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重新安装浏览器，或使用别的浏览器潭江流域森林生态系统服务功能及其价值研究_伤城文章网
潭江流域森林生态系统服务功能及其价值研究
中山大学 硕士学位论文 潭江流域森林生态系统服务功能及其价值研究 姓名：黄海伟 申请学位级别：硕士 专业：环境科学 指导教师：管东生
摘要潭江流域森林生态系统服务功能及其价值研究专 业：环境科学 硕士生：黄海伟 指导教师：管东生教授摘要森林生态系统的生态服务功能是指森林生态系统及其生态过程为人类提供 的自然环境条件与效用。它为人民的生活和经济建设提供多种直接和间接的生态 系统服务功能。随着经济全球化、人口急剧增加和人类对土地的不合理开发利用， 森林作为陆地生态系统最大的植被类型正日益遭到破坏，生物多样性锐减，生态 系统服务功能严重下降。 本论文以潭江流域森林生态系统为研究对象，分析了森林生态系统木材生 产、涵养水源、土壤保持、营养物质循环与贮存、净化空气和固碳释氧等６项生 态系统服务功能的内涵，并从物质量和价值量两方面对其服务功能进行评价。研 究结果表明：潭江流域森林生态系统木材生产功能价值为２０５０１１．３万元／ａ，涵养 水源功能价值为１２２８７５．３万元／ａ，土壤保持功能价值为４２９５６．５万元，ａ，营养元 素循环与贮存功能价值为１０４９９．６万元／ａ，净化空气功能价值为１６０５５０．０万元／ａ， 固碳释氧功能价值为３２１１６８．０万元／ａ，生态系统服务功能总价值为８６３０６０．７万 元／ａ；单位森林面积的服务功能价值为１４８９７元／ｌｌａ，远大于全国森林生态系统单 位面积的服务价值；在各项价值构成中大气调节功能（固碳释氧和净化空气）价 值占总价值的６８．３％，木材价值占总价值的２３．７５％；间接服务功能价值和直接 服务功能价值之比是３：１；各种森林类型服务功能价值顺序为：针叶林＞阔叶林 ＞疏林、灌木＞其他林地＞竹林＞经济林。 考虑到对迄今对生态系统服务功能了解的局限性以及计算方法和参数的缺 陷，实地监测数据的缺少，其得出的估计值应偏低于实际价值，有特于今后进一 步深入研究。 关键词：潭江流域森林生态系统生态系统服务功能物质量评价价值量评 价！坐查兰堕圭兰壁堡兰 Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｆｏｒｅｓｅｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｖａｌｕｅ ｉｎＴａｎｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ Ｄｒａｉｎａｇｅ ＢａｓｉｎＭａｊｏｒ：Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ．Ｎａｍｅ：Ｈｕａｎｇ Ｈａｉｗｅｉ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＧｕａｎ ＤｏｎｇｓｈｅｎｇＡＢＳＴＲ ＡＣＴＦｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅｓａｒｅｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｗｈｉｃｈ ｆｏｒｅｓｔｅｃｏｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｔｈａｔ ｍａｋｅ ｔｈｅｍ ｕｐ，ｓｕｓｔａｉｎ ａｎｄ ｆｕｌｆｉｌｌ ｈｕｍａｎ ｌｉｆｅ．Ｉｔｓｕｐｐｌｉｅｓ ｄｉｒｅｃｔ ａｎｄ ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｔｏ ｔｈｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ｈｕｍａｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆｅｃｏｎｏｍｙ．Ｗｉｔｈｔｈｅｇｌｏｂａｉｉｚａｔｉｏｎｏｆ ｅｃｏｎｏｍｙ，ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｏｆ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ，ｏｎｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｎｄ，ａｓ ｔｈｅ ｂｉｇｇｅｓｔ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｔｙｐｅｅａｒｔｈ，ｆｏｒｅｓｔ ｉｓ ｂｅｉｎｇ ｄａｍａｇｅｄ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ，ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｓ ｂｅｉｎｇ ｄｉｍｉｎｉｓｈｅｄｉｎｔｅｎｓｅｌｙ，ａｎｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅｓａｒｅｄｅｓｅｅｎｄｉｎｇ ｓｅｖｅｒｅｌｙ．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｔａ ｏｆ ｔｈｅ Ｊｉａｎｇｍｅｎ Ｃｉｔｙ’ｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｉｎ ２００２， ｔｈｅ ｔｈｅｓｉｓ ａｎａｌｙｚｅｓ ａｎｄ ｖａｌｕａｔｅｓ ｔｈｅ ｆｏｒｅｓｔ Ｄｒａｉｎａｇｅｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅｓｏｆＴａｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ，ａｎａｒｅａｏｆ ４１２４７９．３ ｈａ ｍａｉｎｌｙ ｌｏｃａｔｅｓ ｉｎＪｉａｎｇｍｅｎＣｉｔｙ，ｗｉｔｈ ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ Ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅｓａｒｅｍｅｔｈｏｄ（ＰＡＭ）ａｎｄｖａｉｕｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｆＶＡＭ）．ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｗｏ ｍａｉｎ ｇｒｏｕｐｓ：ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｌｉｆｅ ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ａｎｎｕａｌ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｖａｌｕｅ ｏｆ 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类提供了食物、医药及其它工农业生产的原料，而且维持了人类赖以生存和发展 的生命支持系统（Ｄａｉｌｙ，１９９７；欧阳志云，王如松，赵景柱，１９９９）。随着地球 人口的急剧增加和全球经济的高速发展，人类对自然资源的利用日益加剧，长期 不合理的开发，使不同空间尺度的生态系统受到破坏，生态系统服务功能严重下 降，导致水土流失加剧，土地退化，生物多样性锐减，全球变暖等一系列生态问 题。生态系统服务功能的退化己成为当今人类社会可持续发展的主要问题。区域生态系统服务功能评价是指从区域尺度上对生态系统为人类提供的服务进行定性或定量的研究。区域生态系统服务功能的定量研究可以有效地帮助人 们了解生态系统为人类提供的各种产品和服务的价值，认识保育生态系统的意 义，打破传统的商品价值观念，为生态资源的合理定价与有效补偿提供科学依据。 另外，通过区域生态系统服务功能的定量研究，能够确切地找出区域内各生态系 统的重要性，明确区域内生态系统敏感性空问分布特征，确定优先保护生态系统 和优先保护地区。只有在明确了生态系统提供给人类的服务功能价值的基础上， 才能科学合理地进行生态区划和生态规划，在时间尺度和空间尺度上实现资源的 合理利用，保证区域内与区域问当代人以及代际间资源利用的公平性，摄终实现 区域可持续发展。中山大学硕士学位论文生态系统服务功能的研究主要内容如下： 生态系统服务功能内容研究；基于生态学基础，研究生态系统过程机理，力 求全面准确的反映出生态系统所提供的各项服务。生态系统服务功能价值估算；运用各种经济学手段和方法，将生态系统服务功能进行货币化，建立自然与经济之间的纽带，形成与市场经济接轨的评价标准。 生态系统服务功能内容的研究在传统的生态学研究中有了～定的基础；目 前，生态系统服务功能的研究主要集中在对自然生态系统服务功能进行定量评 价，是当前生态系统服务功能研究的热点和难点，它包括物质量评价和价值量评 价。但由于生态系统及其服务功能的复杂性与多样性，生态系统服务功能定量评 价研究还不成熟，这主要体现在评价物质量的指标不全面、不统一，各指标之间 的关系不明确。另外，生态系统服务功能价值化方法也没有完全成熟，没有形成 统一的能够完拯反映生态系统服务功能的标准。 本文系统地综述了生态系统服务功能研究的产生、发展、现状及研究趋势； 探讨了区域尺度森林生态系统服务功能的内涵；详细阐述了区域森林生态系统服 务功能的形成；从物质量和价值量两个方面探讨了区域森林生态系统服务功能的定量评价方法；以潭江流域为例定量评价了潭江流域森林生态系统服务功能。２２．生态系统服务功能研究概述、选蹶依据及意义２．生态系统服务功能研究概述、选题依据及意义２．１生态系统服务功能研究的产生与发展虽然人类对生态系统服务功能的研究才刚刚起步，但是我们的祖先早就意识到了生态系统对人类社会发展的支持作用。早在古希腊，Ｐｌａｔｏ就认识到雅典人对森林的破坏导致了水土流失和水井的干涸。中国古代风水林的建立与保护也反 映了人们对森林保护村庄与居住环境作用的认识。也许，美国学者Ｇｅｏｒｇｅ Ｍａｒｓｈ 是第一个用文字记载生态系统服务功能的人（Ｍａｒｓｈ Ｇ Ｐ．，１８６４），他在１８６４年 出版的（ＭａｎａｎｄＮａｔｕｒｅ））一书中，首先提出，空气、水、土壤和各种动植物一切因素都是大自然赐予我们的宝贵财富。Ｍａｒｓｈ也意识到自然生态系统分解动植物尸体的服务功能。他首次对资源是无限的这个长期以来的错误认识提出质疑和 批评，但是由于当时工业生产的犬背景，他的研究没有得到充分的重视。 四十年代以来生态系统概念与理论的提出和发展，促进了人类对生态系统结 构与功能的认识和了解，并为人类研究生态系统服务功能提供了科学基础。自七 十年代以来，生态系统服务功能开始成为一个科学术语及生态学与生态经济学研 究的分支。１９７０年，ＳＣＥＰ（ＳｔｕｄｙＩｍｐａｃｔＯｉｌｏｆＣｒｉｔｉｃａｌ ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｂｌｅｍｓ）在｛Ｍａｎ’ｓｔｈｅ ＧｌｏｂａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ报告中首次使用了“Ｓｅｒｖｉｃｅ”一词（ＳＣＥＰ，１９７０），并提出了自然生态系统对人类的“环境服务”功能，包括害虫控制、昆 虫传粉、渔业、土壤形成、水土保持、气候调节、洪水控制、物质循环与大气组 成等方面。 随着人们对资源、环境、人口之间关系的日益关注，生态系统对人类提供的 功能服务也逐渐成为生态系统生态学研究的重要内容。１９８１年，ＥｈｒｌｉｃｈＰＲ．在论述生物多样性的丧失将会怎样影响生态服务功能时（Ｅｈｒｌｉｃｈ，１９８３），首次使 用了生态系统服务功能（ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅｓ）一词。同时，亦出现了自然服务功 能（Ｗｅｓｔｍａｎ ｗ．Ｅ．， 认和普遍使用。 １９７７）一词，生态系统服务功能这一术语逐渐为人们所公中山大学硕士学位论文在这期间随着环境经济学、资源经济学等学科的发展，人们开始从经济角度，以货币形式评价生态系统为人类提供的功能大小。最先将经济与生态环境结合在 一起的是美国经济学家米歇尔（米歇尔，１９７２），他提出生产过程中存在“外部 不经济性”，指出入｛ｆ】在经济生产过程中消耗了环境资源，这部分的消耗同样也 是生产成本的重要组成部分，将经济效益与生态效益联系。认为生产过程中消耗 的外部成本，即生态成本，应该纳入到国民经济核算中。 １９７２年Ｖｉｃｔｏｒ在其著作《污染、经济和环境》中明确提出环境污染损失价 值是经济核算必不可少的组成部分。１９７９年，自然资源学家Ｃｏｏｋ提出自然资源 价值的概念。随后又有人提出了生态价值、生物多样性价值、生态经济价值等自 然与经济相结合的概念。人们从不同角度，基于不同的目的对自然生态系统的价 值进行了探讨。 资源经济学家维塞尔提出了资源利用的边际效应。他指出某一财物耍有价 值，必须既有效用，又有稀缺性，两者相结合为边际效用，这种边际效用决定的 价值在理论上称之为“价值”，资源的价值取决与开发成本的大小。现代资源学 家指出资源的开发利用成本包括三个方面内容，即资源生产成本，资源消耗成本 和环境污染成本。 资源生产成本，资源生产过程中所耗费的各种生产要素的成本； 资源消耗成本，指资源在其存量有限的条件下，由于开采和使用而造成资源 存量减少所导致的损失；环境污染成本，指资源在使用过程中，由于废渣、废气、废水和噪音的产生 而导致的环境污染及其带来的损失。１９９２年，Ｇｏｒｄｏｎ．Ｉｒｅｎｅ（１９９２）在其著作中对生态价值进行了分类分析，指出 生态价值包括两个方面，即使用价值和非使用价值，使用价值包括直接使用价值 和间接使用价值。具体如图２－１所示：４２．生态系统服务功能研究概述、选题依据及意义图２－１生态价值分类Ｆｉｇ．２－１ ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ ｏｆｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｖａｌｕｅ直接使用价值是指可以直接消费的产品，又可以分为直接实物和直接服务； 直接实物指有形的、消耗性的资源产品，如食物量、生物量等；直接服务指无形 的、非消耗性的服务利用，如旅游、科学、文化价值等。 间接使用价值是指生态系统功能所带来的社会效益，这些功能可维持经济活 动和人类福利，如防风固沙，净化空气等功能。 选择价值是指将来的直接和间接使用价值，表示人们为将来选择利用某种资 源而愿意付出的费用，可分为三类：为自己将来幂Ⅱ用；为子孙后代将来利用：为 别人将来利用； 遗产价值是指为后代保留使用价值和非使用价值的价值，可分为两方面：当 代人为了将某种资源留给子孙后代而资源付出的费用；和园受益于某种资源存在 的知识而产生的效益和知识。 存在价值是指人们为确保某种资源存在（包括某知识存在）而自愿付出的费 用，它是实物本来就存在的一种经济价值，与人类存在与否无关，如物种、遗传 资源、生态系统等。 上述这些研究大大推动了生态系统服务功能研究的产生与发展。中山大学硕士学位论文２生态系统服务功能的定义Ｄａｉｌｙ（Ｄａｉｌｙ，１９９７）在其著作“生态系统服务功能”中，首次提出生态系 统服务功能的定义。即生态系统服务功能是指自然生态系统及其物种所提供的能 够满足和维持人类生活需要的条件和过程。他在为人类提供物质资料的同时，还 创造与维持了地球生命支持系统，形成了人类生存所必需的环境条件。 Ｃｏｓｔａｎｚ，Ｒ等人指出，生态系统服务功能就是指生态系统对人类的功效。在 对全球生态系统服务功能价值进行估算的同时，他们还将全球生态系统服务划分 为１７类生态系统服务功能（Ｃｏｓｔａｎｚ，１９９７）：即大气调节；气候调节；干扰调节； 水调节；水供给；侵蚀控制和沉积物保持；促进土壤发育：保持营养循环；废物 处理；授粉；生物控制；庇护所；食物生产；原材料；基因资源；休闲娱乐功能； 文化功能。 在我国，欧阳志云（１９９９）等人提出了生态系统服务功能是指生态系统与生 态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。它不仅为人类提供食物、医药及其它工农业生产的原料，而且维持了人类赖以生存和发展的生命支持系统（Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄＤａｉｌｙ，１９９７； ｓｅｒｖｉｃｅｓａｒｅｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｗｈｉｃｈｔｈｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｔｈａｔ ｍａｋｅ ｔｈｅｍ ｕｐ，ｓｕｓｔａｉｎ ａｎｄ ｆｕｌｆｉｌｌ ｈｕｍａｎ ｌｉｆｅ．欧阳志云，王如松，赵景柱，１９９９）。生态系统服务功能与区域可持续发展息息相关。同时还有其他学者对生态系统服务功能进行了不同的表述， 如生态系统服务是对人类生存及生活质量有贡献的生态系统产品和生态系统功 能（孙刚，２０００），包括由自然生态过程产生并维持的环境和资源条件等。本研 究将生态系统服务功能按目前能否商品化，划分为生态系统产品和生命支持系统 功能。２．２．１生态系统产品 生态系统产品是指生态系统所产生的，能为人类带来直接利益的因子，它包 括食品、医用药品、加工原料、动力工具、欣赏景观、娱乐材料等。生态系统通 过第一性生产与次级生产，合成与生产了人类生存所必需的有机质及其它产品。 据统计每年各类生态系统为人类提供粮食１８亿ｔ，肉类约６亿ｔ（ＷＲｌ，１９９４），同时６２．生态系统服务功能研究概述、选题依据及意义还有提供鱼类约１亿ｔ（ＵＮＦＡＯ，１９９４）。生态系统还为人类提供了木材、纤维、橡 胶、医药资源，以及其他工业原料。生态系统还是重要的能源来源，据估计，全 世界每年约有１５％的能源取自于生态系统，在发展中国家更是高达４０％母ａｕＤ．Ｏｅｔ口ｆ，１９９７）。据研究，人类已知约有８万种植物可以食用，而人类历史上仅利用 Ｔ７０００多种植物（Ｗｉｌｓｏｎ Ｅ．Ｏ．，１９８９），只有１８５种粮食植物被人类广泛种植与利 用，其ｑｕ８２种作物提供了人类９０％的食物（Ｐｒｅｓｃｏｔｔ―ＡｌｌｅｎＲ．ｅｔａｌ，１９９０）。那些尚 未被人类驯化的物种，都由生态系统所维持，它们既是人类潜在食物的来源，还 是农作物品种改良与新的抗逆品种的基因来源。生态系统还是现代医药的最初来 源。 在潭江流域森林生态系统的生态系统产品服务功能中，本文选取其木材生产 服务功能作为其研究对象。２．２．２生态支持系统功能 生态系统是维持地球生命环境的基础，其主要功能包括保存生物进化所需要 的丰富的物质与遗传资源，太阳能；二氧化碳的固定；有机质的合成；区域气候 调节：维持水及营养物质的循环；土壤的形成与保护；污染物的吸收与降解及创 造物种赖以生存与繁育的条件；维持整个大气化学组分的平衡与稳定，以及由于 丰富的生物多样性所形成的自然景观及其具有的美学、文化、科学、教育的价值 等等。生态系统的这些功能虽不表现为直接的生产与消费价值，但它们是生物资 源直接价值产生与形成的环境。 在世界上，几乎已经找不到纯粹自然的生态系统，都或多或少掺有人类活动 的烙印；生态系统服务功能研究的对象是生态系统与人类之间的相互关系，所以 生态系统服务并不能单单限制在自然生态系统范围内。其所指的服务主体也不能 仅仅是自然生态系统。应该包括各种以生态过程为主的半自然和人工生态系统。 可以说，正是生态系统的服务功能，才使人类的生态环境条件得以维持和稳定。 本研究将对潭江流域森林生态系统的涵养水源，土壤保持，营养物质循环贮 存，净化空气和碳氧平衡等服务功能进行研究。中山大学硕士学位论文３生态系统服务功能的内容对生态系统服务功能内容的描述有很多，其中包括Ｄａｉｌｙ在其著作种所指出 的生态系统服务功能包括如下内容： 缓解干旱和洪水 废物的分解和解毒 产生和更新土壤和土壤肥力 植物授粉 农业害虫的控制 稳定局部气候 物质生产 缓解气温骤变、风和海浪 支持不同的人类文化传统 提供美学和文化、娱乐 根据Ｃｏｓｔａｎｚａ（１９９７）等人对全球主要的１６类生态系统进行的分析，提出了１７ 项生态系统服务功能，包括； 气体调节是指对大气化学成分的调节，如保持Ｃ０２和０２的平衡，保持０３ 防紫外线功能等； 气候调节在大尺度的生态系统中，如大面积的森林和草原，都具有调节 区域气候，影响降水的功能； 干扰调节生态系统对环境波动和衰竭具有干扰调节功能，如干旱恢复， 洪水控制，防止风暴； 水调节调节水文循环过程，包括农业、工业、交通的水分供给； 水供给通过水文流为人类生产生活提供用水并储存和保持大量水源，如 水库、含水层和集水区； 侵蚀控制和沉积物保持、土壤发育和养分循环指保持生态系统中的土壤 养分，防止土壤遭受侵蚀的功能； 土壤形成成土过程，岩石风化和有机物质的积累； 养分循环养分的获取、形成、内部循环和存储；废物处理生态系统对于排入其中的污染物质具有分解、处理和解除毒性８２．生态系统服务功能研究摄述、选题依据及意义的功能；授粉植物配子的移动，植物种群繁殖授粉者的供给；生物控制对种群的营养级动态调节，关键种捕食者对猎物种类的控制、 顶级捕食者对草食动物的消减； 庇护所生态系统通过生物控制自动调节物种数量，并为各种生物提供栖 息地： 食品生产总初级生产力中可提取的食物，鱼、猎物、作物、果实的捕获 与采集，给养的农业和渔业生产； 原材料初级生产提供的原料，满足人类生产生活需要，木材、燃料和饲 料的生产； 基因资源特有的生物材料和产品的来源，药物、抵抗植物病源和作物害 虫的基因，装饰物种，为人类健康和发展提供宝贵的基因资源，如药材材料、科 学产品等； 休闲娱乐提供休闲娱乐，生态旅游、体育、钓鱼、其他户外娱乐活动； 文化提供非商业用途，生态系统美学的、艺术的、教育的、精神的、或 者科学的价值： 对生态系统服务功能的研究内容还有一些不同表述，例如，我国的欧阳志云等人提出生态系统服务功熊的内涵包括：有机质的生产与生态系统产品；生物多 样性的产生与维持；调节气候｛减轻洪涝与干旱灾害；营养物质储存与循环；土壤肥力的更新与维持；环境净化与有害有毒物质的降解；传粉与种子的扩散；有 害生物的控制等方面。 由上述可以看出，ＣｏｓｔａｎｚａＲ．提出的研究内容比较全面，几乎包括了生态系 统服务功能研究的所有内容。目前这方面的研究多以以上１７项内容展开。 事实上，在实际研究中，对于不同的研究对象，研究的服务功能的主要内容 也不尽相同。 如对森林生态系统的服务功能研究（Ｎｏｒｍａｎ Ｍｙｅｒｓ，１９９７：Ｃｈａｒｌｅｓ，１９８９）。 主要考虑了如下方面：涵养水源，土壤保持，调整降雨区域，调节气候（对全球 变暖的影响），生物多样性，野生食物和副产品等。 草原牧场的生态系统服务功能则主要体现在气候的调节，包括对二氧化碳、 氧化亚氮和甲烷气体的调节，保持水土，防止土壤侵蚀，净化，抵御病虫害，物９中山大学硕士学位论文质生产等方面。对于农田生态系统，服务功能的研究内容应该以物质生产功能、传粉以及生物防害为主。 河口地区的生态系统为人类提供的服务功能主要包括（ＭｃＮｅｅｌｙ，１９９３）干扰 调节，养分循环，物质生产，基因库，生物栖息地以及文化功能。 河湖生态系统的主要服务功能是水调节功能，同时还具有净化和物质生产功 能。在适当的地区还可以发挥休闲娱乐功能。生态系统的服务功能范围不仅和生态系统的类型密切相关，而且还与人类对生态系统的开发利用现状等因素息息相关。因此，在实际研究中，正确分析所研 究生态系统的服务功能内容十分重要，是进行其他研究的基础和前提。２．４生态系统服务功能研究的现状和趋势２．４．１国内外研究现状 Ｉ刍ＧｅｏｒｇｅＭａｒｓｈ发表《ＭａｎａｎｄＮａｔｕｒｅ））一书以来，已有１４０多年，人类对生 态系统和生态系统服务功能有了更深入、更广泛的理解。生态系统服务功能研究 经历了由单一方面的生态系统服务功能到多方面生态系统服务功能，再到现在的生态系统综合服务功能研究；经历了由发现生态系统服务功能到认识生态系统服务功能，再到现在的保育生态系统的服务功能；经历了由定性描述生态系统服务 功能到定量估算生态系统为人类提供的生态系统服务；经历了由生态系统服务物 质量评价到生态系统服务价值量的研究过程。 目前，生态系统服务功能研究主要集中在对生态系统所提供的服务的定量评 价，包括物质量评价和价值量评价。Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ杂志于１９９８年和１９９９ 年分别以论坛或专题的形式介绍了生态系统服务及其价值评估的研究成果（丁 易，２００３）。Ｃｏｓｔａｎｚａ等十几位生态学家和经济学家结合国际上己有生态系统服务价值研究结果，对全球生态系统服务功能价值进行了评估，认为目前全球生态系统服务的年度经济价值为１６―５４万亿美元，平均经济价值为３３万亿美元，约 为同期全世界国民生产总值（ＧＤＰ）的１．８倍（Ｃｏｓｔａｎｚａ，１９９７）。Ｐｉｍｅｎｔａｌ等（１９９５）１０２．生态系统服务功能研究概述、选题依据及意义研究认为，全球每年仅水土流夫导致水库淤积造成的损失就高达６０亿美元。Ｐｉｍｅｎｔａｌ等（１９９７）进一步对全世界生物多样性与美国生物多样性的进行经济价 值研究。估算出生物多样性在废物处理、土壤形成、氮固定、化学物质的生物去 除，授粉等１８项生态系统服务的年平均经济价值为２．９２８万亿美ｆｆ＿，／ａ，远小于Ｃｏｓｔａａｚａ等的估算。现已对地球上主要生物群区（ｂｉｏｍｅ），包括大尺度、大区域上的海洋、淡水、森林、草地的生态系统服务进行了大量研究并对其价值进行粗 略的估计。对生物多样性与生态系统服务相关研究也取得了许多成果（Ｔｉｌｍａｎ，１９９７；Ｇｕｌｌｉｓｏｎ，２０００；薛达元，１９９７）。森林是地球上最重要的多功能生态系统，为人类提供多方面的利益。对森林 生态系统服务价值的低估或忽视导致人类不顾长远利益，大量砍伐和过度利用森 林资源（Ｂａｒｂｉｅｒｅｔａｌ，１９９７），因而森林生态服务价值的评估成为最早开展的研究领域，如亚马逊热带雨林的林副产品价值评估（Ｐｅｔｅｒｓ，１９８９）、马达加斯加岛热带雨林旅游价值评估、森林休憩、景观和美学价值研究、墨西哥森林生态系统总价值评估（丁易，２００３）。 自从Ｃｏｓｔａｎｚａ等人在Ｎａｔｕｒｅ发表了他们的研究结果以来，全球掀起了生态 系统服务功能研究的热潮。我国也有学者开始涉足这方面的研究和探索。生态系 统服务及其自然资本价值评估在我国从９０年代末才开始，但发展迅速（谢高地 等，２００１；张志强等，２００１）。１９９０年召开了“森林综合效益计量评价研讨会” １９９３年中国林科院开展了“中国森林资源价值核算研究”，并首次估算了我嗣森 林资源总价值为１３万亿元人民币（侯元兆等，１９９５）；孔繁文等（１９９４）、薛达 元等（１９９７）、中国生物多样性国情研究报告组（１９９７）都做了生态系统服务价 值评估的有意尝试。欧阳志云，王如松等（１９９６）从生态系统的服务功能着手， 评估了中国生物多样性的间接价值。欧阳志云等（１９９９）首先对生态系统服务功 能及其生态经济价值进行了阐述，并且分析了生态系统服务功能的内涵、功能价值评价方法及其生态系统服务功能与可持续发展的相关性。在Ｃｏｓｔａｎｚａ生态系 统服务分类和估算的基础上，蒋延玲等（１９９９）、陈仲新等（２０００）分别对我国 森林生态系统和生态系统服务总价值进行了评估，其经济价值分别为１１７．４０１亿美元，ａ和７７８３４．４８亿元人民币／ａ。孙刚等人（２０００）也对生态系统服务的功能和 价值进行分类。认为生态系统服务的功能包括生物生产、调节物质循环、土壤的形成与保持、调节气象气候及气体组成、净化空气、生物多样性的维持、传粉播中山大学硕士学位论文种、防灾减灾和社会文化源泉。生态系统服务的价值包括直接价值、间接价值、 选择价值和存在价值。肖寒等人（２０００）以海南岛尖峰岭热带森林为例，并结合 海南岛尖峰岭地区热带森林生态系统特征及其生态过程，使用市场价值、影子工 程、机会成本和替代花费等方法定量评价了海南岛尖峰岭地区热带森林生态系统 服务功能价值，包括林产品生产、水源涵养、水土保持、二氧化碳固定、营养物 质循环、空气净化、病虫害控制等服务的生态经济价值。赵景柱等（２０００）探讨 了生态系统服务物质量评价与价值量评价这两类方法的优劣。 从我国目前的研究现状来看，生态系统服务功能的研究还处于初级阶段，多 数研究尚处在理论水平，在区域尺度进行研究的对象比较单一，功能范畴方面的 考虑也不够全面；在估算方法上，大多直接引用国外的研究方法或者直接套用国 外的标准。由此可见，在我国尽快开展生态系统服务功能及其生态经济价值的研 究，为生态环境保护与建设提供决策依据，是实现区域可持续发展急待解决的重 要课题之一。２．４．２研究方法 ｆｌＧｅｏｒｇｅ Ｍａｒｓｈ以来，人类对生态系统服务功能的研究方法在不断更新，由 最初对生态系统服务的感观认识，到野外永久标准样地的样方调查，再到今天的 计算机模拟。随着计算机技术的迅猛发展，地理信息系统技术、遥感技术和全球 定位系统技术（３Ｓ）广泛深入地应用于区域生态系统服务功能的研究中。运用这 些技术可以比较真实直观地反映人口、经济的空间分布特征，区域生态系统资源 分布的空间差异等；比较精确地分析相关资源的空间分布特征；可以综合各种不 同属性的因素与变量，形成区域、区位特征，直观表达不同区域发展方案的空间 特征；还可以模拟比较不同方案的社会经济效益、生态效益和环境效益。 由于生态过程与功能的时空尺度异质性和复杂性，认识上具有无限性，不确 定性，研究的滞后性以及生态系统服务价值确定的主观性等原因，至今还没有公 认的较为完善的生态系统服务评价体系和方法，这主要体现在评价物质量的指标 不全面不统一，各指标之间的关系不清楚。另外价值化的方法也没有完全成熟。２．生态系统服务功能研究概述、选题依据及意义２．４．３生态系统服务功能研究趋势随着工业化的进程，人们干预自然的能力不断增强，森林采伐、湿地开发、生物资源利用，以及土地利用方式的改变，全球生态系统的格局发生了极大的变 化，自然生态系统面积大大减少，受人类控制的生态系统面积迅速增加。同时，大量环境污染物进入生态系统，大大超过了生态系统的承载容量，进而破坏生态 系统的结构与功能，生态系统服务功能受到极大损害。这使得生态系统服务功能 研究成为当前生态学和生态经济学研究的前沿课题。今后的研究将主要集中予以 下几个方面： 完善和统一生态系统服务功能物质量评价指标体系； 探寻新的更科学的生态系统服务功能价值化方法； 探讨将生态系统服务功能纳入到国民经济核算体系而最终实现绿色ＧＤＰ的方 法： 生态系统服务功能与可持续发展的关系研究； 探讨保育自然生态系统，维持生态系统服务功能的方法和政策。２．５选题依据及意义森林生态系统是陆地生态系统中分布最广、生物总量最大、生物多样性最丰富的自然生态系统（Ｄａｉｌｙ，１９９８；Ｋｒｉｅｇｃｒ，２００１）。他不仅对于维持全球的能量 流动和物质循环具有不可估量的意义，而且为人民的生活和经济建设提供多种直 接和间接的经济效益（张金屯，李素清，２００３）。 在人类社会发展过程中，森林孕育了人类，促进了社会经济的发展，是人类 生存和发展的摇篮。传统林业经营方式以牺牲森林资源综合效益（社会、经济和 生态效益）来换取单一的木材经济效益，大量、过度的采伐森林必然导致森林生 态系统效益的降低（张佩昌等，１９９９）。尽管逐步认识到森林在人类社会发展中 的作用和重要地位，但对森林对人类生存贡献的清晰认识历史相对较短（Ｅｈｒｌｉｃｈ，１９９７）。潭江流域的山林植被主要属南亚热带常绿阔叶林，还有高山矮林和针阔叶 混交林，森林资源比较丰富，其森林覆盖率为４３％，低于广东省的平均森林覆中山大学硕土学位论文盖率５７．２％。近年来生态系统服务功能侧重于大区域尺度上的研究，而具体中小 尺度上的研究则较少。黄平（２００２），徐俏（２００４）和管东生（２０００）等分别对 广东省森林生态系统，广州市生态系统，广州城市植被生态系统服务功能进行研 究，而对珠三角及其他城市等自然生态系统的研究未见报道。因此本文的研究通过小尺度上对“流域”这一自然生态系统为单元，对其中的森林生态系统服务功能进行具体的定量化的价值研究，为中小尺度流域森林生态系统服务功能价值分 析方法提供参考。同时为潭江流域的潭江流域生态环境规划和生态环境保护政策 的制定提供参考依据；为潭江流域森林的可持续发展和森林生态系统发保育提供 依据，对合理经营、管理、开发和利用森林都有重要的意义；小尺度区域的生态 服务功能的评价和分析可为潭江流域森林生态系统开发、资源的可持续利用以及 生物多样性的保护提供生态学基础。１４３．森林生态系统服务功能内涵及评价方法３．森林生态系统服务功能内涵及评价方法３．１森林生态系统服务功能内涵森林生态系统的生态服务功能是指森林生态系统及其生态过程为人类提供 的自然环境条件与效用。从复合生态系统的角度，森林生态系统不仅为人类提供 林产品和生物资源，更重要的是它在维持生物多样性，调节水文，净化空气，维 持土壤肥力等方面的功能，森林生态系统创造了适合于人类及其它生物生存繁衍 的条件。 在区域尺度上，生态系统服务功能表现为生态系统为人类提供的生命支持系 统功能，其内涵主要包括二氧化碳固定、氧气释放、大气平衡、调节气候、干扰 缓冲、水文调节、水资源供应、水土保持、土壤熟化、营养元素循环、废弃物处 理、花粉传授、生物控制、生境提供等。生态系统所提供的这些服务的受益者是区域，甚至是全球范围的人们，属于区域行为，离开了区域，这些生态系统服务就无从谈起。随着社会的发展，科技的进步，不同区域间物质量、能量和信息等的交换越来越频繁，食物生产、原材料供应、生态旅游、以及科研、教育、美学 等生态系统服务也成为区域尺度上的内涵。本文以区域自然生态系统．潭江流域为研究单元，对其中的森林生态系统服务功能及其经济价值进行研究。 参考表３―１（欧阳志云，李文华，２００２）和资料的掌握程度，本研究在区域 尺度上探讨森林生态系统为人类提供的木材生产、涵养水源、士壤保持、营养物 质循环、净化空气和固碳释氧等六项生态系统服务功能，并简要说明森林生态系 统服务功能的内涵。生态系统给人类提供的产品和服务与生态系统的结构密切相 关，是生态系统中生态过程的产物。一般来说，生态系统的结构都比较复杂，各 种生态过程互相交织、互相作用，往往是一项生态过程与多项生态服务功能相关； 以及一项生态系统服务与多项生态过程相关，这种现象在研究者们在定量评价生 态系统服务功能时，必须从整个生态系统的结构和过程加以系统地分析与考虑。中山大学硕士学位论文表３－１森林生态系统服务功能经济价值评价案例分析Ｔａｂｌｅ ３－１ Ｃａｓｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｓ ｏｆｅｃｏｎｏｍｉｃ ｖａｌｕｅｏｎｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅｓ木材等林产品 游憩 减少表土损失 土壤保持 防止淤泥淤积 减少泥沙沉积 土壤肥力保持 调节径流量 水分涵养 水分蓄积 水质净化 气体调节 固定Ｃ０２ 释放０２ 营养循环与贮存 Ｓ０２吸收 Ｆ。吸收 净化空气 ＮＯ。吸收 滞尘 灭菌 减噪 固定太阳能 防风固沙 病虫害防治 防灾 庇护 改善小气候 多样性维持 社会效益＋ ＋＋＋＋＋ ＋＋＋一＋＋十十 ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ ＋＋＋＋＋＋＋＋ ＋ ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－‘＋＋十＋ ＋ ＋ ＋＋＋＋＋ ＋ ＋ ＋注：＋表示本研究中计算的项目。１６３．森林生态系统眼务功能内涵及评价方法３．２森林生态系统服务功能我国的森林生态系统服务功能评价工作源于２０世纪８０年代初开始的森林资 源价值核算研究工作。中国林学会在１９８３年开展了森林综合效益评价研究，１９８８ 年国务院发展研究中心得到美国福特基金会的资助，开展了包括森林在内的资源 价值核算工作；侯元兆等人第一次比较全面地对中国森林资源价值进行了评估 （侯兆元，１９９５），其中包括３种生态系统服务功能：涵养水源、防风固沙、净 化大气的经济价值，并首次揭示了这３项功能是立木价值的１３倍；李金昌等以 森林生态系统为例全面总结了森林生态服务价值计量的理论和方法（李金昌， １９９９）。２０世纪９０年代中后期开始，随着生态系统服务功能概念、内涵的进一 步明确．森林生态系统服务功能评价的研究工作逐渐深化，欧阳志云等以海南岛 为例深入开展了森林生态系统服务功能价值评价的研究工作，后又对中国陆地生 态系统服务功能的价值进行了初步估算（欧阳志云等，１９９９）；周晓蜂等利用生 态定位观测资料对黑龙江省及全国的森林资源生态系统公益价值进行了估算（周 晓峰，２００２）；郭中伟等在大量实地观测的基础上对神农架地区兴山县的森林生 态系统服务功能进行了系统评估（郭中伟等，１９９８）；薛达元等在对长白山森林 生态系统间接经济价值进行评估时，引入环境价值核算方法，首次采用条件价值法对长白山地区生物多样性的存在价值进行了支付意愿调查（薛达元等，１９９９）；蒋延玲利用全国第三次森林资源清查资料并采用Ｃｏｓｔａｎｚ等给出的价值系数（蒋 延玲，１９９９），估算了我国３８种主要森林类型生态系统服务功能的总价值为 ７１７．４０１×１０８ＵＳ￥／ａ；陈仲新等同样采用Ｃｏｓｔａｎｚ等的价值系数对中国生态系统 效益进行了估算，其中森林部分的生态经济价值为１５４３３．９８Ｘ１０８元，ａ（陈仲新等，２０００）。目前，中国森林资源仍存在着资源总量不足、分布不均、林龄结构不合理、 超限额采伐和林地征占用现象依然严重等诸多问题，客观地衡量森林生态系统的 服务效能，对于森林资源保护及其科学利用具有重要意义；同时，森林生态系统 服务功能价值评价也是森林资源纳入国民经济核算体系的前提。本文拟在分析森 林生态系统服务功能的基础上，通过建立其评价指标体系，探索适宜的基于服务１７中山大学硕士学位论文功能机制的生态经济价值评价方法，并探讨今后应重点关注的一些问题。３．２．１森林生态系统木材生产 生态系统通过第一性生产与次级生产、合成与生产了人类生存所必需的有机 质及其产品。据统计每年各类生态系统为人类提供粮食１．８Ｘ １０９ｔ，肉类约６．０× １０８ｔ，同时海洋还提供鱼约１．Ｏ×１０８ｔ。生态系统还为人类提供了木材、纤维、橡 胶、医药资源，以及其它工业原料。生态系统还是重要的能源来源，据估计，全 世界每年约有１５％的能源取自于生态系统，在发展中国家更是高达４０％。 森林的生产力比其他生态系统大。一般情况，每公顷森林的干物质量估计为 ２００―３００吨，生长旺盛的森林，在热带每年每公顷总生长量为８０．１００吨。这是因 为森林经常保持郁闭状态（地面完全被树叶覆盖），树叶呈立体分布，具有充分 利用太阳能的性质。３．２．２森林生态系统涵养水源 地球水分总量约为１４．１亿ｍ３，分布于地球表层，构成一个水圈（周晓峰等， １９９９）。在太阳能的作用下，水圈中的水分在大气、陆地、海洋之间进行循环。 影响水循环的因索很多，主要有大气环流、温度、湿度等气象条件和植被、土壤、地质、地形地貌等地理条件。大气环流等气象条件对水循环的作用主要表现在全球尺度上，其规律性较为明显；地理条件对水循环的作用主要表现区域尺度上， 尤其是森林植被对区域水文过程有着主要的生态效应。 森林素有“绿色水库”之称，涵养水源是森林生态系统的主要生态服务功能， 水在森林生态系统中是维持生态系统正常运转、保持生态平衡的关键因素之一， 同时也是森林生态系统中能量流动、物质循环的重要载体。森林生态系统具有巨 大的渗透能力和蓄水能力，林冠截流降低雨水终点速度，减少雨滴对土壤的破坏 作用。森林枯枝落叶分解有利于维持良好的土壤结构增加地表覆盖和抗蚀和抗冲 性。由于森林生态系统吸水、渗透降水，减少、滞后和调节了降水进入江河的水 量和时间，消弱和调节了洪峰，从而减少了洪水径流。森林生态系统的水源涵养 功能具有空间转移性，不仅影响本区域的水文过程和径流，而且以“时空”形式 直接影响河流水位变化，对河道中下游的防洪防涝具有十分积极的作用。因此，３．森林生态系统服务功能内涵及评价方法森林涵养水源价值主要体现在增加有效水量、改善水质和调节径流等方面。傅立 勋研究推算，全球陆地得到的森林年降水价值为２６８９７亿美元／ａ，是世晃年生产 木材价值的２３倍。３．２．３森林生态系统土壤保持 土壤侵蚀是世界上地主要生态破坏现象之一。土壤侵蚀主要是指由于水冲和风吹的作用，使土壤离开原来地方的一种现象。影响土壤侵蚀的因素，主要有径 流、降雨强度、地形、地貌、地势、土壤结构、下垫因素等（王万忠等，１９９６）， 其中径流是非常主要的因素，径流来源于降水。降雨强度、降雨量和降雨持续时 间，均对径流的大小产生影响，进而影响土壤侵蚀的程度。土壤侵蚀的发生不仅使土壤生产力下降，减少土壤养分、水分和有机质，造成地表土壤贫瘠和理化性质恶化，还降低雨水可利用性，造成下游可利用水资源减少、水质下降，河道水 库淤积，增加洪涝灾害发生的可能性。在全球，仅土壤侵蚀导致的水库淤积造成 的损失约６０亿美元／ａ（Ｐｉｍｅｎｔｅｌｅｔａｌ，１９９５）。生态系统土壤保持服务功能是生态系统在防止土壤侵蚀方面对人类提供的 服务，是与生态系统的结构和生态过程分不开的。森林生态系统在土壤保持方面 给人类提供的服务包括减少和缓解水土流失、减少江河湖泊及水库的泥沙滞留和淤积、保持土壤肥力等服务，进一步防止土地退化，提高农作物生产力，减少洪涝风险等。同时，森林生态系统土壤保持也为生态系统自身的生存和发展提供了 条件。３．２．４森林生态系统营养物质循环与贮存生态系统通过生态过程促使生物与非生物环境之间进行元素交换。动植物从 无机环境中获得必需的营养元素，构造生物体；小型异养生物分解己死的原生质 和复杂的化合物，吸收其中某些分解的产物，释放能为绿色植物所利用的无机营 养物质。生态系统中的营养物质循环主要是在生物库、凋落物库和土壤库之间进 行，其中生物与土壤之间的养分交换过程是最主要的过程。森林生态系统是营养元素的储存库，其中一部分以枯枝落叶形式和倒本形式 分解转移到土壤库中，一部分以降雨淋洗的形式转移到土壤中，而大部分在植物１９中山大学硕士学位论文库中积累，最后伴随树木的砍伐、燃烧、腐烂分解转移到环境中。森林生态系统 养分积累的服务价值取决于森林面积、森林质量、单位面积森林生态系统养分持 留量和持留时间以及市场化肥价格。３．２．５森林生态系统净化空气陆地生态系统的生物净化作用包括植物对大气污染的净化作用和土壤一植物 系统对土壤污染的净化作用。绿色植物净化大气主要是通过叶片的作用实现的。绿色植物净化大气的作用主要有两个方面．一是吸收二氧化碳，放出氧气等，维 持大气环境化学组成的平衡；二是在植物抗性范围内通过吸收和减少空气中硫化 物、氮化物、卤索等有害物质的含量，阻滞粉尘、消灭病菌和降低噪音。由于生 态系统中各组成要素与环境中有害物质之间的关系十分复杂，目前的研究大多只 限于森林生态系统与环境中有害物质的关系，且报道不多。因此，本文仅对森林 生态系统对吸收硫化物和阻滞粉尘等功能进行研究。二氧化硫在有害气体中数量最多，分布最广，危害较大。树木对二氧化硫具 有一定程度的抵抗能力，并且以其独特的光合作用生理功能，通过叶片上的气孔和枝条上的皮孔吸收和转化二氧化硫等有害物质，在体内通过氧化还原过程转化 为无毒物质，即降解作用，或积累于某一器官内，或由根系排除体外。大气污染 物质通过森林生态系统的这种吸收、降解、积累和迁移就达到了净化的作用。森 林能净化二氧化硫的原因是：森林可以吸收一定量的二氧化硫，将硫作为自身生 长所需要的营养元素之一构成氨基酸。同时，被吸收的硫在林木体内不断转化为 亚硫酸及亚硫酸盐，再将亚硫酸盐转化为硫酸盐。一般生长在二氧化硫污染地区 植物叶中二氧化硫的含量比周围正常叶子的含硫量高５～１０倍。只要不超过一定 的限度，植物不出现伤害症状，人们称森林是二氧化硫等污染物的天然净化器。 据研究，当污染源附近的二氧化硫浓度为０．２７ｍｇ／ｍ３时，在距污染源１０００～１５００ｍ 处，非绿化带浓度为０．１６ｍｇ／ｍ３，绿化带浓度为０．０８ｍｇ／ｍｓ，比非绿化带低０．０８ｍｇ／ｍ３。被二氧化硫等有害气体污染的空气被林冠吸收过滤后，清洁程度可达到国家规定的一级标准。粉尘是大气污染的重要污染物之一，植物特别是树木对烟灰、粉尘有明显的阻挡、过滤和吸附作用。树木的减尘滞尘作用可以使空气得到某种程度上的净化，２０３．森林生态系统服务功能内涵及评价方法树木因为形体高大，枝叶茂盛，具有降低风速的作用，可使大粒灰尘因风速减小而沉降于地面，叶表面因为粗糙不平、多绒毛，有油脂和粘性物质，又能吸收、滞留粘着一部分粉尘，从而是含尘量相对减少。研究发现，松林、杉林、栎类林吸附尘埃能力分别为３６．Ｏｒ／ｈａ?ａ，３０．０ ｔ／ｈａ?ａ，６７．５ ｔ／ｈａ?ａ。一般，针叶林的滞 尘能Ｊ３为３３．２０ｔ／ｈａ?ａ，阔叶林的滞尘能力为１０．１１ｔ／ｈａ?ａ（欧阳志云等，１９９６）。３．２．６森林生态系统固碳释氧 生态系统中绿色植物通过光合作用过程与大气中的物质进行交换，主要是 Ｃ０２和０２的交换，及生态系统固定并减少大气中的ｃ０２，同时产生并增加了大气 中的０２，这对维持地球大气中的Ｃ０２和０２的动态平衡、减少温室效应以及提供人类生存的基本条件有着巨大的不可替代的作用。生态系统与大气中ｃ０２的定量关系受很多因素影响，十分复杂，但由于该研究的重要性，已成为生态学研究的热 点。在定量评估生态系统对固定Ｃ０２与释放０２的作用是，通常以陆地生态系统有 机物质生产为基础，根据光合作用和呼吸作用的反应方程式，推算出每生产１．ＯＯｇ 植物干物质，需要１．６３９ Ｃ０２，同时释放１．２０９ ０２。在陆地生态系统中，森林生态系统是对碳循环影响最大的自然因素。全球森林覆盖面积约为４１亿ｈａ，每年通过光合作用可固定１０００～１２００亿ｔ碳，占大气总 碳贮量的１３％一１６％。森林生态系统中的碳贮量，地上部分约在５０００。８０００亿ｔ，森林土壤约在１５０００～１６０００亿ｔ，分布占全球陆地植物和土壤中碳贮量的８６％和７３％ （周晓峰，１９９９）。因此森林生态系统是全球碳循环的一个重要组成部分，在稳定气候方面起着重要的作用。３．３生态系统服务功能评价方法目前，生态系统服务功能的评价已成为生态学和生态经济学研究的热点，许 多学者对其进行了探索性研究，并且提出了～些方法。概括起来，区域生态系统 服务功能的评价方法主要有三类方法：物质量评价法、价值量评价法、能值分析 法。中山大学硬士学位论文３．３．１物质量评价方法物质量评价法主要是从物质量的角度对生态系统提供的各项服务进行定量评价（赵景柱等，２０００）。生态系统服务可持续性从根本上取决于生态系统的结 构和过程，而生态系统的结构和过程则决定了生态系统服务功能物质量的动态水 平。因此物质量评价能够比较客观地反应生态系统的生态过程，进而反应生态系 统服务的可持续性。在分析区域生态系统服务的可持续性上，常用物质量评价方 法来评价区域生态系统服务功能，如果该生态系统提供服务的物质量不随时间的推移而减少，那么通常认为该生态系统是处于比较理想的状态。生态系统服务可持续发展。其数学表达式（赵景柱等，２０００）为： Ｑ（ｔ＋ａｔ）兰Ｑ０）（Ａｔ至０１（３－１）式中，ｔ为时间；Ａｔ为时间增量；生态系统在ｔ时刻提供的ｎ种服务分布为Ｑ１（ｔ）， Ｑ２（ｔ）， ……，Ｑｎ（ｔ）ｉ Ｑ（ｔ）＝（Ｑ１（ｔ），Ｑ２（ｔ），……，ＱｎＯ））为生态系统在ｔ时刻提供的服务向量。 运用物质量评价方法对区域生态系统服务功能进行评价的结果比较客观，不 会随生态系统所提供的服务的稀缺性增加而大幅度增加，对于空间尺度较大的区 域生态系统或关键的生态系统更是如此。另外，运用物质量评价方法能够比较客 观地评价不同的生态系统所提供的同一项服务功能的大小。 但物质量评价方法也有其局限性，主要表现在两个方面：（１）运用物质量评 价方法得出的结果不能引起人们对区域生态系统服务功能足够的重视，进而影响 人们对生态系统服务的持续利用。（２）运用物质量评价方法得出的各单项生态系 统服务功能的量纲不同，无法进行加总，很难评价某一生态系统的综合生态系统 服务功能。３．３．１．１生态系统木材物质量评价方法净第一生产量（Ｎｅｔ ｐｒｉｍａｒｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ＮＰＰ）是指单位时间、单位面积生产者所产生的总能量减去生产者自身代谢活动过程所消耗的能量，包括了枝叶和根等生物物质生产量及植物枯落部分的数量，植物的净第一生产量反映了植物群 落在自然环境条件下的生产能力。 本论文采用林分蓄积量推算森林生物量，利用这种方法推算出来的生物量称３．森棒生态系统服务功能内涵及评价方法为材积源生物量。林分净生产量（生产力）与林分生物量、林分状况以及林龄等因素有关。一般情况下，林分的生产状况和林龄可由林分生物量体现。因此，本 文利用林分生物量的资料，以及方精云等人建立的各种森林群落生产力与生物量 关系方程。来估算森林的净生产量。因为目前仍没有研究报道南亚热带常绿阔叶 林的生产力与生物量关系方程，而常绿阔叶林是珠江三角洲的重要森林类型，本 研究根据广东的鼎湖山、黑石顶、流溪河水库以及云南等地的资料，建立南亚热 带常绿阔叶林的生产力与生物量关系方程。具体计算见第四章第三小节森林资源 现状。３．３．１．２生态系统涵养水源物质量评价方法目前，国内外对森林生态系统涵养水源功能的理论研究已趋于成熟，一般有两种研究方法：～种是植被区域水量平衡法；一种是根据植被土壤的蓄水力和植 被的蓄水能力计算。根据现有资料和实际情况，本论文将分别用此两种方法分别进行计算，取其平均值。（１）区域水量平衡法 生态系统涵养水源的总量取决于生态系统所在区域的降水量和蒸散景。即Ｒ＝Ｐ―Ｅ （３．２）式中：ｐ－－年平均降水量（ｍｍ）： Ｒ一年平均径流量（生态系统涵养水源量，ｎｕｎ）； Ｅ一年平均蒸散量（ｒａｍ）。我国森林年蒸散量占全年总降水量的３０％ ８０％，由于江门市属于亚热带气候区，因此假定江门市森林降水的７０％通过蒸散 消耗掉。 区域水量平衡法动态地估算了生态系统涵养水源的功能。薛达元、李文华等 利用此法得出长白山森林生态系统单位面积涵养水源功能为６１３５ｔ．／ｈａ－ａ（薛达元、 李文华）；管东生利用此法得出广州市植被涵养水源功能为５０９６ｔ／ｈａ?ａ（管东生， ２０００）。由于长白山地处暖温带气候区，水分蒸腾能力比南方的亚热带气候区较 弱，因此其单位面积蓄水量相对比南方地区的要多。 ｒ２）土壤和植被蓄水能力法 生态系统涵养水源的能力由植被林冠层截留降水能力、凋落物层涵水能力和中山大学硕士学位论文土壤涵水能力构成。三者分别取决于植被结构，凋落物层状况和土壤理化性质的等因素。其计算公式为Ｑ§＝Ｑｌ＋Ｑ２＋Ｑ３ （３―３）式中：Ｑｔ为植被涵养水源总物质量（ｒａｍ）：Ｑｔ为林冠层截留水源物质量（ｍｍ）；Ｑ２为凋落物层涵养水源物质量（ｍｍ）；０３为植被土壤涵养水源物质量（ｒａｍ）。 此种方法不仅考虑了土壤的蓄水能力，而且考虑了凋落物层的吸水能力，虽 未计入地表植被，但土壤和凋落物层均与地上植被密切相关，是植被的产物，因 此，这种方法也很大程度上反映了地上植被状况，比较科学地反映了生态系统的 涵养水源功能。任志远利用此法得出秦巴山区植被单位面积涵养水源功能为 ３８８．３ｔ／ｈａ．ａ（任志远等，２００３）。由于秦巴山区地处西北干旱地区，因此其单位面 积蓄水量相对长白山和南方地区要少的多。但是此种方法综合考虑了植被生态系 统各部分的蓄水能力，得出的数据比较接近实际情况。 两种方法各有其特点，因此本文分别采用两种方法单独进行计算，然后取其 平均值来表示潭江流域森林生态系统涵养水源的功能。３．３．１．３生态系统土壤保持物质量评价方法 植被永远是防止地面水土流失的积极因素，植被强大的保土、保肥、保水功 能，对维护区域生态平衡、保证农业的持续健康发展有十分重要的意义。生态系 统遭受破坏后会造成土壤蚀失，土壤侵蚀会带走土壤养分，引起表土损失，造成 泥沙在江河水库淤积，进一步造成水库防洪、发电、灌溉和养鱼等功能的破坏及 相应的经济损失。区域生态系统土壤保持评价模型如图３．１所示。目前，区域生态系统土壤保持功能物质量评价方法主要是通过地表覆盖因素有无时的土壤侵蚀量之差来衡量，主要有两种方法：实测法和经验模型法。３．森林生态系统服务功能内涵及评价方法Ｈ舭社锨Ｈ黼黏雌卜土 壤 保 持―●防止养分流失―――－――－―■保持养分价值一耻渺溯Ｈ耻渺溯椭卜图３－１区域生态系统土壤保持评价模型Ｆｉｇ．３－１ Ｓｏｉｌ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｍｏｌｎｌｕｓ ｏｆｒｅｇｉｏｎａｌ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ土 壤 保 持 价 值（１）实测法Ｑ＝ＳＸＨ×Ｖ （３－４）式中：Ｑ一土壤侵蚀量（ｔ）； Ｓ一土壤侵蚀面积（ｈａ）； Ｈ一土壤侵蚀深度（ｍ）； ｖ一土壤容重（ｔ／ｍ３）。 （２）经验模型法 典型的经验模型法有通用水土流失方程。生态系统土壤保持量为潜在土壤侵 蚀量与现实土壤侵蚀量的差值（欧阳志云，１９９６：Ｏｕｙａｎｇ，１９９５）。潜在土壤侵 蚀量是有地表覆盖因素和土地管理因素情形下可能产生的土壤侵蚀量，现实土壤 侵蚀量则是有地表覆盖和土地管理因素情形下可能产生的土壤侵蚀量，即Ａｃ＝ＲＸＫＸＬＳ×（１一Ｃ×Ｐ）Ａｐ＝ＲＸＫＸＬＳ Ａｔ＝ＲＸＫ×ＬＳＸＣＸＰ（３．５） （３―６） （３．７）式中：Ａｃ一土壤保持量（ｔ／ｈａ?ａ）； Ａｐ一潜在土壤侵蚀量（ｔ／ｈａ?ａ）；加一现有土壤侵蚀量（ｔ／ｈａ）：Ｒ一降雨侵蚀力指标（Ｆｔ?Ｔ?Ｉｎ／Ａ．ｈ）；中山大学硕士学位论文Ｋ一土壤可蚀性因子；Ｌｓ一坡长坡度因子； ｃ一地表植被覆盖因子： Ｐ一土壤保持措施因子。管东生应用实测法得出广州市植被单位面积土壤保持功能为４４５ｔ／ｈａ．ａ（管东生，２０００）。任志远利用经验模型法对秦巴山区土壤保持功能进行计算，得出其潜在土壤侵蚀总量为１－０１亿伽，现实土壤侵蚀总量为９．５７ｘ １０７ｔ／ａ，其单位面积土壤保持量在１０．０ｔｈａａ．ａ以上（任志远等，２００３）。考虑到掌握的资料和实际情况， 本论文采用第一种方法一实测法对土壤保持物质量进行计算。３．３．１．４生态系统营养物质循环与贮存物质量评价方法 生态系统中不同组分间元素含量的差异及元素含量组合，是元素迁移、富集、 循环等生态过程的反映。关于生态系统营养物质循环功能，不同学者从营养物质 循环的不同环节，提出从不同的角度对其进行定量评价。目前，生态系统营养物 质循环功能物质量评价方法主要有两类。 （１）生物库养分持留法 绿色植物通过物质交换从土壤和大气降水中吸收大量的营养物质固定在植 物体内，再通过凋落、降水淋洗和地表径流等过程返回土壤一部分营养物质。剩 余大部分营养物质贮存在生物库中，成为生物库的年挣持留养分。生物库养分持 留法是用生态系统养分持留量的多少来表示生态系统维持营养物质循环功能的 强弱，通常用于森林生态系统维持营养物质功能的评价。计算养分持留量主要根 据植物的年净生长量，测定年生长量中Ｎ、Ｐ、Ｋ等常量元素的比例。 管东生用此方法评价了广州市植被维持营养物质循环功能，估算出广州市植 被单位面积持留Ｎ、Ｐ、Ｋ养分的量分别为０．１３ｔ／ｈａ．ａ、０．０３ｔ／ｈａ．ａ和０．０８ｔ／ｈａ．ａ（管东 生，２０００）。薛达元等也使用该法评价了长白山森林生态系统维持营养物质循环 功能，估算出长白山森林生态系统单位面积持留Ｎ、Ｐ、Ｋ养分的量为０．１ｔ／ｈａ．ａ（薛 达元，１９９９）。该法动态地表示了生态系统维持营养物质循环功能，且表示了生 态系统养分循环的增量，即生态系统每年给人类提供的功能。但此种方法也有其 局限性，主要表现在两个方面。３．森林生态系统服务功能内涵及评价方法（一）此种方法计算的养分持留量不完全，没有考虑生物库与大气之间的交换。 具体说，这种方法没有考虑植物从大气降水中获得的营养物质和植物通过物质交换向大气所输送的营养物质。 ㈢生物库养分只是生态系统营养库的很少一部分，因此，此种方法也不能完全反映生态系统维持营养物质循环功能，即没有完全体现占生态系统营养库绝大 部分的土壤库的特点。（２）１壤库养分持留法 土壤库养分持留法是以土壤库中营养物质含量的多少来衡量生态系统维持 营养物质功能的强弱的一种方法。±壤是生态系统中最大的养分库，且土壤是地 球化学营养物质循环的结果。生态系统中生物的活动产生了氮索和灰分元素的转移累积，生物所形成的有机物在有微生物的作用下发生分解，促使士壤成为养分的总贮存库。生物库养分已在生态系统的赢接价值中反映，因为各营养物质是生 物净生产量的组成部分。另外，土壤是植物和凋落物长期作用的结果，因此，土 壤库也能反映各类生态系统养分和凋落物库养分情况。此方法各有其优缺点。其优点为：①反映了生态系统中占绝大部分的养分库的特征。②所需数据可从各种土壤调查资料中获得，而且有效性较强。其缺点为： 使用此方法得出的结果是生态系统土壤库中养分的存量，反映的是土壤库静态的 特征，土壤库养分持留量的价值相当于生态系统在营养物质方面的生态资产。 考虑到资料的掌握程度和实际情况，本研究采用生物库养分持留法对其营养 物质循环与贮存服务功能进行计算，而由土壤库养分持留法计算得到的土壤对营 养物质的贮存则在土壤保持服务功能中的保持土壤肥力功能中体现。３．３．１．５生态系统净化空气物质量评价方法 生态系统净化空气功能的定量评价是基于生态系统中生物与污染物之间的 剂量响应关系研究所得到的数据进行的。由于生态系统中，生物种类繁多，污染物的类型和形式又各不相同，目前有关生物与周围污染物之间的剂量响应关系的研究报道还不多。本论文只对森林生态系统对二氧化硫和粉尘等污染物净化的功 能进行粗略的定量评估。 ｎ１净化二氧化硫中山丈学硕士学位论文森林生态系统能够吸收周围环境中的二氧化硫。一般生长在二氧化硫污染地 区的植物叶中二氧化硫含量比周围正常叶子的含硫量高５～１０倍。只要不超过一定的限度，植物不出现伤害症状，植物被称为大气的天然净化器。据研究，当污 染源附近的二氧化硫浓度为０．２７ｍｇ／ｍ３时，在距污染源１０００～１５００ｍ处，非绿化带浓度为０．１６ｍｇ／ｍ３。据报道，柳杉吸收二氧化硫的能力是７２０ｋｇ／ｔ?ａ（李金昌，１９９９）。一般，森林吸收二氧化硫的能力：阔叶林为８８．６５ｋｇ／ｈａ?ａ，柏类４１１．６０ｋｇ／ｈａ?ａ，杉类１１７．６０ｋｇ／ｈａ?ａ，松林１１７．６０ｋｇ／ｈａ?ａ，平均为２１５．６０ｋｇ／ｈａ。ａ? 欧阳志云、王如松等以这些数据为基础估算出中国森林生态系统每年吸收二氧化 硫的量为１６１６１５５０．７３ｔ（欧阳志云等，１９９６）。而管东生则是根据广州城市植被的 生产量及硫含量估算，得出其对硫的吸收为２１０５ｔ／ａ，折合成ｓ０２为４２１０ｔ／ａ（管 东生，２０００）。其值更加符合广州地区的情况。广州市的大气二氧化硫污染程度 比江门市的严重，如果单独采用管东生所测的植被体内的硫含量作为计算依据， 其计算结果将与实际情况偏差较大。因此根据实际情况和资料，本论文将采用全 国范围内的基础数据对森林生态系统净化二氧化硫的功能进行估算。 （２）滞尘粉尘是大气污染的重要指标之一，森林生态系统对烟灰、粉尘有明显的阻挡、过滤和吸收作用。据研究，一些树种每公顷的年滞尘量为：云杉３２．９９ｔ／ｈａ?ａ， 松树３４．４０ｔ／ｈａ．ａ’水青Ｎ６８．００ｔ／ｈａ?ａ。一般说来，针叶林滞尘能力为３３．２０ ｔ／ｈａ．ａ， 阔叶林滞尘能力为１０．１１ ｔ／ｈａ?ａ（欧阳志云等，１９９６）。在适当的条件下，应用这些基础数据对一些森林生态系统滞尘能力进行定量评价。欧阳志云、王如松等（１９９６）曾对我国森林生态系统每年的滞尘量进行过估算，其值为２２．８４亿ｔ，ａ。管东生亦用这些基础数据对广州植被滞尘能力进行估算，其单位面积滞尘量为值为９．３８ｔ／ｈａ（管东生，２０００）。本论文将采用基础数据对森林生态系统滞尘能力进 行估算。３．３．１．６生态系统固碳释氧物质量评价方法 森林的固碳释氧功能，对于人类社会和整个动物界，对于全球气候平衡都有 重要的意义。在评价生态系统固碳释氧的作用时，常以陆地生态系统每年的有机 物质挣初级生产量为基础，根据光合作用和呼吸作用的反应方程式，推算出二氧３．森林生态系统服务功能内涵及评价方法化碳的固定量和氧气的释放量。其化学反应方程式为６ Ｃ ｏ，＋６Ｈ：Ｏ―塾！塑ｉ！兰÷Ｃ日。：Ｑ＋６Ｄ２＿多糖（３－８）由上面的光合作用方程式可推出，每生产１９植物干物质需要１．６３９Ｚ．氧化碳， 同时释放１．２０９氧气。以此为基础，从各类植被的净初级生产量可以测算出森林 生态系统固定二氧化碳和释放氧气的物质量。这种方法的局限性是未考虑生态系 统中土壤和凋落物层的呼吸作用。 管东生在植被第一性生产力和植物碳含量研究的基础上，推算得出广州城市 植被单位面积碳吸收量为４．８ｔ／ｈａ?ａ，氧释放量为２３．３ｔ／ａ（管东生，２０００）。由于 管东生采用了实际植被体内的碳含量作为计算碳吸收量的基础，所以其计算结果 比理论值３１．６ｔ／ｈａ?ａ要小的多。３．３．２价值量评价方法价值量评价法主要是从货币价值量的角度对生态系统提供的服务进行定量 评价。价值量评价方法的优势主要表现在下面三个方面； 运用价值量评价方法计算生态系统服务能力得到的结果是货币值，因此，既 能进行不同生态系统同一项生态系统服务功能的比较，也能将某一生态系统的各 单项服务功能综合起来。 人们对货币价值有明显的感知，因此，运用价值量评价方法得出的结果能引 起人们对区域生态系统服务功能足够的重视，促进人们对生态系统服务的持续利 用。生态系统服务功能价值量评价研究能促进生态资源核算，将其纳入国民经济核算体系，最终实现绿色ＧＤＰ。 但价值量评价方法也有其局限性，主要表现在价值量评价方法于货币价格密 切相关，价值量评价反映生态系统服务的总体稀缺性，反映人们对生态系统服务的支付意愿，这无疑使其结果存在主观性。随着人类对生态系统的加剧利用，生态资源的逐渐耗竭，生态系统对人类提供的服务的价值会愈来愈高。中山大学硕士学位论文３．３．２．１生态系统服务功能价值 生态系统服务功能是指生态系统为人类提供的各项服务和功能。这里人类是主体，生态系统是客体，客体满足了主体生存发展的需要，生态系统满足了人类 生存发展的需要，因此，生态系统对人类具有价值。这种价值被称为生态系统服 务功能价值。人类的需要大体上是按生存需要、发展需要和享受需要的顺序逐步 发展的（李金昌等，１９９９），因此生态系统服务功能的价值也就会越来越大。３．３．２．１．１生态系统服务功能价值分类 生态系统服务功能的价值可以分为直接利用价值，间接利用价值，存在价值 与选择价值。生态系统服务功能价值评估方法，因其功能类型不同而异。 （１）直接利用价值 主要是指生态系统产品所产生的价值，它包括食品、医药及其它工农业生产 原料等生物资源带来的直接价值。因为这些资源可在市场上进行交易，如木材、 薪柴、建材、药材以及肉类、鱼贝象牙等。在实际计量某一生态系统生产的生物 资源价值时，需要把全部收获的生物资源都计算在内，用一种假定的市场交易价 值来计量他们。 （２）间接利用价值 主要是指无法商品化的生态系统给人类提供的生命支持系统功能的价值（欧 阳志云，王如松等，１９９６）。这种价值远高于其直接生产可消费生物资源的价值。例如，森林的直接价值（木材）与其间接价值（涵养水源、保持水土、防风固沙、改善气候、吸毒滞尘、保护鸟兽、吸收二氧化碳和制造氧气）之比，美国为１：９， 芬兰森林为１：３；中国怒江四县森林间接价值的研究认为占全部价值的８６％，其余仅占１４％（陈应发，１９９４）。间接利用价值的评估常常需要根据生态系统功能 的类型来确定，通常有防护费用法，恢复费用法，替代市场法等。（３）存在价值 亦称内在价值，是人们为确保生态系统服务功能能继续存在的支付意愿 （ＯＥｃＤ，１９９６）。如生境、濒危物种等均属于存在价值。存在价值是生态系统 本身具有的价值，是一种与人类存在无关的经济价值。换句话说，即使人类不存 在，存在价值仍然有，如生态系统中的物种多样性与涵养水源能力等。存在价值３．森林生志系统服务功能内涵及评价方法是介于经济价值与生态价值之问的一种过渡性价值，它可为经济学家和生态学家提供了共同的价值观。 Ｈ）选择价值 选择价值是人们为了将来能直接利用与间接利用某种生态系统服务功能的 支付意愿。例如，人们为将来能利用生态系统的涵养水源、净化大气以及游憩娱 乐等功能的支付意愿。人们常把选择价值喻为保险公司，即人们为自己确保将来能利用某种资源或效益而愿意支付的一笔保险金。选择价值ＲＮ＃Ｎ３类：即自己将来利用；子孙后代将来利用，又称之为遗产价值；及别人将来利用，也称之 为替代消费。生态系统服务功能的直接价值最经得起市场估值的检验：间接价值可以运用基于市场的方法，也可以通过了解人们的支付意愿来评估；而生态系统服务功能的存在价值、遗产价值和选择价值只能通过对消费者的偏好的调查获得。３．３．２．１．２生态系统服务功能价值化方法关于生态系统服务功能的价值，生态学家和生态经济学家已经做了很多探讨，并且提出了一些方法，但是，由于其复杂性，生态系统服务功能价值的计量 至今仍是一件十分困难的事情。生态系统服务功能的价值化方法主要有市场价值 法，机会成本法，恢复和防护费用法，影子工程法，调查评价法，人力资本法。 （国家环境保护总局规划与财务司，２００１） （１）市场价值法 也称生产率法。生态系统质量的变化导致生产率和生产成本的变化，从而引 起产值和利润的变化。而产值和利润是可以用市场价格来计量的。市场价值法就 是利用生态系统质量变化引起的产值和利润的变化来计量生态系统质量变化的 经济效益或经济损失。因此，可以通过这种变化可以求出生态系统产品和服务的 价值。其计算公式如下：Ｌ＝主ＰＩ．△Ｒｌ Ｈ式中：Ｌ一生态系统服务功能的价值； Ｐ，一ｉ产品的市场价格；（３＿９）中山大学硕士学位论文ＡＲ―ｉ产品环境污染或破坏减少的产量ａ（２）机会成本法 常用来衡量决策的后果。所谓机会成本，就是作出某一决策而不作出另一种 决策时所放弃的利益（毛文永，２００３）。任何一种资源都有多种用途，而这些用途之间是相互排斥的。为了作出最有效的选择，必须找出社会经济效益最大方案。 资源是有限的，选择了一种使用机会就会失去了另一些使用机会。也就失去了其他获得效益的机会，我们把其他使用方案中获得最大经济效益称为该资源利用选择方案的机会成本。计算方式如下：厶＝∑Ｓ。．∥；ｌ＝ｌ（３－１０）式中：厶一资源机会成本的价值； Ｓ。一ｉ资源单位机会成本： 形；一ｉ资源损失的数量。（３）恢复和防护费用法 全面计算环境质量改善的效益，在很多情况下是很困难的。实际上，很多有 关环境质量的决策是在缺少效益进行货币的评价下进行的，对环境质量改善的效 益的最低估计可以从为了消除减少有害环境影响经验费用中获得。一种资源被破 坏了，可以或防护受污染所需要的费用。作为该环境资源破坏带来的损失。其计 算公式如下：三。＝主ｃ。式中：Ｌ。一防护或恢复前的污染损失；（３?１１）Ｃｊ―ｉ项防护或恢复费用。（４）影子工程法 是恢复和防护费用的一种特殊形式。又称替代工程法，是在生态系统遭受破 坏后人工建造一个工程来代替原来的生态系统服务功能，用建造新工程的费用来 估计生态系统破坏所造成的经济损失的一种方法。其计算公式如下：Ｌ。＝Ｇ＝主ｘ，式中：Ｌ。一生态系统服务功能价值（３－１２）３，森林生态系统服务功能内涵及评价方法Ｇ一替代工程的造价ｙ一替代工程中ｉ项目的建设费用 当生态系统服务功能的价值难以直接估算时，可借助于能够提供累似功能的 替代工程或影子工程的费用，来替代该生态系统服务功能的价值。例如森林具有涵养水源的功能，这种生态系统服务功能很难直接进行价值量化。于是，可以寻 找一个影子工程，如修建一座能贮存与森林涵养水量同样水量的水库，则修建水库的费用就是该森林涵养水源生态服务功能的价值。再如，当计算森林生态系统因保持土壤而防止泥沙淤积的价值时，先算出该地区森林生态系统的总土壤保持量，而后用能拦蓄同等数量泥沙的工程费用来表示该森林生态系统土壤保持功能 在防止泥沙淤积方面的价值。 用于评价生态系统固碳价值的造林成本法也属于影子工程法，他是将生态系统固定二氧化碳的量乘以单位森林蓄积的平均造林成本，而估算出生态系统固定二氧化碳的价值。目前，我国杉术、马尾松、泡桐三种树的平均造林成本为２６０．９７ 远／ｔＣ（中国林业统计年鉴，１９９０）。欧阳志云等运用此法估算出中国陆地生态系 统每年固定二氧化碳的经济价值为７．７３×１０１１元，每年释放氧气的经济价值为 ２．８４×１０１２元（欧阳志云等，１９９９）。 （５）调查评价法 在缺乏价格数据时，不能应用市场价值法。这时，可通过向专家或环境资源 的使用者来进行调查，以获得环境资源的价值。常用的方法是投标博弈法。该法是被访问者参加某项投标过程中，确定支付愿望或赔偿愿望。这种方法会出现偏差，如策略偏差，信息和假想偏差。使用时，应尽量考虑周全减少偏差。 （６）人力资本法也叫工资损失法。他是通过市场价格和工资多少来确定个人对社会的潜在贡献，并以此来估算生态环境变化对人体健康影响的损益。生态系统的变化对人体 健康有很大影响，与健康有关的货币损失有三个方面：过早死亡，疾病和病休造成的损失；医疗费用开支增加；精神或心里上的代价。一个健康的人在正常情况下，能参与社会生产，创造物质或精神财富，在对社会做出贡献的同时，他本人 也获得一定的报酬。由于生态环境的破坏，他过早死亡或丧失劳动能力，那么他 对社会的贡献就减少到零，甚至负贡献。从社会角度来看，这就是一种损失。这 种损失，通常可以用个人的劳动价值来等价估算。个人的劳动价值是每个人未来中山大学硕士学位论文的工资收入（考虑年龄、性别、教育等因系）经贴现折算为现在韵价值。其计算 公式如下：Ｌ。＝ＰＩ宝（口ｆ．Ｓ?丁，）＋主（屈．Ｓ?丁。）ｌ＋窆（Ｇ－ｍ?Ｓ）ｌ‘：ｌ 仁ｌ Ｊｉ＝ｌ（３’１３）式中：Ｌ。一生态变化对健康造成损失的价值； 口；一ｉ种疾病污染区高于对照区的发病率；屈一ｉ种疾病污染区高于对照区的死亡率；Ｓ一污染区覆盖人口； Ｔ。一ｉ种疾病人均失去劳动时间（含护理人员的误工）； 尸一污染区人均国民收入； Ｃ；一ｉ种疾病人均医疗费。３．３．３能值分析法 自然生态系统和人类社会经济系统各组分均涉及能量的流动、转化与储存， 能量可用于表达生命与环境、人与自然的关系。长期以来，人们以能量为共同尺 度对各种系统进行分析研究。然而，能量分析只在同类别的能量（如机械动力能、 生物能等）分析研究上取得成效。不同类别的能量具有不同来源，存在质的差异， 不可做简单加减和比较。例如，电产生的１Ｊ能量与燃煤产生１Ｊ能量存在极大的差 异，不可等同。至于自然生态系统与经济的本质关系，用一般能量单位更无从衡 量和表达，这常常使能量分析陷入困境。八十年代后期出现的能值概念较好地解 决了这一问题。能值一词是有能量系统先驱Ｈ．Ｔ．Ｏｄｕｍ为首的生态学家创立的ｍ．Ｔ．Ｏｄｕｍ，１９８６；Ｄ．Ｍ．Ｓｃｉｃｎｃｃｍａｎ，１９８７），其定义为：在产生一种产品或服务的全过程中， 将所使用的能量用某一种能量表示的当量。实际应用中通常以太阳能焦耳值度量 各种不同类别能量的能值。某种资源、产品或服务的太阳能值，就是其形成过程 中直接或间接应用的太阳能焦耳总量。全球经济是由可更新和不可更新能量流相 互作用所驱动的，经济中的货币流动被能值的流动所驱动，而且可以建立与能值 流量之间的关系。通过利用世界年生产总值（６ｗＰ）除以驱动世界经济运行的能值３．森林生态系统服务功能内涵及评价方法年流量，就可以计算出货币流与能值流的比率，以能元（ｅｍｄｏｌｌａｒ，Ｅｍ￥１表示货币 能值的比率。于是，可以用能元作为统一单位来定量表示各种产品和服务的价值。［刍Ｈ．Ｔ．Ｏｄｕｍ提出能值分析法以来，世界各国的生态学家利用这种方法做了 大量的工作。能值分析法也被用于定量评价生态系统服务功能，Ｍ．Ｔ．Ｂｒｏｗｎ等 （１９９９）估算出全球生态系统中，土壤有机质的储存量为２．１０ Ｘ 生物量约为３．３５ ｘ１０１４ １０１５Ｅｍ￥，植物Ｅｍ￥，动物生物量约为３．７０Ｘ １０１３Ｅｍ￥。根据实际情况和所掌握的资料出发，本文对潭江流域森林生态系统服务功能 的研究主要采用物质量和价值量方法进行评价。中山太学硕士学位论文４．潭江流域自然资源和社会经济概况本文以潭江流域森林生态系统这一自然生态单元形成的生态系统为研究对 象。潭江干流全长２Ａ．８ｋｍ，流域面积６０２６ｋｍ２，其中江门市境内干流全长约为 ２１９ｋｍ，境内流域面积５７６９ｋｍ２，分别占潭江干流全长的８６．８％和总流域面积的 ９５．７％，境内流域面积占江门市总面积的６０．６％（中山大学环境科学系，江门市 环境科学研究所，２００３），同时考虑所掌握的资料和数据，本研究采用江门地区 的资料和数据来代替潭江流域的资料和数据。其中自然环境概况主要采用潭江流域的资料，社会经济和森林资源概况为对江门市统计年鉴和江门市林业局的资料和数据进行分析研究后的结论。江门市内的潭江流域范围见图４?１。４．１潭江流域自然环境概况４．１．１地理位置 潭江发源于广东省阳江市东县牛尾岭，自西向东经恩平、开平、台山、新会， 在新会双水镇附近折向南流，经银洲湖出崖门口注入黄茅海。干流全长２４８ｋｍ， 流域面积６０２６ｋｍ２，其中江门市境内干流全长约为２１９ｋｍ，境内流域面积５７６９ｋｍ２， 分别占潭江干流全长的８６．８％和总流域面积的９５．７％，境内流域面积占江门市总 面积的６０．６％，其位置位于北纬２０。００７００”～２２。４５’５６”．东经１１１。５６’２１”－１１３。０３’１４”（中山大学环境科学系，江门市环境科学研究所，２００３）。４．１．２地质和气候条件 流域内地质构造处于华南褶皱系粤中坳陷，其主体为北东向恩平一从化深断 裂和台、开、恩断陷盆地，尤以深大断裂控制着流域的地形地貌。流域地层比较 齐全，从上元古震旦系至第四系砂岩、砂页岩、灰岩、变质岩等均有出露，尤以中山太学硕士学位论文图４．１江门市内的潭江流域范围Ｆｉｇ．４－１ Ａｒｅａ ｏｆＴａｎｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ ＯｖｆＪｎａｇｅ Ｂａｓｉｎ ｉｎ Ｊｉａｎｇｍａａ Ｃｉｔｙ第四纪地层分布最广。侵入岩形成期依次有加里东期、加里东一海西期、印支期、 燕山期，尤以燕山期发育最全，规模最大。 流域地势北、西、南三面环山，中间低平，周围山地成为潭江及其支流的分 水岭。西北部的天露山位于恩平、开平与新兴接壤地带，北东走向，绵延７０多公中山大学硕士学位论文里，主峰海拔１２５０ｍ，是流域内最高峰；北部为北东走向的云宿山、婆髻顶，主峰海拔均在６００ｍ以上，山势陡峻，ｖ型谷发育；南部多为海拔５００ｍ以下低山， 成为独流入海河流与潭江流域分水岭；东南部古兜山主峰海拔在９００ｍ以上，地 势亦很陡峻。山地面积约为１６８７ｋｍ２，占流域总面积的２８％中间低平地带为潭江 及其支流河谷，多为河流阶地及冲积平原。冲积平原沿河作带状分布，中游狭长， 下游宽广，平原面积约为２１０９ｋｍ２。占流域总面积的３５％。丘陵、台山面积约 ２２３０ｋｍ２，占流域总面积的３７％，分布于山地与河谷之间，冲积平原内亦有零星 分布。丘陵无峰顶，呈缓坡起伏，坡面多为第四纪堆积。 潭江流域属南亚热带海洋性季风气候，雨量充沛，气候温和．无霜期长ａ年 平均太阳辐射量为１０２．３千卡，平方厘米，年均Ｆｔ照时数为１７１９，－２４３０ｄ＇，时，多年平均蒸发量为１０８４～１５６０ｍｍ。年平均气温为２１．３－２２．８＇Ｃ；全年最冷为１月，月均温１０．１－１６．４１１２，最热月为７月，月均温为２７．４～３２．２＂Ｃ；极端最低温为０．Ｉ＇Ｃ，１９６３年 １，９６Ｂ出现在台山、恩平；极端最高温为３８．８＂Ｃ，出现在１９９０年８月２３日。流域 年平均降雨量ＩｆｇｌＯ－２７００ｍｍ，１９７５年恩平占年雨量高达３６５８ｍｍ（本研究以江门市年平均降雨量２１５０ｍｍ为计算标准）。４月至９月降水量约占全年的醴％，％％， 有明显的雨季汛期，前汛期在４娟月，主要是受北方冷空气造成的冷锋影响，平 均降水量７５０．６ｍｍ；后汛期在７曲月，主要受台风和幅台带影响，平均降水量７３７．９ｍｍ。降水特点：降水集中、强度大、易成灾。降水量年际变化较大，最大 年雨量与最小年雨量比为２．４￣２．８倍。降雨地区分布不均匀，西南部山区多，中部 平原少，东北部更少。流域夏秋盛行偏南风，常有台风侵袭，冬春吹偏北风，常 受寒潮影响出现霜冻或低温阴雨天气。４．１．３土壤类型 流域内土壤主要有两类：一类是低山丘陵的赤红壤，其母质多为前泥盆系的 变质岩及砂页岩，燕山期的花岗岩以及少数来源于第三系的红色砂页岩，经数万 年风化而成；另一类是三角洲平原冲积土，为第四系海相沉积合河流冲积交相作 用而成的。４．潭江流域自然资源和社会经济概况４．１．４流域自然资源江门市矿产资源种类较多，已探明可开采的有石灰石、硅砂、钾长石、独居 石、水晶、绿柱石、煤、稀土及金、银、铜