夏志光

(遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃監(jiān)測院，沈陽 110122)

水資源是人類生存所必須的。水資源的安全越來越受到人類的重視，水資源的匱乏嚴(yán)重影響區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展[1]。據(jù)報(bào)道，在2040年全世界會有三十多個(gè)國家面臨水資源壓力，我國也在其中[2]。有大量的研究表明，森林在涵養(yǎng)水源方面作用十分顯著[3-5],森林通過林冠層、枯落物層和土壤層對降水進(jìn)行再分配和調(diào)節(jié)[6]。森林生態(tài)系統(tǒng)在緩解區(qū)域水資源壓力上具有先天的優(yōu)勢。遼寧老工業(yè)基地近幾年農(nóng)業(yè)發(fā)展也很迅速，水資源壓力也逐漸加大[7]。遼寧森林的涵養(yǎng)水源功能在維護(hù)遼寧水資源的安全方面發(fā)揮著巨大的作用[8]。本研究對遼寧省2006-2017年森林涵養(yǎng)水源功能進(jìn)行了評估，旨在為林業(yè)建設(shè)、水資源安全管理和森林涵養(yǎng)水源研究提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況及研究方法

1.1 研究區(qū)概況

遼寧省地處我國東北地區(qū)南部，地理位置東經(jīng) 118″53′～125″46′，北緯 38″43′～43″26′，北接內(nèi)蒙古高原，南臨海洋，屬中緯度暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)[9]，氣候主要特點(diǎn)是日照豐富、雨熱同季、春秋季短、寒冷期長、東部地區(qū)雨量充沛、西部地區(qū)干旱少雨[10]。土壤類型主要是東部的棕壤和西部的褐土兩個(gè)地帶性土壤[11]。植被類型主要包括暖溫性松櫟林及櫟林類型、溫帶暖溫帶半濕潤農(nóng)業(yè)植被類型、針闊葉混交林和落葉林類型、沿河濱海植被和沙地植被類型[12-13]。主要優(yōu)勢樹種有408種，隸屬63科137屬，其中喬木樹種250多種。

1.2 研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)來源 遼寧省森林涵養(yǎng)水源服務(wù)功能評估分為物質(zhì)量和價(jià)值量兩大部分[14]。物質(zhì)量評估采用數(shù)據(jù)為遼寧省森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)集和遼寧省森林生態(tài)連清數(shù)據(jù)集；價(jià)值量評估采用數(shù)據(jù)除以上兩個(gè)外，還包括社會公共數(shù)據(jù)集。

1.2.2 評估方法 依據(jù)國家林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》指標(biāo)體系，分別對 2006年、2008年、2010年、2011年、2014年和2017 年遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)的涵養(yǎng)水源功能進(jìn)行物質(zhì)量、價(jià)值量評估。各指標(biāo)參數(shù)主要來源于遼寧省內(nèi)森林生態(tài)站和周邊輔助觀測站點(diǎn)長期定位連續(xù)觀測數(shù)據(jù)集。

2 結(jié)果與分析

2.1 森林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源服務(wù)功能與價(jià)值量評估動態(tài)變化

2006-2017年遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源服務(wù)功能價(jià)值動態(tài)變化分析結(jié)果(表1)表明，森林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源服務(wù)功能與價(jià)值量均呈遞增趨勢，其中，2006-2017年，遼寧省森林涵養(yǎng)水源量由2006年的114.05億立方米增長到 2017年的208.20億立方米，增長了94.15億立方米，增長率為82.6%；涵養(yǎng)水源價(jià)值由2006年的897.69億元增長到 2017年的1705.19 億元，增長了 807.50億元，增長率為 89.9%。

表1 2006-2017年遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源量及其價(jià)值量

2.2 主要優(yōu)勢樹種組涵養(yǎng)水源服務(wù)功能與價(jià)值量評估動態(tài)變化

根據(jù)樹木的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性，遼寧省林分劃分為11個(gè)樹種組，從表1、表2及計(jì)算可知，其中柞樹組、落葉松組、油松組、刺槐組、楊樹組、灌木林組等6個(gè)林分組在2006-2017年的6個(gè)監(jiān)測年份涵養(yǎng)水源量占全省森林總涵養(yǎng)水源量的76.4%～81.7%，涵養(yǎng)水源價(jià)值量占76.4%～80.6%，說明它們是遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)的主體，也最具代表性。從這6個(gè)主要優(yōu)勢樹種組涵養(yǎng)水源服務(wù)功能與價(jià)值量分析，就可總體掌握遼寧省森林總涵養(yǎng)水源量及其價(jià)值變化狀況。

2.2.1 涵養(yǎng)水源量 從6個(gè)主要優(yōu)勢樹種組涵養(yǎng)水源量變化趨勢評估結(jié)果(表2)可知，遼寧省6個(gè)主要森林生態(tài)系統(tǒng)總涵養(yǎng)水源量由2006年的90.15億立方米，持續(xù)增加到2014年的169.47億立方米，之后又稍微下降至2017年的167.87億立方米，2006-2017年總體呈現(xiàn)持續(xù)增加趨勢，其中柞樹組涵養(yǎng)水源量最大，占6個(gè)主要森林生態(tài)系統(tǒng)總量的49.6%～66.2%，油松林組增加幅度最快，灌木林組變化較為平緩，到本監(jiān)測末期(2017年)涵養(yǎng)水源量由倒數(shù)第三逐步降低到最小。除了灌木林組呈現(xiàn)出較明顯的先增加后減少的趨勢外，其余各樹種組都呈現(xiàn)持續(xù)遞增趨勢。這與柞樹組、落葉松組、油松組、刺槐組和楊樹組分布區(qū)域的氣候條件適宜，群落完整，森林多發(fā)育到中齡林、近熟林階段，森林具有較強(qiáng)的涵養(yǎng)水源功能一致。

遼寧省6個(gè)主要森林生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測的不同時(shí)間段，涵養(yǎng)水源量變化不同(表1)，2006-2008年增加18.11億立方米，2008-2010年增加達(dá)到最高值(52.93億立方米)，之后變化較小，可能是由于自20世紀(jì)末開始實(shí)施退耕還林等工程后，隨著時(shí)間推移和林木生長，林地面積和林地質(zhì)量不斷提高，涵養(yǎng)水源功能不斷提升，水源涵養(yǎng)量增加，并上升到一定程度后可基本穩(wěn)定在一個(gè)較高水平。

表2 2006-2017年遼寧省不同典型樹種組涵養(yǎng)水源服務(wù)功能與價(jià)值量

2.2.2 涵養(yǎng)水源價(jià)值 表2顯示，遼寧省6個(gè)主要優(yōu)勢樹種組涵養(yǎng)水源量價(jià)值量，2006-2017年持續(xù)增加，由2006年的688.96億元逐步上升到2017年的1 374.89億元，其中柞樹組涵養(yǎng)水源價(jià)值量最大，占6個(gè)主要森林生態(tài)系統(tǒng)總量的39.2%～52.1%，增加最快，2006-2017年提高了1.5倍；油松林組增加最為遲緩，2006-2017年僅提高了0.4倍。2006-2017年不同監(jiān)測時(shí)間段，柞樹組、落葉松組、刺槐組林地涵養(yǎng)水源價(jià)值量持續(xù)增加，油松組、楊樹組、灌木林組先增加后降低(表3)，這可能和不同林分生長狀況、管理經(jīng)營成本等有關(guān)。

表3 2006-2017年遼寧省典型樹種組涵養(yǎng)水源價(jià)值量變化 單位：億元

3 遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)效益驅(qū)動力分析

遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)包括涵養(yǎng)水源在內(nèi)的生態(tài)效益是多因素綜合作用的結(jié)果，且各個(gè)因素影響程度不同且相互作用，作用機(jī)制復(fù)雜。闡述生態(tài)效益驅(qū)動力的主要目的，在于充分理解森林生態(tài)效益時(shí)空格局形成與演變的內(nèi)在機(jī)制，為進(jìn)一步提升其潛能提供依據(jù)和參考。

3.1 國家政策、工程對遼寧省森林生態(tài)效益驅(qū)動力作用分析

國家政策是遼寧省森林生態(tài)效益的關(guān)鍵驅(qū)動力，沒有強(qiáng)有力的政策支持，植樹造林、退耕還林等各項(xiàng)措施就難以推進(jìn)與保障，森林面積無法保持連續(xù)增加，林地質(zhì)量根本無法持續(xù)改善，森林生態(tài)效益也就不可能得以大幅提升，這也是新中國成立至國家退耕還林政策實(shí)施前近40 a林業(yè)建設(shè)、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善緩慢、有些甚至停滯或倒退的根本原因。因此政策是決定森林生態(tài)效益標(biāo)準(zhǔn)和方向的關(guān)鍵性因子，是驅(qū)動森林生態(tài)效益增長的重要因素。遼寧省森林生態(tài)效益的增長離不開各項(xiàng)林業(yè)生態(tài)工程的建設(shè)與實(shí)施，為切實(shí)增加遼寧省森林面積，促進(jìn)森林資源的發(fā)展，遼寧省相繼實(shí)施三北防護(hù)林工程、退耕還林工程等林業(yè)生態(tài)工程；各工程區(qū)將國家級林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)與省級生態(tài)工程結(jié)合，增加森林面積，促進(jìn)了遼寧省林業(yè)的發(fā)展，從而有效的提升森林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能。

3.2 社會經(jīng)濟(jì)因素對遼寧省森林生態(tài)效益的驅(qū)動作用

社會經(jīng)濟(jì)因素亦會對森林資源的變化產(chǎn)生影響，人口數(shù)量及人口密度和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平是制約森林資源消長的重要因子[15]。社會經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益是遼寧省林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)的主要目標(biāo)，二者相互促進(jìn)協(xié)調(diào)發(fā)展。遼寧省林業(yè)生態(tài)工程所取得的社會效益不僅有利于生態(tài)脫貧和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且對生態(tài)效益的增長和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要促進(jìn)作用。在獲得經(jīng)濟(jì)效益后，林農(nóng)牧民對各項(xiàng)生態(tài)工程更積極的態(tài)度，更利于各項(xiàng)工程的順利實(shí)施和對林地的科學(xué)管理，有效地驅(qū)動遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)效益穩(wěn)步提升。因此，遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)三大效益協(xié)調(diào)發(fā)展，社會經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益相互促進(jìn)。

3.3 自然環(huán)境因素對遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)效益驅(qū)動力作用

自然環(huán)境因素也是森林生態(tài)效益時(shí)空格局動態(tài)變化的重要驅(qū)動力，通過影響樹木生長代謝過程、森林結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)能量流動與物質(zhì)循環(huán)等，驅(qū)動森林生態(tài)效益時(shí)空格局的演變。遼寧省各個(gè)區(qū)域的森林生態(tài)功能量和價(jià)值量差別很大，東部山區(qū)森林面積較大，森林質(zhì)量較高，森林植被豐富，是遼寧省重點(diǎn)水源涵養(yǎng)區(qū)域和生物多樣性保護(hù)區(qū)域，也是重點(diǎn)國有與集體林區(qū)和木材供應(yīng)基地，氣候溫和，雨量豐沛，加之交通不便，森林生態(tài)系統(tǒng)受人為干擾較少；遼中南沿海平原區(qū)域，經(jīng)濟(jì)活躍，土地利用率高，人口密集，生態(tài)環(huán)境脆弱，公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評價(jià)等級整體處于“一般”狀態(tài)[16]；遼西北地區(qū)與科爾沁沙地相鄰，為典型干旱區(qū)，森林面積較小，樹種單一，土地沙化嚴(yán)重，林地生產(chǎn)力不高，進(jìn)而影響了森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的發(fā)揮,致使公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評價(jià)等級整體也處于“一般”狀態(tài)[16]。

為進(jìn)一步提高和鞏固遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源功能和價(jià)值，今后還應(yīng)繼續(xù)充分發(fā)揮和利用國家林業(yè)及生態(tài)環(huán)境治理政策，引導(dǎo)社會資金和組織資源投入，研究總結(jié)最大限度利用自然環(huán)境生產(chǎn)力潛力和資源承載力技術(shù)，協(xié)調(diào)水源涵養(yǎng)、保持水土、調(diào)節(jié)氣候、改善空氣質(zhì)量、景觀美化等森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)功能關(guān)系，提高以生態(tài)公益林為主體的林地生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值。