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森林生态功能评估

2012-08-17 11:22 来源:生态保护论文 人参与在线咨询

 

森林生态系统为人类提供了自然资源和生存环境两个方面的多种生态系统服务功能,是森林生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境与效用。科学、量化、客观地评估森林生态服务功能,对宣传林业在经济社会发展中的地位与作用,反映林业建设成就,服务宏观决策具有重要的现实意义。对于森林生态服务功能评估,综合国内外研究成果,可归纳为大尺度、中小尺度和单项功能方面研究。大尺度主要是利用不同的数据源对全国森林生态服务功能进行研究[1-5];中小尺度是对某一区域的森林生态服务功能进行评估研究;在单项功能方面,有些学者重点针对如森林蓄水调节径流[6-7],森林固碳释氧功能[8],净化大气环境[9]等方面进行研究,其数据源大多采用连续清查、二类调查和其他专项调查的汇总数据,而以连清固定样地为基本评估单元对省域生态服务功能的评估并对实物量指标做出精度分析和区间估值鲜有报道。为此,笔者以浙江省2009年森林连清固定样地为测算单元,对其生态服务功能与价值进行了评估与分析。

 

1材料与方法

 

1.1研究地区概况及数据来源

 

浙江省地处中国东南沿海(118°01~123°10'E,27°06'~31°11'N),陆域面积10.18万km2,地处亚热带季风湿润气候区,气候具有南北过渡性和多宜性,降水充沛,生境复杂,植物种类繁多,森林资源较为丰富。森林植被在中国植被区划系统上属于亚热带常绿阔叶林地带。全省林地面积660.74万hm2,森林面积601.36万hm2,森林覆盖率59.07%,活立木总蓄积2.42亿m3,森林蓄积2.17亿m3。研究收集了2009年浙江省森林资源连清固定样地数据即4252个固定样地数据,其中乔木林地1837个、灌木林地391个、竹林348个、其他林地184个和非林地1492个,浙江省水文水保资料等其他有关浙江省生态服务功能的相关研究成果。

 

1.2森林生态服务功能指标的评估方法

 

研究中主要从水源涵养、固土保肥、固碳释氧、净化大气环境、积累营养物质、生物多样性保护和森林游憩7个方面,对8个实物量指标和11个价值量指标进行评估,计算方法见表1。通过运用生态学及其经济学理念与方法,以2009年森林资源连清固定样地为基本测算单元,结合国内外学者对森林生态服务功能尤其是有关浙江省的森林生态服务的最新研究成果,按照“样地→总体”的技术主线,得出适合全省计算每个连清固定样地的森林生态服务功能的方法,利用样地调查因子中的生态功能综合指数和植被总覆盖度对每个样地的部分生态服务功能实物量进行调整,生成全省森林生态服务功能实物量数据库。根据数理统计由每个样地的生态服务功能分类汇总出各类型的生态功能实物量总量;利用抽样技术理论,在95%可靠性指标下,对生态服务功能指标做出精度分析和区间估值。各指标评估方法如下:

 

(1)水源涵养。森林的蓄水主要来源于降水,降水进入森林即行再分配。第1步即林冠截留,截留率(截留量占同期降雨量的百分比值)主要受降雨量与林冠郁闭度的影响[10],具体计算时采用土壤蓄水能力法,并参考浙江省不同地类或森林类型蓄水能力[11];价值量计算采用替代成本法,即调节水量价值,相当于等容量水库价值(核算价格用水库拦蓄1m3的建造成本);单位调节水价值参考浙江省水库的平均建造成本;净化水质价值量计算参考全省居民用水价格的平均值。

 

(2)固土保肥。森林的保育土壤功能主要体现在可以有效地保持水土流失。森林具有固土保肥效益,包括减少土地资源损失(固土)效益和保护土壤肥力效益(减少肥料损失)两部分[12]。具体计算方法参考文献[13],再结合森林资源调查样地的不同情况,用生态指数和植被总覆盖度作为调整系数。其中:土壤侵蚀模数参考浙江省淳安县生态服务功能相关研究成果[14],利用全省与淳安相同森林类型的平均生态功能指数作为调整系数得出全省平均土壤侵蚀模数见表2;土壤养分含量参考浙江省森林土壤理化性质的研究成果[15];固土价值量的计算参照文献[13]和浙江省物价局2009年12月的农资价格。

 

(3)固碳释氧。根据森林通过光合作用每制造1t植物生物量,可放出O21.19t,固定空气CO21.63t为转换系数[13],折算出碳系数为0.2727。固碳释氧量采用林分净生产力计算,净第一性生产量等于2009年的森林生产量(由当年乔木林、疏林、散生木四旁树的现存生物量净增量加上当年内采伐枯死损失的林木生物量得到),利用含碳系数转化为2009年固碳量,再根据植被光合作用固碳和释氧的比例关系计算吸收CO2和释放O2实物量。价值量的估算参考文献[13]。

 

(4)营养物质积累。研究中森林生态系统营养物质积累实物量主要通过计算每年树木吸收的营养物质(N、P、K)来体现。森林年增加N、P、K量仍采用《森林生态系统服务功能评估规范》[13]推荐的方法,其中,各林分类型优势树种林木化学成分含量参考江西省林木含量[16]。价值量计算是把积累的营养物质实物量折算为化肥量后乘以化肥相应市场价来计算。价格参考浙江省物价局2009年12份的农资价格。

 

(5)净化大气。该研究中净化大气功能仅估算森林吸收SO2和滞尘功能,均采用面积-吸收能力法,吸收SO2功能参考与浙江省气候条件相似的湖南省森林吸收S能力[17]来估算。森林单位面积滞尘能力采用环境保护部南京环境科学研究院的《中国生物多样性国情研究报告》中林木单位面积平均吸收能力[18]。净化大气中吸收SO2和滞尘能力价值量计算参考《森林生态系统服务功能评估规范》[13]的推荐值。

 

(6)生物多样性保护。具体计算时根据调查样地把全省森林资源分为针叶林、阔叶林、针阔混交林、竹林、灌木林5个类型。再按照Shannon-Wiener指数计算每个类型的物种保育价值,共划分为7级[13]。

 

(7)森林游憩。根据浙江省统计年鉴和旅游统计资料获得全省当年的森林旅游收入来评估森林游憩价值。

 

2森林生态服务功能评估结果

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