沿海防护林的生态服务功能评价

沿海防护林的生态服务功能评价_中国沿海防护林

沿海防护林体系工程是抵御海啸、风沙和风暴等自然灾害的绿色屏障。但由于人们对沿海防护林生态系统强大的生态功能缺乏足够的认识，政府投入不足，行政失灵以及法规、政策失效等，严重影响了沿海防护林的可持续经营。因而开展沿海防护林的生态功能动态监测与评价，以确保林带防护效能的持久发挥成为我国沿海防护林生态工程建设的需要。叶功富等以福建省沿海木麻黄防护林为例，筛选出森林生态系统服务功能的评价方法和评价指标，根据福建省林科院在沿海惠安、东山、平潭设立的沿海防护林生态系统定位研究站数据，以及福建省第七次（2004～2008年）森林资源清查资料、变化的森林生产力、各种变化的价格参数，分别采用影子价格法、替代花费法、机会成本法、市场价值法、公众支付意愿法等评价方法，定量地评价木麻黄防护林生态系统各种服务功能的实物量与价值量。

根据最新调查数据，福建省木麻黄林面积为19200，活立木蓄积量为2878100m3，年生长率为5.4%，目前市场上木麻黄木材的平均价格为300元·m-3。本文采用市场价值法来估算其经济价值。公式如下：

V木=S×W木×R木×P木 =B×R木×P木

由此可估算出目前福建省木麻黄防护林年直接经济价值为4662.52万元。

（一）固碳释氧功能

通过植物光合作用方程式推导出植物的固碳量，可以采用下面公式计算：

G植被固碳 =1.63R碳×A×B

土壤固碳量可用下面公式计算：

G =A×F

结合植物光合作用方程式，运用影子价格法，将物质量换算成价值量，求出固定释放O2的价值。

U氧=1.19×C×M

因此，木麻黄防护林的年释氧量为546524.16 t，根据卫生部网站公布的2007年春季氧气平均价格为1000元·t-1。由此可以计算出福建省木麻黄防护林释放每年O2的价值为54652.42万元。

综上可知，福建省木麻黄防护林每年固碳释氧的总价值为156556.8万元。

（二）净化大气功能

各种树木的叶片对SO2的吸收和滞尘能力如表7-29所示。根据木麻黄吸收SO2 和滞尘的能力以及面积来求得防护林吸收SO2的数量和消减粉尘的数量。本文运用替代花费法，平均单位治理费用来估算森林生态系统对SO2 的吸收、滞尘两个方面的净化价值。

表7-29 各种树吸收SO2和滞尘能力汇总

树种

杉树

松树

桉树

自然阔

软阔

木麻黄

117.6

117.6

88.65

88.65

88.65

88.65

32

34.45

10.11

10.11

10.11

10.11

注：表中数据来自《中国生物多样性国情研究报告》。

吸收SO2量的计算公式如下：

GSO2 =QSO2×A

林分滞尘量的计算公式如下：

G滞尘=Q滞尘×A

综上可知，福建木麻黄防护林每年净化大气的价值为吸收SO2 和滞尘价值总和，为3402.02万元。

（三）森林防护功能

从粮食作物增产方面来估算木麻黄防林防风固沙，改善区域小气候的价值。价值量评价法运用剂量—反应关系法。

福建海岸线长度3324km，大陆海岸沿海基干林带2478km。我国沿海1.8×104 km 的海岸线已经营造防护林1×104 km，据研究每年可为沿海地区经济建设减少因台风带来的经济损失约9×108～12×108元。根据全国沿海防护林防灾减灾功能的价值，按海岸线比例估算福建省木麻黄防护林生态系统的防灾减灾价值。福建省的防灾减灾功能的价值约为2.23×108～2.98×108 元，这里取其平均值是26050万元。

（四）保育土壤功能

选取森林系统保育土壤的主要功能减少土壤侵蚀和保持土壤肥力作为评价此项功能的价值。减少土壤侵蚀通过林地和非林地土壤年侵蚀模数来计算，通过林地面积得到防护林减少侵蚀总量。有林地与无林地年侵蚀深度如表7-30所示。

表7-30 有林地与无林地每年侵蚀深度（单位：mm·）

土壤母岩

无林地

有林地

新生代沉积岩

20

0.05

中古生态沉积岩

10

0.01

变质岩

20

0.05

花岗岩

5

0.1

火山岩

10

0.01

火山灰

0.1

0.1

减少土壤侵蚀总量=林地面积×侵蚀差异量= 5670000m3·

保护土壤的价值用土地废弃的机会价值来代替。根据全国土地耕作层的平均厚度，以0.6m作为减少废弃土地的土层厚度，土壤侵蚀的总量，即推算出相当的废弃土地面积。年废弃土地面积=减少土壤侵蚀总量÷土壤表土平均厚度=9450000

保持土壤肥力的价值用土壤中的N、P、K养分的价值代替。在实际调查中，对土壤进行分层采样，并分析其全N、P、K的含量（表7-31）。

表7-31 木麻黄防护林土壤养分含量及容重

采样深度

全N（%）

全P（%）

全K（%）

容重（g·cm-3）

0~20cm

0.19

0.048

8.38

1.297

20~40cm

0.17

0.044

8.44

1.508

平均

0.18

0.046

8.41

1.403

土壤养分流失的价值用下面公式进行计算：

U肥=A×（NC1/R1+PC1/R2+KC2/R3）

式中：U肥为湿地年减少土壤养分流失的价值（元·）；N为防护林土壤平均N含量（%）；C1为磷酸二铵化肥价格（元·t-1）；R1为磷酸二铵化肥含氮量（%）；P为防护林土壤平均含磷量（%）；R2为磷酸二铵化肥含磷量（%）；K为防护林土壤平均含钾量（%）；C2为氯化钾化肥价格（元·t-1）；R3为氯化钾化肥含钾量（%）。

其中，土壤表土平均厚度取0.6m，R1为14%，R2为15.01%，R3为50%，根据农业部中国农业信息网2007年春季平均价格，C1为2400元·t-1，C2为2200元·t-1。

福建木麻黄防护林防止土壤肥力流失，年保持土壤肥力价值为318995.9万·。根据以上的公式，可以计算出福建木麻黄防护林保育土壤功能的总价值为减少土壤侵蚀价值和保持土壤肥力价值之和，为319033.7万·。

（五）积累营养物质功能

器官

N

P

K

Ca

Mg

小枝

20.53

1.65

10.74

13.33

5.31

枝

10.38

0.90

5.15

6.56

3.15

干

10.49

0.75

5.24

8.24

3.75

皮

4.82

0.35

3.25

4.48

1.90

果

1.28

0.10

0.95

1.13

0.63

根

3.15

0.26

2.63

3.78

1.58

总计

50.65

4.01

27.96

37.52

16.32

营养物质积累的计算公式为：

G=A×N

根据以上计算公式结合表7-32可得：

GN=972.48 t·；GP=76.99 t·；GK=536.83 t·；GCa=720.38 t·；GMg=313.34 t·；

因此，木麻黄防护林对N、P、K、Ca和Mg元素的年积累量分别为972.48、76.99、536.83、720.38、313.34t，共计2620.02t。

（六）积累营养物质功能

森林水源涵养量采用森林土壤的蓄水能力来计算森林水源涵养量：

W=k×h×S×10000

采用替代工程法对防护林涵养水源进行价值量的估算，替代工程法是为达到同等森林涵养水源作用所修建其他措施（如修建水库等）所需的费用。

公式：V水=W×PW

目前国内大多研究都采用1988～1991年全国水库建设投资测算的价格，1库容水库需年投资成本0.67元。为了加强计算结果的可比性，本文也沿用此标准对福建木麻黄防护林的涵养水源功能进行评估。当PW=0.67时，福建木麻黄防护林每年涵养水源服务功能的价值是V水=489.26万元。

（七）生物多样性保护功能

生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成的及维持人类赖以生存的自然环境条件与效用，主要包括森林在固碳释氧、净化大气环境、森林防护、保育土壤、积累营养物质、涵养水源、生物多样性保护和森林游憩等方面提供的生态服务功能。由于数据资料的不足，尚不能对木麻黄防护林的游憩功能进行精确地价值评价。对福建省木麻黄防护林生态系统服务功能的值求和，得到每年木麻黄防护林总的生态服务价值V。

V=4662.52+156556.8+3402+26050+319033.7+489.26+89.82=510284.1万元

其中直接经济价值为4662.52万元，占总价值的0.91%，间接经济价值（生态价值）为505 621.58万元，占总价值的99.01%。

将福建、海南 、广东各省的木麻黄防护林生态系统服务功能价值进行比较显示（表7-33），福建省、广东省和海南省的防护林面积分别达到19200、14887.4和8964，防护林总价值分别达到51.03亿/a、21.74亿/a和4.06 亿/a，占各省年均总价值的比例分别为1.28%、0.40%和0.36%。从总体上看，防护林面积与防护林总价值呈正相关系，说明防护林面积越大，越能有效提高社会经济总价值。

表7-33 福建省、广东省和海南省木麻黄防护林生态系统服务功能比较

区域

防护林面积（）

评价指标

防护林总价值（亿/a）

全省总价值（亿/a）

占全省比例（%）

福建

19200

木材生产、固碳释氧、净化大气、防灾减灾、减少土壤侵蚀、保持土壤肥力、营养物质积累、涵养水源、生物多样性保护、森林游憩功能

51.02841

3975

1.2837

广东

14887.4

防风固沙效益、涵养水源、固碳释氧、净化大气、减少土壤侵蚀、保持土壤肥力、木材生产、带动经济增长效益、防灾减灾、提供就业机会效益、生态旅游效益

21.740344

5445

0.3993

海南

8964

产品生产、涵养水源、保育土壤、固碳释氧、净化大气、防风固沙、防灾减灾、消浪护堤、保育生物多样性

4.05546

1126

0.3602

针对我国沿海灾害频发的特点，以提升防灾减灾能力为中心，要充分发挥沿海防护林的生态系统服务功能，必须开展沿海防护林体系空间格局优化的宏观配置、高效防护林体系构建与系统管理，提出高效防护林优化结构模式和配套技术，建立不同类型沿海陆地高效防护林试验示范区，使防灾减灾效果和综合效益得到大幅度提高。