浙江省沿海防护林泥质基干林带服务功能及价值评估

张 骏，沈国存，陈 崇，焦洁洁，高洪娣，甘 辉，吴初平，朱锦茹，袁位高，江 波*

（1.浙江省林业科学研究院，浙江 杭州 310023；2.浙江省林业厅，浙江 杭州 310020；3.浙江省林业生态工程管理中心，浙江 杭州 310020）

沿海防护林体系建设是我国生态建设的重要内容，是沿海地区防灾减灾体系建设的重要组成部分。构建沿海防护林体系作为生态屏障，对于改善和优化沿海地区生态环境，抵御自然危害，保障人民生命和财产安全，促进经济社会可持续发展具有十分重要的战略意义。加快沿海防护林体系建设，也是浙江省生态建设中一项非常必要且十分紧迫的战略任务，也是生态省建设的重要内容[1]。

浙江省沿海地区是我国东部经济发达、城市化进程快、人口稠密的地区之一。由于特殊的地理位置和气候条件，浙江省沿海地区也是台风、洪涝、风暴潮等等自然灾害发生频率最高，受害最严重的地区之一，常常给工农业生产和人民生命财产安全带来严重危害，1990－2004年因台风造成的直接经济损失就高达1.0×1011元以上[1]。2013年“菲特”台风造成全省11个市75个县707.3万人受灾，因洪涝灾害造成的直接经济损失达到了124.05亿元。

泥质海岸是我国海岸划分中的一种特殊性质的类型，占我国海岸线总长的48.5%左右[2]，存在地下水位高、海水易倒灌、土壤盐渍化和次生盐渍化程度高、质地粘重、养分贫瘠、宜林条件差、造林成活难度大等问题[3]。因此国家在20世纪80年代末开展了沿海防护林工程建设工作，极大地提高和改善了沿海地区人民的生活水平和环境条件[2]。泥质海岸防护林由于其地域性和时间性的特点，其生态效益在我国乃至世界上仍处于探索性研究阶段，没有形成一套完整、统一、简捷实用的评价指标体系。国内仅有惠淑荣[3]和王岩等[4]等对泥质海岸防护林的小气候效益及综合效益进行评价，以及罗细芳[5]对全国沿海防护林2010年生态效益进行过估算和评价。这主要因为泥质海岸特殊性质，至今在其研究领域内还没有出现被广泛认可、具有可操作性的评价指标体系和评价方法[2]。本研究着重针对泥质海防林基干林带的服务功能和价值进行监测与评价，尤其是在防灾减灾方面进行林带的对比调查，拟建成一套标准化的评价体系和方法，通过研究分析存在的问题，为客观评价沿海防护林工程特别是泥质基干林带的服务功能提供参考和决策依据。

1 研究地区

浙江省地处我国东南沿海，27°06' ～ 31°11' N，118°01' ～ 123°10' E，土地面积10.18万km2。东滨东海，西邻江西、安徽，南屏福建，北接上海、江苏，处于中国经济高速发展的长三角地区。“七山一水二分田”是浙江土地构成的基本特征。

浙江省地势西南部高，东北部低，自西南向东北倾斜，呈梯级下降；西南部为平均海拔800 m的山区，1 500 m以上的山峰也大都集中在此，龙泉县境内的黄茅尖，海拔1 929 m，为本省最高峰；中部以丘陵为主，大小盆地错落分布于丘陵山地之间，东北部为冲积平原，地势平坦，土层深厚，河网密布[6～7]。各山脉一直延伸到东海，露出水面的山峰构成半岛和岛屿。地貌复杂，山脉多呈西南至东北走向，有山地、丘陵、谷地、平原等多样变化，从而影响气温、降水、风、湿度、日照等气候因素及土壤的形成。

浙江省海岸线共计4 362 km，其中泥质海岸线1 806 km，占41%。2008－2012年，浙江省沿海防护林体系建设工程完成泥质基干林带造林2 895 hm2，修复525 hm2；完成红树林造林111 hm2。截止2012年底，全省共有泥质基干林带面积达7 252 hm2，长度1 480 hm2；红树林面积总计202 hm2。

2 研究方法

2.1 保护基础设施

森林保护基础设施效益是指森林在降低自然灾害危害的同时对沿海基础设施的保护，通过市场价值法替代，即用相同长度的海堤造价的影子价格衡量：

式中，V1为基干林带保护基础设施价值（元），LB为已达规定宽度的基干林带（1 480 km），VB为单位长度海堤建设的投资（600万元/km）[8]。

2.2 防灾减灾

防灾减灾效益指林带减少灾害发生及其所带来的直接和间接损失。通过对全省沿海7个典型海防林建设县：海宁市、萧山市、上虞市、慈溪市、普陀区、温岭市和苍南县进行抽样调查，获得2008－2012年有林带和无林带防护下农田、经济作物等的年产量和31条典型林带防护对象面积；然后根据台风年和无台风年对比得基干林带防护下台风年产量比无台风年减少11.04%，无林带防护下台风年产量比无台风年减少34.53%，两者比较得海防林防灾减灾效果Kf为23.49%。

式中，V2为基干林带防灾减灾价值（元），Af为每年海防林防护对象面积（hm2），通过典型调查得到单位长度林带防护面积（65 hm2/km）和浙江省基干林带总长度相乘，Vf为典型调查海防林带保护对象平均年产值（5.91万元/hm2）。

2.3 涵养水源

2.3.1 物理量计算 常以林地、无林地的蓄水能力差异评价森林生态系统的调蓄水功能，森林净化水的量也以调蓄水量来衡量。基干林带参照对象采用盐碱地环境因子。

式中，W为林带调蓄水量（m3），A为基干林带面积（7 252 hm2），VS为土壤非毛管蓄水量（m3/hm2），VSy为盐碱地土壤非毛管蓄水量（17.50 m3/hm2），VL为林地枯落物蓄水量（46 m3/hm2），NCP为土壤非毛管孔隙度（17.09%），H为土层厚度（0.67 m）。

2.3.2 价值量计算 研究中将森林水源涵养的效益分为森林调水效益及森林改良水质的效益。采用《生态系统服务功能评估规范》规定的影子工程法对森林涵养水源的子效益的意义进行了届定，对单位效益的价值进行了货币化。

林带水源涵养效益：

式中，V3为林带涵养水源的价值（元），W为林带调节水量（m3），P1为森林调水效益影子价格（9.95元/m3）[9]，P2为森林净水效益影子价格（2.09元/m3，取全国各大中城市的居民用水价格的平均值）。

2.4 保育土壤

森林保育土壤功能可分为固土功能和保肥功能2个方面。

2.4.1 物理量计算

2.4.1.1 固土能力 森林的固土能力以特定面积的森林固土量来表示。森林固土量通过该面积森林减少同等面积盐碱地的土壤侵蚀量来衡量，计算公式为：

式中，d为固土量（t），A为基干林带面积（hm2），Xy为盐碱地土壤侵蚀模数（18.15 t/hm2），X为土壤侵蚀模数（0.52 t/hm2）。

2.4.1.2 保肥能力 森林的保肥能力是指森林通过固定土壤而保持土壤养分的能力，是通过该面积森林减少同等面积盐碱地的土壤养分量来衡量。

2.4.2 价值量计算

计算公式：

式中，V4为林带保育土壤效益的价值量（元），Ks为挖掘泥沙的费用（21.8元/m3）[10]，ρ为土壤容重（1.15 t/m3），Ns、Ps、Ks分别为森林土壤中氮、磷、钾含量（g/kg），M为森林土壤中有机质含量（g/kg）；R1为磷酸二铵含氮量（g/kg），R2为磷酸二铵含磷量（g/kg），R3为氯化钾含钾量（g/kg），C1为市场上磷酸二铵平均价格（2 400.00元/t），C2为氯化钾平均价格（2 800.00元/t），C3为有机质平均价格（320元/t）。

2.5 固碳释氧

2.5.1 物理量计算 植物生物量主要成分是纤维素和少量N、P、K、Fe、Ca等灰分元素。根据植物光合作用机理和植物代谢规律推算，植物生物量中若按含有1%的灰分元素计，则每制造1 t植物生物量，可放出氧气1.1852t，同化空气中二氧化碳1.63 t，相当于固碳0.444 4 t。

2.5.1.1 固定碳量

式中，Wc为森林植物固碳量（t），A为基干林带面积（hm2），Bi为森林植物年净生长生物量（t），0.444 4为植物生长光合作用碳平衡系数，Cs为森林土壤年固碳量（t）。

2.5.1.2 释放O2量

式中，Wo为森林植物释氧量（t），1.185 2为植物生长光合作用氧平衡系数，Bi为森林植物年净生长生物量（t）。

2.5.2 价值量计算 本研究采用《生态系统服务功能评估规范》规定的工业生产成本法对公益林固碳、释氧价值进行核算[11]。

式中，V5为林带固碳释氧效益的价值量（元）；Pc为人工固定碳价格为瑞典碳税率 150美元/t，按 1：6.2折合人民币930元/t；Po为人工生产O2的价格为2007春季O2平均价格1 000元/t。

2.6 净化大气

森林生态系统对大气污染物（如二氧化硫、氟化物、氮氧化物、粉尘、重金属等）的吸收、过滤、阻隔和分解，以及降低噪音、提供负离子和萜烯类（如芬多精）物质等功能。这里仅计算提供负离子、吸收二氧化硫和滞尘价值：

式中，Vf为基干林带提供负离子价值，Vs为基干林带吸收二氧化硫价值，Vz为基干林带滞尘价值。

式中，H为林带高度（m），Km为负离子的价值5.818 5×10－18/个，Qm为负离子浓度（个/cm3），Lm为负离子寿命（10 min）。

式中，Ks为二氧化硫治理费用（1 200元/t）[11]，Ws为各森林类型的平均净化S能力（通过各类型叶片平均S含量0.415%、叶片重量比例和生物量获得）。

式中，Kz为降尘清理费用（150元/t）[11]，Wz为各森林类型的平均滞尘量能力（通过各类型叶片平均滞尘量1.64%、叶片重量比例、生物量以及全省定位站年均降雨次数获得）。

2.7 红树林生态价值

红树林生态系统作为一种海岸潮间带森林生态系统，其生态效益可用效果评价法来计量，包括生产有机物、抗风消浪、多样性保护、降解污染物与防治病虫害、固碳释氧以及营养物质循环、养分积累等方面。

式中，V7为红树林生态价值（元），VR为红树林单位面积生态价值（元·hm－2·a－1），AR为红树林面积（hm2）。据研究，红树林单位面积年生态价值达17.33万元hm－2·a－1[12]。

3 结果与分析

浙江省沿海防护林体系工程中，2008－2012年泥质基干林带生态服务功能效益总计171.23亿元，平均每年34.25亿元效益，单位面积47.23万元/hm2，单位长度2 314元/m。

3.1 保护基础设施效益

2008－2012年，浙江省新增泥质基干林带长度达到818 km，2012年底达标基干林带长度为1 480 km。根据公式测算，基干林带保护基础设施效益（V1）价值88.80亿元，占总效益51.86%。

3.2 防灾减灾效益

据浙江全省31条典型林带抽样调查，测算得在海防林防护下台风年产量比正常年减少11.04%，无林带防护下台风年产量比正常年减少34.53%。

2012年底，浙江省泥质基干林带长度达到1 480 km，防护农田等面积达9.62万hm2。根据公式测算，5 a间基干林带防灾减灾效益（V2）累计66.76亿元，占总效益38.99%。

3.3 涵养水源效益

浙江省沿海防护林体系工程区中，2008－2012年泥质基干林带累计调节水量4 255.22万t，年均调节水量851.04 万 t。

2008－2012年累计涵养水源价值（V3）5.12亿元，其中调节水量价值4.23亿元，净化水质价值0.89亿元。

3.4 保育土壤效益

浙江省沿海防护林体系工程区年泥质基干林带总固土量63.93万t，年均固土12.79万t；总保肥量9.21万t，年均保肥1.84万t。累计保育土壤价值（V4）0.80亿元，其中固土价值0.12亿元，保肥价值0.68亿元。

3.5 固碳释氧效益

通过典型林带调查得，平均林带高度6.2 m，平均胸径12.7 cm，平均密度1 650株/hm2，计算得乔木生物量88.81 t/hm2。因此2012年底，泥质基干林带乔木生物总量为64.54万t。

2008－2012年，浙江省沿海防护林体系工程区泥质基干林带总固碳量14.50万t，总释氧量34.51万t。累计固碳释氧价值（V5）4.80亿元，其中固碳价值1.35亿元，释氧价值3.45亿元。

3.6 净化大气环境效益

2012年底，浙江省沿海防护林体系工程区泥质基干林带5 a间累计吸收二氧化硫0.19万t，累计滞尘量23.03万t。2008－2012年累计净化大气环境价值（V6）3.20亿元，其中提供负离子价值2.83亿元，吸收二氧化硫价值0.023亿元，滞尘价值0.34亿元。

3.7 红树林生态价值

红树林是森林的一种独特类型，是森林资源重要组成部分，在维护海岸生态平衡、强塘固堤、防灾减灾、国土保安等方面发挥着多方面的重要作用。

2008－2012年，浙江省沿海防护林体系工程区5年新增红树林面积111 hm2，2012年底红树林总面积达202 hm2，累计生态价值（V7）1.75亿元。

4 结论与讨论

海岸基干林带是沿海防护林体系的第一道防线，主要表现在对台风、风暴潮等自然灾害的刚性抵御，海岸基干林带已成为浙江“千里海塘”的最佳保护卫士。台州温岭[13]、杭州萧山[14]，绍兴上虞[15]和嘉兴市[16]在地方曾做过海防林的部分初步研究。随着沿海地区城市化进程的加快，建设用地需求量越来越大，在国家严格保护基本农田后，很多地方把目光转向了林地和湿地，给沿海防护林的保护和发展带来了严峻挑战。

2008－2012年浙江省泥质基干林带生态服务功能效益总计171.23亿元，平均每年34.25亿元效益，接近2012年全省林业产业总产值3 576亿元的百分之一，单位面积效益47.23万元/hm2，远远高于仙居生态公益林2004－2008年的效益（3.72万元/hm2）[17]，其中保护基础设施效益88.80亿元、防灾减灾66.76亿元、涵养水源5.12亿元、固碳释氧4.80亿元、净化大气3.20亿元、红树林生态价值1.75亿元、保育土壤价值0.80亿元。

沿海防护林基干林带由于抚育和后期修复更新脱节，有些地区曾经合拢的林带出现断裂，有些地区林分质量不高，导致森林防灾减灾和保护设施等功能难以得到最大发挥。这些问题随着海防林工程建设的不断推进，工程区内幼林抚育和管护的任务越来越重，工程建设的实际需要与投入不足的矛盾越来越突出，巩固现有服务功能也越来越难。

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