陆地生态系统服务若干特征与管理应用

陆地生态系统为人类的生存发展提供了物质产品及生存环境两方面的多种服务，认识生态系统服务的基本特征是生态系统管理的重要前提。基于陆地生态系统服务的产生、传输与利用等过程，生态系统服务的基本特征可以概括为：质量依赖性、空间异质性、空间尺度关联性、权衡与协同和多尺度传输等方面。认识生态系统服务特征可以为生态系统管理提供重要启示：提高生态系统质量；辨识和保护高保护价值区域；维护生态系统服务过程的完整性；协调生态系统服务权衡关系；权衡多尺度利益相关者。关于陆地生态系统服务基本特征及管理应用的综述，可为有效管理生态系统、提升生态系统服务提供科学指导。     

生态系统服务供需关系研究进展与趋势展望

厘清生态系统服务供需关系,对于实现自然资本永续利用与生态系统服务供需协调具有重要意义。结合国内外生态系统服务研究情况,提出了生态系统服务供需关系研究框架,阐释了生态系统服务供需关系形成机制与表现形式,概括了生态系统服务供需关系基本特征,总结了生态系统服务供需关系研究方法,并梳理了未来可能研究方向,以期能够为生态系统服务研究与管理提供参考。总体来看,生态系统服务供需关系产生于两种非排他性机制,主要有簇、权衡、协同与兼容四种表现形式,并具有空间异质性、时间变异性与尺度效应特征;生态系统服务供需关系主要有指数构建与评估、指标统计与分析、情景制定与模拟及空间制图与分析四种研究方法。     

生态系统服务价值与人类活动强度关联性分析及权衡——以淇河流域为例

以淇河流域为研究对象，利用2000~2015年土地利用/覆被数据，结合当量因子法修正中国陆地不同生态系统服务价值当量表，采用双变量相关分析法和生态系统服务权衡模型分析生态系统服务权衡协同关系，引入人类活动强度指数评估模型分析人类活动影响空间特征，运用空间自相关探讨人类活动影响与生态系统服务价值的空间关联性及LISA聚类分析.结果表明：（1）2000~2015年淇河流域生态系统服务价值呈下降趋势，2010年生态系统服务最低（19.29亿元），废物处理平均价值最大（3.68亿元），娱乐文化平均价值最小（0.81亿元）；（2）从生态系统权衡协同关系来看，两种相关性分析均表明研究区生态系统服务以协同关系为主，由线性关系发现供给服务、调节服务与支持服务呈现为互为增益的协同关系，文化服务与支持服务、供给服务、调节服务分别表现为此消彼长的权衡关系，生态系统服务权衡协同度表明土壤保持和原材料及土壤保持和生物多样性协同度最高（4.4），权衡度最高（-5.2）为水源涵养和原材料、水源涵养和生物多样性；（3）淇河流域人类活动强度空间分异显著，流域下游人类活动影响强度明显高于上游地区，人类活动强度与生态系统服务价值空间相关性由正相关转向负相关.     

生态系统服务模型应用的研究

生态系统服务不仅是地球生命系统的支撑,同时也给人类提供了食物、医药、生产原料、文化等多种服务。随着城市扩张以及人口增加导致的生态系统破坏,人们逐渐认识到生态系统服务的重要性,对生态系统服务评估的模型和方法的需求也日渐增加。文章介绍了一种基于生态生产函数和经济评估方法的模型:In VEST(integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs),In VEST模型是生态系统服务的定量评估模型,它基于不同土地利用情景对生态系统服务进行评估,权衡发展与保护之间的关系,提供最优的决策支持。该文通过对In VEST模型在国际上的典型应用案例分析,对In VEST模型的功能、结构、优点以及局限性等方面进行深入讨论,最终分析了该模型本身未来的发展方向,研究了In VEST模型应用于中国现状的城市生态规划的可能性。     

土地利用/覆盖变化对生态系统服务的影响：空间尺度视角的研究综述

作为连接自然过程与社会过程的桥梁与纽带,生态系统服务与人类福祉和可持续发展息息相关。土地利用/覆盖变化（Land Use/Land Cover Change,LUCC）是生态系统服务变化的重要原因之一,对生态系统服务的影响随着空间尺度的变化而变化。尺度问题一直是LUCC和生态系统服务理论研究与实践管理的重点与难点。系统理解LUCC对生态系统服务影响的尺度特征、尺度差异及尺度关联,对深入LUCC和生态系统服务的尺度效应研究、协调多层次管理机构的制度决策、缓解生态系统服务稀缺对社会经济发展的限制等具有重要意义。本文从空间尺度切入,基于国内外不同尺度LUCC对生态系统服务影响的理论研究和实践进展,总结归纳尺度的概念与内涵,整理介绍考虑空间尺度的研究框架,系统梳理LUCC对生态系统服务影响研究中的空间尺度选择、空间尺度特征及空间尺度关联,评析单一尺度和多尺度研究方法的特点。并提出未来研究中应在构建人文因素与自然因素相结合的研究框架、阐释LUCC对生态系统服务影响的尺度效应、完善LUCC对生态系统服务影响的尺度分析方法等方面开展更深入的研究。     

基于贝叶斯网络的生态系统服务权衡协同关系强度及其空间格局优化：以汾河流域为例

了解生态系统服务（ESs）间权衡协同关系强度对于汾河流域地区的生态环境管理和恢复至关重要,然而,迄今为止,对该地区ESs间关系强度变化的驱动变量和空间格局优化仍然缺乏足够的研究.在定量评估汾河流域2000年和2020年6种生态系统服务的基础上,引入了生态系统服务权衡协同指数（TSI）定量衡量两两ES间权衡协同关系的强度,同时构建了贝叶斯生态系统服务权衡协同关系强度网络,识别了权衡协同强度的驱动变量,通过敏感度分析确定了关键变量对权衡协同关系强度的影响程度,并在空间格局上刻画了ESs权衡协同关系强度的优化区.结果表明：①2000年和2020年汾河流域6种ESs时空差异较为显著,在时间尺度上,产水量、净初级生产力、粮食供给、土壤保持和碳储量均呈现波动上升的趋势,在空间尺度上,6种生态系统服务在20年里空间分布变化较小.②碳储量与生境质量、土壤保持以及净初级生产力的TSI在空间上呈现出四周高中部低的格局;与产水量有关的5对服务中TSI最大的地区均分布在流域西部和南部;粮食供给与其他服务之间的TSI自北向南呈现“高-中-高”的分布特征.③敏感性分析发现,产水量与土壤保持和生境质量的强度均受到降水、根系限制性深度和降雨侵蚀等的显著影响,且根据关键变量不同状态的条件概率,发现汾河流域中部的文水县、清徐县和祁县等是权衡协同强度的高值区,可作为生态修复重点区域.研究结果对于认识多种生态系统服务间权衡与协同强度的复杂关系及其驱动变量,对后续提出生态环境可持续治理和政策制定具有重要的理论和实践意义.     

对生态系统服务功能价值评估中相关问题的探讨

人类受益于生态系统的服务功能,为直观地认识生态系统服务功能的重要性,需要应用经济学的计量方法对其价值进行量化。概括介绍了生态系统服务功能的相关概念。着重对生态系统服务功能价值评估的几种方法,包括:市场价值法、替代市场法和假想市场法。对此方面研究中现存的几点问题和城市中的生态系统服务功能的发挥进行探讨,最后简要总结生态系统服务功能对于可持续发展的重要意义。     

生态系统服务流特征及量化方法研究进展

文章在认知生态系统服务流形成过程、传递载体、空间特征等基本属性特性的基础上,综述了服务流的研究框架以及产品提供、调节服务和文化服务等生态系统服务流动过程;结合研究热点,着重分析了区域间生态系统服务流的形成特征;系统梳理了现有的生态系统服务流定量评估方法以及适用范围;并进一步提出未来生态系统服务流的研究切入点,即时空尺度耦合研究、区域尺度生态系统服务流的精准量化、文化服务流的量化表达、以及生态系统服务流动过程中人类活动干扰的量化和区分。以期优化自然资源开发和利用,提升人类福祉,促进人地关系和谐发展。     

基于利益相关者感知视角的生态系统服务研究进展

作为生态系统服务的共同生产者和受益者,利益相关者在生态系统服务供给、需求与决策中发挥着重要作用,对探究生态系统服务的社会相关性和潜在社会影响至关重要。如何从利益相关者感知视角进行生态系统服务评估、揭示生态系统服务感知的影响因素、平衡不同利益相关者的多重生态效益已成为一项重要议题。本文基于国内外生态系统服务感知研究的理论基础和实践进展,在归纳利益相关者及其感知概念的基础之上,整理介绍利益相关者感知在生态系统服务研究中的应用,系统梳理利益相关者识别、感知数据获取、感知评估方法特点,阐释影响利益相关者对生态系统服务感知的多维因素及其作用机制。从生态系统服务社会公平性、决策参与度、可持续供给理念出发,以利益相关者为核心,构建一个社会感知评估、社会效应分析、政策实践应用互动融合的研究框架,进而有效链接自然生态系统和人类社会系统。未来研究有必要进一步阐明生态系统服务的多样化社会需求与差异、挖掘多源大数据在多尺度生态系统服务感知评估中的作用、扩大空间分析方法应用范围、揭示生态系统服务感知差异形成机制。     

长江经济带生态系统服务权衡与协同及其驱动因素

生态系统服务及其变化是多种因素驱动的复杂过程,了解生态系统服务之间的权衡与协同作用及其驱动因素,对于实现生态系统服务有效管理和人类福祉至关重要.以长江经济带为研究区域,分析了2000~2020年产水、土壤保持、碳固定和粮食供给这4项生态系统服务的时空变化特征,运用相关性分析和地理加权回归识别和量化了生态系统服务间的权衡与协同关系,在此基础上应用偏最小二乘结构方程模型探究自然与人类活动对生态系统服务的影响,再通过地理探测器分析生态系统服务关系变化的驱动机制.结果表明:①近20年来,碳固定服务年均值由946.14 t·km^-2增至1 202.73 t·km^-2,粮食供给均值则由32.73万元·km^-2增至127.22万元·km^-2;产水和土壤保持服务增加幅度较小.②整体上,碳固定与土壤保持、粮食供给与产水为协同关系,其他生态系统服务之间为权衡关系;生态系统服务间的关系在不同地区存在一定的差异.③地形和气候是生态系统服务及多对生态系统服务权衡与协同关系的重要驱动因素,其中结构方程模型结果表明,气候对产水为正向影响（S = 0.73）,地形对粮食供给为负向影响（S = -0.57）;地理探测器结果揭示,影响碳固定与产水在空间上关系的主要驱动因子为海拔（q = 0.38）和降水（q = 0.19）.研究结果可为长江经济带生态系统服务可持续管理和实现该区域生态环境保护与社会经济的协同发展提供科学参考.     

甘肃省生态服务供需关系及影响因子研究

以甘肃省为例分析,采用分区域生态服务供需评价矩阵,在生态系统服务供需关系研究基础上,基于地理探测器从自然因素和社会经济因素两个方面研究了生态系统服务供需指数的影响,揭示了供需格局的时空变化规律.结果表明：在甘肃省中部和南部,生态系统供给与需求具有明显的空间分布错位,呈现出高供给-低需求和低供给-高需求的状态,供需服务高度不平衡区域主要集中在甘肃中部区域.甘肃省生态系统服务供给能力和供需指数之间权衡和协同关系并存,而生态系统服务需求强度和供需指数之间都为权衡关系.从地理探测结果看,年均降水量和植被类型对生态系统服务供给能力影响的解释力q值在50%以上,是导致空间分异的主要原因;而人口数量对生态系统服务需求强度影响的解释力最高,q值超过40%,对供需指数的影响中,社会经济因子中的人口数量和自然因子中的降水量解释力最高,q值超过35%.影响因子对生态系统服务供给能力（需求强度、供需指数）的影响是多种因子共同作用的结果,其影响均为非线性增强.     

基于生产可能性边界的黄河三角洲湿地生态系统服务权衡强度

提出了一种基于生产可能性边界（PPF）的湿地生态系统服务权衡强度计算方法,包括湿地生态系统服务定量评估、权衡关系判定、PPF曲线绘制和权衡强度计算四个步骤。以黄河三角洲湿地为研究对象,对保护情景、现状发展情景及开发情景三种土地利用发展模式下的主导生态系统服务进行了定量化权衡分析。结果表明：各生态系统服务间呈现显著相关关系（R²≥0.9,P<0.01）,各发展情景下,栖息地质量与碳储量之间均为协同关系;物质生产与栖息地质量间均为权衡关系,排序为保护情景<基期<现状发展情景<开发情景;而对于物质生产与碳储量之间,在保护及现状发展情景下存在协同关系;而开发情景下转变为权衡关系。该模型通过灵活比较不同生态服务间权衡关系分析进行系列管理规划的方案优选,为实现区域可持续发展提供科学依据。     

基于生态系统服务权衡的生态安全多情景决策

聚焦于成渝城市群生态安全格局识别的主题,耦合多源数据,运用相应的模型与算法对区域粮食生产、碳固存、产水、土壤保持、生境质量5类生态系统服务进行估算,在此基础上借助空间统计与分析厘清生态系统服务功能间的权衡/协同关系,并构建不同风险情景,明确未来区域发展的生态安全格局.结果显示,2000~2015年,成渝城市群粮食生产、固碳和产水量这3类服务功能均呈下降趋势,土壤保持、生境质量服务呈上升趋势,且各类服务的空间分异性突出;固碳、产水、土壤保持与生境质量两两之间均表现为协同关系,粮食生产与这4类服务间表现为权衡关系,但这种冲突性在区域发展过程中逐渐呈减弱趋势;在空间分布上,成渝城市群生态系统服务间的权衡/协同关系表现出了一定的集聚特征;不同决策风险下生态系统服务间的权衡值也不同,随着决策风险系数的增加权衡值呈现先上升后下降的趋势;最终确定风险系数α=1.6为最适宜情景,此时权衡值最高、区域生态系统风险适中.将决策者的态度纳入生态安全格局识别过程中,使结果更全面,为城市群生态安全格局评价和管理提供科学支撑.     

自然保护地生态系统服务价值评估研究进展

自然保护地具有重大的生态效益和经济效益,近年来自然保护地生态系统服务价值评估已成为当前生态学和环境经济学的研究热点.通过系统地回顾自然保护地生态系统服务价值评估的历史沿革,从空间尺度、研究对象、评估方法、评估指标等方面综述了相关的研究进展.总体来看,国内外相关案例已基本覆盖了国家、行政区域、自然地理单元和单个自然保护地等不同空间尺度;分别以森林、湿地、草地和荒漠等代表性生态系统类型自然保护地开展了研究;多采用价值系数与物质量评估两种方法;同时,不同自然保护地在供给、支持、调节、文化等四大类服务的指标选择上各有不同.自然保护地生态系统服务价值评估工作仍存在标准体系不完善、时空动态研究不足、未充分考虑利益相关方等问题,建议未来我国自然保护地生态系统服务价值评估从以下几个方面加强研究:①加强基础性研究,探索自然保护地生态系统服务的生态学机制;②开展各指标的长期动态监测,建立健全不同类型自然保护地生态系统服务价值评估指标体系和技术方法;③加强时空动态分析及影响因素分析,运用动态模拟模型预测价值的变化;④充分考虑不同利益相关方之间的权衡,使其在生态补偿研究中发挥重要作用;⑤加强评估结果在自然保护地规划、建设、管理、保护等各方面的应用研究.      

基于生态系统服务多情景权衡的生态安全格局构建——以大连市瓦房店为例

以辽宁省瓦房店市为研究单元,在评估2000年与2014年的食物供给、NPP、产水量及土壤保持四种典型生态系统服务基础上,引入OWA模型,模拟出研究区2014年生态系统服务优先保护区作为生态源地;利用最小累积阻力模型识别生态廊道与缓冲区,构建研究区生态安全格局。研究表明:（1）2000-2014年,瓦房店市生态系统服务时空变化显著,除产水量外,其他生态系统服务均有所增强。（2）综合考虑生态系统服务保护效率（E_i>1）与权衡度（0.68）,选取情景5下的优先保护区作为瓦房店的生态源地。（3）瓦房店生态源地面积为564.92 km²;生态廊道总长度为642.62 km,一级廊道（220.76 km）纵贯南北,次级廊道（421.86 km）呈网状连通分布离散的生态源地。研究结果可为瓦房店市生态系统可持续管理和土地利用优化提供决策支持。     

我国生态系统服务价值研究进展及问题探析

通过对生态系统服务价值研究方法及湿地、草地、森林、流域和农田生态系统服务价值相关研究的整理,发现我国生态系统服务价值研究存在的问题,主要表现在评估方法的科学性、数据选取、研究结果准确性和应用性等方面。而随着生态文明及可持续发展战略的不断深入及推进,科学有效的生态系统服务价值的研究意义非同寻常,在综合分析后提出在今后的研究中需要从方法及内容上进行深入的讨论及革新,使得生态系统服务价值研究能够更好的发挥社会作用。     

基于生态系统服务的生态承载力:概念、内涵与评估模型及应用

生态承载力是生态学研究的难点之一,是较资源承载力、环境承载力等更为复杂和综合的概念.论文在分析当前生态承载力研究进展的基础上提出以"生态系统—生态系统服务—人口和经济(承载力)"为研究主线的基于生态系统服务的生态承载力(Ecosystem-Servicesbased Ecological Carrying Capacity,ESECC)的定义,即某个区域生态系统的结构、过程及其空间格局决定的生态系统服务所能支撑的具有一定发展水平的人口和经济规模,并构建ESECC评估模型:将所有与人类密切相关的生态系统服务纳入评估模型,把生态系统和人类活动看作"黑箱",针对每种生态系统服务分别评估其承载力,并根据"短板效应"取最小值作为区域生态承载力.最后以全球重要农业文化遗产"云南红河哈尼稻作梯田系统"核心保护区之一云南省红河县为例对ESECC评估模型进行案例研究.     

面向可持续城市生态系统管理的资源环境承载力评价方法与实践应用——以烟台市为例

全面科学的资源环境承载力评价是国土空间规划编制的前提。面向可持续生态系统管理视角,提出了由“潜在”和“现实”资源环境承载力构成的资源环境承载力评价框架和理论模型,并以烟台为案例进行应用,分析了“潜在”和“现实”资源环境承载指数的相互关系。结果表明：（1）烟台市“潜在”资源环境承载指数总体偏高,“现实”资源环境承载指数总体中等,各区（县）空间差异较大。（2）水资源短缺与环境污染问题是未来影响烟台市可持续发展的瓶颈,资源环境禀赋的限制和经济发展对城市生态系统服务弱供给区域影响较大,对“潜在”资源环境承载指数的影响在城市边缘区域较大。（3）所提出的评价逻辑框架和理论模型应用效果良好,丰富和完善了资源环境承载力评价理论方法。