王 震 明

浙江省浦江縣公益林生態(tài)效益評價研究

王 震 明

（浙江省浦江縣林業(yè)局 322200）

根據(jù)浙江省浦江縣125個公益林固定小班監(jiān)測數(shù)據(jù)，在推算不同群落類型生物量的基礎(chǔ)上，采用碳稅法、工業(yè)生產(chǎn)成本法等方法，對浦江縣公益林的涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、固土保肥能力與效益進(jìn)行了估算與分析。結(jié)果表明：浦江縣公益林總生物量343.73萬t，平均單位面積生物量為102.00t/hm2；年涵養(yǎng)水源10474.90萬m3，價值8.59億元；年固碳量9.08萬t，價值1.09億元；年釋氧量24.24萬t，價值2.42億元；年固土量119.94萬t，價值0.13億元；年保肥量3.14萬t，價值1.52億元。

浦江縣；公益林；生態(tài)效益；評價

森林是人類賴以生存的基礎(chǔ)，具有保持水土、涵養(yǎng)水源、防風(fēng)固沙、調(diào)節(jié)氣候、保護(hù)生物多樣性、維持碳平衡等功能，是人類長期以來賴以生存和發(fā)展的資源與環(huán)境保障，對經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。建設(shè)公益林是為了充分發(fā)揮森林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能，為經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展提供良好的生態(tài)環(huán)境支持。

2004年8月，浙江省浦江縣首次開展生態(tài)公益林區(qū)劃界定工作，確定省級以上重點公益林2.62萬hm2，截止2016年，浦江縣生態(tài)公益林?jǐn)U增至3.37萬hm2，漲幅1.29倍。為及時了解和掌握浦江縣公益林生態(tài)狀況，進(jìn)一步促進(jìn)公益林建設(shè)發(fā)展，開展浦江縣公益林生態(tài)功能與效益評價研究，科學(xué)評價現(xiàn)有公益林建設(shè)成效具有重要意義。

本研究以浦江縣125個公益林標(biāo)準(zhǔn)樣方為依據(jù)，以《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》(LY/T1721-2008)為標(biāo)準(zhǔn)，在分析各林分類型的群落結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，估算浦江縣公益林的涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、固土保肥等效益，為進(jìn)一步推進(jìn)浦江縣公益林建設(shè)提供重要理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

浦江縣隸屬于浙江省金華市，位于浙江省中部偏西、金衢盆地的北緣，東經(jīng)119°42′～120°07′、北緯29°21′～29°41′之間。東西寬39.25km，南北長36.50km，土地總面積為9.15萬hm2，其中林業(yè)用地面積為6.71萬hm2，森林面積6.53萬hm2，森林覆蓋率達(dá)71.42%。

全縣屬丘陵、盆地地貌，低山丘陵面積占土地總面積的80%。土壤屬亞熱帶常綠闊葉林紅壤帶，共有9個土類，以紅壤為主，占53.6%。氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，四季分明，氣候溫和，雨量充足，年平均氣溫16.7℃，年均降水量1512.8mm，無霜期209～246d，有利于植物森林植物生長和發(fā)育，對林業(yè)發(fā)展十分有利。

浦江縣公益林總面積為3.37萬hm2，占林業(yè)用地面積的50.21%，占土地總面積的36.82%。主要的森林類型有松木林、闊葉林、針闊混交林、杉木林、毛竹林和灌木林，各森林類型面積及所占比例見表1。

表1 浦江縣公益林森林類型面積統(tǒng)計表

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置與調(diào)查

在浦江縣森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，以公益林小班作為總體樣本，使用空間分層抽樣抽取監(jiān)測小班，共設(shè)固定監(jiān)測小班125個，樣地分布情況見表2。

表2 浦江縣公益林林分類型監(jiān)測樣地分布表

在對各個抽樣小班全面踏查的基礎(chǔ)上，在每個抽樣小班中選取典型地段設(shè)置面積為20m×20m的標(biāo)準(zhǔn)樣地1個，詳細(xì)記錄樣地的基本信息。對喬木層胸徑大于5cm的樹木進(jìn)行每木檢尺，調(diào)查內(nèi)容包括樹名、樹高、冠幅和枝下高等。同時，在每塊樣地對角線上均勻設(shè)置3塊2m×2m的灌草樣方，詳細(xì)記錄灌木和草本的種類、株數(shù)和蓋度等指標(biāo)。利用土壤環(huán)刀法采集3個點表層（0～30cm）土樣，測定土壤容重、總孔隙度、毛管孔隙度及非毛管孔隙度等物理性質(zhì)。按照1m×1m 樣方采集枯落物，測定枯落物積累量和持水量等指標(biāo)。

2.2 生物量測定

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣地監(jiān)測數(shù)據(jù)和浙江省重點公益林生物量模型[1-2]，推算各個森林群落生物量。

2.3 涵養(yǎng)水源效益評價

林地土壤貯水加枯落物層吸水可占森林涵水總量的80%以上[3-4]。因此，?？梢杂糜谠u價森林生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)能力。

(1)涵養(yǎng)水源量

①森林年涵養(yǎng)水源量

(1)

②森林土壤年貯水量

③林地枯落物年持水量

(2)涵養(yǎng)水源價值

森林涵養(yǎng)水源效益的價值評價采用“影子工程法”進(jìn)行。

①森林水源涵養(yǎng)價值

②森林貯水價值

(5)

③森林調(diào)蓄水價值

(6)

④森林凈水價值

(8)

2.4 固碳釋氧效益評價

森林植被通過光合作用持續(xù)不斷地釋放O2同化CO2，并將其以穩(wěn)態(tài)碳的形式固定在生態(tài)系統(tǒng)中。因此，可以根據(jù)植物光合作用機(jī)理和植物代謝規(guī)律推算森林植被的固碳釋氧量。植物生物量中若按含有1%的碳分元素計，則每制造1t植物生物量，可放出O21.1724t，同化空氣中CO21.6123t，固碳0.4399t[5]。

(1)同化CO2

①同化空氣中CO2量

(9)

②同化CO2價值

目前，國際上的碳稅主要用碳稅率計算，使用瑞典碳稅率(150美元/t)，約合人民幣1200元/t[5]。

(2)釋放O2

①釋放O2量

(10)

②釋放O2價值

本研究采用工業(yè)生產(chǎn)成本法對公益林釋放O2的價值進(jìn)行評價，人工生產(chǎn)O2的價格為1100元/t。

2.5 固土保肥效益評價

森林固土保肥能力可分為森林固土能力和森林保肥能力兩個方面[6]。

(1)森林固土價值

①森林年固土量

②森林年固土價值

森林固土作用可用減少淤積泥沙的方法進(jìn)行計算，根據(jù)蓄水成本來計算森林固土能力的經(jīng)濟(jì)效益。

(2)森林保肥價值

①森林年保肥量

(13)

②森林年保肥價值

式中，保肥森林年保肥量(t/a)，森林年保持氮量(t/a)，森林保持磷量(t/a)，森林年保持鉀量(t/a)，森林年保持有機(jī)質(zhì)量(t/a)，森林年保肥價值(元/a)，土壤平均含N量(%)，土壤平均含P量(%)，土壤平均含K量(%)，土壤有機(jī)質(zhì)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)，磷酸二銨含N量(%)，磷酸二銨P量(%)，氯化鉀含K量(%)，磷酸二銨平均價格(元/t)，氯化鉀平均價格(元/t)，有機(jī)質(zhì)平均價格(元/t)。

3 結(jié)果與分析

3.1 浦江縣公益林生物量分析

經(jīng)測算，浦江縣公益林總生物量343.73萬t，平均單位面積生物量為102.00t/hm2。其中，松木林的生物量最高，為148.12萬t，占總生物量的43.09%；其次為闊葉林，122.99萬t，占35.78%；針闊混交林為60.29萬t，占17.54%；杉木林為8.12萬t，占2.36%；毛竹林為3.19萬t，占0.93%；灌木林最低，為1.02萬t，占0.30%。單位生物量以松木林最高，為112.21t/hm2，灌木林最低，為25.50t/hm2，其高低順序為：松木林>闊葉林>針闊混交林>毛竹林>杉木林>灌木林。

生物量是森林生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的最好指標(biāo)，是森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)劣和功能高低的最直接表現(xiàn)[7]。浦江縣地處中亞熱帶常綠闊葉林帶，典型地帶性植被類型為常綠闊葉林，因此，應(yīng)對浦江縣公益林中的針葉林(含針闊混交林)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，加快闊葉化進(jìn)程。

表3 浦江縣公益林不同森林類型植被生物量統(tǒng)計表

3.2 浦江縣公益林生態(tài)效益評價

3.2.1涵養(yǎng)水源效益

根據(jù)浦江縣水文氣象以及森林生態(tài)定位監(jiān)測等相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，該縣平均降雨量約為1512.8mm。經(jīng)測算，2016年浦江縣生態(tài)公益林涵養(yǎng)水源量達(dá)10474.90萬m3，價值85901.47萬元。其中，凈化水質(zhì)價值為21892.55萬元，調(diào)節(jié)水量價值為64008.94萬元。浦江縣公益林不同森林類型水源涵養(yǎng)量按照能力強(qiáng)弱排序：針闊混交林＞杉木林＞闊葉林＞毛竹林＞松木林＞灌木林。

表4 浦江縣公益林不同森林類型涵養(yǎng)水源價值

浦江縣公益林各森林類型中，針闊混交林的涵養(yǎng)水源能力最強(qiáng)，其次為杉木林，闊葉林居于第三，而后分別為毛竹林和松木林，灌木林最低。盡管松木林涵養(yǎng)水源能力不及針闊混交林和闊葉林，但是由于其面積占相對優(yōu)勢，故其涵養(yǎng)水源價值高于后兩者。浦江縣現(xiàn)有杉木林基本以培育大徑材為目的，林分立地條件好，樹干通直，發(fā)育健壯，因此其涵養(yǎng)水源能力也較強(qiáng)。

3.2.2固碳釋氧效益

根據(jù)野外樣地調(diào)查數(shù)據(jù)，利用碳稅率法和工業(yè)制氧法，計算出2016年浦江縣公益林年凈固碳量為9.08萬t，釋氧量24.24萬t，固碳釋氧價值共計3.51億元，其中，固碳價值約為1.09億元，釋氧價值約為2.42億元。

由表5可知，浦江縣公益林中毛竹林固碳釋氧能力最強(qiáng)，每公頃固碳量和釋氧量分別為3.51t和9.39t；其次為闊葉林，每公頃固碳量和釋氧量分別為3.48t和9.28t；灌木林固碳釋氧能力最弱，每公頃固碳量和釋氧量分別為0.94t和2.53t。針葉林中，杉木林的固碳、釋氧能力較強(qiáng)，分別是2.31t和6.19t；松木林略低，分別是1.95t和5.20t。

表5 浦江縣公益林不同森林類型固碳釋氧價值

3.2.4固土保肥效益

經(jīng)測算，浦江縣公益林2016年固定土壤總計119.94萬t；增加土壤養(yǎng)分純氮2168.06t、純磷257.88t、純鉀24871.99t、有機(jī)質(zhì)4054.22t，合計3.14萬t。固土效益0.13億元，保肥效益1.52億元，固土保肥效益累積1.65億元。

表6 浦江縣公益林不同森林類型固土保肥量

浦江縣公益林不同森林類型固土保肥能力由強(qiáng)弱順序為：闊葉林＞松木林＞針闊混交林＞灌木林＞毛竹林＞杉木林。其中，各森林類型固土能力基本一致，主要差異存在于保肥能力。固土保肥能力最強(qiáng)的是闊葉林，價值最高的是松木林，而針闊混交林較之兩者，固土保肥能力和價值都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及。通常，闊葉林和針闊混交林在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能上具有優(yōu)勢[8]，但浦江縣公益林中闊葉林和針闊混交林一則面積不占優(yōu)勢，二則林齡以幼齡林為主，從而導(dǎo)致并未發(fā)揮其最好的生態(tài)效益。杉木林和毛竹林作為經(jīng)營性林分，多分布在地勢相對平坦的區(qū)域，由于其生長速度較快，對土壤養(yǎng)分消耗較大，因此固土保肥能力相對較低。

表7 浦江縣公益林不同森林類型固土保肥價值

4 結(jié)論與討論

2016年浦江縣公益林總生物量343.73萬t，平均單位面積生物量為102.00t/hm2；年涵養(yǎng)水源10474.90萬m3，價值8.59億元；年固碳量9.08萬t，價值1.09億元，年釋氧量24.24萬t，價值2.42億元；年固土量119.94萬t，價值0.13億元，年保肥量3.14萬t，價值1.52億元，固土保肥總價值為1.65億元。

研究表明，浦江縣公益林的生態(tài)功能和效益尚未得到充分發(fā)揮，公益林的涵養(yǎng)水源能力、固碳釋氧能力、固土保肥能力都有待提升。導(dǎo)致該結(jié)果的主要因素有兩個，一是公益林的樹種結(jié)構(gòu)不合理，針葉林面積比例為43.23%，針闊混交林為19.32%，通過對公益林群落結(jié)構(gòu)調(diào)整，將針葉林逐步向針闊混交林和闊葉林方向改造，可提高浦江縣整體公益林生態(tài)效益；二是浦江縣公益林建設(shè)與發(fā)展的時間尚且短暫，在林齡上主要以幼齡林和中林齡為主，分別占總面積的45.58%和41.84%，因此浦江縣公益林生態(tài)功能和效益的潛力還是極大的，隨著時間的推移，此部分潛力將會逐漸發(fā)揮出來。

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2018-05-29

S718.55+7

B

1004-7743（2018）04-0015-06