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Evaluation of ecosystem services in the small-scale forest in suburban

城市郊区小尺度森林生态系统服务功能评估



全 文 :  Guihaia  Jul. 2016ꎬ 36(7):875-881
http: / / journal.gxzw.gxib.cn
http: / / www.guihaia-journal.com
DOI: 10.11931 / guihaia.gxzw201407006
张丽微ꎬ莫创荣ꎬ陈雷ꎬ等. 城市郊区小尺度森林生态系统服务功能评估[J]. 广西植物ꎬ 2016ꎬ 36(7):875-881
ZHANG LWꎬMO CRꎬCHEN Lꎬet al. Evaluation of ecosystem services in the small ̄scale forest in suburban[J]. Guihaiaꎬ 2016ꎬ 36(7):875-881
城市郊区小尺度森林生态系统服务功能评估
张丽微1ꎬ2ꎬ 莫创荣1ꎬ 陈  雷2ꎬ 黄寿昌3ꎬ 何红娟2
( 1. 广西大学 环境学院ꎬ 南宁 530004ꎻ 2. 广西生态工程职业技术学院ꎬ 广西 柳州 545004ꎻ
3. 广西森态工程规划设计有限公司ꎬ 广西 柳州 545004 )
摘  要: 该研究以沙塘林场为例ꎬ筛选出沙塘林场森林生态系统服务功能评估指标体系ꎬ包括 7项功能 13 个
指标ꎬ并制定具体评价方法ꎮ 利用广西柳州市沙塘林场 2009年森林资源二类调查数据、连续观测数据和社会
公共数据ꎬ采用«森林生态系统服务功能评估规范»(LY / T1721 ̄2008)ꎬ评估柳州市郊区小尺度森林生态系统
服务功能的总物质量及其价值量ꎮ 结果表明:沙塘林场每年每公顷涵养水源量为 5 051.04 m3ꎬ固土 29.30 tꎬ林
分年保肥量 1.09 tꎬ固碳 5.27 tꎬ释氧 11.49 tꎮ 沙塘林场森林生态系统服务功能的总价值为 78 077 001元􀅰a ̄1ꎬ
每公顷提供的生态服务价值为 79 630 元􀅰hm ̄2􀅰a ̄1ꎬ沙塘林场各功能项价值量从大到小顺序为涵养水源
(52.02%)>固碳释氧(22.36%)>生物多样性保护(12.61%)>净化大气环境(5.06%)>保育土壤(3.84%)>森林
游憩(3.09%)>积累营养物质(1.03%)ꎮ 不同林分类型单位面积生态系统服务功能价值由大到小的顺序为桉
类(104 673.43 元􀅰hm ̄2􀅰a ̄1)>其他阔叶林(95 538.66 元􀅰hm ̄2􀅰a ̄1)>经济林(69 537.58 元􀅰hm ̄2􀅰a ̄1)>松
类(69 433.52元􀅰hm ̄2􀅰a ̄1) >杉木类(58 820.11 元􀅰hm ̄2􀅰a ̄1)ꎮ 沙塘林场单位面积涵养水源量(5 051.04
m3􀅰hm ̄2􀅰a ̄1)大于广西区单位面积涵养水源量(3 368.32m3􀅰hm ̄2􀅰a ̄1)ꎻ沙塘林场的固碳量(5.27 t􀅰hm ̄2􀅰
a ̄1)大于广西森林的平均固碳量(3.52 t􀅰hm ̄2􀅰a ̄1)ꎬ森林游憩的单位面积价值量也大于广西全区的平均价值
量ꎮ 这说明城市郊区小尺度森林在涵养水源、固碳释氧、森林游憩等方面的生态功能价值在当地生态系统服
务功能中起到关键作用ꎮ 该研究结果可为城市郊区小尺度森林生态功能的评估提供理论参考ꎬ为柳州市生态
文明建设提供科学依据ꎮ
关键词: 城市郊区ꎬ 沙塘林场森林生态系统ꎬ 生态系统ꎬ 服务功能ꎬ 物质量ꎬ 价值量
中图分类号: S718.55    文献标识码: A    文章编号: 1000 ̄3142(2016)07 ̄0875 ̄07
Evaluation of ecosystem services in the
small ̄scale forest in suburban
ZHANG Li ̄Wei1ꎬ2ꎬ MO Chuang ̄Rong1ꎬ CHEN Lei2ꎬ HUANG Shou ̄Chang3ꎬ HE Hong ̄Juan2
( 1. College of Environmentꎬ Guangxi Universityꎬ Nanning 530004ꎬ Chinaꎻ 2. Guangxi Ecological Engineering Vocational and Technical
Collegeꎬ Liuzhou 545004ꎬ Chinaꎻ 3. Guangxi Sentai Engineering Planning & Design Co. LTDꎬ Liuzhou 545004ꎬ China )
Abstract: According to the principle of index selection and related research methodsꎬ in reference to the previous stud ̄
iesꎬ it has constructed the assessment index system of the small scale forest ecosystem service function. In order to evalu ̄
ate the value of small ̄scale forest ecosystem services in suburban of Liuzhou Cityꎬ we selected Shatang forestry farm as
study area. It has constructed the assessment index system of the small scale forest ecosystem serviceꎬ 7 respects of provi ̄
收稿日期: 2014 ̄07 ̄28    修回日期: 2015 ̄01 ̄06
基金项目: 广西教育厅立项项目 (KY2015LX712)ꎻ 广西教育厅一般项目 (20103YB169)ꎻ 广西生态工程职业技术学院课题 (201401A)
[Supported by the Program of Guangxi Education Office(KY2015LX712ꎬ20103YB169)ꎻ Program of Guangxi College of Ecological Engineering Vocational
and Technical(201401A)]ꎮ
作者简介: 张丽微(1982 ̄)ꎬ女ꎬ吉林松原人ꎬ讲师ꎬ主要从事环境监测、生态系统评价研究ꎬ(E ̄mail)chenhidar@ 126.comꎮ
∗通讯作者: 莫创荣ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ研究方向为生态环境保护、环境评价与规划ꎬ(E ̄mail)mochuangrong@ 163.comꎮ
ding forest by ̄productꎬ water supply ꎬ carbon fixed and oxygen releasedꎬ biodiversity conservationꎬ environmental purifi ̄
cationꎬ soil conservationꎬ forest tourismꎬ forest nutrition storage was evaluated by 13 index. The forest resource survey
data in 2009aꎬ long ̄term observation data from forest ecosystem research station and other public social ̄economy statisti ̄
cal data were used to work according to the method for assessment of forest ecosystem services in China (LY / T1721 ̄
2008). The results showed that the matter quantity of water supply was 5 051.04 m3􀅰hm ̄2􀅰a ̄1ꎬ the matter quantity of
soil fixation was 29.30 t􀅰hm ̄2􀅰a ̄1ꎬ the matter quantity of nutrient conservation was 1.09 m3􀅰hm ̄2􀅰a ̄1ꎬ the matter
quantity of carbon fixation and oxygen released 5.27 m3􀅰hm ̄2􀅰a ̄1 in Shatang forestry farm. The annual average value of
forest ecosystem services in the Shatang forestry farm was 78 077 001 yuan per year. The annual mean value of forest eco ̄
system services was 79 630 yuan per hectare per year. The value of seven service functions were ranked as follows: water
supply (52.02%) > carbon fixation and oxygen release (22.36%) > biodiversity conservation (12.61%) > environmen ̄
tal purification (5.06%) > soil conservation (3.84%) > forest tourism (3.09%) > forest nutrient storage (1.03%). The
per unit area value of ecosystem services from varieties of trees were ranked as follows: Eucalyptus forests (104 673.43
yuan􀅰hm ̄2􀅰a ̄1) > Other broad leaved forests (95 538.66 yuan􀅰hm ̄2􀅰a ̄1) > Economic forests (69 537.58 yuan􀅰
hm ̄2􀅰a ̄1) > Pin forests (69 433.52 yuan􀅰hm ̄2􀅰a ̄1) > Fir forests (58 820.11 yuan􀅰hm ̄2􀅰a ̄1). The annual mean a ̄
mount of water supply and carbon fixed in Shatang forestry farm were greater than the average values of Guangxi Zhuang
Autonomous Regionꎬ and the same to the value in forest tourism. The research indicated that the ecosystem services in
small ̄scale forest in suburban areas played an important role in local forest ecosystem services. It provides the scientific
basis for the construction of ecology civilization in Liuzhou City because it is conducive to unify with ecological benefit as
the firstꎬ with social benefit as the coreꎬwith environmental benefits as the premiseꎬ with economic efficiency as the goal
of forest ecosystem.
Key words: suburbanꎬ ecosystem in Shatang forestry farmꎬ ecosystem servicesꎬ matter quantityꎬ quantity of value
    森林是陆地生态系统的主体ꎬ是人类发展不可
缺少的自然资源ꎬ所提供的服务可以是有形的木材、
药材等ꎬ也可以是无形的森林观光、森林科研、森林
文学等ꎮ 森林生态系统服务功能的内涵是生态系统
与生态过程所形成及维持人类生存必需的自然环境
条件与效果、作用(Dalyꎬ1997)ꎮ 就目前社会发展趋
势来看ꎬ城市化是一大趋势ꎬ因此ꎬ城市森林发挥的
生态系统服务功能对人类的影响最大ꎬ而一般大城
市的森林都集中于城市郊区ꎬ因此ꎬ对城市郊区小尺
度森林生态系统服务功能的评估就显得尤为重要ꎮ
温室效应为主要特征的全球气候变化及全球碳汇交
易问题等ꎬ使森林生态系统服务功能评估备受学者
们的关注ꎬ也取得了许多研究成果(王兵等ꎬ2013ꎻ
李少宁等ꎬ2007ꎻ余新晓等ꎬ2005ꎻ赵金龙ꎬ2011ꎻ薛沛
沛等ꎬ2013)ꎬ但都集中在流域、省域、区域等大范
围ꎬ与现代社会人类生活关系最紧密的城市郊区小
尺度的研究较少ꎬ而对小尺度的研究更能体现森林
作为“城市绿肺”的价值ꎮ
本研究以广西柳州市郊区的沙塘林场这一城市
郊区小尺度森林为研究对象ꎬ对林场 2009年的森林
生态系统服务功能及价值进行评估ꎬ为城市郊区小
尺度森林生态服务及价值评估提供理论依据ꎬ同时
为当地发展生态旅游和生态保护找到契合点ꎬ实现
双赢ꎮ
1  研究区概况
广西柳州市沙塘林场(108°17′10″ ~ 108°24′52″
Eꎬ24°42′~24°30′07″ N)位于柳州市柳北区沙塘镇ꎬ
距市区 22 kmꎮ 东西长 7.7 kmꎬ南北宽 4.5 kmꎬ是典
型的城市郊区小尺度森林系统ꎮ 林场属台地ꎬ低丘
地貌类型ꎬ最高海拔 242.6 mꎬ最低海拔 99.1 mꎮ 林
区属南亚热带气候区域ꎬ夏长冬短ꎬ热量丰富ꎬ四季
分明ꎬ雨量充沛ꎮ 年均气温 20.1 ℃左右ꎬ最热月(7
月)平均气温 28.6 ℃ꎬ最冷月(1 月)平均气温 9.9
℃ꎻ年降雨量 1 200~1 500 mmꎬ多集中在 6-9月ꎻ年
蒸发量1 250~1 620 mmꎬ全年平均相对湿度 78%左
右ꎬ全年无霜期 356.8 dꎮ 林场植被属热带亚热带过
渡性植被类型ꎬ有植物 157 个科 525 属1 104种ꎮ 据
2009年广西国有沙塘林场森林资源二类调查资料ꎬ
全场土地面积 1 178.2 hm2ꎬ其中有林地面积 990.4
km2ꎬ占 84. 16%ꎻ在有林地面积中ꎬ乔木林地面积
980.5 km2ꎬ占 99.0%ꎬ其它林地面积 9.9 km2ꎬ仅占
1.0%ꎮ 因此ꎬ沙塘林场是以乔木林地为主(占 99%)
678 广  西  植  物                                  36卷
的林场ꎬ故本研究仅对乔木林地中的树种进行生态
系统服务功能价值评估ꎮ
全场的乔木林地中按优势树种归纳为杉木类、
松类、桉类、其他阔叶林、经济林等 5个树种组ꎬ分布
最广的是松类ꎬ占 56.28%ꎮ
2  研究方法
2.1 指标体系与计算公式
参照«森林生态系统服务功能评估规范» (LY /
T1721 ̄2008)中的指标ꎬ基于沙塘林场实际及森林生
态系统研究的现状ꎬ森林防护功能、降噪功能性分指
标的计算方法还不成熟且研究较少ꎬ故本文不涉及
其价值估算ꎮ 因此ꎬ最后确定沙塘林场生态系统服
务功能指标涵盖涵养水源、固碳释氧、保育土壤、积
累营养物质、净化大气环境和生物多样性保护、森林
游憩 7项功能 13个功能性指标ꎮ
2.1.1 涵养水源功能  包含调节水量和净化水质两
个指标ꎮ
(1)调节水量计算公式为 U调 = 10C库 A(P - E -
C) ꎮ 式中ꎬU调为森林年调节水量价值(元􀅰a ̄1)ꎻ
C库为水库库容造价(本文取 6.110 7 元􀅰m ̄3)ꎻA 为
林分面积(hm2)ꎻP 为林外降水量(本文取 1 429.7
mm􀅰a ̄1)ꎻE为林分蒸散量(mm􀅰a ̄1)ꎻC 为地表快
速径流量ꎬ总量很小ꎬ忽略不计(mm􀅰a ̄1)ꎮ
(2)净化水质 U净可用 U净 = 10K水 A(P - E - C)
进行计算ꎮ 式中ꎬU净为林分净化水质价值(元􀅰
a ̄1)ꎻK水为水的净化费用(本文取 2.09元􀅰t ̄1)ꎮ
2.1.2 保育土壤功能  包含固土和保肥两个指标ꎮ
(1)固土计算可用 U固土 = AC土(X2 - X1) / ρ 计
算ꎮ 式中ꎬU固土为林分年固土价值(元􀅰a ̄1)ꎻC土为
单位体积土方所需费用(本文取 12.6元􀅰m ̄3)ꎻρ为
土壤容重(g􀅰m ̄3)ꎻX1为有林地土壤侵蚀模数(由
于柳州属于轻度敏感区ꎬ故取 0.70 t􀅰hm ̄2􀅰a ̄1)ꎻX2
为无林地土壤侵蚀模数(取我国荒山荒地的平均值
30 t􀅰hm ̄2􀅰a ̄1)ꎮ
(2)保肥计算公式为 U肥 = A(X2 - X1)(NC1 /
R1 +PC1 / R2 + KC2 / R3 + MC3) ꎮ 式中ꎬU肥为林分年
保肥价值(元􀅰a ̄1)ꎻN、P、K 为森林土壤平均含氮、
磷、钾量(%)ꎻR1为磷酸二铵化肥含氮量(本文取
14%)ꎻR2为磷酸二铵化肥含磷量(本文取15.01%)ꎻ
R3为氯化钾化肥含钾量(本文取 50%)ꎻC1、C2、C3分
别为磷酸二铵、氯化钾、有机质价格(本文取 2 400
元􀅰t ̄1、2 200元􀅰t ̄1、320元􀅰t ̄1)ꎻM为森林土壤有
机质含量(%)ꎮ
2.1.3 固碳释氧功能  包含固碳和释氧两个指标ꎮ
(1)固碳计算公式为 U碳 = AC碳(0.444 8B年 +
F土壤碳) ꎮ 式中ꎬU碳为林分年固碳价值(元􀅰a ̄1)ꎻ
F土壤碳为单位面积森林土壤年固碳量 ( t􀅰hm ̄2 􀅰
a ̄1)ꎻC碳为固碳价格(本文取 1 200元􀅰t ̄1)ꎻB年为林
分净生产力(t􀅰hm ̄2􀅰a ̄1)ꎮ
(2)释氧计算公式为 U氧 = 1.19C氧 AB年ꎮ 式中ꎬ
U氧为林分年释氧价值(元􀅰a ̄1)ꎻC氧为制氧价格(本
文取 1 000元􀅰t ̄1)ꎮ
2.1.4 积累营养物质功能  主要是林木的营养积累
指标价值ꎬ可表达为 U营养 = AB年 (N营养C1 / R1 +
P营养C1 / R2 + K营养C2 / R3) ꎮ 式中ꎬU营养为林分营养
年增加价值(元􀅰a ̄1)ꎻN营养、P营养、K营养为林木含氮、
磷、钾量(%)
2.1.5 净化大气环境功能  包括提供负离子、吸收污
染物、滞尘及释放萜烯类物质等指标ꎮ
(1)提供负离子计算公式为 U负离子 = 5.256 ×
1015 × AHK负(Q负 - 600) / L ꎮ 式中ꎬU负为林分年提
供负离子价值(元􀅰a ̄1)ꎻK负为负离子生产费用(本
文取 5.818 5元􀅰10 ̄18个 ̄1)ꎻH为林分高度(m)ꎻQ负
为林分负离子浓度(个􀅰cm ̄ 3)ꎻL为负离子寿命(本
文取 10 min)ꎮ
(2 ) 吸 收 污 染 物 计 算 公 式 为 U污染物 =
K污染物Q污染物A ꎮ 式中ꎬU污染物为林分年吸收污染物的
价值(元􀅰a ̄1)ꎻK污染物为治理费用(本文中 SO2、氟化
物、NOX分别取 1. 20 元􀅰kg ̄1、0. 69 元􀅰kg ̄1、0. 63
元􀅰kg ̄1)ꎻQ污染物为森林污染物吸收量(kg􀅰hm ̄2􀅰
a ̄1)ꎮ
(3)滞尘计算公式为 U滞尘 = K滞尘Q滞尘A ꎮ 式中ꎬ
U滞尘为森林年滞尘价值(元􀅰a ̄1)ꎻK滞尘为降尘费用
(本文取 0.15元􀅰kg ̄1)ꎻQ滞尘为森林年滞尘量(kg􀅰
hm ̄2􀅰a ̄1)ꎮ
(4)释放萜烯类物质计算公式为 U萜烯 = G萜烯 ×
P萜烯 ꎬ其中 G萜烯 = H × S × EF × n × D / 1 000ꎮ 式中ꎬ
U萜烯为森林年释放萜烯类物质价值(元􀅰a ̄1)ꎻG萜烯
林分年释放萜烯类物质量( kg)ꎬ与林分的面积 S
(m2)、高度 H(m)、释放萜烯类物质的浓度 EF(g􀅰
m ̄ 3)及其发挥作用的时间 D(d)、迭代次数 n(次􀅰
d ̄1)有关ꎻP萜烯为市场价格(元􀅰kg ̄1)ꎮ
7787期                  张丽微等: 城市郊区小尺度森林生态系统服务功能评估
2.1.6 生物多样性保护功能  主要指物种保育指标
价值ꎬ由 S生单位面积年物种损失的机会成本(元􀅰
hm ̄2􀅰a ̄1)和 A决定ꎬ其表达式为 U生物 = S生 A ꎮ 式
中ꎬU生物为林分类型的年物种保育价值(元􀅰a ̄1)ꎮ
2.1.7 森林游憩功能  主要是森林游憩指标价值ꎬ计
算公式为 U游憩 = F / P ꎮ 式中ꎬU游憩为森林游憩价值
(元􀅰a ̄1)ꎻF 为门票直接收入(元􀅰a ̄1)ꎻP 为占游
憩价值比重(元􀅰a ̄1)ꎮ
2.2 数据来源
本研究包括(1)沙塘林场 2009 年森林资源二
类调查数据ꎮ (2)我国权威机构如水利部、农业部
等公布的社会公共资源数据ꎬ为了避免由于市场价
格升高带来的评估结果的不可比性ꎬ本文统一采用
LY / T1721 ̄2008 规范中的数值ꎮ (3)研究地域数
据ꎮ 来源于广西生态工程职业技术学院林业调查设
计院、沙塘气象站等部门进行的标准样地调查、取
样、测定的数据ꎮ (4)文献获取数据ꎮ 来源于公开
发表学术期刊中同类研究成果(方精云等ꎬ1996ꎻ牛
香ꎬ2012ꎻ李少宁等ꎬ2007ꎻ赵金龙ꎬ2011ꎻ曹建华等ꎬ
2008ꎻ黄英ꎬ2012ꎻ韩春子ꎬ2009)ꎮ
2.3 评估方法
评估方法采用目前森林生态系统研究中最科学
有效的方法———分布式测算方法(中国生态服务功
能评估组ꎬ2010)ꎬ具体来说:(1)以沙塘林场为一级
测算单元ꎬ按优势树种林分类型分别划分成 5 个二
级测算单元(杉木类、松类、桉树类、其他阔叶林、经
济林)ꎬ(2)每个二级测算单元按照林龄又分为幼龄
林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林 5 个三级测算
单元ꎬ最终确定 19个相对均衡的生态系统服务评估
单元(其中ꎬ杉木类与其他阔无过熟林、经济林只有
幼龄林)ꎻ(3)将各单元数据累加的结果即为沙塘林
场的森林生态系统服务功能评估结果ꎮ
3  结果与分析
3.1 总物质量
由表 1可知ꎬ柳州市沙塘林场森林生态系统每年
涵养水源量为 4 952 545.14 m3􀅰a ̄1ꎻ固土28 728.65
t􀅰a ̄1ꎬ减少 N损失 24.89 t􀅰a ̄1ꎬ减少 P 损失 23.09 t􀅰
a ̄1ꎬ减少 K损失 399.98 t􀅰a ̄1ꎬ减少有机质损失 618.20
t􀅰a ̄1ꎻ固碳 5 163.47 t􀅰a ̄1ꎬ释氧 11 261.28 t􀅰a ̄1ꎻ林
木积累 N 26.43 t􀅰a ̄1ꎬ积累 P 9.12 t􀅰a ̄1ꎬ积累 K
45.82 t􀅰a ̄1ꎻ提供负离子 17 796 019.00×1015个􀅰a ̄1ꎬ
表 1  森林生态系统服务功能总物质量
Table 1  Total matter quantity of ecosystem
services in Shatang forestry farm
功能项
Function
功能性指标
Sub ̄function
单位
Unit
物质量
Amount of matter
涵养水源
Water supply
调节水量
Water regulation
m3􀅰a ̄1 4 952 545.14
保育土壤
Soil conservation
固土
Soilfixation
t􀅰a ̄1 28 728.65

Nitrogen
t􀅰a ̄1 24.89

Phosphorus
t􀅰a ̄1 23.09

Potassium
t􀅰a ̄1 399.98
有机质
Organic matter
t􀅰a ̄1 618.20
固碳释氧
Carbon fixation
and
oxygen release
固碳
Carbon fixation
t􀅰a ̄1 5 163.47
释氧
Oxygen release
t􀅰a ̄1 11 261.28
积累营养物质
Nutrient storage

Nitrogen
t􀅰a ̄1 26.43

Phosphorus
t􀅰a ̄1 9.12

Potassium
t􀅰a ̄1 45.82
净化大气环境
Environmental
purification
提供负离子
Air anion supply
1015个􀅰a ̄1 17 796 019.00
吸收 SO2
SO2 absorbtion
kg􀅰a ̄1 105 948.90
吸收氟化物
Fluoride absorbtion
kg􀅰a ̄1 3 175.75
吸收 NOX
Nitrogen oxides absorbtion
kg􀅰a ̄1 5 883.00
滞尘
Dust detainment
kg􀅰a ̄1 24 746 119.00
释放萜烯类物质
Terpenoids chemicals release
kg􀅰a ̄1 1.229 4
吸收 SO2 105 948.90 kg􀅰a ̄1ꎬ吸收氟化物3 175.75
kg 􀅰 a ̄1ꎬ 吸 收 NOX 5 883. 00 kg 􀅰 a ̄1ꎬ 滞 尘
24 746 119.00 kg􀅰 a ̄1ꎬ释放萜烯类物质 1. 229 4
kg􀅰a ̄1ꎮ
3.2 单位面积物质量
根据计算ꎬ柳州市沙塘林场森林生态系统每年
每公顷涵养水源量为 5 051.04 m3ꎻ固土 29.30 tꎬ保
肥 1.09 t(其中:N 0.03 tꎬP 0.02 tꎬK 0.41 tꎬ有机质
0.63 t)ꎻ固碳 5.27 tꎬ释氧 11.49 tꎻ林木积累 N 0.03 tꎬ
积累 P 0.01 tꎬ积累 K 0.05 tꎻ提供负离子 18 149.94×
1015个ꎬ吸收 SO2108.06 kgꎬ吸收氟化物 3.24 kgꎬ吸
收 NOX 6.00 kgꎬ滞尘 25 238.27 kgꎬ释放萜烯类物质
878 广  西  植  物                                  36卷
表 2  各林分类型森林生态系统服务功能物质量
Table 2  Matter quantity of different ecosystem services in Shatang forestry farm
功能项
Function
功能性指标
Sub ̄function
物质量 Amount of matter
杉木类
Fir forest
松类
Pin forest
桉类
Eucalyptus
forest
其他阔叶林
Otherbroad
leaved forest
经济林
Economic
forest
面积 Area (hm2) 92.300 551.80 257.40 73.00 6.00
所占比例 Proportion (%) 9.41 56.28 26.25 7.45 0.61
涵养水源
Water supply
调节水量
Water regulation (m3􀅰a ̄1)
299 552.17 2 682 288.76 1 512 499.65 428 952.89 29 251.66
保育土壤
Soil conservation
固土
Soil fixation (t􀅰a ̄1)
2 704.39 16 167.74 7 541.82 2 138.90 175.80

Nitrogen (t􀅰a ̄1)
2.52 11.32 7.77 2.99 0.30

Phosphorus (t􀅰a ̄1)
1.95 13.74 5.28 1.93 0.19

Potassium (t􀅰a ̄1)
35.81 217.62 115.77 28.94 1.85
有机质
Organic matter (t􀅰a ̄1)
63.55 310.42 159.81 78.50 5.92
固碳释氧
Carbonfixation and
oxygen release
固碳
Carbon fixation (t􀅰a ̄1)
414.16 2 179.22 2 166.10 375.67 28.32
释氧
Oxygen release (t􀅰a ̄1)
945.70 4 681.86 4 661.98 906.05 65.70
积累营养物质
Nutrient storage

Nitrogen (t􀅰a ̄1)
2.57 12.79 9.17 1.80 0.10

Phosphorus (t􀅰a ̄1)
1.31 6.29 0.82 0.65 0.04

Potassium (t􀅰a ̄1)
5.56 26.75 6.82 6.47 0.22
净化大气环境
Environmental
purification
提供负离子
Air anion supply (1015个􀅰a ̄1)
840 033 6 819 735 7 297 454 2 830 500 8 297
吸收 SO2
SO2 absorbtion (kg􀅰a
 ̄1)
10 854.48 64 891.68 22 818.51 6 471.45 912.78
吸收氟化物
Fluoride absorbtion (kg􀅰a ̄1)
429.195 2 565.87 128.7 36.5 15.48
吸收 NOX
Nitrogen oxides absorbtion (kg􀅰a ̄1)
553.80 3 310.80 1 544.40 438.00 36.00
滞尘
Dust detainment (kg􀅰a ̄1)
3 064 360.00 18 319 760.00 2 602 314.00 738 030.00 21 655.00
释放萜烯类物质
Terpenoids chemicals release (kg􀅰a ̄1)
0.1255 0.8264 0.1997 0.0775 0.0003
0.001 3 kgꎮ
3.3 不同林分类型服务功能物质量
本研究根据 2.1 公式计算沙塘林场 2009 年五
种林分类型生态系统服务功能的总物质量ꎮ 具体见
表 2ꎮ
3.4 总价值
由 2.1公式和本研究数据计算得出 2009 年沙
塘林场森林生态系统服务功能总价值量为
78 077 001 元􀅰a ̄1ꎬ森林提供的单位面积生态服务
价值为 79 630 元􀅰hm ̄2􀅰a ̄1ꎮ
沙塘林场各功能项森林生态系统服务功能价值
的贡献见图 1ꎬ 其从大到小顺序为涵养水源
( 40 614 336.90 元􀅰a ̄1ꎬ 52. 02%) > 固 碳 释 氧
(17 457 445.76元􀅰a ̄1ꎬ22.36%) >生物多样性保护
(9 846 500.00 元􀅰a ̄1ꎬ 12. 61%) >净化大气环境
(3 947 158.99 元􀅰a ̄1ꎬ5.06%)>保育土壤(2 998 943.74
9787期                  张丽微等: 城市郊区小尺度森林生态系统服务功能评估
图 1  森林生态系统服务功能总价值
Fig. 1  Total value of ecosystem services in Shatang forestry farm
元􀅰a ̄1ꎬ3.84%) >森林游憩(2 412 000.00元􀅰a ̄1ꎬ
3. 09%) > 积累营养物质 ( 800 615.81 元 􀅰 a ̄1ꎬ
1.03%)
3.5 不同林分类型生态系统服务功能价值
沙塘林场各林分类型生态系统服务功能的价值
位于 417 225.456~38 313 416.71 元􀅰a ̄1之间ꎬ各林
分类型由大到小的顺序为松类(38 313 416.71 元􀅰
a ̄1) >桉类(26 942 940. 71 元􀅰a ̄1) >其他阔叶林
(6 974 322.2 元􀅰a ̄1) >杉木类(5 429 096.1 元􀅰
a ̄1)>经济林(417 225.456 元􀅰a ̄1)ꎮ 各林分类型单
位面积价值位于 58 820.11~104 673.43 元􀅰hm ̄2􀅰
a ̄1之间ꎬ各林分类型由大到小的顺序为桉类
(104 673.43 元􀅰 hm ̄2 􀅰 a ̄1 ) >其他阔叶林 ( 95
538.66 元􀅰hm ̄2 􀅰a ̄1) >经济林 (69 537. 58 元􀅰
hm ̄2􀅰a ̄1)>松类(69 433.52 元􀅰hm ̄2􀅰a ̄1)>杉木类
(58 820.11元􀅰hm ̄2􀅰a ̄1)ꎮ
4  讨论与结论
4.1 沙塘林场生态系统服务功能价值量分析
沙塘林场森林生态系统服务功能的总价值为
78 077 001 元􀅰a ̄1ꎬ森林提供的单位面积生态服务
价值为 79 630 元􀅰hm ̄2􀅰a ̄1ꎮ 沙塘林场森林生态
系统服务功能价值量最大的是涵养水源与固碳释
氧ꎬ其次是生物多样性保护与净化大气环境ꎬ然后是
保育土壤与森林游憩ꎬ积累营养物质处于最后ꎮ 涵
养水源、固碳释氧和生物多样性保护价值合计占到
总价值的 86.99%ꎬ这说明涵养水源、固碳释氧和生
物多样性保护功能在沙塘林场森林生态系统服务功
图 2  不同林分类型服务功能单位面积价值
Fig. 2  Value per unit area of different ecosystem services
能的总价值中的地位不可小觑ꎬ是当地主要的生态
服务功能ꎬ这也与广西区森林生态系统服务功能总
价值的估算一致(王兵ꎬ2013)ꎮ
4.2 不同林分类型价值量分析
沙塘林场各林分类型生态系统服务功能的价值
位于 417 225.456~38 313 416.71 元􀅰a ̄1之间ꎬ各林
分类型由大到小的顺序为松类>桉类>其他阔叶林>
杉木类>经济林ꎮ 各林分类型单位面积价值位于
58 820.11~104 673.43 元􀅰hm ̄2􀅰a ̄1之间ꎬ各林分类
型由大到小的顺序为桉类>其他阔叶林>经济林>松
类>杉木类ꎮ 松类、桉类是沙塘林场分布面积最广
的类型ꎬ其总价值量也最大ꎬ但从单位面积的价值量
来看ꎬ桉类的价值量最大ꎬ松类仅排在第 4 位ꎬ其单
位面积价值量不大ꎬ但由于分布广ꎬ因此柳州市不能
忽视松类生态系统服务功能价值ꎮ
088 广  西  植  物                                  36卷
4.3 涵养水源在沙塘林场生态系统服务功能中的重
要地位
沙塘林场各功能项的森林生态系统服务功能价
值中ꎬ涵养水源占总价值的 52.02%ꎬ在生态系统服
务功能中占据重要位置ꎮ 沙塘林场单位面积涵养水
源量为 5 051.04 m3􀅰hm ̄2􀅰a ̄1ꎬ而广西区单位面积
涵养水源量为 3 368. 32 m3 􀅰hm ̄2 􀅰a ̄1(王兵等ꎬ
2013)ꎬ即广西城市郊区小尺度森林与整个广西平
均值相比ꎬ单位面积涵养水源量多 1 682.72 m3􀅰
hm ̄2􀅰a ̄1ꎬ说明小尺度森林对整个城市的涵养水源
起更加重要的作用ꎮ 一般ꎬ像沙塘林场这样的城市
郊区小尺度森林无大的河流经过ꎬ也无大型湖泊ꎬ能
调节水量的只有已有的森林ꎬ因此ꎬ森林涵养水源的
地位举足轻重ꎮ
4.4 森林的碳汇作用
2009年ꎬ广西森林每年每公顷固碳量为 3.52 t
(折算成吸收二氧化碳 12.91 t) (王兵等ꎬ2013)ꎬ而
沙塘林场每年每公顷固碳量为 5.27 t(折算成吸收
二氧化碳 19.32 t)ꎬ可见城市郊区小尺度森林固碳
作用更加明显ꎮ 作为中心城市的后花园ꎬ郊区森林
要发挥最大的优势ꎬ通过提供碳汇功能来为城市服
务ꎬ这样城市中心与郊区实现互补ꎮ 这说明城市郊
区的小尺度森林能起到城市碳库的作用ꎮ
4.5 城市郊区的森林游憩作用
目前ꎬ我国大城市周边的郊区已成为城市人群
休息游玩的主要场所ꎬ有离城市中心近、环境良好的
优点ꎮ 沙塘林场位于柳州市北郊ꎬ良好的环境越来
越吸引游客ꎮ 而在生态系统服务功能价值比重中ꎬ
森林游憩占了 3.09%ꎬ远大于广西区森林游憩的平
均价值占比(0.19%)(王兵等ꎬ2013)ꎬ因此ꎬ我们要
发挥城市郊区森林的这种优势ꎬ为城市人群提供良
好的休息环境ꎬ为城市发展服务ꎮ 同时ꎬ郊区小尺度
森林也能为柳州生态旅游建设提供载体ꎬ促进人与
自然和谐发展ꎮ
4.6 城市郊区小尺度森林对生态建设的作用
柳州城市郊区小尺度森林相比于整个广西区森
林而言ꎬ在生态系统服务功能价值上能发挥更大的
作用ꎬ尤其是在涵养水源、固碳、森林游憩等生态功
能上ꎬ这与柳州市目前大力发展的生态旅游方向一
致ꎬ尤其是生态乡村游ꎬ发挥好沙塘林场的各项生态
系统服务功能ꎬ能为柳州市生态建设提供帮助ꎮ
综上所述ꎬ用森林生态系统服务功能评估方法
对城市郊区小尺度森林的各项服务功能及价值进行
评估是可行的ꎬ能够准确反映小尺度森林的服务特
点ꎬ能充分发挥城市中心与城市郊区的优势ꎬ实现互
补ꎬ为各大城市生态建设提供科学建议ꎮ 但应当看
到ꎬ受目前科学技术水平、指标体系、数据的取得等
多方面的限制ꎬ该评估中有部分价值是不完全的ꎬ如
森林防护、降低噪声就无法进行计算ꎬ因此ꎬ在未来
的研究中ꎬ可进一步完善评估方法ꎬ使其与实际契合
更紧ꎬ同时ꎬ也可对森林生态系统服务功能进行动态
评估ꎬ从而指导城市的可持续发展ꎮ
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1887期                  张丽微等: 城市郊区小尺度森林生态系统服务功能评估