浙江省遂昌县公益林生态效益评价初步研究

李大标，龚笑飞，张 骏，郑楼福，张健雄

（1.浙江省遂昌县林业局，浙江 遂昌 323300；2.浙江省林业科学研究院，浙江 杭州 310023）

浙江省遂昌县公益林生态效益评价初步研究

李大标1，龚笑飞1，张 骏2，郑楼福1，张健雄1

（1.浙江省遂昌县林业局，浙江 遂昌 323300；2.浙江省林业科学研究院，浙江 杭州 310023）

采用两阶抽样法，在生物量调查基础上，运用市场价值法、影子工程法、机会成本法等方法，对遂昌县226个公益林小班进行了实物量与价值量评价。结果显示：遂昌县公益林2010年总生物量1 395.80×104t，生态效益总价值90.59亿元。生物量大小依次为针阔混交林＞杉木林＞阔叶林＞松木林＞毛竹林＞灌木林＞杂竹林，不同服务功能价值量排序为涵养水源＞生物多样性保护＞固碳释氧＞固土保肥＞森林旅游＞净化大气＞森林防护＞积累营养。研究表明，遂昌县公益林生态效益显著，间接价值远大于直接价值。研究认为生态系统各服务功能内在关系和量化指标选取对公益林生态效益评价有重要影响；加强公益林可持续管理，防止退化，是公益林生态效益下一步研究重点。

公益林；生态效益；生态系统；评价；浙江省

生态系统服务功能即人类从生态系统中获得的效益［1］。森林生态系统服务功能是指森林生态系统及其生态过程为人类提供的自然环境条件与效用［2］。2008年，国家林业局颁布的《森林生态系统服务功能评估规范》（LY/T1721-2008）是目前森林生态系统服务功能评估研究的国家标准，已经在多地推广应用。本文通过森林生态系统各项服务功能分析，对浙江省遂昌县公益林生态效益进行了价值评价，为权衡公益林的不同服务功能、制订更加科学的森林生态效益补偿提供了参考［3］。

1 研究地概况

研究地位于浙江省西南部的遂昌县，地理坐标介于东经118°41′～119°31′，北纬28°13′～28°49′之间，地处浙江省钱塘江和瓯江2水系的源头地区。全县林业用地总面积22.13万hm2，占土地总面积25.4万hm2的87.1%，活立木蓄积量779万m3，森林覆盖率82.3%，居浙江省前列［4］。

遂昌县2001年进行公益林建设试点，2004年实行森林生态效益补偿制度，公益林建设总规模13.01万hm2（其中，国家级3.53万hm2，省级9.48万hm2）占全县林业用地总面积的58.8%［5］，建设规模位居浙江省前列。

2 研究方法

2.1 数据来源

于2010年11月至2011年3月，采取固定小班调查的方法，以公益林生态效益县级监测体系调查资料为基础，参考本研究其他相关研究资料［6］。研究数据主要来源以下4个方面：

（1）遂昌县2009年森林资源动态监测报告。（2）遂昌县人民政府2011年《遂昌县重点公益林建设与效益公报》。

（3）遂昌县林业局2007年《遂昌县林业志》。

（4）国家林业局《森林生态系统服务功能评估规范》（LY/T1721-2008）。

2.2 评价体系

根据2008年4月28日国家林业局发布的《森林生态系统服务功能评估规范》（LY/T1721－2008）［7］，对森林涵养水源、固土保肥、固碳释氧、积累营养、净化大气、森林防护、生物多样性保护、森林游憩等方面产生的效益进行了评价研究，并结合实际情况作了适当调整。

2.2.1 涵养水源 公益林通过林冠截留［8］、枯枝落叶层截持［9］、林地土壤对水分调节［10］3个过程发挥生态防护效能。利用有林地和无林地蓄水能力的差异情况对公益林调蓄水功能进行评价，以调蓄水量衡量公益林净水能力［11］。

式中，W为林地每年调水量（m3/a），Ai为林型i的面积（hm2），Hs为土壤非毛管孔隙度（%），Ds为土层厚度（m），Vw为无林地的土壤非毛管调水量（m3/a），Wl为林地枯落物调水量（m3/a）。

对公益林涵养水源效益采用《森林生态系统服务功能评估规范》中的影子工程法分别从调水效益和改良水质效益2方面进行测算：

式中，V1为公益林涵养水源价值（元），W为公益林调蓄水量（m3），P1为调蓄水效益影子价格（6.11元/m3），P2为净水效益影子价格（2.09元/m3）。

2.2.2 固土保肥 公益林在截留天然降水的同时，大大减少了降雨势能对土壤的直接冲击，从而起到有效的固土保肥作用［3］。固土能力以特定面积公益林减少同等面积无林地的土壤侵蚀量衡量，计算方法参考文献［12］。

森林固土保肥和改良土壤效益评价，分别从森林固土效益、森林保肥效益和森林改良土壤效益3方面衡量。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的无林地土壤侵蚀的量来衡量，计算公式为di＝Ai×（Sw－Si）

式中，di为林型i的固土量（t/a）；Ai同上；Sw为无林地土壤侵蚀模数［t/（hm2·a）］；Si为林型i林地土壤侵蚀模数［t/（hm2·a）］。

以等价于森林固定土壤中纯N，P，K量的碳酸氢铵、过磷酸钙和硫酸钾的货币化价值计量森林保肥效益［11］。

式中，V2为森林每年保育土壤的价值（元/a）；Ai，di同上式；K1为挖掘泥沙的费用（12.6元/m3）；ρi为林型i的土壤容重（t/m3）；Ns，Ps，Ks分别为森林土壤中氮、磷、钾含量，M为森林土壤中有机质含量；R1为磷酸氢二铵含氮量，R2为磷酸氢二铵含磷量，R3为氯化钾含钾量；C1为市场上磷酸氢二铵平均价格（2 400.00元/t），C2为氯化钾平均价格（2 200.00元/t），C3为有机质平均价格（320元/t）。2.2.3 固碳释氧 公益林固定空气中CO2量：

式中，CO2为森林固定空气中CO2量（t）；1.612 3为每吨森林固定空气中CO2系数；Bi为森林年净生长生物量（t）。

公益林释放O2量：

式中，O2为森林释放O2量（t）；1.172 4为每吨森林释放O2量系数；Bi同上式。

本文运用工业生产成本法对公益林固碳释氧价值进行核算［6］。计算公式为

式中，V3为公益林固碳释氧价值量（元）；PC为人工固 C价格（元/t）；PO为人工生产 O2价格（元/t）。

2.2.4 积累营养物质 森林植物通过生化反应，在大气、土壤和降水中吸收N，P，K等营养物质并贮存在体内各器官的功能。森林植被的积累营养物质功能对降低下游面源污染及水体富营养化有重要作用。计算公式：

式中，V4为森林每年积累营养物质的价值量（元/a）；Ai，Bi，R1，R2，R3，C1，C2，C3同上式；Nl，Pl，Kl分别为森林林分中氮、磷、钾含量。

2.2.5 森林游憩 森林游憩效益包括公益林在经营中产生的显性价值和隐性价值2部分［13］。本文采用典型调查法与专家评价法，并参考已有的研究资料来计算。其计算方法如下：

式中，V5为森林景观效益经济评价值（元）；Ai同上；K1为单位面积森林的旅游价值（元/hm2）。

2.2.6 森林防护 在实践中，常以公益林降低水灾、旱灾等自然灾害的发生和相应损失（直接和间接损失）来衡量公益林森林防护效益。遂昌县为浙江省林业大县，传统的森林经营模式造成了森林过量采伐和林分质量下降，本文认为遂昌县干旱洪灾的损失主要是由森林经营不当引起的，并依此评价公益林森林防护效益。

式中，V6为森林每年的防护价值（元/a）；Ai同上；a为当年各县居民消费价格指数和2004年价格指数比；K2为单位面积森林的减轻灾害价值（元· hm2/a），通过浙江省历年水库直接经济损失、泥沙损失量以及江河湖库引起的库容损失换算。

2.2.7 生物多样性 公益林的生物多样性效益由单位面积年物种损失机会成本和公益林面积相乘得到［14］。计算公式为

式中，V7为公益林年物种保育价值（元/a），Ai同上，S为单位面积年物种损失机会成本（元/hm2· a），运用Shannon－Wiener多样性指数计量其效益。2.2.8 净化大气 空气中负氧离子的浓度大小，跟人的身体健康有直接关系。森林的树冠、枝叶的尖端放电以及光合作用过程的光电效应均会促使空气电解，产生大量的空气负离子。植物释放的挥发性物质如植物精气等也能促进空气电离，从而增加空气负离子浓度。计算公式：

式中，V8为森林每年提供的负离子价值（元/a）；Ai同上；Hi为林型i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）。

2.3 样地设置

主要为固定样地调查。公益林固定小班调查以小班为大样本，结合生态监测要求，在小班内设置固定监测样方。在省级样地布点加密的基础上确定监测样地数量。遂昌县公益林小班总数为15 991个，本文运用两阶抽样法，按小班总抽样数量的1%～2%抽取，监测小班226个。

固定监测样方布设在公益林小班中按上、中、下坡位进行随机设定，面积为20 m×20 m（水平方向20 m），样方内胸径达到5.0 cm的林木均应进行编号计量。沿固定监测样方对角线设置3个2 m×2 m的固定小样方（对角线两端各设1个，中间设1个），调查小样方内林分的灌木、竹类和草本等植物［6，12］。

3 结果与分析

3.1 涵养水源

遂昌县境内河流分属钱塘江和瓯江2水系，总蓄水量7.0×107m3，水力资源蕴藏量4.0×105kw· h［15］。经测算，遂昌县2010年公益林调蓄水量3.61×108t，水源涵养效益累计29.58亿元，占总效益的32.95%，其中调水效益22.04亿元，净化水质效益7.54亿元。

3.2 固土保肥

遂昌县公益林2010年共固定土壤4.612 4× 106t，减少流失和增加土壤养分纯氮4 961.60 t、纯磷1 333.52 t、纯钾88 103.48 t、有机质174 306.18 t（见表1），累计效益价值6.03亿元。不同林型固土量依次为针阔混交林＞杉木林＞阔叶林＞松木林＞毛竹林＞灌木林＞杂竹林。

表1 遂昌县公益林不同林型固土及积累营养量

3.3 固碳释氧

固碳释氧由固定CO2和释放O2组成。制造1 t森林生物量，可释放O21.19 t，同化CO21.63 t，折算成固碳量为0.44 t［11，16－17］。遂昌县13.01万hm2公益林2010年吸收CO22.219 0×106t，释放O21.349 5×106t（单位面积固碳释氧量，见表2）；净增固碳量为6.052×105t，其中，植被固碳5.041× 105t。生态效益累计价值20.76亿元，其中固碳7.26亿元，释放O213.50亿元。

表2 遂昌县公益林不同林型多样性指数、固碳释氧及生物量

3.4 积累营养

森林从土壤和空气中吸收营养物质是森林生态系统中的重要过程［18］。本文估算了公益林营养物质积累所产生的价值。经测算，遂昌县公益林2010年积累营养物质中，纯氮3 203.63 t，纯磷506.19 t，纯钾1 611.85 t（见表1），积累营养价值累计0.70亿元。

3.5 森林游憩

遂昌境内建有南尖岩、遂昌金矿国家矿山公园、神龙谷、千佛山4处国家4A级旅游景区和1处3A级景区。全县依托森林资源的农家乐生态休闲旅游村（点）64个，建成农家乐省级特色示范村2个、省级特色示范点2个，市级特色村8个、市级特色示范点4个，四星级农家乐3家、三星级农家乐54家。

据测算，遂昌县单位面积公益林的旅游价值为2 940.3元/hm2，2010年旅游价值为3.82亿元。

3.6 森林防护

森林在生态环境建设中具有降低台风风速、调蓄洪水等作用，可有效减轻台风和洪水的危害程度［6］。经测算，遂昌县森林平均减轻水旱灾的价值为1 678.1元/hm2，2010年公益林防护效益累计价值0.73亿元。

3.7 生物多样性

运用机会成本法［19］和Shannon-Wiener多样性指数（见表2），由公式得出遂昌县公益林生物多样性保护总价值为23.99亿元。针阔混交林的物种保育价值占主体49%，其次是常绿阔叶林占32%。

3.8 净化大气

遂昌县公益林各林型负离子平均浓度为1 990个/cm3，均达到4级以上水平，对人类健康相当有利，净化大气效益为3.53亿元。

4 结论

（1）从研究结果来看，遂昌县公益林生态效益显著，其间接经济价值要远大于直接经济价值。2010年公益林生物总量1.395 80×107t，年增长量1.134 0×106t，发挥生态效益总价值89.59亿元。不同森林类型生物量大小依次为针阔混交林＞杉木林＞阔叶林＞松木林＞毛竹林＞灌木林＞杂竹林（见表2）。从公益林生态效益不同服务功能类型来看，价值量依次为涵养水源＞生物多样性保护＞固碳释氧＞固土保肥＞森林旅游＞净化大气＞森林防护＞积累营养（见表3）。

表3 遂昌县公益林生态效益不同服务功能类型价值

（2）本文对公益林生态效益的评价研究，并未考虑人为活动的影响，只作了静态方面的研究［20－21］。这就使得评估价值难以全面、客观地反映公益林的生态价值。由于技术方法、资料收集等各方面的原因，生态效益的监测，尤其是以县域为单位的监测工作还是初步的。如净化大气中的吸收污染物，降低噪音，滞尘和草本层多样性，由于监测、计量手段及其人为因素的影响，无法精确计量和进入市场交易。但以上研究数值依然清楚地反映了公益林在改善生态环境和发展社会经济中的促进作用。

（3）本文将公益林生态效益按生态系统服务功能分类分项进行价值评价，实际上生态系统各效益间交叉重叠，服务功能复杂多样［22］，因此公益林的生态效益研究是一项长久的课题，需要建立定位站进行长期、连续、动态监测，只有明确生态系统各服务功能的内在关系，选取相应的量化指标，生态效益评价结果才会更准确。

（4）公益林生物量受坡度、坡向、海拔等环境因子影响［23］，要多方位、多视角对公益林生态系统进行研究，深化公益林生态效益相关热点及新兴问题研究。加强公益林可持续管理，防止其进一步退化，将是公益林生态效益下一步研究重点。

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Eco－benefit evaluation of public welfare forest in Suichang County，Zhejiang Province

LIDa-biao1，GONG Xiao-fei1，ZHANG Jun2，ZHENG Lou-fu1，ZHANG Jian-xiong1
（1.Suichang Forestry Bureau of Zhejiang，Suichang 323300，China；2.Zhejiang Forestry Academy，Hangzhou 310023，China）

Based on the biomass investigation by two-class samplingmethod，themarket valuemethod，shadow engineering method and opportunity costmethod，the physical quantity and value quantity of 226 public welfare forest subcompartment in Suichang County was evaluated.The result showed that the total biomass of public welfare forest in Suichang County in 2010 was 1 395.80×104T，and ecological value was 9.059 billion yuan.The order of biomass was ranked as coniferous and broadleaved mixed forest＞Chinese fir＞broadleaved forest＞pine forests＞bamboo forest＞shrub forest＞mixed bamboo forest；and different service function value order was ranked aswater conservation＞biological diversity protection＞carbon fixation and oxygen release＞soil fixation and fertilitymaintenance＞forest tourism＞air purification＞forest protection＞nutrients accumulation，suggesting that the eco-benefitof public welfare forest in Suichangwas significant，and the indirect value was far greater than the direct value.We conclude that the inherent relation of the ecosystem service function and the quantitative indicators selection have an important influence on the evaluation of the public welfare forestbenefit.The further research will focus on the sustainablemanagement of public welfare forest.

Public welfare forest；Eco-benefit；Ecosystem；Evaluation；Zhejiang Province

S718.56

A

10.3969/j.issn.1001－7380.2015.01.006

1001－7380（2015）01－0028－05

2014-08-11；

2014-08-20

浙江省林业厅科技项目“公益林县级监测体系建设”（2010434）

李大标（1973－），男，浙江遂昌人，工程师，大学本科毕业，主要从事森林资源保护工作。E-mail：scbiao＠126.com。