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。     

基于土地利用变化和生态系统服务的海岸带生态安全综合评价——以胶州湾为例

以土地利用为主的陆域开发活动能改变近海环境质量,并影响和改变原有海岸带生态系统服务功能的供给模式,对海岸带生态安全产生一定的负面影响.目前在海岸带生态系统研究领域较多采用陆地生态系统研究模式,未能真正体现海岸带作为海陆结合的独立的环境体系的特点,并缺乏对陆域活动驱动与生态系统服务功能响应和生态安全实现之间复杂关系的科学解释.本研究基于海岸带生态系统服务的空间异质性和流动性特点,以“土地利用变化(LUCC)-生态系统服务(ES)-生态系统安全”为研究主线,构建海岸带生态安全评价模型,探讨以土地覆被变化为主的陆域活动对海岸带生态系统服务功能和区域生态安全的影响机理及其时空变异规律.从模型的评价结果上看,作为生态安全系统中主要压力表征的胶州湾陆域土地利用变化,与相应海域内的生态系统服务状况和生态安全状态呈现出一定的相关性和趋势性.随着环胶州湾地区城市化进程中大量用地流转为城乡建设用地,胶州湾中相应海域的生态系统服务状态下降,进而带来该海域生态安全状态恶化.本文所提出的基于压力-状态-响应(PSR)框架的海陆结合的生态安全评价模型,以探讨陆域活动对海岸带生态系统服务功能和区域生态安全的影响及其时空变异规律为目的,可以克服目前研究中只关注陆域部分而忽视陆域活动与海域部分之间的联系和相互影响的缺陷,对海岸带生态安全评价研究具有一定的改进作用.     

生态系统服务研究：进展、局限和基本范式

 生态系统服务是生态学研究的热点问题。该文首先从概念、分类、价值评估理论、评估案例等方面总结了目前国内外生态系统服务的研究现状。然后评述了目前生态系统服务研究存在的局限性,包括：评估结果的准确性问题、生态资产与生态系统服务的混淆、物理量评估方法的不确定性、价值量评估的不确定性以及生态系统功能与服务的复杂性。针对这些研究的局限,文章提出了生态系统服务研究的基本范式,包括：严格区分生态资产和生态系统服务、生态系统服务评估必须基于生态观测或生态模型以及区域生态系统服务评估应区分不同样元。最后,文章展望了今后生态系统服务研究的课题：生态系统服务与生态系统结构及生态过程的关联性和复杂关系的研究,人类干扰下生态系统服务的响应与反馈研究,生态系统服务变化对人类福利的影响研究,政策机制对生态系统服务的影响研究以及不同生态系统类型的各种生态服务价值研究等方面。     

生态安全及其评价方法研究进展

生态安全是国家安全的重要支撑与组成部分，具有不受生态退化问题影响、且生态系统服务能有效支撑经济社会发展和保障人类福祉的意义。但长期以来，不同学者和决策者对生态安全概念内涵的理解有所差异，生态安全评价关注点和方法体系也不统一且存在局限，不利于相关研究与实践活动的科学开展。鉴于此，通过梳理生态安全概念内涵及其发展脉络，提出以生态系统之整体系统特征为核心基础、并紧密联系人类福祉的生态安全，明确其具有生态系统物质基础层面与人类社会发展层面两方面的涵义。在此基础上，总结了当前生态安全评价的案例研究。相关评价研究中普遍使用“压力-状态-响应”或者类似气候-生态环境-社会经济维度的指标体系及赋权加和的综合方法，这样的基于不同要素的评价，没能突出关系到生态安全的关键系统性特征，没有反映生态安全的动态性，同时也偏离了不同维度特征的实际意义。因此，本文阐述了以体现生态安全核心内涵的生态退化问题与生态系统服务为关注对象、构建具有相对性和动态性的指标体系、选择恰当的指标综合方法以进行生态安全评价的策略。根据此评价方法提出一些具体的研究展望，包括合理构建与发展生态安全评价的指标体系及综合方法，深入探讨生态系统与...     

生态系统服务流研究进展

生态系统服务流是实现生态系统服务供给与人类需求耦合的重要桥梁,是当前生态系统服务研究的热点与前沿。科学理解生态系统服务从产生、传递到使用的全过程,明确区域生态系统服务供给与需求的平衡状况,对于实现区域可持续发展与提高人类福祉具有重要意义。在综合分析国内外相关研究的基础上,阐述了生态系统服务流的概念内涵,归纳总结了生态系统服务流的定量研究方法,并系统梳理了国内外生态系统服务流研究在理论探索与应用案例方面的研究进展;探讨了当前生态系统服务流研究中存在的问题和不足,包括:生态系统服务从供给区传递至需求区的空间转移规律尚不明晰、定量评估生态系统服务流的方法不成熟、面向应用的生态系统服务流的研究较为缺乏,以及人与自然耦合系统中生态系统服务流研究框架有待进一步完善。未来的研究需要重点关注复杂系统中生态系统服务流跨尺度、跨区域的传递过程,加强生态系统服务的空间流动过程与传递路径的定量分析与模拟,重视生态系统服务流的应用性研究,尤其是在生态恢复、生态补偿、城市规划等方面的应用,并完善人与自然耦合系统中生态系统服务流的研究框架,以期促进生态系统服务流研究的发展。     

关中地区生态系统服务价值变化及其与经济发展耦合关系

探究区域生态系统服务价值变化及其与经济发展的耦合关系,对实现区域生态与经济可持续发展具有重要意义。关中地区人类活动剧烈,生态与经济可持续发展仍是该区域研究的热点问题之一。本文以2000—2018年为研究时段,基于改进的当量因子定量研究关中地区生态系统服务价值,并采用熵值法构建指标体系探讨区域经济发展水平变化特征,在此基础上,利用耦合协调度模型分析关中地区生态与经济的耦合关系。结果表明：关中地区生态系统服务价值呈现明显上升趋势,各土地利用类型中林地生态系统服务价值所占比重最大且增速最快;经济发展水平呈现上升趋势,空间上呈现以西安市为中心、咸阳市为副中心的双核分异特征;生态与经济发展协调度整体趋于好转,大多数县区由基本不协调趋于低度协调状态,但与良好协调状态仍有差距。     

基于生态系统服务的生态补偿政策制定探讨

生态补偿是促进生态保护、协调区域发展的有效手段，生态系统服务理论和方法为制定多元化生态补偿政策提供了科学基础，科学理解生态系统服务在解决生态补偿核心问题上的优势和不足，对于优化生态补偿政策具有重要意义，也是生态学、地理学与社会经济学等多学科交叉的研究前沿和热点。在综合分析相关研究成果的基础上，总结了基于生态系统服务的生态补偿研究技术方法，评述了相关研究和实践应用的进展和不足，并针对生态补偿的核心问题探讨了未来研究思路和方向，包括将生态系统服务流与生态补偿政策制定的结合研究，参照思路方向设计了基于生态系统服务的生态补偿政策制定流程框架，为后期相关研究提供了理论和方法参考。     

基于生态系统服务供需的城市群生态安全格局构建框架

近年来,生态系统服务供需失调引发了一系列问题,诸如城市热岛、生态用地流失、环境污染、生物多样性减少等生态风险问题,已成为威胁生态安全、制约社会经济可持续发展的重要因素,因此维持生态系统服务供需平衡是生态安全健康发展的保障和关键。梳理了生态系统服务评价、生态安全格局构建的研究现状,指出了存在的不足,同时构建了基于生态系统服务的城市群生态安全格局基本框架,并提出了生态安全格局未来的研究重点:城市群区域和城市内部生态系统服务的多尺度综合评价、城市功能区的划分及对生态安全的胁迫作用、生态过程与生态系统服务与生态安全的耦合、基于生态系统服务流的生态安全格局构建、模拟和优化。通过耦合社会经济数据、卫星遥感数据、城市地图大数据,评价城市内部和外部不同尺度的生态系统服务,保障城市群生态系统服务流畅通传输,实现城市群生态安全格局评价和优化。     

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。     

湿地生态系统服务功能的价值评估

湿地生态系统服务功能的价值评估是目前生态学研究的热点领域之一。综述国内外湿地生态系统服务功能、价值相关研究成果,在此基础上,着重评述了湿地生态系统服务功能价值评估方法研究进程和价值评价2个方面的内容,给出了不同评估方法的特点,并对湿地生态系统服务功能价值评价涉及的价值排序、价值系数、价值动态各个侧面的研究分别予以评述,基于此对今后研究提出展望：明确主导服务功能价值、加强价值影响因素分析、开发价值动态模型、构建生态补偿机制、探讨人工湿地生态系统的服务功能价值流的变化。旨在加深对湿地生态系统服务功能价值的认知,为人类与湿地环境的可持续发展提供必要的理论支持。     

生态空间区划体系的理论内涵及关键技术研究

生态空间是维护区域可持续发展的重要组成部分,是国土空间规划体系的核心领域。生态空间区划是国土空间管控的重要内容,是解决区域供需矛盾,维护国土安全的重要手段。研究在系统总结现有生态区划理论、技术和方法的基础上,探讨了目前生态区划存在的不足,进一步提出新时代生态空间区划的理论、内涵和国土空间规划背景下生态空间区划技术要点。生态空间区划是以生态空间提供生态系统服务,维系生态安全为基础,从区域尺度以山水林田湖草生命共同体理念综合辨识分类生态空间。评价指标体系应基于生态功能区划和环境功能区划,结合政策目标、居民需求并参考区域城镇化特征及未来发展定位,以生态系统服务、生态敏感性、生态质量、生态健康等多因子评价为主。生态空间区划的目的是对生态空间开展保护、修复、和高质量开发建设,因此生态空间区划阈值的选取要立足于政策目标、居民需求和可持续发展,按照生态系统服务供需耦合机制划定生态空间分区,并及时调整。研究还基于现阶段区域尺度下生态空间区划的难点,从加强生态空间区划体系的应用、加强生态空间基础数据库的构建、加强命名规范等方面进行了工作展望。     

区域生态学的国际起源和研究热点

20世纪80年代以来,区域生态学迅速发展,成为生态学领域重要的分支学科。本文综述了区域生态学的国际起源、发展脉络,以及主要研究热点,对比了国内外区域生态学研究的区别以及对国内区域生态学发展的启示。分析表明,在国际上,区域生态学的研究热点主要集中在生物多样性保护、区域气候变化影响、生态系统服务、城市生态学、区域生态修复和可持续发展等方面。由于国情以及学科发展进度不同,国内外区域生态学研究在关注问题、研究思路和研究手段上存在区别。国内区域生态学受学科起步较晚、相关数据的质、量和利用率较低及对方法和模型研究尚浅的影响,未来研究要在深度利用遥感数据的基础上,加强学科理论和方法的学习,重点关注气候变化影响生态过程的机理、生态模型优化、全国生态系统服务评估与定价、区域生态安全以及区域可持续发展规划。     

生物多样性与生态系统服务情景模拟研究进展

生物多样性和生态系统服务情景模拟是指对未来生物多样性和生态系统服务变化轨迹的定量估计,二者相互关联并为长期、稳定的保护和恢复生态系统提供了重要科学依据。梳理生物多样性以及生态系统服务预测情景的核心观点,讨论基于生物多样性和生态系统服务情景模拟的保护决策支持途径,以期服务于我国生物多样性与生态系统服务预测研究的发展和深化。研究凝练结果如下：物种分布模型需要进行更规范的评价以明晰其对具体对象的适用性,生态系统预测模型亟待在关系结构的基础上嵌入更多的生态系统过程和社会经济过程,生态系统服务评估模型有必要强化对生物多样性、生态系统服务、人类福祉级联特征的刻画;全球气候变化驱动了未来区域生物多样性的大幅改变;土地利用则是陆地生态系统服务预测中的核心驱动变量。生态区划与区域尺度情景模拟、景观尺度下的生态安全格局构建、基于社会生态网络的社区适应三点重要展望方向将对基于情景模拟的我国生态系统保护决策提供重要的理论和实践支持。     

黑河下游重要生态功能区防风固沙功能辐射效益

分析生态系统服务功能的空间流动特征是加强区域生态系统管理,制定生态补偿政策的重要基础。针对生态系统服务功能的流动特性,探索提出了生态系统服务功能辐射效益的概念与内涵,并利用2006年7月TERRA-1MODIS250m×250m分辨率NDVI数据,在地理信息系统技术支持下,采用风蚀输沙率模型和沙尘空间传输模型,评估了黑河下游重要生态功能区防风固沙功能的辐射效益。结果表明:(1)2006年黑河下游重要生态功能区防风固沙总量达到14990万t,低覆盖度草地防风固沙量最高,占总量的80%以上,灌木林的防风固沙量其次,占总量的12.5%,有林地的防风固沙量最小,仅为320万t;(2)不同植被类型的防风固沙能力也存在较大差异,单位面积有林地的防风固沙能力最强,为22695t/km2,灌木林其次,低覆盖度草地的防风固沙能力最低;(3)区域生态系统对粒径介于10μm和20μm之间的沙尘固定功能的辐射范围可以达到北京、天津、河北、山东等15个省(市、区),辐射面积达115.3万km2;区域生态系统对粒径介于20μm和400μm之间的沙尘固定功能的辐射范围包括内蒙古阿拉善左旗和阿拉善右旗两个行政区域,辐射面积为5.2万km2;(4)研究区生态系统可以减少下风向区域的风沙量为5996万t,防风固沙功能的直接辐射效益达89.94亿元,是该区当年GDP的8.6倍。内蒙古自治区享受到的辐射效益最大,达30.40亿元,上海市享受到辐射效益最小,为0.10亿元,仅占总辐射效益的0.11%。最后,分析了本研究的局限性及今后需要努力的方向。     

湖泊湿地生态系统服务研究进展

湖泊湿地生态系统服务可持续供给对维持区域、国家乃至全球生态安全格局具有重要意义。近20年,国内外学者在生态系统服务内涵、评估模型、影响机制、权衡与优化等领域的研究不断深入,但与管理决策和政策设计的结合仍面临多方面严峻挑战。系统分析湖泊湿地生态系统服务研究进展与存在的不足,对于今后一段时间内湖泊湿地生态系统服务研究的全方位拓展具有重要指导意义。以湖泊湿地生态系统服务概念与内涵为切入点,对湖泊湿地生态系统服务评估内容与方法、影响机理、生态系统服务权衡与优化等几个重要方面的研究进展进行了梳理,并结合管理决策和政策设计的需求,评述其研究中存在的不足。本研究以生态系统服务监测、模型不确定性、风险评估、优化与调控等四个重点研究方向为切入点,对湖泊湿地生态系统服务的研究方向进行了展望,以期深化湖泊湿地生态系统服务研究的理论与方法,并实现其与管理决策和政策设计的高度结合。     

生态红线划分的理论和技术

在重要生态功能区、生态环境敏感区/脆弱区等区域划定生态红线,控制人类活动强度,对于维护区域生态完整性和生态服务功能的可持续性,解决生态环境退化和资源枯竭问题,减轻异常自然灾害不利影响具有重要意义.虽然不少省市已开展生态红线划分和管理试点工作,但生态红线划分的理论和技术尚不完善。生态红线区划和管理急需理论指导和技术支持。对生态红线的内涵进行了分析,指出了空间红线、面积红线和管理红线之间的有机联系,强调了生态安全空间格局和区域生态服务需求在生态红线划分中的重要性;在生态红线划分技术研究综述基础上剖析了生态红线的研究中存在的问题,如划分方法简单粗放、对景观和区域尺度上的空间过程和空间联系考虑不足以及由于部门和学科分割带来的(海)水陆缺乏统筹等;论述了生态适宜性评价、景观/区域安全格局理论、海陆统筹理论、干扰生态学理论、生态系统管理和适应性理论以及驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)模型框架等技术方法和理论以及它们在在生态红线划分中的潜在应用;最后提出了基于生态安全格局和区域生态服务需求的生态红线划分的技术路线,并对今后生态红线划分研究进行了展望。提出的生态红线划分技术和理论方法可为今后生态红线的研究提供有益参考。     

生态资产核算与生态系统服务评估:概念交汇与重点方向

面向“山水林田湖草”统一管理的现实目标,对生态资产的准确刻画加深了资源管理者和使用者对生态系统服务的认识,是生态系统服务理论从学术研讨向决策实践过渡的重要桥梁。然而,当前的生态资产核算结果仍存在着较大的不确定性,使其决策支持作用受到质疑。基于对生态资产研究近今进展的总结,生态资产实际核算一般取自然资本与生态系统服务的交集分别作为存量和流量。如若将生态资产作为干部离任审计依据,则须把握先实物量后价值量的原则。在当前国际研究中,生态资产已经成为区域景观管理和农户生计决策的重要绩效评估与情景优选工具。完善生态系统服务评估模型、明晰生态系统服务供需关系、规范生态资产价值核算方法、提升生态资产决策支持能力4项内容应引起未来生态资产研究的重点关注。     

从生物地理区划到生态功能区划——全球生态区划研究进展

全球生态区划可以为全球和区域的生态系统保护与管理起到关键的空间指引作用,但当前全球生态区划方案存在重视生物地理分布特征而忽视生态系统服务的问题。系统梳理了全球生态区划研究进展,并总结为萌芽、发展和再认识的3个阶段。Bailey和Olson等的两套全球生态区划方案在近40年来使用最为广泛,但两套以生物多样性保护为区划目标的方案均属于生物地理区划范畴。为实现对区域生态安全保障和人地关系协调的全面支持,有必要开展以功能区划为主的全球生态区划研究,进一步完善生态区划理论体系、探索生态区划方法集成、突出生态系统服务权衡并聚焦人地关系动态演化。     

基于水-陆耦合生态系统服务的生态安全格局构建研究——以长三角生态绿色一体化发展示范区为例

快速城市化和国土空间规划大背景下，评估区域生态系统服务、构建生态安全格局是实现城市精细化发展的有效手段。本研究立足生态系统服务供给效能，以长三角生态绿色一体化发展示范区为例，从陆域、水域两个层面进行量化计算，构建水-陆耦合生态系统服务综合评价体系，将高供给区域识别为生态源地，并基于MCR模型和电路理论分别提取廊道和节点，构建区域生态安全格局。研究结果表明：1）分别识别陆域和水域生境斑块面积34.31km²、272.50km²，为江南水乡空间存续和城市绿地空间选址提供了理论依据；2）水-陆耦合度评价得到源地41个，总面积206.79km²，占研究区总面积8.57%，呈现"西北多东南少"的格局；3）提取89条生态廊道和91个生态节点，生态廊道总长度586.35km，呈均匀网状分布，节点包括44个夹点及47个障碍点，主要位于吴江区。通过区域生态安全格局的构建与优先级评价，分级提出国土空间生态保护与修复建议，为我国其他快速城市化地区及都市圈周边区域的国土空间合理布局、土地利用的转化与管理提供参考。