生态系统服务价值评估理论框架与生态补偿实践

生态系统服务价值评估是生态系统保护和管理的基础。近年来很多研究对不同尺度和类型的生态系统服务价值进行了评估, 有效地增强了人类对生态系统服务及其与人类福祉关系的认识。但其中一些研究的生态系统服务价值评估结果偏离实际较多, 对生态补偿等生态系统管理实践作用有限。因此需要继续深入探讨生态系统服务价值评估的理论框架, 为客观认识生态系统服务价值提供科学的理论依据。基于上述考虑, 本文在已有研究基础上, 综合考虑了各框架的优点, 总结出完整的生态系统服务价值评估理论框架, 并强调了评估的经济学基础、研究尺度及利益相关者问题。该理论框架要求以人类的支付意愿(Wish To Pay, WTP)为基本原则对生态系统服务进行合理估价, 并将各项服务的具体价值分配到不同尺度的利益相关者。这可以增强价值评估结果的应用价值和可操作性, 为生态补偿标准及对象的确定提供指导性帮助。     

连接多层次人类福祉的生态系统服务分类框架

千年生态系统评估提出将"生态系统服务与人类福祉"作为未来生态学研究的核心内容,相关研究日益增多。然而,当前学界对生态系统服务的定义和分类仍存在争论,概念的混乱导致研究中对服务理解的分歧。本文在综述国内外主要生态系统服务定义和分类方案的基础上,利用从生态系统服务到人类福祉的服务级联框架,辨析生态系统服务形成过程中不同级联的联系和区别,探讨人类福祉的内涵及其与生态系统服务的联系,提出使用终端生态系统服务来连接生态系统与人类福祉,以此建立连接服务与多层次人类福祉的服务分类框架。根据终端生态系统服务所产生收益与不同层次人类福祉的关联,将生态系统服务划分为福祉构建、福祉维护和福祉提升3 大服务类别。这种服务分类框架可为生态系统服务评估以及服务与人类福祉耦合关系的相关研究提供帮助。     

荒漠生态系统服务价值评估研究进展

荒漠生态系统是中国西北地区的代表性生态系统,具有不同于其他生态系统的独特结构和功能。开展荒漠生态系统服务价值评估,对干旱区的生态恢复与重建以及区域环境保护具有重要意义,有助于促进干旱区的可持续发展。把荒漠生态系统服务划分为防风固沙、土壤保育、固碳释氧、水资源调控、生物多样性保育、旅游文化等6类。在此基础上回顾与评述了相关研究,简要概括了已有研究中存在的主要问题,最后建议加强荒漠生态系统提供的独特服务的价值评估和针对特定地区开展小区域的荒漠生态系统服务价值评估等方面的研究,以及科学选取与调整价格参数。     

生态系统服务权衡研究进展：从认知到决策

作为沟通自然生态系统与人类社会的重要桥梁,生态系统服务一直以来都是地理学、生态学等学科的研究前沿和热点。正确认知生态系统服务之间的关系,是开展多种生态系统服务可持续管理决策的前提,有助于人类福祉的全面提升。本文通过厘定生态系统服务权衡的概念内涵,梳理了生态系统服务权衡的空间、时间和可逆性特征,将多层次人类福祉的满足作为权衡的最终目标,视生态补偿为权衡决策的基本保障途径。生态系统服务权衡关系的识别依托于定量指标法和综合模型法,且权衡关系可能随时空尺度的推移发生改变;情景分析与多目标分析是生态系统服务权衡决策的有效手段。生态系统服务权衡多尺度关联、生态系统服务流与远程耦合、生态系统服务消费与生态补偿,成为当前生态系统服务权衡研究的重点方向。     

洞庭湖生态系统最终服务价值评估

生态系统最终服务指生态系统直接提供给人类的,由人类直接享用、消费、使用的生态系统服务,目前生态系统服务评估多将最终服务与中间服务混淆,造成重复计算。以洞庭湖为例,建立洞庭湖生态系统最终产品与服务评估指标体系,并综合运用市场价值法、替代工程法和旅行费用法评估洞庭湖提供给人类的生态经济价值。结果表明:洞庭湖生态系统服务总价值为2 154.22×108元/a,其中洪水调蓄和气候调节占总价值的88.69%,是洞庭湖的主导生态系统服务。评价的10项生态系统最终服务按价值量排序,依次为调蓄洪水气候调节淡水产品水资源供给原材料生产释氧休闲旅游固碳水质净化内陆航运。评估结果比较全面地反映了洞庭湖对人类福祉的直接贡献,不仅能提高公众和管理部门对洞庭湖生态系统服务的认知,也为管理部门管理洞庭湖提供了重要方向。     

九华山森林生态系统生态服务价值评估

基于LY/T1721-2008((森林生态系统生态服务功能评估规范>,采用实证研究、意愿调查、文献研究等方法,估算了九华山森林生态系统生态服务价值,结果表明:2009年,九华山森林生态系统生态服务价值为84 208.50万元,实物生产价值为4 359.06万元,生态服务价值是实物生产价值的19.31倍.各项生态服务功能价值大小顺序为:涵养水源>保育土壤>生物多样性保护>固碳释氧>森林游憩>净化大气环境>积累营养物质.可为九华山管委会制定旅游、社会经济发展规划,合理开发九华山生态旅游资源,提供理论依据和数据支撑,也可增强人们对九华山森林资源保护的自觉性和主动性.     

生态系统服务变化的驱动机制研究进展

近年来,全球及区域生态系统服务均呈现出快速变化趋势,分析研究生态系统服务变化的驱动机制有助于精准模拟未来生态系统服务情景,进而服务于生态系统管理决策的科学制定。虽然已有部分研究探讨了土地利用或气候变化对生态系统服务的影响,但生态系统服务变化的驱动机理与应对策略亟待全面揭示。为此,该文回顾总结了国内外关于生态系统服务变化驱动机制的研究成果,并分析归纳了生态系统服务变化的主要驱动因子与未来模拟技术,结果发现:(1)土地利用与气候变化是造成生态系统服务变化的主要因素,且相互作用共同驱动生态系统服务的变化;(2)生态系统服务变化的单影响因子识别取得较大进展,但多种影响因子的交互作用及其在生态服务变化中贡献亟需清晰分解;(3)基于遥感与气候模型的多情景模拟是预测未来生态系统服务变化的主要手段,但需要科学模拟多因素交互作用下的综合影响及其应对途径;(4)未来研究应加强人类活动对生态系统服务影响的分解与模拟,研发区域生态系统服务对重大生态工程的时空响应与探测技术,以科学指导区域生态保护建设与规划布局。     

人地系统耦合下生态系统服务与人类福祉关系研究进展与展望

21世纪以来生态系统服务退化与人类需求提升间的矛盾愈发激烈,如何有效推进生态系统服务与人类福祉的协调平衡成为当前可持续发展的核心主题。论文通过梳理生态系统服务与人类福祉关系研究的阶段演进发现,现有研究主要从服务对福祉的影响与福祉对服务的反馈切入,逐步聚焦到供需关系与空间流动、权衡/协同的利益博弈、文化服务的价值化、生态补偿与付费、优化调控与可持续管理等二者相互作用关系的实践上。但目前的关系研究仍以“级联框架的‘影响链条’”为主导,缺少测度直接交互作用的技术路径,理论体系匮乏,面向可持续管理的应用支撑较弱,而同时二者逐渐形成非线性交互关系,亟需在人地系统耦合框架下寻求综合集成范式经验以推进理论创新。因此,论文提出从级联到耦合的关系研究新思路,以生态系统服务与人类福祉的耦合研究来系统辨析其交互胁迫效应及内在动力演化机理,同时探索性构建耦合研究的理论框架与技术思路,丰富人地系统耦合的关键命题。以此为基础,未来研究还需着重从交互作用关系的梳理出发,深化耦合效应解耦、传导机制与动态集成、基于服务与福祉协调的可持续优化等领域研究,促进有序协调的生态文明发展。     

岷江上游生态系统服务与居民福祉的空间关联及其动态特征

厘清区域尺度生态系统服务与居民福祉的空间关联特征是生态系统管理服务于可持续发展的重要前提。借助生态系统服务价值当量评估法,引入校正参数和购买力指数,基于土地利用及统计数据测算了青藏高原东缘岷江上游乡镇尺度近11年来的生态系统服务价值(ESV),并探讨了生态系统服务与居民福祉的空间关系及其变化。结果表明:(1)研究期内人均ESV和居民福祉均呈不断增加趋势。人均ESV空间分布呈干流沿线较低、支流沿线较高的格局,人均ESV缓慢上升与生态保护政策的实施密不可分;居民福祉空间分布呈北部、南部高,中部低的局面,在黑水和理县-茂县交界(杂谷脑河入汇岷江处)形成一个持续性居民福祉"洼地",福祉水平相对降低的乡镇基本位于高山峡谷。(2)利用Delaunay三角聚类将研究区89个乡镇分为6种空间关系模式:高服务高福祉、中服务高福祉、中服务低福祉、低服务高福祉、低服务中福祉和低服务低福祉。研究期内研究区大部分乡镇的居民福祉得到提升,居民福祉长期低水平徘徊乡镇主要位于黑水县中部、东部;研究区整体生态系统服务水平呈现先降后升的变化过程。(3)研究区生态系统服务状况虽整体趋好,但岷江源头区生态系统服务却出现明显的下降态势。依据生态系统服务与居民福祉的空间关系类型,尝试提出生态系统服务管理的针对性建议。研究结果有望为岷江上游生态系统服务与居民福祉协同发展及生态屏障建设提供科学参考。     

气候变化背景下典型草原自然保护区生态系统服务价值评估

基于单位面积的生态系统服务价值评估方法,结合遥感和GIS技术分析了锡林郭勒草原国家级自然保护区1985-2014年的生态系统服务价值,并探讨了气候变化对该保护区生态系统服务价值变化的贡献率。结果表明:(1)近30年保护区草地面积持续减少,生态系统服务价值总体呈减少趋势,每10年至少减少18亿元;(2)平均温度和降水对保护区生态系统服务价值变化的贡献率至少为52.5%,保护区每10年因气候变化损失的生态系统服务价值至少为9.5亿元;(3)保护区现有生态保护力度一定程度上缓解了气候变化对其生态系统服务功能的影响。本文的研究结果可为建立自然保护区生态补偿机制,制定合理的区域生态保护和经济开发政策以及保护和恢复保护区生物多样性提供较为可靠的依据。     

多情景模拟下粤港澳大湾区生态系统服务评估与权衡研究

城镇化快速发展导致区域的生态系统服务衰减,威胁城市的生态安全;掌握城市群地区生态系统服务权衡/协同关系量化,对提升生态系统服务总体效益和维护区域生态安全至关重要。以粤港澳大湾区为研究区域,利用InVEST模型对粤港澳大湾区1995—2018年间产水服务、固碳服务、土壤保持服务、食物供给服务共4项生态系统服务进行评估,设定历史趋势情景、规划情景和生态保护情景,借助GeoSOS-FLUS模型进行2030年生态系统服务情景分析,探讨各种生态系统服务之间的权衡/协同关系。结果表明：① 1995—2018年间,粤港澳大湾区产水服务出现增加趋势,固碳服务、土壤保持服务和食物供给服务出现下降趋势。② 不同类型生态系统服务变化存在明显的区域异质性,产水服务高值区域其值增大,低值区域其值减小;固碳服务低值区域,其值下降更大;除香港外,土壤保持量减小的区域呈零星状分布;食物供给高值及减小的最大值位于东莞、佛山、中山和深圳等中部区域。③ 产水服务在规划情景下达到最佳,固碳服务和土壤保持服务在生态保护情景下最佳,历史趋势情景下食物供给服务最佳,生态系统服务综合效益在生态保护情景下达到最佳。④ 历史趋势情景下生态系统服务之间的权衡程度最大,生态保护情景下各项生态系统服务之间的协同程度较高。基于生态耦合模型进行粤港澳大湾区生态系统服务估算,揭示生态系统服务权衡或协同的变化关系及作用机理,可为区域生态系统服务管理和社会经济发展规划提供参考。     

生态系统服务权衡与协同视角下的重点生态功能区保护特征

重点生态功能区提供着源源不断的生态系统服务,在保障国家生态安全和社会可持续发展方面,有着不可或缺的基础作用。但是,以生态系统服务权衡与协同关系为视角,进而探讨分析重点生态功能区保护特征的研究案例相对较少。本文以秦巴重点生态功能区为评估分析区域,选择自然地理条件相似度极高的秦巴山区为参照单元,以生态系统供给服务与调节服务为核心内容,在定量分析2000—2019年期间的生态空间变化特征基础上,分析评估生态系统服务权衡与协同关系。结果表明：秦巴山区生态状况逐渐变好,重点生态功能区划定之后,生态系统趋于稳定;重点生态功能区服务能力呈逐渐增强的趋势,平均净初级生产力、土壤保持总量和水源涵养总量比重点生态功能区外分别高出了25.95 gC/m²、5.81亿t和24.95亿m³;土壤保持服务和生态系统供给服务的协同关系与生态状况改善呈正相关;由于受到降水的影响,2010年之后的水源涵养服务与生态系统供给服务的协同关系变差。总体来看,秦巴重点生态功能区的划定带动了区域生态空间“量的增长”和生态系统服务“质的提升”,但生态系统服务之间关系的“协调性”仍然不足,甚至从“协同”转为“权衡”关系,这要求未来国家需要制定更有针对性的生态系统保护管理决策,提高生态系统总体效益,支撑区域生态系统服务的可持续供给。     

西部地区生态状况变化及生态系统服务权衡与协同

西部大开发战略实施20年以来,一系列重大生态建设工程使得西部地区的生态状况和生态服务发生了重要变化,本文分析西部地区生态状况变化及其生态服务时空变化特征,并运用相关分析法研究其服务功能权衡协同关系。研究发现西部地区2000—2019年间：① 聚落和湿地生态系统面积显著增加,草地有逐年下降趋势。② 植被覆盖度呈波动上升趋势,存在年际差异且空间差异较大。③ 水源涵养服务有轻微下降趋势,下降区域主要分布在藏东南地区、三江源西部地区、喀斯特石漠化地区等;土壤保持服务波动中呈上升趋势,上升区域主要黄土高原地区、川滇西部地区、藏西北地区、藏东南地区等;防风固沙服务呈下降趋势,大幅下降区域主要位于内蒙古中西部地区、西藏和北疆部分地区。④ 生态系统供给与水源涵养、土壤保持主要为协同关系,与防风固沙主要为权衡关系且分布在农牧交错带地区。⑤ 生态工程区内生态系统服务协同程度大于非工程区。定量评估生态系统服务变化及其权衡协同关系有助于进行科学化生态管理,最大化生态效益。     

国家重点生态功能区生态状况变化与保护成效评估——以海南岛中部山区国家重点生态功能区为例

自2000年提出生态功能保护区的概念以来,历时17年不断探索和发展完善,中国已经形成了一批国家重点生态功能区和相关配套政策,成为生态保护红线划定的重要依据和主体功能区战略实施的主要组成,对保障国家生态安全和优化国土空间格局具有十分重要的意义。海南岛中部山区在2001年成为国家生态功能保护区试点,2010年被确定为国家重点生态功能区,是较早实施生态功能保护的重点管控区域之一。本文以海南岛中部山区热带雨林重点生态功能区为研究区域,综合利用多源卫星遥感数据和地面观测统计数据,集成地统计学和生态评估模型模拟方法,以生态系统格局、植被长势、服务功能为主要评估内容,通过时空尺度拓展和多维时空对比分析,探讨了该重点生态功能区生态系统变化和保护成效。结果发现：① 2013年功能区森林面积占比为84.5%,显著高于海南岛平均水平。1990-2013年功能区内建设用地逐渐增加。2010年功能区实施后,人类活动强度仍然呈现持续增加态势,面积比例从0.5%增加到0.8%,主要表现为城镇建设和耕地开垦。② 功能区水源涵养服务功能明显优于功能区外部,1990-2013年水源涵养服务功能总体上略有增加,但是不同时间段的波动变化明显,特别是1990-2000年和2000-2013年两个时间段内均表现为先减少后增加的变化特征。功能区单位面积的水源涵养量为51.78万m²/km²,明显高于功能区外部。③ 功能区土壤保持服务功能明显要优于功能区外部,1990-2013年表现出剧烈波动、稳定性较差。功能区单位面积的土壤保持量为1.95万t/km²,明显高于功能区外部。④ 功能区人类扰动指数明显小于功能区外部,生物多样性威胁程度明显偏小,有利于生物多样性的保护。功能区平均人类扰动指数为0.3664,比功能区外部低0.1152。1990-2013年功能区外部人类扰动指数变化幅度为0.0152,约为功能区内部变化幅度的5.31倍。特别是2010-2013年,功能区内部人类扰动指数增加幅度要明显小于功能区外部。     

基于土地利用变化的甘肃省黄河流域生态系统服务价值研究北大核心CSCD

为探究1995—2020年甘肃省黄河流域基于土地利用的生态系统服务价值时空变化,选取甘肃省黄河流域1995、2000、2005、2010、2015、2020年6期土地利用数据,分别利用土地利用动态度、土地利用程度指数和土地利用转移矩阵分析了研究区土地利用时空变化特征;通过对单个生态系统服务价值当量的经济价值进行修正,计算分析了研究区6个不同时期的生态系统服务价值,进而探讨了研究区土地利用程度对生态系统服务价值的影响。结果表明:(1)1995—2020年,研究区耕地和未利用地面积总体减小,林地、草地、水域和建设用地面积总体增加,变化最大的是建设用地;(2)1995—2020年,研究区草地的土地利用程度最高,其他地类转为草地的面积最大;(3)1995—2020年,研究区生态系统服务价值总体呈增加趋势,共增加5.104亿元;(4)从2020年土地利用类型来看,草地的生态系统服务价值最大,达255.016亿元;从2020年生态系统服务类型来看,保持土壤生态服务价值最大,达87.94亿元;从生态敏感性指数来看,研究区生态系统服务价值敏感性指数均<1,研究结果可信;从生态系统服务加之分级来看,中级比重较大,面积占比为82.07%;(5)研究区土地利用程度与生态系统服务价值呈显著负相关,相关系数为0.912。     

生态系统完整性研究进展

生态系统完整性( ecosystem integrity) 的内涵不断发展, 正在逐步成为现代环境伦理和环 境政策的价值基础。对生态系统完整性有多个侧面的研究视角和定义。结构的视角注重系统组成 的成分, 功能的视角注重系统整体的、动态的特性; 人类的价值判断对生态系统是否具有完整性 起决定作用; 从自组织演化的角度, 一个健康、且具有不断自演化和进化能力的系统才是具有完 整性的。从生态系统完整性的测量方法和评价指标体系来看, 不同的生态系统, 因其管理目标的 不同, 评价的指标和方法也有侧重。最后, 生态系统完整性在生物资源保护和生态系统管理方面 得到广泛应用, 生态系统完整性应视为区域生态系统规划和管理的价值内核。     

Ecological changes and the tradeoff and synergy of ecosystem services in western China

Since the implementation of the Development of Western Regions in 2000, a series of major ecological construction projects have been implemented, leading to a series of changes in the ecological conditions and ecological services of western China. This study calculated the amount of ecosystem services in total in the western region from 2000 to 2019, and analyzed ecological changes and the characteristics of spatio-temporal variations in ecological services. A relevant analysis method was applied to explore the tradeoff and synergy of service. It was found that the area of settlements and wetland ecosystems in the western region increased significantly from 2000 to 2015, whereas grassland showed a downward trend year by year. The vegetation fraction showed a decreasing belt-like distribution from south to north. It showed a fluctuating increase during 2000 to 2019, with inter-annual and large spatial differences. The water conservation service (WCS) had a slight downward trend from 2000 to 2019, and the main decreasing areas were distributed in southeastern Tibet, the western part of the Three Rivers Source region, and the karst rocky desertification area. The soil conservation service (SCS) showed an increasing but fluctuating trend, with the greatest increases observed in the Loess Plateau region, western Sichuan and Yunnan, northwest Tibet, and southeast Tibet. The windbreak and sand fixation service (SFS) showed a downward trend, and the sharp decline was mainly in the central and western parts of Inner Mongolia, Tibet and parts of northern Xinjiang. Ecosystem supply and WCS, and SCS were mainly synergistic, which were found in areas north of the Qinling Mountains-Huaihe River (QM-HR) line, especially in Ningxia and Inner Mongolia. Ecosystem supply was mainly tradeoffs with SFS, and it was found in the agriculture-pastoral transition zone. The synergistic degree of ecosystem services in areas subjected to ecological engineering policy was greater than that in non-engineering areas. Quantitative assessment of ecosystem service changes and their tradeoffs is helpful for scientific ecological management and maximizing ecological benefits.