鄭州市森林植被涵養(yǎng)水源價值分析

張根梅 （河南省鄭州市綠化工程管理處 450006）張亞民 （河南省工人文化宮，河南省鄭州市 450007）

森林具有繁茂的林冠層，林下的灌木和草本植物以及林地上的枯枝落葉層和疏松的表土層，能夠對大氣降水進行重新分配和有效調節(jié)，具有獨特的水源涵養(yǎng)功能[1，2]。例如，森林中草本植物能攔截大雨在地表形成的水流；枯枝落葉層能哆吸收大量的水分，且腐質層增加了土壤孔隙度，可提高土壤水蓄存空間；然而進入土壤中的水，能往下層母巖的孔隙緩慢移動，形成地下潛水，在枯水期補給地表水[3]。

鄭州市土壤含沙量高，年降雨量小，水資源匱乏，雨季水土流失比較嚴重；而森林植被不僅可以調節(jié)當?shù)氐乃浚黾拥叵滤馁A存量，還可以凈化水質。為了提高鄭州市森林植被涵養(yǎng)水源的生態(tài)服務功能，根據(jù)鄭州市森林資源清查和林業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)、森林生態(tài)監(jiān)測站觀測數(shù)據(jù)，選擇相應參數(shù)和森林涵養(yǎng)水源評價指標，計算分析了鄭州市森林植被涵養(yǎng)水源和凈化水質量及其價值，以期為提高鄭州市森林資源的管理水平提供科學依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

1.1 自然條件

鄭州市位于伏牛山脈東北翼、向黃淮海平原過渡的地帶，地勢西高東低，海拔高度差異明顯；西北部、西南部為山地、丘陵溝壑區(qū)，北部和東部為平原，全市自西向東依次為山地、丘陵、平原，三類地貌所占面積大致相等；年平均氣溫在14～14.3℃之間，且隨著自東北向西南地勢的逐漸增高而略增高或持平，具有明顯的大陸性氣候特征。

鄭州市地表水屬黃河和淮河兩大水系，其中黃河水系流域面積占全市總面積的25.2%，淮河水系流域面積占全市總面積的74.8%；年平均降水量為640 mm，人均水資源為212 m3，約占全省人均水資源量的1/3，占全國人均水資源量的1/10，水資源缺乏，尤其是西部水資源嚴重短缺。

在土壤地帶性分布上，鄭州市的土壤為溫帶棕壤和褐土帶，土壤由西向東具有明顯的差異，主要土壤種類包括潮土、褐土、棕壤土、風沙土、水稻土、石質土、粗骨土、新積土、紅粘土、紫色土10個土類、30個亞類、53個土屬、110多個土種。

1.2 森林資源

根據(jù)鄭州市森林資源清查及林業(yè)統(tǒng)計資料，2015年全市林地總面積為72 012 hm2，主要森林類型有楊樹林、桐樹林、闊葉混交林、針葉林、經(jīng)濟林、硬闊葉林、灌木林、刺槐林。鄭州市西部山區(qū)主要森林類型有闊葉混交林、硬闊葉林、油松林、柏木林、經(jīng)濟林、灌木林，中東部平原區(qū)主要森林類型有楊樹林，西部平原專業(yè)森林類型是桐樹林。鄭州市不同森林類型面積從大到小的順序為楊樹林＞闊葉混交林＞經(jīng)濟林＞灌木林＞硬闊葉林＞桐樹林＞針葉林＞刺槐林，見表1。

表1 鄭州市不同森林類型面積統(tǒng)計

2 研究方法

2.1 評價依據(jù)

根據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》(LY/T1721-2008)[4]，對鄭州市森林植被調節(jié)水量、涵養(yǎng)水源價值（調節(jié)水量的價值、凈化水質的價值）進行評價。

2.2 評價方法

考慮到森林植被涵養(yǎng)水源與水庫蓄水的情況相似，故用影子工程法來評價森林植被涵養(yǎng)水源價值，具體方法是根據(jù)水庫工程的蓄水成本確定森林植被涵養(yǎng)水源價值[4]。根據(jù)中國水庫年鑒，2015年水庫的蓄水成本為7.0547元/m3；森林植被凈化水質的價值采用鄭州市2015年城市居民用水平均水價（2.5元 /t）。

2.3 計算公式

2.3.1 調節(jié)水量

根據(jù)水量平衡原理，森林調節(jié)水量為降水量、森林植被蒸散量及其它水分消耗差值，其公式為：G調=10A(P-E-C)……（1）。公式（1）中，G調為森林植被調節(jié)水量，單位為m3/（hm2·年）；A為森林面積，單位為hm2；P為降水量，單位為mm/年；E為蒸散量，單位為mm/年；C為地表徑流量，單位為mm/年。由于鄭州市降水量較小，森林植被區(qū)地表徑流量很小，故C值可忽略不計[5]。

2.3.2 調節(jié)水量價值

鄭州市森林植被調節(jié)水量價值的計算公式為:U調=C庫G調……（2）。公式（2）中，U調為森林調節(jié)水量價值，單位為元/年；C庫為水庫建設單位庫容投資（占地拆遷補償、工程造價、維護費用等），為7.054 7 元/m3。

2.3.3 凈化水質價值

鄭州市森林植被凈化水質價值的計算公式為:U水質=K水×U調……（3）。公式（3）中，U水質為森林植被凈化水質價值，單位為元/年；K水為居民用水價格，為2.5元/t。

3 結果與分析

3.1 單位面積森林植被涵養(yǎng)水源價值

根據(jù)公式（1）計算鄭州市單位面積森林植被調節(jié)水量，公式（2）計算鄭州市森林植被調節(jié)水量價值，公式（3）計算鄭州市森林植被凈化水質價值。由表2可知，單位面積森林植被調節(jié)水量、調節(jié)水量價值、凈化水質價值從大到小的順序均為針葉林、經(jīng)濟林、硬闊葉林、刺槐林、桐樹林、楊樹林、灌木林、闊葉混交林。表明森林植被調節(jié)水量及其涵養(yǎng)水源價值與森林植被蒸散量呈負相關，蒸散量越大，涵養(yǎng)水源價值越小。

注：年降雨量來自鄭州市氣象局統(tǒng)計數(shù)據(jù)；林木蒸散量來自森林生態(tài)定位站統(tǒng)計數(shù)據(jù)

3.2 不同類型森林植被涵養(yǎng)水源的總價值

根據(jù)表1、2中不同類型森林植被調節(jié)水量及其面積，計算其調節(jié)水量總價值、凈化水質總價值及其總價值。由表3可知，鄭州市森林植被調節(jié)水量達2.31×108m3/年，森林植被涵養(yǎng)水源的總價值為22.07億元/年；不同類型森林植被涵養(yǎng)水源的總價值以楊樹林最大，其次從大到小依次為闊葉混交林、經(jīng)濟林、針葉林、硬闊葉林、灌木林、桐樹林、刺槐林。

表3 不同類型森林植被涵養(yǎng)水源的總價值統(tǒng)計

4 結 論

研究結果表明，鄭州市單位面積森林植被調節(jié)水量、調節(jié)水量價值、凈化水質價值從大到小的順序均為針葉林、經(jīng)濟林、硬闊葉林、刺槐林、桐樹林、楊樹林、灌木林、闊葉混交林；鄭州市森林植被調節(jié)水量達2.31×108m3/年，涵養(yǎng)水源的總價值為22.07億元/年；鄭州市不同類型森林植被涵養(yǎng)水源的總價值以楊樹林最大，其次從大到小依次為闊葉混交林、經(jīng)濟林、針葉林、硬闊葉林、灌木林、桐樹林、刺槐林。因此，為提高森林植被涵養(yǎng)水源的生態(tài)服務功能，應大力營造涵養(yǎng)水源價值較高的森林植被類型，并采取科學的管理措施，以提高鄭州市森林植被質量。

[1]白育英.大青山水源涵養(yǎng)林生態(tài)效益的研究[J].內蒙古林業(yè)科技,2000(2):16-19.

[2]鮑文，包維楷，何丙輝,等.岷江上游油松人工林對降水的截留分配效應[J].北京林業(yè)大學學報,2004,26(5):10-16.

[3]蔡春菊，彭鎮(zhèn)華，王成.城市森林生態(tài)效益及其價值研究綜述[J].世界林業(yè)研究,2004,17(3):17-20.

[4]國家林業(yè)局.LY/T 1721-2008森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范[S].2008:1-10.

[5]王彬.重點公益林生態(tài)系統(tǒng)服務功能及價值研究:以雞公山自然保護區(qū)為例[D].鄭州：河南農業(yè)大學,2009.