大兴安岭生态功能区的生态功能研究

王承义，张立志



大兴安岭生态功能区的生态功能研究

王承义，张立志

大兴安岭林区是黑龙江、嫩江等水系及其主要支流的重要源头和水源涵养区，是我国寒温带针叶林的重要分布区，对维持区域生态平衡、保障国家和东北亚生态安全具有不可或缺的作用；是我国重要商品粮和畜牧业生产基地的天然屏障，对调节东北平原、华北平原气候乃至全球气候具有无可替代的保障功能。

大兴安岭地区的生态功能区，主要划分为4个类型，分别发挥不同的生态功能保护作用。分别为：黑龙江——呼玛河源头水源涵养与生物多样性保护生态功能区；大兴安岭嫩江源头水源涵养生态功能区；呼玛河中游林业及林特产适度发展生态功能区；呼玛河下游林、农业及湿地保护生态功能区。

研究思路是以大兴安岭生态功能区典型区域生态功能最优化为目标，通过以点带面的方法，设立具备不同生态功能的保护区，利用模型与数学拟合方法研究对不同类型生态功能区核心生态功能的最优化状态下的森林生态系统的结构，通过将相应生态区森林生态系统现有森林结构与最优化结构的对比，科学判断现有森林结构的优劣，分别针对现状与最后化状态之间的差异，提出针对性的森林经营措施与结构改良方法，营造具有典型代表性的生态功能保护区，提出具有普遍指导意义的生态功能保护区建设方案。

一、 黑龙江——呼玛河源头水源涵养与生物多样性保护生态功能区

该区所在的地理位置覆盖了大兴安岭地区的呼中区、漠河县，总面积为27 636平方公里。该区主要的生态功能为：水源涵养与生物多样性保护。

1.水源涵养功能研究。对该区水源涵养方面的研究，分别从落叶松、白桦、山杨以及白桦落叶松针阔混交林等林分类型分别研究，计算得到单位面积森林生态系统的水源涵养功能，其中针叶林为1 370.7t/(h·a)，阔叶林为1 005.2t/(h·a)，针阔混交林为1 189.5t/(h·a)。结合不同林分面积数据，可以计算出水源涵养功能总量为9.76×108t/a，其中，针叶林为6.00×108t/a，占总量的61.51%；阔叶林为1.34×108t/a，占总量的13.75%；针阔混交林为2.41×108t/a，占总量的24.74%。

在森林生态系统处于完全由针叶林组成的理想状态下，可以推算出水源涵养功能总量为10.61×108t/a，比当前提高0.86×108t/a，增幅为8.77%。如果森林生态系统退化为阔叶林时，水源涵养功能总量将降低到7.78×108t/a，比当前降低1.97×108t/a，减少幅度为18.60%。

2. 生物多样性保护功能研究。对生物多样性保护功能的研究，采取生物多样性指数与物种损失机会成本相结合的方法开展研究。主要依据王晓宏等的生物多样性保护功能数据为参考进行本项研究。

经过计算，该区的生物多样性功能为2.83×109元/a，其中，幼龄林为2.10×108元/a，占总量的7.44%；中龄林为1.50×109元/a，占总量的53.02%；近熟林为7.22×108元/a，占总量的25.56%；成过熟林为3.95×108元/a，占总量的13.97%。按照森林永续利用理论，良好结构的森林生态系统林龄结构中幼、中、成过熟林各占1/3，根据这个理论，对该区的生物多样性功能理想化进行理论推算，理论上该区生物多样性保护功能可达到3.16×109元/a，比当前提高3.32×108元/a，增加了11.75%。

二、大兴安岭嫩江源头水源涵养生态功能区

该区涵盖的地域范围包括加格达奇区和松岭区，土地面积为19 008平方公里。该区的主要功能为保护嫩江源头水源地的生态系统的水源涵养功能并保护该区的生物多样性。

该区的水源涵养功能总量为1.41×109t/a，其中，针叶林水源涵养功能为3.03×108t/a，占总量的21.42%；阔叶林为7.35×108t/a，占总量的52.05%；针阔混交林为3.75×108 t/a，占总量的26.53%。根据理想化模式的推算，该区以针叶林完全覆盖的情况下，该区的水源涵养功能总量应达到1.74×109t/a，比当前提高3.24×108t/a，增幅为22.97%。如果森林生态系统退化为阔叶林时，水源涵养功能总量将降低到1.27×109t/a，比当前降低0.14×109t/a，减少幅度为7.99%。

三、呼玛河中游林业及林特产适度发展生态功能区

该区涵盖的地域范围包括新林区和塔河县的部分地区，总面积为15 996平方公里。该区的主要生态服务功能为水源涵养、生物多样性保护与林特产品生产。

1. 水源涵养功能研究。该功能区的水源涵养功能总量为9.90×108t/a，其中，针叶林水源涵养功能为3.38×108t/a，占总量的35.61%；阔叶林为2.63×108t/a，占总量的27.66%；针阔混交林为3.49×108 t/a，占总量的36.73%。根据理想化模式的推算，该区的水源涵养功能总量应达到1.10×109t/a，比当前提高1.49×108t/a，增幅为15.65%。如果森林生态系统退化为阔叶林时，水源涵养功能总量将降低到1.27×109t/a，比当前降低1.44×108t/a，减少幅度为13.13%。

2.生物多样性保护功能研究。该区的生物多样性功能为2.71×109元/a，其中，幼龄林为2.82×108元/a，占总量的13.50%；中龄林为1.93×109元/a，占总量的68.40%；近熟林为2.83×108元/a，占总量的10.00%；成过熟林为1.18×108元/a，占总量的4.17%。基于理想化林龄结构的推算，理论上该区生物多样性保护功能可达到3.27×109元/a，比当前提高5.56×108元/a，增加了20.49%。由此可以认为，在加强森林经营措施、优化林龄结构之后，该区的生物多样性保护功能还有巨大的提升空间。

四、呼玛河下游林、农业及湿地保护生态功能区

该区涵盖的地域范围包括呼玛县和塔河县部分地区，总面积为21 545平方公里。该区主要的生态服务功能为：土壤保持、生物多样性保护与农业生产。

1.土壤保持功能研究。相关研究表明，一个地区的林网面积超过10%，植被盖度超过30%，林地土壤侵蚀模数近似为零。该功能区的有林地面积占林业用地的71.28%，因此，有林地土壤也按照土壤侵蚀模数为零计算。无林地的侵蚀模数为2.218t/(h·a),可以计算出该区的林地发挥的保持土壤功能为388 826.98t/a。

2. 生物多样性保护功能研究。该区的生物多样性功能为5.94×108元/a，其中，幼龄林为7.11×107元/a，占总量的11.97%；中龄林为4.78×108元/a，占总量的80.49%；近熟林为4.20×107元/a，占总量的7.07%；成过熟林为2.85×106元/a，占总量的0.48%。基于理想化林龄结构的推算，理论上该区生物多样性保护功能可达到7.27×108元/a，比当前提高1.33×108元/a，增加了22.47%。

五、结论与建议

1.大兴安岭的生态功能区都发挥了其应有的生态功能，巨大的水源涵养、水土保持、生物多样性保护等生态效益为保障大兴安岭地区乃至东北亚地区的生态安全做出了巨大贡献。

2.4个生态功能区都存在着树种结构比例不合理的问题，该地区的顶级群落——落叶松林的比例过少，不利于各种生态功能的发挥。所以，4个生态功能区应该尽力优化树种结构比例，增加落叶松林的比例，促进生态功能区发展。

3.4个生态功能区都存在着严重的林龄结构不合理的问题，幼龄林、中龄林、成过熟林比例严重失调，极大地影响了生物多样性等生态功能的发挥。所以，4个生态功能区应该尽力优化林龄结构，增加幼龄林、中龄林、成过熟林比例，丰富生态多样性，促进生态功能区发展。

(作者王承义系黑龙江省林业科学研究所研究员，张立志系黑龙江省林业科学院研究员)