全 文 ：神农架自然保护区森林生态系统服务价值评估*
刘永杰1,2 摇 王世畅1 摇 彭摇 皓1,3 摇 李镇清1**
( 1中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室, 北京 100093; 2中国科学院大学, 北京 100049; 3 中国科学院文
献情报中心, 北京 100190)
摘摇 要摇 神农架自然保护区是以亚热带森林生态系统和珍稀动植物为主要保护对象的自然
保护区,对中国的生物多样性研究有重要意义.应用市场价值、影子价格、机会成本等方法,对
神农架自然保护区提供林产品、涵养水源、土壤保持、气体调节、净化环境、养分循环、娱乐文
化和维持生物多样性等森林生态系统功能的生态经济价值进行评估.结果表明: 神农架国家
级自然保护区森林生态系统服务价值总计为 204. 33伊108元·a-1 . 按服务类型的价值比例从
高到低排序为:生物多样性(68. 5% ) >土壤保持(12. 7% ) >娱乐文化(4. 9% ) >气体调节
(4. 8% )>林产品(4. 2% )>涵养水源(3. 9% )>净化环境(0. 7% ) >养分循环(0. 3% ) .按利用
类型划分,非使用价值(68. 5% )>间接使用价值(22. 4% )>直接使用价值(9. 1% ) .
关键词摇 生物多样性摇 使用价值摇 生态系统功能摇 服务价值评估
文章编号摇 1001-9332(2014)05-1431-08摇 中图分类号摇 S718. 5摇 文献标识码摇 A
Evaluation of ecosystem service values of the forests of Shennongjia Nature Reserve. LIU Yong鄄
jie1,2, WANG Shi鄄chang1, PENG Hao1,3, LI Zhen鄄qing1 (1 State Key Laboratory of Vegetation and
Environmental Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China;
2University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3National Science Library, Chi鄄
nese Academy of Sciences, Beijing 100190, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. , 2014, 25(5): 1431-1438.
Abstract: As an ecological protected area for rare animals and plants in a subtropical forest zone,
Shennongjia National Reserve plays an important role in the study of biodiversity in China. By using
the market value, shade鄄price and opportunity鄄cost methods, the forest ecosystem service values of
Shennongjia National Nature Reserve were evaluated, including forest production, recreation and
culture, water conservation, soil conservation, gas regulation, environment purification, nutrient
circulation and biodiversity conservation. The total value of the Shennongjia Nature Reserve was ap鄄
proximately 204. 33伊108 yuan RMB·a-1 . The values of the different functions were in order of
biodiversity conservation (68. 5% )> soil conservation (12. 7% )> recreation and culture (4. 9% )
>gas regulation (4. 8% ) >forest production (4. 2% ) > water conservation (3. 9% ) > environment
purification (0. 7% )>nutrient circulation (0. 3% ). The values with respect to utility were in se鄄
quence of unused value (68. 5% )> indirect value in use (22. 4% )> direct value in use (9. 1% ).
Key words: biodiversity; use value; ecosystem function; service value evaluation.
*环保公益性行业科研专项(201309039)资助.
**通讯作者. E鄄mail: lizq@ ibcas. ac. cn
2013鄄09鄄27 收稿,2014鄄02鄄20 接受.
摇 摇 生态系统及整个生物圈是地球的生命支撑系
统,是人类赖以生存和发展的物质基础.人类活动所
引起的温室效应及由此造成的全球气候变化和对森
林生态系统的影响正引起人们越来越多的重视,森
林生态系统作为陆地生态系统的主体,占据了全球
非冰盖和冰层陆地面积的 40% ,是地球生物圈的重
要组成部分,森林在维护全球碳平衡中具有重大作
用.与其他类型的生态系统相比,森林生态系统具有
最高的生产力和最大的生物量积累,是自然界最丰
富和稳定的有机碳贮库、基因库、资源库、蓄水库和
能源库[1] .近年来,随着一些全球性与区域性环境
问题的加剧,国际上对森林生态系统服务功能的作
用及价值更加关注. 森林生态系统服务功能指森林
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应[2-3] . 森林作为陆地上最大
的生态系统,其生态系统服务功能主要体现为:维持
生命物质的生物地球化学循环与水文循环、维持生
应 用 生 态 学 报摇 2014 年 5 月摇 第 25 卷摇 第 5 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, May 2014, 25(5): 1431-1438
物物种多样性与遗传多样性、净化大气环境、维持大
气化学的平衡与稳定、提供人类生存所需要的林业
产品[4-5] .国内外学者在不同尺度和不同层次上对
生态系统服务价值进行了研究. 如 Costanza 等[4]在
全球尺度上将森林生态系统划分为热带和温带 /北
方林两类并分别进行价值估算;日本林野厅在国家
尺度上估算了日本国内森林公益机能的经济价
值[6];我国也在全国范围内[7-9]和区域尺度上对森
林生态系统服务价值进行了评估[10-16] .
神农架地区是我国华中地区唯一的原始森林分
布区,也是长江流域最大的中生性混交林区之
一[17-18] .该地区森林生态系统生物资源丰富,受第
四纪冰川期影响甚微,是一个古老、孑遗植物的“避
难所冶,含有比其他温带森林生态系统更丰富的物
种多样性,是一个具有全球意义的生物多样性保护
地区[19] .目前,神农架地区森林生态系统服务价值
评估未受到足够重视,对神农架地区森林生态系统
服务价值的评估不仅能够更直观地反映出该地区作
为中国生物多样性保护关键地区的重要性,也能够
说明神农架森林生态系统为长江中下游地区提供的
水土保持、水源涵养、气候调节等重要生态功能所体
现的重要生态经济价值.另外,国内森林生态补偿政
策正在陆续实施,如何协调生态效益与经济效益、以
及短期效益与可持续发展的关系,科学、系统地确定
补偿标准就显得越来越重要. 生态系统服务价值评
估是生态补偿决策制定的基础,对神农架地区森林
生态系统服务价值评估有助于对该地区生态补偿提
供科学支撑.为此,本文对神农架自然保护区森林生
态系统服务功能的生态经济价值进行了评估,并对
全国森林生态系统服务功能的动态变化进行了讨
论,以期更客观地理解生态系统服务价值的动态变
化机理.
1摇 研究区域与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
神农架自然保护区(31毅21忆20义—31毅36忆20义 N,
110毅03忆05义—110毅33忆50义 E)位于湖北省西部、神农
架林区的西南部,地处湖北省、重庆市交界的长江、
汉水之间,周边与神农架林区、房县、兴山县、巴东
县、竹山县和重庆市的巫溪县接壤.全区土地总面积
70467 hm2,分东西两片,东片以老君山为中心,面积
10467 hm2,西片以大、小神农架为中心,面积
60000 hm2 .保护区中核心区占 54. 5% ,缓冲区占
13. 3% ,实验区占 32. 2% . 神农架自然保护区为神
农架山脉的主要部分,该地区气候受亚热带季风气
候的强烈影响,降水丰沛,气温适中,年降水量
800 ~ 2500 mm,年均降水量 1219. 93 mm,年蒸发量
约800 mm[20] .
神农架自然保护区属森林生态和野生动物类型
的保护区,动植物资源丰富,共有维管植物 2800 多
种.自然植被属于中国北亚热带常绿落叶阔叶混交
林带,为常绿落叶栎类华山松植被区的东缘部分.作
为国家级自然保护区,神农架自然保护区内有 32 种
国家重点保护植物、33 种神农架地区特有植物、
1800 多种药用植物.神农架保护区内约有各类动物
1050 多种,包括兽类 70 多种、鸟类 300 多种、两栖
类 20 多种、爬行类 40 多种、昆虫 560 多种,其中,有
70 多种受到国家重点保护.该区是一个名副其实的
动植物王国[21] .
1郾 2摇 数据来源
神农架自然保护区林业用地面积和森林蓄积量
的数据来自森林二类调查数据(2004 年);神农架地
区林副产品产量等信息来自 2012 年《湖北农村统计
年鉴》 [31];林产品和林副产品等价格来自 2012 年
《中国物价年鉴》 [24] .
1郾 3摇 森林生态系统服务价值评估方法
本文在科学性原则和适用性原则的基础上,结
合神农架地区的实际情况,参照《森林生态系统服
务功能评估规范》 [22]对神农架森林生态系统提供林
产品、涵养水源、土壤保持、气体调节、净化环境、养
分循环、娱乐文化和维持生物多样性等功能的经济
价值进行评估.将神农架自然保护区森林生态系统
服务价值分为直接利用价值、间接利用价值和非利
用价值,其中,直接利用价值包括原材料生产和娱乐
文化两项;间接利用价值包括涵养水源、土壤保持、
气体调节、净化环境和养分循环 5 项;生物多样性价
值为非利用价值. 采用市场价值法、替代市场法、影
子工程法等估算方法对神农架自然保护区森林生态
系统的 8 项功能进行价值评估.
1郾 3郾 1 林产品价值摇 森林生态系统给人类提供了大
量的林产品和林副产品,如木材、果品、药材和其他
工业原材料等,本文采用市场价值法对林产品和林
副产品的经济价值进行评估. 将森林生态系统提供
林木产品的价值和林副产品的价值求和,得到神农
架自然保护区森林生态系统提供林产品的价值.
1)提供林木产品的价值:根据神农架自然保护
区调查统计的不同林分森林资源的蓄积量和林分木
材的市场价格,可以获得该地区的林木产品价值.
2341 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
V =移SiG iP i
式中:Si为第 i 类林分的分布面积;G i为第 i 类林分
单位面积的净生长量;P i为第 i 类林分的木材价
格[23],取 2011 年武汉市杉原木的市场价格[24] .
2)提供林副产品的价值:神农架自然保护区还
提供了众多的水果、药材和林特产品等,根据各林副
产品的产量和其市场价格,可得到这部分林副产品
的价值.
V =移QiP i
式中:Qi为第 i 类林副产品的产量;P i为第 i 类林副
产品的单价[24] .
1郾 3郾 2 涵养水源价值 摇 一般认为,森林涵养水源的
总量取决于森林地带的降水量和森林地带的蒸发
量,即:区域森林涵养水源总量 =区域降水量-区域
蒸发量,也就是所谓的水量平衡法[25] . 森林水源涵
养量的计算公式如下:
W=(R-E)A= 兹RA
式中:W 为涵养水源量(m3·a-1);R 为平均降雨量
(mm·a-1);A 为研究区域面积(hm2);E 为平均蒸
散量(mm·a-1);兹 为径流系数.采用影子工程法计
算森林涵养水源的价值,即年涵养水源量乘以影子
价格,其中,影子价格的确定采用水库蓄水成本和公
用水价格两种方法[12] .
1郾 3郾 3 土壤保持 摇 土壤保持量即潜在土壤侵蚀量,
指无任何植被覆盖情况下土壤的最大侵蚀量. 土壤
保持量(Ac)=无林地土壤侵蚀量(Ap) -有林地土壤
侵蚀量(Ar) [26] . 神农架地区具有较高的植被覆盖
度,对当地土壤保持起到了重要作用,主要表现在减
少土地废弃、减轻泥沙淤积和保持土壤肥力 3 方面,
分别对其产生的经济效益进行评估.
1)减少土地废弃价值:由于神农架保护区森林
生态系统的存在,减少了这部分土地因土壤侵蚀而
造成的土地废弃,故本文采用机会成本法对因土地
废弃而造成的经济损失进行核算.
Es =AcB / 0. 6伊10000伊籽
式中:Es为减少土地废弃的经济效益(元·a-1);Ac
为土壤保持量(hm2);B 为林业年均收益;0. 6 为土
壤表土平均厚度;籽为土壤容重[12] .
2)减轻泥沙淤积价值:采用替代工程法测算减
轻泥沙淤积产生的经济价值. 按照我国主要流域的
泥沙运动规律,全国土壤侵蚀流失的泥沙有 24%淤
积于水库、江河、湖泊[27] .根据蓄水成本来计算生态
系统减轻泥沙淤积灾害的经济效益[28]:
En =24% AcC / 籽
式中:En为减轻泥沙淤积的经济效益(元·a-1);Ac
为土壤保持量(hm2);C为水库工程费用(据 1988—
1991 年全国水库建设投资测算认为,每建设 1 m3库
存需投资成本费 0. 67 元) [12]; 籽为土壤容重.
3)保持土壤肥力价值:土壤侵蚀使大量的土壤
营养物质(主要指土壤中的氮、磷、钾)流失.采用影
子价格法对该部分产生的经济价值进行评估,首先
估算出氮、磷、钾的平均含量,再依据下式估算出神
农架自然保护区森林生态系统保护土壤肥力的经济
效益.
E f =移AcC iP i / 10000
式中:E f为保护土壤肥力的经济效益(元·a-1);Ac
为土壤保持量(hm2);C i为土壤中 N、P、K含量;P i为
N、P、K的价格[24] .
1郾 3郾 4 气体调节摇 生态系统通过植物光合作用和呼
吸作用与大气进行 CO2和 O2交换.森林生态系统对
维持地球大气 CO2和 O2的动态平衡、减缓温室效
应、以及提供人类生存的最基本条件有着不可替代
的作用.在评价该功能时,根据光合作用和呼吸作用
方程式推算,每形成 1 g 干物质,需要固定 1. 62 g
CO2、释放 1. 2 g O2 .首先获得亚热带森林平均生产
力,然后根据造林成本法计算碳氧价格,根据神农架
林区的蓄积量和碳氧价格可获得固碳释氧的价值.
1郾 3郾 5 净化环境摇 森林生态系统的净化环境价值主
要表现在吸收气态污染物、阻滞粉尘、杀灭病菌和降
低噪音等方面. 本文主要对 SO2净化和阻滞粉尘这
两个主要部分通过市场价值法进行估算. 将神农架
自然保护区森林生态系统植被分为针叶林、针叶阔
叶混交林和阔叶林 3 类,根据 3 种类型森林在 SO2
净化和阻滞粉尘上的吸收特性分别估算其价值[29] .
1)SO2净化价值:统计神农架林区针叶林、针叶
阔叶混交林和阔叶林的面积,结合针叶林、针叶阔叶
混交林和阔叶林对 SO2的吸收能力,计算得到该森
林生态系统吸收 SO2的总量;然后乘以处理 SO2的成
本就得到净化 SO2的价值.
Vs =W(q1 s1+q2 s2)
式中:W为治理费用;q1、q2分别为针叶林和阔叶林
吸收 SO2的能力;s1、s2分别为针叶林、阔叶林面积.
2)阻滞粉尘的价值:有研究表明,1 hm2松林每
年可吸附尘埃 36. 0 t,一般针叶林滞尘能力高于阔
叶林[30] .采用与 SO2净化价值相同的评估方法,可
以获得阻滞粉尘的价值.
33415 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘永杰等: 神农架自然保护区森林生态系统服务价值评估摇 摇 摇 摇 摇 摇
V=W(p1 s1+p2 s2)
式中:W为治理费用;q1、q2分别为针叶林和阔叶林
的滞尘能力;s1、s2分别为针叶林、阔叶林面积.
1郾 3郾 6 养分循环摇 生态系统中的营养物质通过复杂
的食物网而再生,并成为全球生物地球化学循环不
可缺少的环节.评估神农架森林生态系统在营养物
质循环中的作用时,以中国林地生态系统营养物质
的平均固定量乘以全国化肥的平均价格,从而得到
其在养分循环功能上的经济价值.
1郾 3郾 7 娱乐文化摇 该项功能的服务价值评估主要来
源于神农架自然保护区的旅游收入.
1郾 3郾 8 维持生物多样性摇 森林生态系统自然保护区
是保护森林生物多样性的主要区域. 本研究通过估
算森林自然保护区的机会成本、经费投入和全民支
付意愿,作为森林生态系统维护生物多样性功能的
生态经济价值.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 林产品价值
神农架自 然 保 护 区 内 林 业 用 地 面 积 为
69994郾 50 hm2,占保护区总面积的 97. 4% ,森林蓄积
量达到 8152453 m3(2004 年森林资源二类调查).研
究区林木产品种类丰富,采用市场价值法估算其经
济价值为 7. 69 亿元·a-1 .
神农架自然保护区林副产品丰富,可分为粮食
作物、油料作物、蔬菜果品和土特产品 4 类. 保护区
水稻产量很少,主要粮食作物是包谷和小麦,辅有黄
豆、洋芋、红薯、四季豆等杂粮;油料作物主要有油
菜、芝麻、花生、油茶籽;神农架地产蔬菜有 8 大类
40 多个品种,主要有萝卜、白菜、瓜果等,但由于种
植面积不稳定、种植技术落后,产量一直很低;果品
有柿、核桃、栗、杏、梨、桃等.保护区土特产品资源丰
富,除人工栽培的品种外,还有大量野生资源可开发
利用,已形成商品优势的主要产品有茶叶、木耳、香
菇、生漆、桂皮、天麻、杜仲、党参、黄连、独活、黄连素
粉等[31] .计算得到研究区森林生态系统提供林副产
品的价值为 0. 93 亿元·a-1
2郾 2摇 涵养水源价值
神农架自然保护区气候受亚热带季风气候的强
烈影响,降水丰沛,气温适中,年降水量 800 ~ 2500
mm,年均降水量 1219. 93 mm,年蒸发量约 800 mm.
计算得到神农架地区全年涵养水源量为 3. 02伊108
m3,按照 2011 年全国 36 个大中城市居民用水平均
价(2. 65 元·m-3)计算[24],神农架自然保护区森林
生态系统涵养水源的价值为 7. 998 亿元·a-1,此处
仅是涵养水源的直接价值即用于饮用的价值. 森林
生态系统涵养水源的功能还包括固持水后减少洪灾
造成的负面损失的间接价值.目前,国内对洪灾的经
济损失主要使用洪损度( flood damage degree) [32]及
建立损失评估模型[33]进行评估.由于这两种方法涉
及的参数繁多,评估方法复杂,神农架地区已有的研
究数据尚未能满足评估条件,本文对森林生态系统
涵养水源减少洪灾损失方面的价值没有进行估算.
因此,神农架自然保护区森林生态系统涵养水源的
价值至少为 8. 00 亿元·a-1 .
2郾 3摇 土壤保持价值
我国的土壤研究表明,无林地土壤中等程度的
侵蚀深度为 15 ~ 35 mm·a-1,侵蚀模数为 150 ~ 350
m3·hm-2·a-1) [34] .本文以无林地土壤侵蚀模数的
平均值(200 m3·hm-2·a-1)来估计神农架自然保
护区减少土壤侵蚀量,计算得到神农架自然保护区
森林生态系统的土壤保持量为 3391. 60 hm2·a-1 .
根据神农架自然保护区森林生态系统的土壤保持
量, 2005 年 林 业 用 地 的 平 均 收 益 为 500郾 3
元·hm-2·a-1,计算得到减少土地废弃的经济效益
为 0. 17 亿元·a-1 . 按照我国主要流域的泥沙运动
规律,一般情况下,土壤侵蚀流失的泥沙有 24%淤
积于水库、江河、湖泊,直接造成水库、江河、湖泊蓄
水量下降,在一定程度上增加了干旱、洪涝灾害的发
生机率;另有 33%滞留,37%入海.本研究仅考虑淤
积于水库、江河、湖泊的 24% ,得到神农架地区森林
生态系统每年减少泥沙淤积的经济价值为 293414
元·a-1 .根据神农架森林土壤中 N、P、K含量[35],计
算得到土壤保持肥力的价值为 25. 78 亿元·a-1,3
项求和得到神农架自然保护区森林生态系统土壤保
持功能的价值为 25. 98 亿元·a-1 .
2郾 4摇 气体调节价值
根据全国亚热带森林平均生产力 ( 16郾 11
t·hm-2·a-1 [36])计算神农架地区森林生态系统气
体调节功能的服务价值. 以造林成本法计算该森林
生态系统固定 CO2及释放 O2的经济价值. 中国杉
木、马尾松、泡桐 3 种树的平均造林成本为 240郾 03
元·m-3,折合为 260. 9 元·t-1碳及 352. 93 元·t-1
氧[29],计算得到神农架森林生态系统每年固定 CO2
的价值为 4. 92 亿元,释放 O2的经济价值为 4. 90 亿
元,气体调节功能的总价值为 9. 82 亿元.
2郾 5摇 净化环境价值
神农架自然保护区森林生态系统中阔叶林、针
4341 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
叶林、针阔混交林的面积分别为 52432. 3、5393 和
6904. 5 hm2 . 阔叶林对 SO2的吸收能力值为 88郾 65
kg·hm-2·a-1,针叶林的平均能力值为 215郾 6
kg·hm-2·a-1 [29] .研究区森林生态系统吸收 SO2的
量为 6861. 24 t·a-1 . SO2的投资及处理成本为 600
元·t-1·a-1 .如果没有森林对 SO2的吸收作用,消除
这些 SO2的费用为 4116741. 47 元·a-1 .针叶林和阔
叶林的滞尘能力值分别为 33. 2 和 10. 11 t·hm-2·
a-1,该地区森林生态系统滞尘总量为 8. 64伊107 t.削
减粉尘成本为 170 元·t-1,间接经济价值可达 1. 47
亿元.研究区森林生态系统净化环境的总价值为
1郾 51 亿元·a-1 .
2郾 6摇 养分循环价值
养分循环功能的服务价值主要为森林持留 N、
P、K、Ca、Mg 等养分的价值.根据中国林地生态系统
营养物质的平均固定量[29],得到研究区森林生态系
统养分循环的价值为 0. 60 亿元·a-1 .
2郾 7摇 娱乐文化价值
2011 年,神农架保护区接待游客 305. 72 万人
次,旅游收入 9. 95 亿元[37] .
2郾 8摇 生物多样性价值
神农架自然保护区森林生态系统维持生物多样
性的价值,包括机会成本、政府经费投入、公众支付
意愿和珍惜濒危物种保护 4 方面的价值.
2郾 8郾 1 机会成本摇 2011 年,研究区林业产业总产值为
3. 06万亿元,林业用地面积 30590. 41伊104 hm2,单位
面积林业用地的产值为 10003. 13 元·hm-2·a-1 [24] .
据此得到神农架地区森林生态系统为保护生物多样
性所丧失的机会成本为 7. 00 亿元·a-1 .
2郾 8郾 2 政府经费投入 摇 近年来,各级政府对自然保
护区的年经费投入约 2. 00 伊108元[38] . 按神农架自
然保护区占全国自然保护区的比例进行估算[39],得
到神农架自然保护区的政府经费投入为 160686. 26
元·a-1 .
2郾 8郾 3 公众支付意愿 摇 神农架为国家级自然保护
区,它的存在与否关系到全国人民的利益,因此,在
考虑支付意愿时,以全国为范围,取全国城镇就业人
口为样本基数,得到人们为保护神农架保护区的个
人支付意愿为每人 50 元.以此为标准计算得到神农
架森林生态系统维持生物多样性的支付意愿为
132. 5 亿元·a-1[40] .
2郾 8郾 4 珍稀濒危物种保护价值 摇 以金丝猴为例,林
业部关于确定金丝猴标本价值的函中提到一只金丝
猴标本的价值为 45 万元[41],保护区内金丝猴数量
为 1300 余只[42],按照金丝猴的平均寿命(18 年)计
算,得到神农架自然保护区内金丝猴的保护价值为
0郾 33 亿元·a-1 .
综合机会成本、政府投入、公共支付意愿和珍稀
濒危物种保护价值,得到神农架保护区维持生物多
样性功能的价值为 139. 85 亿·a-1 .
3摇 讨摇 摇 论
神农架地区森林生态系统服务价值达到
204郾 33 亿元·a-1,按服务类型的价值比例从高到低
排序为:生物多样性(68郾 5% )>土壤形成(12郾 7% )>
娱乐文化 (4. 9% ) >气体调节 (4郾 8% ) >林产品
(4郾 2% )>涵养水源(3. 9% )>净化环境(0郾 7% )>养
分循环(0. 3% ),生物多样性价值占总服务价值的
一半以上(图 1),说明神农架自然保护区具有极高
的生物多样性,较高的生物多样性价值应引起人们
足够的重视.由于研究区独特的地理环境和立体小
气候,使其成为我国南北植物种类过渡区域和众多
动物繁衍生息的交叉地带,国内各动植物区系汇集
在此,该区也是我国特有属的分布中心之一,敏感的
金丝猴逐渐走出大山深处,融入人们的视野,数量稳
步增长,栖息范围不断扩大,充分体现自然保护区维
护生物多样性的主要功能. 按利用类型的价值比例
从高到低排序为:非使用价值(68郾 5% ) >间接使用
价值(22. 4% )>直接使用价值(9郾 1% ).间接利用价
值是直接利用价值的 2. 5 倍,非使用价值是间接利
用价值的 3 倍,表明研究区除了潜在的直接利用价
值外,还具有巨大的间接利用价值和非使用价值.直
图 1摇 神农架自然保护区森林生态系统服务价值构成及其
比例
Fig. 1摇 Structure and proportion of ecosystem service values of
Shennongjia Nature Reserve.
玉:生物多样性 Biodiversity conservation; 域:林产品 Forest prodution;
芋:涵养水源 Water conservation; 郁:土壤保持 Soil conservation; 吁:
气体调节 Gas regulation; 遇:净化环境 Enviornment purification; 喻:
养分循环 Nutrient circulation; 峪:娱乐文化 Recreation and culture.
53415 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘永杰等: 神农架自然保护区森林生态系统服务价值评估摇 摇 摇 摇 摇 摇
接利用价值仅占 9. 1% ,一方面说明神农架自然保
护区内资源得到了有效保护,限制了资源消耗性利
用;另一方面反映了神农架保护区资源开发中对资
源的主要利用形式,是保护环境的机会成本的体现.
对比神农架、武夷山[14]、祁连山[43]3 个国家级
自然保护区森林生态系统服务价值可以看出,单位
面积林地年均生态系统服务价值的顺序为神农架
(291900郾 00 元) >武夷山 (71231. 69 元) >祁连山
(24749郾 54 元),生物多样性服务价值的顺序为神农
架(199785. 71 元)>祁连山(18263. 39 元),另外,神
农架保护区在净化环境、气体调节、保持土壤、娱乐
文化等方面的单位面积林地年均服务价值均高于祁
连山保护区,说明神农架自然保护区在环境保护和
开发利用方面优于祁连山自然保护区. 对比神农架
森林生态系统和全国森林生态系统[30]单位面积林
地年均服务功能价值可以看出,神农架地区在生物
多样性、养分循环、保持土壤方面均优于全国森林生
态系统,神农架地区独特的环境使其具有较高的生
物多样性;受亚热带季风气候的强烈影响,降水丰
沛,使得神农架地区在养分循环方面优于全国森林
生态系统;较高的森林覆盖率(97郾 4% )使神农架地
区具有较强的保持土壤的能力. 在与神农架相邻的
兴山县生态系统服务价值比较中可以得出:尽管兴
山县森林覆盖面积较大,但其娱乐文化价值却远远
小于神农架地区,神农架自然保护区在利用其旅游
文化价值方面比较出色.作为国家级自然保护区,神
农架自然保护区每年吸引大量游客参观游览,2011
年神农架自然保护区森林生态系统娱乐文化功能的
服务价值为 9. 95伊108元,占总价值的 4. 9% ,森林生
态系统的娱乐文化价值得到了良好体现(表 1). 政
府等部门在大力宣传森林旅游的同时, 也要特别关
注对生态环境的保护.旅游业就像一把双刃剑,通过
合理经营和适速增长可以有利于当地经济的发展和
自然资源的保护;但是,如果政府盲目追求经济效
益、迅速扩大生态旅游区面积,当景区参观人数超过
保护区环境容量时,势必导致环境的恶化、资源的破
坏.发展生态旅游必须以保护区及其周边地区自然
资源的可持续发展为前提.从这个意义上讲,保护生
物多样性与保护人类文化的完整性、保护人类历史
文化遗产都是密不可分的. 通过对自然保护区森林
生态系统价值的认识,有助于人们理解森林旅游、生
态旅游与以及可持续发展理论.
摇 摇 1998—2009 年,全国森林面积逐渐增加,从
1郾 59伊108 hm2增加到 1. 95伊108 hm2,增幅达 22. 6% ;
涵养水源、保持土壤、净化环境、养分循环、生物多样
性等方面的服务价值均明显增加,增幅最大的为生
物多样性服务价值,从 1998 年的 52. 99 元·hm-2增
加到 2009 年的 12333. 45 元·hm-2,但气体调节功
能的单位面积年均价值却从 1998 年的 9056郾 12
元·hm-2减少到 2009 年的 7996. 69 元·hm-2 .随着
全国森林面积逐渐增加,人们对于森林生态系统的
认识也在逐渐加深,对生态系统的保护也越来越重
视,破坏性利用逐渐减少,这可能是导致部分生态功
能服务价值增加的原因.
本文仅对森林生态系统功能中的 8 个功能进行
价值评估,其他功能的服务价值未进行计算,导致神
农架自然保护区森林生态系统总价值偏低;另外,近
年来市场物价变动也会对评估结果有所影响,但巨
大的价值评估结果表明,森林生态系统的保护和开
发需要引起足够重视. 本文对神农架自然保护区森
林生态系统服务价值的评估结果,有助于人们了解
和认识生态系统的功能及其服务价值,能够为当地
表 1摇 神农架自然保护区森林生态系统服务价值与相关研究的比较
Table 1摇 Comparison between ecosystem service values of Shennongjia Nature Reserve and the relative areas
年份
Year
地区
Region
面积
Area
(伊104
hm2)
林产品
Forest
production
(yuan·a-1
·hm-2)
娱乐文化
Recreation
and culture
(yuan·a-1
·hm-2)
涵养水源
Water
conservation
(yuan·a-1
·hm-2)
土壤保持
Soil
conservation
(yuan·a-1
·hm-2)
气体调节
Gas
regulation
(yuan·a-1
·hm-2)
净化环境
Environment
purification
(yuan·a-1
·hm-2)
养分循环
Nutrient
circulation
(yuan·a-1
·hm-2)
生物多样性
Biodiversity
conservation
(yuan·a-1
·hm-2)
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2008 吁 91. 50 0 7. 65 10036. 07 33323. 50 9075. 41 170. 49 355. 19 18263. 39 [43]
2009 玉 19500. 00 0 0 20807. 33 5087. 47 7996. 69 4067. 64 1065. 16 12333. 45 [45]
2011 遇 7. 00 12314. 29 14214. 29 11428. 57 37114. 29 14028. 57 2157. 14 857. 14 199785. 71 本研究
This study
玉:全国森林 Forest in China; 域:兴山县 Xingshan County; 芋:全国经济林 Economic forest in China; 郁:武夷山Wuyi Mountains; 吁:祁连山 Qilian
Mountain; 遇:神农架 Shennongjia .
6341 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
政府甚至长江流域各地政府在制定有关环境保护等
政策时提供数据基础,有助于有关政府部门把握生
态系统的可持续性状况、促进生态系统的可持续发
展管理,并最终建立可持续发展的生态环境与经济
综合的绿色 GDP 核算体系. 《森林生态系统服务功
能评估规范》 [22]的发布有助于统一价值评估体系,
但针对不同的研究目的和评估条件,在评估过程中
容易出现部分参数无法确切获取,或者存在适合当
地的、更合理的研究方法,所以该规范还需要进一步
进行完善.价值评估过程中,有些类型的生态功能难
以明确划定,进而导致同一价值重复估计.各项森林
价值评估通过简单的相加得到总的经济价值是否科
学合理,还有待进一步验证.通过对动态变化过程中
森林生态系统价值评估的研究,能够更清楚地认识
森林生态系统功能与价值之间的动态关系. 本文对
动态研究生态系统服务价值评估进行了有益的尝
试,类似的长时间研究尚需加强.
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作者简介摇 刘永杰,男,1988年生,硕士研究生.主要从事保护
生态学、理论生态学研究. E鄄mail: liuyongjie11@ ibcas. ac. cn
责任编辑摇 杨摇 弘
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