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摘要 对与黑龙江省环境现状紧密相关的水源涵养、净化空气、固碳释氧和木材收获的综合效益计量与评价方法进行探讨，为开展针对性的评价工作提供指导。
关键词 森林多功能评价；木材收获；森林碳汇；水源涵养；净化空气
中图分类号 S757.1 文献标识码
A 文章编号 0517-6611（2014）08-02371-03
Method and Theory of Forest Multifunctional Benefit Evaluation
WANG Nihong， GAO Meng et al （Information and Computer Engineering College， Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040）
Abstract This paper discussed the comprehensive benefit measurement and evaluation method of water conservation， air purification， carbon sequence， oxygen release and timber harvest related to the present situation of Heilongjiang Province environment， which can provide guidance for carrying out further evaluation work.
Key words Forest multifunction evaluation； Timber harvest； Forest carbon storage； Water conservation； Air purification
林业是促进我国社会经济可持续发展的重要保障，也是维系生态平衡及改善区域生态环境的基础与保障，在全球气候变化形势较为严峻的态势下发挥着重要的作用[1]。一般来说，森林产生的多功能效益可分为经济效益、生态效益和社会效益3种。其中，经济效益是木材、薪材及相关林副产品等森林直接为人类社会提供物质产品带来的效益。生态效益是在调节森林生态如固碳释氧、水土保持、生物多样性方面带来的间接效益。社会效益是森林生态系统为人类生活环境的营造与改善方面带来的间接效益[2-3]。但是，我国目前森林经营管理多数仍停留在以木材生产为主的单功能经营阶段[4]，忽略了森林在其他方面的作用，因此，对森林在不同方面产生的效益进行综合计量与评价，掌握区域或整体水平的森林发展潜力具有重要的研究意义，可为制定可持续的经营方案提供参考。
2012年底至2013年初，我国多数地区出现了严重的雾霾天气，北京、河北、黑龙江、河南、湖北多地持续多天PM2.5指数处于较高水平，空气中SO2、NO2、NO、CO等气体含量超标，给人类生存环境带来严重威胁。2013年5～7月，全国各地降雨量超出正常水平，东北地区尤为明显，黑龙江省多地受灾较为严重，给人类生命财产及日常生产带来巨大损失。随着1997年《京都议定书》的签署，碳汇市场的计量与交易已逐步形成体系，森林碳汇成为目前的一个研究热点。笔者选择森林水源涵养、净化空气、固碳释氧、木材收获4个森林多功能指标，对其计量和效益评价方法与理论进行讨论。
1 林分生长与收获的估测与评价
由于森林生长与收获周期较长，不可能在进行效益评价时使用所见即所得的方法，而且为了实现动态评价，需要掌握不同生长阶段林分的蓄积量。较为普遍的方法是采用林分生长和收获预估模型进行森林资源的连续预估与动态更新，通过建立林分待估测变量与林分因子间的函数关系，间接利用较易获得的因子估计其他待测因子[5]。因此，建立林分生长与收获预测模型是进行木材收益计量与评价的核心。
1.1 模型的选择 林分生长情况往往是多种因素相互作用和影响的结果，总体来说可将这些因素归纳为林分生长发育阶段、林分对林地的利用程度及林分生长潜力三大方面，为此，可将林分生长量或收获量的数学模型表达为[6]：
Y=f（SI，A，SD） （1）
式（1）中，Y为林分的公顷生长量或收获量；SI为地位指数或其他立地质量指标；A为林分年龄；SD为林分密度指标。
进行林分生长量或收获量的模拟，选择合适的模型，通过对大量学者的研究工作进行分析，常用的模型方程形式如下[7-9]：
1.2 林分密度指标的确定 在影响林分生长量与收获量的众多因素中，林分密度指标是一个关键因素，尤其在建立可变密度收获模型时，该指标更是不可或缺。
在实际应用中，常用公顷株数、郁閉度、疏密度、公顷断面积、林分密度指数等来反映林分密度。其中，林分密度指数是被广泛使用的一个密度指标，其能综合反映林分平均胸径和林分株数的综合密度，同时考虑株数密度及郁闭度2指标的优势，既表示株数，又体现了林木的大小，能增强不同立地、不同林龄林分之间的可比性[8]。林分密度指数的意义是标准胸径时单位面积上的株数，可定义如下：
SDI=N（DD0）β（7）
式（7）中，SDI为林分密度指数；N为公顷株数；D为林分平均胸径；D0为标准胸径；β为待定参数。
1.3 立地指数函数及林分密度函数的确定 从式（1）中可看出，确定各参数同林分密度指标或地位指数的函数关系是建立生长方程的关键步骤，较为常用的函数方程形式如下[7-9]：
关键词 森林多功能评价；木材收获；森林碳汇；水源涵养；净化空气
中图分类号 S757.1 文献标识码
A 文章编号 0517-6611（2014）08-02371-03
Method and Theory of Forest Multifunctional Benefit Evaluation
WANG Nihong， GAO Meng et al （Information and Computer Engineering College， Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040）
Abstract This paper discussed the comprehensive benefit measurement and evaluation method of water conservation， air purification， carbon sequence， oxygen release and timber harvest related to the present situation of Heilongjiang Province environment， which can provide guidance for carrying out further evaluation work.
Key words Forest multifunction evaluation； Timber harvest； Forest carbon storage； Water conservation； Air purification
林业是促进我国社会经济可持续发展的重要保障，也是维系生态平衡及改善区域生态环境的基础与保障，在全球气候变化形势较为严峻的态势下发挥着重要的作用[1]。一般来说，森林产生的多功能效益可分为经济效益、生态效益和社会效益3种。其中，经济效益是木材、薪材及相关林副产品等森林直接为人类社会提供物质产品带来的效益。生态效益是在调节森林生态如固碳释氧、水土保持、生物多样性方面带来的间接效益。社会效益是森林生态系统为人类生活环境的营造与改善方面带来的间接效益[2-3]。但是，我国目前森林经营管理多数仍停留在以木材生产为主的单功能经营阶段[4]，忽略了森林在其他方面的作用，因此，对森林在不同方面产生的效益进行综合计量与评价，掌握区域或整体水平的森林发展潜力具有重要的研究意义，可为制定可持续的经营方案提供参考。
2012年底至2013年初，我国多数地区出现了严重的雾霾天气，北京、河北、黑龙江、河南、湖北多地持续多天PM2.5指数处于较高水平，空气中SO2、NO2、NO、CO等气体含量超标，给人类生存环境带来严重威胁。2013年5～7月，全国各地降雨量超出正常水平，东北地区尤为明显，黑龙江省多地受灾较为严重，给人类生命财产及日常生产带来巨大损失。随着1997年《京都议定书》的签署，碳汇市场的计量与交易已逐步形成体系，森林碳汇成为目前的一个研究热点。笔者选择森林水源涵养、净化空气、固碳释氧、木材收获4个森林多功能指标，对其计量和效益评价方法与理论进行讨论。
1 林分生长与收获的估测与评价
由于森林生长与收获周期较长，不可能在进行效益评价时使用所见即所得的方法，而且为了实现动态评价，需要掌握不同生长阶段林分的蓄积量。较为普遍的方法是采用林分生长和收获预估模型进行森林资源的连续预估与动态更新，通过建立林分待估测变量与林分因子间的函数关系，间接利用较易获得的因子估计其他待测因子[5]。因此，建立林分生长与收获预测模型是进行木材收益计量与评价的核心。
1.1 模型的选择 林分生长情况往往是多种因素相互作用和影响的结果，总体来说可将这些因素归纳为林分生长发育阶段、林分对林地的利用程度及林分生长潜力三大方面，为此，可将林分生长量或收获量的数学模型表达为[6]：
Y=f（SI，A，SD） （1）
式（1）中，Y为林分的公顷生长量或收获量；SI为地位指数或其他立地质量指标；A为林分年龄；SD为林分密度指标。
进行林分生长量或收获量的模拟，选择合适的模型，通过对大量学者的研究工作进行分析，常用的模型方程形式如下[7-9]：
1.2 林分密度指标的确定 在影响林分生长量与收获量的众多因素中，林分密度指标是一个关键因素，尤其在建立可变密度收获模型时，该指标更是不可或缺。
在实际应用中，常用公顷株数、郁閉度、疏密度、公顷断面积、林分密度指数等来反映林分密度。其中，林分密度指数是被广泛使用的一个密度指标，其能综合反映林分平均胸径和林分株数的综合密度，同时考虑株数密度及郁闭度2指标的优势，既表示株数，又体现了林木的大小，能增强不同立地、不同林龄林分之间的可比性[8]。林分密度指数的意义是标准胸径时单位面积上的株数，可定义如下：
SDI=N（DD0）β（7）
式（7）中，SDI为林分密度指数；N为公顷株数；D为林分平均胸径；D0为标准胸径；β为待定参数。
1.3 立地指数函数及林分密度函数的确定 从式（1）中可看出，确定各参数同林分密度指标或地位指数的函数关系是建立生长方程的关键步骤，较为常用的函数方程形式如下[7-9]：