驻马店国家森林城市建设生态服务价值分析

李本勇,白保勋,陈雷杰,金宏亮,吴士俊

(1 国有驻马店市薄山林场,驻马店 463200;2 郑州市农林科学研究所,郑州 450005)

森林生态服务功能是人类直接或间接从森林生态系统得到的收益,包括涵养水源、保育土壤、固碳释氧、林分固持养分、净化大气、生物多样性保护等方面[1]。 自20 世纪90 年代以来,森林生态服务价值计量研究已成为生态学、林学和经济学研究的热点[2-10]。 Costanza 等[11]首次对全球生物圈的生态系统服务价值进行估算,随后Bolund 等[12]及Boumans 等[13]从不同角度和尺度,开展了生态服务价值评估研究工作。 在我国,余新晓等[14]和靳芳等[15]从全国尺度对我国森林生态服务价值进行了评估,段晓峰等[16]、张永利等[17]及余新晓等[18]从省级区域尺度对森林生态服务价值进行了评估,高琼等[19]及白顺江等[20]从更小尺度对森林生态服务价值进行了评估。

森林是陆地生态系统的主体,森林的兴衰直接关系到当地经济和社会的发展,也直接影响生态环境变化[21]。 客观、科学地评价森林生态服务价值,对提高人们的环境意识、正确处理社会经济发展与生态环境保护之间的关系具有重要的现实意义[22]。 近年来,许多市县在创建省级与国家森林城市,但是对森林城市建设生态服务价值空间变化的评估报道较少,本研究通过对驻马店国家森林城市建设的生态服务价值进行评估,分析驻马店市国家森林生态服务价值的空间变化情况,以期为森林生态建设提供科学依据。

1 研究区概况

驻马店市位于东经113°10′—115°12′,北纬32°18′—33°35′,东西长191.5 km,南北宽137.5 km,土地总面积1 363 462.13 hm2。 驻马店市处于亚热带向暖温带过渡地带,具有亚热带和暖温带的双重气候特征,是典型的季风半湿润气候,四季分明,温和湿润,年平均气温14.8 ℃,无霜期220—230 d。

驻马店市地势西高东低,地形地貌多样,从西往东大致为山地、丘陵、岗地、平原、洼地。 西部山地主要分布在泌阳县、遂平县、确山县、驿城区的西部,往东为浅山丘陵与波状起伏的岗地,为伏牛山与桐柏山的余脉,海拔高度300—900 m。 淮北冲击湖积平原主要分布在汝南县、平舆县、正阳县、驿城区、西平县、遂平县、确山县东部,地势平坦,海拔在100 m 以下,最低处海拔32 m。 全市山地面积占14.31%,丘陵岗地占20.44%,平原占65.25%。

驻马店市土壤主要有4 类,分别为黄棕壤土、砂姜黑土、潮土、水稻土,下分7 个亚类、25 个属。 全市黄棕壤土总面积约为633 300 hm2,占土壤总面积的42%,主要分布在京广线以西的山区与浅山丘陵区;砂浆黑土总面积约为500 000 hm2,占土壤总面积的33%,主要分布在东部、北部的低平洼地;潮土总面积约为133 300 hm2,占土壤总面积的9%,主要分布在洪河与汝河两岸;水稻土面积约为13 300 hm2,占土壤总面积的1%,主要分布在南部、淮河北岸。

2 研究方法

2.1 数据来源

2.1.1 森林生态服务功能观测

根据驻马店市森林分布状况,按照GB∕T 40053—2021《森林生态系统长期定位观测研究站建设规范》[23]与GB∕T 35377—2017《森林生态系统长期定位观测指标体系》[24]的要求,对驻马店不同类型森林的生态服务功能进行观测。

2.1.2 文献数据收集

收集当地林业资源清查部门提供的二类森林资源调查数据、林业统计数据与驻马店国家森林城市监测数据,采用生态环境条件相近地区森林生态服务功能观测数据。

2.2 评估指标体系与评估方法

采用GB∕T 38582—2020《森林生态系统服务功能评估规范》[25]的方法与模型,森林生态服务功能评估指标体系包括涵养水源、保育土壤、固碳释氧、林木养分固持、净化大气环境、生物多样性保护6 项主要生态服务功能。

3 结果与分析

3.1 单位面积不同类型森林的生态服务价值

3.1.1 涵养水源价值

在山区林木中,涵养水源价值从大到小依次为:侧柏、马尾松、麻栎。 在平原林木中,涵养水源价值从大到小依次为杨树、柳树、桐树。 在城市林木中,涵养水源价值由大到小依次为:圆柏、雪松、龙柏、银杏、黄山栾、毛白杨、海桐。 在经济林木中,涵养水源价值由大到小依次为:核桃、苹果、枣树、柿树、桃树、葡萄。 不同森林类型涵养水源价值由高到低依次为:山区森林、城市林木、经济林木、平原林木(表1)。

表1 不同森林类型涵养水源价值Table 1 Value of water conservation in different forest types

3.1.2 保育土壤价值

A：我认为企业尝试智能化生产要考虑两点，第一，实现智能化生产的可能性，第二，现阶段是否真的需要智能化生产。很多企业存在一个认识误区，认为智能化一定是好的，于是投入大量资金购买智能化设备，但是收获甚少。企业进行智能化生产投资时，需要对整个行业有一个宏观的认知，再去考虑可能性，如果最后评估认为企业能够获得收益，方能进行智能化生产的投资。简单地说，首先要考虑能否“回本”，多久可以“回本”，这笔“生意”是否划算。其次要考虑投资的时机，太早太迟都不可以，不能人云亦云，要根据自己的能力、需要和可产生的经济效益去评判，是否进行智能化改造。

在山区林木中,保育土壤价值从大到小依次为:麻栎、马尾松、侧柏。 在平原林木中,保育土壤价值从大到小依次为:桐树、柳树、杨树。 在城市林木中,保育土壤价值从大到小依次为:银杏、黄山栾、海桐、雪松、圆柏、龙柏、毛白杨。 在经济林木中,保育土壤价值从大到小依次为:柿树、核桃树、苹果树、桃树、枣树、葡萄。 平均保育土壤价值由高到低为:经济林木、城市林木、平原林木、山区林木(表2)。

表2 不同森林类型保育土壤价值Table 2 Value of soil conservation in different forest types

3.1.3 固碳释氧价值

在山区林木中,固碳释氧价值由大到小依次为:麻栎、油松、侧柏。 在平原林木中,固碳释氧价值由大到小依次为:杨树、桐树、柳树。 在城市林木中,固碳释氧价值由大到小依次为:银杏、雪松、毛白杨、黄山栾、龙柏、海桐、圆柏。 在经济林木中,固碳释氧价值由大到小依次为:核桃、葡萄、柿树、桃树、枣树、苹果。不同森林类型平均固碳释氧价值由大到小依次为:平原林木、经济林木、城市林木、山区林木(表3)。

表3 不同森林类型固碳释氧价值Table 3 Value of carbon sequestration and oxygen release in different forest types

3.1.4 林木养分固持价值

在山区林木中,林木养分固持价值由大到小依次为:麻栎、油松、侧柏。 在平原林木中,林木养分固持价值由大到小依次为:桐树、杨树、柳树。 在城市林木中,林木养分固持价值的价值由大到小依次为:银杏、黄山栾、雪松、毛白杨、龙柏、海桐、圆柏。 在经济林木中,林木养分固持价值的价值由大到小依次为:葡萄、核桃、柿树、枣树、苹果、桃树。 林木养分固持的平均价值由大到小依次为:经济林木、平原林木、城市林木、山区林木(表4)。

表4 不同森林类型林木养分固持价值Table 4 Nutrient fixation value of different forest types of trees

3.1.5 净化大气环境价值

山区林木净化大气环境价值由大到小为:侧柏、马尾松、麻栎。 平原林木净化大气环境价值由大到小为:桐树、杨树、柳树。 城市林木净化大气环境价值由大到小为:雪松、龙柏、圆柏、黄山栾、毛白杨、银杏、海桐。 经济林木净化大气环境价值由大到小为:苹果、桃树、枣树、葡萄、柿树、核桃。 净化大气环境平均价值由大到小为:山区林木、城市林木、平原林木、经济林木(表5)。

3.1.6 生物多样性保护价值

山区林木生物多样性平均价值最高,其后依次为城市林木、平原林木、经济林木。 山区林木受人为干扰较少,生物多样性价值最高;城市绿地植物种类较多,生物多样性价值较高;平原林木多为纯林,生物多样性价值较低,经济林地植物种类较少,生物多样性服务价值最低(表6)。

表6 不同森林类型生物多样性保护价值Table 6 Biodiversity protection value of different forest types

3.2 不同树木总生态服务价值

不同树种的生物学性质差别较大,总生态服务价值差异显著。 由表7 可知,不同树种生态服务价值由大到小为:核桃、银杏、雪松、杨树、马尾松、柿树、麻栎、龙柏、桐树、葡萄、黄山栾、柳树、圆柏、侧柏、毛白杨、苹果、桃树、枣树、海桐;不同森林类型总生态服务价值平均值由大到小为:山区林木、平原林木、经济林木、城市林木。

表7 不同树种的总生态服务价值Table 7 Total ecological service value of different tree species

3.3 国家森林城市建设增加的森林生态服务价值

根据不同类型森林主要树种的各项生态服务价值平均值及其面积增加值,计算国家森林城市建设增加的生态服务价值。 2016—2022 年,驻马店市森林面积增加了129 729 hm2,其中山区森林面积增加了43 856 hm2,平原林面积增加了81 448 hm2,城市绿地面积增加了1 645 hm2,经济林地面积增加了2 780 hm2。 2022 年国家森林城市建设生态服务价值比2016 年增加了1 215 995 万元,其中山区森林生态服务价值增加了405 253 万元,平原林生态服务价值增加了769 310 万元,城市绿地生态服务价值增加了15 300 万元,经济林木生态服务价值增加了26 129 万元。 在国家森林城市建设增加的森林生态服务价值中,涵养水源价值增加了24.96%,保育土壤价值增加了29.64%,固碳释氧价值增加了32.45%,林木养分固持价值增加了2.75%,净化大气环境价值增加了3.64%,生物多样性保护价值增加了7.56%(表8)。

表8 国家森林城市建设增加的森林生态服务价值Table 8 Added value of forest ecological services in the construction of national forest cities

4 结论与讨论

不同树种单位面积的总生态服务价值差别较大,其生态服务价值由大到小为:银杏、雪松、杨树、马尾松、麻栎、龙柏、桐树、柳树、黄山栾、圆柏、毛白杨、侧柏、核桃、苹果、柿树、海桐、葡萄、枣树、桃树。 驻马店市西部山地森林面积较大,林木生长状况良好,单位面积森林的生态服务价值最高。 东部平原区主栽的树种是杨树、桐树、柳树等,主要作为农田防护林、护岸林和用材林,其立地条件较好,单位面积的总生态服务价值较高,但是平原区栽培树种单一,病虫害较严重,应增加树种的多样性,提高平原区森林植被的稳定性。 种植经济林木的目的在于获取果实,经济林管理使用了大量的肥料,且在经济林木生长过程中,通常采取限制其营养生长的措施,促进果实生长,故其单位面积的总生态服务价值低于山区森林和平原林。 城市林木所处的城市土壤质量较差,其单位面积的总生态服务价值最低。

本研究表明,国家森林城市建设7 年来,增加的生态服务价值为1 215 995 万元,各项生态服务价值增加值顺序为:固碳释氧＞保育土壤＞涵养水源＞保护生物多样性＞营养物质积累＞净化大气。 不同类型森林中,平原林增加的生态服务价值最高,其后依次为山区森林、城市绿地、经济林,不同类型森林增加的总生态服务价值受到森林增加面积和单位面积平均总生态服务价值的影响,森林增加面积与单位面积总生态服务价值越大,不同类型森林增加的总生态服务价值越高。 西部山区绿化率较高,中东部平原区、平原湖泊周围及沿道路、河流、沟渠沿线,原有植被缺失或者较少,增加的绿化面积较大,森林城市建设平原林生态服务价值增加显著,山区增加生态服务价值较高。 城市绿地与经济林的生态服务价值也有一定的增加。

本研究按照《森林生态系统服务功能评估规范》的评估指标和方法,选用本标准推荐的国家权威部门发布的社会公共数据,采用河南宝天曼森林生态系统国家野外科学观测研究站、民权县农田防护林观测站、郑州市城市森林观测站部分观测数据,对驻马店国家森林城市建设的生态服务价值进行了评估,分析了驻马店市国家森林生态服务价值的空间变化情况,评估结果具有一定的规范性和准确性,能真实地反映驻马店市国家森林城市建设生态服务价值评估的实际,评估方法与结果为森林生态建设提供了科学依据,对于指导森林城市建设、评估森林城市建设绩效具有重要作用。