楊倩, 孟廣濤,*, 谷麗萍, 方波, 張正海, 蔡雨新

草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估研究綜述

楊倩1,2, 孟廣濤1,2,*, 谷麗萍1, 方波1, 張正海1,2, 蔡雨新1,2

1. 云南省林業(yè)和草原科學(xué)院, 昆明 650201; 2. 云南高黎貢山森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站, 昆明 650201

草地生態(tài)系統(tǒng)是兼有生產(chǎn)和生態(tài)兩個(gè)功能的特殊生態(tài)系統(tǒng), 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 草地資源過渡開發(fā)利用, 導(dǎo)致的區(qū)域生態(tài)問題日益突出。評(píng)價(jià)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值, 對(duì)于保護(hù)和恢復(fù)草地生態(tài)系統(tǒng), 制定合理的經(jīng)濟(jì)開發(fā)決策, 維護(hù)國家生態(tài)安全具有重要意義。文章基于相關(guān)研究文獻(xiàn), 首先概述了草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值內(nèi)涵及功能分類; 其次, 介紹了草地生態(tài)服務(wù)功能的研究進(jìn)展, 探討和比較了草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法, 并闡述目前草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估的應(yīng)用領(lǐng)域; 最后, 總結(jié)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估存在問題并對(duì)未來的發(fā)展方向提出建議。

草地生態(tài)系統(tǒng); 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù); 價(jià)值評(píng)估; 研究綜述

0 前言

草地是我國最大的內(nèi)陸生態(tài)系統(tǒng), 擁有草地面積近4億公頃, 約占全球草地面積的12.4%, 占全國陸地國土面積41.7%, 約為森林面積的2.5倍, 農(nóng)田面積的3.2倍[1-3]。草地生態(tài)系統(tǒng)蘊(yùn)藏著豐富的生物種質(zhì)資源, 是農(nóng)牧民生活生產(chǎn)的主要載體, 對(duì)維持自然生態(tài)系統(tǒng)平衡、保護(hù)生態(tài)安全屏障起著重要作用[4]。2001年謝高地等[5]對(duì)我國自然草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估, 得出全國草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為每年1497.9×108美元, 是森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的12.8倍, 說明我國天然草地生態(tài)系統(tǒng)在區(qū)域生命支持系統(tǒng)中所起的重要作用。然而, 全球氣候變化以及人類不合理的開發(fā)利用, 導(dǎo)致草地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性降低, 生態(tài)服務(wù)功能不斷退化[6], 不僅影響畜牧業(yè)的發(fā)展, 降低農(nóng)牧民的生產(chǎn)、生活條件, 還會(huì)引發(fā)各種自然災(zāi)害, 嚴(yán)重威脅國家生態(tài)安全[7]。

對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估, 是支撐區(qū)域統(tǒng)籌治理與科學(xué)管理, 實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的的前提。既服務(wù)于國家戰(zhàn)略, 又是自身發(fā)展的迫切需要, 對(duì)維護(hù)我國生態(tài)平衡, 保護(hù)“山水林田湖草”生命共同體有著深遠(yuǎn)意義[5]。

1 草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的內(nèi)涵及分類

1.1 草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的內(nèi)涵

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的概念最早是由Holdren 和Ehrlich(1974)[8]提出。1997 年, Costanza、Daily等, 對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行了論述。Costanza[10]認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是人類通過生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)品和服務(wù), 獲得的直接或間接生態(tài)效益。Daily[11]則認(rèn)為, 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是自然生態(tài)系統(tǒng)通過維持生物多樣性、提供生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品以及支撐并優(yōu)化人類生存的所有環(huán)境條件和過程。千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估(Millennium Assessment, 縮寫為MA)在Costanza 的基礎(chǔ)上從生態(tài)系統(tǒng)變化與人類福祉的關(guān)系出發(fā)提出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的定義即人類從生態(tài)系統(tǒng)獲得的各種福利[12-13]。

歐陽志云在大量生態(tài)學(xué)研究的基礎(chǔ)上, 結(jié)合生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)方法, 總結(jié)了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的內(nèi)涵, 認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是生態(tài)系統(tǒng)及其生態(tài)過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用[11,14]。草地生態(tài)系統(tǒng)是生產(chǎn)-生活-生態(tài)為一體的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng), 其生態(tài)服務(wù)在保障糧食安全, 維持牧民生活, 調(diào)節(jié)生態(tài)平衡方面發(fā)揮重要作用[15]。

1.2 草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的分類

按價(jià)值分類, 根據(jù)學(xué)者劉興元等[6]、歐陽志云等[16]、劉玉龍等[17]、中國科學(xué)院可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究組[18]的研究成果, 第一類直接價(jià)值, 即為人類提供肉、奶、皮、藥材等直接利用的商品化的功能; 第二類間接價(jià)值, 即支撐和維持人類賴以生存的環(huán)境, 如水土保持、調(diào)節(jié)氣候、營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)等難以商品化的功能; 第三類選擇價(jià)值: 將來的使用或非使用價(jià)值, 如生物多樣性等; 第四類存在價(jià)值: 繼續(xù)存在價(jià)值, 如生物棲息地、瀕危物種等。

按其功能分類: 基于聯(lián)合國新千年全球生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估(MA)概念框架, 參考趙同謙、歐陽志云[14,16]等提出的草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的指標(biāo)體系分類方法, 草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能可分為提供產(chǎn)品功能、調(diào)節(jié)功能、文化功能和支持功能, 見表1[15]。

表1 草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分類

2 草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估

2.1 草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估研究進(jìn)展

早在20 世紀(jì)50 年代, 國外許多學(xué)者就開始對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)效益的價(jià)值評(píng)估進(jìn)行研究, 其中, 以美國生態(tài)學(xué)家Costanza的研究最具影響力[19]。1997年Costanza等13位科學(xué)家發(fā)表《全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和自然資本價(jià)值》一文, 指出全球草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值為每年906×108美元, 占全球總價(jià)值的2.72%, 占陸地生態(tài)系統(tǒng)總價(jià)值的7.3%[10]。這是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值全面評(píng)估的重要嘗試[20-21]。salad等(1997)在《Ecosystem Services in Glassland》中就草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)探討, 闡述了草地在維持大氣成分、基因庫、改善小氣候、水土保持各方面的功能, 并針對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)中評(píng)價(jià)困難的服務(wù)功能展開評(píng)價(jià)。2001年6月由聯(lián)合國秘書長安南發(fā)起的一項(xiàng)為期四年(2001—2005年)的國際合作計(jì)劃—千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估, 首次系統(tǒng)的揭示全球尺度上各類生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀、未來發(fā)展趨勢(shì)和對(duì)策、生態(tài)系統(tǒng)變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)以及對(duì)人類福祉的影響等, 對(duì)國際社會(huì)產(chǎn)生了重要影響[22]。

我國于20世紀(jì)80年代開始生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)研究, 到20世紀(jì)90年代初, 中國林科院核算森林資源[23], 20 世紀(jì) 90 年代中期, 我國生態(tài)學(xué)家開始比較系統(tǒng)的研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值和價(jià)值評(píng)價(jià)方法。2001年, 我國為配合MA項(xiàng)目, 組織啟動(dòng)了中國西部生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)估項(xiàng)目(簡稱為MAWEC), 經(jīng)過4年努力, 完成了MAWEC預(yù)期計(jì)劃, 發(fā)表了《中國西部生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)估》[24], 意味著我國生態(tài)系統(tǒng)及其功能的認(rèn)識(shí)正在逐步深入。

歐陽志云[14]、陳仲新[25]、謝高地[5,26]是國內(nèi)最早開展生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)估的研究人員, 他們參照Costanza等的方法, 對(duì)全國各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行了評(píng)估, 積累了豐富的數(shù)據(jù)資料。對(duì)于草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估的研究, 陳仲新, 張新時(shí)[25]估算我國草地生態(tài)系統(tǒng)的自然資本和服務(wù)的平均綜合價(jià)值為1009.16億美元; 謝高地等人[5], 利用生物量指數(shù)對(duì)Costanza等給出的服務(wù)功能單位面積價(jià)值進(jìn)行了訂正, 逐項(xiàng)估計(jì)了我國各類草地生態(tài)系統(tǒng)的各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值, 計(jì)算得出全國草地生態(tài)系統(tǒng)每年的服務(wù)價(jià)值為1497.9×108美元。姜立鵬等[27]利用遙感技術(shù)估算了我國草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。

趙同謙[15]、歐陽志云[16]、和劉起等[28]在國際通用的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類體系的基礎(chǔ)上, 按照草地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類生存和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用, 制定了草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系, 尹劍慧等[19]將國內(nèi)學(xué)者應(yīng)用的指標(biāo)體系進(jìn)行篩選和對(duì)比, 按權(quán)重大小總結(jié)出了一套常用的草地生態(tài)功能評(píng)價(jià)指標(biāo), 這些研究對(duì)我國草地生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估具有指導(dǎo)意義。

2.2 草地生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值評(píng)估方法

目前, 草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估的方法主要有三類: 以千年生態(tài)評(píng)估分類系統(tǒng)和Costanza等的分類方法為基礎(chǔ), 利用謝高地研究的單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表進(jìn)行計(jì)算, 簡稱當(dāng)量因子法; 用生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)方法對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行估算, 簡稱功能價(jià)值法; 隨著遙感技術(shù)的發(fā)展, 一些模型計(jì)算逐漸被運(yùn)用, 簡稱模型計(jì)算法。

2.2.1 當(dāng)量因子法

當(dāng)量因子法是將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分類, 以可量化的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建不同類型生態(tài)系統(tǒng)各種服務(wù)功能的價(jià)值當(dāng)量, 結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)的分布面積進(jìn)行評(píng)估[10, 29]。

最初的當(dāng)量因子法以Constaza等提出的方法為參照[4、5、30、33]。在對(duì)草地生物量訂正的基礎(chǔ)上, 估算各類草地生態(tài)系統(tǒng)的各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。但這種統(tǒng)計(jì)分析忽略了不同草地類型的時(shí)空差異, 估算結(jié)果不能動(dòng)態(tài)反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。2015年謝高地等[29]又對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表進(jìn)行修訂和補(bǔ)充, 建立適用于不同生態(tài)系統(tǒng)類型、不同生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值的時(shí)空動(dòng)態(tài)評(píng)估方法。為生態(tài)系統(tǒng)功能價(jià)值評(píng)估提供了更為客觀的方法[34-37]。目前大多數(shù)學(xué)者用改進(jìn)后的方法與遙感和GIS技術(shù)、凈初級(jí)生產(chǎn)力 (NPP) 數(shù)據(jù)相結(jié)合進(jìn)行研究[38-39]。

當(dāng)量因子法以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單位面積價(jià)值為基礎(chǔ)計(jì)算, 數(shù)據(jù)量少, 較為直觀易用, 適用于區(qū)域和全球尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估[29,33]。由于生態(tài)系統(tǒng)的異質(zhì)性, 導(dǎo)致特定的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值指標(biāo)不足以衡量不同區(qū)域?qū)嶋H的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值[40], 故此方法動(dòng)態(tài)性不足,且空間化表達(dá)和分析比較困難。

2.2.2 功能價(jià)值法

功能價(jià)值法以生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)為基礎(chǔ), 基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能量的多少和功能量的單位價(jià)格得到總價(jià)值。生態(tài)價(jià)值評(píng)估方法大致歸為三類: ①直接市場法, 包括市場價(jià)值法、費(fèi)用支出法、資產(chǎn)價(jià)值法和人力資本法等; ②替代市場法, 包括替代成本法、影子工程法、機(jī)會(huì)成本法和旅游費(fèi)用法等; ③模擬市場法(條件價(jià)值法)[16]。根據(jù)文獻(xiàn)資料, 草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值主要評(píng)價(jià)方法有市場價(jià)值法、機(jī)會(huì)成本法、生產(chǎn)成本法、水平衡法、影子工程法、替代價(jià)格法等[41-45]。各方法在草地生態(tài)系統(tǒng)中的運(yùn)用與對(duì)比如表2所示。

該方法的輸入?yún)?shù)較多, 沒有統(tǒng)一的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn), 計(jì)算過程較為復(fù)雜。且大部分生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)沒有供參照的市場交易價(jià)格, 估算出的結(jié)果與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)真是價(jià)值存在偏差, 有較大主觀性[29]。

2.2.3 模型計(jì)算法

GIS 可用于分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的空間分布, 模擬土地、人口等變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響[46]。遙感數(shù)據(jù)則為人類提供了不同尺度下制圖數(shù)據(jù)源和難以調(diào)查的數(shù)據(jù)[47]。于是基于GIS技術(shù)和遙感數(shù)據(jù)發(fā)展起來的生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估模型如InVEST模型、ARIES、MIMES等就應(yīng)運(yùn)而生。在評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與空間分布的關(guān)系等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。尤其是InVEST模型具有動(dòng)態(tài)化、空間化、多層次、多模塊的優(yōu)勢(shì), 能夠更好地評(píng)估和分析復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,, 是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能定量評(píng)估未來的發(fā)展方向[48-49]。

目前, 學(xué)者對(duì)InVEST 模型的應(yīng)用主要集中于生態(tài)工程[50-51]、草地水土保持、碳儲(chǔ)量、生物多樣性、涵養(yǎng)水源、固土保肥[52-56]。為了實(shí)現(xiàn)空間化動(dòng)態(tài)評(píng)估, 一些學(xué)者利用遙感影像和模型等方法對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行評(píng)估[57-59], 彌補(bǔ)了“以點(diǎn)帶面”的缺點(diǎn), 實(shí)現(xiàn)了草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能定量評(píng)估的空間化和動(dòng)態(tài)化[50、60]。

通過模型計(jì)算, 可以為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化的原因、影響因素提供更多信息, 直觀的反映研究區(qū)的具體情況, 以促進(jìn)人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化的理解。但是模型計(jì)算多為生態(tài)系統(tǒng)演變規(guī)律、變化趨勢(shì)等大尺度生態(tài)計(jì)算服務(wù), 對(duì)于更深層的機(jī)理研究不夠適合。

2.3 草地生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值評(píng)估的應(yīng)用

近年來, 對(duì)于草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估的研究不斷發(fā)展, 涉及到全國草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估[5、6、14], 區(qū)域草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估[4、38-39], 自然保護(hù)區(qū)、生態(tài)保護(hù)和建設(shè)工程成效評(píng)估[22], 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在近幾十年的時(shí)空變化及草地退化[61-62]的影響及機(jī)制等方面。既有大尺度生態(tài)系統(tǒng)演變規(guī)律的研究, 也有小尺度生態(tài)系統(tǒng)變化機(jī)理的研究。

2.3.1 區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值評(píng)估

受自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)條件及人文教育的影響, 不同區(qū)域有各自的發(fā)展模式和特點(diǎn), 近年來, 研究者開展大量區(qū)域性生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià), 從高寒草甸到熱性灌草叢, 從新疆牧區(qū)到城市綠地, 從黃河三角洲綠色空間到云貴石漠化草地, 從重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)到非重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)[38、63-67], 這些研究有助于量化資源價(jià)值、生態(tài)補(bǔ)償價(jià)值, 為當(dāng)?shù)卣Y源開發(fā)和保護(hù)政策的制定、政府資金的撥備、根據(jù)地區(qū)生態(tài)承載力控制污染物總量等行為提供確切的量化指標(biāo)。

2.3.2 自然保護(hù)區(qū)、生態(tài)工程建設(shè)成效評(píng)估

自然保護(hù)區(qū)和生態(tài)建設(shè)區(qū)都有特殊的地理位置, 生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜而脆弱。許多自然保護(hù)區(qū)由于生態(tài)功能退化而逐漸喪失其重要價(jià)值, 為保護(hù)、修復(fù)脆弱敏感區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能, 國家開展了一系列生態(tài)保護(hù)和建設(shè)工程[68], 針對(duì)生態(tài)保護(hù)與建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施以來成效進(jìn)行時(shí)空對(duì)比分析和評(píng)價(jià), 是有效保護(hù)生物多樣性和提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要保障。2013年邵全琴等[22]分析了三江源自然保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)與建設(shè)工程的生態(tài)成效及其原因。2014 年趙新宇等[69]對(duì)云霧山國家自然保護(hù)區(qū)研究區(qū)封育30年來系統(tǒng)生態(tài)資產(chǎn)價(jià)值及對(duì)封育效益進(jìn)行評(píng)價(jià)。2017年黃麟等[70]對(duì)比分析西藏重大生態(tài)工程實(shí)施前、后8 a 的生態(tài)成效。類似這些評(píng)價(jià)成果, 有助于總結(jié)生態(tài)敏感區(qū)環(huán)境保護(hù)與生態(tài)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn), 檢驗(yàn)生態(tài)工程的預(yù)期目標(biāo), 及時(shí)調(diào)整生態(tài)規(guī)劃和行動(dòng)。

2.3.3 草地健康狀況評(píng)估

千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估結(jié)果表明, 全球60%—70%的生態(tài)服務(wù)在過去的50年(相對(duì)于2000年)是退化或衰減的, 未來50年內(nèi)的發(fā)展也不甚樂觀[12]。由于氣候和人類活動(dòng)的干擾, 使得草地生態(tài)系統(tǒng)不同程度的退化, 生產(chǎn)力下降, 草地土壤蓄水保肥能力差, 這將嚴(yán)重影響牧區(qū)的牧草產(chǎn)量和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。近十幾年來, 我國對(duì)草地健康狀況的評(píng)價(jià)已經(jīng)取得了很大的突破。集中于放牧強(qiáng)度與草地健康指標(biāo)之間的關(guān)系[71-74]、草地退化的驅(qū)動(dòng)因素[75-76]、退化草地空間分布[77-78]等方面。通過對(duì)不同地域, 不同放牧管理?xiàng)l件下的草地土壤、植被、生物量等指標(biāo)的變化分析, 有助于草地改良和保護(hù)。

2.3.4 生態(tài)系統(tǒng)功能的時(shí)空變化及服務(wù)機(jī)理、調(diào)控機(jī)制

受人類生產(chǎn)生活的影響, 草地生態(tài)系統(tǒng)格局也在發(fā)生變化, 主要表現(xiàn)在草地景觀格局、土地利用/覆蓋變化和生態(tài)系統(tǒng)過程的變化等方面。2007年于格等[57], 對(duì)青藏高原研究區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究植物生長周期與生態(tài)服務(wù)功能之間的關(guān)系, 并進(jìn)一步揭示服務(wù)功能形成的內(nèi)在規(guī)律。鄧茂林[79]利用3期TM圖像分析了氣候變暖、人為排水疏干、過度放牧、無序旅游導(dǎo)致若爾蓋景觀破碎度的影響。2017年, 徐雨晴等[80]采用CEVS 模型, 分析了基準(zhǔn)期(1971—2000 年)及未來(2021—2050 年)RCP 4.5(中低排放)和RCP 8.5(高排放)情景下中國草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空動(dòng)態(tài)變化特征。徐新良等[81]分析了30年來青海三江源地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)格局和空間結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化。

開展生態(tài)系統(tǒng)功能的時(shí)空變化及服務(wù)機(jī)理、調(diào)控機(jī)制的研究與評(píng)估, 不僅具有理論和實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值, 而且對(duì)流域管理和研究具有重要示范作用。

2.3.5 草地可持續(xù)發(fā)展研究

可持續(xù)發(fā)展是尋求經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源、環(huán)境相互促進(jìn)、協(xié)調(diào)發(fā)展的良性發(fā)展模式, 為平衡區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和資源合理利用, 對(duì)人口承載力、生態(tài)承載力、生態(tài)系統(tǒng)安全[82-84]等方面進(jìn)行評(píng)估。白衛(wèi)國、丁勇、劉興元等[85-88]圍繞草地生態(tài)系統(tǒng)“需求-供給-結(jié)構(gòu)”關(guān)系模式,建立草地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和模型, 并對(duì)中國西部草地及內(nèi)蒙古天然草地、西藏那曲地區(qū)草地進(jìn)行了可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)。并構(gòu)建了基于草地功能分區(qū)的分級(jí)生態(tài)補(bǔ)償模式, 再此基礎(chǔ)上提出了針對(duì)不同功能區(qū)的生態(tài)補(bǔ)償方案。

對(duì)草地可持續(xù)發(fā)展的研究有利于調(diào)整區(qū)域農(nóng)牧業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和方向, 優(yōu)化結(jié)構(gòu), 提高草地生產(chǎn)力、保護(hù)草地生態(tài)環(huán)境。

3 存在問題與研究展望

3.1 評(píng)估指標(biāo)體系的確定

確定評(píng)估指標(biāo)是草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)過程中的基礎(chǔ), 目前草地生態(tài)評(píng)估并沒有統(tǒng)一的指標(biāo)體系?，F(xiàn)有的評(píng)估框架和體系選取的服務(wù)功能類型與森林生態(tài)系統(tǒng)大致相同[89], 缺乏針對(duì)性, 部分研究為追求指標(biāo)體系的完整性, 過度強(qiáng)調(diào)指標(biāo)數(shù)量, 降低了評(píng)估的實(shí)用性。部分研究在評(píng)估指標(biāo)的選擇上比較隨意, 沒有考慮地域差異和空間尺度, 選擇的指標(biāo)缺乏可操作性。

草地生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)草—畜—人共生的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng), 應(yīng)充分考慮多種生態(tài)服務(wù)之間的聯(lián)系, 結(jié)合草地類型、空間尺度、評(píng)估需求來確定評(píng)估指標(biāo), 增加評(píng)估的科學(xué)性和客觀性。趙同謙等[15]結(jié)合草地生態(tài)系統(tǒng)提供服務(wù)的機(jī)制, 構(gòu)建了13 個(gè)功能指標(biāo)體系。尹劍慧等[22]提出了一套由8項(xiàng)元素組成, 按權(quán)重大小排序的指標(biāo)體系, 是一套較為科學(xué)、公平的和可操作的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。劉興元等[90]以草地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)、生活、生態(tài)為基礎(chǔ), 結(jié)合草地地域和空間異質(zhì)性特點(diǎn), 建立了適宜于草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能經(jīng)濟(jì)價(jià)值的12個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo), 這些研究者的成果值得學(xué)習(xí)和借鑒。

以生態(tài)學(xué)理論為基礎(chǔ), 以空間信息技術(shù)為支撐, 基于遙感數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)和地面觀測數(shù)據(jù), 通過多源數(shù)據(jù)融合和大尺度轉(zhuǎn)換手段, 以建立區(qū)域動(dòng)態(tài)模型, 形成動(dòng)態(tài)化、科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)估體系是未來發(fā)展方向。

3.2 評(píng)估方法的選擇

由于草地的空間異質(zhì)性和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差異性, 導(dǎo)致不同草地類型的生態(tài)功能差異較大。一些功能與服務(wù)不能人為區(qū)分和定量描述, 研究結(jié)果存在較大差異。部分研究用過于復(fù)雜的評(píng)估方法, 不利于不同區(qū)域間評(píng)估結(jié)果的比較, 和同一區(qū)域不同時(shí)期結(jié)果的比較。一些評(píng)估方法不夠科學(xué), 忽略了各要素之間和各種服務(wù)之間復(fù)雜的相互依存關(guān)系[91], 估算結(jié)果動(dòng)態(tài)性不足, 且空間化表達(dá)和分析比較困難。地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)能快速獲取數(shù)據(jù), 有強(qiáng)大的空間分析功能[92],較多研究開始關(guān)注草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的時(shí)空演變規(guī)律。

另外, 生態(tài)區(qū)劃、生態(tài)補(bǔ)償、生態(tài)建設(shè)等決策都需要系統(tǒng)模擬, 生態(tài)模型、地理信息系統(tǒng)科學(xué)方法體系等手段在大尺度上對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)及其服務(wù)現(xiàn)狀、演變規(guī)律、變化趨勢(shì)進(jìn)行全面評(píng)估。因此, 大尺度分析是評(píng)估發(fā)展的趨勢(shì), 但這種大尺度分析缺乏對(duì)本質(zhì)機(jī)理的認(rèn)識(shí), 未來發(fā)展變化可能有突變的情況, 應(yīng)在目前趨勢(shì)性分析的基礎(chǔ)上, 做更多深入研究, 在分析共性的基礎(chǔ)上尋找特性, 針對(duì)具體目標(biāo), 關(guān)注重點(diǎn)過程, 才能更好揭示生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展。

3.3 評(píng)估成果的應(yīng)用

對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行評(píng)估, 能夠幫助管理者、政策制定者及其他利益相關(guān)者更好的理解草地生態(tài)系統(tǒng)的變化, 從而促進(jìn)草地資源的可持續(xù)發(fā)展。從評(píng)估成果的應(yīng)用來看, 在草地生態(tài)補(bǔ)償政策和實(shí)施、草地生態(tài)工程建設(shè)、草地保護(hù)和資源可持續(xù)利用等領(lǐng)域方面得到了應(yīng)用。

隨著人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)壓力增大, 人們?cè)絹碓街匾暽鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生的社會(huì)價(jià)值。如美學(xué)價(jià)值、生物多樣性價(jià)值、生命可持續(xù)價(jià)值、休閑娛樂精神價(jià)值等, 這些價(jià)值與人類福祉息息相關(guān), 體現(xiàn)了以人為本的政治理念。但目前草地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)估尚缺乏對(duì)社會(huì)價(jià)值方面的評(píng)估。

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A review on the methods of assessment for the service of grassland ecosystem

YANG Qian1,2, MENG Guangtao1,2,*, GU Liping1, FANG Bo1, ZHANG Zhenghai1,2, CAI Yuxin1,2

1. Yunnan Academy of Forestry and Grassland, Kunming 650201, China 2. Yunnan Gaoligongshan Forest Ecosystem Research Station, Kunming 650201, China

Grassland is one of important parts in ecosystem which combines both material production and ecological services. As the development of socioeconomic proceeds, some of regional problems have become prominent due to over-employment of grasslands. Thus the assessment of the value of grassland ecosystem service has substantial utility in the fields of conservation and restoration of grassland ecosystem, establishment of reasonable economical policy for exploitation, and safeguarding measurements of national ecological safety. In this paper we first review current researches on this issue and briefly explain the connotation and functional classification of grassland ecosystem services. Then we introduce recent progress of that and explore the assessment methods for grassland ecosystem and compared it to other methods, we also address some applications in grassland ecosystem services. Finally we point out the problems in the topic and propose the direction of future studies.

Grassland ecosystem; Ecosystem services; Value assessment; Research overview

10.14108/j.cnki.1008-8873.2021.02.026

S157.2

A

1008-8873(2021)02-210-08

2019-10-02;

2019-11-04

國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(2016YFC0502504), 云南省林業(yè)和草原科學(xué)院“森林生態(tài)系統(tǒng)保育修復(fù)與監(jiān)測學(xué)科團(tuán)隊(duì)”

楊倩(1985—), 女, 碩士, 助理研究員, 主要從事生態(tài)學(xué)研究, E-mail: 236589178@qq.com

孟廣濤(1969—), 男, 博士, 研究員, 主要從事生態(tài)學(xué)研究, E-mail: Menggt2001@163.com

楊倩, 孟廣濤, 谷麗萍, 等. 草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估研究綜述[J]. 生態(tài)科學(xué), 2021, 40(2): 210–217.

YANG Qian, MENG Guangtao, GU Liping, et al. A systematic review on the methods of Grassland Ecosystem Services value assessment [J]. Ecological Science, 2021, 40(2): 210–217.