大塢山林場現代林業示范區生態服務價值評估

祝燕紅

(杭州市蕭山區林場，浙江 杭州 311251)

柏明娥

(浙江省林業科學研究院，浙江 杭州 310023)

金久宏

(杭州市蕭山區林業局，浙江 杭州 311203)

隨著經濟發展和社會進步，我國林業建設已從資源開發型向環境保育型轉變，不僅要滿足社會對林產品的需求，更要滿足改善生態環境的需要，而森林的經營也由數量規模型向質量效益型轉變。目前，對森林生態的服務價值評價的相關研究不少，但多數研究往往針對已建設森林進行評價[1～7]。為此，筆者對大塢山林場現代林業示范區生態服務價值進行評估，旨在為現代林業建設提供參考。

1 研究區概況

研究區位于杭州市蕭山區南片丘陵山地，大塢山山頂海拔482.7m，山麓海拔75m，隸屬杭州市蕭山區林場，面積90.7hm2，坡度在15～30°，中心地理坐標為東徑120°11′9.96″，北緯29°59′39.18″。屬亞熱帶季風氣候區，四季分明，光照充足，雨量充沛，溫暖濕潤，年均氣溫16.1℃，年平均降水量1402.5mm。地帶性植被為常綠闊葉林。

針對大塢山現代林業生態經濟示范區土壤植被和林木資源現狀，以提高森林生態服務功能、示范帶動蕭山區林業生態經濟建設、立足基礎、遵循自然、創新發展為基本原則，整合林區各種自然和林木資源，優化森林生態系統的功能與結構，全新打造大塢山林區現代林業生態經濟示范區，充分展示基于森林背景下的生態經濟示范樣板，將林區規劃成森林健康經營區、大徑林木撫育區、彩色森林營造區、珍貴樹種保育區、森林文化體現區和科研科普實驗區等6個功能區塊(表1)。項目于2018年1月實施，計劃于2020年12月完成。

表1 大塢山林場現代林業示范區建設概況

2 研究方法

2.1 土壤土壤理化性質分析

分別針對每一林分類型，選取0～40cm的混合土樣進行土壤理化性質的分析，其中土壤容重和毛管持水量選取土壤剖面20cm處并采用環刀法進行測定。

2.2 植被調查和多樣性分析

分別針對每一林分類型，選取3個20m×20m的樣地進行喬木層樹種名稱、高度、胸徑和冠幅的調查，在喬木層樣地四角分別選取4m×4m的灌木樣方和2m×2m的草本樣方，記錄植物名稱、高度、株數或叢數和蓋度。根據植被調查數據統計重要值，選用Shannon-Wiener指數進行植物多樣性分析：

H=-∑pilnPi

式中，H為Shannon-Wiener指數；Pi為該物種在樣地中的重要值。

2.3 森林資源狀況調查

以小班為單位，結合2016年森林資源二類調查成果，對每一小班進行林業用地、林分類型、郁閉度、密度、平均樹高、平均胸徑、蓄積量等的復核調查，充分了解當前大塢山林場的森林資源狀況。

2.4 評估方法

根據文獻[8]，選取涵養水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營養物質、凈化大氣環境和生物多樣性保護6項生態功能進行評估，其中涵養水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營養物質和凈化大氣環境生態服務價值參照文獻[9]進行評估(文獻[9]中廟山塢自然保護區與研究區直線距離約20km，林分和地貌及基巖類型基本相似，可采用相同評價方法)，針對生物多樣性保護生態服務價值評估，可根據杉木林、杉檫混交林、馬尾松林、松闊混交林、香樟林、水杉林、毛竹林和竹闊混交林及次生灌叢的實際調查數據參照文獻[8]取值，而常綠闊葉林、常綠與落葉闊葉混交林和闊針混交林則根據實際調查數據參照文獻[10]取值(表2)。

表2 大塢山林場林分類型單位面積生態服務價值 元·hm-2·a-1

3 結果與分析

3.1 林地土壤

林地土層厚度通常在40～60cm之間，坡腳為山坡沖積物形成較深厚的坡積土，深度大于100cm，山坡土層相對較薄。經土樣測試分析(表3)，林地土壤呈酸性，pH4.80～5.44，平均為5.07。土壤有機質比較豐富，平均含量為28.98g/kg，全氮、水解氮、有效磷和速效鉀平均含量為1.03g/kg、105mg/kg、1.31mg/kg、67mg/kg，土壤容重1.11～1.21g/cm3，平均毛管持水量42.65%。與浙江省生態公益林土壤理化性質的平均數值比較接近[12]，林地土壤肥力處于中等水平。

表3 大塢山林場土壤主要理化性質

3.2 森林資源

研究區現有林地面積90.7hm2，森林郁閉度0.8左右，其中以杉木及其混交林面積最大(55.4hm2)，占有林地面積的61.08%，其次為馬尾松(Pinusmassoniana)及其混交林(30.2hm2)，占有林地面積的33.30%。盡管杉木林中人工混交檫樹(Sassafrastzumu)、馬尾松林中天然伴有白櫟(Quercusfabri)等落葉闊葉樹種形成杉檫混交林和松闊混交林，但混交的闊葉樹種只占1/4，因而針葉化傾向十分嚴重。水杉、香樟和毛竹人工林面積較小。總蓄積量10719m3(表4)，平均單位蓄積118.18m3/hm2，遠高于浙江省2010年單位林分蓄積55.09m3/hm2的水平[12]。

表4 杭州市大塢山林場森林資源現狀

3.3 植物多樣性

對示范區杉木林、杉檫混交林、馬尾松林、松闊混交林、毛竹林和次生灌叢6種林分進行典型樣地調查，采用Shannon-Wiener指數進行植物物種的多樣性分析(圖1)，發現植物物種的多樣性指數以松闊混交林最高(2.03)，其次為杉檫混交林(1.32)，其他依次為馬尾松林(1.23)、次生灌叢(0.95)、杉木林(0.87)和毛竹林(0.85)，表明植物生物多樣性普遍較低，遠低于以青岡等優勢樹種組成的常綠闊葉林植物物種多樣性水平[10,13]，在森林植被的自然演替進程中尚處于初級階段[14]，甚至隸屬于次生的退化森林生態系統[15]。

圖1 杭州市大塢山林場主要森林類型植物物種多樣性

3.4 總體評估

經建設前(2017年)測算，目前杭州市大塢山現代林業示范區生態服務價值為94369781元/a(表5)，其中凈化大氣環境服務價值最高(91164224元/a)，其次為涵養水源功能(1670659元/a)。研究區單位面積生態服務價值為1040461元/(hm2·a)，遠高于2009年浙江省森林單位面積生態服務價值(56120元/(hm2·a))，低于鄰近富陽區廟山塢自然保護區單位面積生態服務價值1069778元/(hm2·a)的水平[15]，說明林區森林保護較好，但有進一步提升空間。

森林生態服務價值的提升是森林提質改造的重要標志。研究區通過森林健康經營、大徑林木培育、彩色森林營造、珍貴樹種保育、森林文化體現和科研科普教育基地等建設，大面積地將以杉木和馬尾松為主的針葉林分改造成以常綠或常綠與落葉闊葉混交林為主的林分，由此明顯提高生態服務價值。估計到2020年底杭州市大塢山現代林業示范區建成后的生態服務總價值達97235467元/a(表6)，單位面積生態服務價值由建設前的1040461元/(hm2·a)上升至1072056元/(hm2·a)，每年每公頃提增31595元，提高3.04%。

表5 大塢山林場現代林業示范區建設前生態服務價值 元·a-1

表6 大塢山林場現代林業示范區建設后生態服務價值 元·a-1

4 結語

森林能生產大量的木材和工業用原料，可提供再生的生物質能源，也能生產豐富的森林食品，還蘊藏著豐富的藥用生物資源，孕育著豐富的動植物資源和生物多樣性。此外，森林具有很高的涵養水源、保持水土、凈化空氣、調節小氣候等生態服務價值。杭州市大塢山林區森林茂密，郁閉度0.8左右，但林分質量較差，杉木和馬尾松針葉林面積占達有林地面積的95.43%，植物物種多樣性低，生態功能沒有取得立地條件所具有的正常水平，雖然單位面積生態服務價值達1040461元/(hm2·a)，遠高于2009年浙江森林單位面積生態服務價值56120元/(hm2·a)的水平，但低于鄰近富陽區廟山塢自然保護區單位面積森林生態服務價值1069778元/(hm2·a)的水平。通過森林健康經營、大徑林木培育、彩色森林營造、珍貴樹種保育、森林文化體現和科研科普教育基地等現代林業示范區建設，將大面積低效低質針葉林分改造成以常綠或常綠與落葉闊葉混交林為主體林分，單位面積生態服務價值提高到1072056元/(hm2·a)，相當于每年每公頃提增31595元，將產生非常明顯的生態經濟效益。