江苏长江沿岸森林生态系统服务功能价值评估

王 磊，万 欣，王 火

(1.江苏省林业科学研究院, 江苏 南京 211153; 2.江苏扬州城市森林生态系统国家定位观测研究站，江苏 扬州 225000)

森林生态系统是陆地生态系统的主体，能改善全球气候条件以维护人类的生存环境。近年来，日益恶化的生态环境和不断深入的可持续发展理念，迫使人们意识到了森林生态系统对人类生存发展的重要性。江苏省位于长江下游，是长江三角洲的重要组成部分。其中，长江沿岸森林资源作为天然的绿色屏障，其生态区位极为重要。它不仅能平衡和维持长江沿岸生态环境，而且对本省生态安全格局构建、生物多样性保护和经济社会可持续发展具有重要作用。因此，开展长江沿岸森林生态系统服务功能及价值评价研究，对了解长江沿岸森林资源状况、保护森林环境等具有重要意义。

本研究依据中华人民共和国林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1721-2008)[1]中的指标和计算方法，结合江苏省长江沿岸森林资源调查数据及现有的文献资料，对江苏省长江两岸宽1 km范围内的森林生态系统服务价值进行计算，以期为今后江苏省长江沿岸森林的保护、规划及管理提供科学依据和理论指导。

1 研究方法

1.1 研究区域概况

据统计资料显示，长江江苏段岸线长达430 km，长江沿岸森林植被类型极为丰富，且大多属于水土保持类森林，农田防护林和防风固沙林极少。

本研究根据2018年江苏省森林资源变更调查数据及实地调研，并结合遥感卫片解译，统计出了江苏省范围内长江两岸宽1 km范围各植被类型的面积，如表1所示。此次评估的江苏省长江两岸宽1 km内森林总面积为9 276.3 hm2，包括针叶纯林、针叶混交林、阔叶纯林、阔叶混交林、果树、药材林、灌木林等。乔木林面积为8 247.61 hm2，占总面积的89%，在乔木林中阔叶纯林面积占比最大，为5 628.98 hm2，其次是针叶纯林(1 069.9 hm2)和混交林(1 525.96 hm2)。在统计的39类植被类型中，杨树林的面积最大，占总面积的32.2 %。茶林和药材林面积最小。

1.2 估算方法

本研究依据《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1721-2008)[1]相关指标和估算方法，并结合江苏省长江沿岸森林的实际状况和相关文献，对江苏省长江沿岸森林生态系统服务功能的价值进行估算。

2 估算结果

2.1 江苏省长江两岸宽1 km森林生态系统服务功能的总价值

经估算，江苏省长江两岸宽1 km森林生态系统服务功能的总价值为17.1亿元/a，各项生态服务功能价值量大小依次为：固碳释氧(8.40亿元/a)> 涵养水源(5.78亿元/a)>生物多样性保护(1.54亿元/a)> 积累营养物质(0.61亿元/a)>保育土壤(0.32亿元/a)> 净化大气环境(0.22亿元/a)> 森林游憩(0.15亿元/a)> 森林防护(0.08亿元/a)。统计如表2所示。由江苏省长江两岸宽1 km森林生态系统的8大服务功能价值的占比可知，森林8大服务功能价值差异较大，其中森林固碳释氧的功能价值占比最高，其次是涵养水源，森林防护和森林游憩的价值占比最低。由此可见，森林在固碳释氧、涵养水源方面发挥着巨大的作用。

表2 江苏省长江沿岸宽1 km内森林生态系统服务功能价值

2.2 各植被类型森林生态服务功能总价值

本研究参考相关文献资料，结合各植被类型森林面积以及生态服务功能价值的计算公式，将各植被类型森林的生态服务功能价值进行了估算，结果如表3所示。在不同林分类型中，乔木林生态服务功能价值远远大于灌木林、竹林及药材林。显然，这与乔木林的面积大密切相关，乔木林面积占总面积的89%，是灌木林面积的8倍。其中杨树林面积最大，且其叶面积指数较其他类型树种大，固碳释氧、净化大气、积累营养物质等生态服务功能都具有明显优势，因此生态服务功能价值最大，为5.6亿元/a，其次是阔叶混交林，为2.7亿元/a，茶林及其他药材林面积最小，生态服务功能价值也最小。

2.3 单位面积各植被类型森林生态服务功能价值

本研究对单位面积各植被类型的生态服务功能价值也进行了统计，结果如表4所示。单位面积生态服务功能价值总量大小依次为阔叶混交林>针阔混交林>阔叶纯林>灌木林>针叶纯林。可见，单位面积混交林的生态服务功能价值高于纯林。

3 分析与讨论

3.1 涵养水源价值

森林涵养水源功能是指森林对降水的截留、吸收和贮存，将地表水转为地表径流或地下水的功能。主要功能表现在增加可利用水资源、净化水质和调节径流3个方面。参考相关文献资料[2-8]，计算得出本省长江沿岸森林单位面积涵养水源功能价值量最高的是针叶混交林、阔叶混交林和针阔混交林，均达到7.06万元/a，其次是经济林、阔叶纯林、竹林，针叶纯林。其中杉木林涵养水源价值量最低，为4.93万元/a。可见，林分复杂、树种多样、植被丰富的混交林涵养水源的能力最强，优于单一的纯林。此结论与蔡婷等[9]、黄健韬[10]的研究结果一致。研究表明，与纯林相比，混交林的凋落物量多且分解快，腐殖质增多能提高土壤肥力，且土壤疏松度和通气性增强可形成最佳的土壤结构，从而提高了渗透速度，地表径流量减小，土壤持水性能提升，林分持水量增大。因此，在建议长江沿岸建立混交林可提升林分涵养水源性能。

表3 各类植被生态系统服务功能价值 万元/a

3.2 保育土壤价值

保育土壤功能包括固土和保肥2个方面。固土的功能价值由林地土壤侵蚀模数决定，保肥方面由各植被类型森林土壤有机质、氮、磷、钾含量决定。参考相关文献[3,11-14]，计算得出在研究的39中林分类型中，单位面积保育土壤价值最高的是针阔混交林，为0.47万元/a，其他类型森林的单位面积保育土壤价值差别不大，均在0.33万—0.38万元/a之间。已有研究表明，针阔混交林的土壤侵蚀能力及土壤有机质等含量均高于纯林[13-14]，跟本研究结果一致。

表4 单位面积各植被生态系统服务功能价值 万元/(hm2·a)

3.3 固碳释氧和积累营养物质价值

在固碳释氧和积累营养物质方面，本研究参考相关文献[15-23]，计算得出本省长江沿岸森林单位面积价值量最大的是阔叶混交林，分别达到9.82万元/a和0.92万元/a，其次是其他软阔林和杨树林，其他类型森林固碳释氧和积累营养物质价值差别不大。分析其原因，主要由于阔叶树种枝繁叶茂，叶面积较其他类型树种大，林分净生产力水平高，而固碳释氧价值主要由林分的净生产力决定。有研究表明，阔叶混交林的净生产力较其他纯林和混交林高[17-18]，因此，阔叶混交林固碳释氧价值最高。同时，积累营养物质的价值由林分的净生产力和林分含氮、磷、钾量决定，其中各林分的含氮、磷、钾量由于在研究文献中可查阅到的数据甚少，故此次估算中按照江苏省主要林分的林木氮、磷、钾含量的均值[22]计算，因此，阔叶混交林积累营养物质的价值最高。

3.4 净化大气价值

净化大气功能由空气负离子浓度、吸收大气污染物(SO2，NOX，氟化物)浓度、单位面积年滞尘量等指标决定。在净化大气方面，本研究参考相关文献资料[24-32]，估算得出江苏长江沿岸森林单位面积价值量大小依次为针叶林>阔叶林>竹林>经济林>灌木林。值得关注的是，在林分空气负离子浓度、吸收大气污染物及滞尘方面，针叶林中的负离子浓度、单位面积年吸收SO2，NOX、氟化物和滞尘量均高于其他类型乔灌木类型。这与关蓓蓓等[33]、郭益力等[34]、文璐[35]、 魏爱丽等[36]的研究结果基本一致。

4 结论

(1)江苏长江沿岸宽1 km森林生态系统服务功能的总价值为17.1亿元/a，其中森林固碳释氧的功能价值占比最高，其次是涵养水源，森林防护和森林游憩的价值占比最低。

(2)江苏省长江沿岸宽1 km内39种植被类型森林中，生态服务功能总价值最高的是杨树林(5.6亿元/a)，其次是阔叶混交林(2.7亿元/a)，茶林及其他药材林生态服务功能价值最小。

(3)单位面积生态服务功能价值总量大小依次为阔叶混交林>针阔混交林>阔叶纯林>灌木林>针叶纯林。单位面积混交林的生态服务功能价值高于纯林。

综上所述，江苏应大力发展长江沿岸的阔叶混交林建设，以增加长江沿岸森林整体的生态服务价值，同时运用多种监测手段监测长江沿岸森林面积和树种变化等。此外，建议在江苏长江沿岸增设森林生态监测站点，为长江沿岸森林的保护管理及合理利用提供科学依据和技术支撑。