内蒙古喀喇沁旗国家级公益林森林资源生态服务功能价值估算.pdf

内蒙古喀喇沁旗国家级公益林森林资源生态服务功能价值估算姚静浩1，曹淑云1，刘俊芬2，高媛媛3，于世勇4*（1.内蒙古自治区林业和草原保护总站，呼和浩特 010010；2.内蒙古自治区浑善达克规模化林场，呼和浩特 010010；3.内蒙古自治区气象科学研究所，呼和浩特 010050；4.国家林业和草原局林草调查规划院，北京 100714）摘要:文章基于林业、气象、遥感、土壤、植被等数据，依据森林生态系统服务功能评估国家标准，使用空间统计分析、模型模拟等方法，对内蒙古喀喇沁旗国家级公益林森林资源生态服务功能进行了定量评估，研究结果表明：喀喇沁旗国家级公益林生态系统服务功能比较明显，在防风固沙、水土保持等方面发挥了较大的作用。生态系统服务功能价值较大，达到37.43亿元。森林生态系统调节和支持服务价值占比较大，文化服务价值有待进一步开发。关键词：喀喇沁旗；国家级公益林；森林资源；生态系统服务中图分类号：S759.91文献标识码：B森林是陆地生态系统的主体。国家级公益林是指生态区位极为重要或生态状况极为脆弱，对国土生态安全、生物多样性保护和经济社会可持续发展具有重要作用，以发挥森林生态和社会服务功能为主要经营目的的防护林和特种用途林1。喀喇沁旗国家级公益林是防止科尔沁沙地蔓延的重要生态屏障，发挥着重要的水源涵养、水土保持和防风固沙等生态系统功能。1研究区概况喀喇沁旗地处内蒙古自治区东部，赤峰市南部，蒙、冀、辽三省区交界处，全旗总面积3 050 km2。该旗地形复杂多样，地势由西南向东北倾斜，形成中低山地、丘陵漫岗和河谷平原3种地貌类型，海拔高度在5001 890.9 m之间。喀喇沁旗属中温带大陆性季风气候，春季风大干燥，夏季多雨高温，秋季霜冻较早，冬季寒冷少雪。年均温3.57，年均降水量为400 mm左右。2数据与方法2.1 数据及处理国家级公益林森林资源连续清查和森林资源管理“一张图”数据来源于内蒙古自治区林业和草原局，相关数据调查和采集方法执行国家和林业部门的有关标准。土壤数据采用中国科学院1 100万土壤数据集（https:/ 国 地 面 气 候 资 料 日 值 数 据 集（V3.0）”，该数据集包含中国近700个气象站的气温、降水量、风向风速等要素的日值数据。本研究采用基于薄片样条理论的ANUSPLIN方法2-4对站点气温、降水量进行空间插值，采用克里金插值方法对站点风速进行空间插值，最终得到研究区1 km分辨率栅格数据。2.2 生态系统服务物质量和价值量评估生态系统服务包括支持服务、调节服务、供给服务和文化服务4种服务类别5-7，木材等有形林产品的供给服务通常被核算为经济效益，因此，文章依据国家标准 森林生态系统服务功能评估规范（GB/T 38582-2020），从支持服务、调节服务、文化服务三个方面对喀喇沁旗国家公益林的生态系统服务功能物质量和价值量进行评估。相关指标及计算方法详见表1。收稿日期：2022-12-15作者简介：姚静浩（1989-），男，山西省左云县人.通讯作者：于世勇（1981-），男，山东省梁山人，高级工程师.文章编号：1006-6993（2022）06-0009-03第45卷第6期内蒙古林业调查设计vol.45.No.62022年11月Inner Mongolia Forestry Investigation and DesignNovember.2022DOI:10.13387/ki.nmld.2022.06.0183结果与分析3.1 生态系统服务物质量为避免气候等因素对生态系统服务功能物质量计算的干扰，准确获取国家级公益林森林生态系统服务功能物质量的数值，以下数据均来源于20182020年三个年度的平均数值。3.1.1 保育土壤保育土壤分为固土和减少土壤营养物质流失两大服务功能。在保育土壤方面，喀喇沁旗国家级公益林年均可固土923.42万吨。在减少土壤营养物质流失方面，国家级公益林年均可减少土壤营养物质流失总量59.62万吨，其中包括减少土壤氮流失1.81万吨、减少土壤磷流失0.65万吨、减少土壤钾流失17.46万吨、减少土壤有机质流失39.70万吨。3.1.2 林木养分固持在林木养分固持方面，国家级公益林可固持养分总量1.39万吨，其中包括固持氮0.82万吨、固持磷0.07万吨、固持钾0.50万吨。3.1.3 固碳释氧在植被固碳释氧方面，国家级公益林年均可固定碳总量20.74万吨，国家级公益林年均可释氧总量54.65万吨。3.1.4 涵养水源在涵养水源方面，国家级公益林年均涵养水源量4 928.00万吨。3.1.5 防风固沙在防风固沙方面，国家级公益林年均可固沙量217.66万吨。3.1.6 净化大气森林净化大气方面，国家级公益林年均可净化大气总量169.08万吨，其中，包括吸收二氧化硫1.15 万吨、吸收氟化物 0.03 万吨、吸收氮氧化物0.06万吨、滞尘167.84万吨。3.2 生态系统服务价值量喀喇沁旗国家级公益林生态系统服务功能年均 总价值为 37.43 亿元，其中，支持服务价值为19.24亿元，调节服务价值为17.90亿元，森林康养价值为0.2859亿元。详见表2。3.3 分析上述结果表明，喀喇沁旗国家级公益林生态系统服务功能价值量中支持服务价值调节服务价值森林康养价值。对于单项而言，保育土壤价值最高，达到17.54亿元，比重高达46.87%。国家级公益林每年可固碳量20.74万吨，相当于吸收二氧化碳76.04万吨。按照火电每发一度电，释放0.86 kg表1森林生态服务功能物质量计算具体方法生态功能保育土壤林木养分固持固碳释氧涵养水源防风固沙净化大气指标固土减少氮（磷、钾、营养物质）流失固氮、固磷、固钾吸收二氧化碳释放氧气涵养水源防风固沙吸收二氧化硫、氟化物氮氧化物、滞尘计算公式G固土=A (X2-X1)G=A T (X2-X1)Gi=Xi B ACa=A(1.63BRC)Oa=1.19ABQ=A J RG防风固沙=A (Y2-Y1)G=Q A/1 000说明G固土林分年固土量，单位：t/a；X1林地土壤侵蚀模数，单位：t/hm2 a；X2无林地土壤侵蚀模数，单位：t/hm2 a；A为林分面积，单位：hm2；T分别为森林土壤平均含氮量，含磷量，含钾量以及有机质含量，单位：%。Gi 植被固定i 营养元素，单位：t/a；Xi 植被中i营养元素平均含量（%）；B植被年净生产力，单位：吨干物质/hm2 a。Ca 年固碳量，单位：吨碳/a；Oa 年释氧量，单位：t/a；B 植被年净生产力，单位：吨干物质/hm2 a；RC CO2中的碳含量，为27.7%。Q与裸地相比较，森林、草地等生态系统涵养水分的增加量，单位：m3/a；J研究区产流降水量，单位：mm/a；R与裸地相比较，生态系统减少径流的效益系数。G防风固沙林分防风固沙量，单位：t/a；Y1无林地潜在土壤风蚀量，单位：t/hm2 a。Y2有林地现实土壤风蚀量，单位：t/hm2 a。G吸收二氧化硫或氟化物或氮氧化物或滞尘；Q位面积实测林分年吸收二氧化硫量、氟化物量以及氮氧化物量、滞尘，单位：kg/hm2 a。内蒙古林业调查设计2022年10的二氧化碳估算，每年可以中和8.84亿度火电释放的二氧化碳。年均涵养水源量4 928.00万吨，相当于30余个大沟水库（喀喇沁旗最大水库）的最大蓄水量。喀喇沁旗国家级公益林生态系统服务功能价值较大，达到37.43亿元，相当于2019年该旗国内生产总值（83.1亿元）的45.04%，为当地经济和社会发展提供了巨大的生态保障。因此，该旗国家级公益林生态效益显著。4结论与讨论4.1 结论通过对喀喇沁旗国家公益林森林生态效益进行的定量评估，主要结论如下：森林生态系统服务功能提升明显，在防风固沙、水土保持方面发挥了巨大的作用。喀喇沁旗国家级公益林生态系统服务功能价值较大，约占该旗2019年国内生产总值45.04%。森林生态系统调节和支持服务价值占比较大，以森林康养等文化服务价值有待进一步开发。4.2 讨论喀喇沁旗处于科尔沁沙地边缘，是京津风沙源源头之一，国家级公益林在防风固沙和保育土壤等方面发挥了巨大的作用。森林生态系统服务价值量呈现调节服务和支持服务价值占比较大、文化服务价值占比较小的特征，这与杨师帅等人8的研究结果一致。喀喇沁旗国家级公益林生态系统服务功能价值较大，文化服务价值占比较小。说明当地文化服务价值未得到充分开发，在后续发展中，地方政府和管理部门需要结合当地的实际情况，聚焦当地生态资源，以国家级森林康养试点建设县为契机，打造森林康养品牌，提升人民生活环境的质量，充分开发出公益林的文化服务价值。同时，在后续文化服务价值核算研究中，创新评估方法，提高文化服务价值核算的准确性和全面性。参考文献：1 林业局,财政部.关于印发 国家级公益林区划界定办法 和 国家级公益林管理办法 的通知Z.2017.2 刘志红,R.Mcvicar T,Lingtao L,et al.基于ANUSPLIN的时间序列气象要素空间插值J.西北农林科技大学学报(自然科学版),2008,36(10):227-234.3Hutchinson,T X.Anusplin version 4.4 user guideM.Canberra:TheAustralian National University,2013.4Guo B,Zhang J,Meng X,et al.Long-term spatio-temporal precipita-tion variations in China with precipitation surface interpolated byANUSPLINJ.Sci Rep,2020,10(81):1-17.5 刘世荣,庞勇,张会儒,等.中国天然林资源保护工程综合评价指标体系与评估方法J.生态学报,2021,41(13):5 067-5 079.6国家林业和草原局.森林生态系统服务功能评估规范:GB/T38582-2020S.2020.7 中国科学院生态环境研究中心,环境保护部环境规划院.陆地生态系统生产总值核算技术指南S.2018.8 杨师帅,逯非,张路.天然林资源保护工程综合效益评估J.环境保护科学,2022,48(4):1-9.表2喀喇沁旗森林生态功能物质量与价值量生 态 功 能保 育 土 壤林木养分固持固 碳 释 氧涵 养 水 源防 风 固 沙净 化 大 气森 林 康 养指 标固土减少氮流失减少磷流失减少钾流失减少营养物质流失固氮固磷固钾吸收二氧化碳释放氧气涵养水源防风固沙吸收二氧化硫吸收氟化物吸收氮氧化物滞尘-物质量/万吨923.417 61.810 00.646 617.462 439.704 30.819 60.075 80.498 420.736 954.654 34 928217.655 01.151 50.027 10.056 4167.844 9-价值量/（万元/a）47 90730 23010 07374 85412 37813 6871 1812 13624 88453 24630 40543 7441 451197125 1772 859比重/%46.874.5420.878.1211.697.140.77姚静浩等：内蒙古喀喇沁旗国家级公益林森林资源生态服务功能价值估算11