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作者：陳永中 焦加國 陸信娟 吳曉行 單位：南京市林業(yè)局 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院

研究方法

本研究通過實地觀測獲得環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù),并綜合運用生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)理論方法,對“綠色南京”林業(yè)工程新增林的主要生態(tài)功能及價值進行研究分析,結(jié)合現(xiàn)有數(shù)據(jù),選取適宜的評價指標構(gòu)建評價指標體系,確定評價方法,定量分析和評估“綠色南京”林業(yè)工程建設(shè)10年來新增林的碳氧平衡、水土保持、凈化空氣、生物多樣性保護、森林游憩等主要生態(tài)服務(wù)經(jīng)濟價值。

1調(diào)查與測定方法

1.1空氣質(zhì)量2012年6月22~24日先后測定南京化學(xué)工業(yè)園區(qū)和揚子石化周邊的六合葛塘和平莊山莊組（樣點Ⅰ）、六合葛塘新華路（樣點Ⅱ）和六合長蘆河?xùn)|社區(qū)（樣點Ⅲ）3個樣點的楊樹林SO2、NO2、總懸浮顆粒物（TSP）、空氣微生物的含量,同時測定相應(yīng)的無林地對照區(qū)域。每天分為3個時段測定,分別為08:00、12:00、17:00,計算日平均值。SO2、NO2和TSP的測定參考文獻的方法進行,空氣微生物的測定參考文獻的方法。

1.2小氣候觀測2012年7月9~12日,分別測量長江防護林（楊樹林和柳樹林）和高速公路邊楊樹林及其相應(yīng)的無林地對照區(qū)的氣溫,天氣情況為多云、無風(fēng)或微風(fēng)。每樣點從10:00到17:00每小時測量1次。測定時干濕球溫度計距離地面150cm,直接測定環(huán)境氣溫,用濕球溫度與干球溫度相比求得空氣相對濕度。采用TES-1352A聲級計測定噪音情況,用通風(fēng)干濕儀、QDF-3型熱球式電風(fēng)速儀、地溫表等儀器測定被測樣地內(nèi)和對照樣地的氣溫、地溫（0、5、10、15、20cm）、相對濕度、平均風(fēng)速。

1.3生物多樣性測定林下生物多樣性主要包括林下植物和動物。選擇“綠色南京”建設(shè)典型樣地,每個樣地設(shè)16個樣方（重復(fù)）,樣方內(nèi)記錄林木的胸徑、高度、冠幅,并調(diào)查、測定林下植被的種類和生物量。林下動物（昆蟲、蜘蛛等）主要采用掃網(wǎng)法、陷阱法、每株調(diào)查法、直接捕捉計數(shù)法等方法,野外采集,室內(nèi)鑒定分析;土壤生物多樣性主要包括地表凋落物中的節(jié)肢動物、土壤線蟲、土壤原生動物和土壤微生物,通過野外采集、室內(nèi)鑒定分析;鳥類生物多樣性主要通過實地調(diào)查的形式來完成,在一定的時間和一定的范圍內(nèi)觀測鳥的種類和數(shù)量,定性和定量相結(jié)合。

2生態(tài)價值計算方法

2.1碳氧平衡價值“綠色南京”工程主要栽種的為楊樹、廣玉蘭、香樟、雪松等,且大多在2003~2006年栽種。以楊樹為例，通過野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)2012年8月楊樹胸徑大多在20cm左右,樹干高6m左右,密度500棵/hm2,目前新增林地面積約55000hm2。經(jīng)計算得出,截至2011年新增林的木材總蓄積量為197萬m3。根據(jù)木材蓄積量計算固碳釋氧的總量,最后根據(jù)碳稅法和工業(yè)制氧價格分別計算固碳和釋放氧氣的經(jīng)濟效益。

2.2吸收SO2價值《中國生物多樣性經(jīng)濟價值評估》顯示,針葉林對SO2的吸收能力為215.6kg/hm2、闊葉林為88.65kg/hm2,由于“綠色南京”新增林絕大部分為闊葉林,因此新增林對SO2的吸收能力按照100kg/hm2計算。在我國SO2的治理費用為0.6元/kg。吸收SO2的價值=0.6元/kg×100kg/hm2×林地面積（hm2）

2.3吸收NO2價值當(dāng)?shù)趸锏陌l(fā)生量為106.7萬t時,林木的吸收量為6.0kg/hm2,可能的吸收率為3.5%。吸收NO2的價格采用中國大氣污染物籌資型排污收費標準的平均值（1.34元/kg）。吸收NO2價值=1.34元/kg×6.0kg/hm2×森林面積（hm2）

2.4滯塵價值一般而言,闊葉林的滯塵能力為10.11t/hm2,針葉林為33.2t/hm2。由于“綠色南京”林業(yè)工程新增林大部分為楊樹等闊葉樹,因此滯塵能力為10.11t/hm2。阻滯降塵的價格采用燃煤爐窯大氣污染物排污收費的平均值,即0.56元/kg。滯塵價值=0.56元/kg×10.11t/hm2×闊葉林面積（hm2）

2.5降噪價值根據(jù)防護林對交通噪音的降噪效果,采用替代法,對林地降噪的生態(tài)經(jīng)濟價值進行估算。即按照目前市場上隔音板價格及隔音效果,換算出減弱噪音的單價是50元/（dB•m）,其中m是隔音板的長度,換算成等效減噪林帶,計算公式為:降噪價值（W）=林帶長度（L）×植被減弱噪音單位價格（C）×減弱噪音分貝。

2.6凈化空氣微生物價值V0=aTq（1/K-1）式中:V0為森林凈化空氣微生物的價值;a為凈化空氣微生物價值占森林總生態(tài)價值的比例系數(shù)（通過調(diào)查評價和專家評議為15%）;T為森林立木價格（樹干為800元/m3）;q為林木蓄積量;K為森林直接實物性使用價值占森林有形和無形總價值的比例系數(shù),一般按10%計算。

2.7涵養(yǎng)水源價值采用降水儲存量估算模型計算涵養(yǎng)水源價值,森林截留的降水量占總降水量的50%,水的成本為1元/t。涵養(yǎng)水源價值=年平均降水量（1200mm）×森林面積×50%×水價（1元/t）

2.8固土保肥價值J=k•S•g•d式中：J為固土效能經(jīng)濟評價值（元）,即防止泥土流失的效益值;k為挖取泥沙費用（1.5元/t）;S為森林總面積（hm2）;g為進入河道或水庫中的泥沙占總泥沙流失量的比值（1/2）;d為有林地比無林地減少的侵蝕量（0.003685t/m3）。保肥效益僅計算N、P、K3種主要養(yǎng)分的損失量,將土壤中純N、P、K分別換算成尿素、過磷酸鈣和氯化鉀的量。采用公式I=d×S×∑P1P2P3計算。式中:I為森林保肥效益值（元）;d為有林地比無林地減少的侵蝕量（0.003685t/m3）;S為森林總面積（59237hm2）;P1為林區(qū)土壤中N、P、K含量,分別為0.090%、0.054%、1.55%,N、P、K的含量通過野外不同林地種類的土壤采樣,室內(nèi)分析計算得來;P2表示純N、P、K折成化肥（尿素、過磷酸鈣、氯化鉀）的比例,分別為60/28、506/62、75.5/39;P3為各類化肥在當(dāng)?shù)氐匿N售價,尿素、過磷酸鈣、氯化鉀平均價格分別為1800元/t、460元/t和2200元/t。

2.9生物多樣性保護價值采用生物多樣性指數(shù)計算森林生態(tài)系統(tǒng)保護生物多樣性的功能。森林對生物物種資源的保護價值采用U=S•A計算。式中:U為生物多樣性保護價值;S為單位面積森林年生物物種資源保護價值,根據(jù)Shan-non-Wiener指數(shù)（H′）得出“綠色南京”林業(yè)工程新增林中,經(jīng)濟林單位面積的生物多樣性保護價值為6000元/hm2,其他林地平均為3萬元/hm2;A為林地面積（hm2）。

結(jié)果與分析

1碳氧平衡作用樹木作為生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者,在吸收CO2的同時釋放O2,給人們帶來了巨大的效益,是城市森林的最基本的生態(tài)服務(wù)。采用碳稅法（即向大氣排放CO2的稅費）計算固定CO2的經(jīng)濟價值,固定CO2率即CO2340元/t。根據(jù)活立木的蓄積量計算出2011年吸收CO2的量為202萬t其經(jīng)濟價值為9.87億元。采用工業(yè)制氧價格（400元/t）來計算植物釋放O2的經(jīng)濟價值。根據(jù)活立木的蓄積量計算出2011年釋放的O2量為149萬t其經(jīng)濟價值為6.95億元。最后得出2011年“,綠色南京”工程碳氧平衡的經(jīng)濟價值為16.82億元。然后根據(jù)每年的林木蓄積量計算出“綠色南京”林業(yè)工程實施10年新增林的碳氧平衡的總價值為42.73億元。#p#分頁標題#e#

2對空氣質(zhì)量的影響

2.1吸收空氣中SO2、NO2和TSP由表1可見,3個樣點林地內(nèi)的空氣SO2濃度均低于林地外,林地內(nèi)和林地外的空氣SO2濃度均在0.01~0.02mg/m3之間,均達到國家一級標準（≤0.05mg/m3）。與SO2一樣,3個樣點林地內(nèi)的NO2的濃度均低于林地外,且林地內(nèi)和林地外的空氣NO2濃度均達到國家一級標準（≤0.08mg/m3）。3個樣點林地內(nèi)的TSP含量分別為0.16、0.18、0.11mg/m3,均低于林地外,3個區(qū)域的楊樹林滯塵率分別為28%、36%、15%。提示林地可以減少空氣中的SO2、NO2和TSP含量,改善空氣質(zhì)量。通過前面的方法計算出“:綠色南京”林業(yè)工程實施10年新增林吸收SO2、氮氧化物和滯塵價值分別為25.63億元、7400萬元和27.95億元。

2.2凈化空氣微生物3個樣點林地內(nèi)外的細菌、真菌和放線菌含量均處于清潔到微污染的范圍內(nèi)。空氣微生物中均以細菌含量最高,范圍為40%~90%。植物可以通過其本身滯塵、防風(fēng)和吸附等作用減少空氣中的微生物數(shù)量,但本研究結(jié)果得出林地內(nèi)的空氣微生物含量要高于林地外,這是由于夏季林地內(nèi)濕度較大,有利于空氣中微生物的生長繁殖,導(dǎo)致林地內(nèi)空氣微生物含量的增加。若林地衛(wèi)生狀況較差,如垃圾堆積等,則很有可能增加空氣中微生物的含量,因而要加強對林地的管理,保證林地清潔、衛(wèi)生的空氣環(huán)境。而林地外的空氣干燥,溫度較高,紫外線強,不利于微生物的繁殖。通過計算,得出“綠色南京”林業(yè)工程實施10年新增林凈化空氣微生物作用產(chǎn)生的經(jīng)濟價值為81.29億元。

2.3降噪作用由表2可見,機場高速的景觀綠化及防護林帶具有十分顯著的降噪效果。距離機場高速越遠,噪音值越小。機場高速防護林外側(cè)噪音指標,全部達到國家標準允許范圍。根據(jù)防護林對交通噪音的降噪效果,計算出“綠色南京”林業(yè)工程實施10年新增林的降噪總價值為16.26億元。

對小氣候環(huán)境的影響

1降溫增濕以機場高速邊的林地內(nèi)外對比情況來說明林地的小氣候效應(yīng)。對8年林齡的楊樹林觀測表明,夏季白天防護林有較為明顯的降溫效果,觀測時段內(nèi)平均溫度降低1~2℃,其中12:00~16:00時近2℃。同樣,防護林還可以降低地溫,地表溫度降低幅度最大,高達15~30℃,其他深度（5、10、15、20cm）平均降幅為3~5℃。此外,防護林可以提高相對濕度10%~30%。長江防護林的楊樹林和柳樹林的觀測結(jié)果趨勢和高速公路防護林相近。

2降低風(fēng)速由圖1可見,防護林對降低風(fēng)速有顯著作用,平均降低風(fēng)速約1m/s。

生物多樣性保護價值

1植物多樣性“綠色南京”林業(yè)工程建設(shè)的新增林地在保護生物多樣性方面的作用非常明顯。造林后自然演替的林地物種豐富度比人為干擾的林地高,種群結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。經(jīng)過6~8年的演替,已經(jīng)或正在形成新的群落結(jié)構(gòu),由于林地的生長發(fā)育,林地的郁閉度增加,林下陽光輻射減少,林下植被的總類和生物量與2005年的調(diào)查相比有所下降,但同時也有新的木本植物生長,進一步優(yōu)化了林地的群落結(jié)構(gòu)。人工林栽后自然演替的最初回歸的鄉(xiāng)土木本植物有構(gòu)樹、桑、楝樹、烏桕、榆、野薔薇、白杜、柘樹、泡桐等,還包括歸化種刺槐、楓楊等。

2鳥類和其他動物多樣性鳥類以白鷺、野雞、鷗類、椋鳥、燕子、喜鵲、麻雀等較為常見。哺乳類野生動物主要有野兔和野豬。

3土壤生物多樣性3個樣點林地內(nèi)共有節(jié)肢動物27目,總體個數(shù)1309,真螨目在各林地均占到了所有節(jié)肢動物總量的70%左右。此外,鞘翅目、彈尾目、雙翅目、等足目、寄螨目、等翅目、膜翅目、半翅目、雙翅目幼蟲、鱗翅目幼蟲也較多,占整體數(shù)量的1%~5%,為林地的常見類群。土壤線蟲平均密度為3.21頭/g干土,其中植食線蟲和食細菌線蟲為優(yōu)勢種群,密度最大;土壤原生動物的平均密度為6103頭/g干土,其中鞭毛蟲比例最大（70%~90%）,其次為變形蟲,而纖毛蟲比例最小（1%~5%）;與無林地相比,林地改變了土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)。經(jīng)計算“,綠色南京”林業(yè)工程新增林的生物多樣性總價值為71.11億元。

4涵養(yǎng)水源和固土保肥價值涵養(yǎng)水源是林地的重要生態(tài)功能之一,屬于非消耗性的利用價值。林地被稱為“綠色的海洋”“看不見的水庫”。林地通過林冠截留、枯枝落葉層和其他植被對地面的保護,能大大削弱雨水對地面的侵蝕,提高地表的吸水性能,減小地表徑流對土壤的沖刷,從而保護土壤,減少土壤侵蝕,達到固土保肥作用。通過計算得出“,綠色南京”林業(yè)工程新增林地涵養(yǎng)水源和固土保肥經(jīng)濟價值分別為29.64億元和12.75億元。

5森林游憩價值森林游憩價值是森林多重價值的重要組成部分,也是森林經(jīng)營的重要目標之一。森林為人類提供美麗的自然風(fēng)景和旅游景觀,與人類的生活、居住、娛樂等休戚相關(guān)。根據(jù)南京市林業(yè)局已有的統(tǒng)計數(shù)據(jù),再結(jié)合實際情況,最終按照每個公園和森林農(nóng)莊年收益分別為700萬元和50萬元計算“,綠色南京”林業(yè)工程主要新增公園和森林農(nóng)莊的年均收益共計4.31億元,因此“綠色南京”林業(yè)工程實施10年來的總收入為43.10億元。

6生態(tài)效益價值總體評價由表3可見,2002~2012年“綠色南京”林業(yè)工程新增森林的生態(tài)效益總價值為351.15億元,平均35億元/年。其中,凈化空氣微生物價值最大,為81.29億元,占生態(tài)服務(wù)總價值的23.15%;其次是生物多樣性保護價值,為71.11億元,占生態(tài)服務(wù)總價值的20.25%;森林游憩、碳氧平衡價值也較大,分別占生態(tài)服務(wù)總價值的12.26和12.17%;生物多樣性保護價值和碳氧平衡價值占了生態(tài)服務(wù)總價值的近50%。但不同的研究所得出的結(jié)果相差很大,胡海勝研究得出森林游憩價值最大,占總價值的65%左右;鄧燔（2007）認為森林生物多樣性保護價值最大,占了整體總價值的42%。這與不同森林的主要生態(tài)服務(wù)重點不同有關(guān),例如,高速公路邊森林的生態(tài)服務(wù)主要以降噪為主,森林公園的生態(tài)服務(wù)主要以休閑游憩為主;其次還與不同的研究者所采用的評估方法不同有關(guān)。

小結(jié)

“綠色南京”林業(yè)工程新增林在改善小氣候、凈化空氣質(zhì)量、生物多樣性保護等多方面均有明顯的作用,林地的生態(tài)服務(wù)非常廣泛。但由于受技術(shù)水平、計量方法和監(jiān)測手段的限制,本研究目前尚無法對新增林生態(tài)服務(wù)的每項功能都一一計量,其價值體現(xiàn)仍然是不完全的,評價也必然是部分的。除研究中涉及到的10項主要服務(wù)價值外,尚有其他價值未被評估,因此本次評估的總生態(tài)價值要低于實際的生態(tài)價值。不過,我們有理由相信,即便是這樣一個初步的評估依然清楚地說明了“綠色南京”林業(yè)工程森林生態(tài)系統(tǒng)在維系和促進當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護中的巨大作用。不僅將為政府生態(tài)環(huán)境政策的制定提供參考,也可成為公眾日常環(huán)境教育的依據(jù),進而從整體上有利于“綠色南京”林業(yè)工程可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施和推進。#p#分頁標題#e#