流域生态系统服务研究进展与展望

流域生态系统服务研究进展与展望 流域生态系统服务研究进展与展望 流域生态系统服务研究进展与展望 精品源自中考试题 流域生态系统是由社会-经济-自然生态系统组成的巨型复合生态系统,由于地域分布差异,各子生态系统的大小、形状、数量、类型、构型也存在不同,这些都将影响流域能量流动、物质输送和物种变化。流域生态系统通过水与碳、氧、氮、磷等物质的循环过程得以维系,其中水文过程(水资源、水环境)是流域生态系统健康和社会经济持续发展的关键制约因素,与水资源有关的生态系统服务已成为该领域的研究重点。由于大部分生态系统服务价值无法在常规的商品市场得到反映,因此在经济发展决策中得到的权重或关注度通常较小。如果能够量化这些价值,可促使人们全面认识流域生态系统在支撑经济建设、维护生态系统健康和保障生态安全方面的地位和作用,也有利于帮助决策者寻求合理的流域资源配置和生态系统管理方法[5]。生态系统服务的定量评估也是制定流域生态补偿机制、实施生态修复的重要依据和科学基础[6-8]。

笔者在总结国内外有关流域生态系统服务研究动态的基础上,归纳流域生态系统服务的分类和评估方法,重点阐述流域生态系统服务的特点和内涵,总结分析该领域的研究重点和发展趋势,以期为流域生态补偿、生态修复和流域综合管理的相关研究提供参考。

1 国内外研究动态 流域生态系统服务价值评估是近年来该领域逐渐兴起的研究方向。国际上(主要是欧洲、非洲和美洲),大多基于流域管理、土地/水资源利用、经济政策制定、公众教育等目的,评估流域水资源、水土保持、减轻灾害等各类生态系统服务价值[19-21],权衡分析经济服务和生态服务、流域上游保护与下游经济的关系[4],探讨农业发展、土地利用变化和不同政策措施对流域生态系统服务价值的影响[2,20,22-24],并尝试采用直观的分类描述和评估结果以使公众更容易认识和理解所处生态系统的价值[25]。国内方面,已有关于黑河、海河、淮河、黄河、太湖、洞庭湖、延河下游、玛纳斯河、石羊河、鄱阳湖和九龙江等流域生态系统服务价值评估的报道[21,26-29],当前的研究重点是评估各种人类活动(土地利用变化、农业措施、水力发电等)对流域生态系统服务的影响,并与流域上下游补偿机制相联系[7]。目前,国内流域尺度的生态系统服务研究主要套用全球或区域尺度的研究方法,其相关评估方法、指标体系和赋值标准各不相同,流域生态系统服务评估的特点和内涵也未见明确阐述。

2 流域生态系统服务的分类和评估方法

2.1 流域生态系统服务的分类 2.2 流域生态系统服务价值评估方法

国内外对全球、区域、流域等不同尺度生态系统服务价值评估的方法可分为市场价值法、替代市场法和假想市场法3大类,具体包括市场价格法、生产率变动法、享乐价格法、旅行费用法、支付意愿法、成本费用法和收益转移法等。采用这些方法计算获得的流域生态系统服务价值主要反映人类的需求,但并不能完全体现它对整个流域可持续发展的贡献,对流域生态系统“隐性”的生态功能(比服务功能更重要,是提供生态服务的基础)还很少也很难进行定量估算。对于流域尺度的生态系统服务评估,虽然可以借鉴全球或区域尺度生态系统服务的评估方法,但无法完全反映流域生态系统的特性。近年来,不少学者对流域尺度的生态系统服务评估方法作了改进和探索,主要包括3个方面:

(2)强调生态系统服务价值时空变化的表达,运用GIS技术建立相应的评估模型。由于生态系统服务存在高度的时空异质性,运用GIS技术能够实现对于生态系统服务价值的空间分析和可视化表达[22]。而且基于GIS建立的各种评估模型可用于模拟和分析整个流域生态系统服务的分布情况[33,44],使流域生态系统服务的动态化表达成为可能[45],可视化的评估结果更直观,对实践的指导也更具针对性和实用性。

(3)强调生态系统服务的综合评估应基于长期的生态系统监测。试验监测结果能为生态系统服务的定量评估提供基础数据[35]。由于我国的生态环境监测网络尚不健全,流域研究成果零散,不足以支持流域生态系统服务的长期动态变化评估。针对数据缺乏问题,唐增等[46]应用最小数据法,通过分析土地利用收益的空间分布计算生态系统服务机会成本,进而推导出生态系统服务供给曲线,该方法对数据要求低,计算简单,可以满足生态系统服务付费(生态补偿)政策分析的需要。

目前,流域生态系统服务价值主要从生态学和经济学2个角度进行计算[47]。生态系统服务的生态学价值通过生产成本理论估算,未考虑消费者偏好。生态系统服务的经济学价值主要源于生态系统服务的交换价值,以消费者偏好为基础,未充分考虑生态系统内部的生态学机制和公共服务性。这些评估方法通过量化流域生态系统服务价值,引导人们有效使用自然资源,协调经济发展与生态环境之间的失衡问题,但很少考虑人文心理和社会经济因素[33,48]。此外,受技术限制,现有评估方法大多没有考虑生态系统的结构与状况,如未将森林生态系统的幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林区分对待,使得最后的评估结果往往偏差较大,难以直接应用于流域管理、生态补偿或生态修复相关政策的制定。因此,在当前大力实施生态工程的背景下,如何在评价体系中将生态系统结构进行细化是今后生态系统服务量化研究的一个重点。

3 流域生态系统服务的特点和内涵

Ehrlich于1983年首次提出“生态系统服务”的概念。广义的生态系统服务包含生态系统产品和服务,其被大多数学者接受的定义是生态系统能够生产、输送和维持的一系列人类认为最重要的产品或服务,衡量生态系统服务价值的标准是人类可以从生态系统中获得惠益的多少。该定义在内涵上侧重于生态系统对于人类发展的支撑意义,也反映出以人为中心的发展观和价值观。然而,人们往往忽视了生态系统的生态功能(包括物质循环、能量流动和信息传递)是提供生态系统服务的重要前提。生态系统服务在不同空间尺度上应该有不同的特点和内涵。

由于流域特殊的地理特征,对于流域尺度的生态系统服务应重点考虑以水循环过程和水生态过程为纽带的生态系统产品或服务,其核心价值表现为水资源和水环境在支撑流域社会经济发展、维护生态系统健康、保障生态环境安全等方面的作用。流域范围内的森林、草地、谷地、平原通过河流湖库水系(包括地表水和地下水)构成一个整体生态