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。     

基于外溢生态系统服务价值的区域生态补偿机制研究

由于不同的区域存在着资源分配、经济发展的不平等性,区域间的生态补偿日益受到关注。但区域生态补偿的依据一直存在争议,中国尚没有完善的区域综合生态补偿机制。提出了一种生态系统服务外溢理论,以扣除当地生态服务使用量后外溢的生态价值作为生态补偿依据,建立了区域综合生态补偿框架,同时考虑区域生态服务外溢占用情况和经济发展水平,有针对性地制定了9种补偿方案。由于生态系统服务具有流动性,生态补偿的受偿方和补偿方并非一一对应的关系,所以各行政区域之间进行补偿资金的。横向转移需要在全省或全国层面进行统筹和保障,最后统筹结果的少量盈缺再由中央财政或地方政府通过纵向转移支付辅助调平。构建了生态补偿模型和方案,针对现有生态系统服务价值评估结果,利用综合生态补偿机制分别分析了2015年长江流域上海、江西、四川等6个典型地区的生态补偿支付方案。结果表示需要接受生态补偿的地区有青海、四川、湖南和江西,应分别得到横向转移支付资金32.26亿元、153.3亿元、59.08亿元、67.1亿元;需要提供生态补偿的地区有浙江、上海,应该分别支付横向转移支付资金1.97亿元和47.31亿元。建立的补偿框架提高了各区域的参与度,对促进生态建设、统筹区域的协调发展、体现社会公平性有重要意义。     

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。     

三江源区基于生态系统服务价值的生态补偿额度

以青海三江源区为例,探讨了基于生态系统服务价值的生态补偿额度测算方法。以分析和筛选生态补偿需求下的生态系统服务价值评估指标为前提,估算了生态保护和建设活动实施前(2005年)三江源区草地生态系统服务价值,并采用专家咨询法提出的不同退化程度草地的生态功能系数对其进行修正,得到未退化、轻度退化、中度退化和重度及重度以上退化草地的单位面积生态价值分别为74.70×104、59.76×104、37.35×104元/km2和14.94×104元/km2。根据三江源区草地退化现状和生态恢复的目标,确定该区基于退化草地完全恢复的生态补偿总量为911.62×108元。     

基于文献计量的草地生态补偿效益与影响因素研究进展

草地生态补偿致力于保护草地生态系统服务数量和质量,同时提高畜牧业的经济可行性,是实现草地生态系统可持续管理的重要政策之一。梳理世界范围内草地生态补偿研究,综述生态补偿是否解决草地生态系统已有问题以及归纳其影响因素,对探寻未来草地生态补偿的发展方向具有重要意义。以草地生态补偿为主题,利用Web of Science数据库收集了2007年至2022年共69个案例,已有研究以公共产品、生态系统服务价值和社会生态系统3个理论为基础,重点关注草地补偿的生态效益、社会经济效益和影响因素,发文量占比分别为34.78%、17.39%、43.48%。主要结果如下:草地生态补偿的生态效益以恢复草地面积与质量、保护物种多样性和提升草地多种生态系统服务为主;社会经济效益重点包括增加牧户经济收入和改善以传统畜牧业为主的生计结构;影响因素以牧民主观认知、牧户客观条件、牧区生态环境、社会政策背景及补偿支付方式为主。建议未来草地生态补偿研究可从不同类型生态系统服务效益间的权衡、牧民为重要利益相关者行为的影响、生态目标和牧民需求导向的支付方式多样性3个方面重点探索。     

基于生态系统服务的澧水流域生态补偿标准研究

在对澧水流域2002—2017年间生态系统服务和生态供需状况进行研究的基础上,进行流域生态补偿空间选择,并测算流域内各县(市、区)的生态补偿标准.结果表明:(1)研究期间,澧水流域生态系统服务价值从2002年的437.17×108元减至2017年的435.69×108元.(2)2017年澧水流域生态供需不平衡,人均生态...     

基于生态系统服务付费模型的福州市区域生态补偿额度核算

区域生态补偿额度的确定和空间选择是横向转移支付生态补偿机制研究的关键问题。本研究以福州市12区县为基本研究单元,通过核算2015和2018年福州市各区县森林、草地、湿地、农田和海洋五大生态系统的生态功能价值,结合当地经济发展状况,构建生态补偿模型,确定了福州市各区县不同生态系统的生态补偿额度及空间分布。结果表明: 2015—2018年间,生态支付额度最大的地区为鼓楼区(363.84亿元),其次为马尾区、仓山区和晋安区,分别为78.09、69.74和66.69亿元,罗源县和台江区的支付额度较小,分别为29.42和19.03亿元。需要生态补偿的区域中,连江县和长乐区的补偿额度较高,分别为251.20和202.61亿元,其次为永泰县(125.70亿元),再次为闽侯县、福清市和闽清县,补偿额度在100亿元以下。不同生态系统类型的生态补偿区域分布不同,其中,永泰县、闽清县、闽侯县、连江县和罗源县是森林、草地、湿地和农田生态系统的主要生态补偿区,森林、草地、湿地和农田的补偿额分别在24.24～313.79、11.81～207.08、10.15～454.93和57.80～239.54亿元;海洋生态系统的补偿区主要在连江县、长乐区和福清市,补偿额在82.16～478.54亿元。该结果较好地反映区域生态与经济协调发展状况,可为福州市生态补偿机制的完善提供参考。     

基于生态系统服务价值评估的长征沿线革命老区生态补偿策略

长征沿线革命老区普遍存在生态保护与社会经济发展的矛盾,生态补偿是解决这一矛盾的重要措施.基于2018年土地利用、植被净初级生产力、气候因子等数据,采用修正的当量因子法,测算长征沿线革命老区310个县域的生态系统服务价值,然后采用区域差异化生态补偿估算方法,对该地区生态补偿优先级和生态补偿额度进行划分和估算,并探讨长征沿...     

赣西地区生态系统服务价值与生态补偿策略

生态补偿是解决区域生态保护与经济发展诸多矛盾的一项重要措施。基于土地利用变化,采用当量因子计算方法,对赣西地区2002-2016年的生态系统服务价值时空变化特征进行了分析。综合考虑区域自然、经济发展水平,测算了区域内各县（市、区）生态补偿优先级和生态补偿额度,探讨了区域生态补偿策略。研究结果表明：（1）赣西地区林地的生态系统服务价值最高,占总价值比例的80.39%,水源涵养、土壤保持、气体调节等是生态系统内的主要服务类型,三者占到总比例的51.18%,但从整个区域来看,总的生态系统服务价值和生态系统各单项服务价值均呈不同程度降低趋势。从县域单元看,生态系统服务价值相对较低的分别是渝水区、樟树市、丰城市和高安市;相对较高的主要分布在铜鼓县、宜丰县、奉新县和靖安县;生态系统服务价值下降率最高的是安源区、袁州区和渝水区。（2）赣西地区理论生态补偿总额度为3.9262亿元,占总GDP的0.13%,林地生态系统的补偿额为3.1820亿元,占总补偿的81.04%。从县域单元看,铜鼓、靖安和宜丰县为优先补偿顺序的前三位,补偿额度分别为0.9622,0.6822和0.4735亿元,占总补偿额度的53.94%,处于后三位的分别是安源区、樟树市和上高县,占总补偿额度的1.66%。测算出的补偿顺序与理论补偿额度,与县区统计数据资料部分印证,这表明该研究具有一定的科学性和合理性。补偿资金占GDP值比重低,对地方财政压力小,在保护区域生态环境与可持续发展的具体实践中,具有一定的可操作性。     

农业生态系统的服务功能与可持续利用对策探讨

生态系统服务功能是当今生态学的一个热点研究领域。农业生态系统作为一类特殊的人工 -自然复合生态系统 ,它不仅具有高效的、直接的产品生产功能 ,而且还具有环境服务功能、旅游服务功能以及文化教育与美学功能等。因此 ,需要加强农业生态资源与生物多样性的保护 ,加强生态农业与生态农村建设 ,开展农业生态服务价值评估与生态补偿工作 ,同时要大力开发农业的生态旅游功能和文化教育功能     

中国陆地生态系统服务价值测量

利用遥感技术,结合生态学方法,在对生态参数遥感测量的基础上,计算了中国陆地生态系统2000年的生态服务价值.结果表明,中国陆地生态系统2000年所产生的生态服务价值为9.17×10¹²元,总体空间分布由东向西递减、由中部向东北和南部递增,与植被的地带性分布梯度基本一致;森林的平均单位面积价值最高,为18789元·hm^-2,占总生态服务价值的40.80%;其次是灌丛(13789元·hm^-2)和耕地(13054元·hm^-2),分别占总生态服务价值的10.79%和24.23%.从生态系统服务功能来看,气体调节价值的贡献率最大,占总价值的45.16%;其次是水土保持价值(28.83%)和涵养水源价值(14.44%);有机物质生产和营养物质循环的价值最小,其贡献率为11.57%.生态遥感测量方法克服了传统生态统计方法以点代面的缺点,计算结果能更加客观地反映生态系统服务价值及其空间分布,但该方法本身也存在一些不确定性,对生态系统各项服务功能及其价值的评估只是保守和粗略的估计,有待于深入研究.     

Anticipative management for coral reef ecosystem services in the 21st century

Under projections of global climate change and other stressors, significant changes in the ecology, structure and function of coral reefs are predicted. Current management strategies tend to look to the past to set goals, focusing on halting declines and restoring baseline conditions. Here, we explore a complementary approach to decision making that is based on the anticipation of future changes in ecosystem state, function and services. Reviewing the existing literature and utilizing a scenario planning approach, we explore how the structure of coral reef communities might change in the future in response to global climate change and overfishing. We incorporate uncertainties in our predictions by considering heterogeneity in reef types in relation to structural complexity and primary productivity. We examine 14 ecosystem services provided by reefs, and rate their sensitivity to a range of future scenarios and management options. Our predictions suggest that the efficacy of management is highly dependent on biophysical characteristics and reef state. Reserves are currently widely used and are predicted to remain effective for reefs with high structural complexity. However, when complexity is lost, maximizing service provision requires a broader portfolio of management approaches, including the provision of artificial complexity, coral restoration, fish aggregation devices and herbivore management. Increased use of such management tools will require capacity building and technique refinement and we therefore conclude that diversification of our management toolbox should be considered urgently to prepare for the challenges of managing reefs into the 21st century.     

Effectiveness of entropy-based functions in the analysis of ecosystem state and development

Following the advances in the field of the thermodynamics of far-from-equilibrium systems, several ecological orientors (indicators able to describe the stage and orientation of ecosystem development) incorporating entropy terms have been proposed. Although most of the proposed functions have a good theoretical basis and have proved to perform adequately as ecological indicators, their suitability as ecological orientors has yet to receive a full confirmation in real case studies. The aim of the present contribution is to examine how several entropy-based indicators (exergy, structural information, entropy production, specific entropy production and the Eco-exergy index) perform as orientors when applied to a special case of ecological succession, i.e. eutrophication, in a homogeneous set of shallow lakes lying along a trophic gradient, from oligotrophy to hyper-eutrophy. The results show that a coherent pattern of response emerge, which is also consistent with the classical ecological theory. In particular, the maximisation of storage and the minimisation of specific entropy production are confirmed as the most reliable principles of ecosystem development, whereas the maximisation of dissipation (as entropy production) appears as a debatable criterion of development.     

三江平原北部生态系统服务价值的时空演变

以三江平原北部地区2市5县为研究区,采用生态系统服务价值评估方法对1954—2009年间三江平原北部地区生态系统服务价值进行估算,以期全面分析土地生态系统服务价值随时空变化的特点。结果表明:(1)1954—2009年间三江平原北部地区的不同土地利用类型面积变化显著,农田变化速度最快,其次为湿地,人口数量的增加及保证粮食增产是土地利用变化的主要驱动力。(2)1954—2009年三江平原北部地区生态系统服务价值总量逐渐减少,共减少779.51亿元。长期的土地垦殖是三江平原北部地区生态系统服务价值减少的主要驱动因素。(3)就各土地利用类型生态系统服务价值而言,55年间除农田生态系统和水域生态系统生态服务价值是增加外,其余各生态系统服务价值均在减少。湿地生态系统服务价值减少值最大,其次为林地生态系统服务价值。各项生态系统服务功能除与农田相关的食物生产在增加,其余也均呈减少趋势。(4)不同地区单位面积生态系统服务价值损失量也不相同,湿地、林地面积比重下降幅度大、且农田面积比重上升幅度大的区域,其单位面积生态系统服务价值损失量也较大。     

Mapping ecosystem services demand: A review of current research and future perspectives

Mapping the demand for ecosystem services (ES) has received increased attention in scientific research and is seen as a relevant tool to inform conservation planning, land use planning and management. Yet, there is a varying understanding of the concept of ES demand, which has implications on how and where ES demand is being mapped. In this paper we review the current conceptual understanding of ES demand, indicators to measure demand and the approaches used to quantify and map demand. We identified four distinct “demand types”, which relate to different ecosystem service categories. These demand types include demand expressed in terms of (1) risk reduction, (2) preferences and values, (3) direct use or (4) consumption of goods and services. Each of the demand types was linked to specific methods applied in the reviewed literature. We found that operationalization of ES demand in policy, planning and management requires a more consistent understanding and definition of ES demand, its drivers and its temporal dynamics. Furthermore, the impact of demands for multiple ecosystem services on land use change needs to be investigated. This will allow for the consideration of temporal and cross-level interactions between supply and demand of ecosystem services and its impacts in land use change modelling.     

海南岛生态系统生态调节功能及其生态经济价值研究

生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用．最新研究表明,生态系统服务功能包括生态系统产品、生态调节功能、生命支持功能与社会文化功能．对生态调节功能的认识与评价是区域生态环境保护与资源开发的基础,并已成为当前区域生态评价与生态规划的前沿课题．以海南岛为例,探讨了基于生态系统结构与过程的生态调节功能评价方法．在研究中。将海南生态系统类型划分为13类。分析、评价了海南岛各类生态系统在水源涵养、水土保持、营养物质循环、固碳、防风固沙等方面的生态调节功能及其生态经济价值,以及生态系统提供产品的价值．研究表明,2002年海南岛生态系统所提供的生态调节功能的价值为2035．88×10^8～2153.39×10^8元,而生态系统产品价值仅为254．06×10^8元,生态调节功能价值是其产品价值的8倍多。     

佛山市农田生态系统的生态损益

农田生态系统是一类半自然半人工生态系统,既具有产品提供、生态缓冲与调节等正效益,也具有水资源消耗、温室气体排放、环境污染等负效益。根据生态系统服务的内涵,运用环境经济学的相关理论,建立了佛山市农田生态系统生态损益评价指标体系,并利用市场价值法、影子工程法、机会成本法、替代市场法等,定量评价了佛山市2000—2009年间农田生态系统服务的生态损益。结果表明,佛山市农田生态系统的生态价值由2000年的58.77×108元上升到2009年73.09×108元,10年间上升了14.32×108元。根据研究期间农田生态系统的生态价值分析,产品提供功能受人类技术和管理的影响较大,具有较高的提升潜力,是佛山市农田生态系统最主要的服务功能之一。产品提供价值占正效益价值比例由2000年的30.47%上升到2009年的61.15%,占净效益价值的比例则从2000年的36.86%上升到2009年的69.33%。可见,除产品提供价值外,佛山市农田生态系统的其他服务功能在逐渐削弱,需引起各部门的高度重视。全市正效益远大于其负效益,且正效益与负效益的差距在逐年扩大,正负效益价值之比由2000年的5.77∶1上升为2009年的8.48∶1。水资源消耗以及温室气体排放是佛山市农田生态系统最突出的生态问题,二者所产生的环境成本在2000年占总环境成本的82.79%,在2009年仍占78.40%。因此,有必要采取有效措施减少农田生产的灌溉用水或改变农田耕作制度以减少其负面影响。佛山市农田生态系统的生态损益研究表明,农田生态系统具有多种正、负生态效益,应该重视对农田生态系统各项生态效益价值的评估,从而实现快速城市化地区自然、经济、社会生态系统的持续发展。     

基于梯度分析的武汉市生态系统服务价值时空分异特征

以2000年和2010年覆盖武汉市域的6景Landsat TM/ETM+遥感影像为基础数据,运用最大似然分类法提取土地利用类型,结合计算的武汉市单位面积生态系统服务价值,得到栅格尺度的武汉市生态系统服务价值分布图,并引入梯度分析方法,以城市中心为原点设置梯次环及考虑城市发展轴线设置采样条带,选取生态系统服务价值变化量和变化率两项指标进行梯度分析。结果表明,2000—2010武汉市总的生态系统服务价值共减少了2.68亿元;梯次环分析发现,武汉距离城市中心12—30km的北3—5环,以及距离市中心12—24km的南3—4环生态系统服务价值下降最为显著,而北8环及南7环则上升最为明显;条带分析发现,在东西向条带上,生态系统服务价值变化率曲线图呈现出一个对称的"W"形,而在南北方向上,变化率曲线可以按照变化的幅度分成了4个部分,此外与梯次环变化率曲线规律一致的是,北部要比南部变化更为剧烈。     

Impact of landscape patterns on ecological vulnerability and ecosystem service values: An empirical analysis of Yancheng Nature Reserve in China

In this study, an ecological vulnerability assessment indicator system was constructed using the “exposure–climate sensitivity–adaptive capacity” framework according to the theory of ecological vulnerability. An improved ecosystem service value calculation model was proposed based on empirical parameters. Using Yancheng Nature Reserve in China as an example, we employed remote sensing data to conduct an empirical analysis of the changes in the spatiotemporal pattern, ecological vulnerability, and ecosystem services of typical landscape types over the period from 1987 to 2013. The statistical results derived from landscape pattern indices (LPIs) showed that during the investigation period, three natural wetland landscape types (i.e., Spartina alterniflora, Suaeda glauca, and Phragmites australis) showed gradually increased fragmentation in the study area. The ecological vulnerability scores of the major landscape types (in descending order) were P. australis (0.053), farmland (0.047), S. alterniflora (0.042), S. glauca (0.031), and bare mud flat (0.002). The results derived from the ecosystem service value fluctuation index (ESVFI) showed that from 1987 to 1997, the value of the ecosystem services provided by S. glauca and P. australis wetlands decreased, whereas that of S. alterniflora wetlands increased continuously. From 2002 to 2013, the value of the ecosystem services provided by all three types of natural wetland showed a downward trend. In conclusion, the combined effects of human and natural factors, including the expansion of farmland and the invasion of S. alterniflora, and changes in seawater erosion and deposition led to changes in the landscape patterns, ecological vulnerability, and ecosystem services of the Yancheng Nature Reserve during the investigation period. The results indicate that a “dual adaptive” management system based on natural succession and supplemented by appropriate manual intervention should be implemented, and the management efficiency and flexibility should be improved to meet the common needs of biodiversity conservation and economic development.     

近30年来中美生态系统服务研究热点对比分析——基于文献计量研究

近年来生态系统服务研究已经成为了生态学、地理学及环境科学领域的热点和核心议题。基于SCI-E和CNKI数据库,运用文献计量和文本分析法对比了中美两国生态系统服务研究现状和热点。结果表明:(1)近30年来中美两国生态系统服务领域的发文量分别是9327篇和9468篇,均呈现快速增长趋势。(2)就中美两国发文篇均被引频次和总被引频次而言,中国科学院生态环境研究中心和斯坦福大学分别位列第1。美国刊发生态系统服务研究文稿最多的期刊是Ecological Economics,PNAS刊发的文章引用率最高;生态学报刊发的中文文章最多且被引用率最高。研究成果影响力最大的中美两国学者分别是欧阳志云、傅伯杰、Kremen C和Polasky S等。(3)不同时期中美两国所关注的研究热点不同。美国作为生态系统服务研究的主要发源地,在理论研究和方法上都相对领先于中国。(4)美国的研究侧重于理论与模型构建,中国的基础应用研究成果丰富。近年来两国越来越关注人类福祉、生态安全等全球性问题,生态系统服务与人类福祉及科学决策正成为新的热点。在全球可持续发展的背景下,两国在生态系统服务研究方面具有良好的交流与合作前景。