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第二节
森林资源的价值

森林一般具有两种功能:一是有形价值:如生产木、竹、林副特产品等,它既有成本,也有价值,可以进入市场交易,使森林经营者从中实现经济利益回报,故称为经济功能。二是无形价值:森林不仅具有经济效益,更具有庞大的生态效益。但由于森林没有价值载体,不能进入市场买卖交易,故称其为生态功能。

从经济学角度看,森林的生态价值主要由森林生态系统中生物和非生物的资源性决定的。随着社会生产力的发展,森林资源已无法满足人类的需要,人类需要投入必要的劳动对森林生态系统进行保护,对森林资源进行社会再生产,让它们参与商品的流通和交换。这种社会再生产与凝结在商品中的一般的无差别的人类劳动或抽象的人类劳动一样,使得森林资源具有了经济价值,这就是森林生态系统的经济价值。

从生态学角度看,森林的生态价值是由森林生态系统内在性质决定的。一个完整、健康的森林生态系统通过生产者、消费者(捕食者)、分解者的有机组合,形成了物种和自然物质的更新、演替、再生的良性循环。这种按自然力进行的物质循环或自然再生产保持了生态系统的相对稳定,也为生命有机体的生存、繁衍提供了充足的物质和能量。森林生态系统在维持生命有机体与其赖以生存的环境稳定,完成其自身更新、演替的同时,对人类的生存和发展也具有特殊的生态功能或生态屏障作用。森林生态系统具有保护生物多样性、水源涵养、水土保持功能、生产有机物、净化空气、释放氧气、吸收二氧化碳和有毒气体、地生态系统的水质净化等方面的生态功能。(详见表 1.1 )说明森林生态系统自我更新、演替、再生是客观存在的,其生态功能是不可替代的。森林生态资源的自我更新的特殊性,生态功能的固有特征和属性是不以人的意志为转移的。

表1.1森林生态系统的主要生态功能

续表

森林后一种功能长期被社会所忽视,使森林生态效益得不到合理补偿,制约了林业的发展,特别是制约了生态公益林的发展。由此可见,我们应更多地关注森林的生态价值:

一、森林生产有机物的价值

森林可以利用太阳能将无机化合物如二氧化碳、水等合成有机物质,是森林生态系统最基本的功能,这种功能将太阳能所固定,为人类和其他生物提供了最原始的能量。

森林等绿色植物通过光合作用,将太阳辐射的能量转化为化学能和热能,动物再将植物的化学能转化为机械能和热能并加以利用。森林等绿色植物对太阳能的固定,只是对部分太阳辐射能 有效。太阳辐射通过大气层投射到地球的光波波长在 0.29-30 微米之间,其中被绿色植物吸收具有生理活性的波段成为生理辐射,约在 0.4-07 微米之间。光合作用将一部分光能转化为化学能储存在有机物中。森林在植物中,对光能的利用最有效。这主要因为森林具有成层的光合面和较高的叶绿素含量。影响生态系统的光合作用的因素很多,如CO 2 、水分、湿度、光、温度和生物等,对光合的速率均有影响。森林生态系统固定的能量在生物圈内较高的,约为 15072-37681 千焦/每年每平方米,是温带森林 24493 千焦/每年每平方米的 1.5 倍。世界各种类型森林每年固定的能量为:热带林 2.7 × 1017千焦,温带林 1.6 × 1017 千焦,针叶林 6.4 × 1016 千焦。由此可见森林在提供能量方面的作用是巨大的。

实际上,要精确计算森林生态系统的能量的流动是极其困难的。但我们还是能得出森林等植被具有巨大的生产有机物的生态功能。

二、森林涵养水源的价值

涵养水源是森林的重要生态功能之一。森林与水源存在密切关系,主要表现为截留降水、 蒸腾、增强土壤下渗、仰制蒸发、缓和地表径流,改变积雪和融雪状况以及增加降水等功能。这些功能使森林对河川径流产生影响,并以“时空”形式直接影响河流的水位变化。在时间上,它可以延长径流的时间,在枯水位时补充河流的水量,在洪水时减缓洪水的流量,起到调节河流的水位高低的作用。在空间上,森林能够将降雨产生的地表径流转化为土壤径流和地下径流,或者通过蒸发蒸腾的方式将水分返回大气中,进行大范围的水分循环,对大气降水进行再分配。据测定,当林带宽达 80 米时。一般降水就不会出现地表径流,水便储存起来了,随后以地下径流的方式缓缓留出。

(一)森林与降水的关系

由于受到不同气候的影响,大气中的水分可以雪、雹霜等固态形式和雨等液态形式回到地面。森林的增减对大气降水有直接影响。一般来说森林覆盖率高的地区比低的地区降水量大。据前苏联学者的研究表明,森林可以使年降水量增加 1%-25%。印度南部平原地区,由于造林使降水量增加 12%。 [3] 我国长白山地区,由于恢复植被降水量平均增加 2%-5%。其实森林影响降水的主要表现为两方面:一是气流机制。森林就像一堵墙,它可改变气流的方向,促使气流涡动或升高,像催化剂一样加速大气水分的凝结而降水;二是蒸腾机制。通过植物蒸发水分叫蒸腾。森林每年至少吸取 1130-250 毫米降水的水分,而其每年的蒸腾量甚至超过了年降水量的 1/4-1/3,其绝对值可以达到 500 毫米。由于森林在蒸腾蒸发过程中需要吸收很多热量,所以森林上空温度低、湿度大,易形成降水条件,促进降水。三是捕获机制。森林凭借它的多层结构和茂密的枝叶可以将雾凝结成水,俗称露水或树雨。

(二)森林土壤与其他土壤的关系

森林土壤与其他土壤不同,它有其特殊的结构,土壤的表面通常覆盖着一层苔癣和枯枝落叶。这个表层一般由苔癣和森林植物落下的树皮、茎叶、果实、花、枝条等凋落物及被分解的动植物尸体组成,它对涵养水源具有特别重要的作用。它像海绵体一样,吸收林内降水并加以蓄存。蓄水量一般以降雨的截留量和持水量指标来衡量。所谓截留量是指落到林地表面的雨水。有一部分被枯枝落叶层截留、吸收后随即蒸发到大气中的这部分水量;持水量是指枯枝落叶层最大的蓄水量。枯枝落叶层的最大的持水量一般为其自身的 2-4 倍。

(三)森林与洪水的关系

森林与洪水成一定的相关关系,具有减缓洪水的作用。这种减洪作用是通过降水截留,森林的蒸腾、蒸发,森林土壤的水分渗透,延长融雪时间,减少地表径流等功能来实现的。比如 1998 年夏季我国长江、嫩江支流诺敏河、雅鲁河、绰尔河、洮儿河、乌裕尔河等流域及松花江发生了历史上罕见的特大洪灾,受灾范围遍及全国 29 个省(区、市),由此造成的直接经济损失达 2000 多亿元(而建国以来至1997 年累计一国林业基本建设投资总额仅为 588 亿元)。其重要的原因就是多年来松嫩流域的原始森林遭到严重破坏,使森林覆盖率由 51%下降到 27.6%,林缘后退 20 多千米,垦植指数已超过 0.8,径流系数下降。由此可见森林具有重要滞洪能力。据估算每公顷森林土壤(1 米深)可贮水 500-2000 立方米,它们一部分转化为地表径流,另一部分成为河道径流的主要补充者。资料表明,森林的覆盖率每增加 1%,河流的径流量增加 9.4-11.9 毫米的降雨量。

以上足以表明森林涵养水源的功能对水资源的分布具有十分重要的作用,森林是调节水分分布的天然调控器。

三、森林的纳碳吐氧的价值

森林的纳碳吐氧的功能,对于人类社会和整个生态系统以及全球的气候平衡都具有十分重要的意义。 [6] 森林生态系统通过吸收空气中的二氧化碳,通过光合作用,生成葡萄糖等碳水化合物并放出氧气。其化学方程式为:

由此方程式可算出:每得到植物干物质 1 克,二氧化碳的量 1.62 克,同时释放氧气的量 1.2 克。

(一)森林的纳碳功能

森林生态系统对维护大气中的二氧化碳的稳定具有重要作用。因为,二氧化碳是树木光合作用的主要原料,由于树木中的叶绿素可以吸收空气中的二氧化碳和水分,并将其转化成葡萄糖等碳水化合物,将光能转化为生物能储存起来,同时释放出氧气。一般来说,树叶通过光合作用,每形成葡萄糖 1 千克,就必须吸收相当于 250 万升空气所含二氧化碳的量。以此可以估算,1 公顷阔叶森林,一天可以消耗空气中氧气的量 1 公吨;以此推算 10 平方米面积的森林可以吸收一人呼出的二氧化碳,1 公倾森林就可以满足 937 人所需的氧气。由此可见,森林就像一个调节器,对空气中的二氧化碳和氧气的调节是十分有效的。许多科学家还认为,随着工业的迅速发展,特别是化石燃料的大量燃烧,人类排放出大量的二氧化碳导致全球气温变暖。当空气中的二氧化碳的增加时,大气层就像棉被覆盖在地球表面,即吸收太阳能,又阻止地球放射能量,致使近地气温升高。这就是所谓的二氧化碳的温室效应,二氧化碳也成为温室气体。因二氧化碳产生温室效应的严重性,使得人们对森林的纳碳功能尤为重视。

(二)森林的吐氧功能

氧气是人类以及所有生物生存不可缺少的物质。氧气也是空气的重要组成部分,在标准状态下,按体积计算,氧气占空气的 20.95%。人需要呼吸空气来维持生命。总喜欢到树密林丰,山清水秀的森林中去休闲、度假,其原因也是因为这儿有足够的新鲜氧气。森林等绿色植物是影响氧元素在自然界循环的一个重要环节,是制造氧气的绿色工厂。 [4] 据测定,一公顷阔叶林在生长季节,每天能够生产 720 公斤氧气。据估计,地球上的 60%以上的氧气来自陆地上的森林等植被。

四、森林保持水土流失的价值

晚清文学家梅曾亮(1786-1856)曾经有过这样的描述:“……未开之山,土坚石固、草树茂密,腐叶积数年可二三寸。每天雨从树至叶,从叶至土石,历石罅,滴沥成泉,其下水也缓。又水下而土石不随其下,水缓故低田不成灾,而半月不雨,高田尤受其濅漑。今以斧斤童其山,而以锄犁疏其土,一雨未毕,沙石其随下,奔流注壑,涧中皆填淤不可贮水,毕至洼田乃中止,及洼田竭,而山田之水无继者……” [7] 由此言出森林对保土功能的形象概括,说明当时的人们对这种生态功能已有较深的认识。

森林的郁闭度对保土功能影响很大。通常认为郁闭度为 0.6 是分水岭,郁闭度大于 0.6 时基本不会发生土壤侵蚀,而郁闭度小于 0.6 时会发生土壤侵蚀。森林的保土功能主要表现在三方面:一是森林对降水的截留作用。森林的树冠及地表植被可以截留一部分雨水,减弱雨滴对地表的直接冲击和侵蚀。二是森林土壤透水性能和蓄水性能。由于森林中土壤含有大量的腐殖质,具有较高的透水性能和蓄水性能,可以减少地表径流及其速度,从而减少对土壤的侵蚀。三是树木根系对土壤的固结作用。在森林土壤中,树木根系纵横交错,盘根错节,像网一样加固斜坡并固定陡坡坡麓积物,防止滑落面的形成,从而减少滑坡、泥石流和山洪暴发。

森林一旦遭到破坏,其保土功能将削弱甚至消失,由此产生一系列的严重后果,主要表现为:第一,水土流失使大量土地荒漠化。由于大量肥沃土壤流失,使土地贫瘠,荒漠化现象十分突出。据报道,因水土流失的土壤,印度为 6 亿公吨/年,我国则为 50 亿公吨/年。全国水土流失总面积达到 356 万平方公里,约占国土面积的三分之一。如此高速的水土流失,加速了土地荒漠化。目前,世界上已经荒漠化和受其影响的土地总面积已达 3843 万平方千米,土地平均以 10 公顷/分种的速度变成荒漠。第二,土地养分流失,肥力下降。每年被土壤带走的有机物质和N、P、K等营养物质相当于我国一年生产的 4000 万吨化肥含的营养物质量,仅肥力损失每年即达上百亿元。养分损失的后果,不仅导致土地肥力下降,影响农业生产,而且导致水源水质污染,促进河流湖泊富养化的发生。为了维持土地的生产力,必须要加大化肥等物质的投入,这又进一步带来新的损失。第三,水利工程受泥沙淤积之害,使用寿命缩短。我国由于水土流失使河流湖泊淤积,内河通航里程由 60 年代的 17.2 万千米减少到目前的 10.8 万千米,减少了 37%。此外,淤积使河床抬高,湖泊水库容积减少,湖泊水库调蓄功能下降,加大洪涝的灾害风险。

五、森林的生物多样性的价值

森林是陆地物种基因库,森林生态系统在维护生物多样性方面起到十分重要的作用。如热带生态系统拥有地球上最丰富的物种。[8]它们覆盖不到 10%的地球表面,却包含有 50%以上的世界物种。地球上约 1000 万个物种中,就有 200-400万种物种都生存在热带、亚热带森林中。 [9] 近年来由于热带雨林的退化,每天有137 种动植物正在消失,相当于每年丧失 5 万多物种。

近百年来,随着人口的急剧增加和工农业的迅速发展,世界生物多样性受到严重的挑战和威胁。据估计,世界上有 10%-15%的物种受到威胁;中国受到威胁的物种数比例比世界平均水平高约为 10%-15%。在我国所有的动植物物种中,处于濒危状态的占到 15%-20%。在《濒危野生动植物种国际贸易公约》列出的640 个世界濒危物种中,我国占156 种,约占其总数的四分之一。物种灭绝不能复生,物种变化会打破整个系统的相对稳定,给其他物种带来严重影响,对人类发展,将造成无法挽回的损失。

六、森林净化环境污染的价值

森林等绿色植物将所吸收的环境化学物质转变成生物体本身的有机物质,这个过程称之为生物合成作用。森林等生物通过代谢作用将生物体的有机物质转化为无机物或简单的有机物,这个过程称为矿化作用,即生物的分解作用。这种生物的合成作用和矿化作用所引起的污染物周而复始的循环过程称为污染物的生物地球化学循环。相对于地质的大循环而言,这种过程的循环区域范围很小,故称为生物小循环。森林常常会将污染物吸入体内,污染物在空气、水、土壤中与森林等生物体之间交换便引起污染物生物的地球化学循环。在这个循环过程中,同时伴随着污染物的迁移、转化、分散、富集的过程,因而污染物的形态、化学组成也就发生变化。森林净化环境污染的功能主要表现为吸收污物、阻滞防尘、消灭病菌和降低噪声四个方面。

七、森林的游憩价值

森林可以为人们提供游憩场所,是其重要的生态功能。这种功能不仅能改善人民的生活,也能丰富人们的精神世界。近年来,随着人们物质文化生活水平的不断提高,旅游业成为国民经济快速发展的新的增长点。旅游可以分为生态旅游和非生态旅游两大类,森林游憩也在生态旅游中占用相当重要的地位森林作为森林公园的、自然保护区等自然景观的主要构成者,其游憩价值十分巨大。

1872 年,世界上第一个国家公园——美国黄石国家公园建成。它标志着森林旅游业作为一项产业已初步形成。在这之后其它一些国家也相继开辟了国家公园。如加拿大于 1887 年建立了第一座国家公园——班芙国家公园,美国于 1895年设立了“国家托拉斯”,负责规划土地及建立自然保护区。瑞典于 1909 年设立了 8 个国家公园,西班牙自 1918 年开始建立国家公园,苏联从十月革命后开始建立自然保护区等。特别是第一次世界大战以后,国家公园的发展很快,到 50 年代为止,北美洲和欧洲的国家公园数目分别从 50 个、25 个增长到 350 个和 379 个。

到 1988 年,世界上已有 15 个国家将 10%以上的国土开辟为保护区国家公园、森林公园、植物园、树木园、自然保护区等。1971 年时,各国的国家公园和类似保护区的面积为全球陆地总面积的 0.6%,而 1980 年时这一比例上升到了2.29%。特别是在一些经济发达并且森林旅游资源丰富的国家,森林旅游业已成为最大的产业之一。以美国为例,全国 92%以上的林地(包括公有林地和私有林地)都允许公众进入,1977 年全国的户外游憩消费突破了 1600 亿美元,超过了石油工业而成为美国最大的产业。到 80 年代,美国的户外游憩年消费度达 3000 亿美元,美国人均收入的 1/8 都用在了户外游憩上。至 1990 年,美国的森林旅游区每年接待游人3 亿多人次(其中10%左右来自国外),美国人每年花费到国家公园和森林公园游乐的经费达 120 多亿美元。

在法国,仅枫丹白露森林每年吸引的森林游憩者就多达 1000 万人次,其中70%集中在周末及节假日。森林游憩的内涵也被大大地扩展了。游人对森林地区的利用已远远超出了“审美”这一单纯形式。森林地区不再只是林业工作者和具有较高美学修养的人的宠物,而是已经成为不同年龄,不同文化素养,不同社会背景的各种群体向往的天堂。

我国的森林公园建设大致经历了两个阶段,第一个阶段是从 1982 年至 1990年,以我国第一个森林公园——张家界国家森林公园的建成为起点。以后逐步扩大到成立泰山森林公园,千岛湖森林公园,嵩山森林公园,黄山森林公园。1991 年开始,森林公园大幅度扩展,至2000 年止,共批建国家森林公园328 个。以此带动交通业,餐饮业,加工业,种植业,零售业等产业的大力发展。 kC0ceAhTnXW4aZEE2zZdvrXQA4RCxD3DwiYkwIeIRWdzAc7TQbpHc+UGIolecpgm

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