森林与湿地、海洋并称为全球三大生态系统，被誉为“地球之肺”“绿色水库”和“物种基因库”^[1]。森林生态系统是陆地生态系统中面积最大、组成结构最复杂、生物种类最丰富、适应性最强、稳定性最大、功能最完善、与人类生存发展关系最密切的一种自然生态系统，对改善和维护生态环境起着决定性的作用^[2-3]。森林不仅能够为人类提供清新的空气、清洁的水源和舒适宜人的气候环境等生态产品，还能够提供保持水土、涵养水源、防风固沙、调节气候、生物多样性保育等生态服务^[4]。CONSTANZA等^[5]对全球生态系统服务价值进行较为全面的评估，算出全球陆地生态系统服务功能平均每年的价值高达33万亿美元，相当于当年全世界国民生产总值的1.8倍，不仅在国际上引起了广泛关注，而且掀起了对生态系统服务价值研究的热潮。联合国千年生态系统评估组(millennium ecosystem assessment，MA)开展了全球尺度和33个地区的生态系统与人类福利的研究，对生态系统的内涵、分类、评价基本理论和方法均进行了深入的阐述，极大推进了生态系统服务在世界范围内的理论方法及应用方面的研究^[6]。侯元兆等^[7]在国外生态服务价值评估的基础上，第1次估算出中国森林资源的价值约13.7万亿元，开创了国内森林生态系统生态服务价值评估的先河。有学者分别从不同尺度对中国、浙江省、泰顺县的森林生态系统服务价值进行评估^[8-10]。也有学者分别对草原、湿地、森林等不同类型的生态系统进行价值评估^[11-14]。本研究依据LY/T 1721−2008《森林生态系统服务功能评估规范》^[15]，对乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统服务的物质量及价值量进行评估，有助于增进人们对森林环境的保护意识以及对自然保护区的重视程度。

1.   研究区概况

乌岩岭国家级自然保护区(27°20′52″~27°48′39″N，119°37′08″~119°50′00″E)地处浙江省泰顺县西北部，总面积约18 861.5 hm²，其中林业用地17 605.1 hm²，占土地总面积的93.3%。乌岩岭在全球陆生生物圈的地带生物群落分类中属于热带、暖温带交错区，由于地理位置处于28°N附近的敏感区，且靠近太平洋，加上保护区西北面高山阻隔，温度偏高。乌岩岭有775属种子植物，其中，包括中国种子植物属的15个分布区类型。乌岩岭国家级自然保护区是中国—日本森林植物亚区华东区与华南区过渡地带，无论是地形、地势、气候等非生物因素和动植物种群都呈现明显过渡性。乌岩岭国家级自然保护区被誉为物种基因库，森林覆盖率为92.8%，其中阔叶林蓄积量达28 万m³以上，所占比例为45%，是华东地区保存最完善的大面积原生性中亚热带常绿阔叶林^[16]。

2.   研究方法

2.1   数据来源

数据来源有乌岩岭国家级自然保护区典型森林样地调查数据(2017年)、乌岩岭国家级自然保护区森林资源二类清查数据(2017年)、泰顺县气象局监测数据和中华人民共和国林业行业标准LY/T 1721−2008《森林生态系统服务功能评估规范》。不同类型林分净生产力和土壤年固碳量采用华东地区森林生态系统定位站的观测数据^[17]。

2.2   评估内容与指标体系

依据LY/T 1721−2008《森林生态系统服务功能评估规范》，同时结合乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统的实际情况，本次评估选取固碳释氧、涵养水源、积累营养物质、保育土壤、净化大气环境、生物多样性保护等6项服务15项指标(表1)，并从物质量和价值量2个方面对乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统服务进行评估。

表 1  乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统服务评估指标体系

Table 1  Evaluation index system of forest ecosystem service in Wuyanling National Nature Reserve

服务类别	评估指标
涵养水源	调节水量、净化水质
保育土壤	固土、保肥
固碳释氧	固碳、释氧
积累营养物质	林木营养积累(氮、磷、钾)
净化大气环境	负离子量、二氧化硫量、氟化物量、氮氧化物量、滞尘量
生物多样性保护	物种保育

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2.3   评估方法

参照LY/T 1721−2008《森林生态系统服务功能评估规范》，对以上指标进行评估。乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统服务的物质量结合表2计算得出，价值量结合表3计算得出。林分类型分为针叶林(杉木Cunninghamia lanceolata林、马尾松Pinus massoniana林、柳杉Cryptomeria fortunei林)，常绿阔叶林，针阔混交林，经济林(主要为茶树Camellia sinensis、猕猴桃Actinidia chinensis林)，竹林。

表 2  乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统服务物质量的参数数据

Table 2  Material quality parameter data of forest ecosystem services in Wuyanling National Nature Reserve

		涵养水源			保育土壤							积累营养物质
林分类型		地表径 流量/ mm	林分蒸 散量/ mm		土壤侵 蚀模数/ (t·hm−2·a−1)	土壤 容重/ (t·m−3)	土壤 氮/%	土壤 磷/%	土壤 钾/%	土壤 有机 质/%		氮/%	磷/%	钾/%
针叶林	马尾松林	5.70	916.08		0.11	1.396	0.090	0.084	1.293	2.156		0.325	0.160	0.680
	杉杉木林	5.70	1 072.92		0.16	1.200	0.096	0.082	1.333	2.516		0.324	0.165	0.700
	柳杉林	5.70	1 072.92		0.11	0.956	0.081	0.087	1.342	3.270		0.324	0.165	0.700
常绿阔叶林		2.60	667.63		0.14	0.901	0.149	0.088	1.333	3.391		0.237	0.972	1.390
针阔混交林		2.60	966.05		0.13	1.372	0.090	0.075	1.233	3.059		0.280	0.566	1.0325
经济林		6.30	914.69		0.13	1.407	0.154	0.119	1.073	3.139		0.180	0.072	0.390
竹林		6.30	902.20		0.11	1.242	0.138	0.109	1.109	3.256		0.031	0.012	0.562

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		净化大气环境							生物多样性保护
林分类型		负离子量/ (个·cm−3)	平均树 高/m	吸收二氧 化硫量/ (kg·hm−2·a−1)	吸收氟 化物量/ (kg·hm−2·a−1)	吸收氮氧 化物量/ (kg·hm−2·a−1)	滞尘量/ (kg·hm−2·a−1)		香农-威纳 多样性指数
针叶林	马尾松林	6 678	13.75	117.60	4.65	6.0	33 200		2.29
	杉木林	4 880	13.36	117.60	4.65	6.0	33 200		0.83
	柳杉林	7 335	16.83	117.60	4.65	6.0	33 200		1.62
常绿阔叶林		24 175	14.02	88.65	2.58	6.0	21 655		3.03
针阔混交林		9 825	11.50	152.13	2.58	6.0	21 655		2.03
经济林		877	1.20	152.13	2.58	6.0	21 655		0.45
竹林		11 753	14.06	152.13	2.58	6.0	21 655		0.84
说明：年平均降水量采用保护区2010−2016年生态站监测数据，为2 405.36 mm·a−1；无林地水土流失土壤年侵蚀模数参照中国科　　　　　学院观测点泥沙流失量，为17.66 t·hm−2·a−1[18]。土壤氮、土壤磷、土壤钾、土壤有机质、氮、磷、钾均为质量分数

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表 3  乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统服务价值量的参数数据

Table 3  Value parameter data of forest ecosystem services in Wuyanling National Nature Reserve

单位库容 造价/(元·t−1)	水质净化费用/ (元·t−1)	运输和挖取单位 体积的土方花费/ (元·m−3)	磷酸二铵化肥 价格/(元·t−1)	氯化钾化肥 价格/(元·t−1)	有机质价格/ (元·t−1)	固碳费用/ (元·t−1)
6.11	2.09	12.60	2 400.00	2 200.00	320.00	1 200.00
氧气制造 费用/(元·t−1)	负离子制造 费用/(10−18元·个−1)	二氧化硫排 污费/(元·kg−1)	氟化物排 污费/(元·kg−1)	氮氧化物排 污费/(元·kg−1)	滞尘排污费/ (元·kg−1)
1 000.00	9.46	1.85	0.69	0.97	0.23

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3.   评估结果与分析

3.1   乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统服务的物质量

由表4可知：2017年乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统净化大气环境服务的物质量最大，其次为涵养水源的物质量，为3.99×10⁸ m³。

表 4  乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统服务的物质量

Table 4  Material quality of ecosystem services in Wuyanling National Nature Reserve

林分类型		固碳量/ (t·a−1)	释氧量/ (t·a−1)	固碳释氧量/ (t·a−1)	调/净水量/ (m3·a−1)	积累营养物质量/ (t·a−1)	固土量/ (t·a−1)
针叶林	马尾松林	5.96×103	1.19×104	1.78×104	4.75×107	1.16×104	5.62×104
	杉木林	2.20×104	4.82×104	7.02×104	7.57×107	4.82×104	9.99×104
	柳杉林	9.78×102	2.25×103	3.23×103	2.77×106	2.25×103	3.67×103
常绿阔叶林		3.91×104	9.19×104	1.31×105	1.97×108	2.01×105	1.99×105
针阔混交林		9.84×102	1.97×103	2.95×103	5.71×106	3.10×103	6.97×103
经济林		4.58×101	1.04×102	1.50×102	2.55×105	6.07×101	3.02×102
竹林		2.50×104	6.08×104	8.58×104	7.00×107	3.23×104	8.21×104
均值		1.34×104	3.10×104	4.45×104	5.70×107	4.26×104	6.40×104
合计		9.41×104	2.17×105	3.11×105	3.99×108	2.98×105	4.48×105
林分类型		保肥量/ (t·a−1)	负离子量/ (个·a−1)	二氧化硫/ (kg·a−1)	氟化物/ (kg·a−1)	氮氧化物量/ (kg·a−1)	滞尘量/ (kg·a−1)
针叶林	马尾松林	2.04×105	1.55×1023	3.77×105	1.49×104	1.92×104	1.06×108
	杉木林	4.02×105	1.96×1023	6.71×105	2.65×104	3.43×104	1.90×108
	柳杉林	1.75×104	1.36×1022	2.46×104	9.72×102	1.25×103	6.94×106
常绿阔叶林		9.88×105	2.02×1024	1.01×106	2.93×104	6.82×104	2.46×108
针阔混交林		3.10×104	2.36×1022	6.04×104	1.03×103	2.38×103	8.60×106
经济林		1.34×103	9.51×1018	2.62×103	8.00×101	1.03×102	3.72×105
竹林		3.78×105	4.06×1023	7.11×105	1.21×104	2.81×104	1.01×108
均值		2.89×105	4.03×1023	4.08×105	1.21×104	2.19×104	9.42×107
合计		2.02×106	2.82×1024	2.85×106	8.49×104	1.53×105	6.59×108

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3.2   乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统服务的价值量

由表5可知：2017年乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统服务的总价值为100.24×10⁸元·a⁻¹，单位面积生态服务价值为3.92×10⁵元·hm⁻²·a⁻¹。马尾松林、常绿阔叶林、针阔混交林、杉木林、柳杉林、经济林、竹林生态服务价值分别为1.00×10⁹、5.33×10⁹、1.34×10⁸、1.93×10⁹、7.59×10⁷、5.32×10⁶和1.55×10⁹元·a⁻¹。马尾松林、常绿阔叶林、针阔混交林、杉木林、柳杉林、经济林、竹林的单位面积生态服务价值分别为3.21×10⁵、4.69×10⁵、3.36×10⁵、3.38×10⁵、3.63×10⁵、3.10×10⁵、3.31×10⁵、3.51×10⁵和3.92×10⁵元·hm⁻²·a⁻¹。

表 5  乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统服务的价值量

Table 5  Value quality of ecosystem services in Wuyanling National Nature Reserve

		生态系统服务价值量/(元·a−1)							单位面积 生态服务 价值/ (元·hm−2·a−1)
林分类型		固碳释 氧价值	生物多样性 保护价值	涵养水 源价值	积累营养 物质价值	保育土 壤价值	净化大 气价值	生态服务 总价值
针叶林	马尾松林	1.90×107	3.20×107	3.90×108	8.15×107	4.50×108	2.76×107	1.00×109	3.21×105
	杉木林	7.46×107	1.71×107	6.21×108	3.36×108	8.34×108	4.65×107	1.93×109	3.38×105
	柳杉林	3.43×106	1.05×106	2.28×107	1.57×107	3.12×107	1.76×106	7.59×107	3.63×105
常绿阔叶林		1.39×108	2.27×108	1.62×109	1.43×109	1.85×109	7.72×107	5.33×109	4.69×105
针阔混交林		3.15×106	3.97×106	4.68×107	2.20×107	5.54×107	2.30×106	1.34×108	3.36×105
经济林		1.59×105	5.16×104	2.09×106	4.17×105	2.51×106	9.07×104	5.32×106	3.10×105
竹林		9.08×107	1.40×107	5.74×108	1.51×108	6.88×108	2.83×107	1.55×109	3.31×105
均值		4.71×107	4.22×107	4.68×108	2.90×108	5.59×108	2.63×107	1.43×109	3.51×105
合计		3.30×108	2.96×108	3.27×109	2.03×109	3.91×109	1.84×108	1.00×1010	3.92×105

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保护区森林生态系统服务价值所占比例分别为保育土壤39.00%、涵养水源32.65%、积累营养物质20.27%、固碳释氧3.29%、生物多样性保护2.95%、净化大气环境1.83%。可见，保育土壤、涵养水源和积累营养物质是乌岩岭森林生态系统主要的服务价值，三者比例之和高达91.92%，占据绝对优势。

保护区不同森林类型生态系统服务价值从大到小依次为常绿阔叶林、杉木林、竹林、马尾松林、针阔混交林、柳杉林、经济林，其对应的生态系统服务价值所占比例分别为53.20%、19.24%、15.43%、9.98%、1.33%、0.76%、0.05%。可见，常绿阔叶林对乌岩岭森林生态系统服务价值贡献在50%以上，占绝对地位。

4.   讨论

乌岩岭国家级自然保护区不同森林类型的生态服务价值与单位面积服务价值的排序并不一致，这说明生态系统服务价值除受各林分面积大小的影响外，还受林分的结构、活力、生态力的影响^[19-21]。常绿阔叶林的单位面积生态服务价值远远高于其他林分，因此可在森林总面积保持不变的情况下，通过把针叶林改造成阔叶林等林相改造技术，提高林分质量，优化生态系统的结构，进而增加生态系统服务的产出和价值^[22-24]。

乌岩岭国家级自然保护区提供的主要生态服务是保育土壤、涵养水源，这与付梦娣等^[10]对泰顺县生态服务的研究一致，但乌岩岭国家级自然保护区的单位面积生态服务价值(3.92×10⁵元·hm⁻²·a⁻¹)是泰顺县单位面积生态服务价值(1.90×10⁵元·hm⁻²·a⁻¹)的2倍多。可见，乌岩岭国家级自然保护区对维护泰顺县生态安全具有重要作用。

乌岩岭国家级自然保护区净化大气环境服务价值达1.84×10⁸元，这其中还不包括可吸入颗粒物(PM₁₀)，细颗粒物(PM_2.5)等服务价值。可见，保护区在养生保健、预防疾病等方面具有巨大的潜力，十分适合建设成为森林康养基地^[25]。借助乌岩岭的生态优势，整合森林康养资源，丰富生态旅游产品的内涵，提高康养的层次和满意度，从而实现保护区的可持续发展，开辟绿水青山转化为金山银山的另一种途径。

自然保护区生态补偿资金的分配与生态系统服务长期脱钩，是造成保护区与周边村民矛盾的重要因素。生态补偿的本质就是对生态系统服务的外溢效益进行补偿^[26]。评估生态系统的服务价值可作为生态补偿标准的依据^[27]。