蘇州城市森林生態環境監測及服務功能價值評估

嚴 妍，萬福緒*，申 斕，高冬平，王國兵

(1.南京林業大學森林資源與環境學院，江蘇南京 210037;2.蘇州市林業站，江蘇蘇州 215128)

森林生態系統服務功能是指森林生態系統與生態過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環境條件與效用［1］。它不僅包括各類生態系統為人類所提供的食物、藥材及其他工農業生產原料，而且生態系統支撐與維持了地球生命系統，如涵養水源功能、保育土壤功能、固碳釋氧功能、積累營養物質功能、凈化大氣環境價值功能、生物多樣性保護功能以及森林游憩功能。

近年來，國內外學者圍繞森林生態系統服務功能的相關概念及其價值評估的理論與方法展開了分析與探討，并針對不同區域、不同生態系統類型的生態系統服務功能的價值評估進行個案研究［2－7］。目前，被廣大學者普遍接受和使用的生態效益價值估算方法主要是國家林業局2008年發布的國家林業行業標準中森林生態系統服務功能評估指標體系［8－10］。然而，該體系眾多指標中的部分數據由于年代較久，更新緩慢，與當下經濟背景不相符，使得計算出的生態系統服務功能價值存在一定不準確性。因此，將該指標體系中年代久遠的數據結合當下經濟背景加以改進，可以為生態環境保護與建設提供決策依據，同時為將森林資源核算納入國民經濟核算體系做出貢獻。

目前對蘇州市城市森林生態系統各種服務功能進行較為全面的價值評估尚少。該研究通過對蘇州市城市森林生態服務功能的計量和評價，探索更為合理的社會數據，以期為森林生態效益價值估算方法的進一步完善提供參考性意見。

1 材料與方法

1.1 研究區概況 蘇州坐落于長江三角洲地區的地理中心(119°55'～121°20'E、30°47'～32°02'N)，處于江蘇省東南部，全市總面積848 842 hm2。該區域屬亞熱帶季風性濕潤氣候區，四季分明，光照充足，水熱資源豐富，年平均降水量1 218 mm，年平均氣溫為15.7℃。土壤種類主要有棕紅壤、黃棕壤、黃褐土和水稻土。蘇州市城市森林總面積為61 971 hm2。其中，防護林面積為22 445.39 hm2;特用林面積為21 411.87 hm2;用材林面積為4 494.20 hm2;喬木經濟林面積為 13 619.10 hm2。

1.2 研究方法 基于蘇州市森林定位研究和國內外已有研究成果，參照國家林業局2008年發布并實施的《中華人民共和國林業行業標準》(簡稱《標準》)中《森林生態系統服務功能評估規范》(LY/T1721 －2008)［11］(簡稱《規范》)中的評估方法和評估公式，根據當下經濟背景對評估公式中部分參數進行一定更新，對蘇州市城市森林涵養水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營養物質、凈化大氣環境、生物多樣性保護和森林游憩等7項生態系統服務功能按不同林種進行評估。

1.3 數據來源

1.3.1 基礎數據。該研究所使用的基礎資源數據包括:①研究區城市森林生態系統服務功能的參數來源于蘇州市林業站和南京林業大學對各野外監測點的現行監測數據和歷史數據。②2007年蘇州市森林資源規劃設計調查資料。

野外監測點分別設在穹窿山森林公園、環太湖生態公益林、滬寧高速公路綠色通道防護林、蘇州肖甸湖森林公園4處，同時，選擇水稻田、高速旁空地2個對照監測樣地，與綠色通道作數據的比對分析。選擇城市建成區與其他森林監測點作比對分析。水稻田和空地監測點均選擇在蘇州市相城區滬寧高速公路綠色通道附近。城市建成區監測點選擇在蘇州市觀前街。

1.3.2 社會數據。該研究所采用社會公共數據主要參考《規范》(LY/T1721－2008)［11］，其中部分數據經過實踐調查，根據當下經濟背景進行了相應改進，主要包括以下方面。

(1)水庫庫容造價:《標準》中水庫庫容造價采用的是1993～1999年的數據，距今已有數年，數據已不符合當下時代經濟背景。通過查閱最新發布的《中國水利年鑒》及2012年的價格指數，該研究將單位庫容造價更新為20.17元/m3。

(2)用水價格:根據中國水網公布的各城市居民用水價格，選取35個重點城市的平均值，為2.82元/t。

(3)化肥價格:采用農業部中國農業信息網2010～2012年3年平均價格，磷酸二銨價格為3 218.072元/t;氯化鉀價格為2 440.91 元/t;有機質價格53.1 元/t。

(4)氧氣價格:采用中華人民共和國衛生部網站2012年春季氧氣平均價格，為369.7元/t。

(5)二氧化硫排污費收費標準為1.20元/kg;氟化物排污費收費標準為0.69元/kg;氮氧化物排污費收費標準為0.63元/kg;一般性粉塵排污費收費標準為0.15元/kg。

(6)固碳價格:采用瑞典的碳稅率150美元/t。

其中(1)、(2)、(3)、(4)均進行了參數更新，(5)、(6)仍依據《規范》。

2 結果與分析

2.1 涵養水源價值 森林涵養水源功能主要表現為:截留降水、涵蓄土壤水分、補充地下水、抑制蒸發、調節河川流量、緩和地表徑流、改善水質和調節水溫變化等［12］。

根據城市森林涵養水源功能及涵養水源價值計算指標體系及計算方法，得出蘇州市城市森林涵養水源價值為21.01億元/a(表1)，占生態服務功能總價值的55%。這說明蘇州市城市森林涵養水源價值高于其余6種價值之和，這與蘇州地區降水量高、水熱資源豐富等自然條件關系密切。

表1 蘇州市城市森林水源涵養功能及水源涵養價值

2.2 保育土壤價值 森林保育土壤的效能表現為:減少土壤侵蝕、保持土壤肥力、防沙治沙、防災減災等［12］。

森林保育土壤功能可分為減少土壤流失和減少土壤肥力損失2個方面［13］。蘇州市城市森林減少土壤肥力損失主要體現在減少土壤氮、磷、鉀和土壤有機質損失4方面。計算得出，蘇州市城市森林減少土壤流失價值為0.31億元/a，減少土壤肥力損失的總價值為2.4億元/a(表2)，因此，蘇州市城市森林合計保育土壤價值為2.71億元/a，占生態服務功能總價值的7.1%，這與蘇州水土保持狀況良好［14］的現實較為吻合。

表2 蘇州市城市森林保育土壤價值

2.3 固碳釋氧價值 固碳釋氧功能是指森林生態系統通過生物量碳庫、土壤有機碳庫、枯落物碳庫和動物碳庫固定碳素，并通過光合作用制造氧氣的功能［15］。森林與大氣的物質交換主要是CO2與O2的交換，即森林固定并減少大氣中的CO2和提高并增加大氣中的O2，這對維持大氣中的CO2和O2動態平衡、減少溫室效應以及對人類提供生存的基礎都有巨大和不可替代的作用［16－17］，因此，計算蘇州市城市森林固碳釋氧功能及價值有著重要的現實意義。

通過計算得出蘇州市城市森林固碳價值為2.86億元/a，釋氧價值為2.01億元/a(表3)。固碳釋氧功能總價值為4.87億元/a，占生態服務功能總價值的12.7%。

2.4 積累營養物質價值 林木營養積累功能是指森林生態系統中的植物通過生物化學反應，將營養物質貯存在體內各器官的功能［15］。通過計算得出，蘇州市城市森林積累營養物質價值為1.72億元/a，其中防護林積累營養物質價值為0.62億元/a，特種用途林積累營養物質價值為0.60億元/a，用材林積累營養物質價值為0.13億元/a，經濟林積累營養物質價值為0.38億元/a，薪炭林積累營養物質價值為1 233元/a。

表3 蘇州市城市森林固碳釋氧價值

表4 蘇州市城市森林積累營養物質價值

2.5 凈化大氣環境價值 森林凈化大氣效益包括森林釋放氧氣、森林的滯塵作用、森林吸收有毒物體作用、森林殺菌作用等效益［18］。通過計算得出，蘇州市城市森林凈化大氣環境總價值為1.10億元/a，其中防護林凈化大氣環境總價值為0.40億元/a，特種用途林凈化大氣環境總價值為0.38億元/a，用材林凈化大氣環境總價值為800萬元/a，經濟林凈化大氣環境總價值為0.24億元/a，薪炭林凈化大氣環境總價值為789元/a。

表5 蘇州市城市森林凈化大氣環境價值

2.6 生物多樣性保護價值 此次評估按照Shannon－Wiener指數計算方法對蘇州市城市森林生態系統生物多樣性保護價值進行計算，并根據前期對蘇州市森林資源的調查資料，確定蘇州市城市森林單位面積年物種損失的機會成本為1 萬元/(hm2·a)。

計算得出，蘇州市城市森林生物多樣性保護價值為6.20億元/a，其中防護林生物多樣性保護價值為2.24億元/a，特種用途林生物多樣性保護價值為2.14億元/a，其余林種保護價值均相對較小。

2.7 森林游憩價值 森林生態系統景觀游憩與生態文化功能主要體現在由于森林存在增加的旅游區面積和游人數量。通過統計蘇州市主要森林公園的森林旅游門票收入以及公園內各種商業活動收入，保守估算得出蘇州市城市森林的森林游憩價值為0.63億元/a。

3 結論與討論

(1)蘇州市城市森林2011～2012年的生態服務功能總價值為38.24億元/a。其中涵養水源價值(占總價值的55.0%)＞生物多樣性保護價值(占總價值的16.2%)＞固碳釋氧價值(占總價值的12.7%)＞保育土壤價值(占總價值的7.1%)＞積累營養物質價值(占總價值的4.5%)＞凈化大氣環境價值(占總價值的2.9%)＞森林游憩價值(占總價值的1.6%)。根據不同指標生態服務功能價值所占的比例，可以看出蘇州市城市森林在涵養水源、固碳釋氧和生物多樣性保護3個方面發揮了重要的生態服務功能。但同時也要看到，蘇州市城市森林處于工業和經濟高度發達的長三角地區，大氣環境污染嚴重，雖然蘇州城市森林在凈化大氣環境功能價值方面比值較低，但是作用卻是十分關鍵和不可替代的。

(2)防護林、特種用途林和經濟林在各項生態服務功能中均發揮了較大的優勢。因此，在造林過程中，應當加大對這些林種的重視與保護力度。

(3)蘇州市單位面積城市森林生態服務功能的價值為6.17萬元/(hm2·a)，表現出較高的生態和經濟效益。這一數值顯示蘇州城市森林在維護生態環境方面起著舉足輕重的作用。

(4)該研究對參數中部分社會公共數據進行更新，屬于首次嘗試，可能在資料收集和查閱過程中仍存在一定不足。該研究結果可以說明蘇州城市森林所提供的生態服務功能價值十分巨大，在維護生態環境方面起著舉足輕重的作用。

(5)蘇州市平均森林覆蓋率為10.9%，現有森林資源多以人工林或次生人工林為主，其中中幼林占了78%的比例。這些中幼林林分年齡結構、空間結構及物種組成結構較為簡單，物種的豐富度和均勻度偏低，林分凈生產力較低，林分的健康度和穩定性較差，對外來種入侵和病蟲害的抵御能力也十分低下。因此，蘇州市應繼續加強對現有生態公益林的科學經營管理，以促進蘇州市生態公益林這一優質城市森林資源的健康、優質和穩定發展，并更好地發揮其多種生態服務功能，為蘇州市社會經濟的又好又快發展奠定良好的生態環境基礎。

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