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摘要 采用光合作用法、碳税法、造林成本法和面积-吸收能力法对康县桑树林生态效益进行核算。结果表明，康县桑树林的固碳制氧和净化环境效益潜力巨大，总价值约为5 923.47万元，其中，固碳价值约为4 079万元，制氧价值约为1 830万元，吸收SO2价值约为14万元，阻滞降尘价值约为0.47万元。研究结果可为康县造林工程建设效益提供参考。
关键词 桑树林；固碳制氧；净化环境；甘肃康县
中图分类号 S888.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）17-0150-02
1 研究区概况
康县属亚热带向暖温带过渡地区，全年日照时长为1 433.7 h，无霜期为207 d，年均降水量为742 mm。境内有高等植物172科1 000余种，其中桑树品种有农桑8号、农桑10号、农桑12号、农桑14号、育71-1、陕桑305、白玉王、红果1号、红果2号、无核大十等，森林覆盖率高达60%以上。最高海拔为2 483 m，最低海拔为560 m，地势呈现西高东低的特点。全县现有桑园面积2 750 hm2，是我国北方优质原料茧生产的最佳区域。
2 评价指标体系的建立
2.1 指标筛选的原则
生态效益的评价指标较多，要筛选出一套合理、科学的生态效益评价指标体系，必须遵循以下原则，即综合性原则、可操作性原则、可比较性原则、科学性原则、独立性与稳定性原则[1-3]。指标体系内容应保持相对稳定性。
2.2 评价指标体系的建立
根据指标体系的筛选原则，结合康县桑树林的实际调查情况，采用光合作用法、碳税法、造林成本法和面积-吸收能力法对康县桑树林生态效益进行核算，分别计算康县固碳制氧效益和净化环境效益[1-3]。
3 固碳制氧效益评价
3.1 评价方法
植物对于生态系统的净化与维持发挥着重要作用，其通过光合作用，在吸收CO2的同时释放O2，维持了大气当中CO2和O2的动态平衡，并且对全球气候变暖等一系列问题起到一定的缓解作用。
3.1.1 固定CO2评价方法。
（1）固定CO2量评价方法。通常采用光合作用法对固定CO2量进行评价，具体可根据反应化学方程式，如下：
式中，Yc1为生物量固碳量（万t），a为1 t干物质固碳量（t），Vi为单位面积干物质生产量（t/hm2），Si为效益面积（hm2）。
按照实际森林面积、年材积生长量及树枝和树根的重量，通过上述公式便可以计算出固定CO2的量。此外，计算林木固碳量还有实验测定法和林木蓄积量法，在此不做说明。
（2）固碳价值评价方法。目前，对于固碳加之的评价方法业界看法不一，具体包括3种代表性观点，分别为造林成本法、碳税法以及温室效应损失法。首先，造林成本方法主要依据2个指标，一是单位面积森林固碳量，二是单位面积森林平均成本，进而对固碳加之进行评价。其次，碳税法是指将单位面积森林固碳量与碳税的影子价格相结合，进而综合评价固碳价值。再次，温室效应损失法是通过减少森林面积，使大气中CO2增加，進而加剧温室效应造成一系列损失，对损失价值进行估算从而评估森林所具备的固碳价值，但该方法造成的损失存在不均衡问题，对某些区域可能带来损失，对于另外区域可能带来益处。
综合考虑，为了实现更准确的评估结果，可采用将造林成本法、碳税法相结合的方式进行，具体计算公式如下：
Vc1=[（Yc1）×（Cc1 Cc2）]/2
式中，Vc1为固定CO2的价值（万元）；Cc1为固定CO2的造林成本（元/t）；Cc2为瑞典碳税率（美元/t C）；Yc1为生物量固碳量（t）。
3.1.2 制氧效益评价方法。O2是人类活动必不可少的物质，对人类来说有着巨大使用价值。
（1）森林制氧量评价方法。对于制氧量的评估，通常采用统计调查法进行，首先计算单位面积林地木材总产量以及干物质的总产量，具体采用绝干比重法对绝干物质进行换算，然后通过生产1 t干物质释放O2量指标，计算出O2量。
（2）森林制氧价值评价方法。目前，制氧价值评价通常采用造林成本法，根据官方数据显示，我国森林提供1 t O2的造林成本为369.7元，通过如下公式对制氧价值进行评估：
式中，Vc2為制氧价值（万元）；b为生产1 t干物质制造O2量（t）；C0为提供O2的造林成本（元/t）。
3.2 价值计算
3.2.1 固定CO2价值（Vc1）。桑树林作为重要的固碳林木之一，对固碳释氧方面做出了巨大贡献，其中蕴藏着巨大生态价值。通过光合作用方程式中可以得出，桑树通过吸收太阳能、H2O、CO2产生O2与葡萄糖。每吸收太阳能28.3 kJ、H2O 108 g、CO2 264 g，可以产生O2 193 g、葡萄糖180 g。
此外，根据光合作用公式，每形成1 g的干物质可以固定CO2 1.63 g。据统计，每年桑树林有效面积为2 750 hm2，生物量为15 t/hm2，由此计算可得固定CO2量为：
Yc1=1.63×15×2 750÷10 000=6.7（万t）
3.2.2 固定CO2价值（Vc1）。在计算固碳方面，首先需要计算C与CO2分子式与原子量，计算过程如下：C/CO2=0.272 9，本文采用取造林成本法与碳税法平均值的方法进行康县桑树林的固碳价值评估。其中，造林成本为250元/t C（Cc2），碳税率为1 245元（Cc1），进而计算固碳价值为：
Vc1=[Yc1×（Cc1 Cc2）/2]×0.2729=[20×（1 245 250）/2]×0.272 9
=4 079（万元） 3.2.3 制氧价值（Vc2）。根据前文所述，光合作用通过消耗太阳能、H2O、CO2产生O2与葡萄糖，从前文数据可得，森林每形成1 g的干物质能够造氧1.2 g，按照每年桑树林的生物量为 15 t/hm2，并且按照提供1 t O2的造林成本为369.7元进行计算，可产生氧气价值为：
Vc2=369.7×1.2×15×2 750÷10 000=1 830（万元）
4 净化环境价值评价
4.1 評价方法
目前，在大气净化方面通常从吸收SO2和滞尘2个维度进行评价，而由森林带来的空气净化所避免的间接损失并没有深入进行研究。
4.1.1 吸收SO2效益评价方法。SO2作为大气污染的重要气体之一，其数量多、分布广、危害大，然而森林对SO2具有一定的抵抗能力，将SO2吸收之后通过光合作用将 SO2有害物质氧化还原为无害物质，也就是所谓的降解过程，除了氧化还原降解作用外，还可以将SO2积累于某器官内，最后经由根系等部位排除体外，进而实现大气污染净化作用。在SO2吸收效益评价方面，采用面积-吸收能力法进行分析。首先确定不同类型的单位森林面积所具备的SO2吸收能力，再根据有效森林面积核算出所能吸收SO2的总量，然后结合影子价格，即单位成本，最后得出吸收SO2的价值。
式中，Ve1为吸收SO2价值（万元）；Cs为治理SO2的单位成本（元/t）；Ri为不同类型森林单位面积吸收的SO2量（t/hm2）；Si为效益面积（hm2）。
4.1.2 阻滞降尘效益评价方法。桑树林可作为屏障，起到降低风速的作用，当风速下降后，空气中的尘粒便会受重力作用下沉于地面。此外，树木叶片表皮粗糙也能起到一定的粉尘吸附作用，从而降低大气中的含尘量[4-5]。在阻滞降尘评价方面，本文采用面积-滞尘能力法进行评估。具体公式如下：
式中，Ve2为林木阻滞降尘价值（万元）；Cd为人工削减粉尘的成本（元/t）；Li为不同类型林木单位面积滞尘能力（t/hm2）；Si为效益面积（hm2）；
4.2 价值计算
森林不仅能够吸收大气中的有害气体，还能够降解污染物、削减光化学污染、净化放射性物质，并且在降噪、杀菌等方面作用突出。通过净化大气，给人类生活提供了优质的环境，对人类免疫系统、身心健康等都有积极的促进作用[6]。因此，本文对森林净化环境的价值从吸收SO2以及滞尘2 个方面进行价值评估。
4.2.1 吸收SO2价值（Ve1）。根据1998年我国生物多样性研究报告内容，松林、针叶林等吸收SO2的能力较强，平均为215.60 kg/hm2，而阔叶类对SO2的吸收能力稍弱，平均为88.65 kg/hm2，采用面积-吸收能力计算方法进行SO2吸收价值评估，以阔叶林吸收能力标准计算，结合我国削减SO2的平均治理费用为600元/t，进而得出吸收SO2的价值为：
Ve1=0.6×2 750×88.65÷10 000=14（万元）
4.2.2 阻滞降尘价值（Ve2）。在阻滞降尘价值评估方面，根据官方数据显示，针叶林降尘能力为33.2 kg/（hm2·年），阔叶林降尘能力为10.11 kg/（hm2·年），采用面积-滞尘能力方法进行计算，结合我国削减粉尘的平均单位治理成本为170元/t，进而得出阻滞降尘价值为：
Ve2=0.17×2 750×10.11÷10 000=0.47（万元）
5 结论
计算表明，康县桑树林固碳制氧和净化环境效益总价值约为5 923.47万元，其中固碳价值约为4 079万元，制氧价值约为1 830万元，吸收SO2价值约为14万元，阻滞降尘价值约为0.47万元。
6 参考文献
[1] 欧阳志云，王如松，赵景柱.生态系统服务功能及其生态经济价值评价[J].应用生态学报，1999，10（5）：635-640.
[2] 郎奎建，李长胜，殷有，等.林业生态工程10种森林生态效益计量理论和方法[J].东北林业大学学报，2000，28（1）：1-7.
[3] 赖亚飞，朱清科，张宇清，等.吴旗县退耕还林生态效益价值评估[J].水土保持学报，2005，20（3）：83-87.
[4] 李婷婷，莫创荣，姚焕玫，等.基于能值分析的廣西沿海红树林生态效益[J].生态经济（学术版），2009（1）：364-367.
[5] 邓燔，陈秋波，陈秀龙.海南热带天然林、桉树林和橡胶林生态效益比较分析[J].华南热带农业大学学报，2007（2）：19-23.
[6] 赵欣胜，崔保山，杨志峰.红树林湿地生态效益能值分析：以南沙地区十九涌红树林湿地为案例[J].生态学杂志，2005（7）：841-844.
关键词 桑树林；固碳制氧；净化环境；甘肃康县
中图分类号 S888.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）17-0150-02
1 研究区概况
康县属亚热带向暖温带过渡地区，全年日照时长为1 433.7 h，无霜期为207 d，年均降水量为742 mm。境内有高等植物172科1 000余种，其中桑树品种有农桑8号、农桑10号、农桑12号、农桑14号、育71-1、陕桑305、白玉王、红果1号、红果2号、无核大十等，森林覆盖率高达60%以上。最高海拔为2 483 m，最低海拔为560 m，地势呈现西高东低的特点。全县现有桑园面积2 750 hm2，是我国北方优质原料茧生产的最佳区域。
2 评价指标体系的建立
2.1 指标筛选的原则
生态效益的评价指标较多，要筛选出一套合理、科学的生态效益评价指标体系，必须遵循以下原则，即综合性原则、可操作性原则、可比较性原则、科学性原则、独立性与稳定性原则[1-3]。指标体系内容应保持相对稳定性。
2.2 评价指标体系的建立
根据指标体系的筛选原则，结合康县桑树林的实际调查情况，采用光合作用法、碳税法、造林成本法和面积-吸收能力法对康县桑树林生态效益进行核算，分别计算康县固碳制氧效益和净化环境效益[1-3]。
3 固碳制氧效益评价
3.1 评价方法
植物对于生态系统的净化与维持发挥着重要作用，其通过光合作用，在吸收CO2的同时释放O2，维持了大气当中CO2和O2的动态平衡，并且对全球气候变暖等一系列问题起到一定的缓解作用。
3.1.1 固定CO2评价方法。
（1）固定CO2量评价方法。通常采用光合作用法对固定CO2量进行评价，具体可根据反应化学方程式，如下：
式中，Yc1为生物量固碳量（万t），a为1 t干物质固碳量（t），Vi为单位面积干物质生产量（t/hm2），Si为效益面积（hm2）。
按照实际森林面积、年材积生长量及树枝和树根的重量，通过上述公式便可以计算出固定CO2的量。此外，计算林木固碳量还有实验测定法和林木蓄积量法，在此不做说明。
（2）固碳价值评价方法。目前，对于固碳加之的评价方法业界看法不一，具体包括3种代表性观点，分别为造林成本法、碳税法以及温室效应损失法。首先，造林成本方法主要依据2个指标，一是单位面积森林固碳量，二是单位面积森林平均成本，进而对固碳加之进行评价。其次，碳税法是指将单位面积森林固碳量与碳税的影子价格相结合，进而综合评价固碳价值。再次，温室效应损失法是通过减少森林面积，使大气中CO2增加，進而加剧温室效应造成一系列损失，对损失价值进行估算从而评估森林所具备的固碳价值，但该方法造成的损失存在不均衡问题，对某些区域可能带来损失，对于另外区域可能带来益处。
综合考虑，为了实现更准确的评估结果，可采用将造林成本法、碳税法相结合的方式进行，具体计算公式如下：
Vc1=[（Yc1）×（Cc1 Cc2）]/2
式中，Vc1为固定CO2的价值（万元）；Cc1为固定CO2的造林成本（元/t）；Cc2为瑞典碳税率（美元/t C）；Yc1为生物量固碳量（t）。
3.1.2 制氧效益评价方法。O2是人类活动必不可少的物质，对人类来说有着巨大使用价值。
（1）森林制氧量评价方法。对于制氧量的评估，通常采用统计调查法进行，首先计算单位面积林地木材总产量以及干物质的总产量，具体采用绝干比重法对绝干物质进行换算，然后通过生产1 t干物质释放O2量指标，计算出O2量。
（2）森林制氧价值评价方法。目前，制氧价值评价通常采用造林成本法，根据官方数据显示，我国森林提供1 t O2的造林成本为369.7元，通过如下公式对制氧价值进行评估：
式中，Vc2為制氧价值（万元）；b为生产1 t干物质制造O2量（t）；C0为提供O2的造林成本（元/t）。
3.2 价值计算
3.2.1 固定CO2价值（Vc1）。桑树林作为重要的固碳林木之一，对固碳释氧方面做出了巨大贡献，其中蕴藏着巨大生态价值。通过光合作用方程式中可以得出，桑树通过吸收太阳能、H2O、CO2产生O2与葡萄糖。每吸收太阳能28.3 kJ、H2O 108 g、CO2 264 g，可以产生O2 193 g、葡萄糖180 g。
此外，根据光合作用公式，每形成1 g的干物质可以固定CO2 1.63 g。据统计，每年桑树林有效面积为2 750 hm2，生物量为15 t/hm2，由此计算可得固定CO2量为：
Yc1=1.63×15×2 750÷10 000=6.7（万t）
3.2.2 固定CO2价值（Vc1）。在计算固碳方面，首先需要计算C与CO2分子式与原子量，计算过程如下：C/CO2=0.272 9，本文采用取造林成本法与碳税法平均值的方法进行康县桑树林的固碳价值评估。其中，造林成本为250元/t C（Cc2），碳税率为1 245元（Cc1），进而计算固碳价值为：
Vc1=[Yc1×（Cc1 Cc2）/2]×0.2729=[20×（1 245 250）/2]×0.272 9
=4 079（万元） 3.2.3 制氧价值（Vc2）。根据前文所述，光合作用通过消耗太阳能、H2O、CO2产生O2与葡萄糖，从前文数据可得，森林每形成1 g的干物质能够造氧1.2 g，按照每年桑树林的生物量为 15 t/hm2，并且按照提供1 t O2的造林成本为369.7元进行计算，可产生氧气价值为：
Vc2=369.7×1.2×15×2 750÷10 000=1 830（万元）
4 净化环境价值评价
4.1 評价方法
目前，在大气净化方面通常从吸收SO2和滞尘2个维度进行评价，而由森林带来的空气净化所避免的间接损失并没有深入进行研究。
4.1.1 吸收SO2效益评价方法。SO2作为大气污染的重要气体之一，其数量多、分布广、危害大，然而森林对SO2具有一定的抵抗能力，将SO2吸收之后通过光合作用将 SO2有害物质氧化还原为无害物质，也就是所谓的降解过程，除了氧化还原降解作用外，还可以将SO2积累于某器官内，最后经由根系等部位排除体外，进而实现大气污染净化作用。在SO2吸收效益评价方面，采用面积-吸收能力法进行分析。首先确定不同类型的单位森林面积所具备的SO2吸收能力，再根据有效森林面积核算出所能吸收SO2的总量，然后结合影子价格，即单位成本，最后得出吸收SO2的价值。
式中，Ve1为吸收SO2价值（万元）；Cs为治理SO2的单位成本（元/t）；Ri为不同类型森林单位面积吸收的SO2量（t/hm2）；Si为效益面积（hm2）。
4.1.2 阻滞降尘效益评价方法。桑树林可作为屏障，起到降低风速的作用，当风速下降后，空气中的尘粒便会受重力作用下沉于地面。此外，树木叶片表皮粗糙也能起到一定的粉尘吸附作用，从而降低大气中的含尘量[4-5]。在阻滞降尘评价方面，本文采用面积-滞尘能力法进行评估。具体公式如下：
式中，Ve2为林木阻滞降尘价值（万元）；Cd为人工削减粉尘的成本（元/t）；Li为不同类型林木单位面积滞尘能力（t/hm2）；Si为效益面积（hm2）；
4.2 价值计算
森林不仅能够吸收大气中的有害气体，还能够降解污染物、削减光化学污染、净化放射性物质，并且在降噪、杀菌等方面作用突出。通过净化大气，给人类生活提供了优质的环境，对人类免疫系统、身心健康等都有积极的促进作用[6]。因此，本文对森林净化环境的价值从吸收SO2以及滞尘2 个方面进行价值评估。
4.2.1 吸收SO2价值（Ve1）。根据1998年我国生物多样性研究报告内容，松林、针叶林等吸收SO2的能力较强，平均为215.60 kg/hm2，而阔叶类对SO2的吸收能力稍弱，平均为88.65 kg/hm2，采用面积-吸收能力计算方法进行SO2吸收价值评估，以阔叶林吸收能力标准计算，结合我国削减SO2的平均治理费用为600元/t，进而得出吸收SO2的价值为：
Ve1=0.6×2 750×88.65÷10 000=14（万元）
4.2.2 阻滞降尘价值（Ve2）。在阻滞降尘价值评估方面，根据官方数据显示，针叶林降尘能力为33.2 kg/（hm2·年），阔叶林降尘能力为10.11 kg/（hm2·年），采用面积-滞尘能力方法进行计算，结合我国削减粉尘的平均单位治理成本为170元/t，进而得出阻滞降尘价值为：
Ve2=0.17×2 750×10.11÷10 000=0.47（万元）
5 结论
计算表明，康县桑树林固碳制氧和净化环境效益总价值约为5 923.47万元，其中固碳价值约为4 079万元，制氧价值约为1 830万元，吸收SO2价值约为14万元，阻滞降尘价值约为0.47万元。
6 参考文献
[1] 欧阳志云，王如松，赵景柱.生态系统服务功能及其生态经济价值评价[J].应用生态学报，1999，10（5）：635-640.
[2] 郎奎建，李长胜，殷有，等.林业生态工程10种森林生态效益计量理论和方法[J].东北林业大学学报，2000，28（1）：1-7.
[3] 赖亚飞，朱清科，张宇清，等.吴旗县退耕还林生态效益价值评估[J].水土保持学报，2005，20（3）：83-87.
[4] 李婷婷，莫创荣，姚焕玫，等.基于能值分析的廣西沿海红树林生态效益[J].生态经济（学术版），2009（1）：364-367.
[5] 邓燔，陈秋波，陈秀龙.海南热带天然林、桉树林和橡胶林生态效益比较分析[J].华南热带农业大学学报，2007（2）：19-23.
[6] 赵欣胜，崔保山，杨志峰.红树林湿地生态效益能值分析：以南沙地区十九涌红树林湿地为案例[J].生态学杂志，2005（7）：841-844.