劉玉平，施佩榮，張志如,2，萬華偉①，彭 羽，王永財

(1.生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心，北京 100094；2.中國環(huán)境科學(xué)研究院，北京 100012；3.中央民族大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，北京 100081)

生物多樣性包括生態(tài)系統(tǒng)、物種和遺傳3個層次的多樣性[1]，根據(jù)生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)政府間科學(xué)政策平臺(Inter-governmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services，IPBES)評估報告，生物多樣性不僅能夠滿足居民的文化和精神需求，同時關(guān)系著糧食安全和生活質(zhì)量，對人類健康和福祉至關(guān)重要[2]?！奥?lián)合國生物多樣性2020目標”(即“愛知目標”)將增進生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)給人類帶來的惠益作為重要戰(zhàn)略目標，更加關(guān)注生物多樣性與人類福祉的關(guān)系。當前，全球仍在發(fā)生嚴重的物種滅絕現(xiàn)象，地球的生態(tài)系統(tǒng)和人類的可持續(xù)發(fā)展事業(yè)面臨嚴重威脅[3]。因此，定量評估生物多樣性對人類福祉的貢獻程度，對加強人們對生物多樣性重要性的認識具有重要意義。

在20世紀50到60年代，人類福祉評估指標主要為經(jīng)濟社會指標，如國內(nèi)生產(chǎn)總值(gross domestic product，GDP)為其主要指標[4]。1990年聯(lián)合國開發(fā)計劃署提出的人類發(fā)展指數(shù)(human development index，HDI)利用預(yù)期壽命、教育水平和生活水平3項指標構(gòu)建綜合指數(shù)[5]，目前該指數(shù)每年測算并發(fā)布，是評估人類福祉最具影響力的指數(shù)。然而，上述人類福祉指標僅僅考慮了社會經(jīng)濟指標，并未充分考慮生態(tài)環(huán)境指標。隨著不同學(xué)科背景的研究者參與到人類福祉的研究中來，生態(tài)環(huán)境與人類福祉之間的關(guān)系得到越來越多的關(guān)注。2006年新經(jīng)濟學(xué)基金會提出的快樂星球指數(shù)(happy planet index，HPI)對生活滿意度、生態(tài)環(huán)境保護以及預(yù)期壽命3項指標進行計算[6]。環(huán)境可持續(xù)性指數(shù)(environmental sustainability index,ESI)選取自然資源、環(huán)境污染程度等21項環(huán)境指標評估，后來發(fā)展為環(huán)境績效指數(shù)(environmental performance index,EPI)，增加了空氣質(zhì)量、氣候與能源、生物多樣性與棲息地等多項指標。MACE等[7]構(gòu)建的指標體系中包括野生物種多樣性、土壤微生物多樣性等生物多樣性指標。2000年，千年生態(tài)系統(tǒng)評估(millennium ecosystem assessment，MA)明確提出，生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性與人類福祉具有密切關(guān)系[8]。同時，大量研究也表明，生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉的源泉，生物多樣性的喪失會嚴重削弱生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[9-10]。學(xué)者們對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的定義、內(nèi)涵以及定量計算方法進行了進一步研究，DE GROOT等[11]將調(diào)節(jié)氣候、防洪、水供給、作物授粉和旅游等服務(wù)納入評估體系，強調(diào)了數(shù)據(jù)的可獲取性和可量化。英國生態(tài)系統(tǒng)評估(The UK National Ecosystem Assessment，UKNEA)在文化服務(wù)評估中基于可量化性選取了有林地、遺跡、城市綠地、運動和休閑區(qū)、公園等14個指標[12]。IPBES將生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)結(jié)合，探索生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成、影響機制和作用機理[13]，并提出了自然對人類的貢獻(natures contributions to people，NCP)這一概念，包括了物質(zhì)供給、生態(tài)調(diào)節(jié)和精神文化3個方面[14]。

綜上研究，學(xué)者們對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的定義、內(nèi)涵以及定量計算方法的研究不斷深化和完善，為生物多樣性對人類福祉貢獻評估的指標體系研究奠定了重要基礎(chǔ)。但由于人類福祉概念抽象且內(nèi)涵廣泛，當前針對生物多樣性對人類福祉的研究多針對某個具體區(qū)域，由于不同學(xué)者的研究領(lǐng)域及其側(cè)重點不同，指標的選取也有一定的差異，缺乏統(tǒng)一的測度標準。同時，缺乏基于NCP視角測度多尺度水平的生物多樣性對人類福祉貢獻的指標體系和實證研究。筆者在進一步考慮評估指標數(shù)據(jù)的可獲得性和可表達性的基礎(chǔ)上，以生物多樣性保護為出發(fā)點，以人類福祉的可持續(xù)發(fā)展為目的，以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為橋梁，分析人類福祉與生物多樣性之間的關(guān)系，嘗試構(gòu)建可推廣的生物多樣性對人類福祉貢獻的評估指標體系，并通過專家打分確定指標推薦權(quán)重。

1 生物多樣性對人類福祉貢獻的評估指標體系構(gòu)建原則

1.1 多層次和尺度差異性

生物多樣性對人類福祉的評估原則包括評估指標的多層次性和空間尺度的差異性。生物多樣性包括遺傳、物種和生態(tài)系統(tǒng)多樣性3個層次，基于多層次的指標有助于評估不同空間尺度下生物多樣性與人類福祉之間的聯(lián)系，建立適用于全球、國家、區(qū)域、地方等多尺度空間的指標體系，便于進行對比和分析。

1.2 典型性

選取具有典型性，能夠反映出特定區(qū)域的特征，且適應(yīng)不同研究尺度上的指標，即使在減少指標數(shù)量的情況下，也能夠保證數(shù)據(jù)計算和結(jié)果的準確性。例如生態(tài)調(diào)節(jié)貢獻從物種、生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量二級指標下選取三級指標，相似意義的指標不重復(fù)選取，在這種框架下指標冗余度大大降低。在區(qū)域進行推廣應(yīng)用時，三級指標可根據(jù)當?shù)靥攸c選擇代表性數(shù)據(jù)表征，例如在計算物質(zhì)貢獻的糧食產(chǎn)量時，西北地區(qū)可以考慮牧草產(chǎn)量，南方地區(qū)可以選取油茶產(chǎn)量作為三級指標。

1.3 可量化

選取可量化的指標可以保證評價的客觀性，避免主觀因素的影響，便于進行數(shù)學(xué)計算、模擬和分析，而且更加直觀。根據(jù)量化結(jié)果進行分級評價，有助于進行可信、有效的推斷。

1.4 可獲得性

指標所需數(shù)據(jù)能夠從相關(guān)官方網(wǎng)站獲取，例如生態(tài)環(huán)境部門、林業(yè)和草原部門、自然資源部門、統(tǒng)計部門等的公開數(shù)據(jù)；遙感數(shù)據(jù)可利用權(quán)威部門或組織公開的數(shù)據(jù)，也可通過遙感數(shù)據(jù)反演得到；調(diào)查數(shù)據(jù)需通過野外采集，并經(jīng)過科學(xué)分析和計算后得到，做到數(shù)據(jù)科學(xué)且相對容易獲取，可最大限度地保障數(shù)據(jù)的時間連續(xù)性和可比性。

2 建立生物多樣性對人類福祉貢獻的評估框架

參考IPBES提出的NCP框架，從物質(zhì)貢獻、生態(tài)調(diào)節(jié)貢獻和精神文化貢獻3個方面構(gòu)建生物多樣性對人類福祉貢獻的評估指標體系。根據(jù)數(shù)據(jù)的可獲得性和可比性，構(gòu)建國家尺度、省域尺度和縣域尺度三級指標體系。對于國家和省域尺度指標，選取時主要考慮指標在大尺度上的可獲得性和可比性；縣域尺度上的指標選取則更加注重地方特色，盡可能反映當?shù)氐臓顩r。每個評價體系都因研究對象、目的的不同而有不同的適用范圍，因此在選擇指標時借鑒了國際主流指標體系[5,15-16]與中國本土指標[17]，選取與生物多樣性直接相關(guān)的指標，構(gòu)建我國不同尺度下生物多樣性對人類福祉貢獻的評估框架(表1)，具有更強的普適性和可操作性。

表1 不同尺度下生物多樣性對人類福祉貢獻評估框架Table 1 Framework of biodiversity contribution to human well-being at different scales

3 建立生物多樣性對人類福祉貢獻的評估指標體系

從物質(zhì)貢獻、生態(tài)調(diào)節(jié)貢獻和精神文化3個方面著手，選取可量化的指標，包括糧食產(chǎn)量、水產(chǎn)品產(chǎn)量、物種豐富度、固碳量、植被覆蓋度和城市人均綠地面積等，探討生物多樣性如何影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，進一步影響人類福祉。在指標構(gòu)建的過程中，共組織3次專家研討會，就指標選取的科學(xué)性和合理性進行研究，組織1次專家集體權(quán)重打分，最終確立的指標體系包括3個一級指標、9個二級指標和19個三級指標。各指標的權(quán)重和數(shù)據(jù)來源見表2。

表2 生物多樣性對人類福祉貢獻的評估指標權(quán)重、計算方法和數(shù)據(jù)來源Table 2 Weight,calculation method and data source of evaluation indicators for the contribution of biodiversity human well-being

3.1 指標構(gòu)建

首先需對各類指標進行歸一化處理，以保證數(shù)據(jù)的可比性。三級指標構(gòu)建完成后，計算人類福祉綜合評估指標(CI，IC)，公式為

IC=∑{∑[∑IC，3i×W3i)×W2z]×W}。

(1)

式(1)中，IC，3i為三級評估指標；W3i為各三級指標所對應(yīng)的權(quán)重；W2z為各二級評估指標所對應(yīng)的權(quán)重；W為各一級指標所對應(yīng)的權(quán)重。

3.2 物質(zhì)貢獻

(1)農(nóng)產(chǎn)品供給。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)可以將環(huán)境中的能量、物質(zhì)、信息和價值資源轉(zhuǎn)變成人類需要的產(chǎn)品。一般情況下，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)面積和農(nóng)產(chǎn)品供給也反映了一個國家的農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，維持適宜的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)面積，有利于促進經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變[18]，提高農(nóng)村生活環(huán)境和土地質(zhì)量，能夠提供農(nóng)產(chǎn)品等直接價值以及調(diào)節(jié)、文化服務(wù)等間接價值[19]。保障糧食供給是維持社會穩(wěn)定發(fā)展的重中之重，能保障人體營養(yǎng)健康[20]，提高身體健康指數(shù)、經(jīng)濟收入和幸福感。

(2)畜牧和漁業(yè)產(chǎn)品供給。畜牧業(yè)的發(fā)展也可以看作是反映一個國家農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的重要標志，可保障國家食物安全[21]，有多種化工、醫(yī)藥用途，能提高健康水平[22]、經(jīng)濟收入、食品供應(yīng)、身體健康指數(shù)、糧食安全、幸福感、人均肉蛋禽消費量和人均水產(chǎn)品消費量。

(3)林產(chǎn)品供給。林業(yè)經(jīng)濟既能保證生態(tài)效益，又能提供林業(yè)產(chǎn)品，在工業(yè)原料和生活產(chǎn)品供給方面具有重要意義[23]，能充分發(fā)揮山區(qū)、丘陵地區(qū)的優(yōu)勢，提高經(jīng)濟收入、生態(tài)效益，有助于水土保持、防風固沙。

3.3 生態(tài)調(diào)節(jié)貢獻

(1)物種與基因安全。維持物種與基因安全，可以促進生產(chǎn)力和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性[24-25]，提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[26]，降低傳染病[27]，提高傳粉昆蟲多樣性，促進糧食安全、生態(tài)穩(wěn)定和生態(tài)文化[28]，是建立自然保護區(qū)、保護規(guī)劃和世界遺產(chǎn)公約等多項國際條約的重要依據(jù)[29]，具有經(jīng)濟價值、生態(tài)保護價值和研究價值，可指示自然災(zāi)害和生態(tài)安全[30-31]，促進生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、生態(tài)健康和生態(tài)安全，增強與本土物種相關(guān)的本土文化的幸福感和滿足感。

(2)重要生態(tài)系統(tǒng)狀況。天然林是森林生物有機體與無機環(huán)境之間密切關(guān)系的綜合體，對于生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)、生物多樣性保護具有重要價值[32-33]。濕地被稱為“地球之腎”，不僅能夠提供食物、生物資源和水資源，還可以維持生態(tài)平衡、調(diào)節(jié)氣候[34-35]，自然保護區(qū)是儲備物種、提供物種生存和自然進化的場所[36]，為物種及其生境提供保護屏障[37]，可維持生態(tài)系統(tǒng)平衡，改善當?shù)丶爸車h(huán)境。自然保護區(qū)對保護生態(tài)安全和生物多樣性、提高生活質(zhì)量、改善生活環(huán)境、提升幸福感具有重要作用。

(3)生態(tài)調(diào)節(jié)功能。植被覆蓋度一定程度上可以反映生態(tài)系統(tǒng)狀況，提供生活環(huán)境，改善小氣候，維持生態(tài)安全，提供森林游憩文化享受[31,38]。固碳量反映植被群落在自然環(huán)境條件下的生產(chǎn)能力和陸地生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量狀況，對于提高土壤有機質(zhì)含量、吸收二氧化碳、減緩溫室效應(yīng)、提高生活舒適度和幸福感具有重要作用。水分盈虧量反映氣候的干濕狀況，可為合理調(diào)節(jié)水分供需矛盾提供依據(jù)[39]，進而提高空氣質(zhì)量、舒適感。

(4)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量。該指標可用于自然保護價值和森林現(xiàn)狀的評價及森林經(jīng)營計劃的制定，有助于改善小氣候，吸收有毒氣體[40-42]，維持生態(tài)系統(tǒng)，提高可持續(xù)發(fā)展能力，增加城市綠地和生境連通性。提高區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量，有利于生態(tài)穩(wěn)定，進一步發(fā)揮各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，提升人類福祉[43-44]。

3.4 精神文化

(1)自然遺產(chǎn)。自然遺產(chǎn)具有存在價值、歷史價值和特有價值，可發(fā)揮特有文化功能，促進傳統(tǒng)文化保護[45]，還可促進生態(tài)支持與協(xié)調(diào)、身心健康，提供游憩功能，提升幸福感。

(2)城市藍綠空間。城市藍綠空間具有空氣凈化、固碳效應(yīng)、降噪效應(yīng)、降溫效應(yīng)和美景服務(wù)5種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[46]，增加水面面積能夠改善氣候、凈化空氣、吸納營養(yǎng)物質(zhì)[47]，并保證供水安全、調(diào)節(jié)氣溫、提高居住環(huán)境質(zhì)量。

4 討論與展望

該研究從指標體系構(gòu)建的原則出發(fā)，基于物質(zhì)貢獻、生態(tài)調(diào)節(jié)貢獻和精神文化貢獻3個層次建立生物多樣性對人類福祉貢獻的三級指標體系，并根據(jù)專家打分確定各級指標權(quán)重。該指標體系具有較好的可操作性和可推廣性，根據(jù)評估區(qū)域和尺度的不同，充分考慮生物多樣性空間分布的地帶性、尺度依賴性和組分不平衡等問題，合理設(shè)置權(quán)重，客觀反映研究區(qū)實際狀況，明確研究區(qū)生物多樣性對人類福祉的貢獻。

該研究所討論的人類福祉主要為客觀福祉，以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為切入點，探討與生物多樣性的緊密關(guān)系，結(jié)果更為客觀和準確，便于統(tǒng)計分析和比較[48]。人類福祉是一個綜合且不斷發(fā)展的概念[49]，初期主要考慮經(jīng)濟方面[50]，后來逐漸將生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性指標納入進來。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)向經(jīng)濟社會輸入物質(zhì)和能量，根據(jù)其供應(yīng)狀況的不同[51]，產(chǎn)生不同層次的福祉：基本福祉和高層次福祉?；靖ｌ碇饕憩F(xiàn)為生物多樣性對人類福祉的直接貢獻，比如農(nóng)產(chǎn)品供給；而高層次福祉的實現(xiàn)則更多是間接貢獻，例如游憩。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的貢獻只是人類福祉體系的一部分[52]，雖然有學(xué)者將生態(tài)環(huán)境作為人類福祉評估指標，但是難以明確反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉之間的機理[53]。主觀福祉是福祉的重要組成部分，由于受社會心理因素的影響，難以反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和人類福祉的聯(lián)系，目前仍有多項指標需繼續(xù)開展深入研究。

由于數(shù)據(jù)獲取困難，該研究建立的指標體系并沒有全部揭示生物多樣性對人類福祉的貢獻。由于數(shù)據(jù)獲取渠道存在差異，理論確定的多項指標難以獲取，或只在部分地區(qū)相對容易獲取，不具有普適性，難以采納。同時由于生物多樣性對人類福祉的影響機理復(fù)雜，某些潛在貢獻難以評估。因此，該研究制定的指標體系沒有完全揭示生物多樣性對人類福祉的貢獻，需進一步加強和完善。

各級指標權(quán)重是根據(jù)專家打分確定，未來在實踐應(yīng)用中，根據(jù)各地的實際情況，可進一步完善評估指標體系及其權(quán)重，使其本土化、標準化。在進行小尺度地區(qū)的研究時，可以在二級指標的基礎(chǔ)上設(shè)置具有特色的三級指標，使其更有針對性。該研究可為我國今后研究生物多樣性和人類福祉的關(guān)系提供理論依據(jù)和科學(xué)支撐。