森林多功能效益評價方法與理論的探討

王霓虹　 高萌　李丹等

摘要 對與黑龍江省環境現狀緊密相關的水源涵養、凈化空氣、固碳釋氧和木材收獲的綜合效益計量與評價方法進行探討，為開展針對性的評價工作提供指導。

關鍵詞 森林多功能評價；木材收獲；森林碳匯；水源涵養；凈化空氣

中圖分類號 S757.1 文獻標識碼

A 文章編號 0517-6611（2014）08-02371-03

Method and Theory of Forest Multifunctional Benefit Evaluation

WANG Nihong， GAO Meng et al （Information and Computer Engineering College， Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040）

Abstract This paper discussed the comprehensive benefit measurement and evaluation method of water conservation， air purification， carbon sequence， oxygen release and timber harvest related to the present situation of Heilongjiang Province environment， which can provide guidance for carrying out further evaluation work.

Key words Forest multifunction evaluation； Timber harvest； Forest carbon storage； Water conservation； Air purification

林業是促進我國社會經濟可持續發展的重要保障，也是維系生態平衡及改善區域生態環境的基礎與保障，在全球氣候變化形勢較為嚴峻的態勢下發揮著重要的作用[1]。一般來說，森林產生的多功能效益可分為經濟效益、生態效益和社會效益3種。其中，經濟效益是木材、薪材及相關林副產品等森林直接為人類社會提供物質產品帶來的效益。生態效益是在調節森林生態如固碳釋氧、水土保持、生物多樣性方面帶來的間接效益。社會效益是森林生態系統為人類生活環境的營造與改善方面帶來的間接效益[2-3]。但是，我國目前森林經營管理多數仍停留在以木材生產為主的單功能經營階段[4]，忽略了森林在其他方面的作用，因此，對森林在不同方面產生的效益進行綜合計量與評價，掌握區域或整體水平的森林發展潛力具有重要的研究意義，可為制定可持續的經營方案提供參考。

2012年底至2013年初，我國多數地區出現了嚴重的霧霾天氣，北京、河北、黑龍江、河南、湖北多地持續多天PM2.5指數處于較高水平，空氣中SO2、NO2、NO、CO等氣體含量超標，給人類生存環境帶來嚴重威脅。2013年5～7月，全國各地降雨量超出正常水平，東北地區尤為明顯，黑龍江省多地受災較為嚴重，給人類生命財產及日常生產帶來巨大損失。隨著1997年《京都議定書》的簽署，碳匯市場的計量與交易已逐步形成體系，森林碳匯成為目前的一個研究熱點。筆者選擇森林水源涵養、凈化空氣、固碳釋氧、木材收獲4個森林多功能指標，對其計量和效益評價方法與理論進行討論。

1 林分生長與收獲的估測與評價

由于森林生長與收獲周期較長，不可能在進行效益評價時使用所見即所得的方法，而且為了實現動態評價，需要掌握不同生長階段林分的蓄積量。較為普遍的方法是采用林分生長和收獲預估模型進行森林資源的連續預估與動態更新，通過建立林分待估測變量與林分因子間的函數關系，間接利用較易獲得的因子估計其他待測因子[5]。因此，建立林分生長與收獲預測模型是進行木材收益計量與評價的核心。

1.1 模型的選擇 林分生長情況往往是多種因素相互作用和影響的結果，總體來說可將這些因素歸納為林分生長發育階段、林分對林地的利用程度及林分生長潛力三大方面，為此，可將林分生長量或收獲量的數學模型表達為[6]：

Y=f（SI，A，SD） （1）

式（1）中，Y為林分的公頃生長量或收獲量；SI為地位指數或其他立地質量指標；A為林分年齡；SD為林分密度指標。

進行林分生長量或收獲量的模擬，選擇合適的模型，通過對大量學者的研究工作進行分析，常用的模型方程形式如下[7-9]：

1.2 林分密度指標的確定 在影響林分生長量與收獲量的眾多因素中，林分密度指標是一個關鍵因素，尤其在建立可變密度收獲模型時，該指標更是不可或缺。

在實際應用中，常用公頃株數、郁閉度、疏密度、公頃斷面積、林分密度指數等來反映林分密度。其中，林分密度指數是被廣泛使用的一個密度指標，其能綜合反映林分平均胸徑和林分株數的綜合密度，同時考慮株數密度及郁閉度2指標的優勢，既表示株數，又體現了林木的大小，能增強不同立地、不同林齡林分之間的可比性[8]。林分密度指數的意義是標準胸徑時單位面積上的株數，可定義如下：

SDI=N（DD0）β（7）

式（7）中，SDI為林分密度指數；N為公頃株數；D為林分平均胸徑；D0為標準胸徑；β為待定參數。

1.3 立地指數函數及林分密度函數的確定 從式（1）中可看出，確定各參數同林分密度指標或地位指數的函數關系是建立生長方程的關鍵步驟，較為常用的函數方程形式如下[7-9]：