全 文 ：林 业科 学研 究 2010, 23( 2) : 184 ～ 190
Forest Research
文章编号: 1001-1498( 2010) 02-0184-07
云南森林生态系统服务功能价值评估
赵元藩, 温庆忠* , 艾建林
( 云南省林业调查规划院 , 云南 昆明 650051)
摘要: 利用云南省森林资源连续清查第 5 次复查数据, 按照森林生态系统服务功能价值的评估方法, 对云南省森林
生态系统的服务功能价值进行了估算。云南省森林生态系统服务功能总价值为 12 353. 81 ×108 元·a - 1 , 其中提供
非直接产品的生态产值为 12 224. 36 ×108 元, 占服务功能总价值的 98. 95% ; 生态服务功能价值为 12 220. 33 ×108
元, 占总价值的 98. 92% ; 产品提供价值为 129. 44 ×108 元, 占 1. 05% 。森林的生态服务功能价值是其直接产品提供
价值的 94. 41 倍, 表明生态服务功能价值远远高于其直接利用价值。云南省森林总面积占全国森林总面积的
10. 02% , 而森林生态系统生态服务功能价值占全国森林生态系统生态服务功能价值的 12. 21% 。单位面积林分的
年生态服务功能价值为 6. 77 ×104 元·hm- 2 , 高于全国 5. 52 ×104 元·hm- 2的水平。
关键词: 云南省; 森林生态系统; 服务功能价值; 评估
中图分类号: S718.55 + 7 文献标识码: A
收稿日期 : 2009-11-12
基金项目 : 全国森林资源连续清查项目及云南省森林资源清查第五次复查项目资助
作者简介 : 赵元藩 ( 1963— ) , 男 , 云南昆明人 , 教授级高工 , 主要从事森林资源调查、保护、评价研究 .
* 通讯作者 : wenqingzhong5 @ 126 . com
Ecosystem Service Value of Forests in Yunnan Province
ZHAO Yuan-fan, WEN Qing-zhong, AI Jian-lin
( Yunnan Institute of Forest Inventory and Planning, Kunming 650051, Yunnan, China)
Abstract: Using the data of the fifth continuous forest inventory of Yunnan province, and based on ecological
function analysis methods, the authors assessed the ecosystem services values of forests in Yunnan province. The
total value of ecosystem services was 12 353. 80 ×108 yuan per year, in which the indirect product value was
12 224. 36 ×108 yuan per year, accounting for 98. 95% of the total, the product value was 129. 44 ×108 yuan per
year, accounting for 1. 05% . The ecosystem service value was 94. 41 times of product value. The forest area and
ecosystem value in Yunnan province account for 10. 02% and 12. 21% of China’s total. The ecosystem service per
hectare of forest in Yunnan was 6. 77 ×104 yuan per year, which was higher than the average value of China ( 5. 52
×104 yuan per year) .
Key words: Yunnan province; forest ecosystem; ecosystem service function; assessment
森林生态系统作为地球上结构最复杂、功能最
多和最稳定的陆地生态系统, 在生态环境维持和改
善方面起着不可替代的重要作用 [ 1] 。它不仅为人类
提供食品、医药和其他工农业生产的原料, 更重要的
是支撑与维持地球的生命支持系统, 维持生命物质
的生物地质化学循环与水文循环, 维持生物物种与
遗传多样性, 净化环境, 维持大气的平衡与稳定, 森
林生态系统的这些作用即是其生态服务功能 [ 2 - 3] 。
森林的兴衰直接影响生态环境, 关系着经济和社会
的可持续发展, 其生态服务功能是人类生存的基础,
也是实现生态文明的基础。因此, 客观、科学地评估
区域森林生态系统服务功能及其价值对于提高人们
的环境意识, 促进绿色 GDP 核算的实施, 正确处理
社会经济发展与生态环境保护之间的关系, 促进生
第 2 期 赵元藩等: 云南森林生态系统服务功能价值评估
态文明建设具有重要的现实意义。云南是我国森林
资源的大省之一。据全国第七次森林资源连续清查
数据, 林地面积居全国第 2 位, 活立木总蓄积居全国
第 3 位。云南也是我国森林植被类型最丰富的省
份, 几乎包括从寒温性针叶林到热带雨林的所有森
林植被类型, 素有“植物王国”和“动物王国”之称,
是我国生物多样性最富集的区域和全球生物多样性
研究的热点地区。云南的生态环境状况不仅决定着
本地区社会经济的可持续发展, 也影响着我国长、珠
江中下游地区的生态环境状况和社会经济的发展,
其森林生态系统在维护我国生态安全和生态环境保
障等方面发挥着不可替代的作用, 生态战略地位十
分突出。多年来云南的森林生态系统服务功能及其
价值一直处于定性描述阶段, 没有进行系统的定量
研究。本文采用目前国际、国内通用的方法, 结合云
南省森林资源连续清查第五次复查数据, 首次定量
估算了云南省的森林生态系统服务功能及其价值。
1 研究区域概况
云南省地处我国西南, 位于 21°8′32″～ 29°15′8″
N和 97°31′39″～ 106°11′47″E 之间, 北回归线横贯
本省南部。云南 是一 个高 原山 区省, 山地 约占
84% , 高原、丘陵约占 10% , 盆地、河谷约占 6% , 平
均海拔 2 000 m左右。全省气候类型丰富多样, 有
北热带、南亚热带、中亚热带、北亚热带、南温带、中
温带和高原气候区共 7 个气候类型, 大部分地区年
降水量约 1 100 mm。云南江河纵横, 水系复杂, 分
属金沙江、南盘江、红河、澜沧江、怒江、伊洛瓦底江
六大水系。云南森林土壤种类繁多, 从滇西北的高
山草甸土、漂灰土、暗棕壤、棕壤、黄棕壤至滇中地区
的红壤及滇中南地区的赤红壤, 过渡到滇南地区的
砖红壤, 各类土壤呈不规则的带状分布。云南是我
国森林植被类型最丰富的区域, 全境从南到北发育
着包括雨林、季雨林的热带森林和包括季风常绿阔
叶林、半湿润常绿阔叶林、暖热性针叶林、暖性针叶
林的亚热带森林。随着海拔的升高, 还分布着温性
针叶林、寒温针叶林、灌丛草甸和高山苔原植被。
2 研究方法
2. 1 评估采用的数据及来源
评估采用的数据及来源:
( 1) 云南省森林资源连续清查第五次复查成果
( 2002—2007 年) ;
( 2) 公开发表的文献资料;
( 3 ) 国家权威 部门发布 的社会公 共数据 [ 4 ]
( 表 1) 。
表 1 社会公共数据
名称 单价( 含量) 名 称 单 价
水库建设单位库容投资 6. 11元·t - 1 有机质价格 320元·t - 1
水的净化费用 2. 09元·t - 1 固碳价格 1 200 元·t- 1
磷酸二铵含氮量 14. 0% 制造氧气价格 1 000 元·t- 1
磷酸二铵含磷量 15. 01% 二氧化硫治理费用 1. 20元·kg - 1
氯化钾含钾量 50. 0% 氟化物治理费用 0. 69元·kg - 1
磷酸二铵价格 2 400 元·t- 1 氮氧化物治理费用 0. 63元·kg - 1
氯化钾价格 2 200 元·t- 1 降尘清理费用 0. 15元·kg - 1
2.2 评估指标体系
森林生态系统服务功能通常可划分为提供产
品、调节、文化和支持 4 类功能, 本研究根据数据指
标的可获得性与可靠性, 选取上述 4 类功能 9 个类
别共 15 个指标 [ 5 - 9 ] 评估云南省的森林生态系统服
务功能价值( 表 2) 。
表 2 云南省森林服务功能评估指标体系
功能类型 指标类别 评价指标
调节功能 涵养水源 调节水量、净化水质
保育土壤 森林固土、森林保肥
固碳释氧 森林固碳、释放氧气
林木营养积累 林木营养积累
净化环境 吸收二氧 化硫、吸收氟 化物、吸
收氮氧化物、阻滞降尘
支持功能 生物多样性保护 生物多样性保护
文化功能 森林游憩 森林游憩
提供产品 林产品采集 林产品采集
木材竹材 木材竹材
2.3 评估方法
按照森林生态系统服务功能评估的理论和方
法, 结合《森林生态系统服务功能评估规范》, 从物
质量和价值量两个方面, 对云南省森林生态系统的
环境调节功能、支持功能、文化功能、产品提供功能
进行评估。
3 森林生态系统服务功能与价值评估
据 2007 年云南省森林资源清查数据, 云南省林
业用地面积 2 476. 11 ×104 hm2, 森林面积 1 817. 73 ×
10
4
hm
2
, 占林地面积的 73. 41% , 森林覆盖率47. 50%。
活立木总蓄积 171 216. 68 ×104 m3, 其中森林蓄积占
90. 75% 。全省林地中, 乔木林面积 1 581. 63 ×104
hm
2
, 占 87. 01% ; 竹林面积 9. 12 ×104 hm2 , 占 0. 50% ;
国家特别规定的灌木林 226. 98 ×104 hm2 , 占 12. 49%
( 表 3) 。
581
林 业 科 学 研 究 第 23 卷
表 3 云南省森林概况
类别 林业用地 乔木林 竹林 灌木林 其中国特灌 疏林
面积 / ( ×104 hm2 ) 2 476. 11 1 581. 63 9 . 12 434. 77 226 . 98 51. 81
蓄积 / ( ×104 m3 ) 168 406. 97 155 380. 09 - - - 1 376. 59
3. 1 调节功能
森林在调节生物圈、大气圈、水圈、地圈动态平
衡中具有重要作用 [ 5] , 主要包括涵养水源、保育土
壤、固碳释氧、林木营养积累、净化环境等, 这些服务
功能对改善生态环境、维持生态平衡至关重要。
3. 1. 1 涵养水源 森林生态系统是陆地生态系统
中涵养水源功能最强的生态系统类型, 有绿色水库
之称。涵养水源指森林对降水的截留、吸收和贮存,
将地表水转为地表径流或地下水的作用。主要功能
表现在增加可利用水资源、净化水质和调节径流等
方面。
( 1) 调节水量: 物质量评估采用降水储存量法,
即用森林生态系统的蓄水效益来衡量其涵养水分的
功能。公式 [ 5] 为:
Q = A×J×R
J= J0 ×K
R = R0 - Rg
式中: Q 为与裸地相比, 森林生态系统涵养水分的增
加量; A为森林面积; J为多年平均产流降雨量; J0 为
多年平均降水总量; K 为产流降雨量占降水总量比
例; R为与裸地相比, 森林生态系统减少径流的效益
系数; R0 为产流降雨条件下裸地降雨径流率; Rg 为
产流降雨条件下林地降雨径流率。
参数选取:
J0 : 云南省平均降水量为 1 131. 6 mm[ 10 ] ;
K: 取 0. 6;
R: 主要森林类型 R 值根据前人研究成果整理
得到, 落叶松为 0. 21, 温带常绿针叶林为 0. 24, 温带
亚热带落叶阔叶林为 0. 28, 亚热带常绿落叶阔叶混
交林为 0. 34, 亚热带常绿阔叶林为 0. 39, 亚热带常
绿针叶林为 0. 36, 亚热带竹林为 0. 22, 热带雨林、季
雨林为 0. 55[ 5] 。
价值量评估采用替代工程法, 公式 [ 4 ] 为:
U调 = Q ×C库
式中: U调 为林分调节水量价值; C库 为水库库容造
价( 元·m - 3 ) 。
按照以上计算方法、参数和云南省的森林面积,
全省森林年调节水量为 400. 25 ×108 元, 价值为
2 445. 82 ×108 元·a - 1 ( 表 4) 。
( 2) 净化水质: 森林生态系统年净化水质价值
采用网格法得出的全国城市居民用水平均价格计
算, 公式 [ 4] 如下:
U水质 = K水 ×Q
式中: U水 质 为森林年净化水质价值( 元) ; K水为居民
用水平均价格( 元·t - 1 ) 。
根据上式计算得到全省森林生态系统年净化水
质价值为 836. 55 ×108 元( 表 5) 。
( 3) 涵养水源价值: 涵养水源的价值包括调节
水量价值和净化水质价值, 云南省年森林生态系统
涵养水源的价值合计为 3 282. 37 ×108 元( 表 4) 。
表 4 云南省森林涵养水源功能及价值
调节水量 /
( ×108m3·a - 1 )
调节水量价值 /
( ×108 元·a - 1 )
净化水质价值 /
( ×108 元·a - 1 )
涵养水源的价值 /
( ×108 元·a - 1 )
400.25 2 445.82 836.55 3 282.37
3. 1. 2 保育土壤 森林保育土壤指森林中活地被
物和凋落物层层截留降水, 降低水滴对表土的冲击
和地表径流的侵蚀作用; 同时林木根系固持土壤, 防
止土壤崩塌泻溜, 减少土壤肥力损失以及改善土壤
结构的功能。森林的存在, 特别是森林中活地被层
和凋落物层的存在, 使降水被层层截留并基本消除
了水滴对表土的冲击和侵蚀。森林保育土壤的功能
包括森林固土和森林保肥两方面。
( 1) 森林固土价值: 森林固土价值物质量评估
采用如下公式 [ 4 ] :
G固 = A×( X2 - X1 )
式中: G固土 为森林年固土量( t·a - 1 ) ; X1 为林地土壤
年侵蚀模数( t·hm - 2 ) ; X2 为无林地土壤年侵蚀模
数( t·hm- 2 ) ; A为林分面积( hm2 ) 。
森林固土作用可根据蓄水成本, 采用减少淤积
泥沙的方法进行计算, 公式 [ 4, 11 ] 如下:
U固土 = A×C库 ×( X2 - X1) /ρ
式中: U固 土 为森林年固土价值 ( 元) ; ρ为泥沙的平均
容重( t·m- 3 ) ; C库 为水库工程费用( 元·m- 3 ) 。
根据以上公式计算的森林年固土价值为 130. 29
×108 元( 表 5) 。
( 2 ) 森林保 肥价 值: 森 林保 肥价 值计 算公
式 [ 4 , 11 ] 为:
681
第 2 期 赵元藩等: 云南森林生态系统服务功能价值评估
U肥 = A( X2 - X1 ) ( N×C1 /R1 + P ×C1 /R2 + K ×
C2 /R3 )
式中: U肥 为森林年保肥价值( 元) ; N、P、K 分别为土
壤氮、磷、钾的平均含量( % ) ; R1 为磷酸二铵含 N量
( % ) ; R2 为磷酸二铵含 P 量( % ) ; R3 为氯化钾含 K
量( % ) ; C1、C2 分别为磷酸二铵、氯化钾的平均价格
( 元·t - 1 ) 。
根据以上公式计算的全省森林年保肥价值为
1 320. 27 ×108 元( 表 5) 。
( 3) 森林保育土壤价值: 森林保育土壤的功能
包括森林固土和森林保肥两方面, 年森林保育土壤
价值为 1 450. 56 ×108 元( 表 5) 。
表 5 云南省森林的保育土壤功能及价值
固土 /
( ×108 t· a - 1 )
固土价值 /
( ×108 元·a - 1 )
保肥 / ( ×104t· a - 1 )
N P K 合计
保肥价值 /
( ×108 元·a - 1 )
保育土壤价值 /
( ×108 元·a - 1 )
10. 34 130. 29 97. 20 459. 13 953. 43 1 509. 76 1 320. 27 1 450. 56
3. 1. 3 固碳释氧 森林生态系统是地球陆地生态
系统的主体, 是陆地碳的主要储存库。森林对现在
及未来的气候变化和碳平衡都具有重要影响。固碳
释氧功能是指森林生态系统通过生物量碳库、土壤
有机碳库、枯落物碳库和动物碳库固定碳素, 并通过
光合作用制造氧气的功能。本研究选用固碳、释氧
2 个指标反映此功能。
( 1) 固碳价值: 根据光合作用化学方程式, 森林
植被每积累 1 g 干物质可以固定 1. 63 g CO2、释放
1. 19 g O2 , 而 CO2 中 C 的比例为 27. 27% 。森林植
被固碳价值的计算公式 [ 4] 为:
U碳 = C碳 ×0. 444 5 ×B年
式中: U碳 为林分的年固碳价值 ( 元) ; B年 为计算区
林分的年生产力 ( t· a - 1 ) ; C碳 为固碳价格 ( 元·
t- 1 ) ; 系数 0. 444 5 为 1. 63 与 27. 27% 的乘积。
上式中 B年 的计算采用材积源生物量法, 即利
用森林资源调查获得的蓄积量推算生物量 [ 12] 。知
道了某树种的树干蓄积, 可根据树干与其他器官之
间存在的相关关系, 推算该树种的生物量。本研究
的测算思路为: 通过某树种的总蓄积量, 推算其总生
物量, 再利用蓄积量的年均生长率, 推算该树种的年
生产力。计算公式为:
B年 = V总 ×BEF ×( 1 + R) ×D ×P年
上式中: V总 为某类树种林分的总蓄积量 ( m3 ) ; BEF
为将树干生物量转换为地上生物量的生物量扩展因
子( 无单位) ; R为某类树种生物量根茎比, 即地下生
物量与地上生物量之比 ( 无单位 ) ; D 为树种木材平
均密度( t·m - 3 ) ; P年 为该树种蓄积量的年均生长
率 ( % ) 。BEF、D 与 R 的取值及其测算值参见文
献[ 13 - 16] 。
根据以上方法计算的全省森林生态系统年吸收
CO213 646. 48 ×104 t, 固碳 3 721. 40 ×104 t, 固碳价
值为 446. 57 ×108 元( 表 6) 。需要说明的是本文每
年森林固碳量未包括森林土壤层的固碳量。因此,
估算结果是保守的。
( 2) 释放氧气价值: 森林生态系统释放氧气的
机理同上, 计算公式 [ 4] 为:
U氧 = 1. 19 ×C氧 ×B年
式中: U氧 为林分的年制氧价值 ( 元) ; B年 为计算区
林分的年总净生产力 ( t·a - 1 ) ; C氧 为氧气价格( 元
·t - 1 ) 。
根据以上方法计算的全省森林生态系统年释放
氧气 9 962. 77 ×104 t, 价 值为 996. 27 ×10 8 元
( 表 6) 。
( 3) 固碳释氧价值: 全省森林生态系统年固碳
释氧价值为 1 442. 84 ×108 元( 表 6) 。
表 6 云南省森林的固碳释氧量及价值
固碳量 /
( ×104 t·a - 1 )
固碳价值 /
( ×108 元·a - 1 )
释氧量 /
( ×104 t· a - 1 )
释氧价值 /
( ×108 元· a - 1 )
固碳释氧价值 /
( ×108 元·a - 1 )
3 721. 40 446. 57 9 962. 77 996 . 27 1 442. 84
注 : 未包含经济林和竹林的固碳释氧价值。
3. 1. 4 林木营养积累 森林生长能够积累营养物
质, 森林植被在其生长过程中不断地从周围环境中
吸收 N、P、K 等营养物质, 并贮存在各器官中。森林
植被积累营养物质的功能对降低下游面源污染及水
体富营养化有重要作用。本研究仅选取林木营养物
质( N、P、K) 积累指标来反映此项功能。积累营养物
质量算式 [ 4 ] 如下:
781
林 业 科 学 研 究 第 23 卷
G氮 = B年 ×N营 养
G磷 = B年 ×P营 养
G钾 = B年 ×K营 养
式中: G氮 为林分固氮量( t·a - 1 ) ; G磷 为林分固磷量
( t·a - 1 ) ; G钾 为林分固钾量 ( t·a - 1 ) ; N营 养 为林木
氮元素含量 ( % ) ; P营 养 为林木磷元素含量 ( % ) ;
K营 养 为林木钾元素含量 ( % ) ; B年 为林分生产力( t·
a
- 1
) , 计算方法如前。
积累营养物质的价值量计算公式 [ 4] 如下:
U营 养 = B年 ( N营 养 ×C1 /R1 + P营 养 ×C1 /R2 + K营养
×C2 /R3 )
式中: U营 养 为林分年营养物质积累价值 ( 元 ) ; N营 养 、
P营 养 、K营 养 分别为林木的氮、磷、钾含量 ( % ) ; R1 为
磷酸二铵含氮量 ( % ) ; R2 为磷酸二铵含磷量 ( % ) ;
R3 为氯化钾含钾量( % ) ; C1、C2 分别为磷酸二铵和
氯化钾的价格( 元·t - 1 ) 。
根据以上方法计算得到全省森林生态系统年积
累的营养物质分别为固氮量 45. 41 ×104 t、固磷量
4. 23 ×104 t、固钾量 25. 92 ×104 t; 积累营养物质的
价值合计为 96. 01 ×108 元( 表 7) 。
表 7 云南省森林的营养物质积累功能及价值
营养积累 / ( ×10 4 t·a - 1 )
N P K
营养积累总价值
/ ( ×10 8 元·a - 1 )
45. 41 4. 23 25. 92 96. 01
注 : 未包含经济林和竹林的营养物质积累价值
3. 1. 5 净化大气环境 森林净化大气环境功能指
森林生态系统对大气污染物 ( 如二氧化硫、氟化物、
氮氧化物、粉尘、重金属等) 的吸收、过滤、阻隔和分
解以及降低噪音、提供负离子和萜烯类( 如芬多精)
物质等功能。本研究仅选取吸收二氧化硫、氟化物、
氮氧化物、滞尘指标来反映此项功能。
据有关研究, 针叶树平均吸收 SO2、HF、氮氧化
物和滞尘能力分别为: 215. 60、0. 5、6. 0、33 200 kg·
hm
- 2
; 阔叶树平均吸收 SO2、HF、氮氧化物和滞尘能
力分别为: 88. 65、4. 65、6. 0、10 110 kg·hm - 2 ; 经济
林吸收氟化物的能力为 1. 68 kg·hm- 2 [ 17 ]
( 1) 吸收二氧化硫价值: 森林年吸收二氧化硫
的总价值( U二氧 化 硫 , 元) 公式
[ 4 ] 如下:
U二 氧化 硫 = K二 氧 化硫 ×Q二 氧 化硫 ×A
式中: K二氧 化 硫 为二氧化硫的治理费用 ( 元· kg - 1 ) ;
Q二 氧化 硫 为单位面积森林的二氧化硫年吸收量 ( kg·
hm
- 2
) ; A为林分面积( hm2 ) 。
( 2) 吸收氟化物价值: 森林年吸收氟化物总价
值( U氟 , 元) 公式
[ 4] 如下:
U氟 = K氟 化 物 ×Q氟化 物 ×A
式中: Q氟 化物 为单位面积森林对氟化物的年吸收量
( kg·hm- 2 ) ; K氟 化 物为氟化物治理费用 ( 元·kg - 1 ) ;
A 为林分面积( hm2) 。
( 3) 吸收氮氧化物价值: 森林年吸收氮氧化物
的总价值( U氮氧 化物 , 元) 公式 [ 4] 如下;
U氮氧 化 物 = K氮 氧化 物 ×Q氮 氧 化物 ×A
式中: K氮 氧 化物 为氮氧化物治理费用 ( 元 · kg
- 1
) ;
Q氮氧 化 物为单位面积森林对氮氧化物的年吸收量 ( kg
·hm- 2 ) ; A 为林分面积( hm2 ) 。
( 4) 阻滞降尘价值: 森林植被年阻滞降尘价值
( U滞尘 , 元) 的公式 [ 4] 如下:
U滞尘 = K滞 尘 ×Q滞尘 ×A
式中: K滞尘 为降尘清理费用 ( 元·kg - 1 ) ; Q滞尘 为单位
面积森林的年滞尘量 ( kg·hm- 2 ) ; A 为林分面积
( hm
2
) 。
( 5) 森林净化环境价值: 计算结果表明, 全省森
林年吸收二氧化硫 214. 04 ×10 4 t, 价值为 26. 84 ×
10
8 元; 年吸收氟化物 4. 30 ×104 t, 价值为 0. 30 ×
10
8 元; 年吸收氮氧化物 9. 49 ×104 t, 价值 0. 60 ×
108 元; 年阻滞降尘 31 175. 07 ×10 4 t, 价值为 467. 63
×108 元。综合以上各项效益, 云南省森林净化空气
的总价值为 495. 37 ×108 元·a - 1 ( 表 8) 。
表 8 云南省森林净化环境功能及价值
项目 吸收 SO2 吸收 HF 吸收 NOx 滞尘 合计
净化量( ×104 t·a - 1 ) 214.04 4.30 9.49 31 175. 07 31 402.90
净化价值( ×108 元·a- 1 ) 26.84 0.30 0.60 467. 63 495.37
3.2 支持功能
森林在生物世界和非生物世界之间的能量和物
质交换中扮演着主要角色, 对保持生态系统的整体
功能起着中枢和杠杆作用。它在维持自身结构和功
能的同时也支撑和维持了地球生命支持系统。森林
生态系统以其复杂的组织结构, 成为物种生存、繁殖
与进化的庇护所 [ 5 ] 。这对于被称为动物王国和植物
王国的云南省来说, 意义尤为突出。本文仅以生物
多样性保护指标反映森林生态系统的支持功能。生
物多样性指生物及其环境所形成的生态复合体及与
此相关的各种生态过程的总和, 它是人类社会生存
和可持续发展的基础 [ 18 ] 。森林生态系统的年生物
物种资源保护价值( U生物 , 元) 的评估公式 [ 4] 如下:
U生物 = S生 ×A
式中: S生 为单位面积森林年生物物种资源保护价值
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第 2 期 赵元藩等: 云南森林生态系统服务功能价值评估
( 元·hm- 2 ) ; A 为林分面积( hm2 ) 。物种保育价值
计算按 Shannon-Wiener 指数计算方法, 并划分为 7
个等级 [ 4] : 当指数 < 1 时, S生 为 3 000 元·hm
- 2 ·
a
- 1
; 当 1≤指数 <2 时, S生 为 5 000 元·hm - 2·a - 1 ;
当 2≤指数 < 3 时, S生 为 10 000 元·hm- 2·a - 1; 当
3≤指数 < 4 时, S生 为 20 000 元·hm - 2 ·a - 1 ; 当 4
≤指数 < 5 时, S生 为 30 000 元·hm- 2·a - 1; 当 5≤
指数 < 6 时, S生 为 40 000 元·hm - 2·a - 1 ; 当指数≥
6 时, S生 为 50 000 元·hm - 2·a - 1。
Shannon-Wiener 指数计算公式 [ 19 ] :
H = - ∑
s
i = 1
Pi log2 Pi
式中: Pi = ni /N; N为全省森林的总面积; ni 为第 i 种
森林树种类型的面积; S为森林树种类型的数目。
经 计 算, 全 省 森 林 Shannon-Wiener 指 数 为
4. 056 6, 则全省森林生态系统的年生物物种资源保
育价值为 5 453. 19 ×10 8 元·a - 1。
3. 3 文化功能
森林生态系统的文化功能是指人们通过精神感
受、知识获取、主观映像、消遣娱乐和美学体验从森
林生态系统中获得的非物质利益, 主要包括以森林
生态系统为基础形成的文化多样性价值、教育价值、
美学价值、森林游憩价值等。本文选取森林游憩指
标反映其功能, 采用年度全省林业系统管辖的自然
保护区和森林公园全年旅游直 接收入计算。按
2007 年云南省林业厅统计资料, 全省森林生态旅游
业收入为 4. 03 ×108 元。
3.4 提供林产品功能
森林具有提供人类直接利用的各种产品的能
力。本文选择林产品采集和木材竹材产品 2 项指标
反映其价值。按 2007 年云南省林业厅统计资料, 全
省林产品采集产值为 91. 54 ×108 元, 木材竹材产品
价值 37. 90 ×108 元, 二者合计 129. 44 ×108 元, 即为
全省年森林提供的林产品价值。
3.5 森林生态系统服务功能总价值
每年森林生态系统服务功能总价值为 12 353. 81
×108 元·a - 1 , 其中, 调节功能价值为 6 767. 14 ×108
元·a - 1, 占森林服务功能总价值 54. 78% ; 以生物多
样性为代表反映的支持功能价值 5 453. 19 ×108 元·
a
- 1
, 占总价值的 44. 62% ; 以森林游憩反映的文化功
能价值 4. 03 ×108 元·a - 1 , 占 0. 03% ; 提供直接产品
价值 129. 44 ×108 元·a - 1 , 占 1. 05% ( 表 9) 。
表 9 云南省森林生态服务价值汇总
类别
调节功能
涵养
水源
保育
土壤
固碳
释氧
积累营
养物质
净化大
气环境
支持功能
生物多
样性保护
文化功能
森林游憩
产品提供
林产品
采集
木材
竹材
合计
价值 / ( ×108 元·a - 1 ) 3 282. 37 1 450. 56 1 442. 84 96. 01 495 . 37 5 453. 19 4. 03 91 . 54 37. 90 12 353 . 81
比例 /% 26. 57 11. 74 11. 68 0. 78 4 . 01 44. 14 0. 03 0 . 74 0. 31 100 . 00
4 讨论
评估结果表明: 云南省森林生态系统服务功能
价值排序情况为调节功能价值最大, 支持功能价值
居第二, 提供产品和文化功能价值分别居第三和第
四。调节功能价值、支持功能价值、文化功能价值均
为提供非直接产品的生态产值, 合计为 12 224. 36 ×
108 元, 占服务功能总价值的 98. 95% 。森林生态系
统生态服务功能价值包括调节功能价值、支持功能
价值, 为 12 220. 33 ×108 元, 占森林服务功能总价值
的 98. 92% 。产品提供价值为 129. 44 ×108 元, 占
1. 05% , 属直接利用价值; 森林的生态服务功能价值
为其直接利用价值的 94. 41 倍, 表明生态服务功能
价值远远高于其直接利用价值; 而产品提供价值中,
直接采伐利用的价值仅为 37. 90 ×108 元, 占产品提
供价值的 29. 28% , 仅占整个森林服务功能价值的
0. 31% 。可见, 采伐利用森林的木材资源仅仅是森
林为人类所提供的各种服务功能中比重很小的部
分。这将促进人们全面地了解森林的价值, 以更为
科学、合理的方式利用好森林资源。
在森林的各项生态功能价值中, 按评估指标类
别计, 作为支持功能的生物多样性保护价值最大, 符
合云南省生物多样性丰富的实际。居第 2 和第 3 位
的分别为调节功能中的水源涵养价值和保育土壤价
值, 这与云南属高原山区省, 山高坡陡, 森林生态系
统在水源涵养和水土保持中具有十分突出的作用和
价值的现状相一致。居第四位的为固碳释氧价值,
每年全省森林吸收 CO2 达 13 646. 48 ×104 t, 固碳
3 721. 40 ×104 t, 固碳价值为 446. 57 ×108 元, 突显
了云南省丰富的森林资源在调节气候变化中所作出
的巨大贡献。
据中国林科院依据第七次清查结果对全国森林
981
林 业 科 学 研 究 第 23 卷
生态系统生态服务功能的评估, 全国固碳释氧、涵养
水源、保育土壤、净化大气环境、积累营养物质及生
物多样 性保 护 等 6 项生 态 服 务功 能 年 价 值达
100 100 ×108 元 [ 20 ] 。云南省森林总面积占全国森
林总面积的 10. 02% , 而森林生态系统生态服务功
能价值占全国森林生态系统生态服务功能价值的
12. 21% 。单位面积林分年生态服务功能价值为
6. 77 ×104 元 · hm - 2 , 高于全国 5. 52 ×104 元·
hm
- 2的水平。
人类对森林价值的认识是一个由浅入深的过
程, 尤其是对森林价值的定量评估, 由于要在大范围
内测定各种评估参数还存在困难, 导致森林许多方
面价值的定量评估还难以进行, 仍有待技术的进步
和工作的深入。本次估算仅包括森林诸多价值中的
几个方面, 评估方法和评估参数亦有待进一步完善。
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