王梅娟　李陽

生態(tài)系統(tǒng)可以提供眾多的服務(wù)，例如供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)和支撐服務(wù)等，關(guān)系著人類的健康發(fā)展，與人類福祉密切相關(guān)，所以對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行價值評估十分必要，健康科學(xué)有效的價值評估可以更好地促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展與健康管理。特別是InVEST模型的出現(xiàn)，突破了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估方法的局限，它在能量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的同時，對其進(jìn)行空間化，并且結(jié)合相關(guān)情景模擬對未來進(jìn)行預(yù)測。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，基于InVEST模型對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估的相關(guān)研究主要集中在流域尺度，淡水系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)方面的研究較多，海洋生態(tài)系統(tǒng)方面的研究較少，特別是在旅游、科研價值方面研究不足，基于此，文章分析并提出了未來的研究方向。

一、國內(nèi)外相關(guān)研究

20世紀(jì)90年代初期，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的相關(guān)研究已經(jīng)基本處于起步階段，但當(dāng)時大多都是定性研究。直到1993年，Cairns探討了不同情景下理想的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平確定的研究出現(xiàn)，開始定量化計算的進(jìn)程。20世紀(jì)后期，Costanza對全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值進(jìn)行了計算，此次計算是最具歷史意義的一次變革，其中涉及的方法有：物質(zhì)量的評價方法、能值分析方法和價值量的評價方法，價值量評價方法應(yīng)用范圍最廣，應(yīng)用者最多，主要包括影子價格法（shadow pricing）、影子工程法、條件價值法（Contingent Valuation Method，CVM）等，其基本集中于定量的描述階段。

主要問題在于評價中均是將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分解為多個子項目分別進(jìn)行量化評價，由于分類的主觀性和局限性，所以難以厘清各子項目之間的復(fù)雜關(guān)系。對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總經(jīng)濟價值進(jìn)行評估，往往是采用分類評價，再進(jìn)行相加，缺乏整體考慮。如何精確從整體的角度量化生態(tài)系統(tǒng)價值，是未來要探討的方向。

國內(nèi)學(xué)者在進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估時，多采用Costanza的方法，然而其對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估是靜態(tài)的，且沒有實現(xiàn)空間化，不夠直觀。RS和GIS使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估的空間化成為可能，但是還未能實現(xiàn)其價值的定量評估。InVESTt模型的出現(xiàn)很好地彌補了這個空白，使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值定量評估的空間化成為可能。

二、InVEST模型概述

InVEST模型，即生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和交易的綜合評估模型（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs），由美國的斯坦福大學(xué)開發(fā)，大自然保護協(xié)會（TNC）與世界自然基金會（WWF）聯(lián)合支持的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估模型，主要是通過分析不同情境下生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)物質(zhì)量與價值量的相關(guān)變化，為利益相關(guān)者提供科學(xué)的決策和管理的依據(jù)。它是基于GIS平臺，以空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對各種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行量化，并進(jìn)行地圖化顯示。

在中國知網(wǎng)上以“InVEST模型”為關(guān)鍵詞搜索，查到部分文獻(xiàn)，包括2009年張明陽、王克林等，以喀斯特地貌為例，利用遙感對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行定量評估與分析；2011年，方瑜、歐陽志云等以海河流域為例，研究了草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能并對其價值進(jìn)行了評估；2012年，張燦強、李文華等利用InVEST模型對太湖上游的重要支流西苕溪流域的產(chǎn)水量進(jìn)行了綜合對比分析；2012年，楊園園、戴爾阜等人在相關(guān)研究基礎(chǔ)上利用InVEST模型對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估的研究框架進(jìn)行了綜述；2013年，吳哲、陳歆、劉貝貝、初金鳳、彭黎旭等利用InVEST模型對海南省海南島的營養(yǎng)物負(fù)荷進(jìn)行了相關(guān)的風(fēng)險評估；2013年李屹峰等人以密云水庫流域為例，研究了土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響；2013年，吳健生、張理卿等利用InVEST模型對廣東省深圳市的景觀生態(tài)安全格局源地進(jìn)行了有效的綜合識別；2014年，阮俊杰、王敏等以福建寧德為例，利用InVEST模型對寧德市的生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持功能進(jìn)行了研究；2014年，劉康、李婷等利用InVEST模型對秦嶺的山地的土壤流失及保持功能進(jìn)行了生態(tài)效益評價。可看出InVEST模型作為一種新興模型得到越來越人的關(guān)注和認(rèn)可。

通過對文獻(xiàn)進(jìn)行梳理發(fā)現(xiàn)，基于InVEST模型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能主要集中在以下幾個方面：水源的涵養(yǎng)、土壤的保持、碳固定、水質(zhì)的凈化和生物的多樣性。目前InVEST模型的版本是2013年6月7號發(fā)布Version 2.5.4，主要有三個部分組成。第一部分是淡水生態(tài)系統(tǒng)評估，其中包括水電（產(chǎn)水量、水短缺）、水質(zhì)（產(chǎn)水量、營養(yǎng)物沉積）和沉積物（土壤侵蝕）。第二部分是海洋生態(tài)系統(tǒng)評估部分，主要是檢查擴展創(chuàng)建GS，包括海洋保護、美感評估，水產(chǎn)養(yǎng)殖，生境風(fēng)險評估，疊置分析，波能評估等。第三部分是陸地生態(tài)系統(tǒng)評估，包括生物多樣性、碳儲量、授粉和木材產(chǎn)量，是比較常用的一部分。

三、InVEST模型在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能應(yīng)用中的評價

（一）模型的優(yōu)勢

首先，InVEST模型系統(tǒng)里的各個模塊參數(shù)比較容易獲得，且總體數(shù)量較少，操作起來比較簡單，數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出比較容易，不冗雜。其次，InVEST模型是基于空間化的，可以很好地將服務(wù)功能進(jìn)行空間化的動態(tài)表示，更好地分析空間的異質(zhì)性特征，相對來說，比較形象直觀。最后，此模型可以進(jìn)行多種情景模擬下的計算，更好地厘清解決自然資源保護和經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系，為利益相關(guān)者提供相應(yīng)的決策依據(jù)。

（二）模型的局限

在研究尺度方面，InVEST模型主要是基于流域角度，如水質(zhì)、泥沙等。另外，有些指標(biāo)計算局限性比較大，比如生物多樣性這個指標(biāo)，模型假定生境質(zhì)量高的地方生物多樣性也較高，如果生境質(zhì)量高的地方遭到破壞，則損失比較嚴(yán)重。但是，事實上，在現(xiàn)實生活中生境好的地方，生物多樣性不一定高。另外，RS和GIS在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估僅能實現(xiàn)部分功能空間化的動態(tài)評估，對旅游方面價值和文化方面的價值估算相對欠缺。最后，和生態(tài)足跡模型（Ecological footprint，EF）、CITYgreen模型、VER模型（Ecological Value at Risk）相比，該模型對相關(guān)數(shù)據(jù)的變化相對來說十分敏感，特別是生物多樣性保護的結(jié)果目前還不能以經(jīng)濟價值來進(jìn)行衡量計算。

四、結(jié)語

首先，應(yīng)用InVEST模型研究土地利用變化下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的響應(yīng)情況可能會成為一種主要的研究范式。以前的相關(guān)研究多是以靜態(tài)的價值量評估為主，對相關(guān)物質(zhì)量的動態(tài)研究較少，相關(guān)的生態(tài)學(xué)機制研究也不多。隨著人為活動、氣候變化等各方面對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響的加劇，越來越需要對其進(jìn)行相應(yīng)的動態(tài)研究，以此來觀察人為影響下的土地利用的變化過程，進(jìn)而更好地促進(jìn)資源的可持續(xù)有效利用，構(gòu)建合理的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估模型。

其次，在研究尺度上，基于流域尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估也許會越來越受歡迎，未來將會成為典型方法。目前對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的相關(guān)研究大多集中在某一特定地點，如相關(guān)的自然保護區(qū)、城市、縣區(qū)等特定的區(qū)域。然而，有些生態(tài)系統(tǒng)提供的功能并不屬于原位性服務(wù)，無法歸到具體的區(qū)域進(jìn)行研究。特別是流域系統(tǒng)，隨著氣候變化和人為活動的增強，流域系統(tǒng)服務(wù)功能越來越弱，急需有效的科學(xué)的方法來評估其價值，促進(jìn)其保護，因此基于流域尺度上的價值評價，有利于幫助人們更直觀地認(rèn)識和了解其在空間上遷移規(guī)律，同時也可以促進(jìn)人們對其進(jìn)行更好的保護。

再次，InVEST模型可以與不同的情景分析相結(jié)合，評價不同的決策情境下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的改變，研究各種服務(wù)功能的得失，從而為利益相關(guān)者的決策提供有效的依據(jù)，或成為未來主要的研究內(nèi)容。此外，InVEST模型對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行的量化和空間化，可結(jié)合情景分析方法，更好地分析在不同的管理策略下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的得失，促進(jìn)人類發(fā)展與服務(wù)功能維持之間的平衡發(fā)展。

最后，未來InVEST模型會更多地應(yīng)用在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，特別是在陸海交界處的濕地生態(tài)系統(tǒng)研究中的應(yīng)用會越來越多。濕地系統(tǒng)作為重要的保護區(qū)域，有較高的生物生產(chǎn)力、多樣性和物種多樣性功能，同時由于本身特點的影響，所以其較脆弱，所以對其的研究顯得十分重要。目前關(guān)于InVEST模型海洋系統(tǒng)方面的研究比較少，模型本身的海洋板塊也比較欠缺，所以對于海洋生態(tài)系統(tǒng)的評估較少，因此，未來應(yīng)該重點開發(fā)InVEST模型在海洋生態(tài)系統(tǒng)研究方面的子模塊。

（作者單位：1.山東女子學(xué)院；2.濟南市規(guī)劃院）