生态系统服务功能及其价值评价

1.生态系统服务功能评价

生态系统不仅具有提供惠及人类的产品和服务的能力，也具有为自然界其他生命提供生命支撑和保障的能力。这种由生态系统通过一系列生态过程产生的自然环境条件及其在此间发挥的效用，称为生态系统服务（简称生态服务），而生态系统具有的提供服务的能力，则称为生态系统服务功能（简称生态功能）。1974年Holdren和Ehrlich等陆续提出生态系统服务功能理论，首次阐述了丧失生物多样性对生态系统服务功能的消极影响［1］，1997年Daily明确了生态系统服务功能的概念［2］，此后国内外学者开展了一系列相关的理论与实证研究。

自然因素、人为干扰或自然-人为因素的综合作用，是驱动生态系统服务功能发生变化的基本动力，土地利用与覆盖变化、水利工程建设、高强度的放牧活动等对自然生境的人为破坏［3-5］，季节变化或降水对微生物群落、植物群落结构的干扰［6-7］，均可改变生态系统的完整性，从而直接或间接导致生态系统服务功能退化。为此，中国学者也在不同时空尺度内开展了广泛研究，进一步揭示了农作物种植方式、水库建设等人类活动对生态系统服务功能的影响［8-11］，通过野外试验掌握了草地、荒漠及农田等生态系统服务功能的形成机制［12-14］，为改善和维持重要生态区的生态系统服务功能提供了科学指导。

生态系统具有隐蔽性、动态性、随机性以及非线性等一系列复杂特征，因此人类对生态过程的科学认识，有赖于对生态系统的长期监测和快速评估手段［15-17］。受制于上述原因，当前中国学者对某些生态系统服务过程的表达略显不足，对一些关键生态系统服务功能的物理机制尚不完全明了，这些不足亟待在今后的工作中得到持续改进，及至取得重要突破。

2.生态系统服务价值评价

生态系统服务价值是生态系统服务功能价值的简称，一般借助生态经济价值即生态系统为人类提供的一系列产品和服务的货币化形式来表达［18］。作为一种自然资本，生态系统服务价值（生态经济价值）以物质流、能量流和信息流为基本载体，与制造业资本、人力资本等共同构成人类福利，是维持人类生存和发展的重要物质基础。1997年，Costanza等首次估算了全球生态系统服务价值，结果表明，全球海洋和陆地生态系统服务价值总量分别为42.9万亿、17.0万亿美元，总量为当年全球总国民生产总值的1.8倍［19］；而在海洋、陆地生态系统总面积不变的情况下［20］，2011年全球海洋、陆地生态系统服务价值分别达到60.5万亿、84.5万亿美元（2007年可比价）。生态系统服务价值概念及其相关估算方法被引入中国以后，国内学者在不同时空尺度开展了一系列案例研究：陈仲新和张新时的研究结果表明，1994年中国陆地生态系统服务价值总量为7.78万亿元人民币［21］，为当年中国国民生产总值的1.73倍，约占全球总量的2.7%；而根据何浩等人的研究成果，2000年该值达到9.17万亿元人民币［22］，揭示了我国生态经济价值的巨大潜力。(www.xing528.com)

生态系统服务价值体现了生态系统向人类提供产品和服务的数量、质量，但是与人力资本和制造业资本不同，由于一些生态系统服务功能没有被完全纳入商业市场，导致人类常常忽略其产生的经济效益和社会效益［18］。通过生态系统服务价值评估成果，可逐步将生态系统向人类提供的经济效益和社会效益纳入社会与经济体系之中，能够不断加深人类社会对自然生态系统的重视，但不能因此忽视自然生态系统内部各组分之间的物质交换以及生物与周围环境之间的能量流通过程，今后应积极开展生态系统服务价值的空间流动研究。

3.生态系统服务功能及其价值评价模型的改进

由于生态系统及生态系统服务类型具有一定的空间异质性，而Costanza等提出的全球生态系统服务价值是在点上估计并经过推算、转换得出的，不可避免地与各地生态系统服务价值实际情况存在一定误差，因此需要在更小的空间尺度上对其进行精细计算［23］。为提高传统生态系统服务估值方法在实践应用中的准确性，谢高地等人通过广泛调查、研究，综合200多位具有生态学背景的科研工作者的意见，提出了计算我国各类陆地生态系统服务价值的修正算法——当量因子法［24］。该方法在国内有关生态系统服务价值评价研究中被广泛应用［25-27］。由于当量因子法结合了资源禀赋及生产力发展水平等实际情况，因此较之传统方法更适合对我国陆地生态系统进行评估，对宏观尺度的研究具有一定的适用性。

采用当量因子法得出的静态评价结果往往不能反映生态系统的空间异质性和动态性，该方法也没有考虑资源稀缺性及经济-社会发展的阶段性，故一些学者在省域、市域尺度上对该方法进行了改进，并取得了较好的研究效果，例如：基于单位面积价值当量因子改进的中国陆地生态系统服务价值的动态计算方法，实现了对全国14类生态系统、11种生态服务功能价值在月尺度和省级行政单位上的动态综合评估［28］；通过生物量因子与当量因子的结合，能够更准确地在省域或地区尺度上估算生态系统服务价值［29-30］；基于空间异质系数、社会发展系数、资源稀缺系数调整的动态评估模型［31］，为进行市域经济发展综合决策提供了更加及时、准确的科学支撑；通过突变级数法改进的省域生态系统服务价值估算模型［32］，生态系统组分之间的非线性特征得以体现，稀缺土地资源的评估价值得到提升，为开展相关土地资源保护工作提供了有效信息。需要指出的是，上述生态系统服务价值评估过程均通过经验参数或当量因子进行了调整，其实质仍属于传统估值方法范畴，评价结果中包括由于市场缺失而隐含着的受益者支付意愿等［33-35］，因此其评价结果往往过高地估计了实际价值，在应用过程中必须进行充分的不确定性分析。生态系统服务功能的货币化评价忽视了生态系统结构及生态服务过程对生态系统功能的影响，通过生态系统服务价值无法探讨生态系统服务功能的发挥机制，这一局限导致其仅仅适用于宏观或中观尺度的估值研究。为了提高评价模型对生态因子的生物、物理特征以及生态过程的表达力，近年来国外学者开发了一系列功能评估模型［36］，这些模型通过某些生态因子和生态过程的集成，能够更好地模拟生态系统服务功能，因此更适合在微观尺度上进行深入研究。随着功能模型日渐成熟，近年来国内学者相继引入InVEST等模型，在微观尺度上就不同类型生态系统的服务功能进行了案例研究［36］，并取得了较好的评价效果。