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。     

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。     

基于生态系统评价的山水林田湖草生态保护与修复体系构建研究——以乌梁素海流域为例

山水林田湖草系统保护与修复工程实施的重要目标是维护和提升区域生态系统服务。从乌梁素海流域山水林田湖草的生态现状与功能出发,对乌梁素海流域水土流失、土地沙化等生态敏感性及土壤保持、水源涵养、生物多样性等生态功能重要性进行系统评价,形成基于生态敏感性和生态功能重要性相结合的空间格局评价结果。以维护和提升人类福祉所需的重要生态系统服务为目标,以乌梁素海流域生态敏感性和生态功能重要性相结合的空间格局评价结果为基础,制定了“一中心、二重点、六要素、七工程”的乌梁素海山水林田湖草生态保护与修复体系,并基于此将乌梁素海流域生态保护修复分为6个主要治理区域,形成“四区、一带、一网”的生态安全格局,通过具体工程实施,流域生态环境质量和生态服务能力将取得明显提升,防风固沙能力有效增强,生物多样性持续改善,水环境质量稳定达标,生态系统的稳定性明显加强。通过乌梁素海流域的分析案例为流域山水林田湖草生态保护与修复关键区域的识别提供了定量分析方法,为流域尺度构建生态安全格局、实现山水林田湖草系统保护和修复提供思路和途径。     

生态系统服务供给、消费与人类福祉的关系

生态系统服务的持续供给是区域可持续发展的基础,人类通过对生态系统服务的消费来满足和提高自身福祉.科学认识生态系统服务供给、消费与人类福祉之间的关系,对于协调生态系统服务保育与人类福祉提高的关系具有重要意义.本文对生态系统服务供给的多样性、复杂性、区域性特点和生态系统服务消费的差异性、不可或缺性特征,以及人类福祉的多维性、地域性、评价指标多样性分别进行了综述,分析了生态系统服务供给与消费之间的不确定性关系和多尺度关联特征,阐述了生态系统服务与人类福祉之间相互反馈和非同步性关系.最后,围绕生态系统服务供给、消费与人类福祉的关系,提出了有待进一步研究的问题.     

生态系统服务网及其生态学意义

生态系统服务概念的提出将人类福祉与生态环境更直接地联系起来,有助于认识和解决发展与保护的难题。从生态系统服务网络的视角出发,可以更好的理解生态系统服务供给、流动和需求等相关复杂问题。（1）生态系统服务网将不同生态过程与服务有机联系起来,为生态系统服务交互研究提供参考。（2）不同尺度下生态系统服务间的交互作用以及自然-社会的互动是网络体系的重要组成部分,按服务网络间联系方式可以划分为网状层次、关系模块和对象模块。（3）生态系统服务在生物、生境网络中形成,受自然因素和人为因素的双重影响,服务网络间的联系与转化受生态系统服务流和网络关系的制约。（4）景观异质性、生物多样性和生态循环分别是生态系统服务网络形成的基础、核心和形成机制。（5）生态系统服务网络便于生态系统服务价值评估、空间制图,是提高人类对环境认知的重要手段。（6）人类福祉与生态系统服务间的非线性关系适宜用网络来表达,景观优化实质上是生态系统服务网调控的动态过程。     

国际生物多样性研究科学计划与热点述评

生物多样性与人类生活密切相关.近年来不断加剧的人类活动,对生物多样性造成了严重破坏.已有研究表明,地球上的物种正以前所未有的速度丧失.为了遏止这种状况,目前,世界上许多国际组织和国家都对生物多样性及其相关问题展开研究,并制定了与生物多样性保护相关的法规和战略计划,也采取了许多保护生物多样性的行动.DIVERSITAS是国际全球环境变化(GEC)四大研究计划之一,也是生物多样性领域最大的国际科学计划, DIVERSITAS于2001年开始启动了第Ⅱ阶段研究并确定了新的核心研究计划和跨学科交叉网络计划.世界自然保护联盟(The World Conservation Union,IUCN)在2008年发布了<塑造可持续的未来:IUCN 2009～2012年计划>,提出了5个优先主题领域.欧盟于2006年通过了一项保护生物多样性的新战略--<2010年及未来阻止生物多样性丧失:人类福祉的可持续生态服务>.此外,很多国际/国家基金组织还发起了一些全球性的生物多样性计划,如国际海洋生物普查计划、生命之树计划、国际生命条码计划等.本文对上述生物多样性保护和研究的国际计划予以概要介绍和评述,并指出当前国际上生物多样性研究的主要热点,即:生物多样性变化与生态系统功能;生物多样性和生态系统服务的价值评估;生物多样性与气候变化;生物多样性长期动态监测;生物多样性的评价指标等.     

近20年城市生态系统服务发展态势分析

城市生态系统服务是维持和提高人类福祉、实现城市可持续发展的基本条件。采用文献计量学和科学知识图谱, 基于Web of Science 核心合集和中国知网数据库, 梳理比较了2002—2019年城市生态系统服务的国内外研究主题及其演变路径。结果表明: 在此期间, 国内外城市生态系统服务研究呈上升趋势, 美国和中国两国发文量占比最高, 各机构间合作度较高、跨国交流较活跃。国际上城市生态系统服务研究中, 生物多样性成为最大关键词网络节点, 城市中的环境影响、景观视角下绿色空间、土地利用的保护与管理以及气候变化对城市生态系统服务影响亦是热点。国内研究则更加关注生态系统服务的价值评估, 并在风景园林和城市绿地的融合、城市化或城市群发展过程中的土地利用和生态安全格局方面形成中国特色。近20年来, 国际上研究热点演化表现为: 城市中的生态学—城市的管理—生物多样性与调节服务—文化服务与人类福祉; 国内方面则经历从城市森林—生态用地与生态城市—城市或城市群生态安全格局演变过程, 而气候变化对城市生态系统服务影响方面的研究相对有限。城市生态系统服务研究存在问题包括: 城市生态系统服务与人类福祉作用机理认知不足、评估结果的准确性较低及其实际应用受限、生态系统文化服务量化和不利服务的研究滞后; 基于多学科整合的理论框架和方法论亟待突破。最终在此基础上提出未来深入探索的5大重点领域。     

国家公园生态系统服务研究与展望

国家公园是指由国家建立并主导管理的、旨在保护为人类提供福祉的自然资源和生态系统。学界已对国家公园的保护、管理与利用等开展了多方面、深层次的研究。生态系统服务是自然资源为人类提供福祉的重要基础,分析国家公园生态系统服务的研究态势可为我国在该领域的发展提供参考和借鉴,为建立和管理以国家公园为主的自然保护地体系提供理论依据。本文综述了国家公园生态系统服务与生物多样性的关系、在土地利用下的响应及机制、对气候变化的响应与反馈、价值的量化评估、服务权衡5个方面的研究进展。强调国家公园生态系统服务兼具综合性、复杂性和异质性等特点,提出该研究领域需以生态学理论为基础,同时紧密结合社科类研究,尤其重视机器学习和空间工具在生态系统服务评估框架、方法与模型研究中的应用。未来应当在加强研究国家公园生态系统服务驱动机制的同时,注重优化系统模型,聚焦大尺度、综合性研究,并持续关注国家公园生态系统服务与人类福祉的依存关系。     

三江平原湿地生态系统生物多样性保护价值

生物多样性保护是三江平原湿地生态系统提供的一项重要的生态服务功能,具有重要的经济价值。应用M.Hoel和T.Sterner提出的经济模型,分析了贴现率和边际价格变化综合影响下的三江平原湿地生态系统生物多样性保护价值变化过程,研究了收入边际效用弹性和替代弹性对贴现率和边际价格变化综合效应的影响,并通过对比传统贴现方法揭示了三江平原湿地生态系统生物多样性保护所蕴含的巨大经济价值。研究结果表明,在贴现率和边际价格变化的综合影响下,三江平原湿地生态系统生物多样性保护价值曲线呈现出先增长再下降的变化趋势,总经济价值为人均19438.9元;收入边际效用弹性和替代弹性的取值对价值评估结果的影响较大,不同参数条件下的价值评估结果将最终作用于湿地生态系统保护相关决策的制定;价值评估结果同样证明了在保持经济较快速度发展的同时提高三江平原湿地生态系统生物多样性保护功能的恢复速率对于促进地区经济协调发展和提高社会福祉状况具有重要的现实意义。     

卧龙自然保护区生态系统服务福祉贡献评估:当地居民的视角

福祉贡献是生态系统服务的核心,也是生态系统管理和恢复的目标之一。从当地居民的角度,以卧龙自然保护区为例,调查了生态系统服务的福祉贡献,研究了生态系统服务、福祉贡献和受益者之间的联系。研究表明,从福祉角度看,24种生态系统服务的福祉贡献存在差异,表现为社会福祉高于个人福祉。从生态系统服务类型来看,调节服务的福祉贡献高于文化服务和供应服务,特别是净化空气、预防自然灾害和淡水供应这3项生态系统服务的福祉贡献最高。从生态系统服务的变化趋势和福祉贡献来看,由于生物多样性保护和生态恢复政策的实施,采集、传统农作物、牲畜和土壤肥力等生态系统服务呈下降趋势,其中土壤肥力是下降趋势明显且对受访者福祉贡献较大的生态系统服务类型,可确定为关键的生态系统服务。多元方差分析和逻辑斯蒂回归分析表明,生态系统服务的福祉贡献与受访者的性别、年龄、职业、收入构成等因素显著相关。研究分析了影响生态系统服务福祉贡献差异性的原因并提出了相应的管理对策。     

生态恢复中生态系统服务的演变:趋势、过程与评估

经过10余年的发展,生态系统服务已经成为生态恢复研究关注的前沿和热点。生态恢复改变了生态系统格局与过程,对生态系统服务的产生和提供具有重要影响。但是目前对于生态系统服务在生态恢复过程中的演化仍缺少系统性研究。对国内外相关研究的最新成果进行综述,总结了生态系统服务评估中框架的构建和方法的选择(参数转移法、系统模型法和定量指标法),介绍了生态恢复对生态系统服务的促进作用、生态系统服务的演变过程以及不同生态系统服务间的协同与权衡关系,分析了社会经济因素对生态恢复和生态系统服务维持的影响。最后结合我国生态恢复实践,提出未来生态恢复和生态系统服务研究可以从深化作用机制研究、推动服务评估创新、增强研究成果应用3方面深化和拓展。     

陇中黄土丘陵区土地利用强度-生态系统服务-人类福祉时空关系研究——以安定区为例

基于土地利用和社会统计数据,构建了"土地利用强度-生态系统服务-人类福祉"多尺度分析框架,从县区和乡镇尺度探讨了定西市安定区1990—2015年土地利用强度-生态系统服务-人类福祉的时空权衡/协同关系。结果表明:1990—2015年安定区土地利用强度-生态系统服务-人类福祉关系变化存在区域整体相似性和乡镇局部差异性;土地利用强度的增加,提高了供给服务和生产资料供给福祉,但弱化了调节和支持服务;供给与支持服务权衡主要集中于安定区北部和西南部。该区生态系统服务间的权衡程度较高,不利于生态系统服务保育和居民福祉的持续提升。区域的脱贫致富因立足于提高居民福祉,退耕还林还草、发展特色高效产业、劳务输出等是实现该区社会生态系统的经济收益与生态效益共赢的有效途径。     

内蒙古草原人类福祉与生态系统服务及其动态变化——以锡林郭勒草原为例

以锡林郭勒盟为研究区域,建立人类福祉评价指标体系,通过牧户问卷调查了解牧户对草原生态系统服务和福祉变化的认识,结合当地的自然环境、生态环境和社会经济等多方面的多年统计数据,采用专家打分法对牧民各福祉指标打分,对2001年和2010年牧民福祉变化进行了评估和分析。结果表明:收入、道路覆盖率、农村合作医疗保险和文化教育方面对牧民福祉变化贡献最大;生产资料持续供给能力下降是导致收入减少的主要方面;旗县的犯罪率,环境空气质量,饮食结构,离婚率等是导致牧民福祉下降的主要方面。有关研究结果为提高锡林郭勒盟人类福祉、生态保护和区域可持续发展政策制定提供科学依据。     

耦合生态系统服务供需的生态安全格局构建——以苏南地区为例

生态系统服务供需平衡是保障生态安全的基础,将生态系统服务供需作用流动机制融入生态安全格局构建对保障区域生态安全和提升人类生态福祉具有重要意义。基于景观生态学原理,提出耦合生态系统服务供需的生态安全格局构建逻辑方法,以苏南地区为研究区构建了景观生态安全格局和社会生态安全格局。研究结果表明:(1)耦合生态系统服务供需的生态安全格局应以维系区域生态安全和保障区域人类生态福祉为构建目标。其中,生态安全以生态系统服务与生态风险为核心关注对象,人类生态福祉的实现依赖于人类主动获取与生态系统服务流;(2)苏南地区生态系统服务供需间存在错配格局,在此基础上分别识别生态源地与需求源地4247.46km²、1882.16km²,生态廊道与供需廊道1614.02km、1915.82km,生态夹点29处、生态障碍点23处、生态供需节点20处;(3)形成"三区四带两组团"的社会-景观生态安全格局优化布局方案,并在此基础上提出针对性保护修复策略,推动经济-生态空间协同发展。研究可为丰富区域生态安全格局构建理论和方法、推动国土空间优化与管控提供参考借鉴。     

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。     

基于生态系统服务视角的山水林田湖草生态保护与修复——以洞庭湖流域为例

山水林田湖草系统保护与修复的重要目标是维护和提升区域生态系统服务。基于山水林田湖草生命共同体理念,以维护和提升人类福祉所需的重要生态系统服务为目标,提出生态系统服务视角下的山水林田湖草系统治理框架,以实现流域生态系统整体保护、质量提升和格局优化。基于该框架,以洞庭湖流域为例,通过流域生态系统格局、生态系统质量状况分析、流域生态系统服务重要性评估和生态问题识别,构建流域生态安全格局,为实现可持续的山水林田湖草生命共同体提出系统保护与修复布局建议。通过洞庭湖流域的分析案例为流域山水林田湖草生态保护与修复重要区域的识别提供了可借鉴的指标和定量分析方法,为流域尺度构建生态安全格局、实现山水林田湖草系统保护和修复提供思路和途径。     

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。     

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。