全 文 ：生态科学2007年4月第26卷第2期 EcoLoGIcscIENcEApL，2007，26(2)：165～169
农林生态系统的大气调节功能及价值核算方法
王 勇1’2，骆世明1(1．华南农业大学热带亚热带生态研究所．广州5lo“2‘2．广东省佛山市农业局，佛山
528000)
【摘要】 农林生态系统的生态服务功能之一是对大气环境的调节作用。归纳了农林生态系统吸收和释放气体的途径、
测定方法及相关因素，队及农业管理方式和大气环境变化对农林生态系统的影响方式。从固c释O、吸收或捧放c凡
和N20、净化s02等3部分提出了农林生态系统调节大气生态功能的核算公式，并列举了有关参数。根据核算．佛山
市农林生态系统调节大气生态功能总价值l&18亿元。
关键饲：农林生态系统；调节大气；生态服务功能；核算
中固分类号：Q呻 文献标识码，A 文章编号：l008．8873(2007)02．165—05
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全球气候变化主要是由于地球的大气覆盖(廿le
anIlospheric∞velope)中气体成分和比例的改变，影
响到地球对太阳能量吸收和释放过程，即形成地球的
温室(the麟nhousecaml)效应IlJ。温室气体主要有
C02、cFcS、N。O、C}14、CO、S02等，其来源包括
两个途径：一是与生命活动有关的物质循环产生的自
然排放，二是因人类破坏森林燃烧矿物能源和工业生
产造成的人工排放口l。最为突出的是c02，其在大气
中的浓度从1750年的280腭-L4增加至1990年的350
雌·L4。预计在2050年达到550“g·r，可能导致地
球温度升高3．5℃例。对农林生态系统来说，植物和微
生物的光合作用是吸收c02的主要途径，但也因生物
的呼吸作用和土壤的化学反应而大量排放C02。同样，
其他温室气体在地球生态系统和大气圈之间也存在密
切的物质交换，形成了全球生物地球化学循环(global
biogeocIleIllicalcycIe)中的O循环、C循环、N循环、
S循环。农林生态系统对大气环境的调节作用是一种
重要的生态服务功能。在分析这种功能的作用方式的
基础上．确定该功能的核算方法，有利于准确评估其
价值，进一步发挥和改善该功能。
系统。由于农作物、树木、鱼类和土壤微生物的生命
活动，以及调整土、水、肥等环境条件的农业管理活
动，农林生态系统产生了吸收和释放气体的过程。
1．1农林生态系统吸收气体的途径
1．1．1光合作用和呼吸赢辅行季节然磁嘣亩螽謇蕃|
”“丑“甜鑫即电鲞矗矗“驯F掣型夔：喃强瑚渤臻
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茁五星誊}缸瓢引型盔型翁嵩髻捌罕矗罂姿；茎烈菖
镏秩航峁瓜凳??扑愠龉夂献饔霉潭ǖ腃量；对
于水生浮游植物，可通过容积法、称量法、叶绿素法
和显微镜视野计数法等方法测定其生物量，再推算其 光合作用强度。一般湖泊中自然形成的光合产物产量在l～3
mg．L-l之间14J。(2)呼吸作用。对于植物，可
通过碱液吸收的静态箱法、动态箱法(忡ic
hⅫbcr)、巨型箱法直接测定C02的排放量，根据呼
吸作用公式推算02的吸收量。对于动物，可将其放置
于密封容器中，使用氢氧化钾作为C02吸收剂，根据
容器内压力与消耗的氧气量成比例下降的规律，推算02的消耗量。对于鱼塘生态系统，养殖密度和鱼类
万方数据
万方数据
2期 王 勇，等：农林生态系统的大气调节功能及价值核算方法 167
落分布和系统生产力均产生了较大的影响唧J。
1．4．1个体生理生化方面采用FAcE(FmAjr
QIrbon．di％ideEnrichmcⅡt)试验结果表明，高C02显
著降低水稻生物量和C在叶的分配比例，增加其茎、
穗和根的分配，使N在叶的分配降低，穗的分配增
加田l。另外，s02会破坏植株体内的酶和运输组织。
酸雨会严重影响农作物和树木的生理代谢、生产发育
和产量形成，同时影响土壤和水体的理化性状，而造
成对农林业生产的危害。
14．1群落结构方面全球气候变化已经导致了植被
样带的移动和农作物结构的演变。同时也已证实，大
气C02浓度升高可引起森林群落结构的变化。
1．4．3系统生产力方面试验表明，大气N20、s02
等温室气体增加会造成作物产量不同程度的下降”J。
农作物因S02浓度减产系数大小顺序是：胡萝卜>番
茄>菜豆>油菜>大麦>大豆>棉花>小麦>水稻。根据有
关专家的估算，目前我国因酸雨造成的农作物、森林
和人体健康方面的经济损失，每年为1165亿元，约占
GDP的2％。预测在未来C02和S02气体排放方案下，
2080年我国水稻产量有增有减，增产地区主要集中在
长江及长江流域以南地区，其中四川和湖北交界的山
区增产幅度最大。减产地区主要集中在华北平原和东
北平原凹1。
2农林生态系统调节大气环境功能的核算方法
农林生态系统与生态过程所形成的及所维持的
人类赖以生存的自然环境条件与效用，是农业的生
态服务功能，其中与温室气体的交换作用和对大气
污染的净化作用是一个重要的方面口⋯．农林生态系
统调节大气环境的生态功能突出体现在与大气O、
C、N、S等四种元素的交换调节方面。是该功能的
主要核算内容，既有正的生态价值，又有负的生态
代价。由于农林生态系统面积大，范围广，各种类
型生态系统的环境条件、群落种类和生态关系复杂，
功能差异很大，不可能进行全面实测。只能通过多
个典型生境的定点测定，取得相应的过程关系和固
定参数，再推算到某区域的生态系统。例如在珠江
三角洲地区，森林生态系统可分为阔叶林、针叶林
和桉树等3类子系统，农田生态系统根据主要农作
物品种可分为稻田、菜地和旱地等3类子系统，鱼
塘生态系统可分为自然形成的旧鱼塘和经过整治的
标准塘【2”。可从以下3个方面分别核算农林生态系
统调节大气环境的生态服务功能。
2．1固C释。的生态功能
农林生态系统通过植物(包括树木、农作物、浮
游植物)光合作用释放02、固定C02的数量，分别减
去植物、水生动物呼吸作用消耗02和放出c02的数
量，即得到整个系统固c释。的实际数量。在计算中，
可根据NPP换算出02净释放量和C02净固定量例，
再根据替代法推算出其经济价值【29】。因此。该功能可
用以下公式核算：
蹦=∞暇D+CCf (1)
，C=f．0／32·44 (2)
只9=∑尸Dw-∑Ro∥ (3)
PDn严P“Jq啊n，．1．2 (4)
R09尸R∥畸科妒 (5)
y×为农林生态系统固C释。的总价值：月D为
农林生态系统1年内释放02的总量，f．c为农林生态
系统1年内吸收C02的总量；cD为释放02的单位价
值(采用工业成本法，CD=400元／t)；CC为吸收C02
的单位价值(采用中国造林成本法，aC=260．90元，1)}
，为森林、农田、鱼塘生态系统内各个子系统的依序编
号；PD“，为该子系统1年内净释放02的数量；Po，
为该子系统单位面积NPP；尸HⅡ，为该子系统的面积：
，为鱼塘各子生态系统的编号；RD叫为该予系统1年
内鱼类呼吸消耗02的数量：月D口，为该子系统单位重量
鱼类耗02量；见l彬为该子系统鱼类1年内的生长量。
整理台并以上公式，可得：
附=(∑P甜?，M私·12一￡Rp?足一∥)．7印．05(6)
2-2吸收或排放cm和N20的生态功能森林、农田
生态系统与生态过程吸收或排放了c}14和N20等温室
气体，导致了大气环境和气候的变化，可用增温潜势
(Globalw唧【liIlgpo缸Itials，GWP；以C02的G、肿为
11来估算其经济价值130】。核算方法如以下公式；
阳=一(CH·∑(G日御·剐僵J)
+cⅣ·￡(GⅣmJ例口J))·cc(7)
vG为排放C巩和N20的负价值；CH为cH4相
对于的C02增温潜势(册≥24．5)Ⅲ1；CⅣ为N20相
对于的c02增温潜势(cⅣj320)Ⅲ1；cc为吸收C02
的单位价值(ac‘260．90元，t)l
k为森林、农田生态系统内各个子系统的依序编
号；G日n，为该子系统1年内单位面积净捧放CH4的
数量：6：Ⅳw为该子系统1年内单位面积净排放N20
的数量；PAⅢ为该子系统的面积。
整理合并以上公式，可得：
p，G=一(6392．05·￡(GH征J·，H僵J)
一83488·∑(GⅣ徒，·只4掣)) (8)
万方数据
生态科学 26卷
2．3净化S02的生态功能
森林和农田生态系统能够净化S02，通过工业替
代法估算其经济价值””，核算方法如公式(9)：
坯=岱·∑(丹q)·朋R，) (9)
船为农林生态系统1年内净化S02的经济价值；
cs为净化s02的单位价值(CS=600元，t)：l为森林、
农田生态系统内各个子系统的依序编号；PSq，为该子
系统1年内净化S02的数量尸■q，为该子系统的面积。
3结果和讨论
3．1农林生态系统调节大气环境功能的核算实例
以广东省佛山市为例，根据以上公式进行核算。
佛山市位于珠江三角洲，属于南距热带气候带．是传
统的农业区域。农业发挥了重要的经济效益和截流蓄
水、保土增肥的生态功能p⋯。根据佛山市2005年的
有关数据，查阅文献获得有关的参数㈣【“⋯，可以计
算出佛山市农林生态系统调节大气环境的生态服务功
能价值：(1)固c释。功能：释放氧气共l379442t
(其中树木和农作物放氧l400539t、浮游植物放氧
15l992t、鱼类呼吸耗氧173088t)，价值l046638136
元；(2)吸收或排放C地和N20的生态功能：净吸
收c}14共132521t(其中森林生态系统吸收134330t、
农田生态系统排放l809t)，价值847083031元；
排放N20共988．3t，负价值为82511454元；合计价
值为7“57l577元；(3)净化s02的生态功能：吸
收净化s02共ll384t，价值6830359元。共计经济
价值为18．18亿元。由于佛山市经济较发达，工业化、
城市化程度较高，生态环境保护和改善的压力较大，
每年因环境恶化造成的经济损失达数百亿元，因此，
佛山市农林渔发展对于环境保护和经济社会可持续发
展意义重大。
3．2讨论
由于大气环境是一个完全开放的系统，气体流动
性太，对于特定区域没有固定的空气成分和结构，因
此农林生态系统调节大气环境的生态服务功能，与调
节水、肥的生态服务功能相比，只有现实功能，不存
在潜在库容。
本文所述的核算方法回避了一些生态系统类型和
生态过程。一是没有核算畜牧生态系统调节大气环境
的功能。实际上，畜禽粪便是农业甲烷排放最主要的
排放源。据统计，全球养殖业中畜禽粪便CH4排放总
量约为2×l～～3×10。7t．a-1．占已知人为甲烷排放总
量的5．5％～8％．占农业甲烷气体年排放的12蚶”J。进
行堆肥时，也会大量释放温室气体。但由于畜禽粪便
处理方式的不确定，对其是否移出生态系统以外处理
的情况无法判断．因此暂时忽略不计。二是忽略了土
壤的呼吸作用。土壤呼吸作用造成了soM的分解，
也会释放出大量的气体，目前土壤呼吸已经成为陆地
生态系统中向大气释放c02最大的源”⋯。但考虑到这
种过程主要结果是导致了土壤养分的损失，作为调节
土壤肥力的生态功能另外计算。三是未区分不同农业
管理措施造成的功能变化。如1．3所述，农业水、肥、
耕作等管理措施对整个生态系统调节大气环境功能有
明显的影响，由于不同区域差别极大，难以详细分类
区别，只能采取典型的农业管理方式进行简化处理。
因此，对不同区域进行生态功能核算时．必须采用不
同的参数。
目前，治理大气污染是世界性的难题，且治理成
本逐步增加。在美国，控制s02的边际成本会有很快
地上升，削减ltS02的成本从800万吨削减量的270
美元上升至l×104t削减量的360美元。而在1200万
吨削减量时为779美元p⋯。研究已证实，不仅农村的
农林生态系统，而且城市的林带和绿地【叫，都能够发
挥吸收cH4、N20和s02等温室气体的功能，具有很
大的经济价值。因此，要考虑利用工程减排和生物吸
收相结合、农业作物与城市绿地相结合的综合治理方
式，来逐步解决大气污染问题。
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农林生态系统的大气调节功能及价值核算方法
作者： 王勇， 骆世明， WANG Yong， LUO Shi-Ming
作者单位： 王勇,WANG Yong(华南农业大学热带亚热带生态研究所,广州,510642;广东省佛山市农业局
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刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGIC SCIENCE
年，卷(期)： 2007,26(2)
被引用次数： 1次

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引证文献(1条)
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