新疆平原荒漠林生态系统服务功能评估

刘茂秀，史军辉，王新英

(新疆林业科学院,新疆塔里木河胡杨林生态系统国家定位监测研究站，新疆 乌鲁木齐 830046)

新疆荒漠林生态系统主要分布于平原区，是整个生物圈中的一个生态系统类型之一，是陆地生态系统中的一个重要的子系统，以胡杨林、柽柳林和梭梭林为主要优势群落，是新疆绿洲生态系统的一道天然生态屏障。由于特殊的地理及生态区位条件，使荒漠林生态系统在区域绿洲生态环境构建、防风固沙等方面具有较高的生态作用[1]。科学规范评价荒漠林生态系统服务功能，是新疆生态文明建设特别是生态立区，环保优先重大战略决策及防沙治沙等重大生态工程效益评价现实需求与科学依据。

近些年来,服务功能价值评估成为生态系统研究的热点之一[2]，2011 年，联合国千年生态系统评估也正式启动[3]。我国近年来也开展了森林生态系统服务功能评估的相关工作[4-7]，并取得了很多有价值的研究成果。目前，随着对于生态系统服务功能评估理论和方法研究的深入，生态系统服务功能价值评估的实践研究也随之增多。针对森林、湿地、农田等生态系统的研究较多[8-11]，对荒漠林生态系统服务功能的价值评估极少。荒漠林生态系统作为荒漠区的绿色生态屏障，对绿洲区的生产、生活及社会稳定发挥着至关重要的作用。因此，对荒漠林生态系统提供服务的能力进行监测评估，可以为荒漠区土地退化以及荒漠化的定量研究提供一个切实可行、功能强大的技术手段。

本文依据《森林生态系统服务功能评估规范》(LY /T 1721—2008)[13]、《荒漠生态系统服务评估规范》(LY/T2006-2012)[14]，采用新疆第八次森林资源连续清查数据、新疆塔河流域胡杨林站和新疆荒漠精河站2个森林生态系统国家定位观测研究站长期定位观测数据以及社会公共数据，对2014年新疆荒漠林生态系统服务功能价值进行评估，以期为客观评估新疆实施天然荒漠林保护工程的效益，为科学经营与管理森林资源提供指导。

1 研究区概况

新疆平原荒漠林主要分布于新疆的两大盆地上，所分布的天然林在生态上虽都属于荒漠林类型，总面积为221.97万hm2，其中荒漠河岸林胡杨林面积为20.62×104hm2，占总面积的9.29%、灌木柽柳群系为主的灌木荒漠林，面积为107.05×104hm2，占48.23%、梭梭林群系灌木植被为主的灌木荒漠林，面积为94.30×104hm2，占42.48%(表1)。境内主要荒漠植被类型以胡杨(Populuseuphratica)、梭梭(Haloxylonammodendron)、柽柳(TamarixSPP.)为主，其他还有铃铛刺(Halimodendronhalodeneron)、琵琶柴(Reaumuriasongonica)、盐穗木(Halostachyscaspica)、野蔷薇(Rosamultiflora)、白刺(Nitrariatangutorum)以及芦苇(Phragmitescommunis)、芨芨草(Achnatherumsplendens)、盐草(Halophilaovalis)、蒿草(Kobresiamyosuroides)等草本植物。

表1 荒漠林各林分面积 hm2

2 研究方法

2.1 数据来源

数据来源包括:(1) 第八次全国森林资源清查“新疆维吾尔自治区森林资源清查成果”和国家权威机构公布的社会公共数据;(2) 新疆塔里木河胡杨林生态系统国家定位观测研究站和新疆精河荒漠生态系统国家定位观测研究站长期定位监测数据，包括主要林分年净生产力、土壤容重、土壤侵蚀模数、防风固沙量、土壤营养元素 ( 有机质、N、P、K) 、空气负离子浓度、年吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物量、林分年滞尘量以及林木各器官养分含量和生物多样性指数。

2.2 评估指标及计算公式

本研究以 LY /T 1721—2008《森林生态系统服务功能评估规范》、《荒漠生态系统服务评估规范》(LY/T2006-2012)和《一类森林资源调查报告数据技术规定》为依据，运用市场价值法、影子价格法等，分别从防风固沙、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、生物多样性保护等方面评价2014年新疆平原荒漠林生态服务功能价值。

3 结果与分析

3.1 平原荒漠林和不同林地类型生态系统服务总价值量分析

经过对荒漠林生态系统各项服务功能的评估，乔木林和灌木林生态服务功能价值量分别为141.75×108元·a-1和921.82×108元·a-1，单位面积价值量6.87×104元·hm-2·a-1和4.58×104元·hm-2·a-1(表2)。而新疆荒漠林生态系统每年产生1 063.56×108元的服务功能价值，各生态服务功能中，防风固沙功能价值最高，为477.51×108元·a-1，占总价值的44.90%；固持水功能价值次之，为377.08×108元·a-1，占总价值的31.67%；生物多样性保育价值第三，为11 099×108元·a-1，占总价值的10.44%；保育土壤功能价值第四，为80.33×108元·a-1，占总价值的7.55%；固碳释氧功能第五，占总价值的4.77%；净化大气环境和积累营养功能价值量较低，均占总价值的0.32%。

表2 不同林地类型服务功能价值

3.2 不同林龄生态服务功能价值

新疆平原荒漠林中乔木林 5 种龄组生态服务功能的大小依次为: 近熟林(59.02×108·a-1，占总价值量的30.03%) >成熟林(50.10×108元·a-1，占总价值量的28. 04%)>过熟林(48.93×108元·a-1，占总价值量的27.39%)>中龄林(18.69×108元·a-1，占总价值量的10.46%)>幼龄林(1.95×108元·a-1，占总价值量的1.09%)(表3) 。单位面积生态服务价值量为成熟林(9.49×104元·hm-2·a-1)>近熟林(9.12×104·hm-2·a-1)>中龄林(8.65×104元·hm-2·a-1)>幼龄林(8.11×104元·hm-2·a-1)>过熟林(7.56×104元·hm-2·a-1)。

表3 不同林龄生态服务功能价值

3.3 不同盖度生态服务功能价值

表4 不同盖度生态服务功能价值

根据《荒漠生态系统服务评估规范》(LY/T2006-2012)和《一类森林资源调查报告数据技术规定》，将梭梭林和柽柳林按盖度划分为三个监测水平，即高盖度(盖度≥70%)、中盖度(盖度≥50-69%)、低盖度(盖度≥30-49%)。新疆荒漠林生态系统中灌木林 5 种龄组生态服务功能的大小依次为: 低盖度(797.16×108元·a-1，占总价值量的 87.29%)>中盖度 (85.06×108元·a-1，占总价值量的9.31%)>高盖度 (30.97×108元·a-1，占总价值量的3.39%)( 表4)。单位面积生态服务价值量为高盖度(14.81×104元·hm-2·a-1)>低盖度(8.51×104·hm-2·a-1)>中盖度(7.50×104元·hm-2·a-1)。

3.4 不同林分生态服务功能价值

表5 不同林分生态服务功能价值

新疆荒漠林生态系统不同林分生态服务功能的大小依次为: 柽柳林(508.78×108元·a-1，占总价值量的47.84%)>梭梭林(413.03×108元·a-1，占总价值量的38.83%)>胡杨林(141.75 ×108元·a-1，占总价值量的13.33%)(表5) 。单位面积生态服务价值量为胡杨林(6.87×104元·hm-2·a-1)>柽柳林 (5.40×104元·hm-2·a-1)>梭梭林(3.86 ×104元·hm-2·a-1)。

4 结论与讨论

新疆平原荒漠林生态服务功能价值为 1063.56×108元·a-1，说明荒漠林在新疆生态系统中发挥着巨大的生态服务功能。表明科学经营管理平原荒漠林，才能体现出平原荒漠林在区域绿洲生态环境构建、防风固沙等方面具有较高的生态作用。 相反，若平原荒漠林管理不当，甚至大面积破坏，将会导致平原绿洲区发生持续性生态危机和灾难。各功能价值量的排序依次为: 防风固沙>固持水>生物多样性保育>保育土壤>固碳释氧> 净化大气环境=积累营养物质。说明防风固沙功能是新疆平原荒漠林中起着重要生态服务功能作用，新疆荒漠林生态系统中乔木林和灌木林生态服务功能价值量分别为141.75×108元·a-1和921.82×108元·a-1，其中灌木林价值量占总服务功能的86.67%，是乔木林价值总量的6.5倍之多，表明风沙前沿生长的灌木林在新疆平原荒漠林生态服务功能中发挥中不可替代的作用。但乔木林的单位面积价值量是和灌木林分别是1.5倍，充分保护平原荒漠林的乔木林，才能更好提升荒漠林生态服务功能的价值量。