張　靜

(陜西理工大學 歷史文化與旅游學院， 陜西 漢中 723000)

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國內土地生態(tài)系統(tǒng)服務價值研究述評

張靜

(陜西理工大學 歷史文化與旅游學院， 陜西 漢中 723000)

隨著人類對生態(tài)環(huán)境的重視，生態(tài)系統(tǒng)服務價值逐漸受到廣泛關注。本文梳理了國內學者對土地生態(tài)系統(tǒng)服務價值的研究狀況，分析了國內不同土地類型生態(tài)服務價值的研究進展，結果表明：(1) 21世紀以來，國內土地生態(tài)系統(tǒng)服務價值方面的研究發(fā)展迅速；(2)不同土地類型表現(xiàn)為不同的生態(tài)系統(tǒng)服務功能；(3)研究方法的多樣化，使同一類型土地生態(tài)服務價值也表現(xiàn)出差異性；(4)地理環(huán)境的復雜性，使土地生態(tài)系統(tǒng)服務表現(xiàn)出空間異質性。

土地生態(tài)系統(tǒng)； 生態(tài)服務功能； 生態(tài)服務價值

引言

生態(tài)系統(tǒng)是一個由巖石圈、生物圈、土壤圈、水圈四大圈層構成的相互聯(lián)系、相互依存的復合巨系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中生物圈是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)，其產(chǎn)生的服務功能是人類社會賴以生存與發(fā)展的基礎。隨著科學研究定量化的發(fā)展需求，人類意識到生態(tài)系統(tǒng)服務功能必須量化。1997年Constanza等[1]從經(jīng)濟學中借用效用價值理論和均衡價值理論等方法，計算了各類生態(tài)系統(tǒng)服務所創(chuàng)造的自然價值，其成果《世界生態(tài)系統(tǒng)服務與自然資本的價值》一文的發(fā)表，標志著生態(tài)系統(tǒng)服務的價值評估研究成為生態(tài)學和生態(tài)經(jīng)濟學研究的熱點和前沿[2]。1999年歐陽志云引用造林成本法、碳稅法和土地機會成本法等初步研究了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)的固碳釋氧量和森林、草地減少的經(jīng)濟價值[3]。同時Constanza等發(fā)表的生態(tài)系統(tǒng)服務價值一文被翻譯為中文，促進了中國生態(tài)系統(tǒng)服務功能與價值的研究。2001年謝高地等[4]提出了全球生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估的六大趨勢，隨后積極開展了基于土地利用類型和區(qū)域空間異質性的生態(tài)系統(tǒng)服務功能及價值方面的研究。

土地利用方式的變化通過對生態(tài)系統(tǒng)格局與過程的影響，改變著生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品與服務的提供能力[5]，所以土地利用方式的轉變會創(chuàng)造出不同的生態(tài)系統(tǒng)服務價值，從而引起土地利用結構向不同生態(tài)服務價值的轉變。生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)品和服務是土地利用結構的功能表現(xiàn)，土地利用類型與結構是生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品與服務的格局表現(xiàn)。2005年的全球土地計劃(GLP)把土地利用變化引起的生態(tài)系統(tǒng)結構與功能變化及生態(tài)系統(tǒng)服務的供應作為全球重點研究內容之一。因此，積極開展陸地生態(tài)系統(tǒng)服務的研究已成為生態(tài)系統(tǒng)恢復、生態(tài)功能區(qū)劃和生態(tài)補償機制、生物多樣性保護、國家生態(tài)安全的重大戰(zhàn)略需求。

1997年Costanza把生態(tài)系統(tǒng)分為16種基本生態(tài)類型17種生態(tài)系統(tǒng)服務功能。2001年聯(lián)合國啟動的千年生態(tài)系統(tǒng)評估計劃(The Millennium Ecosystem Assessment，簡稱MA計劃)將生態(tài)系統(tǒng)服務類型分為供給服務、調節(jié)服務、支持服務與文化服務4種類型[6]。不同的土地利用類型和土地利用結構的變化都會使生態(tài)系統(tǒng)服務價值存在差異性，人類為了滿足自身的生存與發(fā)展，對生態(tài)系統(tǒng)改變的速度和廣度不斷增強，致使較多區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務功能開始出現(xiàn)降低與退化，因此，生態(tài)系統(tǒng)服務功能的劃分與服務價值的核算對于土地利用的合理性經(jīng)營管理以及治理顯得尤為重要，以便保障區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務價值健康持續(xù)地發(fā)展。本文對國內近十幾年來土地生態(tài)服務價值的研究成果進行了梳理，概括總結了國內土地生態(tài)服務價值研究的現(xiàn)狀，并展望未來的發(fā)展趨勢。

1土地生態(tài)系統(tǒng)服務與服務功能關系

已有研究表明不同土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務會產(chǎn)生差異性，通過對土地生態(tài)系統(tǒng)格局與過程的作用，土地利用變化會改變生態(tài)系統(tǒng)服務的提供能力[5]。生態(tài)系統(tǒng)服務是由生態(tài)系統(tǒng)功能產(chǎn)生的，是生態(tài)系統(tǒng)功能滿足人類福利的一種表現(xiàn)[7]。生態(tài)系統(tǒng)功能是地理事物固有的屬性，服務是隨著社會經(jīng)濟條件發(fā)生改變的，功能是維持生態(tài)系統(tǒng)服務的基礎，但生態(tài)系統(tǒng)功能與服務不是簡單的一一對應關系，生態(tài)系統(tǒng)服務價值隨著服務類型和評價方法的不同會產(chǎn)生差異性。本文根據(jù)土地利用類型及謝高地青藏高原生態(tài)資產(chǎn)一級類型[8]等研究成果，對濕地、林地、草地、農(nóng)田的土地生態(tài)服務功能進行了總結，如表1。

表1　主要土地利用類型的功能劃分

由表1可以看出，濕地、森林、草地、農(nóng)田4種土地利用類型在生態(tài)系統(tǒng)功能劃分上存在相同點，即具有調節(jié)氣候、維持生物多樣性、水源涵養(yǎng)、土壤形成和保護、廢物處理、食物生產(chǎn)、原材料、娛樂文化、固碳釋氧等功能，說明不同土地利用類型其生態(tài)系統(tǒng)服務的基本功能是一致的，而不同點取決于不同土地利用類型的自然屬性和用途，成為其特色或獨特功能，從而使不同土地利用類型提供生態(tài)系統(tǒng)服務的能力存在差異性，進而導致不同土地生態(tài)系統(tǒng)服務價值在空間上和時間上的差異性，因此量化不同生態(tài)系統(tǒng)服務價值是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)研究的主要內容之一，也為區(qū)域土地利用優(yōu)化配置提供了理論依據(jù)。

2國內土地生態(tài)系統(tǒng)服務與服務價值研究概況

根據(jù)文獻資料法，本文統(tǒng)計了“中國知網(wǎng)期刊核心數(shù)據(jù)庫”中關于“生態(tài)系統(tǒng)服務”和“生態(tài)系統(tǒng)服務價值”方面的成果數(shù)量。分別檢索了2015年7月1日前以“生態(tài)系統(tǒng)服務”為篇名和以“生態(tài)系統(tǒng)服務”為篇名并以“價值”為摘要的文章數(shù)量，檢索出關于“生態(tài)系統(tǒng)服務”和“生態(tài)系統(tǒng)服務價值”的文章分別有1054篇和875篇。根據(jù)中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)導出所有期刊目錄，在EXCEl中進行了時間趨勢分析，如圖1。在1999-2003年期間，國內生態(tài)系統(tǒng)服務與價值方面的研究處于萌芽階段，新增論文數(shù)量較少，生態(tài)系統(tǒng)服務與價值研究呈相同增加趨勢，生態(tài)系統(tǒng)服務價值篇數(shù)占生態(tài)系統(tǒng)服務研究的比例呈波動增長趨勢；2004-2007年期間處于鞏固發(fā)展階段，新增論文篇數(shù)增加較多，生態(tài)系統(tǒng)服務價值研究占生態(tài)系統(tǒng)服務研究總篇數(shù)的比例較高；2008至今處于深入與多元化發(fā)展階段，生態(tài)系統(tǒng)服務與價值研究的篇數(shù)同步增加幅度較大，生態(tài)系統(tǒng)服務價值研究占生態(tài)系統(tǒng)服務研究總量的比例趨于高值平穩(wěn)階段；2014年始生態(tài)系統(tǒng)服務價值方面的研究成果較平穩(wěn)，生態(tài)服務價值研究占生態(tài)系統(tǒng)服務研究總量的比例發(fā)展趨勢不明顯。

圖1　國內生態(tài)系統(tǒng)服務與服務價值研究

同時，對不同期刊關于生態(tài)系統(tǒng)服務與價值研究成果數(shù)量進行了排名，如表2。《生態(tài)學報》中關于生態(tài)系統(tǒng)服務與價值方面研究的篇數(shù)分別為95篇和67篇，《資源科學》分別是50篇和36篇?？傮w來看，生態(tài)系統(tǒng)服務與價值研究在相同期刊發(fā)表數(shù)量的排名幾乎相同。其中《生態(tài)學報》《資源科學》排名比較靠前。在前10種期刊中主要集中了生態(tài)學和資源學方面的權威及重要核心期刊。反映了在本世紀國內學者非常重視生態(tài)系統(tǒng)服務與生態(tài)安全方面的研究，旨在通過生態(tài)系統(tǒng)服務價值的測算，更深層次了解和掌握生態(tài)系統(tǒng)服務過程與形成機理，以期為生態(tài)環(huán)境建設和管理提供理論支持。

表2　國內生態(tài)系統(tǒng)服務與服務價值研究貢獻量排名

圖2　國內主要生態(tài)系統(tǒng)服務價值研究比例

此外，本文對濕地、森林、草地、農(nóng)田主要四種土地利用類型以及以土地為篇名的生態(tài)系統(tǒng)服務價值成果貢獻率進行了統(tǒng)計，如圖2。以土地為研究對象的生態(tài)系統(tǒng)服務價值成果貢獻率最大為20.8%，其次是森林為13.6%和濕地為10.97%，農(nóng)田和草地所占比例不高，其他主要包括海洋、河流或以區(qū)域為研究對象的一些成果。1999年歐陽志云等[3]對中國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務功能進行了初步的生態(tài)經(jīng)濟價值估算，發(fā)表于《生態(tài)學報》，被引用了1829次。以青藏高原生態(tài)系統(tǒng)為例，謝高地等[8]制定了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務當量表，為我國生態(tài)系統(tǒng)服務價值測算奠定了基礎，該文被引用1900次。國內相關研究分別對中國農(nóng)田、濕地、森林、草地的生態(tài)系統(tǒng)服務價值進行了測算[10,11,13,17]。總體來說陸地生態(tài)系統(tǒng)的服務價值是國內生態(tài)學與地理學的研究熱點問題之一。

3土地生態(tài)系統(tǒng)服務價值研究進展

不同土地利用類型產(chǎn)生的生態(tài)系統(tǒng)服務價值有差異，同時生態(tài)系統(tǒng)服務價值也表現(xiàn)出空間異質性，然而現(xiàn)在價值估算過程所出現(xiàn)的主要問題是價值的重復計算和直接使用價值與間接使用價值的相互滲透，評價方法不同產(chǎn)生的生態(tài)系統(tǒng)服務價值也不同。

3.1濕地生態(tài)系統(tǒng)服務價值核算研究

從圖2可以看出，研究濕地生態(tài)系統(tǒng)服務價值的成果較多。Constanza等計算出濕地生態(tài)系統(tǒng)服務價值為14785美元/(hm2·y)，謝高地等[8]基于問卷調查，修訂我國生態(tài)系統(tǒng)服務價值當量表，計算出其生態(tài)系統(tǒng)服務價值為55488.9元/(hm2·y)。陳仲新等采用Constanza等人的參數(shù)，得出中國濕地生態(tài)系統(tǒng)效益價值為19580美元/(hm2·y)，很明顯比Constanza等人對濕地生態(tài)價值估算的要高[19]。根據(jù)國內生態(tài)服務價值當量表對濕地各類生態(tài)服務價值排序：廢物處理>氣候調節(jié)>水源涵養(yǎng)>娛樂文化>生物多樣性保護>氣體調節(jié)>土壤形成和保護。我國濕地資源主要分布在北方，段曉男等[9]根據(jù)研究區(qū)烏梁素海的濕地服務功能，采用直接市場法、旅行費用法、替代成本法、碳稅法、造林成本法，測算了各項服務功能的價值量，其中大氣調節(jié)功能價值量最大，占價值總量的46.13%，水調節(jié)能力價值占總價值量的26.08%，娛樂休閑功能最小。張素珍等[20]運用市場價值法、生產(chǎn)成本法、影子工程法、旅行費用法、碳稅法、生態(tài)價值法，研究了白洋淀濕地各項生態(tài)服務功能價值，其中生物多樣性占總價值的38.77%，水調節(jié)能力占總價值的19.04%，棲息地功能價值最小。崔麗娟等[21]運用直接市場評價法、揭示偏好和替代市場法和陳述偏好法測算各項生態(tài)服務價值，其中調蓄洪水功能占總價值43.98%，降解污染物價值占總量38.49%，涵養(yǎng)水源功能最小。

綜上分析可知，濕地生態(tài)系統(tǒng)各項生態(tài)服務價值采用的方法不同，如大氣調節(jié)運用了碳稅法和造林成本法，食物生產(chǎn)運用了市場價值法，娛樂休閑主要運用旅行費用法和支付意愿法，水資源調節(jié)運用了替代成本法，生物多樣性運用影子工程法和成果參數(shù)法等。已有研究表明主要測算方法有成果參數(shù)法、常規(guī)市場法、替代( 隱含) 市場法和假想(創(chuàng)建)市場法等[10]。不同區(qū)域濕地生態(tài)系統(tǒng)中各項生態(tài)服務價值存在排序差異，即濕地生態(tài)系統(tǒng)中同種生態(tài)服務在不同地理區(qū)的功能大小不同。

3.2森林生態(tài)服務價值核算研究

從圖2可以看出，基于土地利用分類的森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值研究成果頗豐。靳芳等[22]對我國八種主要森林生態(tài)系統(tǒng)各項生態(tài)服務價值進行了測算,并得出其固碳釋氧價值最大為14399.2億元/年，占總量的47.5%，其次是凈化空氣價值占16.7%，生物多樣性價值最小。按照各種森林生態(tài)系統(tǒng)來看，亞熱帶常綠闊葉林固碳釋氧量價值最大，熱帶季雨林水源涵養(yǎng)量價值最大，趙同謙等[23]探討了我國九種主要森林生態(tài)系統(tǒng)各項服務價值，最后得出固碳釋氧量價值為8359.24億元/年，占總量的59.5%,其次為原材料價值占總量的16.5%，凈化環(huán)境價值最小。亞熱帶、熱帶常綠針葉林固碳釋氧價值量和水源涵養(yǎng)價值量均最大。在計算各項生態(tài)系統(tǒng)服務價值時，測算的服務類型基本相同，但測算出的服務價值量不同，主要在于研究方法的不同，前者在固碳釋氧價值量測算運用了中國造林成本法(取值273.30元/tC)，后者分別運用了中國造林成本法(取值260.90元/tC)和工業(yè)成本法。對于水源涵養(yǎng)功能前者運用水量平衡法，后者用的是替代工程法。

綜上分析可知，采用不同的核算方法，森林生態(tài)系統(tǒng)各項服務價值有很大差異；森林生態(tài)系統(tǒng)各項服務價值中固碳釋氧價值量占絕對優(yōu)勢地位。從主要森林生態(tài)系統(tǒng)來看，不同核算方法導致了不能明確哪一種森林生態(tài)系統(tǒng)固碳釋氧量和水源涵養(yǎng)量價值高。因此，積極探索森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值核算方法，統(tǒng)一森林生態(tài)系統(tǒng)核算方法，加強區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)服務價值的準確性，可比性，這將直接影響森林生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)營管理與治理。

3.3草地生態(tài)服務價值核算研究

謝高地等[14]根據(jù)修正后的Constaza等[21]參數(shù)模型，研究了我國草地生態(tài)系統(tǒng)各項服務價值，其中廢物處理價值占總價值的31.78%，其次是干擾管理價值占總量的16.07%，氣候管理和營養(yǎng)循環(huán)價值量最小。同時分析了我國不同地理區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)服務價值和各類草地生態(tài)系統(tǒng)服務價值。地理區(qū)劃中東北溫帶半濕潤區(qū)生態(tài)服務價值總量最高，其次是青藏高原高寒區(qū)，最低是華北暖溫帶半濕潤半干旱區(qū)；各類草地生態(tài)系統(tǒng)中沼澤生態(tài)系統(tǒng)服務價值量最高，占總量的52.34%，其次是高寒草甸，占總量的7.74%。趙同謙等[24]基于機會成本法、影子價格法、替代工程法，研究我國草地生態(tài)系統(tǒng)各項服務價值最高的為土壤有機碳累積，占總量的74.69%，其次是營養(yǎng)物質循環(huán)，占總量的9.5%。同時對我國18種草地生態(tài)類型各項生態(tài)功能進行了測算，得出高寒草甸營養(yǎng)物質循環(huán)和土壤有機質服務價值最高，熱性灌叢水分涵養(yǎng)價值量最高，溫性草原的土壤保持量價值最高。

綜上分析可知，不同地理區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)的服務功能相同、測算方法相同，但各項生態(tài)服務價值存在差異性，通過已有成果分析，東北溫帶半濕潤區(qū)和高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)服務價值量比較高。北方草地生態(tài)系統(tǒng)服務價值量主要集中在營養(yǎng)物質循環(huán)、土壤有機質服務和土壤保持量，南方草地生態(tài)系統(tǒng)服務主要體現(xiàn)在水分涵養(yǎng)上，因此要加強青藏高原高寒草甸和東北草地生態(tài)系統(tǒng)的管理和經(jīng)營。

3.4農(nóng)田生態(tài)服務價值核算研究

對比其他土地類型的生態(tài)系統(tǒng)服務價值測算，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務價值的研究成果比較少。孫新章等[18]對中國九大區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)各項生態(tài)系統(tǒng)服務價值進行了測算，主要方法有直接市場法、碳貿(mào)易價格法、工業(yè)制氧法、機會成本法和影子工程法、水庫蓄水成本法。從農(nóng)田總服務價值看，長江中下游區(qū)和黃淮海區(qū)服務價值量最高，占總量的52.5%，內蒙古區(qū)和青藏高原區(qū)最小。從各項服務價值來看，農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)服務價值最高，占總量的77.8%，其次是廢物凈化，占總量的20.4%，最小的是土壤保持。謝高地等[25]研究了我國糧食生產(chǎn)的生態(tài)服務價值，提出了農(nóng)田單位面積生態(tài)服務價值量表，并發(fā)現(xiàn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)效益與生物多樣性的緯度分布梯度一致，其中58.1%的生態(tài)服務價值是由人類種植業(yè)活動過程產(chǎn)生的。

綜上分析可知，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)和其他土地生態(tài)系統(tǒng)有明顯的差異性，農(nóng)田土地生態(tài)系統(tǒng)最主要的服務功能是農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)，其他土地生態(tài)系統(tǒng)更重要的服務功能是生態(tài)環(huán)境保護和改善方面的功能。

4結論和討論

近年來，隨著國家對生態(tài)系統(tǒng)保護和恢復的重視，國內對土地生態(tài)系統(tǒng)服務與價值方面的研究頗豐，根據(jù)用地類型的劃分，主要成果集中在森林生態(tài)系統(tǒng)和濕地生態(tài)系統(tǒng)兩方面的研究，這與二者在整個地球系統(tǒng)中的生態(tài)功能作用是分不開的。相關研究的主要特點有：

(1)國內土地生態(tài)系統(tǒng)研究自本世紀以來處于快速發(fā)展階段，1999-2003年處于萌芽時期，2004-2007年處于鞏固發(fā)展時期，2008年至今處于深入多元化發(fā)展時期。

(2)不同土地類型的主要生態(tài)系統(tǒng)服務功能具有差異性，濕地生態(tài)系統(tǒng)水文調節(jié)功能突出，森林生態(tài)系統(tǒng)主要是固碳釋氧和水源涵養(yǎng)功能，草地生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)物質循環(huán)和土壤保持功能比較明顯，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的農(nóng)產(chǎn)品服務功能最典型。

(3)評價指標體系和測算方法不同，使土地生態(tài)系統(tǒng)服務價值結果的可比性降低，同時由于地理環(huán)境的差異性，表現(xiàn)出生態(tài)服務價值的空間異質性。

由于土地生態(tài)系統(tǒng)的非均質性，土地生態(tài)系統(tǒng)服務與價值的研究仍存在部分難題，如同一土地類型的生態(tài)系統(tǒng)服務功能劃分沒有統(tǒng)一的標準和評價方法的不同，致使區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務價值核算時，核算結果不同。國內在土地生態(tài)系統(tǒng)服務價值測算上主要運用了Constaza等參數(shù)模型和謝高地生態(tài)當量模型，這兩種方法仍存在一定的局限性，前者主要表現(xiàn)為濕地生態(tài)系統(tǒng)服務價值測算較高，后者主要是以青藏高原為例的基礎上進行的研究。但對于生態(tài)系統(tǒng)服務價值的定量化研究國內也取得了可喜的成就，基于生態(tài)服務價值和土地利用變化方面的研究成果，深層次探討區(qū)域土地生態(tài)系統(tǒng)服務的權衡與協(xié)同是未來研究工作的重點和難點。加強土地利用變化驅動下的生態(tài)系統(tǒng)過程、服務及驅動機制方面的研究是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務集成與優(yōu)化，生態(tài)系統(tǒng)保護與治理的理論基礎。

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[責任編輯：劉 英]

2015-11-01

2016-03-28

張靜(1981-),女,陜西漢中人, 陜西理工大學歷史文化與旅游學院副教授,陜西師范大學在讀博士研究生,主要從事資源環(huán)境評價與GIS研究。

陜西理工學院科研基金項目(SLGKY15-12)

F061.6

A

1673-2936(2016)03-0084-05