新疆梭梭林防護增產及固沙功能價值核算

寧虎森，雷春英，吉小敏，羅青紅

(新疆林科院造林治沙研究所，新疆 烏魯木齊 830063)

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新疆梭梭林防護增產及固沙功能價值核算

寧虎森，雷春英，吉小敏，羅青紅

(新疆林科院造林治沙研究所，新疆 烏魯木齊 830063)

摘要：運用市場價值法，影子價格法對新疆梭梭林防護增產及固沙功能進行價值核算.結果表明：1)截至2011年，新疆共有梭梭林1 390 408.46hm2，其中94.45%分布在北疆各地區；2)新疆梭梭林防風固沙的總價值為3 475 546.33萬元·a-1，其中固沙價值占總價值的90.51%，在防風固沙價值中起主要作用；3)不同地區梭梭林防風固沙價值大小順序為塔城地區>昌吉州>阿勒泰地區>博州>克拉瑪依>哈密地區>烏魯木齊市>巴州>吐魯番地區>阿克蘇地區>伊犁州>喀什地區；4)占全疆梭梭林總面積92.12%的低蓋度梭梭林，產生了防風固沙總價值的88.39%，因此，應加強低蓋度梭梭管理與保護；5)在新疆應盡快建立梭梭林荒漠生態系統服務市場，完善梭梭林生態補償機制，使梭梭林荒漠生態系統服務價值得以實現.

關鍵詞：梭梭林；防風固沙；價值核算；生態系統服務

0引言

生態系統服務功能是指生態系統與生態過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環境條件與效用，也指人類直接或間接從生態系統功能中獲取的利益[1-3].上個世紀70年代以來，一些學者對生態系統服務功能及其價值評價開展大量研究[4-7].其中，最具代表性的是Constanza等人將生態系統服務功能劃分為海洋，森林，草原，濕地，水面，荒漠等17類[4]，這樣的分類使得生態系統服務功能價值評估得到廣泛的關注，并且成為全球生態學與經濟學研究的前沿領域和熱點.近年來，國內學者對不同生態系統服務功能進行了大量的研究，多數集中在森林、草地、耕地和水域生態系統[8-11].然而，有關荒漠生態系統服務功能研究較少.

1研究區概況

新疆位于中國西北邊陲，地處亞歐大陸腹地，東西長2 000 km，南北寬1 600 km，面積為1 660 000 km2，約占全國總面積的1/6，是中國最大的省區，新疆屬典型的大陸性氣候，干燥少雨，蒸發大，冬季寒冷而夏季炎熱，晝夜溫差大.其中，北疆降雨量約為200 mm，南疆降雨量不足100 mm.研究區為新疆境內有梭梭分布的地州，包括北疆的博州，塔城地區，克拉瑪依市，伊犁州，阿勒泰地區，昌吉州，烏魯木齊市，東疆的哈密和吐魯番地區，南疆的巴州，喀什地區，阿克蘇地區.梭梭、白梭梭的天然林、次生林及人工林全部納入本次核算.

2數據來源及研究方法

2.2新疆梭梭林防風固沙實物量

固沙實物量：G固沙=G×A

(1)

增產實物量：Q保護=Q×A

(2)式中：G固沙為梭梭林固沙量，單位：t·a-1；G為不同蓋度梭梭林單位面積固沙產量，單位：t·hm-2·a-1；其取值來源于韓永偉等人研究結果[14].Q保護為梭梭林防護增產量，單位t·a-1；Q為因防風固沙林等森林存在而增加的單位面積牧草年產量，Q的取值參照2011年宋翔等人的研究成果[16]，因牧草無相應的研究成果，單位面積牧草增產率參照小麥的增產幅度，取11.0%.牧草按苜蓿計算，單位面積產量根據市場調查取1 200 kg/hm2，因此Q取值為19.98 t·hm-2·a-1；A為林分面積，單位：hm2.

2.3新疆梭梭林防風固沙價值量

固沙價值：V固沙=G固沙×C固沙

(3)

增產價值：U防護=Q保護×C保護

(4)

防風固沙總價值：Z防風固沙=U防護+V固沙

(5)式中：V固沙為梭梭林固沙價值，單位：元·a-1；C固沙為沙塵清理費用，根據市場調查取值為230.8元/t.U防護為梭梭林防護價值，單位：元·a-1；C保護為牧草等價格，按苜蓿價格來計算，取值為1.20 元/kg.Z防風固沙為梭梭林防風固沙總價值，U防護為梭梭林森林防護價值，V固沙為梭梭林固沙價值，單位均為元·a-1.

2.4評價方法采用生態系統服務功能價值評價方法中的市場價值法和影子價格法.市場價值法是利用因環境質量變化引起的某區域產值或利潤的變化來估算環境變化所帶來的經濟得失，影子價格法是指使用技術手段獲得某種生態系統服務功能相同的效益所需的生產費用，從而間接地估算該種生態系統服務的價值.梭梭林防護的牧草增產的價值計算使用市場價值法，固沙的價值使用影子價格法計算.

利用Excel進行相關數據的統計與計算，使用Origin8.5軟件進行繪圖.

3結果與分析

圖1　新疆梭梭林面積統計

3.1新疆梭梭林面積統計新疆共有梭梭林1 390 408.46 hm2，按不同梭梭林蓋度分類，低蓋度林地面積為1 266 191.49 hm2，中蓋度林地為71 665.83 hm2，高蓋度林地為36 639.43 hm2，分別占總面積的92.12%，5.21%，2.67%，這說明新疆梭梭林是以低蓋度分布為主.其中，克拉瑪依市，伊犁州，哈密地區，巴州，阿克蘇地區，喀什地區只有低蓋度梭梭林分布，其余地區也是以低蓋度梭梭分布為主(圖1，(a)，(b)，(c)).而中蓋度梭梭林主要分布在博州，塔城地區，昌吉州，烏魯木齊市.高蓋度梭梭林總體面積較小.

整體上看新疆梭梭主要分布在新疆北部的塔城地區，昌吉州，阿勒泰地區，博州，克拉瑪依市(圖1(d))，僅這5個地區梭梭林面積占到全疆梭梭林面積的92.58%.

3.2新疆梭梭林固沙價值評價由表1可知，新疆梭梭林固沙總量為139 158 501.17 t·a-1.各地州市均介于137.57 t·a-1與38 775 063.64 t·a-1之間，固沙量由大到小依次為塔城地區>昌吉州>阿勒泰地區>博州>克拉瑪依市>哈密地區>烏魯木齊市>巴州>吐魯番地區>阿克蘇地區>伊犁州>喀什地區.不同蓋度梭梭林中，低蓋度梭梭林固沙量最大，其值為122 719 279.16 t·a-1，是中蓋度梭梭林固沙量(10 490 444.51t·a-1)的11.7倍，是高蓋度梭梭林固沙量(5 948 777.50 t·a-1)的20.63倍.

表1　新疆梭梭林荒漠生態系統固沙量　t·a-1

通過公式可計算出新疆梭梭林固沙總價值為3 148 965.9萬元·a-1.由表2可知，各地州市固沙總價值介于3.11萬元·a-1與894 928.47萬元·a-1之間，固沙價值大小順序為塔城地區>昌吉州>阿勒泰地區>博州>克拉瑪依>哈密地區>烏魯木齊市>巴州>吐魯番地區>阿克蘇地區>伊犁州>喀什地區.其中低蓋度梭梭林固沙價值為2 774 498.04萬元·a-1，占全疆的88.11%；中蓋度梭梭林固沙價值為238 844.45 萬元·a-1，占全疆的7.58%；高蓋度梭梭林固沙價值為135 623.42萬元·a-1，占全疆的4.31%.

表2　新疆梭梭林荒漠生態系統固沙總價值　萬元·a-1

3.3新疆梭梭林防護價值評價梭梭林防護增產是指保護農田和牧場免受自然災害的影響使農作物和牧草增產的量.由表3可知，新疆梭梭林防護增產總量為2 753 008.76 t·a-1，各地區增產總量介于2.81 t·a-1和783 031.37 t·a-1之間，其中增產量最大的地區為塔城地區，其值為783 031.37 t·a-1，增產量最小的地區為喀什地區，僅為2.81 t·a-1.不同蓋度增產量的大小順序為低蓋度>中蓋度>高蓋度.

表3　新疆梭梭林荒漠生態系統防護增產量　t·a-1

通過公式可計算出新疆梭梭林防護增產總價值為330 361.04萬元·a-1.由表4可知，塔城地區防護增產價值為93963.76萬元·a-1，為全疆最高，喀什地區防護增產產值為0.34萬元·a-1，為全疆最低.在不同蓋度梭梭林比較中，低蓋度梭梭林增產價值為300 847.1萬元·a-1，中蓋度為17 027.8萬元·a-1，高蓋度為12 486.15萬元·a-1，分別占全疆梭梭林增產價值的91.07%，5.15%，3.78%.

表4　新疆梭梭林荒漠生態系統防護增產價值　萬元·a-1

3.4新疆梭梭林防風固沙總價值評價固沙價值與防護增產價值之和為梭梭林防風固沙總價值量，通過計算得到新疆梭梭林防風固沙總價值為3 479 326.95萬元·a-1，其中固沙價值為3 148 965.91萬元·a-1，防護增產總值為330 361.04萬元·a-1，分別占總價值的90.51%和9.49%，通過圖2(a)也可以看出，梭梭林防風固沙生態服務功能中，固沙價值顯著大于防護增產價值.通過圖2(b)可以看出，新疆不同地區梭梭林防風固沙總價值的大小順序為：塔城地區>昌吉州>阿勒泰地區>博州>克拉瑪依>哈密地區>烏魯木齊市>巴州>吐魯番地區>阿克蘇地區>伊犁州>喀什地區.不同蓋度梭梭林防風固沙產值分配為：低蓋度占總價值的88.39%，中蓋度為7.35%，高蓋度為4.26%(圖3(a)).新疆不同地域防風固沙產值分配為：北疆梭梭林占總價值的94.66%，東疆為4.14%，南疆為1.2%(圖3(b))，由此可以看出北疆梭梭林防風固沙價值遠高于東疆和南疆.

圖2　新疆梭梭林防風固沙價值比

圖3　新疆不同蓋度、地域梭梭林防風固沙價值量比

4結論

新疆梭梭林面積占全國的73%，主要分布在準噶爾盆地古爾班通古特沙漠[17]，哈密盆地東部和伊犁霍城縣內分布著少量的散生林；南疆塔克拉瑪干大沙漠北部和東部也有少量分布.本文中統計數據得到全疆梭梭有94.45%分布在北疆，僅有5.55%分布在南疆和東疆.而前人也研究得出新疆梭梭94%分布在新疆北部準噶爾盆地[18].出現這種南北疆分布差異現象可能是地理、土壤、生態因子影響程度和差異和物種長期演替進化引起的[19].

有研究顯示，在沙漠化治理過程中，高蓋度梭梭林較低蓋度梭梭林更具優勢，因為高蓋度梭梭林下墊面粗糙度大，對于較低風速和阻截風沙的能力強于低蓋度梭梭林，固沙量也更大[18].本文中研究得出，全疆梭梭主要是以低蓋度分布為主，僅有7.88%梭梭是中蓋度和高蓋度分布.出現這種現象一方面是在全球變暖的大環境下，梭梭與干旱區其他荒漠植被一樣，遭受著高溫干旱所帶來的逆境脅迫，梭梭幼苗大量死亡，自然更新與種群演替受阻，低蓋度梭梭林的大量分布，正是梭梭對以水為主要限制因子競爭而自疏的結果.另一方面，人類近年來將大面積的梭梭林地開墾成農田，減少了高蓋度梭梭林面積，工農業用水導致地下水位的下降和地表徑流的減少，也影響著梭梭群落的正常發展.同時，低蓋度梭梭林對風沙危害的抵御能力有限，在遭受外界高強度高頻率的干擾和脅迫時，更加速其種群穩定性降低.但是，新疆梭梭林荒漠生態系統的防風固沙總價值的88.39%是由低蓋度梭梭林所產生的，低蓋度梭梭林對維持新疆生態系統穩定，尤其是北疆綠洲生態系統的貢獻巨大.因此，在今后的工作中，應加強新疆低蓋度梭梭林的科學管理和保護，維持現有梭梭林的穩定和發展，保證以梭梭為主的荒漠生態系統正常發揮其防風固沙的功能.

在荒漠地區，固沙植被不僅可以改善荒漠地區氣候環境，而且可以促進沙區植物和動物的演替過程，增加物種的多樣性.固沙植被還可以改善沙漠土壤環境，阻止流沙的擴大蔓延.本研究中，新疆梭梭林荒漠生態系統服務價值中固沙價值占據了90.51%，其次是梭梭林防護增產價值，占據了9.49%，可見新疆梭梭林固沙作用遠遠強于防護作用.在新疆，沙漠化已成為生態環境和經濟發展的最大障礙，僅在新疆和田地區，因沙漠化每年損失就高達14.47億元[19]，在工業，農業，教育和交通最發達的天山北坡經濟帶，沙漠化引起的損失將更大.例如：其中位于古爾班通古特沙漠西北部的塔城地區和博州，是新疆梭梭分布最多的區域之一，同時該地區也是新疆乃至全國最大的沙塵暴策源地之一，其危害范圍之廣、危害結果之重也也是廣為人知的.本次評估結果顯示塔城和博州2個地區的梭梭林生態系統固沙功能價值為13.9億元，占到全疆梭梭林固沙總價值的44.15%，這說明該地區的梭梭林肩負著全疆梭梭防風固沙林的重任，有關部門應重視梭梭林荒漠生態系統的穩定和發展，對該地區支付一定的生態補償費用，實現經濟可持續發展戰略[20].

本文中因研究手段和研究技術所限，梭梭林防風固沙功能中還有一些價值沒有被計算，如防風固沙中減少了地表蒸發量，降低局部區域溫度，增加空氣濕度所產生的價值，這些價值需在今后的工作中需進一步深入研究.同時，應完善梭梭林荒漠生態系統的其他生態功能(固碳釋氧，保育土壤，積累營養物質，生物多樣性，進化大氣)的價值核算，應盡快建立梭梭林荒漠生態系統服務市場，完善梭梭林生態補償機制，使梭梭林荒漠生態系統服務價值得以實現.

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(責任編輯郭定和)

The value accounting of shelterbelt’s benefits and sand fixation of Haloxylon ammodendron forest in Xinjiang

NING Husen，LEI Chunying，JI Xiaomin，LUO Qinghong

(Research Institute of Afforestation and Desertification Prevention and Control,Xinjiang Academy of Forestry Sciences,Urumqi 830063,China)

Abstract:The wind prevention were and sand-fixation service value of different coverage Haloxylon(H.) ammodendron forest in Xinjiang was accounted,by the method of market value and shadow price,The results showed that:1) Total area of H.ammodendron forest in Xinjiang is 1 390 408.46 hm2until the year of 2011,and 94.45% of which distributed in the north of Xinjiang,and mainly concentrated in Tachen,Changji,Altay,Bozhou,karamay.2) The total wind prevention and sand-fixation value of H.ammodendron forest was 34.755 463 3 billion yuan per year,and the sand-fixation value accounted for 90.6%,it played a main role in wind prevention and sand-fixation value.3) The order of accounting value was Tachen>Changji>Altay>Bozhou>Karamay>Hami>Urumqi>Bazhou>Turpan>Aksu>Yili>Kashgar.4) The area of H.ammodendron forest with lower coverage accounted for 92.12% of the total in Xinjiang,88.39% of wind prevention and sand-fixation value was created by the lower coverage forest,therefore,It was necessary that management and protection of H.ammodendron forest,especially for the lower coveraged ones,was strengthened.5) The fact that the ecological service value of the H.ammodendron forest for wind prevention and sand-fixation was tremendous,it suggested that ecological service market of H.ammodendron forest should be established,as well ecological compensation mechanisms of which should be improved as early as possible,constantly,the ecological service value of H.ammodendron forest would be realized.

Key words:Haloxylon ammodendron forest; wind prevention and sand fixtion; value according; ecosystem service

中圖分類號:S727.23

文獻標志碼:A

DOI:10.3969/j.issn.1000-2375.2016.03.011

文章編號:1000-2375(2016)03-0230-07

作者簡介：寧虎森(1966-)，男，教授級高級工程師，E-mail：ninghusen@sina.com

基金項目：“十二五”國家科技計劃課題(2012BAD16B0305)、新疆林業生態服務功能監測評估(xjlk[2013]001)和林業科技創新平臺運行補助項目(2015-LYPT-DW-121)資助

收稿日期:2015-10-15