王承義，張立志

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大興安嶺生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)功能研究

王承義，張立志

大興安嶺林區(qū)是黑龍江、嫩江等水系及其主要支流的重要源頭和水源涵養(yǎng)區(qū)，是我國寒溫帶針葉林的重要分布區(qū)，對維持區(qū)域生態(tài)平衡、保障國家和東北亞生態(tài)安全具有不可或缺的作用；是我國重要商品糧和畜牧業(yè)生產(chǎn)基地的天然屏障，對調(diào)節(jié)東北平原、華北平原氣候乃至全球氣候具有無可替代的保障功能。

大興安嶺地區(qū)的生態(tài)功能區(qū)，主要劃分為4個類型，分別發(fā)揮不同的生態(tài)功能保護(hù)作用。分別為：黑龍江——呼瑪河源頭水源涵養(yǎng)與生物多樣性保護(hù)生態(tài)功能區(qū)；大興安嶺嫩江源頭水源涵養(yǎng)生態(tài)功能區(qū)；呼瑪河中游林業(yè)及林特產(chǎn)適度發(fā)展生態(tài)功能區(qū)；呼瑪河下游林、農(nóng)業(yè)及濕地保護(hù)生態(tài)功能區(qū)。

研究思路是以大興安嶺生態(tài)功能區(qū)典型區(qū)域生態(tài)功能最優(yōu)化為目標(biāo)，通過以點帶面的方法，設(shè)立具備不同生態(tài)功能的保護(hù)區(qū)，利用模型與數(shù)學(xué)擬合方法研究對不同類型生態(tài)功能區(qū)核心生態(tài)功能的最優(yōu)化狀態(tài)下的森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，通過將相應(yīng)生態(tài)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)有森林結(jié)構(gòu)與最優(yōu)化結(jié)構(gòu)的對比，科學(xué)判斷現(xiàn)有森林結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，分別針對現(xiàn)狀與最后化狀態(tài)之間的差異，提出針對性的森林經(jīng)營措施與結(jié)構(gòu)改良方法，營造具有典型代表性的生態(tài)功能保護(hù)區(qū)，提出具有普遍指導(dǎo)意義的生態(tài)功能保護(hù)區(qū)建設(shè)方案。

一、 黑龍江——呼瑪河源頭水源涵養(yǎng)與生物多樣性保護(hù)生態(tài)功能區(qū)

該區(qū)所在的地理位置覆蓋了大興安嶺地區(qū)的呼中區(qū)、漠河縣，總面積為27 636平方公里。該區(qū)主要的生態(tài)功能為：水源涵養(yǎng)與生物多樣性保護(hù)。

1.水源涵養(yǎng)功能研究。對該區(qū)水源涵養(yǎng)方面的研究，分別從落葉松、白樺、山楊以及白樺落葉松針闊混交林等林分類型分別研究，計算得到單位面積森林生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)功能，其中針葉林為1 370.7t/(h·a)，闊葉林為1 005.2t/(h·a)，針闊混交林為1 189.5t/(h·a)。結(jié)合不同林分面積數(shù)據(jù)，可以計算出水源涵養(yǎng)功能總量為9.76×108t/a，其中，針葉林為6.00×108t/a，占總量的61.51%；闊葉林為1.34×108t/a，占總量的13.75%；針闊混交林為2.41×108t/a，占總量的24.74%。

在森林生態(tài)系統(tǒng)處于完全由針葉林組成的理想狀態(tài)下，可以推算出水源涵養(yǎng)功能總量為10.61×108t/a，比當(dāng)前提高0.86×108t/a，增幅為8.77%。如果森林生態(tài)系統(tǒng)退化為闊葉林時，水源涵養(yǎng)功能總量將降低到7.78×108t/a，比當(dāng)前降低1.97×108t/a，減少幅度為18.60%。

2. 生物多樣性保護(hù)功能研究。對生物多樣性保護(hù)功能的研究，采取生物多樣性指數(shù)與物種損失機會成本相結(jié)合的方法開展研究。主要依據(jù)王曉宏等的生物多樣性保護(hù)功能數(shù)據(jù)為參考進(jìn)行本項研究。

經(jīng)過計算，該區(qū)的生物多樣性功能為2.83×109元/a，其中，幼齡林為2.10×108元/a，占總量的7.44%；中齡林為1.50×109元/a，占總量的53.02%；近熟林為7.22×108元/a，占總量的25.56%；成過熟林為3.95×108元/a，占總量的13.97%。按照森林永續(xù)利用理論，良好結(jié)構(gòu)的森林生態(tài)系統(tǒng)林齡結(jié)構(gòu)中幼、中、成過熟林各占1/3，根據(jù)這個理論，對該區(qū)的生物多樣性功能理想化進(jìn)行理論推算，理論上該區(qū)生物多樣性保護(hù)功能可達(dá)到3.16×109元/a，比當(dāng)前提高3.32×108元/a，增加了11.75%。

二、大興安嶺嫩江源頭水源涵養(yǎng)生態(tài)功能區(qū)

該區(qū)涵蓋的地域范圍包括加格達(dá)奇區(qū)和松嶺區(qū)，土地面積為19 008平方公里。該區(qū)的主要功能為保護(hù)嫩江源頭水源地的生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)功能并保護(hù)該區(qū)的生物多樣性。

該區(qū)的水源涵養(yǎng)功能總量為1.41×109t/a，其中，針葉林水源涵養(yǎng)功能為3.03×108t/a，占總量的21.42%；闊葉林為7.35×108t/a，占總量的52.05%；針闊混交林為3.75×108 t/a，占總量的26.53%。根據(jù)理想化模式的推算，該區(qū)以針葉林完全覆蓋的情況下，該區(qū)的水源涵養(yǎng)功能總量應(yīng)達(dá)到1.74×109t/a，比當(dāng)前提高3.24×108t/a，增幅為22.97%。如果森林生態(tài)系統(tǒng)退化為闊葉林時，水源涵養(yǎng)功能總量將降低到1.27×109t/a，比當(dāng)前降低0.14×109t/a，減少幅度為7.99%。

三、呼瑪河中游林業(yè)及林特產(chǎn)適度發(fā)展生態(tài)功能區(qū)

該區(qū)涵蓋的地域范圍包括新林區(qū)和塔河縣的部分地區(qū)，總面積為15 996平方公里。該區(qū)的主要生態(tài)服務(wù)功能為水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護(hù)與林特產(chǎn)品生產(chǎn)。

1. 水源涵養(yǎng)功能研究。該功能區(qū)的水源涵養(yǎng)功能總量為9.90×108t/a，其中，針葉林水源涵養(yǎng)功能為3.38×108t/a，占總量的35.61%；闊葉林為2.63×108t/a，占總量的27.66%；針闊混交林為3.49×108 t/a，占總量的36.73%。根據(jù)理想化模式的推算，該區(qū)的水源涵養(yǎng)功能總量應(yīng)達(dá)到1.10×109t/a，比當(dāng)前提高1.49×108t/a，增幅為15.65%。如果森林生態(tài)系統(tǒng)退化為闊葉林時，水源涵養(yǎng)功能總量將降低到1.27×109t/a，比當(dāng)前降低1.44×108t/a，減少幅度為13.13%。

2.生物多樣性保護(hù)功能研究。該區(qū)的生物多樣性功能為2.71×109元/a，其中，幼齡林為2.82×108元/a，占總量的13.50%；中齡林為1.93×109元/a，占總量的68.40%；近熟林為2.83×108元/a，占總量的10.00%；成過熟林為1.18×108元/a，占總量的4.17%。基于理想化林齡結(jié)構(gòu)的推算，理論上該區(qū)生物多樣性保護(hù)功能可達(dá)到3.27×109元/a，比當(dāng)前提高5.56×108元/a，增加了20.49%。由此可以認(rèn)為，在加強森林經(jīng)營措施、優(yōu)化林齡結(jié)構(gòu)之后，該區(qū)的生物多樣性保護(hù)功能還有巨大的提升空間。

四、呼瑪河下游林、農(nóng)業(yè)及濕地保護(hù)生態(tài)功能區(qū)

該區(qū)涵蓋的地域范圍包括呼瑪縣和塔河縣部分地區(qū)，總面積為21 545平方公里。該區(qū)主要的生態(tài)服務(wù)功能為：土壤保持、生物多樣性保護(hù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

1.土壤保持功能研究。相關(guān)研究表明，一個地區(qū)的林網(wǎng)面積超過10%，植被蓋度超過30%，林地土壤侵蝕模數(shù)近似為零。該功能區(qū)的有林地面積占林業(yè)用地的71.28%，因此，有林地土壤也按照土壤侵蝕模數(shù)為零計算。無林地的侵蝕模數(shù)為2.218t/(h·a),可以計算出該區(qū)的林地發(fā)揮的保持土壤功能為388 826.98t/a。

2. 生物多樣性保護(hù)功能研究。該區(qū)的生物多樣性功能為5.94×108元/a，其中，幼齡林為7.11×107元/a，占總量的11.97%；中齡林為4.78×108元/a，占總量的80.49%；近熟林為4.20×107元/a，占總量的7.07%；成過熟林為2.85×106元/a，占總量的0.48%?；诶硐牖铸g結(jié)構(gòu)的推算，理論上該區(qū)生物多樣性保護(hù)功能可達(dá)到7.27×108元/a，比當(dāng)前提高1.33×108元/a，增加了22.47%。

五、結(jié)論與建議

1.大興安嶺的生態(tài)功能區(qū)都發(fā)揮了其應(yīng)有的生態(tài)功能，巨大的水源涵養(yǎng)、水土保持、生物多樣性保護(hù)等生態(tài)效益為保障大興安嶺地區(qū)乃至東北亞地區(qū)的生態(tài)安全做出了巨大貢獻(xiàn)。

2.4個生態(tài)功能區(qū)都存在著樹種結(jié)構(gòu)比例不合理的問題，該地區(qū)的頂級群落——落葉松林的比例過少，不利于各種生態(tài)功能的發(fā)揮。所以，4個生態(tài)功能區(qū)應(yīng)該盡力優(yōu)化樹種結(jié)構(gòu)比例，增加落葉松林的比例，促進(jìn)生態(tài)功能區(qū)發(fā)展。

3.4個生態(tài)功能區(qū)都存在著嚴(yán)重的林齡結(jié)構(gòu)不合理的問題，幼齡林、中齡林、成過熟林比例嚴(yán)重失調(diào)，極大地影響了生物多樣性等生態(tài)功能的發(fā)揮。所以，4個生態(tài)功能區(qū)應(yīng)該盡力優(yōu)化林齡結(jié)構(gòu)，增加幼齡林、中齡林、成過熟林比例，豐富生態(tài)多樣性，促進(jìn)生態(tài)功能區(qū)發(fā)展。

(作者王承義系黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所研究員，張立志系黑龍江省林業(yè)科學(xué)院研究員)