定量测度生物多样性对人类福祉贡献的指标体系研究

生物多样性关系人类福祉,是人类赖以生存的基础。定量评估生物多样性对人类福祉的贡献尤为重要,是当前的研究热点。在总结前人研究理论的基础上,从物质贡献、生态调节贡献和精神文化3个方面,构建了基于生态系统服务视角的生物多样性对人类福祉贡献评估的指标体系,并利用专家打分确定各级指标权重。该指标体系具有较好的可操作性和可推广性,可用于我国生物多样性对人类福祉贡献的多尺度评估。同时,指标体系具有一定的灵活性,允许在三级指标中增加反映地方或局地特征的特色指标,可以促进局地尺度的精细化研究,这将为我国生物多样性保护、生态系统管理和人类福祉相关的决策制定提供重要的科学基础。     

生态系统服务与人类福祉关系研究进展

生态系统服务是连接自然系统与人类福祉的桥梁,生态系统通过生态功能持续为人类提供产品与服务,满足人类福祉需求。在分析国内外生态系统服务、人类福祉及关系等研究动态的基础上,归纳生态系统服务、人类福祉内涵与分类,重点阐述生态系统服务与人类福祉作用关系、关系形式以及关系评估方法,总结提出生态系统服务与人类福祉关系研究重点是数量和空间的供需状态与评估方法。强调今后要加强生态系统服务与人类福祉关系的科学研究,并将其应用到政策制定与管理中,通过生态系统服务与人类福祉关系研究,可为生态系统管理和扶贫等可持续发展战略提供有力支撑。     

生物多样性贡献人类福祉的研究进展

近年来,生态系统服务和人类福祉之间的关系成为了生态学研究的重点,生态系统所提供的各类生态系统服务,是人类生存和社会经济发展的基础,只有健康的生态系统才能够为人类提供更多的福祉.生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和,表现在生命系统的各个组织水平上,从多方面影响生态系统服务,进而影响人...     

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。     

草地生态系统生物和功能多样性及其优化管理

草地生态系统作为陆地生态系统的主要类型之一,能够为人类提供丰富多样的生产和服务功能,在维持和保护生物多样性、提供生产力、土壤碳库、养分循环、防风固沙、保持水土、涵养水源、调节气候等方面发挥着重要功能。然而,随着城市化和工业化进程的加快,人类对自然界进行了高强度掠夺式开发利用,为谋求经济发展而不惜以牺牲环境与自然资源为代价,致使社会经济的发展同资源与环境保护之间的矛盾日益突出,如越来越多的生物面临灭绝、生态系统服务功能下降、全球气候变化等,而这些问题反过来又影响了社会经济的可持续发展。在人类活动附加于自然草地生态系统后,草地的利用与经营管理方式以依赖实践和经验为主导,而关于草地生态系统结构和功能的理论研究一直处于探索积累阶段而不能很好地指导实践,致使草地利用与发展经历了缺乏科学指导和合理调控的盲目发展模式。随着数学方法和信息技术等在生态学中的广泛应用,对生态系统结构、组分之间机理联系的深入认识,生态学家正试图利用信息科学、系统科学和网络分析技术,准确模拟生物多样性、多元生态功能网络,分析多功能之间的权衡关系,优化生态系统服务,实现对草地发展趋势的科学预警,加强草地良性发展的人为调控,以最终实现生物多样性保护、优化生态功能和可持续发展的科学管理系统。文章综述了生物多样性和草地生态系统功能与管理的重要研究进展,提出了促进草地生态系统可持续发展的建议与研究展望。     

生态系统服务研究的问题与展望

生态系统服务的研究是当前资源经济学和生态经济学的研究热点之一。通过分析生态系统服务的概念辨析,认为从生态系统功能的定义过渡到生态系统服务定义的过程中,在关注生态系统整体性的同时忽略了生态系统要素之间的相互作用,导致生态系统服务的评估中可能存在着重复估值或者估值不全面等风险。针对目前的很多生态系统的评估对生态系统的耗损贬值和环境退化所造成的负效益的忽略,以及对人类活动的干扰和气候变化等对生态系统服务产生影响研究不足,提出在今后的研究中应该在深入理解生态系统的复杂生态学机制的基础上,结合数学模型模拟在不确定性下的各种风险损失,加强对生态系统服务的时空动态分析,重视在气候变化、经济发展、环境污染、城市化以及人类活动的过度放牧和过度开垦引起的水土流失、环境退化、荒漠化等土地利用变化的干扰时生态系统服务的变化和反馈,更进一步分析和预测生态系统服务的损益和响应研究;通过长期的试验监测揭示生物多样性和生态系统的关系,测度出土地利用和环境变化对生物多样性的影响和边际效益,及其对生态系统服务的影响的弹性值,实现生态系统服务的精确估值;关注生态系统服务对人类福利的影响,尤其重视贫困地区和生态脆弱区的生态系统服务对减小贫困的研究,建立科学的生态补偿机制,实现可持续发展。     

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.     

全球生物多样性评估方法及研究进展

评估和预测全球生物多样性丧失趋势及其对人类福祉的影响,是当前国际生物多样性研究的重要方向之一。结合全球生物多样性评估的最新研究进展,对全球生物多样性评估的内涵、方法和成果进行了阐述。驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)概念框架是当前生物多样性评估项目主要使用的评估框架。按照评估目的的不同,可将生物多样性评估方法划分为指标评估、模型模拟和情景分析3种主要方法,其中全球2010年目标评估指标框架、全球环境综合评估模型(IMAGE)/全球生物多样性评估模型(GLOBIO)组合以及政府间气候变化专门委员会(IPCC)的《排放情景特别报告》(SRES)以及千年生态系统评估(MA)、全球环境展望(GEO)和世界经济合作组织(OECD)环境展望等项目建立的情景模式是全球评估项目中主要采用的评估方法。多个全球评估项目的研究结果表明,全球生物多样性丧失趋势没有得到有效遏制,在21世纪,其速度将进一步加快。在今后的研究中,仍需在理解生物多样性、生态系统服务和人类福祉之间的关系,全球2020年评估指标框架,以及发展基于多情景、多模型和多生态系统的综合评估方法等方面进行深入探讨。中国应认真总结全球生物多样性评估理论和方法方面的研究经验,加强中国2020年目标评估指标体系和中国生物多样性监测网络建设,发展适合中国区域特点的具有自主知识产权的生物多样性综合评估模型和情景分析方法,定期对全国生物多样性进行综合评估,切实掌握全国生物多样性现状及变化趋势,为中国生物多样性保护和管理决策提供服务。     

生态系统功能与生态系统服务的概念辨析

"生态系统功能(Ecosystem functions)"和"生态系统服务(Ecosystem services)"已成为生态学中的重要研究领域.针对国内部分研究人员对"生态系统功能"与"生态系统服务(功能)"概念和术语混淆使用的问题,在归纳总结国内外有关的重要研究的基础上,通过分别论述"生态系统功能"与"生态系统服务"的定义和内涵,辨析和阐明了生态系统"功能"与"服务"的区别与关系.生态系统功能是构建系统内生物有机体生理功能的过程,侧重于反映生态系统的自然属性,是维持生态系统服务的基础;生态系统服务是由生态系统功能产生的,是基于人类的需要、利用和偏好,反映了人类对生态系统功能的利用,是生态系统功能满足人类福利的一种表现.因此"生态系统服务功能"这一术语不准确,容易产生误解.     

北京生态宣言——生态:认识世界、改造环境、调整人生的重要工具

2007年世界生态高峰会,来自70多个国家、地区的1400多名生态学工作者欢聚一堂,针对如何运用生态学方法缓解全球气候变化、生态系统退化,以及如何实现联合国千年发展目标,改善人类福祉进行了富有成效的讨论。与会代表乐意与世界各国民众和决策管理人员分享他们掌握的生态知识。     

湿地生态系统服务功能评估研究进展

介绍了湿地生态系统服务功能评估发展历程和生态系统服务价值评估的理论基础,对湿地生态服务功能评估的流程、方法、指标体系建立给出了参考范例,并探讨了生态服务价值评估在方法和技术上需要改进的几个方面,主要包括评价方法的统一、生态过程价值的理解、计量参数修正、标准和体系的选择、对生态服务功能状态好坏分级评估。阐述了生态系统服务价值评估还存在某些问题及有待今后发展的理论和方法来改进和完善的途径。     

土地整治对生态系统服务影响研究综述

生态系统服务是人类直接或间接从生态系统获得的各种惠益,构建了人类与自然的桥梁和纽带,将科学与管理决策紧密相连。全面认识和深入理解人类活动对生态环境的影响,对实现区域协调和可持续发展具有重要意义。土地整治已成为中国最大规模改变土地利用方式和影响陆地生态系统的有组织的人类活动之一,深刻影响着区域乃至全国的土地利用格局和生态过程,也对生态系统服务产生了诸多影响。在分析土地整治与生态系统服务关系的基础上,阐明土地整治通过改变土地利用/覆被的类型、结构和格局间接影响生态系统服务;通过分析土地平整和农田水利等工程措施对生态系统供给、调节、支持和文化等服务功能的直接影响,指出其既有正向影响,又有负向影响。论述了土地整治对不同生态系统服务之间关系的影响,认为土地整治能影响其间的协同或者权衡关系。概括了土地整治对生态系统服务影响的尺度效应,指出土地整治对生态系统服务的影响具有较强的尺度依赖性。提出了未来重点研究内容:(1)加强土地整治对生态系统结构和过程影响的研究,构建土地整治对生态过程和功能影响的方法与模型;(2)围绕土地整治影响生态系统结构与功能—生态系统服务—调节调控这一主线,强化土地整治中生态系统服务及其相互关系的研究;(3)加强土地整治的区域生态系统服务集成和优化研究,科学调控土地整治所影响的关键生态系统服务和时空布局;(4)重视土地整治对生态系统服务影响的尺度效应,深入研究土地整治在不同时空尺度上影响生态系统服务的耦合机制。期望完善土地整治对生态系统服务影响的研究,为将生态系统服务评价纳入土地整治的管理决策提供科学依据。     

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.     

生态学范式下的清洁生产、产业生态和循环经济分析

运用生态学理论,从个体生态、种群生态、群落生态和生态系统生态4个生态学尺度上对清洁生产、产业生态和循环经济进行类比分析,论述了清洁生产与个体生态学、生态产业与种群生态学和群落生态学、循环经济与生态系统生态学的内在联系及3者之间的相容和递进关系,指出当前清洁生产和产业生态研究与实践中存在的局限性,认为提高清洁生产实施的层次,扩大清洁生产实施的范围,将产业生态研究上升到产业生态系统层面是清洁生产和产业生态未来研究和实践的方向,3者在不同层面的实践将最终推动人类不断接近可持续发展的理想目标.     

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。     

沉积记录揭示的湖泊长期生态系统服务权衡/协同机制:进展、案例剖析与展望

揭示生态系统服务的时空变化特征及权衡/协同机制,对提升生态系统服务总体效益和人类福祉至关重要,已成为当前研究热点。在概述生态系统服务权衡/协同过程与机制的研究方法、进展基础上,以湖泊生态系统为研究对象(以长江中下游太白湖为例),探讨如何利用历史记录(包括文献记载及基于湖泊沉积的定量重建)来有效重建湖泊生态系统功能、定量各功能间权衡/协同特征、揭示生态服务间权衡/协同发生机制等重要问题,重点展示基于湖泊沉积物分析的古湖沼学方法在重建历史时期生态系统服务过程方面的技术优势。最后对目前存在的问题及今后的研究方向做一展望:古湖沼学方法的不确定性及指标解释有待进一步完善,需要进行生态系统过程-服务动态过程的多情景模拟研究,加大湖泊生态系统服务在不同时空尺度上的相互作用机制研究。     

基于CLUE-S和InVEST模型的五马河流域生态系统服务多情景评估

开展生态系统服务量化评估是科学进行生态系统管理的前提,对保障区域可持续发展和人类福祉意义重大。基于生态系统服务和交易的综合评估模型(In VEST),耦合小区域土地利用转换及其效应模型(CLUE-S),对五马河流域当前土地覆盖条件下及2030年2种土地覆盖情景[经济发展情景(SED)和生态保护情景(SEP)]下的产水、营养物质输移和沉积物持留3项生态系统服务进行量化评估。结果表明,当前流域的总产水量、总氮输出量、总磷输出量、沉积物持留量分别约为2.7×108m3、630 t、142 t和2×108t。经济发展情景下2030年流域上述3项生态系统服务的物质量相对于当前变化均不明显。生态保护情景下2030年流域总产水量相对于当前将减少约600×104m3,总氮和总磷输出量分别减少约34.8%和35.4%,沉积物持留量增加约0.7×106t。总体而言,五马河流域上述3项生态系统服务与土地覆盖状况密切相关,生态保护情景下2030年上述3项生态系统服务功能较当前将有明显提高。     

城市森林生态系统滞纳空气颗粒物功能向生态系统服务的转化率

生态系统服务是生态系统功能中有利于人类福祉的部分,生态系统功能向服务的转化研究成为未来生态系统服务评估的重要发展方向.以大气环境污染较为严重的北京市和陕西省关中地区的城市森林生态系统为例,利用气溶胶再形成法,研究不同树种和污染区城市森林生态系统滞纳空气颗粒物能力,探讨其向服务的转化率问题.结果表明,城市森林生态系统中不同树种滞纳空气颗粒物功能向服务的转化率存在差异,雪松最高,达95%,而白皮松最低,仅为47%,树种滞纳颗粒物能力与转化率没有必然联系,电镜扫描结果显示与叶表微观结构特征如气孔大小或多少、绒毛长短、蜡质层有无等有关.空气污染强度不同的多个城市中,转化率为宝鸡西安咸阳韩城杨凌渭南铜川,空气污染严重的城市转化率较高,空气质量优越且颗粒物含量少的城市,转化率相对较低.因此,叶片表面结构和树种所处地区的空气污染程度共同决定了城市森林生态系统滞纳空气颗粒物功能向服务的转化率;空气质量较差地区应增加绿地面积、提高植被覆盖率,有针对性地选择转化率较高的树种.     

生态安全格局构建：概念、框架与展望

生态安全格局是保障区域生态安全的基础,是人类维护绿色、健康与可持续发展的重要手段。在全球生态问题日益凸显的背景下,生态安全格局业已成为生态系统研究的热点领域。加强生态安全格局研究对维护生态系统结构与功能完整、保护生物多样性、保障区域生态安全和提升人类福祉具有重要意义。该文从“概念辨析、基础框架、研究进展与展望”等方面入手,全面系统梳理了国内外生态安全格局的相关研究成果,并从“研究方法、研究尺度、研究内容”等方面进行归纳总结,得出以下结论：（1）“源地识别—阻力面构建—廊道提取”的基本研究框架有待发展;（2）生态源地识别缺乏统一的科学标准,对生态系统服务供需关系的考虑未能兼顾;（3）生态廊道提取方法有待进一步优化;（4）地理空间联动性和生态系统功能的相互性考虑欠缺;（5）自然生态系统与社会经济系统间耦合关系研究较为薄弱。未来研究趋势可关注以下方面：（1）多模型、多方法、多技术的集成研究;（2）动态考量生态安全标准的量化研究;（3）各方利益博弈的现实执行研究;（4）生态安全预测、预警与调控管理的强化研究;（5）服务国家战略的生态安全格局构建研究。     

基于生态系统服务流视角的人地系统动态演化评估

陆地表层复杂的人地关系地域系统是人类活动的载体,同时承载着人类活动产生的环境影响。人地关系动态演进过程体现了人类对环境与自然资源开发和利用的深化。随着我国经济社会的迅速发展、生态系统服务的退化消失,人地系统矛盾日趋尖锐。生态系统服务流对生态系统服务的转化、输送与维持具有重要作用,是自然生态系统与社会经济系统之间的桥梁,能够在人地系统间建立时空连接。以黄河中下游的快速城市化发展地区(河南省郑州市)和生态环境保育区(河南省南阳市)为研究对象,构建生态系统服务供需综合评估框架,揭示中尺度区域人地关系动态演变规律。结果表明：近30年间,郑州市的人均三维生态足迹增长力度大于南阳市,而生态承载力水平小于南阳市。2020年郑州市人均三维生态足迹与南阳市的差值为0.195 9 hm²/人,人均生态赤字是南阳市的2倍、1990年的121倍。由此可知,快速城市化发展地区的生态系统服务供给能力和可持续发展水平远低于生态环境保育区,人地系统矛盾比生态环境保育区尖锐。基于生态系统服务流视角的区域人地系统动态演化评估,可为决策者制定科学、合理的区域生态保护和高质量发展政策提供支持。