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。     

生态系统服务流研究方法最新进展

生态系统服务流是生态系统服务研究的重点和难点,处于发展的起步阶段,并向着定量化和空间化的趋势发展.目前,学术界关于生态系统服务流的概念含糊不清.本文首先对生态系统服务流的两种理解及其代表性的理论和方法进行了阐述:一是生态系统服务从生态系统到人的传递过程,其代表性方法是分布式生态系统模型,二是生态系统服务实际上为人们所使用的那部分,其代表性方法论是黑/灰箱理论.在此基础上分别列举了这两种理解的最新研究方法,论述了不同的理解以及方法对于研究生态系统服务流的特点以及存在问题.最后,总结了未来生态系统服务流研究的发展机遇,特别强调最新的空间技术与信息技术(如大数据),以及对生态系统服务的全面认识(如重视城市生态系统服务流的研究、重视非生物流的整合等)在未来研究中的重要性.     

人类活动对中国国家级自然保护区生态系统的影响

我国已建立了超过2740个自然保护区,面积约占陆地国土面积的14.8%。以我国446个国家级自然保护区作为研究对象,基于遥感信息提取、模型与方程估算、时空趋势分析,揭示2000—2015年不同类型自然保护区、自然保护区不同区域生态系统质量和关键服务的时空变化特征,利用土地覆盖变化量化人类活动并进一步分析人类正面与负面活动对生态系统质量和关键服务的影响。结果表明:(1)国家级自然保护区内土地覆盖变化表明存在不同程度的人类活动,总体表现为保护区外较保护区内剧烈,说明保护区对生态系统具有明显保护作用。(2)农田开垦、居民点修建、工矿建设、能源资源开发等人类活动对保护区生态系统的负面影响表现为草地、湿地开垦导致耕地、水库坑塘面积增加,城镇居民点与工矿建设用地扩张侵占草地。(3)湿地面积净增加而林地、草地面积净减少,反映了湿地保护、退田还湖等措施的积极作用,然而退耕还林、退牧还草局限于部分保护区;(4)气候变化是自然保护区植被覆盖度微弱上升、净初级生产力下降、生态系统水源涵养量微弱增加、土壤保持量明显增加的主要原因,而人类活动仅在局部对生态系统产生影响。为了推动我国自然保护区体系的完善和保护作用的发挥,需要统一保护区建设标准及其规范,完善保护区法律制度,积极开展相关基础科学研究。     

生态系统服务流研究进展

随着社会经济的发展,人类对生态系统的干扰导致多种生态服务退化或消失.生态系统服务流对生态系统服务的输送、转化和维持有重要作用,并成为相关研究的新兴方向之一.本文在对生态系统服务流进行分类的基础上,分析了生态系统服务传递的载体,初步探讨生态系统服务流的形成机制,包括服务流的形成、属性、尺度特征、定量化及其制图等.同时,对生态系统服务流的成本效应,如输送成本、转化成本、使用成本和成本相对性等进行尝试性分析,旨在分析生态系统服务流传递过程中的成本耗散.生态系统服务流研究一定程度上解决了生态系统服务价值评估的“双重核算”问题,使人类准确识别生态系统服务供给和消费热点区域,有利于生态系统服务在传递过程中达到效益最大化,对提出科学合理的生态补偿有重要意义.     

生态系统服务流定量化研究进展

生态系统服务流对生态系统服务的形成、输送、转化和维持等均有重要作用,且能够在生态系统服务的供需之间建立时空连接,对生态系统服务流的量化有利于生态系统服务的准确评估,对生态系统保育和管理以及制定积极有效的生态补偿等具有重要意义.本文阐述了生态系统服务流的理论基础,在总结不同学者对生态系统服务流定义的前提下,分析了定量化服务流的侧重点,并对生态系统服务流进行分类;探讨了影响生态系统服务流定量化的关键因素,分析了生态系统服务供给、流和需求之间的相互作用关系;提出了生态系统服务流定量化的具体过程,并详细介绍了各个步骤.     

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.     

人类活动对广西合浦海草床服务功能价值的影响

近年来,中国海草生态系统受到严重破坏。本文以广西合浦海草床生态系统为例,采用1980—2005年当地统计资料,综合运用生态经济学的基本理论,以海草床的食物生产、调节大气、生态系统营养循环、净化水质、维持生物多样性和科学研究功能作为指标体系,对人类活动造成合浦海草床生态系统的价值损失进行了初步估算。结果表明,从1980—2005年,合浦海草床由于人类活动造成的价值损失为34657.95万元,损失率为71.97%。直接利用价值增加了4452.88万元,而间接利用价值损失为39110.83万元,损失率高达81.82%。说明人类对合浦海草床的开发利用强度增大趋势明显。     

生态系统服务对人类福祉的影响——以浙江省桐庐县为例

近年来,生态系统变化与人类福祉间的关系成为生态学领域的研究热点。基于桐庐县农业生产及土地利用情况,采用谢高地提出的生态系统服务价值当量表,对其进行了较有针对性地修正,据此计算桐庐县生态系统服务价值,以HDI(人类发展指数,Human Development Index)作为衡量人类福祉的指标,最后分析两者之间的相关关系,以探究生态系统服务对人类福祉的影响。研究结果显示:2005—2008年,生态系统服务价值平均每年减少0.157%,2009—2014年生态系统服务价值平均每年减少0.0948%,且两个时期的生态系统服务价值减少速率均都呈现逐年减少的趋势。人类发展指数一直在升高,其中2006年增长最多,达3.15%,2013年最少仅为0.64%,其中教育、预期寿命和经济这3个维度中经济指数增长最快,发展势头最为明显。但总体看来,2005—2014年期间桐庐县HDI的增长速度在不断减缓。表明桐庐县经济发展势头迅猛,经济社会快速发展。因此构成HDI的经济指标增长比较显著,从而促使HDI逐年增长。但随着桐庐县各行业用地需求不断增大,可耕作和建设的土地资源更加紧缺,保护与建设耕地难度越来越大,以致生态系统服务价值进一步缩减。生态系统服务价值与HDI及构成HDI的经济指数都呈现负相关关系,其中2005—2008年在控制经济指数的情况下,各项生态系统服务价值与教育指数均呈现显著正相关关系,随着生态系统服务价值的减少,HDI的增长速率不断降低。表明经济因素的高度发达,在一定程度上减缓了生态系统服务价值减少对人类福祉的负面影响,且生态系统服务对人类福祉的影响具有一定的滞后性。在特定的社会经济条件下,生态系统服务价值与教育会产生积极的相互作用。根据变化趋势,随着生态系统服务价值不断减少,人类福祉最终还是会受到负面影响。     

人类生产活动对土壤生态系统的影响

人类生产活动对土壤生态系统的影响武志杰（中国科学院沈阳应用生态研究所,１１００１５）ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＨｕｍａｎＡｃｔｉｖｉｔｙｏｎＳｏｉｌＥｃｏｓｙｓｔｅｍ￥．ＷｕＺｈｉｊｉｅ（ＩｎｓｌｉｔｕｔｅｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｃｏｌｏｇｙ,ＡｃａｄｅｍｉａＳｉｎｉ－ｃａ,Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００１５）．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙ,１９９３,１２（４）：４７－５１．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｈｕｒｎａｎａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｓｏｉｌｅｃｏｓｙｔｅｍｉｓａｎａｌｙｓｅｄ．Ｓｏｉｌｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｉｔｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｒｅｇｒｅａｔｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙｈｕｍａｎａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ,ｓｕｃｈａｓｆａｒｍｉｎｇ,ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ,ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．Ｓｏｉｌｅｃｏｓｙｓｔｅｍｕｒｇｅｎｔｌｙｎｅｅｄｓｔｏｂｅｐｒｏｔｅｃｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｉｌｅｃｏｌｏｇｙ,ｈｕｍａｎａｃｔｉｖｉｔｙ,ｓｏｉｌｅｃｏｓｙｓｔｅｍ．１总论土壤生态系统是一种人工干预最多的生态系统。对于土壤生态系统,人类首要的企图是维持     

生态系统服务的生态学机制研究进展

全面认识和理解生态系统服务的生态学机制是加强生态系统服务功能管理的前提,但目前从生态系统服务的生态学机制研究中提供给管理者的信息还非常有限.针对生态系统服务功能的物质基础(生境、生态系统结构和生态系统过程),目前生态系统服务的生态学机制研究主要集中在3个方面:生物多样性与生态系统服务功能关系;生态系统服务功能的时空尺度特征;气候和土地利用变化对生态系统服务功能的影响机制.在综述上述3方面进展的基础上,提出了今后的研究方向.     

基于时空尺度及利益关系的生态服务功能

在生态服务功能传统评价方法的基础上,拓展了生态服务功能的评价流程,即增添了生态服务的时空尺度与利益关系分析。研究了山东省长岛县生态服务价值的变化趋势、生态服务价值的空间表现、生态价值的社会群体利益关系。结果表明:1994年～2003年,长岛县生态服务价值总体呈现出增—减—增的趋势,1999年生态服务价值降到最低值74523万元,2003年上升到最大值101886万元;分析并计算长岛县生态系统的生物生产性服务、娱乐功能、自然保护价值,这些服务功能表现出明显的空间差异性,即生物生产服务功能仅对长岛区域至关重要,娱乐功能不仅体现在长岛区域,更多体现在全国范围,自然保护价值体现于全国乃至全球范围;分析了不同参与者在获取生态服务方面的差异及参与者之间的生态利益关系,不同的参与者在其空间范围中取得不同的生态服务;生态服务功能的时空分析、利益关系分析是生态管理部门制定科学决策的基础。     

近60年挠力河流域生态系统服务价值时空变化

根据1950-2005年挠力河流域土地利用数据,利用中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表,对近60年挠力河流域生态系统服务价值的时空变化进行研究.结果表明,自1950年至2005年,挠力河流域生态系统服务价值逐渐减少,由749.84亿元降低至308.82亿元,损失约58.82％;价值空间格局由以高价值区为主导的状态逐渐转化为以低价值区为主导的状态,且价值质心由北向南发生转移;挠力河流域生态系统服务价值的全局自相关指数逐渐减小,高-高自相关类型沿河流主干道逐渐萎缩,且呈现破碎化趋势,低-低自相关类型呈先减少后增加的“V”趋势,呈现不显著连片化趋势.人为垦殖活动是该流域生态系统服务价值时空动态变化的主要驱动因素.     

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。     

四川盆地多重生态系统服务景观指数评价与服务簇识别

明确多重生态系统服务与生态系统服务簇的空间格局对于维持区域生态安全格局与可持续发展至关重要。在评估四川盆地2015年6种生态系统服务的基础上,计算了表征综合水平的多重生态系统服务景观指数;进而分析了生态系统服务间权衡与协同关系;并基于K-均值聚类法识别了研究区内生态系统服务簇的空间格局。研究结果表明：（1）研究区的多重生态系统服务景观指数平均值达到3.12,同时具有明显的空间分异性,整体上呈现出东南高西北低的空间分布格局,高值区主要分布于川东平行岭谷区,以林、草地为主的区域最高,城市建成区及其邻近地区最低。（2）6种生态系统服务空间异质性显著,且不同服务间协同与权衡关系并存,其中碳汇、生境质量和水土保持服务三者间的协同关系显著,碳汇、生境质量和水土保持服务与娱乐和粮食供给服务间的权衡关系均较强;产水服务与其他各项服务间的权衡与协同关系均较弱。（3）四川盆地可划分为文化旅游、食物供给、生态保育和多功能复合均衡型4种服务簇,其空间布局与内部结构分异明显。文化旅游型服务簇面积最小,面积占比为3.11%,主要分布于成都和重庆城镇及其周边地区,其提供多重生态系统服务功能的能力最弱;食物供给型服务簇主要位于成都平原、浅丘及部分河谷区域,面积约占36.23%;生态保育型服务簇主要分布于盆周山地,以林地为主导,其提供多重生态系统服务功能的能力最强,面积占比达22.61%;多功能复合均衡型服务簇分布最广,面积占比为38.04%,集中于川中、川东丘陵及平行岭谷槽谷区域。采取差异化优化措施有利于整体提升四川盆地生态系统服务能力,维护区域生态安全格局。     

粤港澳大湾区生态系统服务时空演化及其权衡与协同特征

打造国际一流湾区和世界级城市群的粤港澳大湾区,生态保护、环境优化与城市发展、经济开放具有同等重要地位,掌握其城镇化过程中生态系统及其服务变化状况有助于科学合理、有针对性的制定生态保护修复相关政策。基于2000—2015年粤港澳大湾区生态系统宏观格局变化,分析了大湾区生态系统生产力、水源涵养、土壤保持服务的时空演化特征,进而探讨了供给与调节服务之间的权衡与协同关系。结果表明:(1)森林与农田是大湾区的主体生态系统,面积占大湾区国土面积的54.1%和22.8%,近15年由于城镇面积快速增长(增幅达68.6%),导致森林、农田、湿地面积不断减少。(2)基于净初级生产力的供给服务量和土壤保持量整体上均呈现轻度增加趋势,特别是江门、肇庆等生态服务主要提供区域;东南部最高、北部次之、中部偏低的水源涵养量,除西北部呈现增加趋势以外,其它区域皆呈现减少趋势;城镇扩张是生态系统供给、调节服务明显减少的主要影响因素。(3)大湾区生态系统供给服务与水源涵养、土壤保持调节服务之间的相关关系均以协同为主,然而,在大湾区东北部和南部的广州、惠州、江门等区域呈现明显的权衡关系,提示大湾区发展过程中,需要在这些呈现权...     

1980—2018年海南岛土地利用与生态系统服务价值时空变化

以海南岛为研究区,利用1980—2018年5期土地利用数据,借助ArcGIS技术,综合运用价值当量因子法、生态系统服务变化指数(Ecological Services Change Index,ESCI)、空间统计分析等方法,探究了海南岛土地利用与生态系统服务价值(Ecosystem Services Values,ESV)的时空变化特征。结果表明:(1)林地是海南岛自然生态系统的主体,占62%以上,林地面积先升高后降低;建设用地增加迅猛,特别是在2010年以后,增长率高达122.46%,其次水域增长率为20.94%。土地利用主要呈现出草地转为林地,耕地、林地转为建设用地或水域的变化特征。(2)1980—2018年海南岛ESV总体表现为先增加后降低的变化趋势,净增加51.59亿元,增长率为2.56%。其中林地ESV占比最高,达70%以上;单项ESV以水文调节、气候调节为主,两者占总ESV的50%以上。(3)在空间分布上,海南岛ESV存在着明显的中部高、四周低的空间分异特征,在时间序列上高值区进一步萎缩、低值区逐渐扩展。(4)1980—2018年海南岛5个时期的ESV及其变化在空间分布上...     

海洋生态系统服务的研究进展

综合了国际和国内对海洋生态系统服务的研究成果,总结归纳了海洋生态系统服务在基础理论、价值评估和应用研究等3个方面的进展.在众多的定义中,Daily(1997)的定义得到了生态学家们的普遍认可,而MA(2003)的概念更倾向于管理中应用.目前对生态系统服务的分类并不一致,MA的分类体系更为实用和便于评估.对海洋生态系统服务还缺乏系统的基础理论研究和适用的分类体系.在价值评估方面,多位学者对生态系统服务的社会价值与生态价值进行了探讨.尽管有多种技术方法可以了解人们的支付意愿,但对于不具有市场的服务价值的评估方法还有待进一步完善.应用研究主要集中在人类活动与生态系统服务之间的关系,以指导生态系统服务的管理与可持续利用.对如何更好地将生态系统服务的理论应用于实际管理和政策制定作了探讨与展望.