第39卷第6期 2016年11月 内蒙古林业调查设计 Inner Monzolia Forestry Investization and vo1.39.No.6 November.2016 文章编号:1006—6993(2016)06—0021-04 乌尔旗汉林业局森林生态系统服务功能评估研究 包国庆 (内蒙古乌尔旗汉林业局,乌尔旗汉镇022159) 摘要:依据《森林生态系统服务功能评估规范》(LY,I11721—2008),采用分布式评估方法和NPP实测法.对 乌尔旗汉林业局生态功能区6大服务功能及1l项具体指标进行测算,得到翔实生态功能物质量和价值量。让 生态有价,实现生态价值货币化。 关键词:森林生态系统;物质量;价值量;评价指标体系 中图分类号:¥718.55+7 文献标识码:B 我国对森林生态系统服务功能价值历来高度重 1乌尔旗汉林业局概况 1.1 地理位置 视,《中华人民共和国森林法实施条例》明确提出,森 林经营者有获得森林生态效益补偿的权利.森林资 源资产评估相关管理条例与技术规范中也有规定。 特别是重点国有林区全面停止商业性采伐和《林业 内蒙古乌尔旗汉林业局位于大兴安岭西坡中部, 行政隶属于呼伦贝尔市管辖,地跨牙克石市和鄂伦春 自治旗。地理位置为东经121。12 25”~122。50 43 .北 纬49。14 0 ~9。58 30”。东西长130余公里。南北宽约 84km。乌尔旗汉林业局北与库都尔林业局毗邻,东北 发展“十三五”规划》颁布以后,大兴安岭林区纳入 “一圈三区五带”中的东北生态保育区和东北森林 带.林区新的定位要求在今后的森林经营活动中,必 须以追求森林生态系统服务功能价值最大化为核 心,为经济社会发展提供生态保障和生态产品。 2015年。国家林业局确定乌尔旗汉林业局为森 林可持续经营试点单位,以提高林分质量和生态系 统服务功能为重点的森林经营活动正在顺利进行。 但是,长期以来,人们只认识到森林产出木材本身的 价值,而涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物 质等生态产品价值因无法测量而未被社会广泛认 可,甚至被人们所忽视。特别是对可持续经营前生态 功能价值情况要有一个清晰的底数。对森林生态服 务功能进行科学、量化的评估,对生态产品价值进行 科学核算,转变人们的“生态无价”和“生态产品无偿 使用”的思维定势.让生态产品货币化,让生态产品 与诺敏自然保护区相连,东、南与北大河林业局相接. 西与免渡河林业局和牙克石市牧原镇接壤。 1.2森林资源 乌尔旗汉林业局总面积为593617 hm2,其中林权 证内面积576995.3hm ,活立木蓄积为51522987m。 森林覆盖率为82.5%,林木绿化率83.0%。 林地面积中,乔木林面积482297 hm2.占林地 面积的83.2%:辅助生产林地面积84462.4 hm .占 林地面积的l4.5%;灌木林地面积10637.4 hm ,占 林地面积的1.7%:其他林地(疏林地、未成林造林 地、无立木林地、苗圃地、宜林地)面积合计2567.2 hm ,占林地面积的0.6%。按林种划分:防护林面积 为298607.9 hm .占林地面积的51.5%;用材林面积 为172636 hm ,占林地面积的29.8%;特用林面积 108720.1 hm2,占林地面积的18.7%。 2评价体系与评估方法 目前.对森林生态系统服务功能评估的方法主 生产者得到价值回报.进而体现林业在经济社会可 持续发展中的战略地位和作用,反映林业建设成就, 服务宏观决策,就成为一项重要而紧迫的任务。 基于以上分析,拟将乌尔旗汉林业局所辖生态 功能区作为评估单位和研究对象,依据《森林生态系 统服务功能评估规范》,采用分布式计算方法和 NPP实测法,从物质量和价值量两方面做出生态服 要有两种,一种是物质量评价法,另一种是价值量评 价法。 2.1物质量评价 务功能价值评估结果。 收稿日期:2016—10—12 作者简介:包国庆(1965一),男,通辽市开鲁县人,林业工程师 ・22・ 内蒙古林业调查设计 2016年 物质量评价是指从物质量的角度对生态系统提 供的各项服务进行定量评价。物质量实际上是指生 态系统或其中的物种提供的产品和服务中所包括的 净光合作用生产量或者经济产量。从物质量角度对 生态系统服务进行评价时,如果该生态系统提供的 服务的物质量不随时间推移而减少,那么通常认为 该生态系统处于较理想状态。生态系统服务功能机 制研究是物质量评价的基础,生态系统服务功能机 制研究的深度和广度决定着物质量评价的准确性。 物质量采用的手段主要由试验研究、遥感、GIS等。 2.2价值量评价 价值量评价指从货币价值量的角度对生态系统 提供的服务进行定量评价。同样,从价值量角度对 生态系统服务进行评价时.该生态系统提供的服务 的价值量不随时间推移而减少,则该生态系统处于 较理想状态。由于价值量评价结果都是货币值。因 此,既能将不同生态系统服务功能进行比较.也能将 某一生态系统的各单项服务综合起来。运用价值量 评价方法得出的货币结果能引起人们对区域生态系 统服务功能的足够重视,其评价研究能促进环境核 算,将其纳入国民经济核算体系,最终实现绿色 GDP,从而促进可持续发展。 目前,较为常用的主要评估方法可分为三类:直 接市场法(包括费用支出法、市场价值法、机会成本 法、恢复和防护费用法、影子工程法、人力资本法 等);替代市场法(包括旅行费用法和享乐价格法 等);模拟市场价值法(包括条件价值法等)。 文章依据《森林生态系统服务功能评估规范》提 供的公式,采用评估区实测数据,综合运用物质质量 和价值量评价法得出评估结果。 2-3 技术标准及数据来源 ①《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/ T1721--2008);②内蒙古农业大学大兴安岭生态站 (CERN CFERN)按照《森林生态系统定位观测指标 体系》(LY/T1606--2003)长期定位观测数据;③《乌 尔旗汉林业局森林资源统计报表》(2015);④《乌尔 旗汉林业局森林资源调查报告》(2015);⑤《乌尔旗 汉林业局森林可持续经营试点方案)(2015):⑥国内 外科研机构和学者公开发表的文献资料。 3评估指标 根据国家林业局2008年4月发布的《森林生态 系统服务功能评估规范))(LY/TI721--2008),结合 内蒙古大兴安岭林区森林实际情况,确定内蒙古大 兴安岭林区森林生态服务功能与价值核算指标体系 包括涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、 净化大气环境、生物多样性保护、森林游憩、森林防 护效益等8大类别共14个指标。 3.1涵养水源 涵养水源功能主要是指森林对降水的截留、吸 收和储存,将地表水转为地表径流或地下水的作用。 功能表现在增加可利用水资源、净化水质和调节径 流三个方面。本研究选用调节水量和净化水质两个 指标来计算。 3.1.1调节水量指标 a.年调节水量;b.年调节水量价值。 3.1.2净化水质指标 a.年净化水量;b.年净化水质价值。 3.2 保育土壤 森林中活地被物和凋落物层的存在,使得降水 被层层截留,降低水滴对表土的冲击和地表径流的 侵蚀作用,同时,网状分布的林木根系固持土壤,避 免了土壤崩塌泄流,而且森林生长发育及其代谢产 物对土壤产生物理和化学反应参与土体内部的能量 转换与物质循环,使土壤肥力提高,森林是土壤养分 的主要来源。研究主要从森林固土和保肥作用两个 方面对森林保育土壤功能进行评估。 3.2.1固土指标 a.年固土量;b.年固土价值。 3.2.2保肥指标 a.年保肥量;b.年保肥价值。 3.3 固碳释氧 森林与大气的物质交换主要是CO:和0 ,植物 通过光合作用吸收空气中的CO ,利用太阳能生成 碳水化合物,同时释放出0 。这这对维持大气中的 CO 和0:的动态平衡、减少温室效应进而降低大气 温度,保持人类良好的生存环境具有不可替代的作 用。根据光合作用化学反应式,森林植被每积累1.0g 干物质,可以吸收1.63gC02’释放I.19gO2。研究主要 对森林的植被固碳与土壤固碳功能和释氧功能两个 指标进行评估。 3.3.1固碳指标 a.植被和土壤年固碳量;b.年固碳价值。 3.3.2释氧指标 a.年释氧量;b.年释氧价值。 3.4 积累营养物质 积累营养物质功能是指森林植物通过生化反 应,在大气、土壤和降水中吸收N、P、K等营养物质 并贮存在体内各器官的功能。为此,选用林木年增加 N、P、K等营养物质积累量指标反映此功能。包括林 国庆:乌尔旗汉林业局森林生态系统服务功能评估研究 ・23・ 木营养年积累量和林木营养年积累价值。 3.5净化大气环境 大气中的有害物质主要包括二氧化硫、氟化物、 荐使用的社会公共数据提供,水库建设单位库容投 资为8.44元・t一,水的净化费用为3.07元・t~。依据涵 养水源物质量和价值量评估公式,计算得出乌尔旗 汉林业局涵养水源功能为:涵养水源总物质量是 5.19 ̄108m ・a~;总价值量为5.97 ̄10 元・a-】,其中: 调节水量价值是4.38 ̄10 元・a~,净化水质价值是 氮氧化物和粉尘,这些有害气体在空气中的过量积 聚会导致人体呼吸系统疾病、中毒、形成光化学雾和 酸雨,损害人体健康和环境。森林能有效吸收、过滤、 分解和阻隔这些污染物。并且能提供有利于人体健 康的负氧离子和萜烯类物质。研究主要对森林吸收 1.59 ̄10 元・a~。兴安落叶松涵养水源价值最大,为 4.56 ̄10 元・a一,樟子松涵养水源价值最小,为9.59x 污染物(吸收SO:、吸收氮氧化物、吸收氟化物)、滞 尘和提供负离子3个指标进行估算。 3.5.1森林吸收污染物量 a.吸收二氧化硫量:b.吸收氟化物;c.吸收氮氧 化物。 3.5.2滞尘指标 a.年滞尘量:b.年滞尘价值。 3.5.3提供负离子指标 a.年提供负离子量.b.年提供负离子价值。 3.6生物多样性保护 人类生存离不开其他生物,繁杂多样的生物及其 组合(即生物多样性)与它们的物理环境共同构成了 人类所依赖的生命保障系统。森林是生物多样性最丰 富的区域,是生物多样性生存和发展的最佳场所,在 生物多样性保护方面有着不可替代的作用。这里采用 物种保育指标来反映森林生物多样性保护功能。 3.7 测算方法 评估采用分布式测算方法。把乌尔旗汉林业局 生态功能区作为评估区,将其生态系统的兴安落叶 松、白桦、山杨、樟子松4个优势树种作为测算基础, 其他树种按照习性相似原则将云杉归入樟子松,将 杨树、柳树、柞树等阔叶树归人山杨。分幼、中、近、 成、过熟林5个龄组划分测算单元,整个评估区共划 分出20个的测算单元。由于森林防护和森林 游憩等指标计算方法尚未成熟,本次森林生态系统 服务功能评估指标体系包括涵养水源、保育土壤、固 碳释氧、营养物质积累、净化大气环境和生物多样性 保护等6大类别11项指标,将各单元的生态服务功 能价值测算的各项指标数据进行累加,得到评估区 生态系统服务功能价值的测算结果。 4 评估结果与分析 4.1 涵养水源功能物质量与价值量 根据多年水文气象资料和大兴安岭规划院森林 资源二类调查成果,乌尔旗汉地区平均降水量为 389.4mm,针叶林的蒸散率为0.7,阔叶林的蒸散率为 O.78,地表径流量为0ram。退耕还林生态效益评估推 10 元・a~。各树种的价值贡献率由大到小为落叶 松>白桦>山杨>樟子松,各龄组价值贡献率为中龄 林>幼龄林>近熟林>成熟林>过熟林。森林生态系统 服务功能物质量是价值量的基础,所以,物质量同价 值量排列顺序相同。 4.2保育土壤功能物质量与价值量 内蒙古农业大学大兴安岭国家级生态站监测成 果表明,内蒙古大兴安岭北部林区的无林地土壤侵 蚀模数为2.218t・hm之・a一,有林地土壤侵蚀模数为0 t・hm ・a~,公共数据提供,挖取单位面积土方费用 63.o0元・m ,磷酸二铵含氮量为14%、含磷量为 15.01%,价格为3300元・t~。氯化钾含钾量50%,价 格是2800元・t一。有机质价格是800元・t~。导人公 式得出数据。评估结果显示,森林生态系统固土量为 1.07 ̄106t・a-1,保育土壤总价值是4.14 ̄10 元・a~。兴 安落叶松固土保肥价值最大,樟子松价值最小。树种 价值量贡献率有大到小排序为白桦>落叶松>山杨> 樟子松:各龄组贡献率由大到小为中龄林>成熟林> 近熟林>幼龄林>过熟林。 4_3固碳释氧功能物质量与价值量 内蒙古农业大学对大兴安岭北部林区不同林分 的净生产力和森林土壤年固碳速率进行了科学测 定,得出林分年净生产力在3.08~11.26t・hm ・a 之 间.森林土壤年固碳速率在3.72~12.51 t・hm之・a 之 间,固碳价格是1281元・t~,制造氧气价格是 1299.07元・t~。计算结果显示,森林生态系统固碳功 能总物质量是4.49x10 t・a~。释氧总量是3.43× 106t・a~。固碳释氧总价值量为1.10xl0加元・a~。其 中.固碳总价值6.51xl0 元・a~。释氧总价值为 4.46x10 元・a~。分树种固碳释氧功能物质量和价值 量由大到小排序为落叶松>白桦>山杨>樟子松。各 龄组物质量和价值量由大到小贡献率为中龄林>成 熟林>过熟林>近熟林>幼龄林。 4.4积累营养物质功能物质量与价值量 N、P、K是植物生长过程中三大必不可少的重 要营养元素,也是能量交换的基础。植物在生长发育 的不同阶段,所需N、P、K含量各不相同,不同植物 内蒙古林业调查设计 2016正 因生物学特性不同,其营养物质N、P、K的利用也有 较大区别。经测定,不同树种的N含量在0.971%~ 1.624%之间,P含量在0.020%~0.267%之间,K含量 尘、及提供负离子的价值量由大到小的顺序均为落叶 松>白桦>山杨>樟子松。按龄组贡献率由大到小排序 是中龄林>幼龄林>近熟林>成熟林>过熟林。 在0.892%~1.953%之间。评估结果显示,评估区积累 营养物质物质量总量是8.87 ̄104t・a~,价值量总量 是1.31 ̄109元・a~。不同树种林分物质量与价值量 贡献率是落叶松>白桦>山杨>樟子松;按龄组贡献 率由大到小排序是中龄林>近熟林>幼龄林>成熟 林>过熟林。 4.6生物多样性保护功能价值量 根据Shannon-Weiner生物多样性指数法计算物 种损失的机会成本,得到森林生态系统生物多样性保 护功能价值。在《中国物种红色名录》中查询物种的濒 危等级,近危物种,濒危指数为1;易危物种,濒危指 数为2;濒危物种,濒危指数为3;极危物种,濒危指数 为4。大兴安岭地区的杜鹃花科的笃斯越橘在红色名 录中属于易危,对应的濒危指数为2。评估结果显示, 评估区生物多样性保护功能价值为1.698x10。元・a , 4个优势树种对该功能的贡献率为落叶松>白桦>山 4.5净化大气环境功能物质量与价值量 根据《中国生物多样性国情研究报告》登载,单位 面积林分吸收二氧化硫量为针叶林215.6kg・hm-2-a- , 阔叶林88.65 kg・hm-2・a- ;单位面积林分吸收氟化物 量为针叶林0.5 kg・hm-2・a- ,阔叶林4.65 kg・hm-2・a_ ; 杨>樟子松。按龄组贡献率由大到小排序是中龄林>近 熟林>幼龄林>成熟林>过熟林。 4.7生态功能总价值 单位面积林分吸收氮氧化物量针阔叶林均为6 kg・ hm ・a~:单位面积林分滞尘量为针叶林33200 kg・ hm-2 ̄a- ,阔叶林10110 kg・hm-2 ̄a- 。通过实测得出不 评估区森林生态系统服务功能总价值量是 2.72x10m元・a~.单项服务功能价值对总价值的贡献 率大小顺序依次为固碳释氧>涵养水源>保育土壤> 净化大气环境>生物多样性保护>积累营养物质。各 同林分负氧离子浓度在2015—1820个・em 之间,各 龄组林分平均高度在7.6~26.9m之间,负氧离子寿命 为lOmin。公共数据提供,负氧离子生产费用为9.46 元・1O一18个 ,二氧化硫治理费用1.85元・kg-1,氟化物 治理费用1.O6元・kg- ,氮氧化物治理费用0.97元・ 单项功能价值量分别占总价值量的40.30%、 21.94%、15.23%、l1.46%、6.24%、4.83%。各树种单位 面积林分价值量是落叶松5.89x10 元・hm%~,白桦 5.41×l04元・hm a一,山杨3.72x10 元・hm-2a~,樟子 松5.71x10 元・hm a~。详见下表1。 kg~,降尘治理费用0.23元・kg- 。评估结果表明,森林 生态系统净化大气环境服务功能总价值量为3.12x l0 元-a- 。森林生产负离子能力为5.23x10 个・a , 价值量为3.31x10 元・a 。不同林种吸收污染物、滞 表1生态系统服务功能总价值 5评估建议 5.1 确立以生态建设为主的林业发展战略 的首要职责。 5.2 建立林业生态效益补偿机制 评估结果表明,乌尔旗汉林业局功能区森林生 态系统生态价值达到272亿元.远远高于林木自身 价值。确立以生态建设为主的林业发展战略,符合 生态学规律,符合国家对国土空间规划布局,保护生 态环境,发挥生态功能,为经济社会发展提供高质量 的生态产品,是林业发展的重大任务,是林业建设者 评估区生态功能价值体量巨大,但因生态产品 的公益性特征,不能通过市场机制实现等价交换,因 而通过建立生态效益补偿机制,弥补市场失灵,显得 尤为迫切。可通过国家加大财政转移支付力度,制定 生态补偿.设立生态补偿基金,实行环境保护税 等措施,加大生态效益的补偿,让生态(Y- ̄126页) ・126・ 内蒙古林业调查设计 2016正 4问题与讨论 地范围界限。守住林地地盘,不涉及树种、树高、胸 4.1遥感影像时效性和质量有待提高 国家林业局要求,林地变更调查的更新时点一 般为当年年底(即当年的12月31日)。林地变更调 查的遥感影像全部由国家林业局统一购置、统一处 径、郁闭度等林分因子调查,不统计蓄积量。森林资 源二类调查是在林地变更调查的基础上,增加了林 分因子、森林生态状况、生态功能等级、森林经营措 施调查等内容,目的是摸清森林资源家底和生态功 能状况。由于调查内容、技术标准和工作要求不同, 林地变更调查数据与森林资源二类调查数据之间 理、统一提供。但是,受天气等各种因素影响,国家 林业局提供的遥感影像中有个别遥感影像的时点 往往较前,有的甚至提前一年。还有的影像清晰度 不够,有的影像被云遮挡,导致在变更时段内,许多 实际已经发生变化的地块无法在遥感影像上体现 出来,容易造成变化地块遗漏。在一定程度上影响 不可避免地存在差异,如何让两套数据进行有效衔 接,达到“一次调查,两项成果”的目的,提高工作效 率,是内蒙古自治区森林资源管理面临的一个急需 解决的问题。 4.5林地变更调查数据与公益林区划界定数据未 能有效衔接 了林地变更调查工作的准确性。 4.2林地落界数据有偏差 林地变更工作是在林地“一张图”上进行的,因 此,林地落界数据准确性直接关系到林地变更调查 的难易程度。内蒙古自治区前期林地落界时,由于 数据量大、工作安排时间紧、工作任务重,有些小班 地块无法去现地核实.再加上有的地方调查人员对 林地落界成果由旗县的林政资源部门组织完 成。而公益林数据由旗县的公益林站(未参与“一张 图”建设)负责完成,因此,其公益林数据与林地“一 张图”成果未能很好地衔接,有些地方存在较严重 的“一张图”中的公益林地面积与实际补偿对象不 一林业专业知识掌握的不熟悉,导致前期林地落界的 成果质量不高,这就造成在林地变更工作中,修正 前期的林地落界数据占据了较长时间。 4-3 林业经营管理资料与遥感判读区划的变化图 斑重叠少 致问题。 5结束语 从内蒙古自治区林地变更的实际工作中。总结 出了林地变更数据处理方法,从遥感影像内业判读 区划、林业经营管理资料收集和处理,外业数据验 证核实、属性数据处理方面总结了具体的工作流程 和操作方法,对后续林地变更工作提供了一个很好 的参考依据。 参考文献: [1】全国林地年度变更操作实施细则fZ1 根据前后两期遥感影像特征的变化情况,再结 合林地落界成果的数据库。发现遥感判读变化图斑 多,但与林业经营管理的图斑叠加后.相互重叠的 图斑较少,主要原因是林业经营资料记录的空间位 置和属性与实际情况有偏差,有部分林业经营活动 没有资料记录,同时,还有部分是由于林地落界时 地类错划造成的。 【21戎桂风.娄烦县2013年度林地变更成果分析[J].林业科技, 2014,231(4):19_2 4.4林地变更调查数据与森林资源二类调查数据 未能有效衔接 [3】邱尧荣,陆亚刚.林地年度变更的基本原理、常见问题与对策研 究[J].华东森林经理,2014,28(2):1-4. 林地变更调查与森林资源二类调查既有相关, 又不尽相同。林地变更调查重点是对林地范围、林 地范围内地类变化开展的调查,主要目的是明确林 『41黄众,郑剐.推进林地年度变更调查提升林地动态监测水平[J]. 江苏林业科技,2013,40(21:29—31。 [5]王文武,张小伟,陈晟.浙江省县级林地变更调查试点技术方法 探讨[J].华东森林经理,2013,27(3):71—73. (上接第24页)建设者获得价值回报。 5-3 以生态价值优先为导向科学经营森林 使之符合林区实际,更符合林学规律。 5.4 积极发展碳汇产业 评估显示,优势树种具有较高的单位面积生态 价值,可按生态价值优先的森林经营导向科学选用 优势树种,优化林种结构,充分发挥森林生态服务功 能的最大价值。通过科学测定,针叶林不同林分各 固碳释氧功能价值达到1.10 ̄10m元・a~。占森 林生态功能总价值的40.30%,排在森林生态系统各 单项服务功能的第一位。评估区森林年固碳量达 4.49 ̄10 ̄・a~,增量巨大。因而,发展碳汇产业,积极 林龄组单位面积净生产力均出现过熟林>近熟林> 成熟林>中龄林>幼龄林的由大到小排序情况,说明 成、过熟林正处于旺盛生长期,国家《森林抚育规程》 所做的龄组划分和龄级的规定有待于进一步修订, 投入全国碳市场建设,建立应对气候变化响应机制, 努力开发碳汇产品.拓宽融资渠道.是林区经济转型 的朝阳产业,具有广阔的发展前景。