新疆山地森林生态系统服务功能价值评估

李吉玫　张毓涛　白志强　韩燕梁　李　翔

（新疆林业科学院森林生态研究所，新疆乌鲁木齐830063）

新疆山地森林生态系统服务功能价值评估

李吉玫张毓涛白志强韩燕梁李翔

（新疆林业科学院森林生态研究所，新疆乌鲁木齐830063）

依据LY/1721—2008《森林生态系统服务功能评估规范》，采用第8次新疆森林资源连续清查数据、新疆天山和新疆阿尔泰山森林生态系统国家定位观测研究站长期定位观测数据以及社会公共数据，对新疆山地森林生态系统14种主要林分类型、2种林地类型和5种乔木龄组的服务功能价值进行评估。结果表明：新疆山地森林生态服务功能价值为862.46×108元/a；各功能价值量的排序依次为：涵养水源＞固碳释氧＞生物多样性保育＞保育土壤＞净化大气环境＞积累营养物质；乔木林和灌木林生态服务价值量分别占总价值量的69.27%和30.72%；天山和阿尔泰山森林生态系统服务功能价值量分别占总价值量的57.34%和42.46%；各龄林的生态服务功能总价值依次为成熟林＞过熟林＞近熟林＞中龄林＞幼龄林。单位面积生态服务功能价值量为3.59×104元/（hm2·a）；乔木和灌木单位面积价值量分别为5.09×104元/（hm2·a）和2.01×104元/（hm2·a）；天山和阿尔泰山森林生态系统分别为3.30×104元/（hm2·a）和3.77×104元/（hm2·a）；单位面积价值量为过熟林＞中龄林＞成熟林＞幼龄林＞近熟林。

服务功能；价值评估；山地森林；生态系统；干旱区；新疆

森林是人类赖以生存繁衍的基础，也是人类可持续发展的保障。伴随着气候变暖、极端降水事件频发、土地沙化、水土流失和生物多样性剧减等多种生态危机对人类的严重威胁，森林生态服务功能才逐渐被人们所认识［1］。客观评价森林生态服务功能价值，对科学经营与管理森林资源具有指导作用［2-3］。目前，森林生态系统服务价值的评估已引起了国际生态学者以及其他相关领域学者的广泛关注。2011年，联合国千年生态系统评估也正式启动［1］。我国近年来也开展了森林生态系统服务功能评估的相关工作［4-7］，并取得了很多有价值的研究成果。然而，由于对森林生态系统价值评估方法和评估指标缺少统一标准，不同学者对相同区域评估的结果偏差较大［2-8］。

综合国内外研究成果，森林生态服务功能评估可归纳为大尺度、中小尺度和单项功能方面研究。大尺度主要是利用不同的数据源对全国森林生态服务功能进行研究［4，6］；中小尺度是对某一区域的森林生态服务功能进行评估研究［9-11］；在单项功能方面，重点针对如森林蓄水调节径流［12-14］、森林固碳释氧功能［15-16］、净化大气环境［17］等方面进行研究。综合目前研究看，针对新疆山地森林生态服务功能评估的研究相对较少。

新疆山地森林主要分布在新疆天山北坡和阿尔泰山海拔1 400～2 800 m的中山带，是保护绿洲和荒漠的天然屏障，是维护新疆生态安全的重要保障，是社会经济可持续发展的基础。目前，关于新疆山地森林不同优势树种单位面积服务价值量和总价值量仍不清楚，严重影响了新疆森林绿色GDP核算和生态补偿机制的建立，也无法客观评估新疆天然林保护工程效益。本文依据《森林生态系统服务功能评估规范》，采用新疆第八次森林资源连续清查数据、新疆天山和新疆阿尔泰山2个森林生态系统国家定位观测研究站长期定位观测数据以及社会公共数据，对2013年新疆山地森林生态系统服务功能价值进行评估，以期为客观评估新疆实施天然林保护工程的效益，为科学经营与管理森林资源提供指导。

1　研究区概况

新疆山地森林主要分布在新疆天山北坡和阿尔泰山海拔1 400～2 800 m的中山带，其中天山森林生态系统为暖温带森林类型，阿尔泰山森林生态系统为寒温带泰加林类型。年均气温0.7℃，年降水量400～900 mm，雨季集中在6—8月份，年蒸发量980～1 150 mm，年均相对湿度65%。林下土壤为山地灰褐色森林土，腐殖质层较厚。

根据国家公布的第八次新疆森林资源连续清查资料，新疆山地森林总面积为247.42×104hm2，其中乔木林总面积为116.61×104hm2，优势树种有云杉（Picea sPP.）、西伯利亚落叶松（Lariχ sibirica）、西伯利亚红松 （Pinus sylvestris）、西伯利亚冷杉（Abies sibirica）、桦树（Betula sPP.）和欧洲山杨（Populus tremula）；灌木林总面积为130.81× 104hm2，主要有黑果小檗 （Berberis heteropoda）、刚毛忍冬 （Lonicera hispida）、多刺蔷薇 （Rose spinosissima）、黑果栒子 （Cotoneaster melanocarpus）、天山绣线菊 （Spiraea tianschanica）、新疆方枝柏（Sabina pseudosabina）、锦鸡儿（Caragana sPP.）和其他灌林。

2　　研究方法

2.1数据来源

数据来源包括：1）第八次全国森林资源清查“新疆维吾尔自治区森林资源清查成果”和国家权威机构公布的社会公共数据；2）新疆天山森林生态系统国家定位观测研究站和新疆阿尔泰山森林生态系统国家定位观测研究站长期定位观测站长期定位监测数据，包括主要林分年地表径流量、年蒸散量、年降水量、林分年净生产力、土壤容重、土壤侵蚀模数、土壤营养元素 （有机质、N、P、K）、空气负离子浓度、年吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物量、林分年滞尘量以及林木各器官养分含量和生物多样性指数。

2.2评估指标及计算公式

本研究以LY/T 1721—2008《森林生态系统服务功能评估规范》［18］为依据，按照相应的计算公式和方法，分别从涵养水源、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6个方面评价2013年新疆山地森林生态服务功能价值。

3　结果与分析

3.1生态系统服务功能总价值量

新疆山地森林生态服务功能总价值为862.46× 108元/a，单位面积价值量为3.59×104元/（hm2·a）。从林地类型看，乔木林和灌木林总价值分别为593.20×108元/a和267.23×108元/a，单位面积价值量分别为5.09×104元/（hm2·a）和2.01×104元/（hm2·a）；天山森林生态系统和阿尔泰山森林生态系统总价值量分别为 484.60×108元/a和375.83×108元/a，单位面积价值量分别为3.30×104元/（hm2·a）和3.77×104元/（hm2·a）（表1）。6项功能价值量的排序依次为：涵养水源＞固碳释氧＞生物多样性保育＞保育土壤＞净化大气环境＞积累营养物质。

表1　不同林地类型和不同区域各服务功能价值Tab1e 1　Va1ue of service function of different forest stand tyPes and regions

3.2不同龄组生态服务功能价值

新疆山地森林乔木林5种龄组生态服务功能的大小依次为：成熟林（214.53×108元/a，占总价值量的2.83%）＞过熟林 （128.39×108元/a，占总价值量的21.22%）＞近熟林（127.01×108元/a，占总价值量的20.99%）＞中龄林 （118.05×108元/a，占总价值量的19.51%）＞幼龄林 （17.18×108元/a，占总价值量的2.84%）（图1）。单位面积生态服务价值量为过熟林 （12.21×104元/（hm2·a））＞中龄林（10.72×104元/（hm2·a））＞幼龄林 （9.87×104元/（hm2·a））＞成熟林 （9.81×104元/（hm2·a））＞近熟林（9.64×104元/（hm2·a））。

图1　乔木龄组服务功能总价值和单位面积价值Fig.1　Tota1 va1ues and unit area va1ues of ecosystem service function of different age grouPs for arbor

3.3不同林分类型生态服务功能价值

14种林分类型生态服务功能总价值依次为：云杉林＞西伯利亚落叶松林＞新疆方枝柏林＞绣线菊林＞多刺蔷薇林＞錦鸡儿林＞刚毛忍冬林＞桦树林＞黑果栒子林＞西伯利亚冷杉林＞其他山区灌木林＞欧洲山杨林＞黑果小檗林＞西伯利亚红松林（表2）。单位面积价值量总价值量表现为乔木林高于灌木林，其中最高的是西伯利亚红松林，其次是西伯利亚冷杉林，最低是的新疆方枝柏林。

14种林分类型中，云杉林和西伯利亚红松林的涵养水源功能、固碳释氧功能、积累营养物质功能价值和生物多样性保护功能价值量都最高，红松林价值量较低。新疆方枝柏林保育土壤功能价值量最高（表3）。

表2　主要林分生态服务功能总价值量、比例和单位面积价值量Tab1e 2　Tota1 va1ue of eco1ogy service function of different dominant trees，its Percentages and unit area va1ues

表3　主要林分类型各生态服务功能价值Tab1e 3　Va1ue of individua1 eco1ogy service function of dominant trees　　（108元·a-1）

14种林分类型单位面积涵养水源功能价值量表现为乔木林高于灌木林，其中西伯利亚冷杉林最高，其次是西伯利亚落叶林，其他山区灌木林最低；单位面积保育土壤功能价值量表现为灌木林高于乔木林；单位面积固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境功能和生物多样性保护功能价值均表现为乔木林高于灌木林，其中单位面积固碳释氧功能价值量最高的是云杉林，其次是桦树林，最低的是多刺蔷薇林；单位面积积累营养物质、净化大气环境功能和生物多样性保护功能价值量最高的是都是西伯利亚红松林（表4）。

表4　主要林分类型各生态服务功能单位面积价值Tab1e 4　Per unit va1ue of individua1 eco1ogy service function of dominant trees

4　讨论与结论

新疆山地森林生态服务功能价值为862.46× 108元/a，说明山地森林在新疆发挥着巨大的生态服务功能。在新疆科学经营山地森林可为平原绿洲区和荒漠区带来长期的生态效益；相反，若山地森林管理不当，甚至大面积破坏，将会导致平原绿洲区和荒漠区发生持续性生态危机和灾难。

各功能价值量的排序依次为：涵养水源＞固碳释氧＞生物多样性保育＞保育土壤＞净化大气环境＞积累营养物质。说明新疆山地森林在调节区域水分循环方面具有重要作用。《中国森林生态服务功能评估》项目组［19］采用同样评估方法计算出的上海、北京、辽宁、内蒙古、天津、吉林、湖北、湖南、广东、广西、山东和河南等省 （市/自治区）的水源涵养功能在所有功能中所占比例也最高。

新疆山地森林乔木和灌木生态服务价值量分别占总价值量的69.27%和30.72%；天山和阿尔泰山森林生态系统服务功能价值量占总价值量的57.34%和42.46%。单位面积价值量为3.59元× 104元/（hm2·a），单位面积价值量最高的是红松，乔木和灌木单位面积价值量分别为5.09×104元/（hm2·a）和2.01×104元/（hm2·a），天山和阿尔泰山森林生态系统分别为3.30×104元/（hm2·a）和3.77×104元/（hm2·a）。从龄组看，总价值量依次为成熟林＞过熟林＞近熟林＞幼龄林；单位面积价值量为过熟林＞中龄林＞成熟林＞幼龄林＞中龄林＞近熟林。对于有些单项功能而言，灌木林单位面积产生的生态服务价值高于乔木林，如黑果小檗林、刚毛忍冬林、绣线菊林等在积累营养物质方面单位面积产生的价值高于乔木优势树种云杉林、西伯利亚落叶松林；新疆方枝柏林和绣线菊林单位面积保育土壤产生的价值高于西伯利亚落叶松林、欧洲山杨林、桦树林等。说明灌木林在新疆山地森林中发挥中不可替代的生态作用，在实施的各种林业工程中，应将其内入保护范围。

与采用同样评估方法计算出的长白山林区［20］、浙江省庙山坞林区［21］、甘肃省森林［22］生态系统服各项功能相比，新疆山地森林除了固碳释氧和生物多样性保护功能单位面积价值量略高于浙江省庙山坞林区外，其余功能单位面积价值量均较低，尤其保育土壤和净化大气环境功能。

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（责任编辑曹龙）

Assessment of Service Functions Va1ue of Mountain Forest Ecosystem in Xinjiang Province，China

Li Jimei，Zhang Yutao，Bai Zhiqiang，Han Yan1iang，Li Xiang

（Institute of Forest Eco1ogy，Xinjiang Academy of Forestry，Urumqi Xinjiang 830063，China）

According to the“Forest Ecosystem Services Assessment Standards”（LY/1721-2008），and based on the data from the eighth nationa1 forest resource inventory of Xinjiang Province，1ong-term monitoring data by Xinjiang Tianshan forest ecosystem research station and A1etai Mountain forest ecosystem research station and Pub1ic data，the service function tota1 va1ues of 14 major dominant trees，two stand tyPes and five arbor age grouPs in Mountain forest ecosystem in Xinjiang Province were eva1uated.The resu1ts showed that the tota1 va1ue of the service functions of mountain forest ecosystem was 862.46×108yuan/a；The va1ue order of individua1 service function was water conservation＞carbon fixation and oxygen re1eased＞sPecies conservation＞soi1 conservation＞atmosPhere environmenta1 Purification＞nutrient accumu1ation.The ecosystem service va1ue of arbor and shrub occu-Pied 69.27%and 30.72%of the tota1 va1ue，resPective1y；The ecosystem service va1ue of Tianshan and A1etai mountain occuPied 57.34%and 42.46%of tota1 va1ue，resPective1y；The tota1 va1ue order of five age grouP was mature forest＞over-mature forest＞near-mature forest＞midd1e age forest＞saP1ing forest.The va1ue of Per unit area ecosystem service was 3.59×104yuan/（hm2·a），of which arbor and shrub was 5.09×104yuan/（hm2·a）and 2.01×104yuan/（hm2·a）；Tianshan and A1etai mountain forest was 3.30×104yuan/（hm2·a）and 3.77× 104yuan/（hm2·a）；The va1ue order of Per unit area ecosystem service of five age grouPs was over-mature forest＞midd1e age forest＞mature forest＞saP1ing forest＞near-mature forest.

service functions va1ue，assessment，mountain forest，ecosystem，arid region，Xinjiang

S718.55

A

2095-1914（2016）04-0097-06

10.11929/j.issn.2095-1914.2016.04.016

2015-11-26

新疆林业重大专项项目（xj1k［2013］001）资助。
第1作者：李吉玫（1980—），女，博士，副研究员。研究方向：森林生态。Emai1：jimei1i@126.com。

张毓涛（1965—），男，副研究员。研究方向：森林生态。Emai1：249895183@qq.com。