1、退耕還林對生態(tài)的影響摘 要：改革開放之后，我國大多數(shù)地區(qū)為增加糧食產(chǎn)量，大肆毀林，過度開荒，在一些陡坡地、沙化地也依然如此，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)厮恋钠胶猓瑥亩鴮?dǎo)致生態(tài)環(huán)境的失衡和破壞，包括像自然洪流、久旱、沙塵暴或泥石流等災(zāi)害頻頻發(fā)生，最終影響甚至威脅到國家環(huán)境安全以及人民的生產(chǎn)生活狀態(tài)。氣候變化、人類活動等一系列行為直接導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化、水土流失加劇的狀況，而退耕還林對植被修復(fù)、土地資源的合理利用和區(qū)域氣候改善都有著顯著的成效。本文以大方縣為例，運(yùn)用生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值核算的理論和研究方法，對大方縣特殊地貌下的退耕還林工程所帶來的對生態(tài)系統(tǒng)的影響進(jìn)行定性定量的分析，選取相關(guān)如涵養(yǎng)水源

2、、土壤保持等生態(tài)系統(tǒng)特征，衡量退耕還林后的生態(tài)系統(tǒng)功能及價值的變化及對這種變化進(jìn)行一定程度的評估。由計算結(jié)果可以看出，大方縣實施退耕還林還草工程后，系統(tǒng)的各項服務(wù)價值均有不同程度的增加，退耕還林還草工程對大方縣的水土保持起到了極為重要的作用。另外，在對大方縣不同退耕模式系統(tǒng)服務(wù)價值的計算評估中，得到灌木林的系統(tǒng)服務(wù)價值最大，喬木林次之，而經(jīng)濟(jì)林最小。這一結(jié)論告訴我們灌木林在退耕還林工程實施當(dāng)中擁有重要的影響力，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行經(jīng)營管理。退耕還林過程中，需要將樹草種類、喬灌林等不同植被進(jìn)行混搭栽種，以維持改善自然生態(tài)結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞：退耕還林;大方縣;生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值一、前言1.研究背景改革開

3、放之后，我國大多數(shù)地區(qū)為增加糧食產(chǎn)量，大肆毀林，過度開荒，在一些陡坡地、沙化地也依然如此，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)厮恋钠胶猓瑥亩鴮?dǎo)致生態(tài)環(huán)境的失衡和破壞，包括像自然洪流、久旱、沙塵暴或泥石流等災(zāi)害頻頻發(fā)生，最終影響甚至威脅到國家環(huán)境安全以及人民的生產(chǎn)生活狀態(tài)。氣候變化、人類活動等一系列行為直接導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化、水土流失加劇的狀況，而退耕還林對植被修復(fù)、土地資源的合理利用和區(qū)域氣候改善都有著顯著的成效，不過針對水資源需求增加、承載力不足、耕地面積減少、短期內(nèi)糧食產(chǎn)量下降、政策可持續(xù)性等問題，提出因地制宜、選擇合適樹種、利用節(jié)水措施以緩解水資源問題，并且基于生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會價值最大化進(jìn)一步優(yōu)化土地配置，從

4、工程后續(xù)的管理和維護(hù)上入手，提供合理的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，鞏固已有的成果等建議， 同樣為以后更好推進(jìn)退耕還林工程實施起到指導(dǎo)作用。2.國內(nèi)外研究狀況對于退耕還林所能帶來的相關(guān)生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，許多專家學(xué)者著重于水系效應(yīng)、土地效應(yīng)、植被效應(yīng)以及其他眾多和其息息相關(guān)的種種氣候效應(yīng)，常常在對其產(chǎn)生的水土流失、土壤發(fā)生的變化和帶來的生物物種變異等方面加以強(qiáng)調(diào)。自然地，在實施退耕還林之后，土壤土質(zhì)發(fā)生了非常明顯的正向的變化，林種質(zhì)量顯然增強(qiáng)。有專家就曾經(jīng)以吳起縣地區(qū)的退耕還林為案例，進(jìn)行了相關(guān)生態(tài)效應(yīng)的評估測評，測評顯示出在吳起縣地區(qū)將多數(shù)耕地退去改為林地或者草地之后，吳起縣地區(qū)的生態(tài)環(huán)境發(fā)生明顯的變化，相關(guān)生態(tài)環(huán)境

5、指數(shù)得到了接近50%的提高，而這其中林地是對該地區(qū)退耕還林之后生態(tài)環(huán)境指數(shù)做出了明顯貢獻(xiàn)的一項，提高了接近600%;所以在最后可以總結(jié)出該地區(qū)退耕還林帶來了生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的整體提高，對人民生產(chǎn)生活帶來了方便和改善。同樣的，也有學(xué)者對退耕還林之后的降雨等相關(guān)生態(tài)因素對相關(guān)區(qū)域河流土壤的侵蝕影響情況，可以看出在退耕還林之后，土壤侵蝕的水平降低了大約10%，相關(guān)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到了明顯的改善及提高。也有對長江三峽地區(qū)做相關(guān)退耕還林的研究，研究表明退耕還林還對于泥沙以及養(yǎng)分的供給有著明顯的正面影響作用，數(shù)據(jù)顯示的是在坡度很大的農(nóng)田被替代成林地草地之后，相關(guān)河流流域的泥沙減少到5t/hm2以內(nèi)，而相關(guān)N、P

6、的養(yǎng)分供給量也慢慢地減少為很低的范圍之內(nèi)。此外，還有專家專門針對黃土丘陵區(qū)域相關(guān)生態(tài)格局運(yùn)用景觀生態(tài)學(xué)的原理與方法進(jìn)行研究，最后認(rèn)為退耕還林可以促進(jìn)黃土丘陵區(qū)域的生態(tài)景觀越來越好的發(fā)展，也是其發(fā)展的主要原動力。林地草地的大面積安置是促進(jìn)減少二氧化碳排放、改善全球變暖并且加劇生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)碳聚合的主要方向，這也意味著退耕還林擁有者匯聚碳元素的作用。專家對西北地區(qū)采樣，將退耕還林之后土壤里面碳元素和氮元素的變化分析之后發(fā)現(xiàn)，首著地底下五厘米以內(nèi)的碳和氮元素的有機(jī)化合物，以及微粒子，例如C（POM-C）和N （ POM-N）的含量都比相鄰?fù)恋刂械奶己偷睾扛撸字囟迕滓詢?nèi)的碳和氮元素同樣與

7、農(nóng)耕地的土壤里的碳與氮元素的含量有明顯不同，這說明了首著地的土地?fù)碛芯薮蟮膮R聚碳元素的能力。針對此想法，有學(xué)者專門以云南省為案例，對其退耕還林工程之后發(fā)生的生物物質(zhì)和土壤地質(zhì)的碳匯能力用經(jīng)驗生長曲線、因子分析的辦法進(jìn)行研究分析，得到了云南省的林地生物物質(zhì)碳元素儲備量在2020年、2030年、2040年以及2050年會提升到 33.016-35.161TgC、38.119-47.100TgC、43.057-53.626TgC以及49.918-56.621 TgC;得到了到時因退耕還林工程而得到的林木碳元素儲存量可以達(dá)到20世紀(jì)90年代當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境系統(tǒng)的碳元素儲存量的15%左右。對此，國外學(xué)者也利

8、用定量的研究方法中國國內(nèi)實施退耕還林工程后的土壤中的碳元素尤其是有機(jī)碳的含量以及有機(jī)質(zhì)的含量進(jìn)行了評估，發(fā)現(xiàn)在退耕還林后二十厘米以內(nèi)的表土層有機(jī)碳含量確實以超出之前的速度進(jìn)行累積存儲。這說明中國在實施退耕還林工程后，已成為全球造林率最高的地區(qū)之一，也正因如此，加劇了中國的碳匯儲備。3.研究的目的及意義中國所實施的退耕還林工程實質(zhì)上是一種保護(hù)儲備工程，主要目的是為了將因為耕地生產(chǎn)對生態(tài)環(huán)境、自然資源造成的破壞，通過對土壤植被的變化進(jìn)行改善和保護(hù)，將原來因為耕地而極度污染的土壤進(jìn)行有計劃的還林還草休耕休農(nóng)，最終達(dá)到改善相關(guān)流域水源質(zhì)量、控制土壤遭受污染、改善生物生活狀態(tài)讓他們得以長期的繁衍生息的結(jié)

9、果。本研究主要圍繞退耕還林還草展開，也就是因為退耕還林正是本著對環(huán)境的保護(hù)、對生態(tài)的改善為目的，提高人民居住環(huán)境、提升國家綜合國力、加強(qiáng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的供給能力，把原來的不合理的容易被水土沖走的耕地或者沙化地變成適宜生長的植被的過程，也是有計劃的本著宜林則林、宜草則草的原則因地制宜地造林種草、恢復(fù)植被。而且當(dāng)前，退耕還林已經(jīng)成為中國進(jìn)行生態(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)領(lǐng)域的重大工程，它在面對水土流失、土地沙化以及氣候變化帶來的危害時，可以發(fā)揮改善氣候變化、保護(hù)綠化進(jìn)程、加劇森林碳匯的重要作用。在對于生態(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)方面已經(jīng)得到了廣大人民群眾的普遍認(rèn)可，包括學(xué)術(shù)研究界在內(nèi)的社會各界都對退耕還林所帶來的積極效果產(chǎn)生

10、了濃厚的興趣，并展開了積極且深入的研究。4.研究內(nèi)容本文將以大方縣為例，運(yùn)用生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值核算的理論和研究方法，對大方縣特殊地貌下的退耕還林工程所帶來的對生態(tài)系統(tǒng)的影響進(jìn)行定性定量的分析，選取相關(guān)如涵養(yǎng)水源、土壤保持等生態(tài)系統(tǒng)特征，衡量退耕還林后的生態(tài)系統(tǒng)功能及價值的變化及對這種變化進(jìn)行一定程度的評估。二、材料與方法1.材料來源：國內(nèi)外科技人員研究發(fā)表的相關(guān)大方縣和黃土高坡的文獻(xiàn)資料;當(dāng)?shù)乜萍既藛T所取得的科技成果及當(dāng)?shù)卣ㄖ饕峭烁k和土地局）統(tǒng)計數(shù)據(jù);作者本人所積累的有關(guān)材料。2.方法：第一，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能核算法：所謂生物系統(tǒng)服務(wù)功能，是指人類從生態(tài)環(huán)境中得到效益的綜合

11、，是將其所產(chǎn)生的環(huán)境、服務(wù)等進(jìn)行量化的一種表述。本研究經(jīng)過對國內(nèi)外研究學(xué)者相關(guān)研究文獻(xiàn)的整理，將使用Costanza等人為代表的方法進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值的核算，通過核算結(jié)果對研究區(qū)域內(nèi)退耕還林后帶來的生態(tài)環(huán)境變化進(jìn)行量化分析。第二，文獻(xiàn)整理法：通過對大方縣退耕還林相關(guān)歷史文獻(xiàn)及研究文獻(xiàn)進(jìn)行梳理、參考并分析，搜集相關(guān)生態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。第三，定性分析法：所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)學(xué)量化處理后進(jìn)行定性的分析，得出相關(guān)結(jié)論。三、研究區(qū)概況大方縣隸屬貴州省畢節(jié)市，地處貴州省西北部、畢節(jié)市中部，四界為東鄰金沙縣，南連黔西縣，西接七星關(guān)區(qū)，是貴州金三角核心地帶。所處地區(qū)地貌特征為中山地貌地形，地勢中部和東北高，河

12、流向北或向南流，境內(nèi)地形多樣，有重巒疊嶂、溝谷深壑、丘陵洼地，呈現(xiàn)出碎片狀分布、起伏式片段。氣候是亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，氣候溫和、雨量充沛，冬無嚴(yán)寒、夏無酷暑，一年中的平均溫度為11.8攝氏度，陰雨天天氣多、日照少、雨季明顯，全年的平均降水量在1155毫米。該地區(qū)的土壤因緯度差異小，海拔懸殊大的特征，類型豐富多彩。全縣土壤共分為6個土類，13個亞類，45個土屬，105土種。主要為黃壤，涉及發(fā)育層有25到60厘米左右，檢測到的PH值呈弱堿性或中堿性，因此保水保肥性能低，有機(jī)質(zhì)含量也不高，擁有總面積的61.63%，是水土流失相對嚴(yán)重的地區(qū)之一。四、退耕還林對生態(tài)的影響1.退耕還林對土壤保持的影響退耕

13、還林工程能夠有效地還原森林生態(tài)環(huán)境，而森林生態(tài)環(huán)境能夠發(fā)揮相當(dāng)強(qiáng)大的保持土壤的作用。這種保持土壤的作用主要表現(xiàn)在能夠降低土壤揮發(fā)養(yǎng)分、減少損失、減弱泥沙化變異和降低變?yōu)閺U棄土地的價值等等。因此，退耕還林還草能夠經(jīng)將耕地變更為草地林地之后，將原有的農(nóng)產(chǎn)耕地生態(tài)環(huán)境變?yōu)楦欣诋?dāng)?shù)厣a(chǎn)生活的退耕還林復(fù)合生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。土壤保持價值計算的公式為：退耕還林復(fù)合生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)價值Q=退耕還林面積F*退耕還草工程后降低的土壤流失量A*土壤中的養(yǎng)分含量C*養(yǎng)分價格P1*相關(guān)系數(shù)m+退耕還林面積F*24%*工程費用/土壤容量+退耕還林面積F*耕地效益P2/（土壤容量*土壤表土平均厚度h）其中，為排除地表覆蓋因素和

14、水土保持因素的影響，另C等于1。因此，結(jié)合大方縣統(tǒng)計數(shù)據(jù)，根據(jù)公式計算可得出該縣退耕還林前后的土壤保持價值及不同退耕類型的土壤保持價值，如表1、2所示。從表1中可以看出，大方縣所實施的退耕還林工程能夠在一定成都市降低土壤被侵蝕以及土壤保持水土的作用，維護(hù)土壤保水保肥。如表中所示退耕還林工程在運(yùn)作之前，該地區(qū)的耕地自然環(huán)境系統(tǒng)每年能夠保持的土壤量為1748.37萬噸，可以轉(zhuǎn)化成的服務(wù)總價值僅有118314.83萬元。而在退耕還林工程運(yùn)作之后，該地區(qū)的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)每年能夠保持的土壤量增加了100多噸，增加到了1854.32萬噸，可以轉(zhuǎn)化成的服務(wù)總價值提高了50%，有191211.15萬元，可見退耕

15、還林工程對于改善生態(tài)系統(tǒng)的能力。從表2中可以看出，大方縣擁有喬木林、灌木林和經(jīng)濟(jì)林三種不同的植被，而這三種植被中，灌木林對于保持水土、減少養(yǎng)分流失、減少廢棄土壤有最大的貢獻(xiàn)，其次是經(jīng)濟(jì)林，而喬木林貢獻(xiàn)度最低。這就說明灌木林在該地區(qū)進(jìn)行退耕還林工程的實際功能發(fā)揮中起到了主要作用。當(dāng)然，追其原因，是因為灌木林有其特有的像雞冠似的頂層，減少了雨季對于土壤的沖刷，同樣地，灌木林下面的活地被層和凋落物層能夠一定程度上減少地表水流對土壤的侵蝕，可以看出它對土壤保持量在單位計算下也處于較高水平，而且灌木林還是非常適宜在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行栽種的樹木類型，因此在該縣實際進(jìn)行退耕還林的過程中采取了多種灌木林樹種，因此產(chǎn)生了

16、最大價值的土壤保持量;另外，在經(jīng)濟(jì)林方面，雖然在栽種面積上面要稍多于喬木林，但是因為經(jīng)濟(jì)林經(jīng)常要為人類所服務(wù)，不得不經(jīng)常遭到人類的修剪整理，所以很難有較好的冠層結(jié)構(gòu)，再加上人類經(jīng)常在經(jīng)濟(jì)林中出現(xiàn)，在經(jīng)濟(jì)林下面的土壤中已經(jīng)很難看到一些枯落下來的樹葉等東西，所以在地表有水流經(jīng)過時難免不能夠進(jìn)行有效的阻擋，從而能夠進(jìn)行由于人為活動，林下幾乎不存在任何枯落物，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)林?jǐn)r截降雨和減少徑流的能力下降，單位土壤保持量最低。2.退耕還林對水源涵養(yǎng)的影響水源涵養(yǎng)的價值是指因為林地所形成的自然生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的特有的生態(tài)效應(yīng)，包括常說的儲蓄水流、控制徑流以及能夠緩解洪流并且緩解干旱的作用。在本文中，作者將使用替代工

17、程法對退耕還林實施后產(chǎn)生的復(fù)合生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)價值進(jìn)行計算。水源涵養(yǎng)價值計算的公式為：水源涵養(yǎng)價值V=退耕還林面積F*土壤表土平均厚度h*土壤粗孔隙度p*替代水利工程的單位價值v結(jié)合相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，根據(jù)上述公式可計算出大方縣在實施退耕還林工程之前的耕地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)價值為1824513.43萬元/年，而在進(jìn)行退耕還林工程之后所得到的復(fù)合生態(tài)環(huán)境中的涵養(yǎng)水源價值提高到了1859746.64萬元/年，與之前相比增加了二十多萬元每年。當(dāng)然，不同的植被類型帶來的水源涵養(yǎng)價值依然不同，在表3中可以看出，喬木林、灌木林以及經(jīng)濟(jì)林當(dāng)中對涵養(yǎng)水源起到最重要作用的是灌木林，其次是喬木林橋木里，最后是

18、經(jīng)濟(jì)林，價值分別是 938524.67萬元/年，782134.45萬元/年和721253.51萬元/年。3.退耕還林對空氣凈化的影響退耕還林還能夠?qū)諝膺M(jìn)行凈化，凈化空氣功能主要指的是生態(tài)環(huán)境通過自身的吸收、轉(zhuǎn)換、化解等階段將空氣中有害的如硫化物、氟化物等物質(zhì)進(jìn)行清除或轉(zhuǎn)化，為空氣中提供負(fù)離子等非有害的功能。在對大方縣進(jìn)行該功能研究中，考慮到該地區(qū)沒有什么工業(yè)性污染，最后主要選擇了選取吸收SO2和阻滯降塵這兩個指標(biāo)來反映凈化空氣的功能。本研究采取的是面積一吸收能力法計算吸收SO2價值，按替代花費法計算阻滯降塵價值的。計算公式為：林木吸收SO2價值=不同植被類型面積*單位面積內(nèi)植被吸收的SO2量

19、*治理SO2的單位費用。根據(jù)林地對SO2的吸收能力為85kg/（hm2 /年），灌木林地為18.9 kg/（hm2 /年），草地為8.9kg/（hm2 /年），農(nóng)田為12.Skg/（hm2 /年）。按發(fā)改委排污費征收標(biāo)準(zhǔn)及計算方法中SO2的排污收費標(biāo)準(zhǔn)1.20元/kg計算。阻滯降塵價值=不同植被類型面積*單位面積植被年滯塵量*削減粉塵成本。結(jié)合官方統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算得出，林地滯塵能力為12.9噸/（hm2 /年），灌木林地為3.2 噸/（hm2 /年），草地為0.5 噸/（hm2 /年），農(nóng)田為2.1噸/（hm2 /年），每削減1噸粉塵的運(yùn)行成本為170元。在表4中可以看出，喬木林、灌木林對凈化空氣

20、都起到了重要作用，凈化空氣總價值達(dá)到了11976.34萬元/年和9934.57萬元/年。4.退耕還林生物多樣性的影響退耕還林工程還能夠通過增加對土地的森林覆蓋，提供生物進(jìn)行繁衍生息的良好條件，能夠在一定程度上保護(hù)生物多樣性。本文主要使用替代市場法對大方縣退耕還林工程實施后的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)生物多樣性功能價值進(jìn)行計算。計算公式為：生物多樣性價值V=（遭到破壞后的生態(tài)環(huán)境下生物多樣性的損失值v+維護(hù)自然生態(tài)資源的支付意愿w）*退耕還林面積F。（其中因為生態(tài)環(huán)境破壞而造成的生物多樣性損失值是四百美元/hm2，而維護(hù)自然生態(tài)資源的支付意愿是112美元/hm2。經(jīng)計算，得到大方縣退耕還林之前與退耕還林

21、之后的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)生物多樣性的價值為154476.67萬元/年和309734.64萬元/年（見表5）。5.退耕還林對維持營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的分析自然界中的營養(yǎng)物質(zhì)在空氣、土壤以及生物之間的轉(zhuǎn)動便形成了自然生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，而這種循環(huán)轉(zhuǎn)變能夠間接使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)素免受損失。退耕還林之后的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的價值就能夠用生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中的營養(yǎng)物質(zhì)留有量來代表。而這其中的營養(yǎng)物質(zhì)主要包括有氮、磷、鉀三種元素，因此這退耕還林之后的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的價值就需要用氮、磷、鉀這三種元素來衡量。此處本文將使用市場價值法來計算退耕還林之后的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的價值。計算公式為：營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值V = （土壤表面水流帶來的養(yǎng)分N1一每年土壤被侵蝕所減少的單位量N2 ）*化肥價格P根據(jù)上述公式計算得出在退耕還林之前耕地環(huán)境中營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值是113017.31萬元/年，退耕還林之后復(fù)合系統(tǒng)中營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值是187677.08萬元/年。在大方縣退耕還林之后，復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中維持的氮元素含量有235604.99噸，對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益有49130.10萬元/年;而磷元素的含量有243951.02噸，對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益有53549.78萬元/年;鉀元素的含量有426435.31噸，對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益有75439.76萬元/年。6