面。为了对森林生态价值进行定量分析，使其价值量更加直观，有必要开展森林生态效益的评估工作。森林生态效益评估对于全面认识和客观评价森林的地位与作用，健全生态效益补偿机制，客观反映局部森林对全球碳循环和减缓全球气候变化的贡献具有十分重要的意义。故森林生态效益价值评估在20 世纪90年代一度成为研究领域的热点［5］，国内有不少相关的研究［6－14］。但是，到目前为止国内对森林生态效益的评价与指标体系的研究才起步［15］，许多计算森林生态功能的模型都具有一定的局限性。本文按照周国逸［16］的方法，对吉林省临江林业局森林资源在水源涵养、保持水土、保肥效益、净化空气5 个方面的生态效益进行了评估，旨为生态公益林补偿标准的制定提供依据，以利于森林资源的可持续发展。

1 研究地概况

临江林业局位于吉林省东南部白山市辖区内，北接湾沟林业局，东邻松江河林业局、长白森林经营局，西与临江市林业局相连，南与朝鲜民主主义共和国隔江相望。地理坐标北纬41°37' ～42°12'，东经126°54' ～127°51'。南北宽70 km，东西长81 km，呈东南—西北走向。地形地势为台地开阔平缓，台缘谷深坡陡，龙岗山脉贯穿全区中心。最高海拔1 500 m，最低海拔450 m。境内分为鸭绿江、松花江两大水系。本区属于北寒温带大陆性季风气候，夏季温暖多雨、冬季寒冷漫长，年降水量750 ～1 000 mm。土壤以暗棕壤为主，土层厚度40 cm 以上。全区森林主要为红松阔叶混交林(海拔500 ～1 100 m)，仅在海拔1 100 m 以上分布有少量云冷杉。辖区内森林资源丰富，有红松、云杉、落叶松、臭松、水曲柳、胡桃楸、椴树、柞树、榆树、色树、枫桦、白桦、杨树等。

临江林业局现有经营总面积171 549 hm2，均为林业用地。其中:有林地面积160 828 hm2，占林业用地的93.8%;疏林地面积66 hm2，占林业用地的0.03%;灌木林地310 hm2，占林业用地的0.2%;未成林造林地3 297 hm2，占林业用地的1.9%;苗圃地面积133hm2，占林业用地的0.07%;无林地面积1 508 hm2，占林业用地的0.9%;林业设施和其它用地5 407 hm2，占林业用地的3.1%。全局森林覆盖率为93.8%;活立木总蓄积21 309 320 m3。其中:有林地蓄积21 263 832 m3，占总蓄积的99.79%;疏林地蓄积0.2 万m3，占总蓄积的0.01%;散生木蓄积43.6 万m3，占总蓄积的2.11%。国家天然林保护工程森林分类区划的重点生态公益林面积49 566.1 hm2，占林业用地的29.8%;一般生态公益林面积62 242.3 hm2，占林业用地的37.42%;商品林经营区面积54 519.5 hm2，占林业用地的32.78%。

2 各类生态效益价值的分析与计算

2.1 水源涵养

目前，国内外关于森林的水源涵养价值评估方法归纳起来主要分为两大类:一是通过河川调节径流、降低洪枯比等对灌溉、发电等部门增加的效益;二是达到与森林同等涵养水源作用的其它措施(如修建水库)所需的费用(称为替代工程法)。

生态公益林在防洪效益上的总价值公式［17］为:

式中:V1为生态公益林防洪效益价值(万元·a－1);S 为生态公益林总面积(hm2);B=1.1(元·m－3·a－1)，为拦蓄1 m3体积洪水的水库和堤坝的平均修建费用;C=1.2，为效益/投入的比值;H=1 387(m3·hm－2·a－1)，为各种林地森林类型的平均实际蓄水能力;H0=690(m3·hm－2·a－1)，为少林地或无林地的蓄水量。

根据公式(1)可得出临江林业局森林资源的防洪总价值为:

V1=171 549×1.1×1.2×(1 387－690)= 15 783(万元·a－1)。

森林覆盖可使林区落叶腐殖质层增加、树木的根系发育，同时可促进岩层破碎风化，使林区土层有较大的蓄水能力。林区径流成分主要是壤中流及地下径流，流域蓄水及地下径流有利于增加和维持枯水期径流［11］。据测定，临江林业局森林资源在枯水期径流上产生的价值公式［17］为:

式中:V2为生态公益林增加枯水期径流效益的总价值(万元·a－1);A 为临江林业局森林资源增加有效水资源量;P1=0.2(元·m－3)，为单位体积的农田灌溉水资源价格;P2=1.8(元·m－3)，为单位体积的社会供水价格;R1=0.8，为农田灌溉水资源利用系数;R2=0.2，为社会供水的水资源利用系数。

临江林业局单位面积森林资源有效水资源量=年平均降雨量×(有林地雨期径流系数－无林地径流系数)，即850×(0.73－0.48)=221.5 mm=2 215 m3·hm－2·a－1。临江林业局森林资源在枯水期径流上产生的价值为:

V2=171549×2215×(0.2×0.8+1.8×0.2)=18 956(万元·a－1)。

2.2 保持水土

人们较早就认识到了森林具有较好的防止土壤侵蚀的功能，林木庞大的根系能实现对土壤的紧缚、固持和网络作用。林冠层和枯枝落叶层可削减并消除侵蚀性降雨，有拦截、分散、滞缓和过滤地表径流的作用。这些作用防止了水土流失，保护了土壤结构的稳定［8］。据相关资料表明，保持水土效益V3的计算式［17］为:

式中:S 为临江林业局生态公益林的面积(hm2);K1=30(元)，为挖取1 t 泥沙的费用;G=0.75，为坡地侵蚀的泥沙进入河道的比例;d=47. 83(t·hm－2·a－1)，为单位面积无林地比有林地多流失的泥沙量。临江林业局森林资源在保持水土方面的价值为:

V3=171 549×1.0×30×0.75×47.83=18 462(万元·a－1)。

2.3 保肥效益

保肥效益V4的计算公式［17］为:

式中:N1、P1、K1为森林土壤中N、P、K 的含量(分别为0.18%、0.19%、0.40%);N2、P2、K2为纯N、P、K折算成化肥的比例(分别为60/30、408/60、75/38);N3、P3、K3为N、P、K 类化肥在当地的销售价格。吉林省N、P、K 类化肥的销售价格分别为1 500、450、1 180 元·t－1。

临江林业局森林资源在保肥方面的价值为:

V4=171 549 × 47.83×0.18%×60/30×1 500+0.19%×408/60×450+0.4%×75/38×1 180)=16 845(万元·a－1)。

2.4 碳氮平衡

森林繁茂的枝叶能吸收二氧化碳、制造氧气，据测定，释放O2的效益计算公式［17］为:

式中:V5为生态公益林释放O2的经济效益的总价值(万元·a－1);S 为临江林业局生态公益林的面积(hm2);BO=7.65(t·hm－2·a－1)，为地上部分的净生物积累量;B=8.95(t·hm－2·a－1)，为土壤呼吸量;R=1.53，为生物量或呼吸量与O2的转化比率;P=420(元·t－1)，为O2的单位影子价格。临江林业局森林资源在释放O2方面的价值［17］为:

V5=171 549×(7.65×1.53－8.95)×420=19 846(万元·a－1)。

生态公益林固定CO2的价值计算如下:

式中:B1=11.49(t·hm－2·a－1)，为土壤呼吸量;S为临江林业局森林资源的面积(hm2);R2=2.01，为生物量或呼吸量与CO2的转化比率;P2=250(元)，为综合治理和回收1 t 工业排放的CO2所需费用。

临江林业局森林资源在固定CO2方面的价值为:

V6=171 549 ×(7.65 × 2.01 － 11.49)× 250=16 668(万元·a－1)。

2.5 游憩效益

对于游憩效益，研究中采用条件价值法(CVM法)，利用调查、问卷、投标等方式获得消费者的支付意愿(WT，P)，并以此作为森林的游憩价值［18］。

根据专家意见，森林的景观价值为18 元/hm2。

2.6 净化空气的效益

森林可以吸收大气中的二氧化硫、氟化氢、氨、氯、汞蒸汽等对人体有害的气体。森林净化空气的效益主要包括对SO2的降解和滞尘效益两个方面。

森林对SO2的降解价值及净化作用的评估，主要是以削减SO2的工程成本来计量。

式中:P 为削减SO2的单位工程成本(元/t)，Ri为第i 种森林类型降解SO2的量(kg/(hm2·a))，Si为第i 种森林类型的面积(hm2)。

根据《中国生物多样性国情研究报告》［18］，针叶林对SO2的吸收能力为251.6 kg/(hm2·a)，阔叶林为88.65 kg/(hm2·a)，SO2的工业治理成本为600 元/t。在临江林业局的林分中，阔叶林面积占74.51%，针叶林面积占25.49%，环境保护林面积为49 566.1 hm2。

V8=600 × 49 566.1 × (74.51% × 0.088 65 +25.49%×0.251 6)=387(万元)。

森林滞尘价值按文献［18］的方法核算:

V9=170×49 566.1 × (74.51× 10.11+25.49×33.2)=13 478(万元)。

根据《中国生物多样性国情研究报告》，阔叶林滞尘能力为10.11 t/(hm2·a)，针叶林为33.2 t/(hm2·a)，工业削减粉尘的工程成本为170 元/t。森林净化空气效益的经济价值为SO2降解及滞尘效益之和。

将研究区域内森林各项生态效益的价值加总，就可得到该区域内森林生态效益总价值的初始值。由表1知，临江林业局森林资源的生态效益构成中，碳氮平衡效益最高(其中，制造O2的价值为19 846万元，吸收CO2的价值为16 668 万元)，比例分别达到16.46%、13.83%。增加枯水期径流效益所占比例其次，为15.72%;水土保持效益价值为18 462 万元，占15.31%;保肥效益为16 845 万元，占13.97%;滞尘效益13 478 万元，占11.18%;SO2降解的效益为387 万元，占0. 32%;游憩效益为133 万元，占0.11%。临江林业局森林资源的生态总效益=防洪效益价值+增加枯水期径流价值+保持水土价值+保肥效益价值+放O2价值+吸收CO2价值+游憩效益+SO2降解效益+滞尘效益=15 783+18 956+18 462+16 845+19 846+16 668+133+387+13 478=120 558(万元·a－1)。

表1 2010年临江林业局森林资源生态效益的价值构成

3 计量结果的修正

生态价值是一个动态的和发展的概念，与社会经济发展水平密切相关。结合临江市社会经济发展水平，利用皮尔生长曲线模型［19－20］对森林生态效益初始评价值进行修正。2010年，临江市城市居民家庭月人均消费支出533 元，其中食品支出208 元，城市居民的恩格尔系数为39%;农村居民月人均生活消费支出284 元，其中食品支出119 元，农村居民的恩格尔系数为48%。全市总人数17.4 万人，城镇人口11 万人，占总人口的63.2%;农村人口6.4 万人，占总人口的36.8%。以人口比例为权重计算出全县恩格尔系数的平均值为42.31%。按照李清的方法［18］，临江林业局年森林生态效益总价值的修正值为:

V'=0.70×120 558=84 390.6 万元≈8.44 亿元。

4 结论与讨论

吉林省临江林业局森林资源生态效益价值为120 558 万元·a－1，根据2010年临江经济发展水平的修正价值为84 390.6 万元。各种价值依大小顺序为:制造O2价值为19 846 万元，占16.46%;增加枯水期径流效益为18 956 万元，为15.72%;水土保持效益价值为18 462 万元，占15.31%;保肥效益为16 845 万元，占13.97%;吸收CO2的价值为16 668万 元，占1 3. 8 3% ;防 洪 效 益1 5 7 8 3 万 元，占13.09%;滞尘效益13 478 万元，占11. 18%。SO2降解的效益为387 万元，占0.32%;游憩效益为133万元，占0.11%。临江林业局森林资源单位面积生态效益值为7 027.61 元·hm－2·a－1，其中制造O2的效益为1 156.87 元·hm－2·a－1，增加枯水期径流效益为1 104.99 元·hm－2·a－1。

以往研究考察的森林生态效益指标不完全一致，方法也各有差异。如曾锋等［17］人考察了珠江三角洲生态公益林木材生产、薪柴生产、防洪、产生径流、保持水土、保肥效益、释放O2、吸收CO2等生态价值指标，面积为92.4 万hm2的珠江三角洲生态公益林总价值为657 949 万元;陈光清等［20］人对河北省承德县五道河林场的森林生态价值进行了评估，主要集中于该林场森林的水源涵养、水土保持和净化空气3 种生态功能上，该场4 956.3 hm2的森林总生态价值为18 420 万元;八达岭林场面积为2 940 hm2，生态价值为161 200 万元［1］;墨江县公益林面积为61 694. 2 hm2，生态效益价值为51 100 万元［18］。由于森林生态效益难以定性、定量，考察的功能不尽相同，而计算森林生态功能的模型都有一定的局限性，较难实施严格的验证，笔者对生态效益的计算只是初步的探讨。

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