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。     

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。     

中国森林生态系统服务评估及其价值化实现路径设计

森林生态系统在山水林田湖草生命共同体中占据着重要地位,作为陆地生态系统的主要组成部分,其在物质循环、能量流动和信息传递方面作用巨大,森林生态系统服务评估是量化这种作用的必要手段。通过构建森林生态连清技术体系,在系列国家标准的规范下,进行多源数据的耦合,利用分布式测算方法,得出森林生态系统服务评估结果。同时,列举了多时空尺度的森林生态系统服务评估研究取得的成果,用翔实的数据量化了"绿水青山就是金山银山"。最后,根据森林生态系统服务评估典型案例,开展了生态系统服务价值化实现路径设计研究,以期为"绿水青山"向"金山银山"转化提供具体范式。     

生态系统服务与人类福祉耦合的空间格局及其驱动方式——以广州市为例

进入“人类世”新纪元,生态系统退化与人类需求提升间的矛盾日益加剧,可持续发展在此问题上的时代要义,就是要实现生态系统服务与人类福祉的科学协调。提出“从级联到耦合”的生态系统服务与人类福祉关系研究新思路,以广州市为研究对象,分析二者耦合关系的发展阶段及其空间分异,构建了耦合逻辑框架,通过典型耦合类型区来辨析其驱动方式差异,为新时代快速城镇化地区的人地协调提供实践参考。结果发现:(1)广州市生态系统服务价值严重萎缩,受到人类福祉趋同化增进的胁迫,二者的耦合协调性差;(2)耦合关系以生态系统服务为刚性主导,服务低值区的连片蔓延促成了低失调的同化格局,服务供给与福祉需求之间呈现出显著的空间失衡;(3)通过资本流动、土地利用、尺度效应、利益分配等驱动方式差异,生态系统服务与人类福祉形成了发展阶段和供需匹配各异的耦合关系,主要包含空间争夺的低失调、空间弱关联的拮抗和空间互促的高协调。据此,亟需以生态文明与高质量发展为导向,严格保护生态空间,提升城镇空间的发展质量,统筹人地系统综合管理,弱化用地权衡和空间博弈,加强供需耦合的空间协同,促进人与自然和谐共生。     

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。     

河流CO2与CH4排放研究进展

河流作为连接海-陆两大碳库的主要通道,其水-气界面二氧化碳(CO_2)与甲烷(CH_4)排放构成全球碳循环的重要环节,对全球气候变暖的贡献不容小觑.明确河流水体CO_2与CH_4产排过程、时空特征以及控制因素是认识河流生态学功能以及其对变化环境响应的重要内容.基于当前河流CO_2与CH_4排放研究进展,构建河流碳排放动力学概念框架(内源代谢、陆源输入),并从全球尺度、区域尺度、流域尺度综述了河流碳排放时空变异性特征以及存在的研究不足.在理解碳排放动力学概念框架和时空变异特征的基础上,构建了河流CO_2与CH_4动力学控制因子分层框架(内部因子:有机质、温度、营养盐;外部因子:水文、地貌、人类活动),深入探讨了河流碳排放的关键影响因素.最后,根据当前研究中存在的不足,提出河流碳排放应将纳入区域陆地碳平衡过程,今后研究重点应包括流域尺度上河流CO_2与CH_4内源产生与陆源输入相对贡献的量化研究、不同界面CO_2与CH_4产生与排放过程研究、高时空分辨率的监测数据的补充以及变化环境与人类活动干扰下河流碳排放的响应过程等,为理解河流生态学过程及生态系统功能提供基础,同时为我国进一步深入开展相关研究提供借鉴.     

湿地生态系统服务价值能值评估——以珠江三角洲城市群为例

湿地生态系统服务价值越来越被人类所认可,但由于湿地生态系统结构、功能、生态过程等的复杂性及现有价值评估方法的局限性,给湿地生态系统保护工作的推进造成了一定影响.基于此,本研究在厘清沼泽、湖泊、水库/坑塘、河流及滨海湿地生态系统差异性的基础上,根据生态系统存量流量变化、生态过程带来的附加影响和全球性生态系统服务在局地的分摊及人类感受将湿地生态系统服务价值分为直接价值(增加生物量、固碳释氧、提供水源、补给地下水、增加底泥)、间接价值(净化大气、水,营养物质运移、调节温湿度、提供水电)和存在价值(调节气候、维持生物多样性、旅游休闲+航运价值、文化教育价值);然后使用能值分析方法构建了非货币量的湿地生态系统服务价值评估框架和方法学,该框架尝试解决核算缺乏统一标准、重复计算和跨空间尺度数据转化等难题;并以珠江三角洲城市群为例,核算其湿地生态系统服务价值.该研究能为湿地生态系统差异性保护与管理、生态补偿机制的确立和完善提供一定的科学依据.     

中国北方干燥地城市扩展过程对生态系统服务的影响——以呼和浩特-包头-鄂尔多斯城市群地区为例

理解中国北方干燥地城市扩展过程对生态系统服务的影响对提高干燥地人类福祉和实现区域可持续发展具有重要的意义。为此,论文以正在经历快速城市化的呼和浩特-包头-鄂尔多斯（呼包鄂）地区为例,从区域、城市和旗县3个尺度上揭示了该地区1990—2013年城市扩展过程对生态系统服务的影响。首先,量化了呼包鄂地区1990年的生境质量、粮食生产、肉类生产和碳储量4种关键生态系统服务。然后,分析了1990—2013年呼包鄂地区的城市扩展过程。最后,在区域、城市和旗县3个尺度上评价了呼包鄂地区1990—2013年城市扩展过程对生态系统服务的影响。结果显示,1990—2013年,呼包鄂地区经历了快速的城市扩展过程,城市用地面积从314.22 km²增加到692.10 km²,增长了1.2倍。区域城市扩展过程导致4种生态系统服务均明显下降。其中,粮食生产服务损失最严重,损失量达1.36×10⁴ t,约占1990年全区粮食生产总量的1%。边缘型和飞地型城市扩展对生态系统服务的影响最明显。1990—2013年,边缘型城市扩展导致的粮食生产、肉类生产和碳储量损失量占区域城市扩展过程中各项服务损失总量的比例均超过60%,飞地型城市扩展造成的肉类生产服务损失量大于区域城市扩展过程中该服务损失总量的1/3。边缘型和飞地型城市扩展过程导致的耕地和草地大量减少是造成生态系统服务快速下降的主要原因。因此,建议在呼包鄂地区的城市化进程中应提高城市用地利用率,控制边缘型和飞地型城市扩展,以减少城市扩展过程对生态系统服务的影响。     

中国土地利用程度与生态系统服务强度脱钩分析

科学探索土地利用程度与生态系统服务强度之间的脱钩关系,可以有效揭示土地利用变化对生态系统的干扰程度,为土地利用政策制定和生态系统保护提供科学依据。但是,以往研究缺乏对中国县域尺度土地利用程度和生态系统服务强度之间脱钩关系的具体研究。为了弥补这一不足,结合2000—2015年间中国土地利用现状遥感监测数据以及植被覆盖度指数,采用生态系统服务强度和土地利用程度测度方法,分别测度了2000—2015年间中国县域尺度生态系统服务强度和土地利用程度的时空格局特征,并且借助脱钩分析理论框架探测二者之间的脱钩关系。研究结果表明：（1）研究期间中国生态系统服务强度呈现出显著的空间异质性,东南地区生态系统服务强度显著高于西北地区;平原地区、城市群地区以及大城市周边地区生态系统服务强度显著低于山地丘陵地区。（2）研究期间中国土地利用程度持续增加,东南地区土地利用程度明显高于西北地区,东南地区土地利用程度分布“高中有低”,西北地区土地利用程度分布“低中有高”。（3）脱钩分析结果表明强脱钩和扩张负脱钩是当前中国土地利用程度和生态系统服务强度二者的主要关系类型,前者是两难的窘境,后者是双赢的模式。研究发现土地利用不同阶段对生态系统服务强度的干扰呈现显著差异,结果可以为土地利用与生态系统管理政策的制定提供科学指导。     

青海省1998—2012年草地生态系统服务功能价值评估

由于人类活动对草地生态系统的干扰,草地退化加剧,科学评估草地生态系统服务功能的价值对于草地保护与管理决策具有重要意义。论文通过整合青海省多源、多尺度、多过程的生态环境数据,结合大规模的野外调查数据,构建各类专项和综合数据库,以千年生态评估生态系统服务分类系统和Costanza等的分类方法为基础,结合青海省生态系统特征及生态地位,选取了青海省生态系统服务指标评估体系。开发定量核算青海省生态系统服务功能及其价值的数据-模型融合平台,对青海省1998—2012年的草地生态系统固碳释氧、水文调节、土壤保持、生物多样性等16种生态系统服务功能价值进行了全面的评估,成功实现了草地生态系统服务价值评估的动态化、精细化和智能化。结果表明：1998—2012年草地生态系统服务功能总价值在2 349.97~3 374.49亿元之间,均值为2 935.63亿元,是青海省2012年全省GDP的1.55倍,平均每公顷达92.87万元。最后,以此为基础,提出青海省草地生态系统适应性管理策略,为青海省生态立省战略提供决策支持和依据。     

生态系统服务时空演化的非线性影响因子——以钱塘江流域为例

为深入探究不同尺度、不同类别影响因素对不同类型生态系统服务的影响程度和复杂关系,本文测定了钱塘江流域7项生态系统服务的时空变化,并通过随机森林模型识别了各单项生态系统服务不同尺度自然环境因素和社会经济因素的影响程度和相对重要性,并评估了主导影响因素的边际效应.结果表明：2010~2017年,各单项生态系统服务在时空变化上具有明显的空间分异特征;不同类型生态系统服务受不同尺度自然环境因素和社会经济因素的共同影响,但其影响程度存在明显差异,格网尺度、自然环境因素的影响相对较大,建设用地、耕地及与其直接相关的社会经济因素的变化改变和塑造着生态系统服务的演化过程;主导影响因素与各单项生态系统服务之间存在复杂的非线性关系,各影响因素指标的变化对各年份生态系统服务具有非平稳的影响,如建设用地增加初期对多项生态系统服务的影响更为复杂和剧烈.     

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.      

生态系统服务评估在政策中的应用研究进展

生态系统服务科学评估是生态保护政策制定的基础,但其在政策制定过程中的作用范围及应用效果仍处于探索阶段。文章在系统梳理生态系统服务分类及常用生态系统服务供能量及价值量评估方法基础上,从生态保护政策目标制定、区域划定及受益者识别等方面分析了生态系统服务能够提供的作用;结合我国生态安全及生态文明制度需求,从国家尺度到局地尺度上,利用典型应用案例探讨了生态系统服务在生态保护政策中的应用效果;并进一步提出未来生态系统服务评估在生态保护政策应用中的切入点,即规范评估方法,建立生态系统过程-服务-居民福祉关联,注重基于生态系统服务评估的政策创新。以期为生态系统保护、生态文明制度建设提供支持。     

生态系统净化空气服务研究进展

生态系统服务对人类福祉和区域可持续发展具有不可替代性,净化空气是生态系统服务主要类型之一,对于人居质量改善和区域生态文明建设具有重要意义.对生态系统净化空气服务及其量化研究成果进行归纳整理,阐述了生态系统净化空气服务的来源、概念及内涵,归纳总结了市场理论法和生态模型法估算净化空气服务的优缺点,梳理了国内外相关研究实践与...     

中国森林生态系统服务功能及其价值评价

森林生态系统对维持我国自然生态系统格局、功能和过程具有特殊的生态意义。客观衡量森林生态系统的服务效能,对于森林资源保护及其科学利用具有重要意义。论文在分析森林生态系统服务功能的基础上,根据其提供服务的机制、类型和效用,把森林生态系统的服务功能划分为提供产品、调节功能、文化功能和生命支持功能四大类,建立了由林木产品、林副产品、气候调节、光合固C、涵养水源、土壤保持、净化环境、养分循环、防风固沙、文化多样性、休闲旅游、释放氧气、维持生物多样性13项功能指标构成的森林生态系统评价指标体系,并对其中的10项功能指标以2000年为评价基准年份进行了初步评价。结果表明,森林生态系统10类生态系统服务功能的总生态经济价值为14060.05×108元/a,其中直接价值和间接价值分别为2519.45×108元和11540.60×108元,间接价值是直接价值的4.6倍。研究认为,森林生态系统服务功能及其价值评价工作应进一步加强森林生态系统服务功能机制的基础研究和不同尺度下空间数据的耦合和应用方法研究。     

中国北方干燥地城市扩展过程对生态系统服务的影响——以呼和浩特-包头-鄂尔多斯城市群地区为例

理解中国北方干燥地城市扩展过程对生态系统服务的影响对提高干燥地人类福祉和实现区域可持续发展具有重要的意义。为此,论文以正在经历快速城市化的呼和浩特-包头-鄂尔多斯(呼包鄂)地区为例,从区域、城市和旗县3个尺度上揭示了该地区1990—2013年城市扩展过程对生态系统服务的影响。首先,量化了呼包鄂地区1990年的生境质量、粮食生产、肉类生产和碳储量4种关键生态系统服务。然后,分析了1990—2013年呼包鄂地区的城市扩展过程。最后,在区域、城市和旗县3个尺度上评价了呼包鄂地区1990—2013年城市扩展过程对生态系统服务的影响。结果显示,1990—2013年,呼包鄂地区经历了快速的城市扩展过程,城市用地面积从314.22 km~2增加到692.10 km~2,增长了1.2倍。区域城市扩展过程导致4种生态系统服务均明显下降。其中,粮食生产服务损失最严重,损失量达1.36×10~4t,约占1990年全区粮食生产总量的1%。边缘型和飞地型城市扩展对生态系统服务的影响最明显。1990—2013年,边缘型城市扩展导致的粮食生产、肉类生产和碳储量损失量占区域城市扩展过程中各项服务损失总量的比例均超过60%,飞地型城市扩展造成的肉类生产服务损失量大于区域城市扩展过程中该服务损失总量的1/3。边缘型和飞地型城市扩展过程导致的耕地和草地大量减少是造成生态系统服务快速下降的主要原因。因此,建议在呼包鄂地区的城市化进程中应提高城市用地利用率,控制边缘型和飞地型城市扩展,以减少城市扩展过程对生态系统服务的影响。     

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。     

生态系统服务价值评估方法研究

生态系统服务功能是指由生态系统所提供的、生态过程所形成的能够满足和维持人类生活需要的条件和效用。对生态系统服务功能的价值评估有利于人们认识自然生态系统对人类福利的重要性。本文通过分析国内外生态系统服务价值研究进展,对现有概念、内涵展开分析,并在现有评估方法的基础上进行总结提炼,从完善基础资料、进行综合价值评估研究、生态系统服务价值动态评估方法、建立生态环境与经济综合核算体系四个方面,提出生态系统服务价值评估方法研究的发展方向。     

水生态系统服务功能价值评估研究综述

随着人类认识的不断进步,水生态系统服务功能价值的分类及评估方法逐渐形成。专家们对湿地、湖泊、水库等生态系统的服务功能价值进行了评估。但评估方法尚不成熟,服务功能分类缺乏统一的标准,以瞬时静态评估为主,不能充分体现各个生态系统的特征和空间异质性。     

自然保护地数字文化生态系统服务质量测度与出游意愿效应——以中国五地国家公园网络空间为例

自然保护地的文化生态系统服务（CES）是保护与提升资源价值,造福国民的有效工具。数字化发展是其实现多维功能拓展的时代需求,亟待学术探索。基于提出数字文化生态系统服务（D-CES）概念,以中国五地（三江源国家公园、海南热带雨林国家公园、大熊猫国家公园、东北虎豹国家公园、武夷山国家公园）的网络空间为案例地,以数字田野调查和多阶段访谈与问卷调查为基础,结合扎根理论质性探索与量化分析,建构了数字文化生态系统服务量表,并检验了其对潜在游客出游行为意愿的效应。结果表明：（1）确立国家公园数字文化生态系统服务五大主题类属和18个概念类属;（2）研究编制、探索并验证了数字文化生态系统服务的测度量表,确定了5个维度（教育价值、美学价值、社交价值、精神价值、娱乐价值）和16个题项;（3）通过效标效度检验,发现了不同维度对潜在游客出游行为意愿的影响;（4）研究为国家公园数字文化生态系统服务的建设提供了参考策略。