林学概论-第四森林的功能

第四章森林的功能

§4-1我国生态环境现状

§4-2森林的效益

§4-3森林功能与效益评价*

课前预习题1．简述我国生态环境现状。2．简述森林效益的内涵。3．简述森林的直接效益和间接效益。4．试述森林生态系统在生物多样性保护中的作用。§4-1我国的生态环境现状一、生态环境先天脆弱，各种灾害频繁发生二、水土流失严重，地力衰退明显三、荒漠化范围不断扩大四、森林资源量少质低五、生物多样性保护受到严重挑战六、水资源紧缺，水体污染严重七、大气污染严重，酸雨发生频繁一、生态环境先天脆弱，各种灾害发生频繁1、土地总量第三，人均0.8hm2，为世界平均的1/3，人均耕地0.1hm2；2、山地高原、丘陵占69.27%，易水土流失，山崩滑坡、泥石流；3、生态脆弱带，如沙漠、戈壁、冰川、冻土、石山、裸地等占28%；4、另有沼泽、滩涂、荒漠、荒山等利用难度大的土地；5、暴雨强度大，分布广，易造成洪涝灾害。二、水土流失严重，地力衰退明显1、1989年，367×104km2，占国土面积38.2%；每年新增10000km2；全国1/3-1/2的耕地及2/3草原受危害；陕西省水土流失面积达1千万平方公里，占全省面积的70%；2、黄河中游138个水土流失重点县中陕西有38个，全省80%耕地和70%的人口分布在水土流失区；全省107个县区，其中69个贫困县，187万贫困人口绝大多数生活在水土流失区；3、每年流失土壤总量50×108t，占世界年流失量的19.2%，全省每年流失土壤9.2亿t。三、荒漠化范围不断扩大1、中国土地1/4已沙漠化。总面积262.2×104km2，占国土面积的27.3%，年增2460km2

；2、荒漠化主要在“三北区”，涉及18个省（自治区、直辖市）的470个县（旗、市），全国有近4亿人口受到荒漠化的威胁；3、据综合评价，我国轻度、中度、重度荒漠化面积分别占36.3%、24.4%、39.3%；四、森林资源量少质低1、全国第六次森林资源清查结果显示：我国森林覆盖率较此前上升了1.66个百分点，达到18.21%。但世界平均29.6%，我国仅相当于世界平均水平的61.52%，居世界第130位；2、森林资源分布不均：东部地区森林覆盖率为34.27%，中部地区为27.12%，西部地区12.54%，而占国土面积32.19%的西北5省区森林覆盖率只有5.86%；

四、森林资源量少质低3、全国森林面积17490.92万公顷，其中天然林面积11576.20万公顷，蓄积105.93亿立方米；人工林面积5325.73万公顷，蓄积15.05亿立方米，人工林面积高居世界首位。人均森林面积0.132hm2，人均蓄积9.4m3，相当于世界平均的1/5和1/7；4、四大高原只云贵，四大盆地只四川，三大平原无森林。

五、生物多样性受到严峻挑战1、我国是世界上生物多样性最丰富的国家之一，位居世界第8位，北半球第1位；2、野生动植物分别占世界总数的9.8%和9.9%，陆地生态系统有16大类185类；3、我国已有15%-20%的动植物处于濒危和灭绝状态，高于世界平均10-15%的水平；4、近10年来，已绝迹的高等植物有200多种，野生动物有10余种，还有20多种濒临灭绝。六、水资源紧缺，水体污染严重1、水资源总量居世界第六，2.8万亿m3，按1997年人口统计，人均2220m3，不足世界人均的1/4，在世界各国排名121位，被联合国列为13个贫水国之一；2、水资源地理分布不均，长江以南占国土36％，水资源81％；长江以北占国土64％，水资源19％；半干旱半湿润中部占国土19％，水资源12％；

3、全国668个城市中，400多个供水不足，严重缺水的城市有108个，京、津人均为330ｍ3、150ｍ3，山东为380ｍ3，近5.5亿人生活在水资源匮乏地区；陕西地表水资源420亿m3，人均1453m3，相当于全国人均55%，亩均772m3，相当全国40%；秦岭以北耕地4/5，但地表径流1/4；4、100多个城市地下水开采过量，导致地面下沉、塌陷；5、7大水系不同程度受污染；（黄、淮、海、松花江、辽河、长江、珠江）全国600多城市只有不足300个污水处理厂，只能处理不足15%。

过量开采地下水西安出现千米地裂缝

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在西部地区，西安在不知不觉中“变矮”。由于几十年来无节制地超量开采，著名的陕西关中平原的地下水位持续下降，形成一巨大漏斗状，千年古城西安在不知不觉中“变矮”，地面沉降面积已达158平方公里，地面沉降数量超过500毫米的面积竟达48平方公里。

《中国环境报》2002-5-22

古城西安地下水因无序过量开采，导致地面大面积下沉，并出现多处地层裂缝，同时也使千年大雁塔发生了倾斜，累计经济损失１亿多元。

/2010/08/30/093932216977.html

陕西部分污水处理厂

不治污反成排污大户2011年04月17日14:14

来源：中国广播网作者：刘天绪中广网西安4月17日消息（陕西台记者刘天绪）据中国之声《央广新闻》报道，陕西省21家市级污水厂竟有70%以上环保检查存在严重问题。部分污水厂不治污染，反而成为排污大户，水污染治理面临尴尬局面。在今年2月28日至3月14日陕西省环境保护厅对全省21家市级城市污水处理厂的专项执法检查后，发现有16个有问题的，比例是70%，结果令人感到震惊。在为期半个月实地检查中，省环境监察局邀请有实践经验的专家参与，制定了详细的检查方案，严格杜绝企业作弊现象的发生。因此，污水处理厂运行中的种种假象显露了出来。环保执法人员检查中发现：部分污水处理厂因来水不足，达不到运行负荷，致使污水处理厂闲置，成为典型的“晒太阳”工程。部分污水处理厂则设计规模小，不能对全部来水进行处理，造成大量污水直排，更有甚者，个别污水处理厂污染设施间歇性运行或弄虚作假、擅自停运。/mainland/detail_2011_04/17/5794027_0.shtml

执法检查中发现，西安市北石桥和邓家村两座污水处理厂因为设计能力只是实际需要的一半，导致每天约有15－18万吨的生活污水直接排进河里。西安泾河工业园污水处理厂、安康市污水处理厂等部分污水处理厂因来水不足，达不到运行负荷，不能充分发挥污水处理设施的效率。商洛市污水处理厂、西安市第五污水处理厂运行不规范超标排污甚至超越管线排污。渭河沿岸日处理污水3万吨的污水处理厂宝鸡陈仓污水处理厂，未经环保部门批准，自2011年1月18日擅自停运设施至今。目前环保部门已经对陈仓污水处理厂立案处罚，对商洛污水处理厂挂牌督办。/mainland/detail_2011_04/17/5794027_0.shtml

记者了解到，目前陕西省共有73座污水处理厂，市级21座，县级52座。全省21家市级污水处理厂的设计日污水处理能力为182万吨，占全省日污水处理量的70%以上，可以说这21家污水处理厂运行的状况，直接关系着陕西全省减排量的控制、江河水质的好坏。陕西省环境监察局局长马小现在接受记者电话采访时表示：目前省环保厅首先对违法的16家污水厂全部进行处罚，处罚以后逐一对企业指定整改措施。不同的企业，政策都不一样。他还表示处罚是手段，要根本解决问题，还是要唤起各级对这事的重视，更重要的是企业要规规矩矩运行，这才是根本之道。/mainland/detail_2011_04/17/5794027_0.shtml

黄河源头约古宗列盆地黄水黄土奇观泾渭交汇处黄河入海富营养化海洋赤潮淮河上游化工厂污染水体污染七、大气污染严重，酸雨发生频繁1、世界银行1997报告，我国环境污染规模居世界首位；2、1985-1994年，全国废气排放年增4.9%；SO2排放年增0.98%；3、汽车尾气，工业锅炉和居民燃煤产生的污染物使主要大中城市的总悬浮颗粒物（TSP）和SO2含量已超WHO推荐标准的2倍；七、大气污染和酸雨4、1996年，全国酸雨区面积占全国总面积的29%；至2000年中国1/3以上的土地受到过酸雨影响。我国南部、西南部的广东、广西、四川、贵州4省形成的西南、华南酸雨区已成为继欧洲、北美的第三大酸雨区。近年来，又形成了长沙、南昌为代表的华中酸雨区，以厦门、上海为代表的华东酸雨区和以青岛为代表的北方酸雨区。我国每年因酸雨造成的直接经济损失近150亿元。5、世界污染最严重的10个城市中。北京、沈阳、西安、上海和广州均名列其中，占50%。6、在世界卫生组织公布的一份全球1100个主要城市的空气质量排名中，北京位列1035，进入倒数前列。

（2012年3月24日新闻）今日空气质量最差十大城市江苏占5席今日空气质量最差十大城市江苏占5席2013年10月24日11:30:02来源：中国新闻网10月21日全国大城市空气质量排行榜首发10月22日全国大城市空气质量排行榜：长春最差10月23日全国大城市空气质量排行榜：郑州连续3日越来越差截至今天早上6点，合肥的PM2.5达到218，AQI数值为268，成为74个公布PM2.5数据城市中空气质量最差的城市。今日空气质量最差10个城市分别是：合肥、郑州、长沙、盐城、淮安、邢台、泰州、石家庄、镇江、无锡，其中盐城、淮安、泰州、镇江、无锡等5个属于江苏省。此外，随着冷空气到来，东北大范围的雾霾明显消散，今天包括哈尔滨、长春在内的多个东北城市AQI均低于100，空气质量优良。空气质量标准（AQI）指数等级0-50一级

优可多参加户外活动呼吸新鲜空气51-100二级

良除少数对某些污染物特别容易过敏的人群外，其他人群可以正常进行室外活动。101-150三级

轻度污染敏感人群需减少体力消耗较大的户外活动。151-200四级

中度污染敏感人群应尽量减少外出，一般人群适当减少户外运动。201-300五级

重度污染敏感人群应停止户外运动，一般人群尽量减少户外运动。>300六级

严重污染除有特殊需要的人群外，尽量不要留在室外酸雨腐蚀下的森林水库鱼类资源遭破坏§4-2森林的效益一、森林的效益内涵

森林功能中种种使用价值的体现成了森林的效用，在森林的效用中，对人类社会中有用的那部分效用，称为森林效益。包括经济效益、生态效益和社会效益三大效益，三大效益总称为综合效益。（一）经济效益

森林的经济效益是指被人们对森林生态系统直接开发利用变为经济形态的那部分有形的林产品的效益，也泛指被人们认识且可能变为经济形态的森林效益。前者特指森林实现的经济效益，后者特指森林潜在的经济效益。（二）生态效益森林的生态效益是指森林生态系统的生态过程在其影响所及的范围内，产生的诸如保持水土、防风固沙、净化大气、保护生物多样性等对人类有益的全部效用。生态效益是森林生态系统中以木本植物为主体的生命系统和与其相适应的环境系统在进行各种生态作用过程中所形成的效益。（三）社会效益森林的社会效益，是指在森林生态系统及其在影响所及的范围内，被人们认识，并且为社会服务的那部分效益。包括对人类身心健康的促进、对人类社会结构的优化和社会分工的改进、对人类社会精神文明状态的改善和创造和谐社会的作用等。二、森林的直接效益（一）木材1、工业、矿业、交通事业方面；2、木材加工利用和林产化学方面；造纸、人造丝、人造羊毛、压缩木、板材、代用淀粉、电木制品二、森林的直接效益（二）其它林副产品1、重要的工业、医药原料：宣纸、桐油、樟脑及樟油、松香和松节油、杜仲、栓皮、橡胶；2、食用珍品：松子、茶油、榛子、香榧、板栗、银杏、枣；3、其它林副产品：蘑菇、木耳、人参、竹荪。三、森林的间接效益（一）涵养水源和保持水土的功能1、林冠截留作用林冠截留是指降水过程中有一部分降水量被林冠滞留的现象。林冠截留的降水大约占总降水的15%-40%。林冠截留量与降水强度、降水量、降水时间、林木种类、林分结构等密切相关。一般情况下，枝叶稠密、叶面粗糙的树种林冠截留量大，耐阴树种组成的林分要比由阳性树种组成的林分林冠截留量大，幼龄期的衰老期的林分其林冠截留量都较小。2、林地死地被物层的作用森林死地被物层通常是指覆盖在林地表面的枯枝落叶、落花落果以及其他动植物残体等。该层主要由森林的凋落物组成，故又称凋落物层或枯枝落叶层。森林中的死地被物层在森林生态系统中具有非常重要的作用，林地死地被物不仅是土壤有机质和养分的重要来源，而且对于涵养水源、保持水土具有极重要的意义。死地被物层能够吸收大量的降水，明显降低地表径流量。

2、林地死地被物层的作用森林凋落物层吸水性能的大小，一方面与其厚度成正相关，另一方面与形成凋落物的树种及其年龄有着密切的关系。森林凋落物层不仅能吸收大量降水，保护表土免遭雨滴的直接冲击，防止土壤板结，而且还可增加地面粗糙度，起到阻挡、分散径流和调节河川流量、削弱洪峰、降低洪枯比的作用。3、林地土壤的水文效应由于森林植物对土壤的改良作用，与一般的无林地相比，森林土壤具有疏松、孔隙多、腐殖质含量高的特点。森林土壤孔隙度特别是非毛管孔隙度大，为林地水分渗透、蓄积降水创造了有利条件。其次，根系腐烂形成了大量的孔道。此外，土壤动物活动形成了大量洞穴、孔道。由于上述原因，在森林土壤中水分下渗速度很快。（二）调节温度和影响降水的功能

1、对气温的影响

森林对气温的影响主要表现在森林能降低林地及其周边的平均气温，缩小年温差和日温差，使其温度的变化幅度降低。森林对气温的这种影响，主要是通过林冠层的遮拦和生理活动达到的。森林不仅能稳定林内气温，还影响周边地区的气温条件。（二）调节温度和影响降水的功能2、对降水的影响

森林对降水的影响包括两个方面，一是森林能够增加水平降水，这一结论已被众多学者所接受。二是森林能否增加垂直降水的问题，对于森林能否增加垂直降水量的问题目前依然没有定论。（三）防风固沙的作用风对森林的影响可以表面在不同方面。一方面风对于森林植物生理活动等产生一系列的影响，另一方面可以通过影响环境进而影响到森林植物。1、林带的降低风速作用当风遇到林带后，树干、枝条和树叶对风反复产生摩擦、碰撞，从而消耗了风的动能，降低了风速。林带降低风速的能力与林带的特征有关，这些特征主要包括林带的宽度、林分的密度、林带的结构、林带的高度、林带的方向以及树种组成等。（三）防风固沙的作用2、林带的防风减灾作用由于防护林降低了风速，故有效地起到防风固沙作用。3、林带的增产作用在农田防护林带的作用下，由于风速的降低，减少了冷热空气的对流和输送，调节了气温，增加了大气湿度和土壤水分，引起了一系列气候因子的变化。农田防护林的这种改善气候条件的作用，给农作物稳产高产创造了有利条件。（四）净化空气、改善环境1、吸碳放氧的作用据测算，1hm2森林所制造的O2，可供1000人呼吸需要，1个城市居民只需要10m2的森林绿地就可以吸收全部呼出的CO2。由于城市中各种燃料产生的CO2量很大，一般认为每个城市居民应该拥有30-40m2的森林绿地。2、森林的吸尘作用森林对大气中的烟尘和粉尘具有明显的吸附和阻滞阻滞作用。一方面，由于树木和森林以它高大的树干和稠密的林冠具有显著减弱风速的功效，从而在很大程度上降低空气携带灰尘的能力，使空气中灰尘沉降下来。另一方面，树木叶片有一个较强的蒸腾面，尤其在晴天能够蒸腾大量的水分，使树冠周围和森林表面保持较大湿度，同时树木的叶面粗糙，多绒毛、分泌黏液的特性可以滞留空气中的飘尘，从而大大降低空气中灰尘的含量。3、森林吸收有毒气体的作用树木净化空气中有毒物质主要通过2种途径，一是叶子吸收有毒物质，降低空气中的含量；二是植物能够使有毒物质在体内转化为无毒物质。大叶黄杨、山茶、夹竹桃、广玉兰、泡桐、罗汉松、喜树等对大气中的SO2具有较强的抗性。丁香、女贞、泡桐、梧桐、大叶黄杨、夹竹桃对氟化物有较强的抗性，而地衣、苜蓿、荞麦、湿地松则对氟化物非常敏感。就树木对有毒气体的抗性而言，一般情况下，常绿阔叶树＞落叶阔叶树＞针叶树。4、森林的杀菌作用很多树木的叶、花、果和皮等都能够产生一种挥发性物质，通常称之杀菌素。杀菌素是由树木的油腺在新陈代谢过程中分泌出来的诸如香精、酒精、有机酸、醚、醛和酮等物质。通常越是具有芳香气味的树种，分泌的杀菌素越多，例如柏类、云杉、油松、樟树和白皮松等通常杀菌效果显著。在城市绿化树种中，具有很强杀菌能力的树种有圆柏、柏木、白皮松、雪松、柳杉、橙、柠檬、茉莉、复叶槭、稠李、黑胡桃、柠檬桉、悬铃木、紫薇等。（五）降低噪声的功能噪声是指一切影响人们正常生活和工作的声音，通常把声强超过60dB的声音叫噪声。一般情况下，林木为行状分布的林分较林木为疏松无规则分布的林分降低噪声的作用小；分枝低、林冠低的比分枝高、林冠高的乔木降低噪声的效果好；乔木和灌木混交的林分降低噪声的效果比单纯林效果好；系列状排列的狭窄多林带比一个宽的林带降低噪声的效果好。（六）维护生物多样性的功能生物多样性一方面是人类赖以生存的生物物质资源，是人类粮食、蛋白质、工业和农业原料；另一方面由于具有强大的生态系统服务功能而产生了巨大的间接价值。同时生物多样性的美学、旅游、科学研究和伦理价值也越来越被人类所重视，其前景是十分广阔的。

（六）维护生物多样性的功能森林生态系统对生物多样性的保护作用主要体现在以下几方面：1、森林生态系统是最重要的陆地生态系统2、森林生态系统为物种多样性提供了重要的基质保证3、森林生态系统生物种类繁多，为形形色色的遗传基因提供了载体§4-3森林功能和效益评价*一、计量与评价的指标体系二、森林功能与效益计量与评价的常用方法三、计量经济评价的步骤森林功能和效益评价就是对森林所固有的生态功能和效益进行的评价，也就是对所谓的生态、经济和社会效益进行的评价，这种评价对象不是所有的环境因素。森林效益的计量评价通常分为单项评价与综合评价。