贵州省森林生态系统净化大气功能价值评估

贵州省森林生态系统净化大气功能价值评估
刘晓;孙吉慧;丁访军;张江平
【摘要】针对贵州省主要森林类型提供负离子、滞尘、吸收转化大气污染物开展时空尺度的监测,结合森林资源数据和社会公共数据,评价贵州省森林生态系统净化大气环境功能与效益.结果表明:贵州省森林生态系统提供氧负离子6.64×1025个/a,吸收二氧化硫100.28万t/a,吸收氟化物3.81万t/a,吸收氮氧化物4.19万t/a,滞尘1.61亿t/a,净化大气环境功能总价值为254.19亿元/a.
【期刊名称】《林业调查规划》
【年(卷),期】2013(038)004
【总页数】5页(P50-54)
【关键词】森林生态系统;净化大气功能;价值评估;贵州省
【作者】刘晓;孙吉慧;丁访军;张江平
【作者单位】贵州省林业调查规划院,贵州贵阳550003;贵州省林业调查规划院,贵州贵阳550003;贵州省林业科学研究院,贵州贵阳550002;贵州省林业调查规划院,贵州贵阳550003
【正文语种】中文
【中图分类】S718.5;P461.7
森林是陆地生态系统的主体，是可再生资源，是人类和多种生物赖以生存和发展的基础，与其他生态系统相比，森林生态系统有着最复杂的组成，最完整的结构，能量转换和物质循环最旺盛，是自然界功能最完善的资源库、生物库、蓄水库、贮碳
库、能源库，在维护生态安全、保护人类生存发展的基本条件中起着决定性和不可替代的作用[1]。

森林不仅为人类提供了大量的木质林产品和非木质林产品，并且
具有净化大气环境、涵养水源、保持水土、固碳释氧等多种功能[2]。

贵州喀斯特地区地形复杂，环境容量低，抗干扰能力弱，稳定性差，生态环境脆弱，是全球气候变化的敏感响应区。

同时，该区森林资源丰富，森林类型复杂多样，分布于长江、珠江上游，担负着极为重要的生态屏障作用。

森林资源对贵州省生态环境保护具有极其重要的地位。

因此，开展贵州森林生态系统净化大气功能价值评估具有十分重要的意义。

贵州省简称“黔”或“贵”，位于中国西南部，云贵高原东端，地理位置为东经103°36′～109°35′、北纬24°37′～29°13′。

全省国土总面积达176 167 km2，占全国总面积的1.8％，是我国南部的一个亚热带喀斯特山原。

贵州气候温暖湿润，总体上属亚热带湿润季风气候。

大部分地区年均温8～20℃，为典型夏凉地区。

年降水量一般为 1 000～1 300 mm，夏季降雨占45％～52％。

全年降雨时间160～180 d。

常年相对湿度在70％以上。

全省日照时间 1 000～1 500 h。

贵州
省植被资源丰富，植被类型较多。

自然植被可分为针叶林、阔叶林、竹林、灌丛及灌草丛、沼泽植被及水生植被5类。

针叶林是贵州现存植被中分布最广、经济价
值最高的植被类型，以杉木林、马尾松林、云南松林、柏木林等为主；阔叶林以壳斗科、樟科、木兰科、山茶科植物等为主构成，常绿阔叶林是本省的地带性植被。

多种森林植被破坏后发育形成的灌丛及灌草丛分布最为普遍。

2011年林地989.6
万 hm2，占国土总面积的56.18％。

全省森林731.6万 hm2，森林蓄积 35 803 万 m3，森林覆盖率41.53％。

2.1 技术路线
本研究监测网络的布设在遵循分区、分层控制的原则上，以贵州生态功能分区为基础，结合行政区域的划分，首先进行监测区的划分。

在此基础上，以满足生态功能
评价为前提，充分考虑各监测区的特点，按气候、地貌、土壤、林型等相似性原则，按大区多布监测点，小区少布监测点，突出重点监测范围，以最少的监测点，最少的经费投入，采用典型抽样的方法，从优势树种林型、林龄、起源、郁闭度等方面进行生态网络的总体布局[8]。

在此基础上，建立各种观测设施，按照统一的观测
指标、观测方法采集各项大气环境因子数据，统计分析大气环境因子数据，按照统一的评估指标开展森林生态系统净化大气效益评价[3]。

2.2 数据来源
负离子和林分平均高采用贵州生态观测网络长期观测的数据。

负离子费用(K负离子)根据台州科利达电子有限公司生产的适用范围30 m2(房间高3 m)、功率为6 w、负离子浓度 1 000 000 个/cm3、使用寿命为10年、价格65元/个的KLD-2000型负离子发生器而推断获得，负离子寿命为10分钟，电费为0.4元/kw·h，计算得出K负离子为5.818 5元/1018 个。

主要森林类型单位面积年吸收二氧化硫量、单位面积年吸收氟化物量、单位面积年吸收氮氧化物量和单位面积年滞尘量则采用中国森林生态系统定位研究网络数据和《中国生物多样性国情研究报告》数据[2]。

二氧化硫排污费收费标准、氟化物排
污费收费标准、氮氧化物排污费收费标准和一般性粉尘排污费收费标准则采用国家发展与改革委员会等四部委2003年第31号令《排污费征收标准及计算方法》中
的相关数据，分别为1.20元/kg、0.69元/kg、0.63元/kg和0.15元/kg[6]。

2.3 固定样地观测点建立
在生态观测分区的基础上，划分功能小区，充分考虑贵州省的主要优势树种林型、竹林、灌木林等，各林分类型的起源、林龄等，建立长期观测固定样地(林业生态
工程观测样地、连清土壤和生物量观测样地，喀斯特森林生态站观测样地)(图1)。

在全省建立省生物量调查固定样地1 812个。

2.4 森林生态系统定位观测网络建立
在观测分区的基础上，以各区的主要森林类型布设定位观测点，形成贵州省森林生态系统定位观测研究网络(表1)。

2.5 观测指标
通过在典型的自然或人工生态系统地段建立生态定位站，进行长期观测，是研究、揭示生态系统结构与功能变化规律而采用的重要手段[4]。

定位观测指标体系的建立是森林生态系统定位研究的关键，指标体系建立的好坏直接关系到观测数据获取的全面性、科学性和合理性。

本次研究观测指标见表2。

3.1 森林提供负氧离子功能物质量评估
根据对不同区域森林负氧离子现场长期监测结果，贵州省不同林分类型负氧离子数详见表3。

各林分类型负氧离子数介于 1 180～2 380个/cm3之间，竹林﹥针阔混交林﹥阔叶混﹥马尾松﹥软阔叶林﹥针叶混交林﹥灌木林﹥杉木林﹥硬阔叶林﹥华山松﹥柏木林。

3.2 森林净化大气环境功能物质量评估
按照不同林分类型评估的森林生态系统服务功能结果如表4所示，本研究将竹林和灌木林作为林分类型对待，共评估了12个林分类型的生态系统服务功能。

分类型提供负氧离子介于0.2×1024～21.78×1024 个之间，不同林分类型提供负氧离子占贵州省森林提供负氧离子总量的排序为马尾松林(32.80％)、杉木林(17.77％)、软阔叶林(12.35％)、阔叶混交林(11.66％)、硬阔叶林(10.72％)、灌木林(3.33％)、竹林(3.10％)、柏木林(2.73％)、云南松林(2.55％)、华山松林(1.63％)、针阔混交林(1.07％)、针叶混交林(0.30％)(图2)。

不同林分类型净化大气环境功能的物质量分布格局如图2所示。

图2的评估结果表明：不同林分类型吸收二氧化硫介于0.28～22.15万 t/a之间，不同林分类型吸收二氧化硫占贵州省森林吸收二氧化硫总量的排序为马尾松林(22.09％)、灌木林(16.71％)、杉木林(16.70％)、柏木林(11.24％)、硬阔叶林(10.24％)、阔叶混交
林(8.23％)、软阔叶林(7.97％)、云南松林(2.18％)、华山松林(1.98％)、针阔混交林(1.32％)、竹林(1.06％)、针叶混交林(0.28％)。

不同林分类型吸收氟化物介于0.02～1.39万 t/a之间，不同林分类型吸收氟化物占贵州省森林吸收氟化物总量的排序为马尾松林(36.48％)、杉木林(17.32％)、软阔叶林(10.76％)、硬阔叶林(7.87％)、灌木林(7.35％)、阔叶混交林(6.30％)、柏木林(4.20％)、云南松林(3.67％)、华山松林(3.41％)、针阔混交林(1.31％)、竹林(0.79％)、针叶混交林(0.52％)。

不同林分类型吸收氮氧化物介于0.01～1.15万 t/a之间，不同林分类型吸收氮氧化物占贵州省森林吸收氮氧化物总量的排序为马尾松林(27.58％)、杉木林(20.38％)、灌木林(11.03％)、硬阔叶林(10.31％)、软阔叶林(10.30％)、阔叶混交林(8.40％)、柏木林(4.56％)、云南松林(2.64％)、华山松林(2.40％)、针阔混交林(1.20％)、竹林(0.96％)、针叶混交林(0.24％)。

不同林分类型滞尘量介于66.09～6 352.84 万 t/a之间，不同林分类型滞尘量占贵州省森林滞尘总量的排序为马尾松林(39.44％)、杉木林(26.55％)、硬阔叶林(6.07％)、软阔叶林(5.66％)、柏木林(5.65％)、阔叶混交林(4.87％)、云南松林(3.90％)、华山松林(3.54％)、灌木林(2.05％)、针阔混交林(1.37％)、针叶混交林(0.49％)、竹林(0.41％)。

在净化大气环境功能中，马尾松各项指标均最高，由此可见，马尾松林在贵州省净化大气环境功能中占有极为重要的地位。

3.3 森林净化大气环境功能价值量评估
根据物质量评估结果和国家发展与改革委员会等四部委2003年第31号令《排污费征收标准及计算方法》中的相关数据，通过价格参数，将贵州省不同林分类型的物质量转化为价值量[5](表5)。

1)经初步估算，2011年贵州省森林生态系统净化大气功能总价值为 2 541 873 万元/a，其中净化二氧化硫的功能价值为 120 336 万元/a，吸收转化氟化物的功能价值为 2 628.9 万元/a，净化氮氧化物的功能价值为 2 639.7 万元/a，滞尘功能
价值为 2 416 268 万元/a。

按功能价值贡献值排序为：滞尘gt;净化二氧化硫gt;净化氮氧化物gt;吸收转化氟化物。

森林生态系统滞尘功能价值最高，占总价值量的95.1％；吸收转化氟化物功能价值最低，占总价值量的0.1％。

2)森林生态系统为人类提供了大量的木质林产品和非木质林产品，并且具有净化大气环境、涵养水源、保持水土、固碳释氧等多种功能，对维持生物多样性、保护生态环境、减免自然灾害和调节自然生态平衡等具有重要作用[10]。

当前，林业在维护国土生态安全中的重要作用尚未充分发挥出来，因此客观、科学、动态地评估森林的生态效益，对于提高人们对森林的地位和作用的认识，加深人们的环境保护意识，加强林业建设在国民经济中的主导地位，提高森林经营管理水平，正确处理社会经济发展与生态环境保护之间的关系，进而体现林业在和谐社会建设、促进全面小康社会建设中的地位与作用，反映林业建设成就，服务宏观决策具有重要的现实意义。

3)森林生态系统是一个动态系统，其功能价值也具有动态性，由于实时数据更新获取难度较大，本次研究只针对2011年贵州省森林生态系统净化大气功能效益价值进行评估，对其功能的时间动态特征，以及森林生态过程、生态系统结构和森林生态系统服务功能效益之间的关系有待深入研究。

【相关文献】
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