森林生态系统服务功能研究进展_理论与方法

森林生态系统服务功能研究进展

——理论与方法

李少宁　王　兵　赵广东　崔向慧　白秀兰

(中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所,北京100091)

摘要　生态系统服务功能的内涵,是指生态系统过程所形成与维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。而目前研究最多的是陆地生态系统中面积最大最重要的森林生态系统。文中回顾和介绍了当前森林生态系统服务功能的概念、内涵和评价指标,以及国内外研究进展情况,并着重对其指标评价的理论和经济价值评估方法进行了总结,同时提出了自己的见解和看法。

关键词　生态系统服务功能　森林生态系统　内涵　价值评估

Advance i n Researches on Forest Ecosystem Serv ices

——T heo ry and M ethod

L i Shaon ing　W ang B ing　Zhao Guangdong　Cu i X ianghu i　B ai X iu lan

(R esearch In situ te of Fo rest Eco logy,Environm en t and P ro tecti on,CA F,Beijing100091,Ch ina)

Abstract　T he in ten si on of eco system services is the effectiveness and the natu ral am b ien t conditi on s of hum an su rvivab le necessary fo rm ed and m ain tained du ring the cou rse of the developm en t of eco system.W h ile at p resen t,the fo rest eco system,w h ich is the b iggest and the m o st i m po rtan t eco system in the land eco system,is being studied m o stly.T h is p ap er review s and in troduces the concep t,the in ten si on and the app raising index of fo rest eco system services,as w ell as the app raising indexes and the m ethod of econom ic value assess m en t.A t the sam e ti m e, the au tho r also p u t fo rw ard the op in i on on these.T he value of fu lly recogn izing fo rest eco system services has sign ifican t theo retical and realistic sign ificance.

Key words:eco system services,fo rest eco system,in ten si on,evaluati on

Ξ

地球生态系统被誉为“生命之舟”,它给人类社会、经济和文化生活提供了许许多多必不可少的物质资源和良好的生存条件。这些由自然生态系统与生态过程所形成与维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用称为生态系统服务(Eco system services)。它支撑和维护了地球的生命支持系统、生命物质的地化循环与水文循环、生物多样性、大气化学成分的平衡与稳定等,比较清晰地描述人类对生命支持系统的依赖性,为人们制定和评估各种社会经济发展目标提供了参考。人们逐渐认识到,生态系统服务功能是人类生存与现代文明的基础。目前全球研究最多的是森林生态系统,它是陆地生态系统中面积最大、最重要的自然生态系统。经不断努力,科学家们已从森林生态系统过程、服务功能、经济价值等多个方面开展了综合研究,并取得了显著成就,充实和丰富了森林生态系统服务功能的内涵,并正在进一步深入探讨其评估技术及生态经济价值的评估方法。

1　生态系统服务功能的国内外研究进展

生态系统服务功能是近几年才发展起来的生态学研究领域,并取得了令人注目的进展。目前被普遍认可的是D aliy等人提出的生态系统服务功能的概念。D aliy在1997年主编的《N atu re’s Service: Societal D ep endence on N atu ral Eco system s》一书中介绍了生态系统服务功能的概念、研究简史、服务价值评估以及区域生态系统服务功能等专题研究[1]。他认为,生态系统服务是指“自然生态系统及其物种所提供的能满足和维持人类生活所需要的条件和过程”。Co stanza等学者(1997)对全球生态系统服务功能进行了划分和评估[2],但O p schoo r等(1998)认为该评估结果难以令人信服。

在我国,该方面的研究起步较晚,欧阳志云等学者认为:“生态系统服务功能是指生态系统与生态过

第17卷　第4期2004年8月

世　界　林　业　研　究

W o rld Fo restry R esearch

V o l.17　N o.4

A ug.2004

Ξ收稿日期:2003-04-22

程所形成及维持的人类赖以生存的自然环境条件与作用”,欧阳志云和王效科等人(1999)对中国陆地生态系统服务功能进行了评估和生态经济价值的分析;以李金昌、孔繁文为代表,对生态系统评估,特别是对森林生态系统生态价值方面进行了开创性研究;蒋延玲、周广胜等(1999)估算了我国38种主要森林类型生态系统服务的总价值;吴钢、肖寒等(2001)对长白山森林生态系统服务功能进行了评估;关文彬等(2002)对贡嘎山地区森林生态系统服务功能进行了价值评估;石培礼、李文华等(2002)估算了川西天然林生态服务功能的经济价值等。另外,国内一些学者还对生态经济价值评估提出了不同的看法[3～8]。

2　森林生态系统服务功能的评价指标与理论

2.1　森林生态系统服务功能的概念及内容

森林生态系统服务功能是指森林生态系统与生态过程所形成及维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。它除了为人类提供食物、工农业原料、药品等可以商品化的功能外,还在调节气候、净化环境、维护生物多样性等方面提供它的生态、社会等多种服务功能,并起着重要作用[9]。

生态系统服务一般是指生命支持功能(如净化、循环、再生等),而不包括生态系统功能和生态系统提供的产品。但服务、功能与产品三者是紧密相关的。产品是能在市场上用货币表现的商品,而服务则不能在市场上买卖,但它同样有着重要价值。随着市场经济的发展,更多的人主张把生态系统提供的商品和服务统称为生态系统服务功能[10,11]。

迄今为止,全世界还没有统一的森林生态系统服务功能的评估指标体系,各国使用的体系都有一定差异,大多只是对森林资源的评估。例如,芬兰的森林资源评估体系主要包括森林经营、立木蓄积、固碳数量、生态数据、森林游憩等;法国森林资源评估大致包括保育土壤、涵养水源、净化环境、固碳、生物多样性、游憩及森林健康等方面的核算。在中国[4,6,11～14],侯元兆等对林地、林木及森林的3种生态效益(涵养水源、保育土壤、固碳制氧)进行了核算。在周冰冰、李忠魁等编写的《北京市森林资源价值》一书中,森林资源价值包括:林地价值、林木价值、经济林价值、环境价值、社会效益等。

综合前人的研究,森林生态系统服务功能主要体现在3个方面:①提供人类所需的实物价值(林地、木材及林副产品等);②森林的多种生态效益(调

节气候、涵养水源、保土保肥、固碳制氧、净化环境、维持生物多样性、防风固沙等效能)的价值;③森林的社会效益(森林提供自然环境的娱乐、游憩、美学、精神和文化的价值等)。

2.2　森林实物资源的直接经济价值

实物价值就是森林的直接效益所表现出的经济价值,包括林地(有林地、无林地等)价值、林木(木材、薪炭材等)价值、经济林产品(果品等)和药材等林副产品的价值。

2.3　森林生态系统的生态服务功能[1,4,6,12～19]

人类只有一个地球,森林在维系自然生态平衡中发挥了不可替代的作用。许多研究表明,森林的生态服务价值大大超过其本身的直接经济价值,而且森林的直接经济效益常常源于这些间接效益。森林对生态环境的影响和作用,主要表现在以下几个方面:

2.3.1　调节气候及促进物质循环

生态系统是地表与大气之间的绿色调节器,它对大气候及区域性的小气候均有直接或间接的调节作用(包括对温度、径流和气流的影响等),从而可以缓冲极端气候对人类的不利影响。森林生态系统在全球、区域、小生境等不同的空间尺度上促进和调节着物质循环。营养元素在“生物-土壤-大气-水”的生物与非生物环境循环体中不断进行交换,从而维护了生态过程。

2.3.2　涵养水源效益

森林涵养水源功能主要表现为:截留降水、涵蓄土壤水分、补充地下水、抑制蒸发、调节河川流量、缓和地表径流、改善水质和调节水温变化等。

由于森林生态系统的特殊性质,使得它在陆地生态系统中具有最大涵养水源能力。在洪水季节可以蓄水防涝,在干旱季节则可以供水抗旱,故被誉为“绿色水库”。据研究表明,森林土壤根系空间达1m 深时,1hm2森林可贮存水200～2000m3,比无林地能多蓄水300m3。森林具有调节径流的生态功能,但究竟是增大还是减少径流量,学术界没有定论,尚处于争论之中。但森林可通过降水截留、蒸散、土壤渗透、减少地表径流等综合作用实现减缓洪水的功效。

2.3.3　保土保肥效能

森林保育土壤的效能表现为:减少土壤侵蚀、保持土壤肥力、防沙治沙、防灾减灾(如山崩、滑坡、泥石流)等。茂密的森林凭借它庞大的树冠,深厚的枯枝落叶层不但截留天然降水,还可有效地减轻雨滴对土壤的直接冲击。林地下强壮且成网络的根系,与土壤牢固地盘结在一起,从而起到有效的固土作用。

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第4期 李少宁　王　兵　赵广东,等:森林生态系统服务功能研究进展