近20年国内外生态系统服务研究回顾与解析

生态系统服务对人类生存发展以及生态环境的可持续具有重要的意义,作为当前生态学、环境科学、地理学、生态经济学等诸多学科的研究热点和前沿,目前已经积累了大量的研究成果。文章基于Citespace V5.2软件以及文献计量学分析方法,以Web of science核心合集与CNKI核心期刊为数据来源,系统地分析了1999—2018年近20年国内外生态系统服务研究热点、进展与存在的问题。首先从生态系统服务形成机制及其流动、生物多样性与生态系统服务、土地利用与生态系统服务、气候变化与生态系统服务、生态系统服务评估、生态系统服务权衡协同与生态管理等6个方面对国际生态系统服务的研究热点进行了详细的评述。又进一步从生态系统服务价值评估、土地利用变化与生态系统服务、生态系统服务与可持续等3个方面对国内近20年生态系统服务研究进展与现状进行追踪与分析;讨论了目前国内研究中存在生态系统服务理论研究尚待深入、评估方法科学性有待提高、研究结果应用性不强等3个方面的问题。最后,针对当前研究存在的问题与未来发展方向提出展望:加强生态系统服务形成机理及综合应用研究、建立更加精确的生态系统服务价值评估体系指标与方法、加强生态系统服务区域集成和尺度转化研究。     

农田生态系统服务功能研究进展

农田生态系统是人类社会存在和发展的基础,研究农田生态系统服务功能及其价值评估具有重要的意义.文章综述了国内外有关农田生态系统服务功能及其价值评估的研究进展;提出了农田生态系统服务功能的特点;将其服务功能类型划分为生产功能、生态功能和生活功能.分析了当前研究中存在的问题,如服务功能形成的微观机制及其参数研究欠缺;评价结果不准确;评价指标和方法有待完善等.因此,今后农田生态系统服务功能价值评估研究重点应着重于理论探索和方法完善方面,从农田生态系统微观形成机制入手,开展不同尺度和类型的农田生态系统功能价值评估研究,充分考虑影响其功能价值的因素,改进评估的手段、方法和技术,使评估结果更具可比性和实用性,为合理开发利用农业资源、管理农田生态系统,实现农业的永续发展提供理论依据和技术支持.     

天然湿地生态系统评价技术研究进展

当前湿地科学已成为世界各国研究重点,其中湿地评价技术是热点之一。文章回顾了国内外河口、河流和湖库湿地生态系统评价指标体系、湿地生态环境质量现状及脆弱性及其生态系统健康评价技术、湿地生态系统功能、效益、价值评价技术研究现状以及新技术在上述这些领域中的应用。这些研究多是针对常规环境条件下小空间尺度、单一类型或单一动力作用下的湿地生态系统功能、效益和环境质量方面的评价。在此基础上,考虑宏观尺度上湿地生态系统与其周围生态系统的相互作用以及非常规环境条件下湿地生态系统的响应机制,提出完善天然湿地生态系统评价技术需要发展的几个方面,包括湿地-河流生态系统评价、湿地生态系统对临近区域及其子系统可持续发展的影响评价、湿地生态系统反馈评价以及极端条件下湿地生态系统评价技术。     

伏牛山地区森林生态系统服务空间差异分析

森林生态系统为人类社会提供多种多样的服务类型。从多种空间尺度探讨不同类型森林生态系统服务的空间差异特征,有助于明确森林生态系统综合管理及不同空间尺度上管理方案的差异,对于提升森林生态系统服务综合效益及优化森林管理方案具有重要的意义。综合森林类型图、气象和土壤等多源数据,借助InVEST 3.2模型和ArcGIS 10.2软件,开展伏牛山地区森林生态系统固碳服务和水源供给服务评估,并从区域和森林类型两个尺度分析其空间差异特征。结果表明,(1)伏牛山地区森林生态系统固碳量为1.97×10~8 t,碳密度为156.94 t·hm~(-2);水源供给量为6.06×10~9 m~3,供水深度为494.46 mm。(2)固碳服务高值区主要位于中高山地区,低值区一部分零星地分布在西峡和内乡地区的低山缓坡地区,另一部分主要位于栾川西部的油松飞播林基地地区。水源供给服务表现为自南向北递减,高值区位于降水量丰富的西峡南部地区,低值区主要位于干燥度指数较大的卢氏中北部、栾川及嵩县境内。(3)森林类型尺度上,阔叶林提供的固碳量和水源供给量均超过其供给总量的90%;就服务单位量而言,天然林的碳密度普遍高于人工林,供水深度则表现为马尾松林、栓皮栎林和阔杂林的供水深度比较大,而其余森林类型的供水深度比较小。研究结果可为伏牛山地区森林资源优化配置提供理论指导和决策支持。     

池州森林生态系统服务价值评估

基于LY/T1721-2008《森林生态系统生态服务价值评估规范》,采用实证研究、意愿调查、文献研究等方法,估算了池州市森林生态系统生态服务价值,结果表明:2009年,池州市森林生态系统生态服务价值为423.25亿元,林果等实物产品价值为168.97亿元,生态服务价值是实物生产价值的2.50倍.各项生态服务功能价值大小...     

基于土地利用的喀斯特地区生态系统服务功能价值评估——以贵州省为例

为探讨喀斯特地区生态系统服务功能价值特征,对贵州省生态系统服务功能价值进行评估,结果表明生态系统服务功能价值在2005、2010、2020年分别为1 610.43亿、2 357.86亿、4 328.89亿元.贵州省各类生态系统服务功能单价顺序为湿地>水体>森林>草地>农田>荒漠,其中湿地生态系统是荒漠生态系统服务功能价值的149.31倍.2005～2020年贵州省生态服务功能价值结构和土地利用结构以森林生态系统占绝对优势,各类型生态系统服务功能价值顺序为森林>农田>草地>水体>荒漠>湿地,各类型生态系统面积大小顺序为森林>农田>荒漠>草地>水体>湿地.2005、2010、2020年贵州省单位面积生态系统服务功能价值分别为9 142、13 385、24 573元/hm2.根据至2020年的土地利用规划,贵州省生态系统服务功能将持续增加.     

基于文献分析的中国生态服务研究

以1999-2010年间中国学者在中国学术期刊网络出版总库收录期刊上发表的727篇生态服务研究论文为统计数据,采用文献计量学的原理和方法,对中国生态服务研究文献的数量、期刊类型、生态系统类型、研究区域和研究主题的分布等方面进行定量分析.结果表明,中国生态服务研究发展迅速,发表生态服务文献10篇以上的期刊有15种,文献发表量占文献总量的47.73％.共有321篇文献针对具体的生态系统类型开展研究,其中关于森林生态系统的文献数量最多,为116篇.研究区的分布统计显示,以流域为主要研究区的文献有67篇,以地理单元或区域为研究区的文献有168篇.探讨了中国生态服务内涵与分类、生态服务评估、人类活动和自然干扰对生态服务的影响及生态服务应用实践的研究现状,分析表明未来研究的重点将包括生态服务的尺度效应、多情景动态模拟、生态服务评价的规范化和生态服务对人类活动的响应4个方面.     

生态系统服务价值评估的研究进展

生态系统服务价值评估是当前生态经济学和环境经济学的研究焦点。首先回顾了国内外关于生态系统服务功能的概念和分类的研究;其次根据发展历程分析了国外生态系统服务价值的评估研究;然后从全国、区域以及单个生态系统等方面探讨国内生态系统服务价值评估的研究。最后指出现有生态系统服务价值评估研究中的不足及今后发展方向,以期丰富生态系统服务价值评估理论。     

基于阈值识别的生态系统生产功能风险评价——以北方农牧交错带为例

明晰未来气候变化情景下不同类型生态系统生产功能面临的风险,对因地制宜地采取气候变化适应措施具有重要的现实意义。目前从阈值识别角度对生态系统风险进行评价的研究还较少。该研究提出一种基于阈值识别的气候变化下生态系统风险分析的方法。基于气候、土壤和植被数据,运用大气-植被相互作用模型对1961—2080年北方农牧交错带的生态系统净初级生产力进行模拟,根据气候变化对不同类型生态系统净初级生产力的影响定义了"危险的影响"和"不能接受的影响"两类阈值,并根据生态系统净初级生产力在气候变化下的减少趋势与两类阈值的对比关系进行风险等级的划分,进而对未来气候变化下北方农牧交错带不同类型生态系统生产功能面临的风险进行了评估。结果表明:气候变化将给北方农牧交错带生态系统生产功能带来风险,以低风险为主。风险分布与未来气候变化密切相关,主要集中在西北地区北部、内蒙古地区东北部和东北地区中南部。风险范围随增温幅度的增加而扩展,到远期风险面积达到165.72×10~4 km~2,占研究区总面积的44.78%。混交林、稀树草原与荒漠草原较为危险;高寒草甸与常绿针叶林是较为安全的生态系统。农牧交错带核心区风险程度高于边缘区,揭示了其核心区在未来气候变化下趋于脆弱的趋势。     

基于VOSviewer的公园城市计量特征、热点与趋势北大核心CSCD

基于VOSviewer软件和文献计量学方法,以中国知网(CNKI)数据库和WoS核心合集SCI-Expanded数据库为数据源,获取知识图谱并进行可视化分析,探究近40年来公园城市的研究热点与未来发展趋势.结果表明:在文章发布特征方面,1980-2021年国内外学者对于公园城市领域的研究处于日益增长的活跃趋势,美国加州大学系统和中国科学院是该领域具有较高影响力的研究机构,并且各个机构之间的合作关系较为密切;在研究热点方面,建筑科学与工程学科在我国公园城市研究中占主导地位,环境生态科学是国际上的热点.城市公园的住宅价格、景观规划与设计是国内领域的热点主题,而生态环境与社会效益为国际领域的热点区.随着公园城市理念的逐步发展,该领域研究预计将继续维持增长的趋势,未来的研究可关注于生态系统服务尤其是与居民福祉的关联等方面.(图6表3参67)     

森林自然保护地生态旅游资源研究进展

旅游资源的评价、保护与开发模式研究是生态旅游研究领域的重要内容,而森林自然保护地是一类重要的生态旅游区.根据我国自然保护地的实际情况,参考国外自然保护地的定义与分类方式,可认为我国的森林自然保护地主要应主要包括森林生态系统类型自然保护区、森林公园及公益林场三种类型;森林自然保护地的生态旅游资源评价研究主要集中在两方面:一是单纯地从经济学角度对旅游资源游憩价值进行货币化评价与核算,二是从保护生物学和生态学角度对资源的可开发性进行评价,其侧重在于找到保护与开发的的科学平衡点;在森林自然保护地旅游资源的开发模式研究上,必须正确处理开发与保护的关系,把保护放在第一位,坚持"三大效益"兼顾的原则,才能实现森林生态旅游资源开发与保护的良性循环.由于经营目的和保护级别差异,自然保护区、森林公园及公益林场的生态旅游研究与实践尚存在发展不均衡、功能不突出等问题,随着生态旅游事业的深入发展,一些非热点和低等级的森林自然保护地在生态旅游理论研究与开发实践中将会发挥越来越重要的作用.     

基于遥感和FORCCHN的中国森林生态系统NPP及生态服务功能评估

气候变化背景下定量评估中国森林生态系统净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)及生态服务功能,对于更好地理解全球变化背景下中国森林生态系统碳循环的演变规律以及正确评价森林在中国生态环境建设中的作用具有重要意义。以中国森林生态系统为研究对象,应用遥感数据和基于个体的中国森林生态系统碳收支模型FORCCHN,模拟了1981—2017年中国森林生态系统净初级生产力NPP,并对其固碳释氧生态服务功能进行了评估。结果表明,(1)1981—2017年期间,中国森林生态系统单位面积NPP量和NPP总量年际变化呈现较为明显的增长趋势。其中,NPP总量在2.02~2.53 Pg·a~(-1)之间波动,平均为2.36 Pg·a~(-1),最大值出现在2004年,最小值出现在2010年。(2)NPP年代际增长十分明显,其中,21世纪00年代和21世纪10年代之间的增加幅度最大。(3)NPP空间分布的基本特点是南高北低,且近36年各地森林生态系统单位面积NPP增加量差异显著,其中,西南林区单位面积NPP量增幅最为明显,最大增幅超过666.7 g·m~(-2)·a~(-1);东南林区单位面积NPP量增幅也很明显,最大增幅超过444.4 g·m~(-2)·a~(-1)。(4)近36年来,中国森林生态系统固碳价值和释放氧气价值均呈波动增加趋势,固碳释氧总价值140 883.3×10~9 yuan,且释放氧气价值为固碳价值的2.82倍。     

近30年国内外生态约束下农村产业适宜性研究进展

通过文献计量学可视化分析方法客观评价生态约束下农村产业适宜性研究进展,了解国内外产业适宜性研究前沿,判断未来研究趋势。采用CiteSpace软件和文献计量学方法,以中国知网数据库核心期刊和Web of Science数据库为数据源,分析了1992—2020年国内外生态约束下农村产业适宜性研究的发展历程。该研究发现对资源承载力以及气候变化、土地利用、水资源管理等生态约束表征和经济驱动下的产业适宜性相关研究在国际上具有前沿性。2011—2020年国际研究热点内容聚焦在气候变化引发的产业适宜性和生态资源向资产管理转化方面,不再局限于与资源承载力关联的生态约束。而我国相关研究受国家政策和国际前沿研究导向影响明显,在1992—2010年以农村产业结构优化调整和生态安全体系构建为重点,基于短板理论,通过精确量化不同生态资源的弹性力,明确不破坏生态系统恢复能力的特定产业极限状态;近10 a来,随着生态对产业发展约束作用的凸显,生态约束概念的正式出现,生态保护与产业发展的关系得到更系统和全面的理解。最后,通过对比分析30年来国内外生态约束下农村产业适宜性相关研究的内容、方法和成果,提出我国今后的研究方向与重点是明晰化与度量化、协同化与资产化、政策化与底线化。     

书讯

<正>中国森林生态系统服务功能研究张永利杨锋伟等著科学出版社出版(2010年6月)978-7-03-027584-4$98.00内容简介本书是著者多年来森林生态系统服务功能研究成果以及国内外森林生态系统长期连续观测研究相关研究成果的集成。     

生态系统服务内涵、价值评估与GIS表达

生态系统服务价值评估是当前生态经济学领域的研究热点,为解决生态系统之于人类的重要性提供了量化的参考,也是生态补偿机制建立的重要依据.近5年国际上SCI论文发表数量以年均40%速度增长,我国研究起步于上世纪90年代末,十年来发展迅速,从对国外研究的简单模仿逐渐转向对评估模型参数的修正及对技术方法的适应性集成与发展.生态系统服务的内涵研究不断推进,在阐释“自然组分-生态过程-生态功能-生态服务.获得利益”关系上呈现多种观点,相应地提出了不同的价值评估指标体系;生态系统服务价值评估以瞬时静态为主,动态评估略显不足;研究对象从大尺度和单一生态系统逐渐转向中尺度区域,评估结果表现形式从单一数值化向基于GIS的空间表达发展.在回顾全球范围生态系统服务评估研究成果的基础上,从研究区域分布与学科特点、内涵及分类、评估方法和GIS技术应用等四大方面进行归纳分析,并从生态系统管理和决策支持需求的角度,指出生态系统评估研究已取得显著进展,但有关生态系统服务的内涵与分类、生态系统服务价值的动态评估及GIS技术的应用研究仍待深入.     

三峡库区生态系统服务时空变化及权衡与协同关系研究

科学探讨区域生态系统服务的权衡与协同关系,对高效配置环境资源和指导生态环境管理具有重要意义。基于土地利用、气象观测、土壤和社会经济统计数据,分别计算并识别了三峡库区2000、2010和2018年水源涵养、土壤保持、碳固持和生物多样性维持4种生态系统服务及其时空变化,并从全域和基于热点区的综合分区2种尺度分析了生态系统服务之间的权衡与协同关系。结果表明:(1)2000—2018年,三峡库区水源涵养和土壤保持服务数值先降低后上升,空间格局变化明显;碳固持服务数值逐年上升,过去19 a共提高11.45%;生物多样性服务空间格局基本保持不变,但2018年出现轻微下降,需警惕生态退化风险。(2)三峡库区非热点区、2类热点区和4类热点区面积占比呈先上升后下降趋势;1类热点区和3类热点区面积占比呈先下降后上升趋势。(3)三峡库区全域尺度下,各种生态系统服务均表现为协同关系;受区域土地利用类型和自然资源的影响,综合分区尺度下不同热点区生态系统服务之间的相关系数与全域尺度下相比存在明显差异。     

鼎湖山南亚热带森林生态系统服务价值动态

以鼎湖山3个南亚热带森林演替典型阶段生态系统为对象,采用我国《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1721—2008)标准化计算公式与服务价格,量化揭示南亚热带森林生态系统演替过程中生态系统服务功能价值动态。结果表明:随着演替的进行,南亚热带森林生态系统服务功能总价值不断增大;但各分项服务功能价值则表现出不同的动态规律与变化幅度,从而使得森林生态系统服务结构呈现非线性演化特征。在南亚热带森林生态系统演替的早期阶段,生态系统服务价值的最大组分是涵养水源的功能价值,而中、后期则是保育土壤。人工林营造可以有效增强区域生态系统的水源涵养能力,而保育演替中、后期森林则对于大气CO2收和土壤保育而言尤为重要。     

鼎湖山南亚热带森林生态系统服务价值动态

以鼎湖山3个南亚热带森林演替典型阶段生态系统为对象,采用我国《森林生态系统服务功能评估规范》（LY/T 1721—2008）标准化计算公式与服务价格,量化揭示南亚热带森林生态系统演替过程中生态系统服务功能价值动态。结果表明：随着演替的进行,南亚热带森林生态系统服务功能总价值不断增大;但各分项服务功能价值则表现出不同的动态规律与变化幅度,从而使得森林生态系统服务结构呈现非线性演化特征。在南亚热带森林生态系统演替的早期阶段,生态系统服务价值的最大组分是涵养水源的功能价值,而中、后期则是保育土壤。人工林营造可以有效增强区域生态系统的水源涵养能力,而保育演替中、后期森林则对于大气CO2收和土壤保育而言尤为重要。     

苏南丘陵区典型森林生态系统服务价值估算

针对苏南丘陵区杉木、马尾松、毛竹、栎林等4种典型森林生态系统,实测了其主要的生态系统服务功能,运用多种生态经济学方法估算了4种林分的生态服务价值。生态服务价值包括直接使用价值和间接使用价值,间接使用价值包括气体调节、涵养水源、保土固肥、防止水库淤积、营养物质循环、净化环境价值等。研究区杉木、马尾松、栎林、毛竹4种林分的生态系统服务价值中,间接经济价值分别是其直接经济服务价值的1.82、2.12、3.16、4.04倍,单位面积的森林生态系统服务价值分别为192397.30、113262.69、88350.51、103289.69元·hm-2·a-1。在区域研究中,根据地方实测的数据进行估算,能提高计量森林生态服务功能价值的精度。     

湿地生态系统服务价值评价去重复性研究的思考

重复计算一直是困扰湿地生态系统服务价值评价的一个难点问题。湿地生态系统服务的复杂性及其组成分的非线性容易导致在计算湿地生态系统服务价值时容易导致重复计算,如果不能正确的去除湿地生态系统服务价值评价中重复计算的部分,会使评估结果的可信度降低。湿地生态系统服务价值评价的重复性计算主要体现在两个方面,总服务价值评价中的重复计算和部分服务之间的重复计算。湿地生态系统服务由湿地生态系统和生物多样性产生,并为人类福祉做出贡献,在这一过程中,湿地生态系统功能与服务的复杂的关系及服务之间的因果关系容易导致在计算生态系统总的服务价值时重复计算的产生,也就是分类时存在重复计算。部分服务之间的重复计算则主要是由于指标的模糊不清、参数的重复和评价方法的选择导致的。通过分析湿地生态系统服务价值评价重复性计算产生的原因,文章提出了一个具体的解决框架,包括最终服务的确定、指标的明确、模型的构建以及评估方法的选择等。首先,将湿地生态系统服务分成中间服务和最终服务,以最终服务作为最终要评价的服务;其次,针对部分服务中可能存在的重复计算,从指标和参数的明确、评价方法的选择和数学模型的构建等方面进行解决;最后,构建一个优化的湿地生态系统服务价值评价体系。希望通过这些解决办法来降低湿地生态系统服务价值评价中重复计算的可能性,以期更加准确的评估湿地生态系统服务。