市区人工森林生态服务价值述评

1研究区概况与研究方法

1．1研究区概况

区内年平均气温9．1℃，极端最高温39．1℃，极端最低温－23．1℃，≥10℃的积温为3242℃，多年平均降水量327．7mm，多集中在7—9月；多年平均蒸发量1468mm，是降水量的4．4倍；相对湿度为58％；多年平均日照时数2607．6h；无霜期185～200d；年平均风速仅为0．94m•s－1，静风次数占观测次数的53．4％。兰州全年干燥，底层大气具有逆温现象，加重了空气污染，该区域自然灾害主要为干旱［13－18］。在全国实施退耕还林（草）和大力推进生态环境恢复、建设的前提下，中央和当地政府决定投资16．8亿元，绿化兰州市南北两山。截止2005年南北两山绿化面积已经达到39078．10hm2，成活各类树木1．5亿株，植物种类达59科248种，常见的脊椎动物达76种。这对改善兰州投资环境，推动西部大开发战略，加快西北中心城市建设步伐，促进兰州经济发展和社会进步，以及实施国家可持续发展战略都将产生重要影响。

1．2数据来源与处理

采用的数据源主要包括：2005年8月LandsatTM卫星影像，1∶10万地形图，当地地理位置、气候、水文、人口、土壤等统计资料为基础数据，以张灵［19］对兰州市南北两山调查数据及2005甘肃省及兰州市统计年鉴作为辅助数据。影像处理在ERDAS软件下完成。首先，选择合适的波段组合进行遥感影像的合成。采用4、3、2波段假彩色合成能够较好地反映植被生长状况，而且能对地表最基本的几种覆盖类型加以明显区分，视觉效果较好，被人们普遍采用，尤其是目视解译。然后对影像做线性图像增强，几何精校正采用二次多项式模型，像元重采样用最邻近点法，校正后像元分辨率为30m，校正误差平原地区小于1个像元（即小于30m），山区小于两个像元（即小于60m）。结合研究区自然环境特点和相关地学信息，通过野外考察以及遥感影像分析建立研究区土地利用解译标志，根据建立的遥感解译标志，以校正好的地形图为底图，以ArcMap为交互式解译界面，在屏幕上利用自由笔在矢量方式下勾绘土地利用类型界线，以数字文字符号作注记，并在野外对遥感判读结果进行修正，生成土地利用专题图，再将解译结果导入地理信息系统软件ArcGIS9．2下进行拓扑分析、属性赋值和统计计算得到土地利用的基本数据。

1．3评价指标体系构建

参考前人的研究［8，10，20－21］，结合兰州市南北两山实际调查情况，根据森林生态系统服务功能指标体系评价原则、指标体系筛选思路、方法，提出适合该研究区的森林生态系统服务价值评价体系（图1）。

2兰州市南北两山生态系统服务价值评估

2．1经济效益

经济效益是由系统对目前的生产或消费直接贡献决定，也就是指系统直接满足人们的生产和消费需要的价值。如木材、薪炭材、野生药物、林副产品及森林游憩等，都是直接经济价值。

2．2生态效益

生态效益价值即为间接使用价值，是由森林生态系统提供的可用来支持目前生产和消费活动功能的价值，是不能直接进入生产和消费过程的，但为生产和消费提供支持和保障。森林生态服务的功能价值主要体现在涵养水源、维持大气平衡、固土保肥和保护生物多样性等，是其生态服务价值的主体，也是最容易被人们忽视的价值，对这部分价值进行定量评估对确切评价森林生态系统服务价值有重要意义。

3结果与分析

3．1城市人工森林生态服务价值

2005年兰州市南北两山工程区城市人工森林生态服务总价值为15．59亿元•a－1；以各项服务价值大小为依据，由大到小为：森林游憩＞维持大气平衡＞涵养水源＞林副产品＞固土保肥＞保护生物多样性＞木材＞薪炭材（表1）。这是对兰州市南北两山人工森林生态系统服务的评价是一个初步研究，有一定的不足之处；但由此可以看出，工程区森林生态服务效益非常显著，这对于在全球变化的背景下，节能减排、保护环境、改善人民生活环境，实现西部地区可持续发展有重要的现实意义。

3．2城市人工森林生态系统服务价值的组成特征

在计算研究区人工森林生态系统服务价值的基础上，对人森林生态系统服务价值的组成特征进行分析，以期能为政府更加合理的进行城市规划提供理论依据。由表1及图2可以得出，兰州市南北两山人森林生态系统服务价值为15．59亿元•a－1；其中，森林游憩效益最大为5．08亿元•a－1，占总系统服务价值的32．07％；这主要是由于在兰州市的人均绿地较少，在南北两山工程实施后，随着两山绿地面积的增加，依托现有的森林、文化资源和设施条件，发展一些特色的建筑、娱乐、餐饮、养殖等产业，极大催生了生态旅游的发展。生态效益为8．467亿元•a－1，占总系统服务价值的54．31％；经济效益为7．123亿元•a－1，占总系统服务价值的45．69％；两者相差比例不大，这与靳芳等［8］对中国森林生态系统服务研究的结果（间接价值是直接价值的14．94倍）不同。这主要是由于自然生态系统的物种组成多样，系统组成比较合理，稳定性较强，从而其生态效益趋于最大化；而人工生态系统有目的性，在其建立之初就必须要考虑到人们的支持性和积极性，因此，在其建设过程中，对其经济效益强调的比较多，同时，由于兰州市地处西北黄土高原半干旱区，城市人均绿地较少；因此，在南北两山绿化工程实施完成之后，随着南北两山绿化面积的增大及生态旅游的大力发展，使其成为兰州市人民休闲、避暑和度假的好去处，从而使得人工森林生态系统服务价值中的森林游憩效益所占比例也较大，故而其经济效益（直接价值）比例增大。正是由于人工生态系统是人为的、有目的性的建立的生态系统，因此，人工生态系统服务价值在组成上明显不同于自然生态系统。

4讨论

计算结果表明，2005年兰州南北两山工程区人工森林生态系统服务功能价值为15．59亿元•a－1；通过对人森林生态系统服务价值组成特征分析表明，由于城市人工生态系统在其建设工程中，是有目的性的；且兰州市位于甘肃中部，属黄土高原、蒙新高原和青藏高原3大高原交汇区，也是中国东南季风区、西北干旱区和青藏高寒区3大自然区交汇区，其地区的特殊性以及兰州市绿地资源的稀缺性使得其生态服务价值组成特征表现为经济效益（直接价值）与生态效益（间接价值）的比例相差不大，其组成也与自然生态系统不同。因此，在进行城市生态服务价值评估时不能按照自然生态系统的模式，需要考虑地区的特殊性、城市人工森林系统建设的人为性和明确的目的性以及该区域的资源紧缺性等因素。这对于丰富城市人工森林生态服务价值评估理论及生态功能区划具有一定的借鉴价值。在此对兰州市南北两山人工森林生态系统服务的评价是一个初步研究，有一定的不足之处；如：随着兰州市的发展，城市机动车辆的不断增加，交通噪音和空气污染都将发生变化；且生态系统是一个整体，遵从系统学“整体大于部分之和”的理论，对给类价值的简单相加必定小于系统总体的服务价值。但是，仍能反映出其所提供的价值的重要程度，可以让人们对植被生态系统的服务价值有一个间接认识，同时为兰州市南北两山绿化工程实施的正确性给与评价。在全球变化的背景下，节能减排、环境保护成为人们的共识；通过本研究对积极探索西部严重缺水地区经济有效的CO2减排林区建设实施方案，对该区生态环境的持续改善和维护生态安全和区域的经济发展将具有重要的现实意义。对积极探索西部地区的生物减排及到水土资源及生态安全问题，是改善生态环境，实现西部地区可持续发展的基础，对进行人工生态系统服务评价具有很重要的借鉴意义。

作者：谭明亮 段争虎 陈小红 张瑞君 单位：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所