大石門溝森林公園生態系統服務功能及其價值評估

郭陽　梁東方　王洪俊

摘要 根據評估方法，得出大石門溝森林公園7項生態系統服務功能的總價值為2 807.52萬元/a，單位面積價值為5.62萬元/（hm2·a）。其中固碳釋氧功能價值最高，為1 027.12萬元/a，占總價值量比例36.58%，其次為保護生物多樣性功能價值，為1 000萬元/a，占總價值量比例35.62%，最低為保育土壤功能價值，為48.52萬元/a，僅占總價值量1.73%；各項生態功能服務價值量順序是固碳制氧功能價值>保護生物多樣性功能價值>森林涵養水源功能價值>凈化大氣環境功能價值>林木營養積累功能價值>森林游憩與生態文化功能價值>保育土壤功能價值。

關鍵詞：大石門溝森林公園；生態系統；服務功能；價值評估

中圖分類號：S718.5 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）08-133-03

人們將以喬木為主，灌木、藤本和草本植物為輔，所形成的一個密度較高和面積較大的區域稱為森林。森林中的物種多樣化程度較高，它們之間相互作用、影響，共同形成一個完整的森林生態系統。森林在整個生態系統中的作用是至關重要的[1-3]，其不僅為各類動植物的生長、進化提供了生境，也為人類的日常行為活動提供大量物質材料，同時肩負著多種重要的生態功能[4]。科學技術發展過程與生態系統健康發展是矛盾的統一體，人類可以通過科技創造物質文明，但不能改變或取代生態系統服務功能[5]。在社會發展的同時，也要對生態系統進行保護與修復，真正實現人與自然和諧發展。通過科學手段，將森林生態系統服務功能以價值量方式呈現，對其進行價值評估，在提高人們環保意識的同時，對于保護、促進生態系統健康發展，促進經濟增長具有現實意義。

我國學者對于生態系統服務功能研究多年[6-7]，直到2008年國家林業局頒布《森林生態系統服務功能評估規范》（LY/T 1721-2008）[8]，明確規定了評估體系的基本內容、數據來源、處理方法等。該研究將以《規范》為指導，對大石門溝森林公園服務功能價值進行估算，評價其價值及為該區資源的合理利用、經濟效益增長提供基礎依據。

1 評估區域概況

1.1 自然地理概況 大石門溝森林公園位于吉林省吉林市豐滿區，屬北溫帶大陸性季風氣候，四季分明，園區小氣候十分明顯。地理坐標為126°21′38″～126°56′22″E，43°26′34″～43°51′42″N，總面積500 hm2，森林公園東臨蛟河市，距蛟河市的拉法山、紅葉谷森林公園較近，南接松花湖旅游景區，西與吉林市區接壤，北靠龍潭區。區域內土壤以灰棕壤為主。年平均氣溫4.3 ℃，極端高氣溫36.6 ℃，極端低氣溫-45.0 ℃。年平均日照時數2 454 h，年均降水量674 mm，無霜期134 d，年最大風力6級以上，最大凍土深度1.7 m。

1.2 森林資源現狀 園區內林地大多數是以珍貴樹種為主的天然林，如胡桃楸（Juglans mandshurica）、黃檗（ Phellodendron amurense Rupr.）、紫椴（Tilia amuesis）、水曲柳（Fraxinus mandshurica）等，可見原生態的自然景觀；人工種植品種有短葉松（Pinus strobus）、紅松（P.koraiensis）等，主要森林景區寶貝砬子、代王山砬子分布在景區的東北部和西北部，海拔在580～850 m。

2 研究方法

大石門溝森林公園生態系統服務功能價值采用《規范》中的7個方面14個指標進行評估[8]，由于數據有限，未對森林防護功能的價值量進行估算。數據來源主要為大石門溝森林公園所在林場編制的《吉林市森林資源二類調查數據匯編》、北華大學林學院在大石門溝森林公園的外業工作中所獲得的數據、已發表的文獻資料數據。

3 評估結果

3.1 涵養水源功能 森林涵養水源功能的形式不同于湖泊河流，它是由林冠、樹干、地表枯落物、土壤和根系組成的進行涵養水源的垂直結構。森林主要由根系發達的喬木植物組成，林冠層郁閉度較高，地表層枯落物較厚，對降雨具有截流緩沖作用，可減小雨水對土壤的沖擊力，使土壤更好地蓄水；同時，地表具有大量的枯枝落葉等，能夠有效地過濾水分和減少水分的大量蒸發。森林涵養水源價值主要從調節水量和凈化水質2方面進行評估。大石門溝森林公園所屬區域降水量為674 mm/a，蒸散量、地表徑流量分別為降水量的70%、20%左右[9-11]，大石門溝森林公園調節水量為33.7萬t/a，調節水量價值為205.93萬元/a；每年凈化水量為33.7萬t，凈化水質價值為70.43萬元/a?？傻蒙趾B水源價值共276.36萬元/a，其中，調節水量價值占涵養水源總價值量的74.52%，而凈化水質功能的價值量只有25.48%。

3.2 保育土壤功能 裸露土壤長期受到雨水沖刷，密度會降低，土壤肥力隨水分流失，同時導致水量滲透速度過快，易形成地表徑流，造成土壤流失等。由于森林植物根系發達，能夠加固土壤，同時林冠層郁閉度較大，能有效地減緩雨水對土壤的沖擊，減少土壤和土壤肥力流失。土壤保育功能的評估主要從森林固土和保肥作用2個指標展開。通過公式計算得出大石門溝森林公園固土量為3 846.15 t/a，固土價值為4.62萬元/a；公園保肥價值為43.90萬元/a。保育土壤功能總價值量是固土價值與保肥價值之和，為48.52萬元/a?？梢?，保育土壤中的保肥價值較高，占保育土壤價值量90.48%。

3.3 固碳制氧功能 植物可將空氣中的二氧化碳經過光合作用轉變為氧氣。這種自然方式的固碳過程不但能轉換多余的二氧化碳，并且成本低，消耗小，同時能釋放出更多的氧氣。二氧化碳的降低有效地防止了溫室效應的產生，含氧量的提高為人類及動植物的生活和生長提供了優質的生存環境。因此，評估從固碳、釋氧2方面進行。大石門溝森林公園林分年凈生產力為10.10 t/（ hm2·a）[12]；森林土壤年固碳速率為2.61 t/（ hm2·a）[13]。根據公式得出大石門溝森林公園固碳量為3 551.38 t/a，固碳價值為426.17萬元/a；年制氧量為6 009.50 t/a，制造氧氣總價值為600.95萬元/a。大石門溝森林公園固碳制氧總價值為1 027.12萬元/a，固碳和制氧功能價值分別占固碳制氧功能價值量的41.50%、58.50%。

3.4 林木營養積累功能 植物對營養的吸收主要通過根系和空氣，營養物質通過植物細胞進入體內，植物將各種營養存儲在相應的器官中，通過各種物質和能量循環使植物達到生長和營養積累的目的。林木含氮營養量為1.66%，含磷營養量為0.10%和含鉀營養量為0.86%[12]。根據公式計算得到大石門溝森林公園年積累營養物質的價值為170.89萬元/a。

3.5 凈化大氣環境功能 凈化大氣環境功能

指森林生態系統能夠吸收空氣中的大量有害物質（如二氧化硫），同時提供多種對人類身體健康有益物質（如空氣負離子）的功能。劉豐亮[14]測得吉林市圣母洞公路空氣負離子濃度為332個/cm3，結合鐘林生[15]的研究結果，估算大石門溝森林公園林分中負離子濃度為1 660個/cm3；根據清查資料可知，林分平均高度為12.55 m；森林公園單位面積森林對二氧化硫吸收量為152.13 kg/（ hm2·a）[12]；單位面積森林對氟化物的吸收量為2.57 kg/（ hm2·a）；單位面積森林對氮氧化物吸收量為6.00 kg/（ hm2·a）[16]；單位面積森林滯塵量為20 650 kg/（hm2·a）[12]。根據公式計算，得到大石門溝森林公園產生的對人體有益的空氣負離子約為3.5×1022個/a，總價值約為20.34萬元/a；年處理二氧化硫、氟化物、氮氧化物、滯塵的實物量分別為76 065 kg/a、1 285 kg/a、3 000 kg/a、10 325 000 kg/a，價值量分別為9.13萬元/a、0.09萬元/a、0.19萬元/a、154.88萬元/a。凈化大氣環境價值為上述5項價值之和，共為184.63萬元/a?？梢?，大石門溝森林公園森林在凈化大氣環境方面，滯塵的價值量最高，占凈化大氣總價值量的83.89%，其次為提供空氣負離子價值量，占總價值量的11.02%，處理氟化物的價值量最低，僅占總價值量的0.05%。

3.6 保護生物多樣性功能 森林生態系統為各種動植物的生長及生活提供了環境。復雜的生態系統對各種生物具有一定的保護作用，能夠使物種保持多樣性。選用保育作用作為評估保護物種多樣價值的指標。北華大學林學院實地測得大石門溝森林公園Shannon-Weiner指數平均為3.45。當3≤指數<4時，單位面積森林年生物多樣性價值為20 000元/（ hm2·a）[8]，經公式計算得，大石門溝森林公園保護生物多樣性功能價值約為1 000萬元/a。

3.7 森林游憩與生態文化功能 如今社會，人們工作壓力過大，生活節奏過快，從而利用森林自然環境來緩解壓力，放松心情的行為活動叫作森林游憩。生態文化是指人類在享受自然提供的優質環境同時，也要注意對資源的保護與修復，營造人與自然和諧發展的局面。大石門溝森林公園的森林游憩和生態文化功能價值可參考附近的朱雀山森林公園的收入，估算其價值為100萬元/a。

3.8 森林公園服務功能總價值 大石門溝森林公園服務功能總價值為以上14個指標價值之和（圖1）。大石門溝森林公園生態系統服務功能價值中，固碳制氧功能價值最高，占總價值36.58%，排在第2位的是保護生物多樣性功能價值，占總價值35.62%，固碳制氧價值與保護生物多樣性價值之和占總價值的比例高達72.20%，充分說明了這2種功能在森林公園中的重要性；保育土壤功能價值最小，僅占總價值1.73%，需通過人工進行改造提高。大石門溝森林公園生態系統服務功能總價值為2 807.52萬元/a。

4 結論

該研究

使用國家權威部門發布的社會公共數據和公開發表的科技文獻，采用《規范》的評估指標和方法，評估結果具有一定的規范性和參考性，能夠反映大石門溝森林公園生態服務功能的真實狀況。大石門溝森林公園7項生態服務功能的總價值為2 807.52萬元/a，單位面積價值為5.62萬元/（ hm2·a）。該區域固碳釋氧功能最高，為1 027.12萬元/a，其中固碳價值為426.17萬元/a，制氧總價值為600.95萬元/a；其次為保護生物多樣性功能，為1 000萬元/a；森林涵養水源價值為276.36萬元/a，其中調節水量價值為205.93萬元/a，占涵養水源總價值量74.52%；凈化大氣環境功能價值為184.6萬元/a，其中滯塵價值量最高達154.88萬元/a，占凈化大氣功能價值量的83.89%，處理氟化物的價值量最低，為0.09萬元/a，僅占價值量的0.05%；林木營養積累功能價值為170.89萬元/a；森林游憩與生態文化功能價值為100.00萬元；最低為保育土壤功能價值，僅為48.52萬元/a，其中，保肥價值高于固土價值，為43.90萬元/a，占保育土壤價值量90.48%。此次估算較保守，只是給出了大石門溝森林公園生態系統價值的潛在范圍，而并非準確的計算。由于數據有限，森林防護功能沒有計算在內，所獲得的數據都按較低值進行計算，實際生態系統服務功能要遠高于此次評估，該研究為該區域以后的資源合理利用和經濟發展提供基礎依據。

參考文獻

[1] 李媛媛.森林經營法律制度研究[D].哈爾濱：東北林業大學，2005.

[2] 李少寧.江西省暨大崗山森林生態系統服務功能研究[D].北京：中國林業科學研究院，2007.

[3] 趙金龍，王濼鑫，韓海榮，等.森林生態系統服務功能價值評估研究進展與趨勢[J].生態學雜志，2013（8）：2229-2237.

[4] 張佩霞，侯長謀，胡成志，等.廣東省鶴山市森林生態系統服務功能價值評估[J].熱帶地理，2010（6）：628-632，662.

[5] 靳芳，魯紹偉，余新曉，等.中國森林生態系統服務功能及其價值評價[J].應用生態學報，2005（8）：1531-1536.

[6] 許紀泉.武夷山區森林生態系統服務功能價值評估及其空間分布研究[D].福州：福建師范大學，2007.

[7] 王如松，方精云，馮宗煒.現代生態學的熱點問題研究[M].北京：中國科學技術出版社，1996：240-250.

[8] 國家林業局.LY/T 1721-2008 森林生態系統服務功能評估規范[S].北京：國家林業局，2008.

[9] 翟洪波，李吉躍.油松栓皮櫟混交林林地蒸散和水量平衡研究[J].北京林業大學學報，2004，26（2）：48-51.

[10] 李世榮，周心澄，李福源，等.青海云杉和華北落葉松混交林林地蒸散和水量平衡研究[J].水土保持學報，2006，20（2）：118-121.

[11] 肖登攀，韓淑敏，楊艷敏，等.太行山低山丘陵區不同地表類型降雨入滲產流規律研究[J].水土保持研究，2009，16（5）：35-39.

[12] 靳芳，余新曉，魯紹偉，等.中國森林生態系統生態服務功能及其評價[M].北京：中國林業出版社，2007.

[13] 王兵，魯紹偉，尤文忠，等.遼寧省森林生態系統服務價值評估[J].應用生態學報，2010，21（7）：1792-1798.

[14] 劉豐亮，王洪俊，陳建偉，等.吉林市圣母洞空氣負離子濃度及變化規律[J]. 北華大學學報：自然科學版，2011（1）：88-92.

[15] 鐘林生，吳楚材，肖篤寧. 森林旅游資源評價中的空氣負離子研究[J]. 生態學雜志，1998（6）：57-61.

[16] 韓素蕓，田大倫，閆文德，等.湖南省主要森林類型生態服務功能價值評價[J].中國林業科技大學學報，2009，29（6）：6-13.