生态系统服务功能管理研究进展

生态系统给人类提供了自然资源和生存环境两个方面的多种服务功能,这些服务功能的可持续供给是经济社会可持续发展的基础.然而,生态系统服务功能从认知走向管理实践面临着严峻挑战,包括:定量测度、多种服务功能权衡、生态系统服务功能多尺度关联、生态系统服务功能与政策设计的结合.针对这些难点,近年来生态系统服务功能管理研究主要集中在以下领域:生态系统服务功能度量;生态系统服务功能与人类福祉的关系;多种生态系统服务功能权衡;生态系统服务功能保护规划;基于生态系统服务功能的生态补偿机制.为了进一步推动生态系统服务功能管理实践,应该进一步加强生态系统服务功能供给的理论研究;增加生态系统服务研究结果表达的多样性;增加与社会学、经济学、人口统计学等领域跨学科研究;进一步探索生态系统服务功能研究的结果如何运用到管理决策中,促进在管理实践中的应用.     

青藏高原国家公园群生态系统完整性与原真性评估框架

青藏高原具有全球独特的自然生态和人文生态系统，生态系统完整性与原真性极高，建设国家公园群是青藏高原整体性保护重要生态系统完整性与原真性的重要手段。遵循"内涵界定-框架梳理-框架构建"的研究思路，科学界定国家公园生态系统完整性和原真性内涵并建立概念模型，通过梳理国家公园生态系统完整性评估的主要框架，在对区域自然生态和社会人文系统科学考察的基础上，分析区域生态系统完整性与原真性保护与监管需求，从生境质量、生物群落、生态系统服务、自然条件与灾害、人类活动、人文景观6个方面构建青藏高原国家公园群潜在建设区生态系统完整性与原真性评估框架，以期为未来国家公园群建设与管理提供基础支撑。针对目前国家公园管理存在的主要问题，提出未来评估应用需充分体现国家公园复合生态系统和"群"的特征，并建立生态系统完整性与原真性监测体系，从而更全面的服务于青藏高原国家公园群生态系统完整性与原真性保护。     

生物多样性与生态系统服务评估指标与方法

评估、模拟和预测全球生物多样性和生态系统服务的状态、趋势及其对人类福祉的影响,是当前生物多样性和生态系统服务研究领域的重要任务。指标和数据、模型和情景是推动生物多样性与生态系统服务评估研究理论建设和方法集成的重要工具。但是,目前对生物多样性和生态系统服务评估的指标体系和技术方法的综合对比研究相对缺乏。因而,系统评述了生物多样性和生态系统服务评估的概念框架、评估指标以及各类评估模型和方法的最新进展。生物多样性—生态系统功能—生态系统服务—人类福祉的级联框架是极具逻辑性的生物多样性和生态系统服务评估框架。现有的评估指标体系和模型方法还存在很多的问题和挑战,难以充分揭示生态系统服务的形成和影响机制、服务之间的联系和作用机理,有效地指导生态系统服务管理和决策制定。然而,这些评估指标和方法可为构建生物多样性与生态系统服务综合集成模型研究的框架提供重要的切入点。基于此,提出了生物多样性与生态系统服务综合集成模型研究的核心内容:i)目的:基于自然—社会综合特征的情景分析确定所解决的科学问题,输出生态系统服务管理和决策制定方案;ii)内容:尺度、生态系统服务类型、生物多样性的层次结构、组分间相互关系、驱动要素、多源数据的综合分析;iii)方法:对现有的各类模型和模型组合进行比较和不确定性分析,建立符合区域实际需求的生物多样性与生态系统服务综合制图模型库。在此基础上,建议我国应尽快发展适合中国区域特点的标准化指标体系和综合评估模型系统,定期对生物多样性和生态系统服务进行综合评估,掌握生物多样性和生态系统服务的变化趋势,提升我国在生物多样性和生态系统服务研究领域的国际地位和话语权。     

稳态转换视角下生态系统服务变化过程与作用机制

优化生态系统服务供给是实现人类社会与自然生态系统和谐发展的必然途径。生态系统在平衡与非平衡之间复杂的转化模式使生态系统服务研究备受阻力,如何科学地解析生态系统服务内在调控机制是实现从自然资源利用到生态系统功能优化的关键。从论述生态系统稳态转换驱动机制入手,阐明扰动发生后稳态转换的路径、生态系统功能对扰动的响应模式;基于稳态转换视角深入诠释生态系统服务内涵及变化过程,以"结构-过程-功能-服务-人类福祉-可持续性"为核心架构来发展生态系统服务理论框架,并从生态系统敏感性和恢复力等内在属性探讨生态系统服务对结构和功能变化的响应情况;解析当土地利用变化超过生态系统阈值时,各项生态系统服务间的互馈作用。基于稳态转换视角评述生态系统服务变化过程与作用机制,以期为生态系统服务研究及生态系统管理提供新视角。     

基于生态系统服务视角的人类福祉评估技术方法体系

不管是联合国2030可持续发展目标,还是我国的生态文明建设,最终的目标都是协调好人与自然的关系,保证生态系统服务的可持续供给以提高人类福祉。过去二十年来,随着生态系统服务成为国际生态学研究的前沿和热点,生态系统服务与人类福祉之间的关系也得到越来越多的重视。而定量刻画二者之间关系的前提是在一个统一的概念框架下建立各自的量化评估指标体系。不过,目前大部分的研究集中在生态系统服务的评估,而对人类福祉评估的研究相对匮乏,因此急需一套对人类福祉进行评估的技术方法。笔者结合多年的理论和实践,对人类福祉评估的理论基础与技术方法进行了系统地归纳与整理,以期为生态系统服务与人类福祉之间量化关系的研究提供参考。     

生态系统服务权衡与协同研究进展

作为链接人类福祉和生态系统的桥梁,生态系统服务成为地理学、生态学和其他相关学科的重要研究内容。掌握生态系统服务权衡与协同关系,对提升生态系统服务总体效益和人类福祉至关重要,并可辅助自然资源管理和生态规划实践,目前已成为生态系统服务研究的热点。在归纳生态系统服务内涵、分类及价值评估研究进展基础上,从理论基础、类型划分和研究方法等方面系统梳理了生态系统服务权衡与协同研究进展,并从以下4个方面提出未来可能的研究趋势,包括丰富权衡与协同理论基础,建构多学科综合研究体系;完善生态系统服务分类体系,量化权衡与协同非线性特征;刻画生态系统服务空间流动,加强权衡与协同跨时空集成;系统化揭示权衡与协同机理,推动成果在国土领域的应用。     

生态系统生产总值核算:概念、核算方法与案例研究

生态系统产品与服务功能是人类生存与发展的基础。生态系统生产总值(GEP)可以定义为生态系统为人类福祉和经济社会可持续发展提供的产品与服务价值的总和,包括生产系统产品价值、生态调节服务价值和生态文化服务价值。生态系统生产总值核算的基本任务有3个,即核算生态系统产品与服务的功能量、确定生态系统产品与服务的价格、核算生态系统产品与服务的价值量。生态系统生产总值核算可以用于揭示生态系统为经济社会发展和人类福祉的贡献,分析区域之间的生态关联,评估生态保护成效和效益。以贵州省为例,探讨了生态系统生产总值核算的应用方法,评价了贵州省生态系统为贵州和其他地区人们福祉和支撑经济社会发展所提供的产品和服务及其经济价值总和。评价结果显示,贵州省2010年全省生态系统生产总价值为20013.46亿元,人均GEP 57526元,是当年该省国民生产总值和人均GDP的4.3倍。研究表明,生态系统生产总值的核算可以反映生态系统对经济社会发展的支撑作用,并为建立生态系统保护效益与成效的考核机制提供基础。     

生态资产评估及管理研究进展

生态资产是生态系统的自然资源属性和生态系统服务属性的综合体现,为人类社会可持续发展提供着基础支撑。如何准确评估生态资产状况和正确计量生态资产变化,实现生态资产的科学管理和合理使用,是实现人类社会可持续发展目标所需要解决的关键问题之一。对生态资产评估与管理的国外研究进行了系统梳理,提出了今后一段时期的研究重点。在生态资产内涵方面,尽管前期国内外学者理解有所不同,随着认知水平的不断发展,国内对生态资产的理解逐渐趋同于国外。在研究内容方面,生态资产评估与度量、核算与账户管理、服务于人类福祉和可持续发展等方面是研究的核心内容及热点领域,取得积极进展但也存在一些不足,特别是包括自然资源类和生态系统服务类的生态资产综合评估模型方面。今后需要加强基于自然生态系统的双重属性强化生态资产内涵研究和重要性认知研究,全要素生态资产评估方法及全流程核算与权衡管理研究。在我国,需要加强生态资产核算的基础标准、规范账户管理及应用体系研究。     

生态系统服务需求、供给和消费研究进展

生态系统服务的持续供给是社会和自然可持续发展的基础,人类通过对生态系统服务的消费来满足需求和提高自身福祉。研究人类对生态系统服务的需求、消费,分析生态系统服务的供给与需求关系,对生态系统的管理、土地发展规划和资源的合理有效配置具有重要意义。首先分析了生态系统服务需求、供给和消费的内涵与特征,辨析了生态系统服务的有效需求和潜在需求、有效供给与潜在供给,进而提出了生态系统服务需求与供给研究框架,指出应研究生态系统服务供给和需求的空间关联以及生态系统服务需求弹性差异,进而因地制宜地调控生态系统服务供给使得生态系统服务效用最大化。梳理并比较了对生态系统服务供给和需求的量化指标和研究方法,包括基于土地利用和土地覆被的生态系统服务供需关系矩阵法、生态足迹法、公众参与法、模型计算法等。提出了未来的相关研究主要应从不同群体的需求弹性差异、跨学科与多源数据结合的需求定量评估方法、供需关系的多尺度分析、生态系统服务需求与人类福祉的耦合机制拓展等方面展开,为生态系统服务调控管理和社会的可持续发展提供切实可行的科学依据。     

自然资源保护对参与者多维福祉的影响——以黄河源头玛多牧民为例

受气候变化和人类活动的影响,三江源生态系统脆弱且退化严重,为保护日益退化严重的三江源生态系统,2005年国家在三江源地区实施了全面的生态保护战略。结合森的能力框架和马斯洛层次需要理论探讨了福祉的内涵,构建了福祉评价体系,运用参与式农村评估方法,在对黄河源头玛多县159户牧民进行住户问卷调研的基础上,用模糊评价法和层次分析法确定权重,评价了玛多牧民参与生态保护前后的福祉变化。结果表明:(1)自然资源保护中人类福祉的内涵,指人类在生态系统生产和利用中为实现美好的生活、健康、体验、各种社会关系、归属感、尊重和实现自我价值等而选择各种生活的自由和能力即是人类福祉,贫穷指能力和发展的受限即福祉的下降。(2)福祉是多维的、递阶的,低阶的功能维度的实现程度将影响到高阶的功能维度的实现,并最终影响个体的福祉。(3)玛多牧民在参与生态保护移民中个体的能力值由5.061变为4.708,即福祉受到了一定程度的损失,是因生计能力的限制,致使收入和消费的低阶需求未能有效满足,并影响了生活实现和自我价值的实现、归属感等高阶功能的实现,更是由于在参与生态保护移民中不能选择继续生活在草原,能力和发展权受到了限制,进而导致福祉下降,是生计能力不足导致的收入贫困、知识性贫困和生态型贫困的综合结果。(4)聚焦只能强烈依赖于草地生态系统放牧而生存的牧民的福祉,了解并深入分析牧民的生态保护行为响应机制和动力,建立福祉损失和牧户生计能力提高为基础的科学的生态补偿机制才能实现生态保护和社会福祉均衡及最大化。(5)以提高人类能力为核心,促进牧民生计多样化以改善牧民的福祉和激励牧民主动积极地参与生态保护和建设,在可持续发展的综合理念下制定自然资源保护和管理规划,才能最终促使有效的生态系统保护—提高人类福祉—发展的多赢局面的实现。     

密云水库上游流域生态系统服务功能空间特征及其与居民福祉的关系

生态系统管理的一个重要挑战是在区域尺度上管理生态系统服务并提高当地居民福祉。以2009年土地利用数据和社会经济数据为基础,利用InVEST模型和空间制图在乡镇尺度上对密云水库上游流域水资源供给服务、土壤保持服务、水质净化服务、产品供给服务以及居民福祉进行了定量评估和空间特征刻画,并探讨了生态系统服务与居民福祉的不同关系模式。结果表明,流域内各乡镇土壤保持服务从上游到下游呈逐渐递增的趋势,水质净化服务从上游到下游整体上也呈逐渐递增的趋势,流域内水质净化服务功能与水资源供给服务、粮食供给服务、蔬菜供给服务以及畜牧产品供给服务在空间上呈显著负相关;基于生态系统服务与居民福祉在空间上的聚集特征,可将56个乡镇划分为低服务低福祉模式、供给服务依赖模式和高服务高福祉模式,针对这3种关系模式特点,可分别提出改善生态系统服务功能和居民福祉的管理措施。案例研究可为其他区域实施分区管理、协调生态系统服务功能保护与居民福祉的关系提供借鉴。     

生态系统服务竞争与协同研究进展

生态系统服务作为生态系统评估的核心领域,是生态学的研究热点。生态系统提供服务的形式与能力受人类活动强烈影响,反之,生态系统服务的变化又影响着人类相关决策的制定。不同生态系统服务之间很难甚至不可能同时达到利益最大化,即存在着不同程度此消彼长的竞争关系。此外,不同生态系统服务之间也可能形成相互促进或抑制的协同作用。探讨不同生态系统服务的相互关系(竞争与协同作用),有利于揭示不同尺度利益相关方与生态系统服务之间的作用与反馈机制,避免生态系统服务的重复估算;同时可为制定与实施生态补偿、提高人类福祉提供科学依据,优化生态系统服务管理。综合研究了近期国外生态系统服务竞争关系与协同作用的相关文献,在简述当前生态系统服务研究若干问题的基础上,以生态系统服务竞争与协同为视角,厘清了生态系统服务竞争与协同的基本内涵,总结了生态系统服务竞争与协同的主要类型,探讨了生态系统服务竞争与协同的空间与时间尺度效应;介绍并总结了生态系统服务竞争与协同两种主要研究方法(生态-经济综合模型方法、基于土地利用的情景分析法)的特点与适应范围。     

人类福祉研究进展——基于可持续科学视角

人类福祉的研究兴起于20世纪50年代。在过去的十几年中,人类福祉与生态系统服务一并成为可持续科学的核心概念,发展迅速。不同学科背景的研究者逐渐认识到仅仅依靠经济指标无法恰当地评估人类福祉,经济发展只是实现可持续发展目标的手段,而提高人类福祉才是其核心所在。人类福祉研究为评估个人福祉和国家社会的群体福祉提供概念框架和测量方法,服务于政府决策。自2005年联合国组织的《千年生态系统评估》报告明确提出生态系统服务与人类福祉的关系以来,人类福祉的研究进入了快速发展的新阶段。近年来,国内外越来越多的学者从可持续科学的视角对人类福祉开展研究。与国际同行的工作相比,我国人类福祉研究集中于可持续科学视角下对福祉的定量化评估,而各学科之间,尤其是自然科学和人文与社会科学之间的交流合作相对较少。回顾了人类福祉研究的历史发展,及其在可持续科学视角下的新进展,具体包括:客观福祉,主观福祉,生态系统服务与人类福祉关系。最后,讨论了人类福祉研究的主要议题,以及我国人类福祉研究未来的发展方向。     

武夷山国家公园生态系统服务价值评估

武夷山国家公园作为全国十个国家公园之一, 是全球生物多样性保护的关键地带, 它保存了地球同纬度最完整最典型的中亚热带原生性森林生态系统, 对其进行生态系统服务价值评估, 不仅为国家公园原真性和完整性的保护提供基础, 也为国家公园的建设和发展提供数据支撑和决策支持。利用千年生态系统评估方法和改进的当量因子法, 将武夷山国家公园服务功能分供给服务、调节服务、支持服务和文化服务四大类及食物生产、原料生产、气体调节等九小类服务功能。再根据研究区的实际情况修订当量因子表, 结合计算出的武夷山国家公园标准当量的价值量以及土地利用情况, 评估出武夷山国家公园生态系统服务价值。结果表明: 武夷山国家公园生态系统服务价值高达67.18 亿元; 就生态系统而言, 所提供的服务价值从高到低依次为: 森林(66.58 亿元)>水体(0.31 亿元)>草地(0.23 亿元)>农田(0.034 亿元)>湿地(0.026 亿元)>裸地(0.001 亿元); 就生态系统服务类别而言, 其服务价值从高到低依次为: 调节服务(34.02 亿元)>支持服务(20.32 亿元)>供给服务(7.86 亿元)>文化服务(4.98 亿元)。经验证, 该研究方法及成果合理适用, 为我国国家公园体制建立提供了一套生态系统服务价值计算模式。     

基于InVEST模型的生态系统管理综述

生态系统管理是生态系统过程和社会经济目标的权衡,而生态系统服务是联系生态系统与人类福祉的纽带,因此,从生态系统服务的角度进行生态系统管理成为必然。近年来,In VSET模型已发展成为生态系统服务研究的重要工具,为生态系统管理提供了有力的技术支持。本文从生态系统服务定量评估、权衡与决策分析等各方面评述了In VEST模型在生态系统管理中的运用,认为基于In VEST模型的生态系统管理具有科学性高、直观性好和操作性强等优点。但是,目前仍然存在In VEST模型模拟精度较低、服务权衡机理不清晰、文化服务考虑缺失等不足之处有待发展和完善,以期最终为区域生态系统管理决策、实现区域可持续发展提供科学依据。     

生态环境保护与福祉

结合能力框架探讨了福祉的内涵,界定了生态系统服务及其功能对人类福祉的内涵,指人类在生态系统生产和利用中的自由选择和能力,而贫穷指能力和发展的受限即福祉的下降.生态系统的退化和破坏将严重威胁人类福祉(尤其是穷人的福祉),生物多样性作为生态系统的核心,生物多样性的保护将促进生态系统服务的保护,进而提高人类福祉.关注强烈依赖于生态系统服务的贫困人群的福祉,并科学有效地实施生态补偿将可能实现生态保护和人类福祉改善的双赢.     

人类活动对生态系统服务流的影响

生态系统服务流对生态系统服务地形成、输送、转化和维持具有重要作用,搭建起了生态系统服务供给与人类需求之间的桥梁,成为近期学者关注的焦点之一。随着人口数量的急剧增加和经济社会的快速发展,人类的物质需求呈非线性方式增长。人类在利用生态系统服务流带来惠益的同时,也给生态系统服务流带来压力。综述了生态系统服务流的内涵和属性特征,包括生态系统服务流的定义、分类、时空尺度、载体特征和量化属性等。分析了人类活动对生态系统服务流的影响机制,即积极的与消极的人类活动通过对生态系统服务流的空间单元、传递载体和量化属性等方面的影响进而影响到具体的生态系统服务流并最终影响人类福祉。探讨了通过生态系统服务流价值和风险评估、生态系统服务流保护规划、生态系统服务流恢复与重建等积极的人类活动,来实现生态系统服务流传输功能的可持续。未来可以通过对生态系统服务流路径载体衰减效应研究、多尺度分析处理系统的使用和生态系统服务流传输网络动态耦合模型的构建等来制定合理的生态系统服务流集成管理。通过对人类活动与生态系统服务流相互关系的研究,有利于对退化的生态系统服务流进行保护和恢复,也可为生态系统服务流相关研究奠定基础。     

基于文献计量分析的生态系统服务研究现状及热点

生态系统服务是生态学研究的核心和热点议题。近年来,各国和各相关机构对生态系统服务的研究力度不断加大。基于SCI-E和CNKI数据库,利用文献计量方法,分析了国内外生态系统服务研究的发展特征和变化趋势。研究结果表明:(1)国内外生态系统服务研究的发文量不断增加,发展态势良好。(2)发达国家是生态系统服务领域的主要研究力量,美国占据绝对领先地位;美国的加利福尼亚大学是主要研究机构;总体来看,国家和机构间的合作正在不断增强。(3)当前该领域的8类研究热点分别是生态系统服务机理研究,保护管理及可持续性、生物多样性、脆弱性、土地利用及景观变化、评估与模型、气候变化、政策与决策分析。从各个时期国内外研究热点整体分布情况来看,国际更侧重于生态系统服务及生态系统服务与人类福祉的依存关系的研究,国内则更加关注生态系统服务评估。(4)近年来中国在生态系统服务研究领域的国际地位有所提升,科研产出量显著增加,累积发文量居世界第5位,中国科学院是全球主要研究机构之一,但论文被引频次相对偏低,国际合作亟待加强和提升。     

基于土地利用变化情景的生态系统服务价值评估: 以钱江源国家公园体制试点区为例

土地利用变化是生物多样性与生态系统服务变化的主要原因之一。评估土地利用变化对生物多样与生态系统服务影响对于政府决策具有重要作用。钱江源国家公园体制试点区是钱塘江的源头, 也是国家的重点生态功能区。本研究以钱江源国家公园体制试点区为研究区, 首先设计自然发展情景、规划情景、生态保护情景和开发利用情景等4种2025年不同土地利用变化情景, 随后采用InVEST模型和CLUE-S模型分析不同情景下钱江源国家公园水资源供给、涵养水源、固碳释氧、土壤保持、环境净化和生境质量等生态系统服务及其价值变化。结果表明: (1)核心保护区和生态保育区的生态系统服务价值占钱江源国家公园总价值的88.30%。(2)生态保护情景下钱江源国家公园生态系统服务价值最高, 有129.17亿元; 规划情景下生态系统服务价值次之, 有126.92亿元。(3)规划情景下钱江源国家公园水资源供给服务优于生态保护情景, 其他生态系统服务则次于生态保护情景。考虑到钱江源国家公园为下游提供重要的水资源这一功能, 将规划情景作为试点区2025年最优的土地利用变化情景。     

基于信息熵量化评价大熊猫国家公园生态系统管理成效

生态系统管理绩效的量化评价是保护区域生态安全、合理利用自然资源、实现可持续发展的重要前提。选取大熊猫国家公园四川片区作为研究对象,从生态系统服务潜力、人为活动强度、旗舰种保护和生态管理实际情况出发,构建生态系统管理评估指标体系。指标体系包含16个因子。对指标体系构建的数据集,基于熵理论定量评价系统无序程度、发展方向。结果表明:(1)大熊猫国家公园生态系统总熵流值为-0.8309,系统整体健康;其中5个市县总熵流为正,生态系统无序性较大,为非健康状态。(2)生态系统管理的正熵流主要受第一产业影响;负熵流的产生主要来自旗舰种保护和区域保护绩效。在空间尺度上,不同区域间总熵流存在差异,宝兴县总熵流最高,达到0.0880;九寨沟县最低,为-0.1826。综合农村居民收入与总熵流评价结果,研究认为试点期内大熊猫国家公园管理可以考虑选取示范点,总结管理经验;在生态管理热点区域优先推广,如平武县、宝兴县和茂县。在管理过程中谨慎对待社区发展与生态保护的关系。