生态系统服务内涵、价值评估与GIS表达

生态环境学报 2009, 18(5): 1987-1994 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@

基金项目：浙江省自然科学基金资助项目(Y507063)；浙江省教育厅科研资助项目(20070210)；浙江省科技厅面上项目（2008C23091） 作者简介：陈能汪(1976年生)，男，副教授，博士，主要从事环境管理研究。E-mail ：nwchen@ *通讯作者：E-mail ：wanglh@ 收稿日期：2009-07-10

生态系统服务内涵、价值评估与GIS 表达

陈能汪

1, 2

，李焕承1

，王莉红1

*

1. 浙江大学环境科学系，杭州 310007；

2. 福建省教育部共建海洋环境科学联合重点实验室；厦门大学海洋与海岸带发展研究院，厦门 361005

摘要：生态系统服务价值评估是当前生态经济学领域的研究热点，为解决生态系统之于人类的重要性提供了量化的参考，也是生态补偿机制建立的重要依据。近5年国际上SCI 论文发表数量以年均40%速度增长，我国研究起步于上世纪90年代末，十年来发展迅速，从对国外研究的简单模仿逐渐转向对评估模型参数的修正及对技术方法的适应性集成与发展。生态系统服务的内涵研究不断推进，在阐释“自然组分-生态过程-生态功能-生态服务-获得利益”关系上呈现多种观点，相应地提出了不同的价值评估指标体系；生态系统服务价值评估以瞬时静态为主，动态评估略显不足；研究对象从大尺度和单一生态系统逐渐转向中尺度区域，评估结果表现形式从单一数值化向基于GIS 的空间表达发展。在回顾全球范围生态系统服务评估研究成果的基础上，从研究区域分布与学科特点、内涵及分类、评估方法和GIS 技术应用等四大方面进行归纳分析，并从生态系统管理和决策支持需求的角度，指出生态系统评估研究已取得显著进展，但有关生态系统服务的内涵与分类、生态系统服务价值的动态评估及GIS 技术的应用研究仍待深入。 关键词：生态系统服务 内涵 评估 GIS

中图分类号：F062.2 文献标识码：A 文章编号：1674-5906（2009）05-1987-08

自然资源的不合理利用和环境问题的日益凸显，引起人类对生态系统完整性的关注。生态系统

对人类发展的重要性有多大？保护的成本效益如

何？该如何保护？这一系列问题促使人们重新认识生态系统服务价值，推动学界对生态系统服务的研究与价值评估。生态系统服务价值评估已成为生态经济学领域的研究热点。近30年来，国内外学者从不同学科视角对生态系统服务进行理论阐述、评估方法及实践应用研究，取得了一系列研究成果，其中有较大影响的是1997年Daily [1]出版的专著《Nature’s Services: Societal Dependence on Natural Ecosystems 》和1997年Costanza 等[2]发表于

《Nature 》的文章《The value of the world's ecosystem services and natural capital 》。本文在回顾和总结生态系统服务价值评估相关研究成果的基础上，着重从研究区域分布与学科特点、内涵及分类、评估方法

和GIS 表达技术手段等四大方面进行归纳和分析，

从生态系统管理和决策支持需求的角度，分析该领域面临的难点，明确研究重点和关键科学技术问题，同时指出未来研究应紧扣国家和地方的生态环境保护与管理的重大需求。 1 研究概况 以“ecosystem goods”和“ecosystem services”为主题在ISI 检索平台进行检索。结果显示，截止至2008年底，共发表SCI 论文1309篇，其分布见图1。研究区域主要集中在美国（36%）和欧洲（34%）。SCI 论文发表数量逐年递增，首篇发表于1983年《Bioscience 》期刊上，20世纪90年代初期每年1~2篇，2004年后，年均增加40%，我国自2000年开始在国际上发表SCI 论文，近年我国在该领域的研究成果日益显著。

生态系统服务研究属于交叉学科领域，以生态学、环境科学为主导，经济学、生物学、海洋学、地理学、社会学等学科共同参与，研究论文主要发表在《Science 》（23篇，占1.76%）、《P NATL ACAD

451229374649717187126194254315

171011143771

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文章发表数

年份SCI 文献中文文献中国发表SCI 美国

36%英国7%澳大利亚

6%

瑞典5%德国5%加拿大4%中国

4%其他33% 图1 以“生态系统服务”为主题的研究分布

Fig. 1 The distribution of study with “ecosystem services” as the main subject SCI 文献来源于ISI 科学引文检索平台，

/wos ；中文文献来源于中国知网检索平台，

1988 生态环境学报 第18卷第5期（2009年9月）

SCI USA 》（35篇，占2.68%）、《Ecological Appli-cations 》（30篇，占2.29%）、《Biological Conservation 》（25篇，占1.91%）、《Ecosystems 》（31篇，占2.37%）、《Ecological Economics 》（124篇，占9.47%）等国际著名期刊上。

国内方面，1997年郭中伟[3]讨论生物多样性效益在空间上的分配及流动对价值评估和资源保护的影响，阐述“过程-效益法”评价生物多样性经济价值的运作过程，但并非基于生态系统服务视角。1998年刘晓荻[4]首次引入“生态系统服务”一词，1999年欧阳志云[5-6]首次介绍“生态系统服务功能”内涵及价值评估方法，并初步评估了中国陆地生态系统服务价值。10年来，国内对生态系统服务价值评估已从对国外研究的简单模仿逐渐转向对评估模型参数的修正及对技术方法的适应性集成与发展，研究对象从大尺度和单一生态系统逐渐转向中尺度区域，并开始关注价值的动态变化及人类活动驱动机制。系列研究成果已发表在《生态学报》、《应用生态学报》、《自然资源学报》等重要生态类期刊上。2000年后，国内的研究开始与国际接轨，并在国际上发表SCI 论文。郭中伟等[7-8]评估了长江流域兴山县森林生态系统服务的使用价值，阐述生态系统服务的空间迁移特性、影响因素[9]及生物多样性保护对水

利发电量的贡献[10]；

陈曦等[11-12]结合3S 技术评估新疆干旱地区因土地覆盖和景观格局变化对生态系统服务价值的影响，并实现了价值量的时空分布；谢高地等[13-14]阐述了生态系统服务研究的基本范式和“供给-消费-价值化”的系统理论框架，建立基于国内专家知识的生态系统服务评估单价体系[15-16]；1988年建立的中国生态系统研究网络（CERN ），通过采集自然资源与生态系统变化的基础数据，为宏观尺度上把握我国生态系统服务价值总体时空分布及变化情况提供了支撑平台；此外，欧阳志云、赵景柱、赵同谦等生态学者也极力推进我国的生态系统服务研究，鉴于篇幅所限，不再赘述。

2 生态系统服务的内涵

“生态系统服务”一词首次出现于1983年，但研究生态系统有关的“服务”早已有之（图2）[17-20]。近30年来，学者从不同角度论述了生态系统服务对于人类的意义，但对于生态系统服务的界定和分类目前尚无统一认识。 2.1 生态系统服务定义

不同学者基于不同研究目的对生态系统服务下了定义（表1）[1-2, 21-23]。广义的生态系统服务包含生态系统产品及生态系统服务[2]。生态系统能够生产、输送和维持一系列人类认为是重要的物质或服务，生态系统服务来源于自然生态系统过程和组分，衡量服务价值的标准是人类可从生态系统中获得利益的多少。但在生态系统服务本身是自然生态组分还是由生态功能或过程所提供的，是否直接等同于获得的利益等方面有不同的观点。Daily [1]从生态系统与人类福利角度阐述生态系统服务是生态系统与物种相互作用建立起来的，能维系和满足人类生活的条件和过程，de Groot 等[24]认为，当涉及到人类福利变化时，可感知到的生态系统功能即为生态系统产品或服务，而Boyd 等[25]从环境测算角度出发，认为生态系统服务是被社会所利用、消费或享受后获得利益的自然组分，是自然中直接产生人类福利的最终产物（如鱼类、植被、湖泊等物质或水质），但它本身并不等同于利益。总的来说，生态系统服务的界定关键在于如何阐释“自然组分-生态过程-生态功能-生态服务-获得利益”之间的关系。 2.2 生态系统服务分类

不同学者和组织机构依据不同定义和标准对生态系统服务进行了分类，但并非都基于价值评估目的，如何分类才能避免评估的“重复计算”，许多学者提出了自己的观点（表1）。较早对生态系统服

务分类的学者是Barbier 等[26]

、Daily [1]和Costanza 等[2]。此后Norberg [27]从生态学视角，根据是否同属一个生态系统等依据总结了生态系统服务的3大类别：维持种群密度，处理和转化外部干扰物和组织生物学单元；de Groot [24]依据生态过程的特点及它们之间的逻辑关系将生态系统功能归结为调节功能、提供栖息地功能、生产功能和信息传递功能

图2 “生态系统服务”术语发展历程

Fig. 2 Development of the term “ecosystem services”

Marsh 描述了罗马

地区土壤保持和淡

Wilson 提出自然系统能够为人类提供系统所提供的福祉可以量化,并称其为“自然服务”

Ehrlich 综合相关“服 务”表述后归纳为King 指出野生动植 物资源具有的重 要的服务作用

Daily 和Costanza 等

研究成果发表后，生态系统服务研究快 速发展