陕北榆阳区植被生态系统固碳释氧价值动态

摘要:本文对陕北榆阳区1988~2003年间的植被生态系统在固定CO2和释放O2方面的生态服务功能价值的变化情况进行了估算和分析。

Abstract: This paper analyses and estimates ecological service function value of Yuyang district 1988~2003 vegetation ecosystem on fixing carbon and releasing oxygen.

关键词:榆阳区;固碳释氧;生态价值测评;动态变化

Key words: Yuyang district;fixing carbon and releasing oxygen;ecological value assessment;dynamic change

中图分类号:X21文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)13-0007-02

0引言

由于生态系统服务功能自身特点,使其很难纳入国民经济核算体系,因此,有效评价生态系统服务功能价值成为近年研究的热点和前沿问题。众多中外学者都在尝试生态系统服务功能价值的测算方法[1-2]。定量评价植被生态系统固定CO2和释放O2功能是生态系统服务功能定量研究重要内容之一。本文以地处风沙过渡带的榆阳区为研究样区,运用物质量和价值量评价方法,对植被生态系统固定CO2和释放O2功能价值的时空动态情况进行了估算和分析,为生态脆弱区的生态建设和生态保育政策的制定提供参考。

1研究区概况

榆阳区位于108°58′～110°24′E、37°49′～38°58′N,地处毛乌素沙漠与陕北黄土高原丘陵沟壑区连接地带;东西宽128 km,南北长124 km,总面积约为7 053 km2。境内地形地貌大致以长城为界,西北为风沙草滩区,东南属黄土高原丘陵沟壑区。为研究人类活动强度对榆阳区植被生态系统固碳释氧价值影响,以建成区为中心,将该区划分为城区、近郊区和远郊区。城区部分包括城市建成区和榆阳乡;近郊区包括芹河乡、牛家梁镇、青云乡和刘官寨乡;其它23个乡镇为远郊区。

2研究方法

2.1 植被净第一性生产力算模型植被净第一性生产力测评模型很多[3~4],本研究考虑到研究区的特殊地理位置,并通过到刘官寨乡、马合镇、安崖镇等处实地考察验证,选择了以下模型测算榆阳区植被净第一性生产力。

林地测算模型:

NPP=RDI××Exp(-)

园地测算模型:

NPP=EXP(0.0015RDI+0.0013)

RDI= L=2500-2.4t Rn=Ra(1-V′)-I

Ra=R0×(0.248+0.752×n/N)

I=(0.39×T-0.05×δ×e)×(0.10+0.9×)×(s×)

式中:NPP为植被净第一性生产力(g/cm2.a),RDI为辐射干燥度,r是降水量(mm),Rn是净辐射(J/cm2.a);L是水的蒸发潜热 (J/g),t是年平均气温(℃);Ra是总辐射量(J/cm2.a),I是长波有效辐射(J/ha.a-1),V’是地表反射率;R0为天文辐射 (J/cm2.a),n/N是日照百分率;Ta是月平均气温(绝对温度),ea是月平均水气压(Pa);δ=0.95;s=0.567×10-4e・cm-1・s-1・d-1。[5]

依据榆阳区1988~2003年的气候资料[6]测算出研究时段内每年的林地和园地单位面积净第一性生产力,牧草地单位面积净第一性生产力测评则参照榆阳区1982年草原普查[7]结果的实际产量做调整,与林地的计算方法相结合,采用系数修正的方法测算(见表1)。

2.2 植被生态系统固定CO2 和释放O2功能价值测算模型根据光合作用方程式,每生产1.00kg干物质能固定1.63kg CO2,以此为基础,从生态系统的净第一性生产力物质量可以测算出榆阳区生态系统固定CO2的物质量,再使用造林成本法可以估算出其固定CO2的价值,本文采用中国造林成本260.90元/t。

每生产1.00kg的净第一性生产力物质量释放1.2kg的O2,以此为基础,从生态系统的净第一性生产力物质量可以测算出榆阳区生态系统固定O2的物质量,再使用造林成本法和工业制氧法估算出该区生态系统释放O2的价值,本文采用中国造林成本352.93元/t和工业制氧成本0.4元/kg[5]。

3结果分析

3.1 植被生态系统固定CO2和释放O2功能价值时间变化特点分析由表1可见:研究期内榆阳区生态系统固定CO2和释放O2的能力在加强;15年中,固定CO2的数量增加了35.46×104t/a,按我国的造林成本折算其价值量增加了9252.11×104元/a;释放O2的数量增加了26.11×104t/a,按造林成本法折算其价值量增加了9214.02×104元/a,按工业制氧法计算其价值增量为10442.88×104元/a,取上述两种测算结果的平均值为9828.45×104元/a;研究期内榆阳区生态系统固定CO2和释放O2的能力增强了7.75%,在榆阳区生态系统固定CO2和释放O2的数量、价值量的增量中,园地贡献了31.82%,林地贡献了95.56%,草地贡献了-27.38%;榆阳区生态系统固定CO2和释放O2的数量、价值量在增长的总趋势中存在时段变化差异,1988~1999年和2001~2003年两时段为明显上升期,1999~2001年段为下滑期。

3.2 植被生态系统固定CO2和释放O2功能价值空间差异分析

由表2可见,榆阳区植被生态系统固定CO2和释放O2价值量及其变化情况在城区、近郊和远郊的差异性表现为:在1988~2001年间,城区和远郊植被生态系统固定CO2和释放O2总量增加,增幅分别为173.23%和7.23%,而近郊则在1988年的基础上减少了9.68%;城区的增量来源于行政范围的扩展、城区绿地建设,远郊的增量则是国家在该区实施的生态措施对远郊生态系统结构大幅调整的结果,近郊区总量的减少体现了其为城乡过渡带的典型特征,在近郊植被生态系统被建设用地占用,面积减幅大,其固定CO2和释放O2总量必定锐减;

此外,西北部风沙草滩区固定CO2和释放O2的年度价值总量在研究期内增加了4.44%,其中1988~1998年为上升期,1998~2001年则持续下降;而东南部黄土丘陵沟壑区在研究期内固定CO2和释放O2的价值除2000~2001年段略有下降外,整个研究时段处于持续增加态势,期末增幅达11.15%;西北部风沙草滩区平均单位土地面积所拥有的生态系统固定CO2和释放O2的价值约为东南部的1.55倍。

4结论

(1)榆阳区植被生态系统固定CO2和释放O2的数量、价值量在1988~1999年和2001~2003年两时段为明显上升期,1999~2001年段为下滑期,期末总量增加了7.75%。

(2)研究期内,城区和远郊植被生态系统固定CO2和释放O2增幅分别为173.23%和7.23%,而近郊则在1988年的基础上减少了9.68%。西北部和东南部植被生态系统固定CO2和释放O2的年度价值量都呈现先增后减、总体增加的变化趋势,但西北部的增幅明显低于东南部。

(3)研究期区内土地利用类型结构调整使区内植被生态系统固碳释氧功能得到了优化,对本区的经济、环境和社会的和谐发展产生了积极作用;但西北部及近郊的植被生态系统固碳释氧功能价值下滑的情况应予关注,同时对草地退化更应采取有效措施应对。

参考文献:

[1]杜加强,王金生,滕彦国,等. 重庆市生态系统服务价值动态评估[J]. 生态学杂志,2008,27(7):1187-1192.

[2]任志远,李晶.陕南秦巴山区植被生态功能的价值测评[J].地理学报,2003,58(4):503-511.

[3]周广胜,郑元润,陈四清. 自然植被净第一性生产力模型及其应用[J]. 林业科学,1998,34(5):2-11.

[4]郑元润,周广胜,张新时,等.农业生产力模型初探[J].植物学报,1997,39(9):831-836.

[5]李金昌.生态价值论[M].重庆大学出版社,1999.

[6]榆阳区统计局.榆阳区统计年鉴[M].中国统计出版社,1981-2004.

[7]榆林市志编纂委员会. 榆林市志[M].三秦出版社,1996.