生态公益林生态系统服务价值评估研究——以江西省为例

邹佳敏，李建中，禹慧琴，乔金笛，廖文梅

(1.江西农业大学 经济管理学院 江西乡村振兴战略研究院，南昌 330045；2.江西省森林资源保护中心，南昌 330038；3.四川省标准化研究院，成都 610031)

森林是陆地自然生态系统的主体，提供了人类必需的洁净的水源、新鲜的空气和适宜的气候等生态产品[1]，国家森林资源的保护、森林生态系统安全维护是建设生态环境的关键任务[2]。生态公益林主要功能是维护和改善自然生态环境，旨在提供公益性社会产品[3]，有利于提升人类生存环境、维持生态平衡和保护物种资源[4]。生态公益林是促使生态环境水平得以改善的有利主体[5]，是生态环境可持续发展的重要基础，不仅关系着国土生态安全[6]、物种多样性的保护工作、生存环境的改善，还对整个经济社会的可持续发展有着显著的积极影响[7]，有效地创造了更多社会性产品，对推进自然生态可持续发展[8]发挥了至关重要的作用。

森林生态系统服务功能指为森林生态系统维持生命物质循环与转换的生态过程所形成及维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用[9]，有涵养水源、保持水土、调节气候、保护生物多样性、防风固沙等生态服务功能[1]，具有价值总量大、受益面广的优点。随着国家可持续发展战略的有序推进，有关森林生态系统服务价值的研究，已然成为研究热点。学者们分别从价值评估及测算方法对其进行了不同的分类和总结，并从时空特征[10]、价值变化[11]等方面展开深入研究，《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721-2008)(以下简称《评估规范》)的发布为研究森林生态系统服务价值提供了统一的规范和参考标准，也为丰富生态公益林生态系统服务价值研究创造了条件。聚焦生态公益林生态系统服务功能研究，更好地发挥生态系统服务价值，建立健全生态公益林监测体系，计算与评估生态公益林生态系统服务价值是检验森林资源管理成效的重要手段。

生态公益林生态系统服务价值会随着生态公益林数量和质量不断变化，为掌握最具时效性的生态公益林生态系统服务总价值，通过对江西省11个地级市50个县(市、区)的300个固定样地的布设以及江西省第七次森林资源二类调查初步成果，结合大岗山生态站部分监测结果，采用《评估规范》分析江西省生态公益林生态系统服务价值，并对其进行综合评价研究，以期发现问题并提出政策建议，促进我省生态公益林可持续发展。

1 研究区域概况

1.1 江西省森林资源概况

江西省位于长江以南，纬度较低，全省土地总面积1 669.5万hm2，主要地形为山地、丘陵，丘陵分布最广，占全省面积的42%，山地次之，占比为36%，省境边界分布着全省主要山脉。截至2019年，江西省共有林业用地面积1 079.9万hm2，森林面积1 021hm2，活立木总蓄积4.45亿m3，森林覆盖率达63.1%。从森林覆盖率情况来看，赣州市最高，最低的为南昌市。由此可见，赣州市、吉安市森林资源位居全省前列。

1.2 江西省生态公益林现状与动态变化分析

2019年江西省森林面积1 079.9万hm2，其中省级以上生态公益林面积为345.29万hm2，较补偿面积多2.79万hm2，森林面积332.71万hm2，占公益林总面积的96.36%，其中主要为以中幼乔木林为主的森林，竹林、国家政策特殊规定的灌木林次之。生态公益林总蓄积量24 642.06万m3，其中蓄积量最大的为混交林，高达13 314.85万m3，其次是杉木林和马尾松林，蓄积量最小的为软阔类，蓄积量仅为157.69万m3。由表1可知，生态公益林主要植被类型为混交林、马尾松林、杉木林，且这三种植被林分蓄积占全省生态公益林蓄积量的89.18%。

表1 江西省生态公益林树龄及植被类型

按照培育目的对森林进行分类，可分为用材林、经济林、防护林等，防护林作为生态公益林的重要载体，为更好实现其价值发挥了重要作用。由表2可知，2019年江西省生态公益林中水源涵养林面积最大，为152.15万hm2，占公益林面积的44.06%，在保持区域内生态平衡、保障生态安全和涵养蓄积水源等方面发挥着主导作用[12]，水土保持林122.07万hm2，占35.35%，自然保护林38.85万hm2，占11.25%，其他防护林、风景林、环境保护林、其他特用林面积相对较小，所占比重较低。由此可见，江西省生态公益林发挥了极好的防护作用。

表2 江西省生态公益林按亚林种分类和占比

自2009至2019年，江西省全省区生态公益林面积逐年增大，质量不断提高。森林资源二类调查数据显示，2019年全省区划界定森林面积年均增长率为0.51%，蓄积总量增加8 883.07万m3，年均增长率为4.57%，国家级公益林、省级公益林蓄积量均有较大程度的增加，其中国家级公益林蓄积量增量最大。江西省生态公益林乔木林各龄组面积中，近、成、过熟林的比例在逐渐增大，共提高了7个百分点，在森林资源年度变更期间，不同龄组比例变化特点主要表现在:中龄林保持基本稳定，变化波动不大，幼龄林减少，近、成、过熟林增大。生态公益林乔木林森林质量不断提高，2019年乔木林单位面积蓄积量较2009年提高66.82%，年均增长率为5.25%，提升效益显著。总体来看，江西省生态公益林发展整体趋好，主要呈现四方面良好态势:总量逐年增长、质量稳步提高、结构持续优化、功能明显增强。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源与评估指标

本文利用2015—2019年300个固定样地各项的调查结果，以及江西省第七次森林资源二类调查初步成果对江西省资源生态环境状况的调查，并结合大岗山生态站部分监测结果数据。以《评估规范》为基础，结合江西省生态公益林实际情况和研究目的，从涵养水源、保持水土、释氧固碳、林木吸收积累营养物质、维持生物多样性、改善大气质量、森林旅游7个方面选择15个指标计算江西省生态公益林生态系统服务价值。

2.2 研究方法

参考现有学者的价值评估相关研究与方法[13]，对江西省生态公益林生态系统服务价值进行测算。

①涵养水源价值。生态公益林蓄积水源主要功能包含两个方面:调节水量、清洁水质。调节水量功能体现在储水和对地表地下径流量的调节。清洁水质功能主要是通过植被来吸收降水中的微生物和细菌获得自身营养物质，再通过分泌抗菌素杀害细菌，最终起到清洁水质效果。调节水量和清洁水质价值计算公式[9]分别为:

式(1)和式(2)中U调、U水质分别为年林分水量调节和清洁水质价值(单位:元/年)，P为降水量(单位:mm/年)，K为水质费用(单位:元/t)，E为林分蒸发量(单位:mm/年)，C为地表水径流量(单位:mm/年)，C库为水库建设的单位水库容量投资(单位:元/m3)，A为林分面积(单位:hm2)。下列公式中，A均表示林分面积(单位:hm2)。

②保持水土价值。生态公益林保持水土价值功能主要包括两个方面，固土、保障土壤肥力。固土主要指通过林木来减少降雨对地面表层土壤的冲刷力度，能有效防止对土壤的侵蚀，减少流失。固土价值计算公式[9]为:

式(3)中:U固土为年林分固土价值(单位:元/年)，K±为挖掘和运送单位立方土方需要费用(单位:元/m3)，X1、X2则分别为有林地和无林地土壤侵蚀模数{单位:t/(hm2·年)}，ρ为林地的土壤密度(单位:t/m3)。

生态公益林保障土壤肥力功能是指植被通过发达的根系来稳固土壤，防止土壤中肥力流散，减少有机质损失，达到积累营养物质和调节土壤内部结构的效果。保肥公式[9]为:

式(4)中:U肥为保障土壤肥力(氮、磷、钾、有机质等)的价值(单位:元/年)，N、P、K、M分别为土壤中氮、磷、钾和有机质含量(%)，R1、R2、R3分别为磷酸二胺化肥氮、磷含量(%)、氯化钾化肥钾含量(%)，C1、C2、C3分别为磷酸二胺化肥、氯化钾化肥、有机质价格(单位:元/t)。

③释氧固碳价值。森林是地球最经济的释氧器和最丰富的碳贮库，调查数据显示，森林每年能吸收人为制造的40%的二氧化碳排放量，更为人类生存提供了60%的氧气。生态公益林释氧固碳价值主要包含释氧和固碳两个方面[9]，主要指植被吸收大气排放的二氧化碳，通过光合作用再释放氧气的过程，并将二氧化碳中所含碳固定于植被中。释氧价值计算公式[9]为:

式(5)中:U氧为年林分释放氧气价值(单位:元/年)，C氧为氧气价格(单位:元/t)，B年为年林分净产出率{单位:t/(hm2·年)}。固碳价值计算公式[9]为:

式(6)中:U碳为植被年固碳价值(单位:元/年)，C碳为固碳价格(单位:元/年)，R碳为碳在二氧化碳中所占比重，数值是27.27%，B年为年林分净产出率{单位:t/(hm2·年)}，F土壤碳为本年内每单位面积林分土壤的固碳量{单位:t/(hm2·年)}。

④林木积累营养物质价值。生态公益林林木积累营养物质价值是指植被通过从土壤中吸收其生长和代谢所需要的氮磷钾等营养元素，并将营养物质贮藏在植物体内，价值计算公式[9]为:

式(7)中:U营养为年林分吸收积累营养物质(如氮磷钾等)的价值(单位:元/年)，N营养、P营养、K营养分别为林木氮、磷、钾含量(%)。

⑤维持生物多样性价值。生态公益林维持生物多样性价值主要是指植被通过调节小区域内的土壤、水质、气候、生态条件等，提供适合物种生活和繁殖的条件，来维系生态系统的多样化。

维持生物多样性价值计算公式[9]为:

式(8)中:U生物为维持生物多样性价值(单位:元/年)，S生为单位面积内年物种耗费的机会成本{单位:元/(hm2·年)}。

⑥改善大气质量价值。生态公益林改善大气质量价值主要指植被通过吸收二氧化碳、二氧化硫、氟氧化物、氮氧化物，吸附大气中的尘埃，同时给区域内空气供给负离子，促进天然林区全域大气质量优化。本研究选择以下五个方面。供给负离子价值计算公式[9]为:

式(9)中:U负离子为年林分供给负离子价值(单位:元/年)，H为林分高度(单位:m)，K负离子为生产负离的费用(单位:元/个)，Q负离子为供给负离子浓度(单位:个/cm)，L为负离子生命年限(单位:min)。吸收二氧化硫、氟氧化物、氮氧化物价值计算公式[9]为:

式(10)、(11)、(12)中:U二氧化硫、U氟、U氮氧化物分别为年林分吸取二氧化硫、氟化物和氟氧化物三种元素价值(单位:元/年)，K二氧化硫、K氟化物、K氮氧化物则为治理二氧化硫、氟化物和氟氧化物三种元素所需费用(单位:元/kg)，Q二氧化硫、Q氟化物、Q氮氧化物为每单位面积林分所吸取的二氧化硫、氟化物和氟氧化物数量{单位:kg/(hm2·年)}。吸尘降尘价值计算公式[9]为:

式(13)中:U滞尘为年林分吸降尘总价值(单位:元/年)，K滞尘为吸降尘所需清理费用(单位:元/kg)，Q滞尘为年单位面积林分吸降尘总量{单位:kg/(hm2·年)}。

⑦森林旅游价值。生态公益林旅游价值主要指以生态公益林为依托，利用生态系统为人类提供观光娱乐和度假休闲的处所，并由此创造的价值。本文用森林旅游带来的直接收益衡量。森林旅游价值计算公式[9]为:

式(14)中:U游为森林休憩价值(单位:元/年)，P游为人均停息时间(单位:天/人)，M游为人均旅游支出(单位:元/人)，Y游为年游客总数(单位:年/人次)。

3 江西省生态公益林生态系统服务价值的测算结果与分析

3.1 江西省生态公益林生态系统服务价值测算的总体结果

根据上述公式计算所得的评估结果，2019年江西省生态公益林森林生态系统服务总价值量是5 278.46亿元，按照价值量大小排序如下:涵养水源(2 415.24亿元)＞固碳释氧(1 414.61亿元)＞保持水土(545.38亿元)＞维持生物多样性(474.86亿元)＞改善大气质量(250.18亿元)＞森林旅游(126.31亿元)＞林木积累营养物质(51.88亿元)，具体价值量见表3。其中，涵养水源产生的价值总量最大，包含调节水量和清洁水质，占比45.76%，调节水量产生的价值量是净化水质价值量的4.2倍；其次是固碳释氧价值量，占比26.80%，但释氧价值量远高于固碳价值量；保持水土价值位列第三，占比10.33%，其中保持土壤有机质的价值量最小，仅为56.42亿元。

表3 江西省生态公益林生态系统服务价值汇总表

通过计算发现，位列前四的价值量比重大于总价值的90%，这说明江西省生态公益林在涵养水源、保持水土、固碳释氧以及生物多样性的保护方面贡献度高，一定程度上发挥了举足轻重的作用，但净化大气、森林旅游以及林木积累营养物质等方面的价值有待更深一步开发。

3.2 基于森林类型异质性下的公益林生态系统服务价值测算结果及分析

按照公益林分类型对江西省生态公益林生态系统服务价值进行分类和计算，由测算结果可知，生态系统服务价值量最高的3种林分类型分别是混交林、马尾松林和杉木林，价值量分别为22.52亿元、18.65亿元、15.60亿元，约占总量的69.48%，说明混交林、马尾松林和杉木林是江西省生态公益林发挥生态系统服务价值的重要载体，对于有效发挥其服务价值的具有突出作用。主要原因是混交林借助各树种的合理搭配，能有效吸收营养物质、充分利用空间，来促进林木的生长，进而更好发扬生态公益林的防护优势，而马尾松林和杉木林分布广泛、适应性强且根系发达，蓄持水分功能强，调节气候效能高，吸收二氧化碳能力大。因此我们更加应该重视这些类型的树种在生态系统中发挥的作用，采取行之有效地措施加以保护和管理。最低的三种林分类型为灌木林、国外松和软阔林，约占总量的9.94%。

按单位面积计算生态公益林生态系统服务价值量，计算结果发现硬阔林最高，针叶林的较低。主要原因是阔叶林湿度大、温度低，内部结构复杂，适合各类生物生存和繁衍，较于阔叶林，针叶林含水量低，较干燥，内部结构单一，抵御自然灾害的能力弱于阔叶林。各类型生态公益林生态系统服务价值量排序是:硬阔林(22.52亿元)＞软阔林(18.65亿元)＞竹林(15.6亿元)＞混交林(15.32亿元)＞马尾松林(14.61亿元)＞灌木林(14.31亿元)＞杉木林(13.35亿元)＞国外松林(13.28亿元)。具体由表4所示。

表4 江西省生态公益林不同林分类型单位面积生态公益林生态系统服务价值量

3.3 江西省各地区生态公益林生态系统服务价值的测算结果

江西省生态公益林生态系统服务价值总量与单位面积服务价值量上出现地区发展不均衡状况，可能的原因是受地域内可使用面积、区域内环境气候等因素影响，导致生态系统服务价值量各单项指标存在一定差异。

江西省11个设区市中赣州市、上饶市和吉安市的价值总量较高，占全省生态公益林生态系统服务价值总量的56.23%。主要原因是赣州、吉安、上饶3个设市区有林地面积大，位居全省前列，有林地面积占全省林地的57.06%。区域内森林覆盖率高，植被丰富且主要为乔木林，具有重要的生态调节功能，在生态环境保护中发挥着不容忽视的作用，能较好发挥生态公益林生态系统服务价值。从单位面积生态系统服务价值量来看，景德镇市、抚州市、宜春市较大，最小的三个地级市区为九江市、新余市、南昌市，具体价值量见表5。

表5 江西省部分设市区及县(市、区)单位面积生态系统服务价值量

从生态公益林生态系统服务价值总量上看，江西省各县(市、区)中，修水县、武宁县、兴国县、婺源县、宁都县和浮梁县等6个县价值总量较高。从单位面积生态系统服务价值量看，资溪县、井冈山市和德兴市最大，较低的县为余干县、吉州区、新建区，具体价值量(见表4)。不同县(市、区)生态系统服务价值受具体地理环境条件以及林种特点，林分类型、种植比例、林木所处的自然环境的不同，导致不同服务指标中的服务水平参差不齐。

运用综合指数评价法对江西省及各县(市、区)生态公益林生态系统服务能力进行评价。数据结果显示，江西省不同地区生态公益林生态系统服务综合得分呈现多样化。江西省范围内，井冈山市、资溪县、庐山管理局等生态公益林生态系统服务综合得分较高，均高于0.7。综合得分排名前十的排序如表6示，说明井冈山市、资溪县等生态公益林生态系统服务能力优于其他单位。主要原因是区域生态公益林面积分布较广、质量较高，对于改善区域土壤质量、蓄积水源、水土保持、净化大气、积累营养元素、森林旅游等功能价值提升具有重要作用。且该区域内树种结构更加优化合理，具有一定地管理经验，经营管理水平相对较高，一定程度上促进了生态公益林服务价值水平的提升，进而提升了这些区域生态公益林生态系统服务综合得分。

表6 江西省生态公益林生态系统服务综合评价排名前十名及后十名的县(市、区)

余江区、吉州区、上饶开发区等单位公益林生态系统服务综合得分较低，均低于0.2(见表6)。可能的原因是该区域内植被覆盖率低于得分较高地区，在树种构成上存在结构失衡，生态公益林质量相对较低的情况，导致生态公益林在发挥生态系统价值时存在较大局限性，无法有效发挥该区域生态公益林在释氧固碳、改善大气质量、营养元素积累、森林旅游的服务价值。与此同时该区域内对于生态公益林的管理上存在缺位，也可能导致该地区出现生态公益林无法有效地发挥生态系统服务能力的情况。因此，需要加强监管，强化针对这类地区生态公益林的建设与管理，促进综合得分提升。

4 结论与建议

通过分析江西省生态公益林生态系统服务价值，得出以下结论:一是江西省生态公益林生态系统服务价值总量较大，但在林木积累营养物质、森林旅游两方面所需要创造的生态系统服务价值能力仍有待提高；二是江西省公益林生态服务价值总量与单位面积服务价值量存在地区发展不均衡，九江市、新余市、南昌市单位面积服务价值量存在较大提升空间；三是江西省公益林森林生态系统服务呈现地区差异化。通过综合指数评价法对全省各县(市、区)公益林生态系统服务价值进行了评价和排序，其中井冈山市、资溪县、庐山管理局等区域的排名靠前，说明其生态公益林质量优于其他地区，较充分地发挥了该地区生态公益林生态系统服务能力。而余江区、吉州区、上饶开发区等区域的排名靠后，说明该地区生态公益林森林质量相对较差，森林生态系统服务能力无法有效发挥。

森林具有生态、经济、社会三重效益，为积极执行“绿水青山就是金山银山”的绿色理念，本文在现有研究基础上进一步探寻江西省生态公益林生态系统服务价值提升策略。

①要加强对江西省生态公益林建设的经营和指导，持续提高江西省生态公益林服务价值总量。在科学发展的指导下，推动生态公益林数量的持续改善，在维持生态公益林面积稳定的前提下，不断优化树种结构，加大对生态公益林抚育、更新改造方面的投入，以近自然经营理论为指导，通过优化林分结构，促进形成复层异龄混交林结构。针对郁闭度较大的中幼林要加强生态抚育，促进林下植被和新物种的生长，对于生态系统服务功能低下的针叶纯林或过熟林，要开展择伐或补植珍贵阔叶树的方式促进纯林向混交林的转变，提高生态公益林质量。推动林地资源充分有效利用，提高林地生产力。

②推动生态公益林生态系统服务能力有效提高。因地制宜，因材施策，发挥各类树种优势，强化保护与管理双重措施。积极培育优势树种，如增加阔叶林、混交林种植面积，合理布局，提升生态系统服务价值和能力。发挥不同树种的各项指标的服务能力，拉动单位面积服务价值的提升，缩小地区之间生态系统服务能力价值存在的显著差距，进而提高不同地区应对各类风险的水平和能力。

③以生态公益林监测为依托，建立完善生态公益林监测评价体系，全方位开展森林生态效益评价相关基础研究，完善全省各设区市生态系统服务排序和监督体系，对生态公益林进行管护成效评价，明确不同地区生态系统服务能力存在的差异，建立合理的差异化激励机制，发挥优势地区的模范作用，刺激生态系统服务较为落后地区发展。加大生态公益林生态效益评价基础研究，从经济、生态和社会效益三方面对生态公益林资源价值进行科学客观评析，打通“两山”新通道。