苏州城市森林生态环境监测及服务功能价值评估

严 妍，万福绪*，申 斓，高冬平，王国兵

(1.南京林业大学森林资源与环境学院，江苏南京 210037;2.苏州市林业站，江苏苏州 215128)

森林生态系统服务功能是指森林生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用［1］。它不仅包括各类生态系统为人类所提供的食物、药材及其他工农业生产原料，而且生态系统支撑与维持了地球生命系统，如涵养水源功能、保育土壤功能、固碳释氧功能、积累营养物质功能、净化大气环境价值功能、生物多样性保护功能以及森林游憩功能。

近年来，国内外学者围绕森林生态系统服务功能的相关概念及其价值评估的理论与方法展开了分析与探讨，并针对不同区域、不同生态系统类型的生态系统服务功能的价值评估进行个案研究［2－7］。目前，被广大学者普遍接受和使用的生态效益价值估算方法主要是国家林业局2008年发布的国家林业行业标准中森林生态系统服务功能评估指标体系［8－10］。然而，该体系众多指标中的部分数据由于年代较久，更新缓慢，与当下经济背景不相符，使得计算出的生态系统服务功能价值存在一定不准确性。因此，将该指标体系中年代久远的数据结合当下经济背景加以改进，可以为生态环境保护与建设提供决策依据，同时为将森林资源核算纳入国民经济核算体系做出贡献。

目前对苏州市城市森林生态系统各种服务功能进行较为全面的价值评估尚少。该研究通过对苏州市城市森林生态服务功能的计量和评价，探索更为合理的社会数据，以期为森林生态效益价值估算方法的进一步完善提供参考性意见。

1 材料与方法

1.1 研究区概况 苏州坐落于长江三角洲地区的地理中心(119°55'～121°20'E、30°47'～32°02'N)，处于江苏省东南部，全市总面积848 842 hm2。该区域属亚热带季风性湿润气候区，四季分明，光照充足，水热资源丰富，年平均降水量1 218 mm，年平均气温为15.7℃。土壤种类主要有棕红壤、黄棕壤、黄褐土和水稻土。苏州市城市森林总面积为61 971 hm2。其中，防护林面积为22 445.39 hm2;特用林面积为21 411.87 hm2;用材林面积为4 494.20 hm2;乔木经济林面积为 13 619.10 hm2。

1.2 研究方法 基于苏州市森林定位研究和国内外已有研究成果，参照国家林业局2008年发布并实施的《中华人民共和国林业行业标准》(简称《标准》)中《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721 －2008)［11］(简称《规范》)中的评估方法和评估公式，根据当下经济背景对评估公式中部分参数进行一定更新，对苏州市城市森林涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、生物多样性保护和森林游憩等7项生态系统服务功能按不同林种进行评估。

1.3 数据来源

1.3.1 基础数据。该研究所使用的基础资源数据包括:①研究区城市森林生态系统服务功能的参数来源于苏州市林业站和南京林业大学对各野外监测点的现行监测数据和历史数据。②2007年苏州市森林资源规划设计调查资料。

野外监测点分别设在穹窿山森林公园、环太湖生态公益林、沪宁高速公路绿色通道防护林、苏州肖甸湖森林公园4处，同时，选择水稻田、高速旁空地2个对照监测样地，与绿色通道作数据的比对分析。选择城市建成区与其他森林监测点作比对分析。水稻田和空地监测点均选择在苏州市相城区沪宁高速公路绿色通道附近。城市建成区监测点选择在苏州市观前街。

1.3.2 社会数据。该研究所采用社会公共数据主要参考《规范》(LY/T1721－2008)［11］，其中部分数据经过实践调查，根据当下经济背景进行了相应改进，主要包括以下方面。

(1)水库库容造价:《标准》中水库库容造价采用的是1993～1999年的数据，距今已有数年，数据已不符合当下时代经济背景。通过查阅最新发布的《中国水利年鉴》及2012年的价格指数，该研究将单位库容造价更新为20.17元/m3。

(2)用水价格:根据中国水网公布的各城市居民用水价格，选取35个重点城市的平均值，为2.82元/t。

(3)化肥价格:采用农业部中国农业信息网2010～2012年3年平均价格，磷酸二铵价格为3 218.072元/t;氯化钾价格为2 440.91 元/t;有机质价格53.1 元/t。

(4)氧气价格:采用中华人民共和国卫生部网站2012年春季氧气平均价格，为369.7元/t。

(5)二氧化硫排污费收费标准为1.20元/kg;氟化物排污费收费标准为0.69元/kg;氮氧化物排污费收费标准为0.63元/kg;一般性粉尘排污费收费标准为0.15元/kg。

(6)固碳价格:采用瑞典的碳税率150美元/t。

其中(1)、(2)、(3)、(4)均进行了参数更新，(5)、(6)仍依据《规范》。

2 结果与分析

2.1 涵养水源价值 森林涵养水源功能主要表现为:截留降水、涵蓄土壤水分、补充地下水、抑制蒸发、调节河川流量、缓和地表径流、改善水质和调节水温变化等［12］。

根据城市森林涵养水源功能及涵养水源价值计算指标体系及计算方法，得出苏州市城市森林涵养水源价值为21.01亿元/a(表1)，占生态服务功能总价值的55%。这说明苏州市城市森林涵养水源价值高于其余6种价值之和，这与苏州地区降水量高、水热资源丰富等自然条件关系密切。

表1 苏州市城市森林水源涵养功能及水源涵养价值

2.2 保育土壤价值 森林保育土壤的效能表现为:减少土壤侵蚀、保持土壤肥力、防沙治沙、防灾减灾等［12］。

森林保育土壤功能可分为减少土壤流失和减少土壤肥力损失2个方面［13］。苏州市城市森林减少土壤肥力损失主要体现在减少土壤氮、磷、钾和土壤有机质损失4方面。计算得出，苏州市城市森林减少土壤流失价值为0.31亿元/a，减少土壤肥力损失的总价值为2.4亿元/a(表2)，因此，苏州市城市森林合计保育土壤价值为2.71亿元/a，占生态服务功能总价值的7.1%，这与苏州水土保持状况良好［14］的现实较为吻合。

表2 苏州市城市森林保育土壤价值

2.3 固碳释氧价值 固碳释氧功能是指森林生态系统通过生物量碳库、土壤有机碳库、枯落物碳库和动物碳库固定碳素，并通过光合作用制造氧气的功能［15］。森林与大气的物质交换主要是CO2与O2的交换，即森林固定并减少大气中的CO2和提高并增加大气中的O2，这对维持大气中的CO2和O2动态平衡、减少温室效应以及对人类提供生存的基础都有巨大和不可替代的作用［16－17］，因此，计算苏州市城市森林固碳释氧功能及价值有着重要的现实意义。

通过计算得出苏州市城市森林固碳价值为2.86亿元/a，释氧价值为2.01亿元/a(表3)。固碳释氧功能总价值为4.87亿元/a，占生态服务功能总价值的12.7%。

2.4 积累营养物质价值 林木营养积累功能是指森林生态系统中的植物通过生物化学反应，将营养物质贮存在体内各器官的功能［15］。通过计算得出，苏州市城市森林积累营养物质价值为1.72亿元/a，其中防护林积累营养物质价值为0.62亿元/a，特种用途林积累营养物质价值为0.60亿元/a，用材林积累营养物质价值为0.13亿元/a，经济林积累营养物质价值为0.38亿元/a，薪炭林积累营养物质价值为1 233元/a。

表3 苏州市城市森林固碳释氧价值

表4 苏州市城市森林积累营养物质价值

2.5 净化大气环境价值 森林净化大气效益包括森林释放氧气、森林的滞尘作用、森林吸收有毒物体作用、森林杀菌作用等效益［18］。通过计算得出，苏州市城市森林净化大气环境总价值为1.10亿元/a，其中防护林净化大气环境总价值为0.40亿元/a，特种用途林净化大气环境总价值为0.38亿元/a，用材林净化大气环境总价值为800万元/a，经济林净化大气环境总价值为0.24亿元/a，薪炭林净化大气环境总价值为789元/a。

表5 苏州市城市森林净化大气环境价值

2.6 生物多样性保护价值 此次评估按照Shannon－Wiener指数计算方法对苏州市城市森林生态系统生物多样性保护价值进行计算，并根据前期对苏州市森林资源的调查资料，确定苏州市城市森林单位面积年物种损失的机会成本为1 万元/(hm2·a)。

计算得出，苏州市城市森林生物多样性保护价值为6.20亿元/a，其中防护林生物多样性保护价值为2.24亿元/a，特种用途林生物多样性保护价值为2.14亿元/a，其余林种保护价值均相对较小。

2.7 森林游憩价值 森林生态系统景观游憩与生态文化功能主要体现在由于森林存在增加的旅游区面积和游人数量。通过统计苏州市主要森林公园的森林旅游门票收入以及公园内各种商业活动收入，保守估算得出苏州市城市森林的森林游憩价值为0.63亿元/a。

3 结论与讨论

(1)苏州市城市森林2011～2012年的生态服务功能总价值为38.24亿元/a。其中涵养水源价值(占总价值的55.0%)＞生物多样性保护价值(占总价值的16.2%)＞固碳释氧价值(占总价值的12.7%)＞保育土壤价值(占总价值的7.1%)＞积累营养物质价值(占总价值的4.5%)＞净化大气环境价值(占总价值的2.9%)＞森林游憩价值(占总价值的1.6%)。根据不同指标生态服务功能价值所占的比例，可以看出苏州市城市森林在涵养水源、固碳释氧和生物多样性保护3个方面发挥了重要的生态服务功能。但同时也要看到，苏州市城市森林处于工业和经济高度发达的长三角地区，大气环境污染严重，虽然苏州城市森林在净化大气环境功能价值方面比值较低，但是作用却是十分关键和不可替代的。

(2)防护林、特种用途林和经济林在各项生态服务功能中均发挥了较大的优势。因此，在造林过程中，应当加大对这些林种的重视与保护力度。

(3)苏州市单位面积城市森林生态服务功能的价值为6.17万元/(hm2·a)，表现出较高的生态和经济效益。这一数值显示苏州城市森林在维护生态环境方面起着举足轻重的作用。

(4)该研究对参数中部分社会公共数据进行更新，属于首次尝试，可能在资料收集和查阅过程中仍存在一定不足。该研究结果可以说明苏州城市森林所提供的生态服务功能价值十分巨大，在维护生态环境方面起着举足轻重的作用。

(5)苏州市平均森林覆盖率为10.9%，现有森林资源多以人工林或次生人工林为主，其中中幼林占了78%的比例。这些中幼林林分年龄结构、空间结构及物种组成结构较为简单，物种的丰富度和均匀度偏低，林分净生产力较低，林分的健康度和稳定性较差，对外来种入侵和病虫害的抵御能力也十分低下。因此，苏州市应继续加强对现有生态公益林的科学经营管理，以促进苏州市生态公益林这一优质城市森林资源的健康、优质和稳定发展，并更好地发挥其多种生态服务功能，为苏州市社会经济的又好又快发展奠定良好的生态环境基础。

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