上海化工区防护林绿地系统生态服务功能评价

2016-10-11修美玲

绿色科技 2016年15期

关键词：防护林林地化工

修美玲

(上海植物园，上海 200231)

上海化工区防护林绿地系统生态服务功能评价

修美玲

(上海植物园，上海 200231)

以上海化工区防护林绿地系统为研究对象，选取气候调节、固碳释氧、净化空气、吸收乙烯、涵养水源、减弱噪声、生物多样性等指标，采用替代成本法、生产成本法、影子工程价格、条件价值评估法等方法估算了其生态服务价值。结果表明：上海化工区防护林绿地系统的总价值为14075.77万元。按照价值排序依次为，固定CO2>释放O2>调节气候>生物多样性>净化空气>涵养水源>减弱噪音>保持土壤。绿地生态价值货币化使城市林地的生态服务经济价值更加直观，有助于认识防护林的重要性。

生态服务功能；防护林；评价

1　自然概况

上海化学工业区位于上海市南翼，在金山、奉贤两区的交界处，杭州湾的北岸，距市中心 50 km，是“十一五”期间中国投资规模最大的工业项目之一，也是上海四大产业基地的南块中心，被誉为“上海工业腾飞的新翅膀”。上海化工区生态防护林的建设对改善化工区的生态环境，减少工业区“三废”的负面影响起到了积极的作用。上海化学工业区生态防护林建设项目位于化工区北端，地处长江三角洲南翼，太湖流域碟形洼地的东南边缘。区内地势低平，河渠交织成网，地貌为滨海平原。本区域处于亚热带季风气候区，日照时间多(年均1913 h)，无霜期较长(年均228 d)，四季分明，雨热同季，雨水充沛，但水资源季节分布不均，6～9月为全年水量最多月份，多年平均气温15.6 ℃，极端最高气温 37.9 ℃，极端最低气温-10.1 ℃，年平均降雨量 1100.7 mm，相对湿度82%。为了进一步研究该防护林绿地系统建成后的生态效应，本文对该区防护林绿地系统进行了生态效益评估。

2　评价方法

依据2005年上海化学工业区对绿地系统进行的整体规划，并结合防护林规划图和施工图，将上海化工区防护林绿地系统分为林地、草地、水域3类。其中有效林地总面积约55.25 hm2、草地12.80 hm2、水域15.71 hm2，本项目采用Costanza等人对生态系统功能效益的评价标准[1]，结合防护林的特色，分别对该区域各项生态功能价值进行评估(表1)。

表1　本项目价值评价所考虑的生态系统效益和生态系统功能

3　结果与分析

3.1“调节气候”的价值

一株大树蒸发一昼夜的调温效果等于1046 kJ，相当于10台空调机工作20 h，以室内空调机耗电0.86 kW·h/台，电费按0.60 元/kW·h计，则为0.516元/(h·台)。化工区防护林约有树木63000株，成林后每年按60 d使用空调器计，则化工区防护林绿地生态系统调节气候功能的经济价值为：45000株×10台/株×20 h/d×60 d/a×0.516元/(h·台)=2786.4万元/年。

3.2“固碳释氧”的价值

根据光合作用和呼吸作用的反应方程式推算每形成1 g干物质，需要1.63 g CO2，释放O21.2 g。CO2的单位质量价值借用瑞典碳税率0.15美元/kg(碳)来计算，换算成吸收CO2的税率为4.094× 103美元/g(CO2)，如果按6.7元人民币/美元的汇率计算，即3.36×104元/t(CO2)。O2的单位质量价值按工业制氧价来计算(4×104元/t)。根据不同植被类型的绿地每天固定CO2释放O2的量(表2)，按每年200 d计算，对化工林的固碳释氧价值进行评价(表3)。

3.3“净化空气”的价值

绿色植物在其抗性范围内能通过吸收而减少空气中硫化物、氮化物、卤素等有害物质的含量。

3.3.1“吸收SO2”的价值

阔叶林对SO2的吸收能力为88.65 kg/(hm2/年)，针叶林平均吸收能力值为215.60 kg/(hm2/年)，平均可脱硫152.05 kg/hm2[2]。按林地面积为55.25 hm2计算，以SO2治理单价每吨3000元计，如果没有林地对SO2的吸收作用，消除这些SO2的费用为：152.05 kg/(年/hm2)×55.25 hm2×3000元/t=2.52万元/年。

表3　化工区防护林化工区防护林固碳释氧价值

3.3.2“吸收氮化物”的价值

目前汽车尾气脱氮治理的代价是每吨1.6万元。一公顷林地一年可以吸收氮氧化物380 kg，化工区防护林现有林地55.25 hm2[2]，其吸收氮氧化物的功能价值为：55.25 hm2×0.38 t/(年hm2)×1.6万元/t=33.59万元/年。

3.3.3“滞留降尘”的价值：

粉尘是大气污染的重要指标之一，植物特别是树木对烟灰、粉尘有明显的阻挡、过滤和吸附作用。森林对有害烟尘和粉尘具有很大的阻挡作用。针叶林的滞尘能力为33.2 t/hm2，阔叶林的滞尘能力为10.11 t/hm2，平均值为21.65 t/hm2[2]。因此，化工区防护林滞尘量为1196.163，以削减粉尘成本为170元/t计，潜在经济价值达20.34万元。

3.3.4“吸收乙烯”的价值：

在进行化工区设计过程中选择的一些树种，如：夹竹桃、香樟、榆树等都对乙烯具有一定的抗性和吸收能力，但具体的吸收数量由于缺乏足够的实验数据，在此仅提出该生态防护林具有吸收乙烯的功能，而不对其功能价值进行评估。

综合以上各项净化空气的生态功能价值，化工区防护林净化空气的总经济价值为2.52+33.59+20.34=56.45万元/年。

3.4“涵养水源”的价值

上海市多年平均降水量为1143 mm，化工区防护林绿地系统面积68.05 hm2、水域面积15.71 hm2，按照1 m3的水价2.00元，则可得到化工区防护林绿地系统林地、水域全年涵养水源功能价值：(15.71 hm2+68.05 hm2)×143 mm/a×2元/m3=19.15万元/年。

3.5“减弱噪声”的价值

目前对森林生态系统降低噪声价值的估算方法是以造林成本的15%计，以平均造林成本240元/m3，成熟林单位面积蓄积量80 m3/hm2计[3]，则化工区防护林绿地生态系统服务降低噪声的价值为：240元/m3×15%×80 m3/hm2×55.25 hm2=15.91万元。

3.6“生物多样性”价值评估

生物多样性经济价值的量化具有一定的难度，目前只是提出一些探索性的价值核算方法。根据我国制定了森林生物多样性的价值核算标准，上海市属于华东地区，森林生物多样性价格按3万元/hm2计算[3]，则化工区防护林绿地生态系统生物多样性的价值为：3万元/hm2×55.25 hm2=165.75万元。

3.7“保持土壤”的价值

防护林生态系统保护土壤主要通过减少表土损失量和保护土壤肥力2个相互联系的生态过程来实现其经济价值。

3.7.1林地与草地每年减少土壤侵蚀的总量

根据不同类型地被的侵蚀模数来估计化工区防护林的总潜在土壤侵蚀量(表4)。

表4　化工区防护林绿地系统每年潜在土壤侵蚀量

3.7.2森林、草地减少的土壤侵蚀的损失估计

(1)森林、草地每年减少土地损失面积及其间接价值.以化工区防护林中森林、草地每年的土壤保持量的平均值21746 t，土壤密度1.5 g/cm3，如作为林业生产的平均收益约为300元/(hm2/年)计算[2]，估算出化工区防护林每年减少的土地废弃面积的经济价值为800元。

(2)减少土壤肥力损失的间接价值。化工区防护林平均N含量1600×10-6，P含量620×10-6，整个地块N、P含量相当于使用化肥0.5 t，以我国化肥平均价格2549元/t，可估计出化工区防护林绿地系统减少土壤肥力损失的间接价值为1275元。

综合以上分析，上海化工区防护林化工区防护林绿地系统以树林、草地为主的陆地生态系统每年保持土壤的总经济价值为2075元。

3.8社会效益及文化价值

森林生态系统的社会效益实质是森林对人这一主体生存发展所起的影响和作用(促进人类身心健康等)，主要构成因素包括提供自然环境和条件的娱乐、游憩、美学、精神和文化等的价值。但这部分价值很难用货币价值衡量，所以在这里我们仅把它作为一种潜在价值，对其产生的生态功能价值就不作具体量化了。

4　结语

根据以上计算，可以得出上海化学工业区防护林绿地系统的生态服务功能的的总价值(表5)。

从表5可以看出，上海化工区防护林绿地系统的总价值为14075.77万元。按照价值排序依次为，固定CO2>释放O2>调节气候>生物多样性>净化空气>涵养水源>减弱噪音>保持土壤。在化工区防护林绿地系统中，固定CO2和释放O22项功能的价值占总价值的78.4%，说明该防护林绿地的主要生态功能是气体交换，同时也反映了上海化工区防护林绿地系统在净化空气中的巨大作用。城市绿地生态系统受自然和人类活动的共同影响，其功能非常复杂[4]，本研究所选的参数并不能准确反映相关的生态服务功能价值，评价指标体系的构建还具有一定的局限性，因此，基于长期观察和精确计算的价值更加有利于了解防护林的重要性，有助于提高绿化建设的合理性。