小兴安岭森林生态系统服务价值评估

任 平 陈文斌

(1.哈尔滨工业大学，黑龙江 哈尔滨 150001；2.东北林业大学,黑龙江 哈尔滨 150040)

生态系统服务功能是指生态系统为人类提供的物质和精神供给。生态系统服务是由生态系统提供的，但由于不同生态系统结构的差异性，生态系统所提供的生态服务是不均衡的。森林是陆地生态系统的核心，作为一种结构比较完整、稳定性高、生物量丰富、生产力高的生态系统，其服务功能价值极高。

小兴安岭森林是我国重点国有林，森林自然度相对较好，森林群落结构比较完整，森林生态系统服务功能较高。小兴安岭森林生态系统的内在价值既体现了其本身所具有的生产生态产品以及维护和支撑生态系统的直接和间接利用价值，还具有人类生存系统中不可估量的整体价值和综合价值。生态系统服务的价值评估则是以货币形式对生态系统提供的各种服务功能做相应的价值估算。由于小兴安岭森林生态系统结构的不同与环境的特殊性，需要对小兴安岭森林的生态系统服务类型进行划分。1978年，日本林业厅利用数量化理论多变量解析方法对全国7种类型的森林进行了经济价值的评估。20世纪90年代世界各国掀起对生态系统服务价值评估的热潮。我国学者对森林生态系统服务功能的评估研究经历了不同指标体系和价值核算的过程。2008年，我国原国家林业局发布了《森林生态系统服务功能评估规范(LY/T 1721-2008)》，统一了我国森林生态系统服务评估的指标体系和方法。本研究以此规范为标准，根据小兴安岭森林资源相关数据，结合文献资料进行小兴安岭森林生态系统生态服务价值的评估。

1 研究区域概况和数据来源

1.1 区域概况

小兴安岭森林位于黑龙江省境内，经纬度介于 47°～50°N，127°～131°E 之间的我国东北部地域。北部及东北部以黑龙江为界，西北部与大兴安岭相连，东部至三江平原，东南至松花江，西南至东北平原。小兴安岭森林资源丰富，面积较大，林区面积1494.9万公顷，其中森林面积500多万公顷，林木蓄积量约4.7亿立方米，红松蓄积量4300多万立方米，森林覆盖率达到72%，是我国重要的森林生态功能区，也是我国林业主要木材资源战略储备基地[1]。

1.2 数据来源

小兴安岭森林资源数据主要来源于友好林业局、丰林自然保护区森林二类、三类调查数据以及《中国林业统计年鉴 2018》、《大小兴安岭森林资源统计年报》中的相关数据[2]。各森林类型生物量来源于相关文献资料。数据整理后见表1。指标选择、参数价格主要参考《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721-2008)和前人研究成果。经济数据来源于《中国统计年鉴 2019》和《黑龙江省统计年鉴 2019》[3]。

2 研究方法

2.1 功能分类

生态系统服务价值将生态系统和经济系统作为一个相互作用的有机整体， 从更大的视角调节人与生态、人与经济、生态与经济之间的关系。生态系统服务价值以注重生态完整性为根本目标，在人与自然共生的基础上，寻找经济发展和生态保护之间的平衡[4]。生态系统作为地球上所有生命的生存支持系统，其生态服务的作用范围宏大，运作方式复杂，具有稀缺性、公共物品性、整体性和不均衡性的特点。生态系统为人类提供的服务的分类有不同的划分。Daily(1997)、Costanza(1997)分别将生态服务进行了功能划分。Pearce(1996)则将生态系统的服务价值划分为直接使用价值、间接使用价值、选择价值与存在价值4种类型。森林生态系统在满足人类消费或生产时自觉或不自觉提供着有形与无形的生态系统服务，这类价值可以用市场价格或非市场价格等方式进行度量[5]。森林生态系统的价值即被认为是各种价值的总和，但它并不是简单相加之和，而是各有形生态服务与无形生态服务的增值合力。如图1所示。

表1 小兴安岭森林类型生物量

图1 森林生态系统经济价值

根据小兴安岭森林生态系统的结构组成与所处区域特点，本研究参照我国林业标准的同时，借鉴了 Costanza 等(1997)提出的生态系统划分观点，根据科学性、全面性、代表性、可操作性和可比性原则，采用了生态系统服务功能价值中的大气调节、涵养水源、保育土壤、固碳释氧、林木营养物质积累、保护生物多样性、森林文化7种生态服务功能[6]，见表2。

2.2 评价方法

由于学界对自然生态系统服务功能价值的存在及其形式还没有形成统一认识，相关的评价方法也较多。本研究针对小兴安岭森林特定的森林生态系统服务功能，需要选择可行性和可操作性较强的方法进行评估。

(1)市场价值法。市场价值法也被称作生产率法，在价值评价中应用比较广泛，是通过资源交易和转让过程中所采用的资源价格来核算资源价值。该方法可用于对小兴安岭森林生态系统所提供的涵养水源、保育土壤功能，运用市场价格进行价值评估[7]。

(2)旅行费用法。旅行费用法是一种较为成熟的评估方法，能够通过一些相关的旅行费用资料，如游客所支付的门票价格、餐饮食宿费、交通费及时间成本等来评估某一资源的休闲旅游、游憩等价值。

(3)替代市场价值法。在森林生态系统中，由于一部分生态系统功能不能直接形成市场价值，没有直接的市场价格可以参考，这时就需要通过寻找替代品的市场价格来进行评估。替代市场价格法在森林生态系统评价中有广泛的应用，大气调节功能、降解污染物功能、生物栖息地功能等价值均可采用此方法进行估算。

(4)影子工程法。影子工程法又称替代工程法，是以市场上相同产品的价格进行估算，主要运用于资源价值难以评估或者资源受到破坏情况下，人们通过建造一个功能相似的工程进行弥补，并用这个相似工程的费用来对原有资源的价值进行评估的方法。利用影子工程法可以对生态系统中的调蓄洪水等功能价值进行评估。

表2 小兴安岭森林生态系统服务功能指标体系

(5)成果参照法。是引用学者对某项生态系统服务单位面积价值的研究成果来评估相应的其它生态系统应服务功能类别的价值。

以上研究方法能够具体分析单项生态系统服务与系统本身的关联，从而建立生态系统功能与价值之间的纽带，以对小兴安岭森林生态系统服务价值进行整体、合理的评估。见表3。

3 小兴安岭森林生态系统服务价值评价指标计算方法

根据前文小兴安岭森林生态系统服务功能的划分进行价值估算。

(1)大气调节功能价值

V污染物=α(F污染物Q污染物)

(1)

表3 小兴安岭森林生态系统服务功能分类及评价方法

式中：V污染物为林分年吸收大气污染物的价值(元/a)；F污染物为大气污染物治理费用(元/kg)；Q污染物为单位面积林分年吸收大气污染物的量〔kg/(hm2/a)〕；a为林分面积(hm2)。

V滞尘=α(F滞尘Q滞尘)

(2)

式中：V滞尘为林分年滞尘价值(元/a)；F滞尘为降尘清理费用(元/kg)；Q滞尘为单位面积林分年滞尘量〔kg/(hm2/a)〕；a为林分面积(hm2)。

(2)涵养水源价值

V调=a10C库(P-E-C)

(3)

式中：V调为林分年调节水量价值(元/a)；P为降水量(mm/a)；E为林分蒸发量(mm/a)；C为地表径流量(mm/a)；C库为水库建设单位库容投资(元/m3)；a为林分面积(hm2)。

V水质=a10K(P-E-C)

(4)

式中：V水质为林分年净化水质价值(元/a)；P为降水量(mm/a)；E为林分蒸发量(mm/a)；C为地表径流量(mm/a)；K为水的净化费用(元/t)；a为林分面积(hm2)。

(3)保育土壤价值

V固土=aF±(X2-X1)÷ρ

(5)

式中：V固土为林分年固土价值(元/a)；a为林分面积(hm2)；F±为挖取和运输单位体积土方所需费用(元/m3)；X1为林地土壤侵蚀模数〔t/(hm2·a)〕；X2为无林地土壤侵蚀模数〔t/(hm2·a)〕；ρ为林地土壤容重(t/m3)。

(6)

式中：V肥为林分年保肥价值(元/a)；a为林分面积(hm2)；N为林分土壤平均含氮量(%)；R1为磷酸二铵化肥含氮量(%)；P为林分土壤平均含磷量(%)；R2为磷酸二铵化肥含磷量(%)；K为林分土壤平均含钾量(%)；M为林分土壤有机质含量(%)；F3为有机质价格(元/t)。

(4)固碳释氧价值

V碳=aC碳(1.63R碳Y年+F土壤碳)

(7)

式中：V碳为林分年固碳价值(元/a)；C碳为固碳价格(元/t)；R碳为CO2中碳的含量；Y年为林分净生产力〔t/(hm2·a)〕；F土壤碳为单位面积林分土壤年固碳量〔t/(hm2·a)〕；a为林分面积(hm2)。

V氧=a1.19C氧Y年

(8)

式中：V氧为林分年释氧价值(元/a)；C氧Y年为氧气价格(元/a)；Y年为林分净生产力〔t/(hm2·a)〕；a为林分面积(hm2)。

(5)林木营养物质积累价值

V积氧=aY年C碳(R+P+K)

(9)

式中：V积氧为林分积累的营养物质价值(元/a)；Y年为林分植物群落年积累的生物量〔t/(hm2·a)〕；C碳为植物干物质的含碳量(%)；R为植物干物质的含氮量(%)；P为植物干物质的含磷量(%)；K为植物干物质的含钾量(%)；a为林分面积(hm2)。

(6)保护生物多样性价值

V多保=aW损

(10)

式中：V多保为生物多样性保护的价值(元/a)；W损为单位面积年物种损失的机会成本〔元/(hm2·a)〕；a为林分面积(hm2)。

(7)森林文化价值

V游=P游M游Y游

(11)

式中：V游为森林休闲游憩价值(元/a)；P游为人均停留时间(天/人)；M游为人均旅游花费(元/人)；Y游为年游客总人数(年/人次)。

4 研究结果与分析

小兴安岭森林生态系统总价值为740 248.455×104元/a。其中，年吸收二氧化硫76.27万吨，年吸收氟化物0.84万吨，年吸收氮氧化物2.79万吨，年滞尘量129.08万吨，净化空气价值为96.55×104元/a。年涵养水源1 579.21×104t，调节水量价值650.131×104元，净化水质价值4027×104元/a。年固土价值736.21×104元/a，保肥价值796.9×104元/a。固碳释氧总价值3.65×104t/a，释氧总价值为9.41×104t/a。营养物质积累价值为737523.78×104元/a，保护生物多样性价值为1.57×104元/a。森林文化价值为 3.154×104元/a。

5 结论与讨论

根据小兴安岭森林已有的研究数据和实地调查数据以及《森林生态系统服务功能评估规范》，对小兴安岭森林2018 年大气调节、涵养水源、保育土壤、固碳释氧、林木营养物质积累、保护生物多样性、森林文化7项服务功能进行评估，结论如下：

(1)小兴安岭森林不同生态系统服务类型的贡献优势不同。小兴安岭森林涵养水源的价值量较高，同时，根据测算，保育土壤的能力也较强。因此，建议加强小兴安岭森林的保护和利用，进而充分利用林地的生产力，产生较高的涵养水源、净化空气以及固碳、保育土壤价值。

(2)2018年小兴安岭森林生态系统服务功能的总价值为740 248.455×104元/a。不同服务类型中，森林文化的价值较低。建议加强对森林文化的服务功能的重视，建立较为完整、全面的评价体系，以真实衡量森林文化在生态系统服务中的较高的文化价值。

(3)指标不同、对象与尺度不同，得出的森林生态系统服务功能的价值差异性较大。可见，评价方法在一定程度上影响了价值量的结果。建议对各类型生态系统服务功能建立统一的评价标准。