濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的維持機(jī)制

黃龍生,王 兵,牛 香,*,宋慶豐

1 中國林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所,國家林業(yè)局森林生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100091 2 北京林果業(yè)生態(tài)環(huán)境功能提升協(xié)同創(chuàng)新中心,北京 102206

森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,在維持生物多樣性、固碳、水源涵養(yǎng)和木材供應(yīng)等方面起著不可替代的作用[1- 3],其在應(yīng)對氣候變化、改善生態(tài)環(huán)境、保障人體健康等方面也越來越引起人們的重視[4- 6]。因此,森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)有助于人類福祉,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)保護(hù),努力不斷提升森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能在國外,早在1949年就有相關(guān)學(xué)者對森林效能開展研究[7]。隨后,人們開始對森林某個(gè)單一的生態(tài)功能進(jìn)行評價(jià)[8- 11]。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后,國外在森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評估方法中出現(xiàn)了旅游價(jià)值法、意愿調(diào)查法、市場替代法、條件價(jià)值法及資產(chǎn)價(jià)值法等[12- 15]。隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出,森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評價(jià)指標(biāo)體系的研究工作也得到發(fā)展[16]。我國對森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和評價(jià)指標(biāo)體系的研究,起步較晚但發(fā)展很快。1983年,中國林學(xué)會(huì)開展“森林綜合效益評價(jià)研究”,并對中國早期的森林生態(tài)效益評價(jià)起到推動(dòng)作用。隨后,出現(xiàn)了對森林價(jià)值及其環(huán)境價(jià)值的核算[17],對自然保護(hù)區(qū)生物多樣性價(jià)值研究[18]對區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及價(jià)值進(jìn)行評估和動(dòng)態(tài)分析[19],對森林環(huán)境價(jià)值納入國民經(jīng)濟(jì)收入核算的系統(tǒng)研究[20],對森林資源從生產(chǎn)有機(jī)物價(jià)值和多種生態(tài)效能價(jià)值2方面進(jìn)行系統(tǒng)評價(jià)[21],對生態(tài)公益林從生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)3方面建立生態(tài)公益林建設(shè)效益評價(jià)指標(biāo)體系[22]。2008年,國家林業(yè)局發(fā)布《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》(LY/T1721—2008)[23](以下簡稱《規(guī)范》),依據(jù)《規(guī)范》,王兵等根據(jù)第三次、第四次、第五次、第六次、第七次和第八次森林資源清查數(shù)據(jù)先后對全國生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其價(jià)值進(jìn)行評估[24- 25]。

濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)主要為柏類和松類為典型代表。本文以濟(jì)南市境內(nèi)森林植被為研究對象,依托濟(jì)南市周邊的森林生態(tài)站,依據(jù)“規(guī)范”開展?jié)鲜兄饕獌?yōu)勢樹種的服務(wù)功能研究,量化分析濟(jì)南市不同林分類型森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的強(qiáng)弱,進(jìn)而對濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能維持機(jī)制進(jìn)行探討。以期為科學(xué)開展生態(tài)環(huán)境保護(hù)及制定相關(guān)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策提供重要科學(xué)依據(jù),從而促進(jìn)濟(jì)南市乃至山東省生態(tài)環(huán)境的改善和可持續(xù)發(fā)展。

1 研究區(qū)概況

濟(jì)南市位于116°11′—117°44′E、36°2′—37°31′N之間,處于山東省西北部。濟(jì)南市地貌大致呈南高北低態(tài)勢,由南向北依次分布著低山丘陵區(qū)、山前平原區(qū)、黃河沖積平原區(qū)。位于長清區(qū)摩天嶺海拔988.8 m,為該區(qū)最高海拔。濟(jì)南地區(qū)屬于暖溫帶半濕潤季風(fēng)型氣候,在膠東丘陵及魯中南山地丘陵阻擋之下,海洋性氣候被削弱,年平均氣溫14.1℃,無霜期190—235,年日照時(shí)數(shù)2490—2730 h,降雨多集中在6—9月,多年平均降水量為585—800 mm。該區(qū)土壤地帶性規(guī)律較明顯,以棕壤、褐土、潮土、風(fēng)沙土等為主。濟(jì)南市森林面積約24.46萬hm2,人工林面積占絕對優(yōu)勢,主要分布有側(cè)柏(PlatycladusorientalisL.)、落葉松(Larixspp.)、油松(Pinustabulaeformis)、麻櫟(Quercusacutissima)、白楊(Populusalba)、黑楊(PopulusnigraL.)、刺槐(RobiniapseudoacaciaL.)、泡桐(Paulowniafortunei)等常見的北方樹種[26]。

圖1顯示了濟(jì)南市主要林分類型的分布情況。由圖可知,濟(jì)南市主要喬木林種分布于南部和東南部,經(jīng)濟(jì)林主要分布于中部地區(qū),北部地區(qū)分布有人工栽植的黑楊類和白楊類等起防護(hù)作用的林種。

圖1 濟(jì)南市主要林分類型分布Fig.1 Distribution of main forest types in Ji′nan City

表1—表3反映了濟(jì)南市主要林分類型、不同林齡及不同林種的基本情況。由表1可知,濟(jì)南市主要林分類型中,人工林面積占99.54%,其中,柏類面積分布最多,占44.66%,其次為黑楊類占38.86%。由表2可知,濟(jì)南市森林主要以幼齡林和中齡林為主,面積分別占48.79%和41.67%。由表3可知,濟(jì)南市不同林種面積分布從大到小依次為防護(hù)林(41.78%)>經(jīng)濟(jì)林(33.26%)>用材林(24.96%)。綜上可知,濟(jì)南市森林的基本概況為,以人工林為主,中幼林比重較大,防護(hù)林和經(jīng)濟(jì)林在全市森林中起主導(dǎo)作用。

2 研究方法

2.1 評價(jià)指標(biāo)及測算公式

依據(jù)《規(guī)范》,本研究從6項(xiàng)森林生態(tài)系統(tǒng)功能(涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、林木積累營養(yǎng)物質(zhì)、凈化大氣環(huán)境、生物多樣性保護(hù))分別開展測算分析。對于生物多樣性保護(hù)功能的評估,依照《規(guī)范》,基于Shannon指數(shù)法,結(jié)合瀕危指數(shù)體系、特有種指數(shù)體系和古樹年齡指數(shù)體系[27-29]進(jìn)行修正,進(jìn)而參照《森林生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性監(jiān)測與評估規(guī)范》(TY/T2241—2014)進(jìn)行評估測算。指標(biāo)體系及相關(guān)計(jì)算公式詳情參照[23,25,30- 33]。

2.2 森林資源數(shù)據(jù)來源

根據(jù)濟(jì)南市周邊的泰山和黃河三角洲森林生態(tài)站長期、連續(xù)及定位觀測數(shù)據(jù)集并結(jié)合第八次山東省森林資源生態(tài)服務(wù)功能評估,本研究將濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)林分劃分為柏類(側(cè)柏)、落葉松、松類(油松、黑松)、櫟類(麻櫟)、刺槐、白楊、黑楊、泡桐、落葉松、其他軟闊類、經(jīng)濟(jì)林和灌木12個(gè)林種。此次測算分析的森林資源數(shù)據(jù)來自濟(jì)南市林業(yè)局發(fā)布的2015年森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)。

2.3 社會(huì)公共數(shù)據(jù)來源

在濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估測算過程中,需要將物質(zhì)量轉(zhuǎn)化為價(jià)值量,該轉(zhuǎn)化過程涉及到的社會(huì)公共數(shù)據(jù)主要由我國權(quán)威機(jī)構(gòu)所發(fā)布(濟(jì)南市物價(jià)局網(wǎng)站[34]、中國供應(yīng)商網(wǎng)[35]、等),以及全國第八次森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估[24]和中國森林資源核算研究[25]的相關(guān)參數(shù)(表4)。

表1 濟(jì)南市主要林分類型面積、蓄積統(tǒng)計(jì)

表2 濟(jì)南市森林各林齡組面積、蓄積統(tǒng)計(jì)

表3 濟(jì)南市有林地不同林種面積、蓄積統(tǒng)計(jì)

表4 濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評價(jià)研究社會(huì)公共數(shù)據(jù)表(2015年推薦使用價(jià)格)

S生：單位面積物種多樣性價(jià)值,The value of species diversity per unit area(元 hm-2a-1)

3 結(jié)果與分析

3.1 濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能測算結(jié)果

濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的物質(zhì)量和價(jià)值量的測算結(jié)果分別如表5和表6所示。由表5可知,濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)年涵養(yǎng)水源量為8.26億m3；年固土量為1448.57萬t；年固碳量為76.81萬t；年釋氧量為160.12萬t；年林木積累營養(yǎng)物質(zhì)量合計(jì)為2.08萬t；年提供負(fù)氧離子20.87×1024個(gè),年吸收二氧化硫量為4340.61萬kg,年吸收氟化物69.61萬kg,年吸收氮氧化物192.97萬 kg；年吸滯TSP635.40萬t,年滯納PM101979.27 t,年滯納PM2.5502.48 t。從物質(zhì)量的測算結(jié)果可以看出,濟(jì)南市森林在維持其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能方面效果顯著。

表5 濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)不同林分類型生態(tài)服務(wù)功能物質(zhì)量

G調(diào)：涵養(yǎng)水源,Water conservation(108m3/a)；G固土：固土物質(zhì)量,Soil fixation(104t/a)；G固N(yùn)：固氮物質(zhì)量Nitrogen fixation(102t/a)；G固P：固磷物質(zhì)量,Phosphorus fixation(102t/a)；G固K：固鉀物質(zhì)量,Kalium fixation(102t/a)；G固M：固定有機(jī)質(zhì)物質(zhì)量,Organic mattefixation(102t/a)；G固碳：森林固碳物質(zhì)量,Carbon sequestration(104t/a)；G釋氧：釋放氧氣物質(zhì)量,Oxygen release(104t/a)；GN：林木積累氮物質(zhì)量,Accumulation of nitrogen for forest(102t/a)；GP：林木積累磷物質(zhì)量,Accumulation of phosphorus for forest(102t/a)；GK：林木積累鉀物質(zhì)量,Accumulation of kalium for forest(102t/a)；G負(fù)離子：提供負(fù)離子物質(zhì)量,Negative iron supply(1025個(gè)/a)；GSO2：吸收二氧化硫物質(zhì)量,Physical of absorption of SO2(104kg/a)；GHF：吸收氟化物物質(zhì)量,Physical of absorption of HF(104kg/a)；GNOx：吸收氮氧化物物質(zhì)量, Physical of absorption of NOx(104kg/a)；GTSP：吸滯TSP物質(zhì)量, Physical of absorption of TSP(104t/a)；GPM10：滯納PM10物質(zhì)量,Physical of absorption of PM10(t/a)；GPM2.5：滯納PM2.5物質(zhì)量, Physical of absorption of PM2.5(t/a)

由表6可知,濟(jì)南市年森林生態(tài)系統(tǒng)不同林分類型生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值為251.80億元,其中,年涵養(yǎng)水源價(jià)值為90.68億元,年保育土壤價(jià)值為19.64億元,年固碳釋氧價(jià)值為65.01億元,年林木積累營養(yǎng)物質(zhì)價(jià)值為3.95億元,年凈化大氣環(huán)境價(jià)值為34.21億元,年滯納PM10價(jià)值為0.59億元,年滯納PM2.5價(jià)值為23.43億元,年生物多樣性保護(hù)價(jià)值為38.31億元。由測算結(jié)果可知,濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源價(jià)值最高,其次為固碳釋氧價(jià)值,林木積累營養(yǎng)物質(zhì)價(jià)值量最低。

表6 濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)不同林分類型生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值量/億元

U1：涵養(yǎng)水源價(jià)值,Value of water conservation；U2：保育土壤價(jià)值,Value of soil conservation；U3：固碳釋氧價(jià)值,Value of carbon fixation and oxygen released；U4：林木積累營養(yǎng)物質(zhì)價(jià)值,Value of nutrients accumulation；U5：凈化大氣環(huán)境價(jià)值,Value of purification of atmosphere environment；U6：滯納PM10價(jià)值,Value of absorb PM10；U7：滯納PM2.5價(jià)值,Value of absorb PM2.5；U8：生物多樣性保護(hù)價(jià)值,Value of biodiversity conservation；U總：總價(jià)值量,Total value

圖2 濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量比例 Fig.2 The proportion of the value of forest ecosystem services in Ji′nan City

從圖2可知,濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、生物多樣性保護(hù)和凈化大氣環(huán)境4項(xiàng)服務(wù)功能的價(jià)值量分別占濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值量的36.01%、25.82%、15.21%和13.59%,合計(jì)占到總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量的90.63%,體現(xiàn)了相當(dāng)大的優(yōu)勢。濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量從大到小排序?yàn)椋汉B(yǎng)水源>固碳釋氧>生物多樣性保護(hù)>凈化大氣環(huán)境>保育土壤>林木積累營養(yǎng)物質(zhì)。

3.2 濟(jì)南市不同林分類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量

由圖3可知,濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)不同林分類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值以黑楊類和柏類為主,其中黑楊類價(jià)值量(91.49億元)最大,其次為柏類(72.46億元),最小的為落葉松和竹林,均小于0.01億元。不同林分類型生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值量排序?yàn)楹跅铑?91.49億元)>柏類(72.46億元)>經(jīng)濟(jì)林(43.87億元)>刺槐(13.06億元)>灌木林(9.55億元)>其他軟闊類(8.98億元)>松類(8.15億元)>白楊類(2.46億元)>櫟類(1.73億元)>泡桐(0.05億元)>落葉松(<0.01億元)>竹林(<0.01億元)。濟(jì)南市不同林分類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量這種分布趨勢,與不同林分類型自身特性及其分布面積和蓄積量有直接的關(guān)系。

圖3 濟(jì)南市不同林分類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量分布圖Fig.3 The historgam of the value of ecosystem services of the different stand types in Ji′nan City

3.3 濟(jì)南市不同林齡生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量

喬木林的林齡組根據(jù)不同樹種的生物學(xué)特性和經(jīng)營利用目的的不同,將其生長過程劃分為幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林和過熟林5個(gè)齡組。不同林種不同發(fā)育階段其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能各不相同,因此,根據(jù)不同齡組劃分計(jì)算出濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)不同林齡的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,此外,本研究中不同林齡生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值測算的統(tǒng)計(jì)不包含灌木林、經(jīng)濟(jì)林和竹林。計(jì)算結(jié)果詳見表7。

從表7計(jì)算結(jié)果不難發(fā)現(xiàn),濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)不同林齡生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量存在很大的差異。各齡組生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量呈現(xiàn)幼齡林(96.79億元)>中齡林(82.66億元)>近熟林(9.52億元)>成熟林(8.87億元)>過熟林(0.54億元)的趨勢。

表7 濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)不同林齡生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值量/億元

圖4為濟(jì)南市不同林齡生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量比例分布,由圖可知,濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中,幼齡林和中齡林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量比例達(dá)90.46%,其中,幼齡林生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值量稍微高于中齡林,表明濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中,中幼齡林占絕對優(yōu)勢。過熟林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量比重最小,僅為0.27%。

圖4 濟(jì)南市不同林齡生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量比例分布 Fig.4 The proportion of the value of forest ecosystem services of the different stand age in Ji′nan City

4 討論

濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的維持機(jī)制與其森林資源自身的屬性和特征直接關(guān)系。其森林資源存在以下特征：

1)資源面積。濟(jì)南市不同林分類型生態(tài)服務(wù)功能物質(zhì)量排序前幾位的均為柏類、黑楊類和經(jīng)濟(jì)林,排后幾位的均為泡桐、竹林和落葉松。由濟(jì)南市森林資源面積統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知,排序前三的同樣為柏類、經(jīng)濟(jì)林和黑楊類,而排序后三位的為泡桐、竹林和落葉松。由此可見,不同林分類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能物質(zhì)量的大小與其面積呈正相關(guān)性。濟(jì)南市不同林分類型中,柏類和黑楊類的各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)強(qiáng)于其他樹種,這2個(gè)樹種均為本區(qū)域的地帶性植被且與其分布面積有直接的關(guān)系。黑楊類和柏類的面積占全市森林總面積的83.52%,其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量占全市總價(jià)值量的65.12%；泡桐和落葉松面積占全市森林總面積的0.02%,其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量僅占全市總價(jià)值量的0.03%。

2)林齡結(jié)構(gòu)。林分因子中,林分年齡對凈初級生產(chǎn)力的變化影響較大,中齡林和近熟林有絕對的優(yōu)勢[38]。林分蓄積隨著林齡的增加而增加,隨著時(shí)間的推移,幼齡林逐漸向成熟林的方向發(fā)展,從而使林分蓄積量得以提高[39]。從濟(jì)南市森林資源數(shù)據(jù)中可以看出,幼齡林和中齡林面積占全市森林總面積的90.46%,濟(jì)南市柏類和黑楊類的幼齡林和中齡林面積占濟(jì)南市森林總面積的55.05%,這足以說明此2個(gè)樹種及濟(jì)南市大部分森林資源正處于林木生長速度最快的階段,林木的高生長帶來了較強(qiáng)的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。

3) 森林起源。天然林擁有生物圈中功能最完備的動(dòng)植物群落,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能完善、生態(tài)穩(wěn)定性高。人工林和天然林群落結(jié)構(gòu)與物種多樣性方面存在著巨大差異,天然林的群落層次比人工林復(fù)雜,物種多樣性比人工林豐富。而人工林由于其集約化的經(jīng)營管理措施,使得林分結(jié)構(gòu)良好,林分的生長速度要快于天然林,因此,其固碳釋氧功能由于速生的特性而發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用。不同起源固碳釋氧單位面積生態(tài)效益物質(zhì)量中,人工林高于天然林,這主要是由于人工林在人為的培育和栽培下,在適宜生長環(huán)境下的林分凈生產(chǎn)力高于天然林[40]。由于在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中,濟(jì)南市的原生森林資源受到了嚴(yán)重的破壞,現(xiàn)存森林主要以人工林為主,人工林占其森林資源總面積的 99.54%,加上合理的經(jīng)營管理措施,使得濟(jì)南市森林可以高效、穩(wěn)定地發(fā)揮其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。

4)自然保護(hù)區(qū)。濟(jì)南市柏類和黑楊類這2個(gè)樹種大部分分布于南部低山丘陵區(qū),實(shí)際上分布于山區(qū)的自然保護(hù)區(qū)內(nèi)。自然保護(hù)區(qū)是開展生物多樣性和自然遺產(chǎn)就地保護(hù)最為經(jīng)濟(jì)有效的途徑,是人類經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要保障。保護(hù)區(qū)內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的完整性和穩(wěn)定性,因此,其提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)也更為顯著。濟(jì)南市近些年來森林公園與自然保護(hù)區(qū)建設(shè)工程為其森林資源的保護(hù)和進(jìn)一步擴(kuò)展奠定了基礎(chǔ),對提高濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能起到了積極推動(dòng)作用。

在研究方法上,本文對森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的測算,采用的是分布式測算方法[36]。森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的測算是一項(xiàng)龐雜的系統(tǒng)工程,適合將研究內(nèi)容劃分成多個(gè)均質(zhì)化的生態(tài)測算單元進(jìn)行評估[41]。分布式測算方法是目前評估森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)所采用的較為科學(xué)的方法,在諸多森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估案例中也證實(shí)了運(yùn)用該方法能夠保證評估結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性[31]。結(jié)合分布式測算方法將濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)按照行政區(qū)、優(yōu)勢樹種(組)和林齡組等三級測算單元,再結(jié)合不同立地條件的對比觀測,最終確定了600個(gè)相對均質(zhì)化的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估單元,進(jìn)而保證了濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估的科學(xué)性。

本研究的價(jià)值量評估,是基于多年來運(yùn)用森林生態(tài)連清體系在不同尺度評估森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的實(shí)踐基礎(chǔ)之上,遵循“等效替代法則”和“權(quán)重當(dāng)量平衡”的基本原則。等效替代法則要求在森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)物質(zhì)量向價(jià)值量轉(zhuǎn)化過程中,從森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)原理和過程著手,用價(jià)格產(chǎn)生方式盡可能等效的替代生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生方式,這樣的價(jià)格形式更為合理。確定等效替代的價(jià)格參數(shù)后,不同價(jià)格的選取又影響著森林生態(tài)系統(tǒng)各項(xiàng)服務(wù)價(jià)值的比例關(guān)系,不同地區(qū)不同林分類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)各項(xiàng)之間比例不同,因此需要對不同服務(wù)項(xiàng)之間的價(jià)值權(quán)重進(jìn)行再平衡。通過等效替代和權(quán)重平衡,進(jìn)而使得生態(tài)系統(tǒng)各項(xiàng)服務(wù)價(jià)值更能反映森林生態(tài)環(huán)境的實(shí)際情況。例如,森林生態(tài)系統(tǒng)消洪補(bǔ)枯的作用與水庫的功能類似,因此,遵循等效替代法則,采用影子工程法,即影子工程價(jià)格把森林?jǐn)r蓄水量轉(zhuǎn)換成水利工程需要攔蓄相同水量所需庫容造價(jià)；在對森林生態(tài)系統(tǒng)滯納PM2.5功能價(jià)值量化過程中,采用疾病成本法和人力資本法,用由細(xì)顆粒物引起的疾病、誤工、心理、精神方面經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行替代。

5 結(jié)論

本研究選取濟(jì)南市12個(gè)樹種,從森林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、林木積累營養(yǎng)物質(zhì)、凈化大氣環(huán)境及生物多樣性保護(hù)等6項(xiàng)功能對濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及價(jià)值量進(jìn)行定量評估,并對其生態(tài)服務(wù)功能的維持機(jī)制進(jìn)行了探討。主要研究結(jié)論如下：

1)濟(jì)南市年森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)6項(xiàng)功能價(jià)值為251.80億元,各項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值量從大到小排序?yàn)椋汉B(yǎng)水源>固碳釋氧>生物多樣性保護(hù)>凈化大氣環(huán)境>保育土壤>林木積累營養(yǎng)物質(zhì)。表明濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能以涵養(yǎng)水源、固碳釋氧和生物多樣性保護(hù)為主。

2)濟(jì)南市不同林分類型生態(tài)統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量大小排序?yàn)椋汉跅铑?柏類>經(jīng)濟(jì)林>刺槐>灌木林>其他軟闊類>松類>白楊類>櫟類>泡桐>落葉松>竹林。黑楊類和柏類占絕對優(yōu)勢,而泡桐、落葉松和竹林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能較弱。濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)在兼顧提升泡桐、落葉松和竹林等弱勢林種生態(tài)服務(wù)功能的同時(shí),進(jìn)一步強(qiáng)化黑楊類、柏類和經(jīng)濟(jì)林的發(fā)展,充分發(fā)揮出濟(jì)南市特色林木的生態(tài)效益,進(jìn)而促進(jìn)濟(jì)南市生態(tài)文明建設(shè)。

3)濟(jì)南市不同林齡生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量以中幼齡林為主,各齡組生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量呈現(xiàn)幼齡林>中齡林>近熟林>成熟林>過熟林的趨勢。濟(jì)南市在森林經(jīng)營和保護(hù)過程中,加強(qiáng)中幼齡林的管理,不斷提升和鞏固其在區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能中的主導(dǎo)作用,同時(shí)要注重成熟林和過熟林生態(tài)功能的發(fā)揮,努力確保成熟林和過熟林的存量,充分發(fā)揮其森林游憩的功能,進(jìn)而凸顯其在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益中的作用。

4)濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的維持機(jī)制,受到森林資源面積、林齡結(jié)構(gòu)、森林起源以及自然保護(hù)區(qū)建設(shè)等諸多因素的影響。在充分把握好這些規(guī)律的基礎(chǔ)之上,今后濟(jì)南市森林生態(tài)建設(shè)和森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提升過程中,北部黃河沖積平原區(qū)應(yīng)擴(kuò)大鄉(xiāng)土樹種如黑楊類、白楊類的覆蓋面積,以增強(qiáng)水土保持和農(nóng)田防護(hù)等功能；中部山前平原區(qū)適宜種植經(jīng)濟(jì)林種,在擴(kuò)大森林覆蓋提升森林生態(tài)服務(wù)功能的同時(shí)也相應(yīng)增加了區(qū)域的經(jīng)濟(jì)收入,中部城區(qū)及其周邊應(yīng)適當(dāng)種植柏類和松類等本地樹種,以提升森林治污減霾和森林“氧吧”功能,從而凈化城市大氣環(huán)境,提高居民生活質(zhì)量；南部低山丘陵區(qū)在保護(hù)現(xiàn)有森林資源的同時(shí),進(jìn)一步種植柏類、松類、刺槐、黑楊類等樹種,鞏固該區(qū)森林涵養(yǎng)水源、固土保肥等功能。濟(jì)南市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的發(fā)揮將為該區(qū)和其他區(qū)域的生態(tài)建設(shè)提供有益的科學(xué)參考。