張欣，尤春赫，李詩(shī)菁，田美榮，馮朝陽(yáng)，張璐*

1.河北師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，河北省環(huán)境變化遙感識(shí)別技術(shù)創(chuàng)新中心，河北省環(huán)境演變與生態(tài)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室

2.蘭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

3.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院，國(guó)家環(huán)境保護(hù)區(qū)域生態(tài)過程與功能評(píng)估重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為連接自然生態(tài)系統(tǒng)與人類福祉的橋梁，已經(jīng)成為自然、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)等多學(xué)科交叉研究的熱點(diǎn)。凈化空氣服務(wù)作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的主要類型之一，具有維持人類良好大氣環(huán)境、提升人居環(huán)境質(zhì)量、提高人類福祉等作用，對(duì)其研究進(jìn)展進(jìn)行梳理具有重要理論與現(xiàn)實(shí)意義。工業(yè)革命前，人類生產(chǎn)生活方式對(duì)環(huán)境影響較小，大氣環(huán)境質(zhì)量較好，擴(kuò)散稀釋、雨水沖洗、重力沉降等自然過程能使大氣環(huán)境得到凈化，人們對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)的認(rèn)識(shí)不充分，意識(shí)不到大自然對(duì)人類生存的巨大作用。工業(yè)革命后，大氣環(huán)境問題越來(lái)越嚴(yán)峻，人們開始關(guān)注自然生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類社會(huì)的影響，尤其是認(rèn)識(shí)到自然生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類生存環(huán)境質(zhì)量改善的重要作用，凈化空氣服務(wù)相關(guān)研究越來(lái)越受到關(guān)注[1-5]。

國(guó)際上，很多全球研究計(jì)劃或平臺(tái)涉及生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)。如聯(lián)合國(guó)全球尺度的“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉”的千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估計(jì)劃（MA）[6]、國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃（IGBP）的核心項(xiàng)目之一全球大氣化學(xué)（IGAC）[7]、生態(tài)系統(tǒng)與生物多樣性經(jīng)濟(jì)學(xué)（TEEB）[8]、聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）的生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)政府間科學(xué)政策平臺(tái)（IPBES）等。在上述研究計(jì)劃或平臺(tái)進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估過程中，凈化空氣服務(wù)均是重要指標(biāo)，國(guó)際上不同尺度凈化空氣服務(wù)相關(guān)研究成果越來(lái)越多。國(guó)內(nèi)學(xué)者參考國(guó)際上先進(jìn)理念與方法，對(duì)凈化空氣服務(wù)研究進(jìn)行跟進(jìn)，如侯元兆等[9-10]提出凈化和調(diào)節(jié)空氣等7 種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型。歐陽(yáng)志云等[11-13]也將凈化空氣作為生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)開展研究。國(guó)內(nèi)實(shí)踐研究多側(cè)重自然生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣價(jià)值評(píng)估[14-21]，或?qū)Τ鞘芯G地或森林生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)進(jìn)行估算[22-28]。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外凈化空氣服務(wù)研究多包含于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估體系內(nèi)，專門研究?jī)艋諝夥?wù)的成果較少。

筆者系統(tǒng)梳理生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)相關(guān)概念及內(nèi)涵，針對(duì)當(dāng)前凈化空氣服務(wù)價(jià)值評(píng)估的方法與應(yīng)用成果進(jìn)行總結(jié)，分析當(dāng)前凈化空氣服務(wù)研究中存在的問題，提出未來(lái)發(fā)展方向，有利于完善凈化空氣服務(wù)相關(guān)理論與方法，有助于提升人居環(huán)境質(zhì)量與推進(jìn)區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)等實(shí)踐。

1 概念與內(nèi)涵

有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)的概念與內(nèi)涵，不同的學(xué)者雖有不同的表述，但對(duì)基本內(nèi)涵已達(dá)成共識(shí)。1970 年，關(guān)鍵環(huán)境問題研究小組（Study of Critical Environment Problems，SCEP）首次使用“service”，并列舉了“environment service”（環(huán)境服務(wù)），該研究小組首次提出了與凈化空氣服務(wù)相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)大氣組成的功能[29]。1997 年Daily[1]的《自然的服務(wù)：社會(huì)對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的依賴》和Costanza 等[2]的《全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與自然資本價(jià)值核算》使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)成為生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，Daily[1]將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行分類，提到空氣的凈化和廢物的去毒和降解功能，同年Constanza 等[2]提出生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境效益時(shí)，論述了生態(tài)系統(tǒng)對(duì)大氣組成的調(diào)節(jié)作用和廢物處理能力。Wallace 等[3-5]按照不同的分類依據(jù)，將凈化空氣服務(wù)相關(guān)指標(biāo)劃分到不同的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類系統(tǒng)中，MA 中將空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)劃分到調(diào)節(jié)服務(wù)中，并描述了其對(duì)人類福祉的作用以及與其他各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的關(guān)系[6]。歐陽(yáng)志云等[11-12]參考了國(guó)外學(xué)者對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的定義，認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)包括環(huán)境凈化與有害有毒物質(zhì)的降解。在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類體系中，被廣泛接受和使用的方案是MA 的分類體系，該體系將空氣凈化、氣體調(diào)節(jié)、空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)等統(tǒng)一稱為凈化空氣服務(wù)。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)關(guān)于凈化空氣服務(wù)的概念，主要集中在森林、城市綠地生態(tài)系統(tǒng)。國(guó)家林業(yè)局2008 年發(fā)布并于2020 年更新的GB/T 38582—2020《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》（簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）[30]中指出，凈化空氣服務(wù)是指森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)各種污染物的吸收、吸附、過濾、阻擋以及減少噪聲、提供負(fù)離子、優(yōu)化環(huán)境等功能?！兑?guī)范》提出，凈化空氣服務(wù)主要內(nèi)容包括吸收氣體污染物和滯塵，其中吸收的氣體污染物包括SO2、氟化物、氮氧化物，滯塵的污染物包括總懸浮顆粒物、PM10、PM2.5。張三煥等[31]認(rèn)為，森林生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)是指森林植被通過葉片上的氣孔進(jìn)行光合作用，吸收并凈化空氣中的有毒有害物質(zhì)的能力。城市綠地生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)[22-23]是指植被吸收稀釋、分解轉(zhuǎn)化空氣中的污染氣體，并通過植被光合作用轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害有機(jī)物，轉(zhuǎn)害為利，從而提高空氣質(zhì)量。王玉芹[32]認(rèn)為，城市森林凈化空氣是指植被通過吸收、吸附、阻滯和過濾等形式，將氣體污染物轉(zhuǎn)移到對(duì)人類不產(chǎn)生危害的地方。

也有學(xué)者針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)給出凈化空氣服務(wù)的概念與內(nèi)涵。如施曉清等[33]認(rèn)為，生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)就是在生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的過程中，運(yùn)用物理、化學(xué)和生物作用，吸收、處理、轉(zhuǎn)化人類向大氣中排放的污染物，使之排放量不超過環(huán)境承載閾值，并將生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)分為吸收CO2放出O2、吸收SO2、凈化降塵和飄塵3 個(gè)指標(biāo)?？滴男荹34]認(rèn)為，生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)是指生態(tài)系統(tǒng)中的生物群落或種群通過自身新陳代謝、自養(yǎng)或異養(yǎng)方式吸收、吸附、轉(zhuǎn)移大氣中的污染物，使之濃度和毒性不斷降低直至消失的過程。

筆者認(rèn)為，生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)是指各類生態(tài)系統(tǒng)吸收空氣中的污染物，降低大氣中污染物濃度、調(diào)節(jié)大氣成分、改善大氣環(huán)境質(zhì)量等作用。凈化空氣服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要組成部分，只要各種污染物的排放量在生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力限度內(nèi)，生態(tài)系統(tǒng)就可以通過自身作用調(diào)節(jié)并凈化大氣環(huán)境。生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)的內(nèi)涵主要是各類生態(tài)系統(tǒng)通過吸收、過濾、分解、阻滯大氣污染物，從而達(dá)到凈化空氣的效果，其中凈化空氣效果最好的是綠色植被，其凈化空氣主要體現(xiàn)在3 個(gè)方面：1）吸收CO2釋放O2，維持碳氧平衡；2）植被吸收、過濾空氣中各類污染物，凈化大氣；3）通過植物葉片分散、反射、過濾等作用降低各種能量污染，如放射性污染、噪聲污染等。

2 凈化空氣服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法研究

生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)價(jià)值評(píng)估的方法大多使用價(jià)值量評(píng)估法，主要依據(jù)生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和社會(huì)學(xué)等原理與方法，從功能量和價(jià)值量的角度對(duì)生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)進(jìn)行價(jià)值化評(píng)估[35]。經(jīng)濟(jì)學(xué)中的市場(chǎng)價(jià)值理論是開展凈化空氣服務(wù)價(jià)值評(píng)估研究的基礎(chǔ)。此外，隨著人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)重要性認(rèn)識(shí)的加深，遙感定量監(jiān)測(cè)、模型模擬等技術(shù)手段得到發(fā)展，為凈化空氣服務(wù)定量研究方法的進(jìn)步與完善提供了支撐。本研究主要對(duì)市場(chǎng)理論法和生態(tài)模型法進(jìn)行分析，比較其優(yōu)缺點(diǎn)，并介紹通過試驗(yàn)測(cè)算生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)的方法。

2.1 市場(chǎng)理論法

市場(chǎng)理論法是以統(tǒng)計(jì)學(xué)和市場(chǎng)價(jià)值理論為基礎(chǔ)開展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估的方法，是使用較早的傳統(tǒng)評(píng)估方法，也是目前所有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的定價(jià)基礎(chǔ)[35]。目前常用的市場(chǎng)理論法主要分為直接市場(chǎng)估算法和替代市場(chǎng)估算法[36-38]，其中用來(lái)計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)價(jià)值的方法主要有市場(chǎng)價(jià)值法、影子工程法、替代消費(fèi)法等（表1）。

表1 凈化空氣服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法Table 1 Evaluation methods for the value of air purification services

2.2 生態(tài)模型法

21 世紀(jì)初期，國(guó)外學(xué)者研發(fā)出大量生態(tài)系統(tǒng)模型，其主要基于生態(tài)系統(tǒng)組成、結(jié)構(gòu)與過程原理，體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的復(fù)雜性和分布不均勻性，實(shí)現(xiàn)評(píng)估動(dòng)態(tài)化、精確化。由于生態(tài)模型種類豐富、數(shù)據(jù)獲取方便、操作簡(jiǎn)單、評(píng)估精度較高，不僅可以評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)效益，還可以定量測(cè)算各類生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣的物質(zhì)量，進(jìn)而成為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估的主流方法之一。

國(guó)內(nèi)外對(duì)不同類型生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)的物質(zhì)量和價(jià)值量研究，主要有城市綠地（CITYgreen）模型和i-Tree 模型測(cè)算法。CITYgreen 模型包括凈化空氣模型和固碳釋氧模型2 個(gè)模塊，其中凈化空氣服務(wù)主要表現(xiàn)在吸收、過濾、分解和阻滯大氣中的污染物量，污染物類型包括二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳、臭氧等，首先計(jì)算植物對(duì)大氣污染物的年消減量，再根據(jù)凈化不同污染物需要的成本，測(cè)算相應(yīng)的凈化空氣服務(wù)價(jià)值量[39]。該模型操作簡(jiǎn)單，考慮了樹冠的覆蓋面積、大氣污染物濃度和污染物沉積速率等多種因素，需要使用高分辨率的航片，研究結(jié)果的數(shù)字化精度較高。i-Tree 模型主要包括城市森林生態(tài)價(jià)值評(píng)估(UFORE)和行道樹管理分析（STRATUM）2 個(gè)模塊，該模型作為將城市生態(tài)效益以貨幣形式呈現(xiàn)的評(píng)價(jià)模型，量化的景觀績(jī)效主要為城市森林對(duì)固碳和空氣質(zhì)量的影響[40]，該模型使用時(shí)要采集精確的樣地?cái)?shù)據(jù)，獲得基本的樹種、樹高、樹冠等數(shù)據(jù)，然后結(jié)合研究區(qū)具體的環(huán)境條件估算其凈化空氣的價(jià)值。這些生態(tài)模型克服了早期生態(tài)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法中以點(diǎn)代面的不足，使得凈化空氣服務(wù)評(píng)估結(jié)果能夠在空間上展示出來(lái)，i-Tree 模型比CITYgreen 模型研究的樹種類型更豐富，評(píng)估結(jié)果準(zhǔn)確性更高。但上述生態(tài)模型都有一定的適用范圍和局限性。CITYgreen 模型適用于城市綠地及大型公園的規(guī)劃管理與生態(tài)效益分析，該模型只是簡(jiǎn)單考慮樹冠、樹高等因素，不能針對(duì)不同樹種設(shè)定參數(shù)；i-Tree 模型適用范圍較CITYgreen 模型廣，然而數(shù)據(jù)庫(kù)中的樹種類別不全面，在使用STRATUM 模塊處理數(shù)據(jù)時(shí)需要傳送至美國(guó)林務(wù)局進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的分析。此外，這2 個(gè)模型的內(nèi)置數(shù)據(jù)（包括氣象數(shù)據(jù)和空氣污染濃度數(shù)據(jù)等）的選取和參數(shù)的設(shè)定主要適用于美國(guó)地區(qū)，因此具有一定的地域性，在使用模型時(shí)將會(huì)產(chǎn)生一定的誤差（表2）。

表2 凈化空氣服務(wù)價(jià)值評(píng)估生態(tài)模型的比較Table 2 Comparison of ecological models for evaluating the value of air purification services

2.3 其他方法

除以上方法外，研究方法還包括野外調(diào)查和試驗(yàn)測(cè)算。針對(duì)污染物吸收方面，研究人員采用比濁法[46]、人工熏氣試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查法[47]等估算大氣中的含硫量、氟化氫含量和含氮量，探討森林和城市綠地對(duì)大氣污染物的凈化作用。在滯塵方面，部分學(xué)者采用干洗法、面積-吸收能力法[18]等估算植被的滯塵效益。在中國(guó)，多數(shù)學(xué)者采用《中國(guó)生物多樣性國(guó)情研究報(bào)告》[48]中單位面積森林對(duì)污染物的吸收能力評(píng)估凈化空氣服務(wù)價(jià)值。自《規(guī)范》[30]出臺(tái)以來(lái)，自然森林、城市森林生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)價(jià)值的評(píng)估主要采用以下方法：首先，利用森林資源各類調(diào)查數(shù)據(jù)測(cè)算凈化空氣的物質(zhì)量；其次，采用分布式測(cè)算方法[27]以及2.1 節(jié)中相關(guān)方法，將凈化空氣的物質(zhì)量?jī)r(jià)值化；最后，綜合評(píng)估凈化空氣總價(jià)值。評(píng)估過程中所涉及的各項(xiàng)指標(biāo)及評(píng)價(jià)參數(shù)參考《規(guī)范》進(jìn)行取值。

3 凈化空氣服務(wù)實(shí)踐應(yīng)用研究進(jìn)展

3.1 國(guó)外實(shí)踐應(yīng)用研究

隨著信息技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，國(guó)外相繼研發(fā)了多種評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)模型，美國(guó)芝加哥、休斯頓、亞特蘭大等多個(gè)城市利用CITYgreen 模型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)凈化空氣模塊進(jìn)行生態(tài)效益分析[49]。Brack[50]運(yùn)用模型法評(píng)價(jià)了澳大利亞城市森林消除污染物，降低溫度及固碳的能力。Solecki[51]使用CITYgreen 模型探討城市綠地與熱島效應(yīng)的關(guān)系，認(rèn)為城市植被能夠吸收、過濾大氣污染物和緩解熱島效應(yīng)。Nowak 等[52]收集美國(guó)數(shù)十個(gè)城市每個(gè)小時(shí)氣溫、降水和污染氣體濃度數(shù)據(jù)，利用i-Tree 模型中的UFORE 模塊估算和分析其凈化空氣的價(jià)值。智利政府為治理城市空氣污染，提出通過城市森林吸收各類大氣污染物以降低污染物的排放量[53]。Currie等[54]也使用UFORE 模塊對(duì)綠色植物和綠色屋頂凈化空氣的能力進(jìn)行定量評(píng)估。Song 等[55]將人口密度作為評(píng)估韓國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)價(jià)值的主要因素，并模擬其在污染物濃度和人口密度方面的差異。Zoulia 等[56]研究監(jiān)測(cè)雅典國(guó)家公園城市綠地對(duì)于改善城市小氣候、降低城市熱島的作用。此后，Dunn-Johnston 等[57-58]利用i-Tree 模型研究城市森林對(duì)大氣污染物的凈化作用，主要包括生物源揮發(fā)性有機(jī)物排放量、植被清除大氣中臭氧、二氧化氮和可吸入顆粒物的速率等。Jayasooriya 等[59]利用i-Tree Eco 模型凈化空氣模塊研究6 種不同綠色基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)大氣污染物的吸收能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)街道綠化植被對(duì)大氣污染物的吸收能力強(qiáng)于綠色屋頂和綠色墻面。

國(guó)際上對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)及其價(jià)值化研究已經(jīng)取得一定的進(jìn)展，不同的學(xué)者針對(duì)不同尺度不同生態(tài)系統(tǒng)類型凈化空氣服務(wù)研究做出了論述，為決策者提供政策支持。但相關(guān)研究成果多采用市場(chǎng)理論法或者CITYgreen 模型、i-Tree 模型等進(jìn)行評(píng)估，研究方法多樣性方面不足。

3.2 國(guó)內(nèi)實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)展

中國(guó)對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其價(jià)值化研究起步略晚，起始于20 世紀(jì)80 年代初。生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)研究主要集中在森林和城市綠地生態(tài)系統(tǒng)。侯元兆等[9-10]首次對(duì)中國(guó)森林資源凈化空氣服務(wù)及其價(jià)值進(jìn)行了定量估算；歐陽(yáng)志云等[11]參照《中國(guó)國(guó)土資源數(shù)據(jù)第一卷》指出植被對(duì)各種大氣污染物的吸收系數(shù)和滯塵能力。肖寒等[14]結(jié)合海南建峰嶺地區(qū)的生態(tài)環(huán)境及其特征，選用替代消費(fèi)法對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)中吸收氣體污染物的能力和滯塵能力進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。吳鋼等[15]將物質(zhì)量和價(jià)值量方法相結(jié)合，動(dòng)態(tài)評(píng)估及分析長(zhǎng)白山森林生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)價(jià)值。在中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)類型劃分的基礎(chǔ)上，靳芳等[17]根據(jù)《中國(guó)生物多樣性國(guó)情研究報(bào)告》中的相關(guān)公式，計(jì)算森林不同植被凈化SO2和滯塵的價(jià)值。周月明等[20-22]分別對(duì)天山北坡、廣州市森林生態(tài)系統(tǒng)凈化大氣價(jià)值進(jìn)行了評(píng)估。李曉閣[23]選擇2 個(gè)城市市區(qū)分別作為試驗(yàn)組和對(duì)照組，測(cè)算SO2、氮氧化物、總懸浮顆粒物3 種大氣污染物的濃度，監(jiān)測(cè)其動(dòng)態(tài)變化，并對(duì)城市森林凈化、吸附氣體污染物的能力進(jìn)行比較，評(píng)估其凈化空氣的價(jià)值。柳云龍等[24]運(yùn)用市場(chǎng)價(jià)值法計(jì)算出上海城市綠地凈化空氣價(jià)值占生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值的比例。張緒良等[25]利用替代消費(fèi)法對(duì)青島市11 年間城市綠地生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)中的吸收氣體污染物和滯塵能力進(jìn)行研究。近年來(lái)，隨著遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)的快速發(fā)展，國(guó)外學(xué)者研發(fā)的生態(tài)模型在中國(guó)得到應(yīng)用與推廣。陳莉等[39]利用CITYgreen 模型中的凈化空氣模塊計(jì)算深圳市4 個(gè)年份景觀生態(tài)功能區(qū)綠地系統(tǒng)的凈化空氣服務(wù)價(jià)值。i-Tree 模型目前運(yùn)用于青島[43]、杭州[44]等城市的凈化空氣生態(tài)效益評(píng)估。馬寧等[43]討論了在城市生態(tài)系統(tǒng)中利用i-Tree 模型研究?jī)艋諝夥?wù)的應(yīng)用前景和存在的問題。

總體而言，我國(guó)在生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)研究方面，相關(guān)理論體系和研究方法正在逐步完善，針對(duì)不同尺度、不同生態(tài)系統(tǒng)類型生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)實(shí)踐探索越來(lái)越多，研究成果的可靠性逐步提高，為實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)有效管理提供了科學(xué)依據(jù)。但是相關(guān)研究原創(chuàng)性方法和成果較少，多是沿用國(guó)外的研究思路或生態(tài)模型，對(duì)森林和城市綠地之外的生態(tài)系統(tǒng)類型重視不足，研究方法和實(shí)踐均有待深入。

4 相關(guān)研究存在的問題

大氣污染是現(xiàn)階段突出的環(huán)境問題之一，大氣環(huán)境質(zhì)量直接決定著人居環(huán)境質(zhì)量。生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)研究是生態(tài)學(xué)、地理學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)共同關(guān)注的熱點(diǎn)，研究者對(duì)凈化空氣服務(wù)的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深入，評(píng)估方法在不斷完善。但由于生態(tài)系統(tǒng)自身的復(fù)雜性和人類認(rèn)識(shí)的局限性，凈化空氣服務(wù)研究還存在許多問題亟待解決。

（1）凈化空氣服務(wù)研究理論探索較少，多包含于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)理論體系內(nèi)。在過去的30 年中，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（包括凈化空氣在內(nèi)）及其價(jià)值研究是相關(guān)研究領(lǐng)域最重要和發(fā)展最快的方向，國(guó)內(nèi)外對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究成果較多，理論與方法體系正在逐步成熟。但專門針對(duì)凈化空氣服務(wù)理論與方法的探索較缺乏，已有研究對(duì)生態(tài)系統(tǒng)自身的復(fù)雜性、凈化空氣服務(wù)價(jià)值產(chǎn)生過程掌握不準(zhǔn)確，導(dǎo)致研究成果多側(cè)重于凈化空氣服務(wù)的價(jià)值核算，缺乏統(tǒng)一的凈化空氣服務(wù)理論體系。

（2）凈化空氣服務(wù)研究方法體系不完善，研究深度不夠。主要表現(xiàn)在：1）已有研究多側(cè)重靜態(tài)評(píng)估，缺乏動(dòng)態(tài)評(píng)估。生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的變化導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的產(chǎn)生與變化。生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)應(yīng)具有時(shí)空動(dòng)態(tài)變化的特征。然而，過去的研究主要集中在靜態(tài)評(píng)估上，凈化空氣服務(wù)動(dòng)態(tài)研究的成果較少。雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估體系中新增了動(dòng)態(tài)因子，一定程度上實(shí)現(xiàn)了凈化空氣服務(wù)的動(dòng)態(tài)評(píng)估，然而其評(píng)估結(jié)果可靠性與準(zhǔn)確性仍需驗(yàn)證。2）現(xiàn)有研究多直接套用國(guó)外模型，與研究區(qū)契合度有待完善。隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展和生態(tài)評(píng)估模型的開發(fā)，國(guó)內(nèi)學(xué)者也開始使用CITYgreen、i-Tree 等生態(tài)模型進(jìn)行凈化空氣服務(wù)價(jià)值估算，但模型使用過程中存在具有地域性、處理范圍較窄、操作條件受限、結(jié)果準(zhǔn)確性和可視性差等不足，評(píng)估過度依賴于土地利用和植被分類，對(duì)植被每年生長(zhǎng)質(zhì)量重視不足。通過實(shí)地監(jiān)測(cè)、試驗(yàn)對(duì)比研究?jī)艋諝夥?wù)物質(zhì)量的文獻(xiàn)不多，尤其缺乏自主研發(fā)的適合我國(guó)國(guó)情的生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)評(píng)估模型，評(píng)估結(jié)果的科學(xué)性、可比性和應(yīng)用性需要進(jìn)一步增強(qiáng)。

（3）研究多集中在森林、城市綠地生態(tài)系統(tǒng)，研究尺度比較單一。主要表現(xiàn)在：1）涉及生態(tài)系統(tǒng)類型單一。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外凈化空氣服務(wù)多側(cè)重森林生態(tài)系統(tǒng)和城市綠地開展研究，很多研究者直接套用《規(guī)范》[30]中的公式計(jì)算凈化空氣服務(wù)，城市綠地相關(guān)研究也多是側(cè)重城市森林的凈化空氣服務(wù)物質(zhì)量和價(jià)值量測(cè)算，而針對(duì)其他生態(tài)系統(tǒng)類型，比如草地、濕地、農(nóng)田等生態(tài)系統(tǒng)的凈化空氣服務(wù)研究成果較少。2）研究時(shí)空尺度融合不足。國(guó)外凈化空氣服務(wù)研究主要集中在全球和以國(guó)家為主的宏觀尺度，或城市、流域等中尺度，國(guó)內(nèi)凈化空氣服務(wù)研究主要集中在城市、自然保護(hù)區(qū)等中小尺度。當(dāng)前，大尺度凈化空氣研究與中小尺度相關(guān)研究缺少交叉融合，同樣生態(tài)系統(tǒng)在不同的空間尺度上研究結(jié)果不一致，研究成果的尺度整合需要加強(qiáng)。

5 展望

隨著生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)研究的不斷深入，評(píng)估方法的模型化、精準(zhǔn)化、動(dòng)態(tài)化是主要研究方向，研究技術(shù)方法的集成與空間可視化表達(dá)也正在加強(qiáng)，相關(guān)研究亟需在以下幾個(gè)方面取得進(jìn)步。

（1）加強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能與凈化空氣服務(wù)的關(guān)系研究，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)理論體系。在完善森林、城市綠地生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)研究基礎(chǔ)上，充分理解凈化空氣服務(wù)中物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)過程，逐步明確不同類型生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)機(jī)理或原理，使凈化空氣服務(wù)研究工作理論依據(jù)逐步得到強(qiáng)化。

（2）增加凈化空氣服務(wù)動(dòng)態(tài)研究，完善評(píng)估方法。第一，加強(qiáng)凈化空氣服務(wù)時(shí)空動(dòng)態(tài)變化研究，基于生態(tài)系統(tǒng)類型的數(shù)量、面積、質(zhì)量等動(dòng)態(tài)因子，測(cè)算生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)物質(zhì)量或價(jià)值量的變化。第二，在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)生態(tài)模型的基礎(chǔ)上，修正適用范圍和技術(shù)參數(shù)，采用情景分析和動(dòng)態(tài)模型的方法對(duì)凈化空氣服務(wù)及其價(jià)值變化做出預(yù)測(cè)與響應(yīng)。第三，自主研發(fā)適合我國(guó)國(guó)情和特有生態(tài)系統(tǒng)類型的凈化空氣服務(wù)價(jià)值時(shí)空動(dòng)態(tài)模型，在模型中增加多元地球空間參數(shù)，如大氣CO2濃度分布、大氣污染空間格局等，提高凈化空氣服務(wù)評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（3）重視不同類型、不同尺度凈化空氣服務(wù)的整合與關(guān)聯(lián)研究。第一，加強(qiáng)森林、草地、湖泊濕地、荒漠、海洋與農(nóng)田等不同生態(tài)系統(tǒng)，以及不同地域、不同社會(huì)發(fā)展特征生態(tài)系統(tǒng)的凈化空氣服務(wù)研究，全面掌握生態(tài)系統(tǒng)與大氣環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系。第二，強(qiáng)化大尺度與中小尺度相關(guān)研究的交叉融合，推進(jìn)研究尺度之間耦合或融合。在總結(jié)中小尺度研究經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，開展更大尺度的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣服務(wù)評(píng)估，逐步增強(qiáng)研究成果的適用性。