新疆平原荒漠林生態系統服務功能評估

劉茂秀，史軍輝，王新英

(新疆林業科學院,新疆塔里木河胡楊林生態系統國家定位監測研究站，新疆 烏魯木齊 830046)

新疆荒漠林生態系統主要分布于平原區，是整個生物圈中的一個生態系統類型之一，是陸地生態系統中的一個重要的子系統，以胡楊林、檉柳林和梭梭林為主要優勢群落，是新疆綠洲生態系統的一道天然生態屏障。由于特殊的地理及生態區位條件，使荒漠林生態系統在區域綠洲生態環境構建、防風固沙等方面具有較高的生態作用[1]。科學規范評價荒漠林生態系統服務功能，是新疆生態文明建設特別是生態立區，環保優先重大戰略決策及防沙治沙等重大生態工程效益評價現實需求與科學依據。

近些年來,服務功能價值評估成為生態系統研究的熱點之一[2]，2011 年，聯合國千年生態系統評估也正式啟動[3]。我國近年來也開展了森林生態系統服務功能評估的相關工作[4-7]，并取得了很多有價值的研究成果。目前，隨著對于生態系統服務功能評估理論和方法研究的深入，生態系統服務功能價值評估的實踐研究也隨之增多。針對森林、濕地、農田等生態系統的研究較多[8-11]，對荒漠林生態系統服務功能的價值評估極少。荒漠林生態系統作為荒漠區的綠色生態屏障，對綠洲區的生產、生活及社會穩定發揮著至關重要的作用。因此，對荒漠林生態系統提供服務的能力進行監測評估，可以為荒漠區土地退化以及荒漠化的定量研究提供一個切實可行、功能強大的技術手段。

本文依據《森林生態系統服務功能評估規范》(LY /T 1721—2008)[13]、《荒漠生態系統服務評估規范》(LY/T2006-2012)[14]，采用新疆第八次森林資源連續清查數據、新疆塔河流域胡楊林站和新疆荒漠精河站2個森林生態系統國家定位觀測研究站長期定位觀測數據以及社會公共數據，對2014年新疆荒漠林生態系統服務功能價值進行評估，以期為客觀評估新疆實施天然荒漠林保護工程的效益，為科學經營與管理森林資源提供指導。

1 研究區概況

新疆平原荒漠林主要分布于新疆的兩大盆地上，所分布的天然林在生態上雖都屬于荒漠林類型，總面積為221.97萬hm2，其中荒漠河岸林胡楊林面積為20.62×104hm2，占總面積的9.29%、灌木檉柳群系為主的灌木荒漠林，面積為107.05×104hm2，占48.23%、梭梭林群系灌木植被為主的灌木荒漠林，面積為94.30×104hm2，占42.48%(表1)。境內主要荒漠植被類型以胡楊(Populuseuphratica)、梭梭(Haloxylonammodendron)、檉柳(TamarixSPP.)為主，其他還有鈴鐺刺(Halimodendronhalodeneron)、琵琶柴(Reaumuriasongonica)、鹽穗木(Halostachyscaspica)、野薔薇(Rosamultiflora)、白刺(Nitrariatangutorum)以及蘆葦(Phragmitescommunis)、芨芨草(Achnatherumsplendens)、鹽草(Halophilaovalis)、蒿草(Kobresiamyosuroides)等草本植物。

表1 荒漠林各林分面積 hm2

2 研究方法

2.1 數據來源

數據來源包括:(1) 第八次全國森林資源清查“新疆維吾爾自治區森林資源清查成果”和國家權威機構公布的社會公共數據;(2) 新疆塔里木河胡楊林生態系統國家定位觀測研究站和新疆精河荒漠生態系統國家定位觀測研究站長期定位監測數據，包括主要林分年凈生產力、土壤容重、土壤侵蝕模數、防風固沙量、土壤營養元素 ( 有機質、N、P、K) 、空氣負離子濃度、年吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物量、林分年滯塵量以及林木各器官養分含量和生物多樣性指數。

2.2 評估指標及計算公式

本研究以 LY /T 1721—2008《森林生態系統服務功能評估規范》、《荒漠生態系統服務評估規范》(LY/T2006-2012)和《一類森林資源調查報告數據技術規定》為依據，運用市場價值法、影子價格法等，分別從防風固沙、保育土壤、固碳釋氧、積累營養物質、凈化大氣環境、生物多樣性保護等方面評價2014年新疆平原荒漠林生態服務功能價值。

3 結果與分析

3.1 平原荒漠林和不同林地類型生態系統服務總價值量分析

經過對荒漠林生態系統各項服務功能的評估，喬木林和灌木林生態服務功能價值量分別為141.75×108元·a-1和921.82×108元·a-1，單位面積價值量6.87×104元·hm-2·a-1和4.58×104元·hm-2·a-1(表2)。而新疆荒漠林生態系統每年產生1 063.56×108元的服務功能價值，各生態服務功能中，防風固沙功能價值最高，為477.51×108元·a-1，占總價值的44.90%；固持水功能價值次之，為377.08×108元·a-1，占總價值的31.67%；生物多樣性保育價值第三，為11 099×108元·a-1，占總價值的10.44%；保育土壤功能價值第四，為80.33×108元·a-1，占總價值的7.55%；固碳釋氧功能第五，占總價值的4.77%；凈化大氣環境和積累營養功能價值量較低，均占總價值的0.32%。

表2 不同林地類型服務功能價值

3.2 不同林齡生態服務功能價值

新疆平原荒漠林中喬木林 5 種齡組生態服務功能的大小依次為: 近熟林(59.02×108·a-1，占總價值量的30.03%) >成熟林(50.10×108元·a-1，占總價值量的28. 04%)>過熟林(48.93×108元·a-1，占總價值量的27.39%)>中齡林(18.69×108元·a-1，占總價值量的10.46%)>幼齡林(1.95×108元·a-1，占總價值量的1.09%)(表3) 。單位面積生態服務價值量為成熟林(9.49×104元·hm-2·a-1)>近熟林(9.12×104·hm-2·a-1)>中齡林(8.65×104元·hm-2·a-1)>幼齡林(8.11×104元·hm-2·a-1)>過熟林(7.56×104元·hm-2·a-1)。

表3 不同林齡生態服務功能價值

3.3 不同蓋度生態服務功能價值

表4 不同蓋度生態服務功能價值

根據《荒漠生態系統服務評估規范》(LY/T2006-2012)和《一類森林資源調查報告數據技術規定》，將梭梭林和檉柳林按蓋度劃分為三個監測水平，即高蓋度(蓋度≥70%)、中蓋度(蓋度≥50-69%)、低蓋度(蓋度≥30-49%)。新疆荒漠林生態系統中灌木林 5 種齡組生態服務功能的大小依次為: 低蓋度(797.16×108元·a-1，占總價值量的 87.29%)>中蓋度 (85.06×108元·a-1，占總價值量的9.31%)>高蓋度 (30.97×108元·a-1，占總價值量的3.39%)( 表4)。單位面積生態服務價值量為高蓋度(14.81×104元·hm-2·a-1)>低蓋度(8.51×104·hm-2·a-1)>中蓋度(7.50×104元·hm-2·a-1)。

3.4 不同林分生態服務功能價值

表5 不同林分生態服務功能價值

新疆荒漠林生態系統不同林分生態服務功能的大小依次為: 檉柳林(508.78×108元·a-1，占總價值量的47.84%)>梭梭林(413.03×108元·a-1，占總價值量的38.83%)>胡楊林(141.75 ×108元·a-1，占總價值量的13.33%)(表5) 。單位面積生態服務價值量為胡楊林(6.87×104元·hm-2·a-1)>檉柳林 (5.40×104元·hm-2·a-1)>梭梭林(3.86 ×104元·hm-2·a-1)。

4 結論與討論

新疆平原荒漠林生態服務功能價值為 1063.56×108元·a-1，說明荒漠林在新疆生態系統中發揮著巨大的生態服務功能。表明科學經營管理平原荒漠林，才能體現出平原荒漠林在區域綠洲生態環境構建、防風固沙等方面具有較高的生態作用。 相反，若平原荒漠林管理不當，甚至大面積破壞，將會導致平原綠洲區發生持續性生態危機和災難。各功能價值量的排序依次為: 防風固沙>固持水>生物多樣性保育>保育土壤>固碳釋氧> 凈化大氣環境=積累營養物質。說明防風固沙功能是新疆平原荒漠林中起著重要生態服務功能作用，新疆荒漠林生態系統中喬木林和灌木林生態服務功能價值量分別為141.75×108元·a-1和921.82×108元·a-1，其中灌木林價值量占總服務功能的86.67%，是喬木林價值總量的6.5倍之多，表明風沙前沿生長的灌木林在新疆平原荒漠林生態服務功能中發揮中不可替代的作用。但喬木林的單位面積價值量是和灌木林分別是1.5倍，充分保護平原荒漠林的喬木林，才能更好提升荒漠林生態服務功能的價值量。