桐鄉(xiāng)市平原綠化建設(shè)成效價值評估

蔡建武，吳初平，金 凱，高洪娣，黃玉潔，朱錦茹，袁位高，江 波

（1. 浙江省桐鄉(xiāng)市林業(yè)工作站，浙江 桐鄉(xiāng) 314500；2. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023 3. 浙江省林業(yè)生態(tài)工程管理中心，浙江 杭州 310020）

桐鄉(xiāng)市平原綠化建設(shè)成效價值評估

蔡建武1，吳初平2*，金 凱1，高洪娣3，黃玉潔2，朱錦茹2，袁位高2，江 波2

（1. 浙江省桐鄉(xiāng)市林業(yè)工作站，浙江 桐鄉(xiāng) 314500；2. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023 3. 浙江省林業(yè)生態(tài)工程管理中心，浙江 杭州 310020）

根據(jù)平原區(qū)森林資源特點，構(gòu)建了植物凈化、固碳、釋氧、生物多樣性、森林游憩、景觀綠化附加值和森林防災(zāi)減災(zāi)7個指標(biāo)組成的平原綠化成效評估體系，并定量地評估平原綠化的生態(tài)效益，2012年桐鄉(xiāng)市森林生態(tài)總效益17.64億元，各項生態(tài)功能效益排序為：景觀綠化附加（7.59億元）> 植物凈化（4.42億元）> 釋氧（1.56億元）> 森林防災(zāi)減災(zāi)（1.43億元）> 森林游憩（1.03億元）> 生物多樣性保護（0.90億元）> 固碳（0.70億元）。

平原綠化；森林生態(tài)功能；價值評估；桐鄉(xiāng)

桐鄉(xiāng)市地處長江三角洲杭嘉湖平原中部，京杭古運河斜貫全境，河道密布，屬于典型的水網(wǎng)平原。但是隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的日益提高，與生態(tài)環(huán)境的不協(xié)調(diào)性日益突出。為此，桐鄉(xiāng)桐鄉(xiāng)市大力推進綠化建設(shè)，經(jīng)過多年的努力，桐鄉(xiāng)市森林面積在2013年達到了21 346 hm2，全市森林覆蓋率為18.8%，林木覆蓋率為 23.7%。因此，科學(xué)地評價平原綠化成效工作，不僅是對以往平原綠化工作的肯定，更是對社會各界的一種交代，可以對下一步的平原綠化建設(shè)提供科學(xué)指導(dǎo)

國內(nèi)關(guān)于森林生態(tài)效益評估主要集中于山地森林[1~8]或者城市森林[9~11]。然而，平原地區(qū)生產(chǎn)要素和人口相對集中，環(huán)境污染較為嚴(yán)重，森林生態(tài)功能也有別于山區(qū)和城市森林。國內(nèi)對平原區(qū)森林的生態(tài)效益評價大多是簡單地參照山地森林的幾個評價指標(biāo)[12~14]，欠缺系統(tǒng)性和全面性。因此，在平原地區(qū)建立完整的評估指標(biāo)體系，有效地評價平原綠化的生態(tài)效益日漸重要。本研究通過在桐鄉(xiāng)市開展樣地調(diào)查和專項調(diào)查，掌握桐鄉(xiāng)市平原區(qū)的森林資源狀況，客觀評價平原綠化建設(shè)成效，將有利于完善和建立完整的平原綠化成效評估體系，從而在全省推廣和應(yīng)用。

1 研究地區(qū)概況

桐鄉(xiāng)市屬浙北平原區(qū)，境內(nèi)地勢平坦低洼，無一山丘，大致東南高，西北低，略向太湖傾斜，平均海拔5.3 m，相對高差約3 m。該區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，具有日照充足、雨量充沛、溫和濕潤、四季分明、無霜期較長的氣候特點。境內(nèi)多年平均氣溫16.0℃，無霜期243 d。境內(nèi)河流屬長江流域太湖運河水系，境內(nèi)河道縱橫密布，但河道底坡平緩、流量小、流速低，河水流向、流量多變。土壤主要為河流沖積土和湖泊沼澤淤積土。

2 研究方法

2.1 生態(tài)效益評估模式

生態(tài)效益估算參考國家林業(yè)局2008年發(fā)布的國家林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估指標(biāo)體系[15]，考慮到桐鄉(xiāng)市經(jīng)濟發(fā)達，涉重金屬行業(yè)較多，水污染、重金屬污染和空氣污染都比較嚴(yán)重，而森林的涵養(yǎng)水源功能、保育土壤功能和積累營養(yǎng)物質(zhì)等功能相對較弱，其主要計算因子如林地枯落物、林地土壤侵蝕模數(shù)等也難以收集，本研究重點強調(diào)森林在吸收重金屬、吸收大氣污染物、減噪和滯塵等凈化功能，通過植物凈化、固碳、釋氧、生物多樣性、森林游憩、景觀綠化增值和森林防災(zāi)減災(zāi)等生態(tài)功能進行評價。另外，根據(jù)平原森林資源特點，將平原區(qū)森林主要劃分為片林、林帶（網(wǎng)）和散生木等。其中，片林包括苗圃、桑園、公園林、果園和生態(tài)片林等其它片林；林帶（網(wǎng)）包括基干林帶、農(nóng)田林網(wǎng)、河道和通道綠化等。

2.1.1 植物凈化

2.1.1.1 吸收重金屬和大氣污染物 開展不同功能區(qū)（通道、河道、片林），林帶寬度（單排、5 m、10 m和 > 15 m），樹種（喬灌草3類型），器官（根、皮、干、枝和葉）的吸收重金屬和大氣污染等凈化能力研究。計算其單位面積植物體內(nèi)的重金屬（鉛、鎘、鎳）含量、二氧化硫含量、氟化物含量以及氮氧化物含量。

式中，Q1為單位面積森林監(jiān)測目標(biāo)年累積量（kg/hm2）；Q2為單位面積森林監(jiān)測目標(biāo)累積量（mg/kg，g/kg）；W1為2012年單位面積森林凈生產(chǎn)力（kg/hm2）。

式中，U為吸收污染物價值量（元）；K為治理費用（元/kg）；Ai為林分面積（hm2）。

根據(jù)《環(huán)境工程手冊—環(huán)境規(guī)劃卷》[16]，二氧化硫3.94元/kg、氟化物2.50元/kg、氮氧化物3.15元/kg；以治理重金屬污染土壤150萬元/hm2為標(biāo)準(zhǔn)，折合鉛1 120元/kg、鎘93.3萬元/kg、鎳6 998元/kg。

2.1.1.2 降低噪音 根據(jù)實地狀況，利用測量儀器AWA5680噪聲分析儀，測量不同寬度喬灌草結(jié)合的多層次林帶降低噪音分貝數(shù)。測量時間為15 min，各樣點重復(fù)測定3 次，各次間隔期為1 h，取各次調(diào)查有效值的平均值Di。

式中，U為降噪價值量（元）；K為按郎奎建支付愿意法得到森林減低噪音價值為5元/分貝米；Di為不同寬度林帶降低噪音量（分貝）；Si為不同寬度林帶公里數(shù)（m）。

2.1.1.3 滯塵量 一般認(rèn)為，當(dāng)降雨量大于15 mm就開始重新滯塵[17]，而植物葉面滯塵量約在24 d達到飽和[18]。2013年9－10月，選擇在大雨后（降雨量 > 15 mm）24 d進行葉面滯塵采樣。采樣點設(shè)計從市中心向外，選擇公園、行道樹、農(nóng)田林網(wǎng)樹等典型地點，供試物種優(yōu)先考慮建群種，綜合考慮葉面光滑與粗糙程度、葉面積大小等因素，選取香樟、水杉、法國梧桐、歐美楊、櫸樹5種具有代表性的喬木為供試木。每樹種選擇5株平均木，4面采集3 ~ 5 m高處的成熟健康葉片約300 g，裝于大號紙袋。每一株收集2袋分別標(biāo)記為A和B，帶回實驗室，當(dāng)天即連紙袋稱鮮重A和鮮重B。袋B內(nèi)葉片用離子水清洗葉片余塵后裝回袋B，和袋A一起烘干測干重A和干重B。通過換算測出單位重量葉片干重的葉面滯塵量W1。未能當(dāng)天處理的置于冰箱中4℃保存。

式中，U為滯塵價值量；K為降塵清理費用 0.15元/kg；W1為單位重量葉片干重的葉面滯塵量（kg/kg）；W2為單位面積葉生物量（kg/hm2）；Ai為林分面積（hm2）；Ci為年內(nèi)滯塵次數(shù)，Ci= Ni/24，Ni為兩次降雨量大于15 mm之間的天數(shù)，當(dāng)天數(shù)大于24 d時以24 d計。

2.1.2 固碳 植物生物量主要成分是纖維素和少量N、P、K、Fe、Ca等灰分元素。根據(jù)植物光合作用機理和植物代謝規(guī)律推算，植物生物量中若按含有1%的灰分元素計，則每制造1 t植物生物量，可放出氧氣1.19 t，同化空氣中二氧化碳1.63 t，相當(dāng)于固碳0.44 t[19]。森林貯碳主要包括植被碳儲量、地被物層碳儲量和土壤碳儲量。由于平原區(qū)森林主要組成部分如林帶等的枯落物、土壤容重等關(guān)鍵計算因子難以調(diào)查，本研究的森林貯碳以植被碳儲量為基準(zhǔn)。

平原區(qū)森林固定空氣中碳量：

式中，Ai為林地面積（hm2）；Wc為森林植物固碳量（t）；Bi為森林植物年凈生長生物量（t）；1.63為每噸森林植物同化空氣CO2系數(shù)；0.272 7為CO2中含碳比例。

森林固碳、釋氧價值核算，目前主要有三種方法：工業(yè)生產(chǎn)成本法、碳稅標(biāo)準(zhǔn)法、造林成本法。本研究采用《生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》規(guī)定的工業(yè)生產(chǎn)成本法對平原區(qū)森林固碳價值進行核算。

式中，V為森林固碳價值（元）？；Wc為森林植物固碳量（t）？；Pc為人工固定C價格為瑞典碳稅率1 200元/t。

2.1.3 釋氧 平原區(qū)森林釋放O2量。

式中，Wo為森林植物釋氧量（t）；Ai為有林地面積（hm2）；1.19為每噸森林植物釋氧量系數(shù)；Bi為森林植物年凈生長生物量（t）。

式中，V為森林釋氧價值（元）？；Po為人工生產(chǎn)O2的價格為2007春季O2平均價格1 000元/t。

2.1.4 生物多樣性 通過調(diào)查得喬木層種類、數(shù)量、胸徑，下木層和草本層的物種種類、數(shù)量、蓋度來計算其相對密度、相對胸高斷面積（相對蓋度）和相對頻度，從而計算得各物種的相對重要值。Shannon多樣性指數(shù)（H’）用于比較豐度（分布量）的方法。對于珍稀動植物的變化十分敏感。當(dāng)只有一個種類并取最大值和當(dāng)樣本絕對平均時H’是0。

式中，V為森林物種保育價值（元）；Ai為森林面積（hm2）；S生為單位面積森林的保育價值。

根據(jù)Shannon-Wiener指數(shù)計算物種保育價值，共劃分為7級：當(dāng)指數(shù)≤1時，S生為3 000元/（hm2·a）；當(dāng)1≤指數(shù)＜2時，S生為5 000元/（hm2·a）；當(dāng)2≤指數(shù)＜3時，S生為10 000元/（hm2·a）；當(dāng)3≤指數(shù)＜4時，S生為20 000元/（hm2·a）；當(dāng)4≤指數(shù)＜5時，S生為30 000元/（hm2·a）；當(dāng)5≤指數(shù)＜6時，S生為40 000元/（hm2·a）；當(dāng)指數(shù)≥6時，S生為50 000元/（hm2·a）。

2.1.5 森林旅游 本研究在典型調(diào)查與專家評判研究的基礎(chǔ)上，采用旅行費用法[20~21]對浙江省16個省級以上森林公園的旅游總收入及森林景觀狀況進行了分析，研究了浙江省公益林平均旅游價值，該效益參照浙江省公益林旅游價值進行了貨幣化評價。

式中，V為森林旅游價值（元）；Ai森林面積（hm2）；K為單位面積森林的旅游價值。

2.1.6 景觀綠化增值 主要計算景觀綠化對不動產(chǎn)的附加效益。以問卷形式調(diào)查景觀綠化在樓盤中的價值比例（R）并算得景觀綠化的附加值。

式中，V為景觀附加值（元）；V1為桐鄉(xiāng)市當(dāng)年房地產(chǎn)銷售總額（元）；R為景觀所占比例（%）。

2.1.7 森林防災(zāi)減災(zāi) 通過問卷調(diào)查的方式調(diào)查因為農(nóng)田林網(wǎng)等森林存在增加的單位面積農(nóng)作物（Q防護）。

式中，V為森林的防護價值（元）；Ai為森林面積（hm2）；Q防護為因農(nóng)田林網(wǎng)等森林存在而增加的單位面積農(nóng)作物（kg/hm2），C防護為農(nóng)作物價格（元/kg）。

2.2 數(shù)據(jù)收集

桐鄉(xiāng)市資源數(shù)據(jù)主要來源于二類調(diào)查數(shù)據(jù)、《浙江桐鄉(xiāng)市林業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2011－2020）》、桐鄉(xiāng)市森林城市建設(shè)總體規(guī)劃（2012－2015）、《桐鄉(xiāng)市城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃》、《桐鄉(xiāng)市公路水路交通運輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃》、《桐鄉(xiāng)市實施“三清兩綠”五年（2011－2015年）行動計劃》和《桐鄉(xiāng)市平原綠化總體規(guī)劃（2011－2015）》等文本。2012年桐鄉(xiāng)市降雨量數(shù)據(jù)來自桐鄉(xiāng)市氣象局。2012年桐鄉(xiāng)市旅游收入和房地產(chǎn)銷售額數(shù)據(jù)引用2012年桐鄉(xiāng)市政府工作報告。另外，生物量的計算主要參考公益林模型[22~23]。

2.3 樣地調(diào)查

2.3.1 片林 片林包括苗圃、桑園、公園林、果園和生態(tài)片林等其它林分。苗圃細(xì)分為喬木林和灌木林，桑園細(xì)分為生產(chǎn)林和苗林，其它細(xì)分為喬木林、灌木林、竹林和綠地。細(xì)分類各建立樣地 10個，樣地面積統(tǒng)一為20 m×20 m（水平方向20 m），喬木林中沿各固定樣方的對角線設(shè)3個2 m×2 m固定小樣方，用于喬木林中下木、灌木、竹類和草本的資源調(diào)查。植被調(diào)查如下：

2.3.1.1 喬木層 采用每木檢尺調(diào)查。上層木檢尺起測胸徑為 5.0 cm，測定樹高、胸徑、枝下高，下層木測定各樹種的平均地徑、高度、株數(shù)。每木檢尺一律用鋼圍尺，讀數(shù)記到0.1 cm，上層木檢尺位置為樹干距上坡根頸1.3 m高度（長度）處，并應(yīng)長期固定，下木層檢尺位置為樹干距地面5 cm高度（長度）處。對于附著在樹干上的藤本、苔蘚等附著物，檢尺前應(yīng)予以清除。

2.3.1.2 下木層 片林樣地沿對角設(shè)2 m×2 m的小樣方3個，調(diào)查下木層的蓋度、株數(shù)、平均高度、各樹種數(shù)量、地徑。林帶樣地在中間設(shè)立5 m×寬度的小樣方，調(diào)查方法同上。

2.3.1.3 草本層 在灌木層小樣方的左小角和右下角設(shè)1 m×1 m的小樣方，調(diào)查草木層種類、蓋度和平均高度。

2.3.2 林帶 林帶（網(wǎng)）包括基干林帶、農(nóng)田林網(wǎng)、河道和通道綠化等。林帶（網(wǎng)）兩邊綠化寬度分為單排、5 m、10 m和15 m以上等類型，各類型均設(shè)立20 m寬度的樣地，在此樣地內(nèi)設(shè)5 m寬度的小樣方，用于灌木和草本的資源調(diào)查。具體喬灌草等植被調(diào)查方法與片林一致。

2.3.3 散生木 隨機抽取農(nóng)村房前屋后散生木200株，起測胸徑為5.0 cm，測定樹高、胸徑、枝下高。

3 結(jié)果與分析

借鑒我國森林生態(tài)系統(tǒng)價值核算方法，同時兼顧平原地區(qū)的實際情況，對植物凈化、固碳、釋氧等7類指標(biāo)進行了效益測算。2012年桐鄉(xiāng)市共有森林面積21 346 hm2，其中片林15 655 hm2，林帶3 083 hm2，散生木2 608 hm2。2012年桐鄉(xiāng)市森林總生物量143.90萬t，同化二氧化碳21.42萬t，釋放氧氣15.64萬t；植物貯碳5.84萬t。

3.1 植物凈化

植物凈化效益達到4.42億元，其中吸收鉛、鎘、鎳等重金屬、二氧化硫、氟化物以及氮氧化物計2.04億元，占45.1%；降低噪音效益為2.18億元，占49.4%；滯塵效益為0.20億元，占4.5%。

植物吸收污染物效益達2.04億元，其中吸收鎘占絕大部分，為1.29億元，占63.5%；以下依次為鎳3 438萬元，占16.9%；氮氧化物效益1 427萬元占7.0%；二氧化硫1 299萬元，占6.3%；氟化物1 115萬元，占5.5%；鉛156萬元，占0.8%。

3.2 固碳

桐鄉(xiāng)市森林2012年同化二氧化碳21.42萬t，植物貯碳5.84萬t。從圖1可看出：不同類型森林植被固碳能力不同，這主要取決于其生產(chǎn)力的高低。由高到低依次是：農(nóng)田林網(wǎng)＞干線河道＞干線通道＞散生木＞苗木林＞桑林。桐鄉(xiāng)市森林2012年固碳折合人民幣累計0.70億元，占總效益的13.7%。

圖1 桐鄉(xiāng)市各森林類型單位面積年固碳量和釋氧量Figure 1 Annual carbon sequestration and oxygen release of unit area of different forest type in Tongxiang

3.3 釋氧

桐鄉(xiāng)市森林2012年釋放氧氣15.64萬噸。從圖3可看出：不同類型森林植被釋氧能力不同，這主要取決于其生產(chǎn)力的高低。由高到低依次是：農(nóng)田林網(wǎng)＞干線河道＞干線通道＞散生木＞苗木林＞桑林。桐鄉(xiāng)市森林2012年釋氧折合人民幣累計1.56億元，占總效益的8.3%。

3.4 生物多樣性

森林生態(tài)系統(tǒng)為生物物種提供生存與繁衍的場所，從而對其起到保育作用的功能，通常以生物多樣性指數(shù)來衡量。生物多樣性是指生物及其環(huán)境所形成的生態(tài)復(fù)合體及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和，它是人類社會生存和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。其價值是森林生態(tài)系統(tǒng)在物種保育中作用的量化。主要測算的物種保育指標(biāo)為多樣性指數(shù)、單位面積生物物種資源保護價值等。

2012年桐鄉(xiāng)市森林生物多樣性保護總價值為0.90億元，占總效益的5.2%。其中，干線河道在各林帶寬度中多樣性均為最高，在干線河道和干線通道中15 m以上寬度的多樣性均最高（圖2）。

圖2 桐鄉(xiāng)市不同寬度林帶喬木層生物多樣性指數(shù)Figure 2 Biodiversity index of arbor layer in different width of forest in Tongxiang

3.5 森林游憩

森林已經(jīng)越來越成為現(xiàn)代休閑旅游的理想場所。森林有鬼斧神刀的自然景觀、文人騷客的歷史足跡，是親近自然、放松心情、感受文化的良好場所，更有奇異的花草、珍稀的動物而成為生態(tài)教育的勝地。森林的旅游價值越來越受到政府和公眾的關(guān)注。平原綠化建設(shè)改善了城鎮(zhèn)居民生活質(zhì)量，也促進了森林旅游業(yè)的逢勃發(fā)展，桐鄉(xiāng)市森林旅游收入達到1.03億元，占總效益的5.2%。

3.6 景觀綠化附加

隨著房地產(chǎn)行業(yè)的迅速發(fā)展，房地產(chǎn)園林景觀越來越受到人們的重視與青睞，園林景觀已經(jīng)成為品牌地產(chǎn)的一張名片。良好的小區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境有助于增加商品房的附加值，使樓盤保值、增值，成為人們選擇房地產(chǎn)的重要因素。本通過問卷法針對低中高檔樓盤業(yè)主調(diào)查景觀綠化對商品房的附加增值比例，計算景觀綠化的附加值為7.59億元，占總效益的40.2%。

3.7 森林防災(zāi)減災(zāi)

森林防護效益是指森林在降低自然災(zāi)害危害方面的有益作用。人們利用森林所具有的減輕自然災(zāi)害危害目的在于減少災(zāi)害發(fā)生及其所帶來的直接和間接損失。它是由森林的涵養(yǎng)水源、保持水土效能共同產(chǎn)生的又一外部經(jīng)濟效益。可見這一效益和森林涵養(yǎng)水源、保持水土效益的目的是不同的，森林減輕水旱災(zāi)效益與森林的涵養(yǎng)水源、保持水土效益是相互獨立的。經(jīng)測算，2012年桐鄉(xiāng)市森林防護效益價值1.43億元，占總效益的5.2%。

4 結(jié)論與討論

終上所述，桐鄉(xiāng)市平原綠化建設(shè)生態(tài)效益顯著。2012年桐鄉(xiāng)市森林生態(tài)總效益有17.64億元，其中：植物凈化效益4.42億元，占25.1%；固碳效益0.70億元，占4.0%；釋氧效益1.56億元，占8.9%；生物多樣性保護效益0.90億元，占5.1%；森林游憩效益1.03億元，占5.8%；景觀綠化附加效益7.59億元，占43.0%；森林防災(zāi)減災(zāi)效益1.43億元，占8.1%。各項生態(tài)功能效益排序為：景觀綠化附加 > 植物凈化 > 釋氧 > 森林防災(zāi)減災(zāi) > 森林游憩 > 生物多樣性保護 > 固碳。

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Evaluation on Plain Afforestation of Tongxiang City

CAI Jian-wu1，WU Chu-ping2，JIN Kai1，GAO Hong-di3，HUANG Yu-Jie2，ZHU Jin-ru2，YUAN Wei-gao2，JIANG Bo2
（1. Tongxiang Forestry Station of Zhejiang, Tongxiang 314500, China; 2. Zhejiang Forestry Academy, Hangzhou 310023, China 3. Zhejiang Forestry Ecological Engineering Administration, Hangzhou 310020, China）

According to forest resources properties in the plain area, evaluation system was established with indicators of plant purification, carbon sequestration, oxygen release, biodiversity, recreation, added value of landscaping and disaster prevention and reduction. Ecological benefit was assessed quantificationally. Ecological benefit of forest In Tongxiang city, Zhejiang province in 2012 was 1 764 000 000 yuan RMB, including added value of landscaping (759 000 000 yuan), plant purification (442 000 000 yuan), oxygen release (156 000 000 yuan), forest disaster prevention and reduction (143 000 000 yuan), forest recreation (103 000 000 yuan), biodiversity conservation (90 000 000 yuan) and carbon sequestration(70 000 000 yuan).

plain afforestation; forest ecological function; evaluation; Tongxiang

S731

A

1001-3776（2014）04-0062-06

2014-01-25；

2014-06-05

森林生態(tài)科技創(chuàng)新團隊（2011R50027）

蔡建武（1969－），男，浙江桐鄉(xiāng)人，高級工程師，從事森林生態(tài)研究；*通訊作者。