林业科学  2004, Vol. 40 Issue (4): 22-26   PDF    
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张小红, 杨志峰, 毛显强, 何孟常, 鱼京善.
Zhang Xiaohong, Yang Zhifeng, Mao Xianqiang, He Mengchang, Yu Jingshan.
广州市公益林生态效益价值分析及管理对策
Study on Ecological Benefits of Public Forest and Countermeasures, Guangzhou
林业科学, 2004, 40(4): 22-26.
Scientia Silvae Sinicae, 2004, 40(4): 22-26.

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收稿日期:2002-11-20

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张小红
杨志峰
毛显强
何孟常
鱼京善

广州市公益林生态效益价值分析及管理对策
张小红, 杨志峰, 毛显强, 何孟常, 鱼京善     
北京师范大学环境科学研究所 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室 北京 100875
摘要: 在对广州市公益林分布和现状特点分析的基础上,从林种的生态功能角度对效益进行了分析。结果表明:广州市水源涵养林生态效益比较高,生态效益从大到小排序为:水源涵养林>水土保持林>风景林、自然保护区和小片林>护岸林,从单个效益分析,维持大气平衡效益最大。最后提出了公益林管理对策。
关键词: 公益林    生态效益    广州市    
Study on Ecological Benefits of Public Forest and Countermeasures, Guangzhou
Zhang Xiaohong, Yang Zhifeng, Mao Xianqiang, He Mengchang, Yu Jingshan     
State Key Laboratory of Environment Simulation and Pollution Control, Institute of Environmental Sciences, Beijing Normal University Beijing 100875
Abstract: Forestry resource is not only natural but also environmental. Abundant public forest is an ascendant fortune for building ecological city of Guangzhou. Based on analyzing the distribution and current status, ecological benefits are evaluated on public forest and the conclusions are included:water conservation forest has larger benefit; and the benefit order from top to down is:water conservation forest>soil and nutrient conservation forest> scenic forest, natural reserve and little area forest> dike protection forest, the benefit of balancing atmospheric components is the largest in Guangzhou, finally countermeasures are put forward to manage and cultivate the forest.
Key words: Public forest    Ecological benefit    Guangzhou    

从世界范围的生态觉醒到可持续发展战略的提出与实施, 都离不开一个关键的主体——林业(段显明等,2001)。世界环发大会通过的五项文件和协议均涉及森林和林业问题,充分表明了森林对于人类生存和发展的重要作用。广州市要实现“生态城市”的建设目标,应按照市场规律的要求,使生态效益体现出其经济价值,也就是对从事公益林管育的部门和个人给予必要的补偿,保证人类此项必需的服务功能在市场经济下持续发展。而生态效益价值分析是公益林补偿实践的基础,因此,有必要对公益林的生态效益价值进行研究。

从目前来看,世界各国对于公益林的生态效益价值研究主要从劳动效益论、最佳效能理论和边际效用理论等角度进行(蒋海等,1997陈钦等,2000),其计量方法主要有效益法和效能法。公益林生态效益价值的计量模型主要有两类,一类是一般的描述性模型,另一类为定量模型(蒋敏元等,2001),这些模型主要从整个林分上对公益林的生态效益价值进行估算,从而提出补偿措施。本文从生态功能角度出发,广州市公益林不同对林分的主要生态效益进行估算。

1 广州市公益林特点

广州市有公益林13.37万hm2,占林业用地面积的43.3%。表 1是按照生态功能对广州市公益林进行分类的情况。水源涵养林主要集中在流溪河、增江的中、上游和白泥河上游发源地汇水区;水土保持林主要分布在山地坡度在20°以上的主要山脊分水岭和土壤瘠薄、岩石裸露地域;护岸林主要分布在流溪河两岸及其它江河两岸;小片林主要零星分散在村庄和镇,俗称为“风水林”;自然保护区主要分布在有自然保护效益的从化温泉、增城大封门、花都王子山等地;风景林包括白云山在内的具有良好森林景观和自然景观的森林;其它特种用途林主要用于军事和科研的林分。

表 1 广州市公益林分类 Tab.1 Classification of ecological forests in Guangzhou
1.1 分布不均

从遥感信息和实际调查分析,公益林空间分布不均匀,主要分布在从化的东北部、花都的西北角和增城的中部地区。从树种分布上看,常绿阔叶林主要分布在市内各村镇的“风水林”和较远的山坡地段,以及东北部九连山脉末端的几座中山山地上部;针阔混交林主要分布在从化吕田、东明、黄龙带、流溪河、增城兰溪林场和大岭山林场。

1.2 树种结构单一

马尾松(Pinus massoniana)林、阔叶林占的比重较大,分别占有林地面积的22.5%、20.7%。马尾松纯林结构简单,生态平衡作用较小,其针叶含灰分低,落叶分解缓慢,常形成酸性粗腐殖质,肥力低,因而影响环境改造和其它树木生长。纯林还容易发生松毛虫和松突圆蚧虫害,易引起森林火灾。马尾松一般是同龄林,林相比较整齐,缺乏变化,观赏价值低,因此必须通过间种和补种部分阔叶树种加以改造,以调整、改良形成多树种、复层结构的林分。

1.3 生态效益高,但林种功能结构尚欠合理

广州市地势从东北向西南倾斜,山地、丘陵、台地与平原是阶梯排列,再加上雨量大而集中,因此,公益林在涵养水源方面要发挥较大的作用。现有森林资源每年贮水4.15亿t,保持水土,减少土壤养分流失,这表明公益林的生态效益比较重。

尽管公益林在水源涵养、水土保持、沿海防护等方面作用日益重要,但全市防护林面积占林业面积的31.73%,根据全市中型水库集中区面积推算,水源涵养林、水土保持林和护岸林总面积应占38%左右,可见已有防护林与应有的防护林相比还有一些差距。

2 公益林生态效益价值分析与计算 2.1 水源涵养效益价值

公益林的水源涵养效益与水库的综合效益以及水质净化处理过程相似,根据替代市场法,采用与营造同样库容的水库所需要的费用和水厂生产自来水的费用相比较的方法进行。从防洪效益、增加枯水期径流效益、改善水质效益(周国逸等,2000)三个方面进行计算。

2.1.1 防洪效益价值

根据中国科学院华南植物研究所对不同森林生态系统集水区水文的长期观测结果,获得森林削减洪峰量值和增加枯水期的径流量,应用计算公式:V1B×C×S×(H-H0), 式中:V1为水源涵养林防洪效益价值;S为水源涵养林面积;HH0分别为水源涵养林、无林地的蓄洪能力;B为拦蓄单位体积洪水的水库和堤坝的平均修建费用;C为效益与投入比值。计算得出防洪效益价值为5.15×107元·a-1

2.1.2 增加枯水期径流效益价值

森林不仅减低了洪灾的可能性,而且通过涵养水源,延长丰水期,缩短枯水期,提高了水资源的有效性,增加农田灌溉及城市供水能力。应用公式V2M(P1η1-P2η2), 式中:V2为水源涵养林增加有效水量的价值;M为水源涵养林增加有效水资源量;Pi为单位体积的农田灌溉水资源量;η1η2为分别为农田灌溉和社会供水利用系数。可得增加枯水期径流效益价值为1.25×108元·a-1

2.1.3 改善水质效益价值

森林生态系统具有良好的水质贮滤效应,有了水源涵养林的存在,流出该区域的水质量高,绝大多数为优质的清洁的Ⅰ类饮用水(陈步峰等,1998)。例如广州市的用水70%来自森林覆盖率高的流溪河水库。应用公式V3S×Q×p,式中:V3为水源涵养林改善水质的价值;S为水源涵养林面积;Q为水源涵养林单位面积的产水量;p为净化单位面积来自水源涵养林内的水和普通水以达到生活用水标准时的价格差异,改善水质效益价值为1.22×107元·a-1

2.2 水土保持效益价值

水土保持效益主要分为持水效益(V)和固土保肥效益(T),采用替代效益法进行估算。

2.2.1 持水效益价值

持水效益指标包括林冠截流效益V1、凋落物层持水效益V2和土壤贮水效益V3。林冠截留量可采用经验法进行估算:广州市大部分为马尾松,其截留量为年降水量的25%,因此林冠截流量为450 mm,根据广州市水土保持林的面积2.78万hm2,相当于1 250万t。土壤的贮水能力主要取决于土壤的非毛细管度,其计算公式为:土壤贮水量P(t)= 10 000(m2)×土层厚度(m)×非毛细孔隙度(%)×水容量(t·m-3)。根据刘世荣等(1996)计算的各森林生态系统土壤层的需水量时使用的参数:亚热带、热带山地常绿针叶林中非毛细孔隙度为92.08%,土层厚度为0.6 m,水容量为0.45 t·m -3,则贮水量为2 486 t。每吨水按照0.8元库容成本计算,其持水效益为1.0×107元·a-1

2.2.2 固土保肥效益价值

固土保肥效益分为固土效益(T1)和保肥效益(T2)。T1即防止泥沙流失的效益,采用周晓峰等(1999)所应用的公式:T1S×K×G×d,其中:T1为广州市水土保持林固土效益的经济价值(元);S为水土保持林面积(hm2);K为挖取1 t泥沙的费用(根据广州市的劳动力价格,按10元计算);G为坡地侵蚀的泥沙进入河道的比例(按80%计算);d为单位面积无林地比有林地多流失的泥沙量(t·hm-2a-1 ),其广州市水土保持林固土效益T1为1.34×107元·a-1

林种在防止水土流失的同时,也保存了土壤中的养分。因为土壤被流失,土壤中的氮、磷、钾等养分也随之流失。应用公式:,式中:T2为水土保持林保肥效益的经济价值(元);S为水土保持林面积(hm2);D为单位面积无林地比有林地多流失的泥沙量(59.95 t·hm-2a-1);P1i为森林土壤中N、P、K的含量(0.12%、0.02%、0.94%);P2i为纯N、P、K折算化肥的比例(分别为28/60、62/406、39/74.5);P3i为N、P、K类化肥在当地的销售价格(分别为1 600、500、1 250元·t-1),可得T2=1.18×107元·a-1

2.3 防护效益价值

防护林的主要功能是在风沙区及海岸沿线降低风速、防止风蚀、固定沙地。这里只计算防风固沙效益。防风固沙林保护土地资源的效益按市场价2 192.2元·hm-2a-1,现有防护林的面积为31·hm2,因此防护效益为6.80×104元·a-1

2.4 生态旅游效益价值

按照生态旅游收入的10%计算,则旅游净收入多年平均可达4 800元·hm-2a -1,其生态旅游效益为480元·hm-2a-1。其中体现此功能的林分为风景林、自然保护区和小片林,面积为2.90万hm2,因此生态旅游效益价值为0.14×107元· a-1

2.5 生物多样性保护效益价值

生物多样性表现在生态系统多样性、物种多样性及遗传多样性等多个层次上。一旦生态系统遭到破坏,必然导致物种和基因损失,其效益是难以估量的,因此生物多样性效益的评估具有不确定性和复杂性。实现生物多样性,也是公益林可持续发展目标之一。因此,此项效益以整个公益林面积为基准。这里参照印尼红树林效益研究的个例,采用未受害树“可获得生物多样性”效益至少为124.5元·hm-2a-1(曾焕忱,1999),据此,广州市公益林保护生物多样性的效益为1.66×107元·a-1

2.6 维持大气平衡效益价值 2.6.1 释放O2和吸收CO2的效益价值

采用周国逸等(2000)应用的公式:V=S×(B0-BuRi×Pi,式中:V表示释放O2或CO2吸收的经济效益,i= 1, 2,分别代表O2和CO2S表示生态公益林面积;B0表示地上部分的净生物量积累;Bu表示土壤呼吸量;Ri表示生物量或呼吸量与O2或CO2量的转化比率;P i表示O2或CO2的单位影子价格。按照广州市现有公益林实际面积13.37万hm2,计算得出固定CO2总效益1.62×107元·a-1,释放O2的经济效益为9.47×107元·a-1,总效益为1.109×108元·a-1

2.6.2 污染物降解的效益价值

林种对含氟气体、Cl2和光化学烟雾都有净化作用,同时能够促进空气负离子化和降低噪声作用。根据专家预算和净化污染物部门的调查,每公顷森林对污染物的降解,如用先进的工业进行削减到同等程度,所需要投资和成本至少为600元。据此,广州市现有的公益林对污染物降解的经济效益为8.02×107元·a-1

2.7 计算结果

根据生态功能类型计算其主要的生态效益价值,其结果如表 2

表 2 广州市公益林的生态效益价值 Tab.2 Ecological benefits of public forest in Guanghzou

由于公益林的生态功能是多方面性和多效益性,因此体现的生态效益也是多样的。本文从主要生态服务功能上计算某一种林分的经济效益。例如水源涵养林的主要生态效益是水源涵养效益,此外对于其它效益也进行了计算,并分别作为其中效益的一部分。

表 2可以看出,广州市水源涵养林的生态效益比较高,占公益林生态效益的54%。从生态功能效益上分级,按照从大到小的排序为:水源涵养林>水土保持林>风景林、自然保护区和小片林>护岸林。

从单个效益上分析,维持大气平衡效益最大,为1.911亿元·a-1,占公益林生态效益的36%,其一是维持CO2和O2平衡效益为1.109亿元·a-1,其二是清洁大气生态效益约为0.802亿元·a-1,主要是公益林的污染物降解能力的体现。可以看出,公益林对于提高城市的空气质量具有不可替代的作用。

3 管理对策

尽管水源涵养林的生态效益很高,但是目前的水源涵养林林种结构单一,不利于生产力和生态效益的提高,因此应该调整林种结构,推广针阔混交造林,营造速生阔叶林,通过采用抚育间伐和封山育林等措施把现有单一的马尾松林调整为混交林,减少自然灾害的发生。公益林维持大气平衡效益总效益为1.911亿元·a-1,对于提高城市的空气质量具有不可替代的作用,同时对人类的生存意义也是显著的。如何持续发展公益林,使得在提高生态服务功能效益的同时,创造更多的直接经济效益。结合广州市目前的经济、社会发展状况,有必要通过市场手段,采用“环境经济激励机制”对公益林进行补偿,并通过以下途径扩大公益林建设管理资金的来源:对使用价值的直接受益者根据其受益情况征收公益林建设管理资金;政府通过征收税(费)的形式加大公益林建设管理资金的筹集力度;明确公益林破坏者对其行为进行补偿的方法。

公益林生态效益为4.0637亿元·a-1,相当于广州市2000年国民生产总值的0.17%,因此其生态效益不容忽视。为了便于管理与操作,针对广州具体情况,对使用者补偿采取以下方法:分步实施,逐步到位——目前已经确认为明显的受益对象,要归入公益林价值补偿的承担者范围,对目前确认不准界定不清的,逐步确认和界定,对涉及面太大的由政府补足;对于公益林生态效益密切相关的水库、电厂、水厂、公园、风景旅游区按经营收入的一定比例或按每计价单位收取一定的生态补偿费;对工厂排污危害公益林的按高于公益林重置价的办法收取生态补偿费;对划入公益林的林权单位因采伐量减少而带来的经济损失,政府一次性给与一定的补偿,并对今后每年公益林的特殊技术要求而增加的成本费用逐年补偿。

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