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生態環境 2007, 16(2): 584-591 Ecology and Environment E-mail: 基金項目: 教育部重大項目( 403037);國家自然科學基金 項目 ( 30670385);國家自然科學基金重點項目(聯合資助)項目 ( U0633002) 作者簡介: 戚 英 ( 1982 ), 女,碩士研究生,主要從 事生態經濟學研究。 E-mail: *通訊作者, E-mail: 收稿日期: 2007-03-06 廣東鶴山 林 果 草 魚 復合生態系統 生態 服務功能價值 評估 戚 英 , 虞依娜 , 彭 少麟 * 中山大學有害生物控制與資源利用國家重點實驗室,廣東 廣州 510275 摘要: 鶴山丘陵地 “林 果草 魚 ”復合農林生態系統是 1986 年 建立在退化丘陵地,利用物質與能量循環流動等生態學原理,進行構建和恢復而成功的實例 ,本文采用物質量和價值量相結合的評價方法 , 首次 選取 復合農林業 系統 進行評價, 首次對 廣東鶴山林 果 草 魚 復合農林生態系統的生態 服務功能 進行 價值評估。結果 表 明,廣東鶴山林 果 草 魚 復合生態系統總體指標顯著優越 ,其 服務價值功能 達 2 397.978 3 萬元 , 在維持大氣平衡、固土保肥、涵養水源等方面具有重要的作用。其間接生態服務功能價值遠遠大于直接生態服務功能價值,比值 約 為 311。 而維持大氣平衡服務價值是鶴山林 果 草 魚 復合生態系統的主要部分,占總體服務價值的 96.626%,而木材生產 等 直接經濟價值僅占總價值的 3.135%。由此,直接經濟價值并不是其服務價值的主要部分,應充分發揮鶴山林 果 草 魚 復合生態系統的其他生態服務功能, 加強對間接生態服務功能價值的理解和保護, 從 長遠策劃和開發土地 來 達到長遠而合理的利益收獲。 關鍵 詞: 林 果 草 魚復合生態系統 ; 生態服務功能;價值評估;鶴山 中圖分類號: F062.2 文獻標識碼: A 文章編號: 1672-2175( 2007) 02-0584-08我國亞熱帶地區約有山地和丘陵 1.5 億 hm2,占這一地區土地總面積的 2/3。在長期生產過程中,形成了 1 700 萬 hm2 的丘陵退化生態系,呈現植被退化、水土流失、土壤貧瘠、水源枯竭等特征,直接或間接地制約了當地經濟的發展 1。 目 前,世界各國退化坡地的利用仍處于相對落后階段。華南地區以丘陵山地為主,許多地方呈現“七山一水 兩分田 ”的格局。人口增多,丘陵被反復開墾,森林基本消失,丟荒后形成大面積的退化草坡,生產力很低。這部分土地生產潛力巨大。傳統的輪歇栽培和梯田技術難以根本解決維持和提高土壤肥力及水土流失的治理問題。因此,建立退化生態系統治理和復合農林業生態模式具有深遠重大的意義 2。而 廣東鶴山 林 果 草 魚復合農林生態系統正是建立在退化丘陵地,利 用生態學原理進行恢復成功的實例。 鶴山站的建立,旨在退化的亞熱帶荒山草坡上,創建一個生態與經濟持續、協調發展的丘陵綜合開發利用示范樣板;研究退化生態系統植被恢復的過程和進一步演替發 展的動態與機理;研究人工森林生態系統的物種多樣性與穩定性、結構與功能的相互關系的規律。根據丘陵的特殊地形,在試驗站里組建八個不同類型的人工林生態系統,正對這些生態系統的結構、功能和動態進行多學科多專業的綜合研究。為當地的植被恢復提供示范樣板,其中針闊葉混交林模式在當地推廣,改造部分針葉林,形成了廣東省最大的連片針闊葉混交林 1.6 萬hm2,極大地推動了丘陵地區的植被恢復和造林綠化的發展 3。 鶴山站將丘陵地的改造和綜合利用引入經濟活動中,因地制宜地建立了 “林果草(牧)魚 ”復合農林生態系統,通過示范,被 當地農民普遍接受。 1989 年及以前,鶴山市的農業主要為傳統種植農業 3,主要模式為稻、蔬、牧、果、林等 5種各自獨立的模式。從 1990 年起,鶴山市在丘陵坡地大面積推廣 “林果草(牧)魚 ”復合農林生態系統,建立了一批山頂植樹,山坡種果,山腳筑塘,塘頭養豬養三鳥,塘基種果、種草、種菜的立體式生產基地。其主要模式有林果草魚,林果豬草魚,果豬魚,果菇稻,林果雞魚,林果鴨魚,林果蔬魚,林果鴕鳥等。 上述各復合農林生態系統都是因地因時制宜的人工生態系統,具有生態系統的結構 與功能,所遵循的是生態學和經濟學的基本規律。以林果豬魚模式為例,該系統是由森林、果園、豬場和魚塘 4 大部分構成的,而林、果、豬、魚本身也各自成體系,因而這類復合模式是由大小循環系統構戚 英等: 廣東鶴山 林果草魚 復合生態系統生態服務功能價值評估 585 成、層次分明的水陸相互作用的人工生態系統。該系統的基本成分有植物、動物、微生物和無機環境等,各成分之間又是彼此相聯系的,存在著物質流、能量流、價值流的聯系。山頂的闊葉林和塘邊的草場主要起水土保持作用,豬的糞便進入塘中可以養育眾多的水生浮游生物,這些浮游生物和草有可供魚食用,闊葉林的落葉及塘泥均可作為果園的肥料。可見,這類復合 生態系統依據生態位原理把經濟價值高的物種引入坡地的不同空間,根據食物鏈的原理把種植業與養殖業有機地聯系,實現了系統內能量流動和物質循環 4。這些模式在鶴山的發展實現了農業從分散性經營向規模經營轉變,實現和促進了鶴山市農業的可持續發展,取得明顯的經濟效益。 目前,生態服務功能價值在國內外均有許多學者進行了較多的研究 , 但是其內容僅局限于 單個系統的評價 , 例如 森林系統、 草地系統 及濕地生態系統 等 ; 眾多研究 復合農林生態 系統 的學者中 , 也 多是對復合生態系統的能量流 、 物質流進行 理論研究 5-6。 在現實生活中 , 復合農林生態 系統 雖然得到了較為 廣泛 的 開展 , 卻 缺乏 對 其 優越性進行 綜合系統的 量化分析 研究 。 本文從直接與間接經濟價值兩個方面,對廣東鶴山林 -果 -草 -魚復合農林生態系統 進行服務功能價值的綜合評價 , 討論復合農林生態模式的優越性,為現實中普及復合農林生態 系統 提供 科學而量化的 依據 . 1 研究區域 1.1 概況 中國科學院鶴山丘陵綜合試驗站試驗區為為低丘地勢,南亞熱帶季風常綠闊葉林氣候,氣候溫暖多雨 ,其年平均氣溫 21.7 ,七月平均溫度28.7 ,一月平均溫度 13.1 ,極端最高溫度37.5 ,極端最低溫度 0 。年平均太陽 輻射為4 360.5 MJm-2a-1。年平均 10 的有效積溫為7 597.2 。年均降雨量 1 990 mm。年蒸發量 1 600 mm。其中最高月均溫 29.2 , 最低月均溫 12.6 ,但分布不均 , 有明顯的干濕季 7。 1.2 系統結構 鶴山丘陵地 “林果草魚 ”復合農林生態系統是 1986 年在原為系數馬尾松草坡的集水區內砍伐后建成的,試驗地由丘陵頂部至谷積地分別為: ( 1) 馬占相思 (Acaciamangium) 林地。在丘陵的頂部,海拔 80 m 左右,種植規格為 3.3 m3.3 m,面積約 1.3 hm2。 ( 2) 果園。在馬占相思林之下的坡面山腰處,種植柑桔 (Citrus reticulata)、龍眼( D. longan)等,面積約為 0.87 hm2。 ( 3) 草地。在果園之下的坡腳處,種植象草( Pennisetum pureum)和飼養家禽家畜。面積約 0.3 hm2。 ( 4) 魚塘。原為谷積地,筑堤后而成 ,放養有 鯇、 鳙、鰱、草等魚種,面積約 0.29 hm2。 2 研究方法 對生態系統服務評價的方法主要有兩種 , 一是物質量評價法 (PAM), 另一類是價值量評價法(VAM)。趙景柱等曾對這兩種方法進行過客觀的比較分析 8, 物質量評價法主要是從物質量的角度對生態系統提供的服務進行整體評價 , 而價值量評價法主要是價值量的角度對生態系統提供的服務進行整體評價。 本文將兩種方法相結合對復合生態系統服務價值進行評估。 森林生態系統其服務功能主要體現在 : 林木及林副產品的生產、畜牧魚產品的生產、涵養水源、保持水土、改良土壤、維持生 物多樣性、凈化空氣以及旅游游憩功能。 借鑒 Costanza9及李文華 ,歐陽志云 10等人的工作 ,參考其分類類型 , 并根據復合農林生態系統獨特的能量物質循環特點 , 設立以下類型的價值評估類型 . 2.1 林產品價值評估方法 林產品主要包括兩部分 , 即森林木材和薪碳材 , 根據當地林區森林資源統計資料和主要樹種,采用市場價值法來評估其價值。 公式如下 : FP =SiV iP i 式中 , FP 為區域森林生態系統木材價值 ; Si 為第 i 類林分類型的分布面積 ; Vi 為第 i 類林分單位面積的凈生長量 (m3); Pi 為 i 類林分的木材價 值(元 m-3)。 2.2 農副產品價值 Vt = QiP i 式中 , Vt為農副產品年生產價值 ; Qi為農副產品年生產 力 ; Pi為 i類農副產品的價格 ; i為農副產品 圖 1 鶴山林 果 草 魚復合生態系統 Fig. 1 The forest-fruit-grass-fish ecosystem in hilly region, Heshan 586 生態環境 第 16 卷第 2 期( 2007 年 3 月) 類型 。 2.3 旅游 休憩 價值 綜合考慮鶴山復合農林系統的相關情況 ,運用費用支出法 (Expenditure Method)對鶴山 林 果 草 魚 復合生態系統的 旅游服務文化娛樂功能進行評估。 Vc = Vm = aNm 式中 : Vc為景觀與游憩價值 (元 a-1); Vm為最大游憩價值 (元 a-1); a為平均每人次游憩收益 (元 a-1);Nm為最大年可容納游客人次數。 2.4 涵養水源價值評估方法 用水量平衡法來計算森林水源涵養量 : W = (R-E)A = RA 式中 , W為涵養水源量 (m3a-1); R為平均 降 雨量(mma-1); A為研究區域面積 (hm2); E為平均蒸散量(mma-1); 為徑流系數 。 系統 涵養水源的價值為年涵養永源量乘以水價 。 水價可 用 影子工程價格替代 , 即 1988 1991年全國水庫建設投資測算的每建設 1 m3庫存需投成本費為 0.67元 11。 2.5 固土保肥 價值評估方法 估算生態系統的土壤保持量 。 潛在土壤侵蝕量與現實土壤侵蝕量的差值表示生態系統土壤保持量 。 運用市場價值法,機會成本法和影子工程法計算固土壤侵蝕而導致的營養物質流失、土地廢棄和泥沙淤積災害所造成的損失,也即土壤保持價值 。 系統 的保肥價值 : Vf = d1p1+ d2p2 式中 : Vf為 固土 保肥價值 (元 hm-2a-1); d1為土地 年 單位面積 減少 侵蝕量 (kghm-2a-1); P1為土壤定價標準 (元 kg-1); d2為 土壤中 養分 的年單位面積減少侵蝕量 (kghm-2a-1); P2為 化肥 養分 平均 銷售價(元 kg-1)。 2.6 固 定 CO2和釋放 O2的 價值評估方法 考慮 到該 生態系統是一個復雜生態系統有植物的光合作用和呼吸作用,凋落物層的呼吸作用和土壤釋放 O2的作用 。 因此: Q = S Rd Rs 式中 , Q 為 CO2 固定量 (thm-2a-1); S 為凈第一性生產力所同化的 CO2 量 (thm-2a-1); Rd 為調落物層呼吸釋放的 CO2 量 (thm-2a-1); Rs 為土壤呼吸釋放 CO2 量 (thm-2a-1) 采用碳稅法和造林成本法兩者的平均值來評價森林生態系統固定 CO2, 采用造林成本法和工業制氧的影子價格的平均值來計算釋放 O2的價 值 15。 2.7 凈化空氣價值評估方法 運用替代花費法,以削減粉塵的成本來估算復合生態系統滯塵功能的價值 。 Vd = QdCd 式中 , Vd為滯塵價值 (元 a-1); Qd為滯塵能力(thm-2a-1); Cd為削減粉塵成本 (元 t-1 )。 2.8 養 分 循環 利用 價值評估方 法 運用市場價值法,以養分持留量與平均化肥價格的乘積表示營養循環價值 。 用 系統 對 養 分的持留來評估森林生志系統在營養元素循環的服務價值,主要考慮森林持留 N、 P、 K的價值,養分持留量計算式如下 : Vn = NP2 = (Ni No)P2 式中 , Vn為養分循環利用價值 ; N為養分持留量 (kghm-2a-1); Ni為 土地年單位面積減少侵蝕量(kghm-2a-1); No為徑流輸出養分量 (kghm-2a-1);P2為化肥平均銷售價 (元 kg-1)。 2.9 降低環境溫度價值評估方法 用影子工程法計算,求出在此體積里減低溫度所需要的空調成本,即為該復合生態系統溫度降低后所產生的價值。 Vs= SHDdn Vs為降低環境溫度價值 (元 a-1); S為系統面積(m2); H為系統高度 (m); D為改變溫度度數 ( ); d為天數 (d); n 為單位容積內降低 1 的費用(元 m-3a-1)。 2.10 保護生物多樣性價值評估方法 維護生物多樣性目前只是提出一些探索性的價值核算方法 , 如直接市場價值法、替代花費法、防 護 費 用 法 和支 付 意愿 法 等 。 以 支付 意 愿(willingness to pay , WTP) 作為指標來衡量生物多樣性的價值 , 是目前國際上較為通行的方式 12. 3 結果 3.1 直接經濟價值 3.1.1 林產品價值評估 ( 1) 木材經濟價值 。 鶴山 林 果 草 魚 復合生態系統森林面積 1.3 hm2, 根據對鶴山林 果 草 魚 復 合生態系統 調查 , 11 齡時馬占相思林平均胸徑 11.4 cm, 平均樹高 12 m13; 15 年齡馬占相思林林分平均樹高 15 m, 平均胸徑 16.2 cm14。 計算得11 年森林木材量為 99.94 m3, 15 年森林木材量為252.26 m3。則根據其差值,計算得 年凈 木材 量的平均值為 38.08 m3hm-2。 按 馬占相思林年凈木材量 ,木材 出材率 60%,馬占相思 按 1998 2000年的平均 市場價格 計算( 活立木單價 360 元 /m3) ,對鶴山林 果 草 魚 復合生態系統森林面積進行估算 ,得平均價格為 8 225.67元 hm-2。 ( 2) 薪碳材經濟價值 。 在計算森林木材價值時 ,還有 40%的部分未考慮 , 主要是枝椏等 , 一般可作戚 英等: 廣東鶴山 林果草魚 復合生態系統生態服務功能價值評估 587 為當地居民的薪碳柴。取 年凈木材量的平均值 38.08 m3hm-2 的 25%作為平均出材率 , 薪材 1998 2000年 的市場 平均 銷售價為 150 元 m-3。則鶴山林 果 草 魚 復合生態系統每年現有森林薪碳材總價值為 1 428.07 元 hm-2。 3.1.2 農副產品價值 林 果 草 魚 復合農林業生態系統 的農副產品分 果系統、草系統和魚系統。 鶴山站的林果草魚中果系統為柑桔。果樹的栽種間距均為 3 m3 m,草圍種植橡草 ,栽種規格為30 cm30 cm。果園的生物量測定采用全收獲法進行。草圍的橡草采用全收獲法測定 3 個 1 m1 m 的樣方的生物量,并以每年割草 3 次進行推算 15。 ( 1) 果樹的生 產力 。 果園中 有柑桔 110 株,平均樹高為 2.4 m,平均胸徑為 9.0 cm,平均冠幅為5.5 m2,通過全收獲方法測定了 5 株柑桔地上部分的生物量實收法測重并計算。收鮮果輸出 17.554 thm-2a-1。 ( 2) 草圍的 生產力 。 橡草主要種植在塘邊,栽種時以叢為單位種植,到測定時已基本形成致密的冠層,群落平均高度約為 1.2 m。 3 個 樣方的地上部分生物量分別為 5 300 g, 7 000 g, 4 300 g,折算成生物量達 5.6 thm-2。若按每年割 3 次計,其生產力為 16.8 thm-2a-115。 ( 3) 魚塘的生產力 。 魚塘自建成后一直飼養鯇魚等魚類。收獲鮮魚輸出 2.166 thm-2a -115。 ( 4) 畜牧 魚 果業產品價值 。 果園柑橘每公斤 4.50元,則柑橘為 78 993 元 hm-2a -1;象草每公斤 0.50元,則象草為 8 400 元 hm-2a -1;魚塘中鯇魚 等 均價每公斤 16 元,則魚塘為 34 656 元 hm-2a -1。 則林果草 魚復合農林業生態系統價值為三者之合, 計122 049 元 hm-2a -1。 3.1.3 旅游 游憩價值 自 1983年起,中國科學院鶴山丘陵 林 果 草(牧) 魚 復合生態系統試驗站受中國科學院委托開辦 “森林動態學 ”等培訓班,承辦過 4次聯合國教科組織和多次國家、省、市級的培訓任務。因其較為成功的生態恢復經驗,吸引了 60余個國家的專家學者參觀學習,并作為亞洲地區示范基地在全球范圍內進行推廣,參觀 人數累計上萬人次。 因鶴山森林資源豐富, 鶴山著名的旅游景點:鶴山 舊 八景之一的 亭中亭以其特殊的景觀吸引了眾多的游客,根據鶴山 市統計局公布的 社會經濟統計資料,口岸出入境游客 2002 年為 11 萬人次 16。而中國科學院鶴山丘陵林 果 草(牧) 魚 復合生態系統試驗站距離該景點僅幾十米之遙,其特殊的欣賞價值對來鶴山八景旅游的人群有很大吸引力。根據實際參觀情況,參觀鶴山八景的游客, 80%會同時參觀鶴山站與亭中亭兩個景點。 假定 游客來該景點 參觀 的概率為 1%份 額計算,每人次觀光旅游 在食住行禮等方面 總消費為 250 元,則消費費用為 22 萬 元。而吸引外國游客每年 200 人,每人次消費 2 000 元計,消費 費用 為 40 萬元。其現有景觀與游憩經濟價值為 62 萬元 a-1。 3.2 間接經濟價值 3.2.1 涵養水源價值 馬占相思林的年蒸騰耗水量為 1 625.1 mm, 年降水量為 2 074.4 mm13, 單位 林地與光裸地年蓄水量差值為 449.3 mm17,即 4 493 m3hm-2a -1。 水源涵養作用價值的評估基本上采用 “替代工程法 ”, 即用其它措施可以產生同樣效益的費用作為森林涵養水源的貨幣值。以全國水庫建設投資測算,以每年新增投資 量除以每年新增庫容量,算出建設一平方米水庫庫容許年投入成本 0.67元 (據1990年不變價 ),則計算得到僅 涵養水源的價值為3 913.40元 hm-2a -1。 草地: W =(R-E) A=RA=928.07 m3a-1 則涵養水源的價值為 621.80元 hm-2a -1。 僅 林地 與 草 地涵養 水 源 價 值為 4 535.20元 hm-2a -1。 3.2.2 保 持 肥 力 價值 森林和草地具有顯著的保肥效能。使用影子價格法定量評價 復合 生態系統 保肥 功能的價值 。 根據鶴山復合農林生態系統年均降雨量 1 990 mm, 由 每10 mm林下地表覆蓋后減少的侵蝕量與降水量的乘積得出土壤年減少損失量。 并由此計算得土壤年減少損失量的經濟價值 計算得到鶴山 林 果 草 魚 復合生態系統保持土壤肥力 的經濟價值為 23 901.67 元 hm-2a-1(表 1)。 3.2.3 維持大氣平衡功能 ( 1) 固定 CO2 的經濟價值 。 根據研究 結果 , 取上述 鶴山 林 果 草 魚 復合生態系統四種亞系統的面積與生產力數值進行加權平均,得系統 平均表 1 土壤侵蝕量的經濟價值評估 Table 1 The assessment of economic value about soil corrasion 降水量 10 mm 裸露地 侵蝕量/(kghm-2) 林下地表覆蓋侵蝕量/(kghm-2) 年減少損失 量侵蝕量/(kghm-2) 定價 標準 /(元 t -1) 間接經 濟價值/(元 hm-2) 有機質 13.27 2.24 11.031990/10 2 549 5 594.979 無機質 (N、 P、 K) 37.85 1.76 36.091990/10 2 549 18 306.689 合計 51.12 3.40 9 376.88 2 549 23 901.668 588 生態環境 第 16 卷第 2 期( 2007 年 3 月) 生物生產力為 11.599 4 thm-2a-1。 按每生產 1 g 凈生物量 , 需同化 1.62 g CO2 計算 , 則 該復合系統 吸收 CO2 18.791 thm-2a-1。鶴山林 果 草 魚 復合生態系統 , 按 各亞系統 面積進行加權平均計算得出土壤呼吸速率為 C 3.59 thm-2a-1, 折合 CO2 量為13.16 thm-2a-1。計算得到鶴山 林 果 草 魚 復合生態系統每年對大氣中 CO2 固定量為 5.631 thm-2,折合純 C 為 1.535 7 thm-2。 運用瑞典碳稅率 , 估計鶴山 林 果 草 魚 復合生態系統每年固定 CO2 價值為 903.54 萬元 a-1;使用中國造林成本 250 元 t-1 C13, 估計鶴山林 果 草 魚 復合生態系統每年固定 CO2 價值為383.925 元 hm-2a-1。 取兩種方法平均值 18-19得 該 復 合生態系統年固定 CO2 價值 643.732 5 萬 元 hm-2a-1。 ( 2) 釋放 O2 的經濟價值 。 研究表明 19, 生產 1 t 干物質可釋放 O2 1.2 t。由鶴山林 果 草 魚 復合 生 態 系 統 群 落 生 物 量 凈 積 累 量 11.599 4 thm-2a-1, 放出 O2 13.919 thm-2a-1; 由于土壤呼吸作用消耗的 O2 量為 9.571 thm-2a-1, 計算得林 果 草 魚 復 合 生 態 系 統 年 凈 釋 放 O2 4.348 thm-2a-1。 使用中國造林制氧成本 369.7 元 t-118, 計算得到鶴山林 果 草 魚 復合 生態系統釋放 O2 的經濟價值為 1 607.455 6 萬元 hm-2a-1; 根據工業制 O2 影子價為 400 元 t-1 ( 1990 年 不變價 ), 計算得到鶴山林 果 草 魚 復合生態系統釋放 O2 的經濟價值為 1 739.2 元 hm-2a-1。 取兩種方法的平均值得到鶴山林 果 草 魚 復合生態系統釋放 O2 的經濟價值為 1 673.33 萬元 hm-2a-1。 3.2.4 環境健康價值 ( 1) 凈化空氣價值 。 生態系統的凈化環境功能包括吸收污染物質、阻滯粉塵、殺滅病菌和降低噪聲等。對鶴山林 果 草 魚 復合生態系統主要進行有害物 質的消減和森林滯塵功能的評估。 根據 中國生物多樣性國情研究報告 , 闊葉林吸收 SO2的能力值為 88.65 kghm-2a-111。根據專家預算和凈化污染物部門的調查 , 每消減 1 t SO2所需成本至少為 600元 20。一般,闊葉林的年滯塵能力為 10.2 thm-2,除塵運行成本取 170元 t-1a-1 20。 綜合以上 結果, 計算得鶴山林 果 草 魚 復合生態系統每年凈化空氣的總價值 , 即吸收 SO2和滯塵兩種功能的價值總和約為 1 787.19元 hm-2a-1。 ( 2) 養分 循環利用 價值 。 與固土保肥 價值評估減少侵蝕量的不同在于 , 養分循環利用是評估 受 侵蝕而損失的養分被 魚塘滯留后 , 將其沉淀為塘泥又再次循環利用而增加的價值 。 流失的土壤、森林冠層和果樹淋溶的養分隨雨水及地表徑流輸入魚塘,塘泥量為 118 750 kghm-2a -121。其中塘泥養分含量見表 2。對于鶴山林 果 草 魚 復合生態系統,用林地凋落物及塘泥輸入果園和草地,其營養元素循環可達到較好的積累水平,不施或者施少量化肥即可使系統保持循環利用,不但節省了化肥等成本,也保護了養分不外流,提高了能量物質循環利用率。 ( 3) 降低環境溫度 。 將鶴山林 果 草 魚 復合生態系統作為一個整體房間, 用影子工程法計算, 求出在此體積里減低溫度所需要的空調成本,即為 該 復合生態系統溫度降低后所產生的價值。 15 年齡馬占相思林地平均高度 15 m, 林地環繞復合系統,與系統面積相乘得到鶴山林 果 草 魚 復合生態系統的總容積量。鶴山林 果 草 魚 復合生態系統內部溫度比 系統外 低 0.5 度 17, 22,每年以 365 d 計算,夏季普通空調在單位容積內降低 1 的費用為一元計算 11,得到鶴山林 果 草 魚 復合生態系統降低溫度的價值為 2 737.50元 hm-2a -1。 ( 4) 生物多樣性 。 鶴山林 果 草 魚 復合生態系統生態恢復后其生物多樣性的增加是十分迅速的,根據森林采伐 造成休憩和生物多樣性的價值損失值為 400 美元 hm-28.3 元,全球社會性對保護我國森林資源的支付意愿為 112 美元 hm-2a -126,因此鶴山林 果 草 魚 復合生態系統恢復后由于生物多樣性增加所產生的經濟價值為 4 250元 hm-2a -1。 4 結論與討論 ( 1) 鶴山 林 果 草 魚 復合生態系統現有生態經濟價值平均每年為 23 979 783 元 , 在 維持大氣平衡、 固土保肥、 涵養水源 等方面具有重要的作用。鶴山林 果 草 魚 復合生態系統的生態服務功能價值各部分進行列表比較 (下頁 表 3)。 ( 2) 鶴山林 果 草 魚 復合生態系統 間接生態服務功能價值 遠遠 大 于 直接 經濟 價值, 比值為311。 維持大氣平衡服務價值是鶴山林 果 草 魚 復合生態系統的主要部分,占總體服務價值的表 2 塘泥養分含量 Table 2 The content of nutrient in pond putty 養分 含量 營養元素/(kghm-2a -1) 化肥 均價 節省價值/(元 hm-2a -1) 總計/(元 hm-2a -1) 塘泥 N 素 5 778 2 549 元 /t 14 728.122 20 244.158 P 素 1 688 4 302.712 K 素 476 1 213.324 戚 英等: 廣東鶴山 林果草魚 復合生態系統生態服務功能價值評估 589 96.626,而木材生產和畜牧業等直接經濟價值僅占總價值的 3.135。鶴山 林 果 草 魚 復合生態系統的生態服務價值主要體現在涵養水源和維持大氣平衡上 。 從這一結果中可以看出 , 雖然木材、果、魚是主要的直接經濟來源 , 但復合生態系統的木材服務價值遠遠低于其涵養水源和維持大氣平衡等生態價值 。 可見 , 在丘陵山地和退化荒地上 , 或者進行農業經營時 , 應應加強對間接生態服務功能價值的理解和保護,重點注意農業生態系統的生態效益 ,來提高農業生態系統的經營質量 , 其木材和農副產品只是其中很小的一部分價值 。 ( 3) 在 系統中 集水區底部筑壩造 魚 塘,改變了養分流方式,使系統養分大部分持留于集水區內,從而 減少養分損失。塘泥被轉 移用作果樹的肥料,實現養分的循環利用,使系統養分最大限度地保留在系統內。 既少施化肥節約了成本,也對資源進行了可持續利用,減少了環境與資源壓力。 因而,從系統養分利用上看,谷地筑塘養魚具有重大的意義,它使養分大大減少了直接進入地質大循環的過程,而在中尺度水平的集水區規模上,養分在具有生產價值的系統內得到循環利用。這種養分多重利用的特征在于通過亞系統間封閉式的養分流動,使那些未進入產品的養分不至于流失掉,在多次循環過程中,轉化為產品,使養分利用率大大提高。 ( 4) 鶴山林 果 草 魚 復合生態系統景觀與游憩價值為每年 62 萬元,占總價值的 2.586%,該價值所占比例還較小 , 但 對旅游人數及人均消費的發展 趨勢 可以看出 , 旅游 觀光業在未來會有 較好 的持續 發展 前景 , 應 在現實中 對 旅游 觀光 業 進行大力發展 ,使之發揮更大的經濟效益價值。 ( 5) 復合農林業生態系統產生了巨大的經濟效益(表 4)。 鶴山市自 1989 年以來,其農業總收入、純農業總產值和復合農林業生態系統的產值逐年增加,農民的年均純收入也逐年增加。在純農業總產值中,復合農林業生態系統的產值占農業總產值的比重已由 1989 年的 0上升到了 1996 年的 84.0,8 年中總產值達到 24.175 億元,約是總投資額的 3表 3 鶴山林 果 草 魚復合生態系統生態經濟價值 Table 3 The ecological economic benefit about the forest-fruit-grass-fish ecosystem in Heshan 項目 經濟價值 /(元 hm-2a -1) 所占百分 比 % 直接經 濟價值 木材 8 225.670 0.034 薪碳材 1 428.070 0.006 農副產品 122 049.000 0.509 旅游休憩 620 000.000 2.586 總計 751 702.740 3.135 間接經 濟價值 涵養水源 4 535.200 0.019 保持肥力 23 901.668 0.100 維持大氣 平衡價值 固定 CO2 6 437 325.000 26.845 釋放 O2 1 6733 300.000 69.781 環境健 康價值 凈化空氣 1 787.190 0.007 化肥循環利用 20 244.158 0.084 降低環境溫度 2 737.500 0.011 生物多樣性 4 250.000 0.018 小計 23 228 080.716 96.865 總計 23 979 783.456 間接生態服務功能價值:直接生態服務功能價值 =311 表 4 1989 1996 年鶴山市復合農林生態系統的經濟效益 Table 4 Economyic benefit of agroforestry in Heshan in 8 years 單位 : 萬元 年分 農村總收入 純農業總產值 復合農林業生態系統產值 農民純收入 /(元 a-1) 果(蔬) 林 牧 魚 總計 1989 46 358 16 456 0 0 0 0 0 958 1990 53 525 18 387 618 24 1 005 284 1 913 1 070 1991 63 702 20 542 1 111 0 2 309 695 3 115 1 208 1992 79 189 21 597 1 635 299 4 917 1 290 8 141 1 438 1993 259 168 48 128 18 448 1 578 8 555 3 082 31 663 1 825 1994 338 523 64 616 28 030 1 713 13 093 5 324 48 160 2 320 1995 426 363 78 875 35 338 2 050 17 457 7 574 62 419 2 820 1996 521 521 102 806 48 184 2 811 25 056 10 299 86 350 3 311 圖 2 鶴山林 果 草 魚復合生態系統生態服務功能分布 Fig. 2 Distribution of ecosystem services functions about the for-est-fruit-grass-fish ecosystem in Heshan 圖2 鶴山林- 果- 草- 漁復合生態系統生態服務功能價值分布圖木材經濟價值 薪碳材經濟價值 農副產品價值旅游休憩價值 涵養水源價值 保持肥力價值固定CO 2價值 釋放O2 價值 凈化空氣價值化肥循環利用價值 降低環境溫度價值 生物多樣性價值590 生態環境 第 16 卷第 2 期( 2007 年 3 月) 倍 11,從 1997 年起,這些復合農業林生態系統的產值會越來越高,因而其凈收 入也會越來越高。 ( 6) 受研究數據局限 , 對復合生態系統的服務價值功能評價的計算存在項目遺漏誤差和單位資源功能價值誤差 , 因為研究方法和評價體系的差異 , 對其的評估還未有一個很詳細的評估體系 , 如對其減少農藥實施量的評估 , 土壤微生物及魚塘生物多樣性增加等 都未計算在內 , 所以總的計算結果偏低 。 可以肯定的是 , 鶴山 林 果 草 魚 復合生態系統 的生態服務功能價值比 本文中得出的 評估數據更高 。 總之 , 我國亞熱帶 1.5 億 hm2 的丘陵坡地中適宜進行復合農林業開發的面積約有一半,應用鶴山市的經驗,按照可持續發展的思想,以復合農林業生態系 統的運行模式調整農業結構,優化資源和生產要素的組合,實行規模經營,建立起全新的集約型的農村經濟體系,可以充分發揮這些地區的資源優勢,并能提高區域生產力,改善生態環境和促進經濟的持續性發展。可以預計 , 復合農林生態系統將在現實生活中得到更大規模的推廣。 參考文獻 : 1 任海 , 彭少麟 . 廣東鶴山退化坡地重建復合農林業生態模式之研究J. 資源生態環境研究網絡動態 , 1997, 8(3): 10-13. 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