白 楊,王 敏,李 暉,黃沈發(fā),Juha M. Alatalo

1 中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園,西雙版納 666303 2 上海市環(huán)境科學(xué)研究院,上海 200233 3 云南大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院,昆明 650500 4 Department of Biological and Environmental Sciences, College of Arts and Sciences, Qatar University, P.O. Box 2713, Doha, Qatar

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求的理論與管理方法

白 楊1,2,*,王 敏2,李 暉3,黃沈發(fā)2,Juha M. Alatalo4

1 中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園,西雙版納 666303 2 上海市環(huán)境科學(xué)研究院,上海 200233 3 云南大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院,昆明 650500 4 Department of Biological and Environmental Sciences, College of Arts and Sciences, Qatar University, P.O. Box 2713, Doha, Qatar

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是當(dāng)前可持續(xù)科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。隨著環(huán)境保護(hù)與管理需求的不斷增加,政策制定者希望將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)信息更多地融入管理實(shí)踐中。由于理論的不確定性和研究方法的局限性,如何準(zhǔn)確地評價生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、如何考慮不同利益相關(guān)者的需求,提取重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)信息給決策者參考,仍然是當(dāng)前該領(lǐng)域研究的難點(diǎn)?；谏鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)的產(chǎn)生、傳遞和消耗過程,區(qū)分生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的潛在供給、實(shí)際供給和人類需求；引入生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需比和供給率兩個指標(biāo),為區(qū)域間自然資源資產(chǎn)的比較提供一種方法；以白洋淀流域?yàn)榘咐?采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)矩陣法,結(jié)合GIS空間模擬技術(shù),揭示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求的空間特征。白洋淀流域2010年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給率和供需比分別是：0.4966和0.1131,說明流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給狀態(tài)較好,且處于盈余狀態(tài)。對流域內(nèi)供給率較高且供給處于盈余的區(qū)域,應(yīng)作為生態(tài)保護(hù)與補(bǔ)償?shù)闹饕獏^(qū)域；對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求較大的區(qū)域應(yīng)進(jìn)行必要的生態(tài)建設(shè)與修復(fù)。研究結(jié)果為區(qū)域生態(tài)環(huán)境管理和政策制定提供了實(shí)際的科學(xué)依據(jù)。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)；供給；需求；白洋淀流域

Abstract： Ecosystem service is a very important issue for current, sustainable scientific research. Environmental protection and management requirements are increasing and policymakers hope to incorporate ecological service information into decision-making and consultations. Because of theory uncertainty and methods limitation, it is, at present, very difficult to accurately evaluate ecosystem services and extract important ecosystem services information that can help decision-makers meet the demands of various stakeholders. In this study, we first identified and defined ecosystem service potential supply, actual supply (flow), and human demand based on the processes and mechanisms involved in ecosystem service generation and delivery. Two indicators were then introduced, the supply rate and supply-demand ratio, which provide a mean that can be used to compare the status of natural capital between regions. We also investigated the ecosystem service matrix and GIS spatial simulation technology and used these indicators to investigate the Baiyangdian River Basin as a case study. The aim was to reveal the spatio-temporal characteristics of service supply and demand. The supply rate and supply-demand ratio for the Baiyangdian River Basin in 2010 were 0.4966 and 0.1131, respectively. This indicated that the ecosystem service supply status was good and in surplus. The places with high supply rate should be considered as hotspots for ecological protection and compensation. However, places with high ecosystem service demand should concentrate on ecological construction and restoration. The results provide a scientific basis for regional ecological environment management and policy-making.

KeyWords: ecosystem service; supply; demand; Baiyangdian River Basin

隨著生態(tài)學(xué)科的發(fā)展和人類對其認(rèn)知能力的提高,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的理念在生態(tài)環(huán)境管理方面的應(yīng)用前景正被寄予厚望[1- 3]。與此同時,不同的利益相關(guān)者,尤其是政策決策者,對這一領(lǐng)域的期望更高[4]。他們希望生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究能提供給他們更多、更可靠的信息和技術(shù),來評估與預(yù)測相關(guān)決策可能帶來的生態(tài)后果,以此支撐和優(yōu)化他們的決策[5]。同時,政策決策者還非常感興趣的是,其所在的省、市范圍內(nèi)自然生態(tài)系統(tǒng)提供的服務(wù),與別的省、市比較起來處于什么水平。由于理論和方法的不確定性,使得上述應(yīng)用仍然比較困難,也是這一理念應(yīng)用于實(shí)際生態(tài)系統(tǒng)管理的主要障礙[6]。

如何準(zhǔn)確的區(qū)分和界定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、如何對其進(jìn)行準(zhǔn)確的評價(或量化)、如何準(zhǔn)確地提取生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)信息融入決策之中,是這一領(lǐng)域亟待解決的熱點(diǎn)和難點(diǎn)[5]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)要邁出從理論到管理實(shí)踐的堅實(shí)一步,必須對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行準(zhǔn)確的定義和評價,重點(diǎn)是要弄清生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)從產(chǎn)生、傳遞到消耗的全過程[5,7]。目前,國內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)主要集中于：(1)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生機(jī)理。生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-過程-功能-服務(wù)的相互作用機(jī)理、尺度關(guān)聯(lián)和尺度轉(zhuǎn)換等是這一方向研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)[8]。(2)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)量與價值量評估及其時空分布,是這一領(lǐng)域研究的核心和重點(diǎn)。由于評估方法的差異和評估指標(biāo)選取的不同,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估結(jié)果差異很大。標(biāo)準(zhǔn)化的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估方法,尤其是價值化方法,是這一方向亟待解決的難點(diǎn)[9]。(3)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的驅(qū)動、響應(yīng)與反饋機(jī)制。氣候變化、外來物種入侵、人類活動干擾等,直接或間接的驅(qū)動土地利用/土地覆蓋,影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過程與功能,進(jìn)而影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給。供給的波動,也就是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的響應(yīng),將直接的反饋到人類的福祉上。供給下降,人類福祉減少,人類的需求得不到滿足,供需矛盾由此產(chǎn)生[10]。(4)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的協(xié)同和權(quán)衡。協(xié)同是指某一種服務(wù)的增加會對其他幾種服務(wù)產(chǎn)生一定的促進(jìn)和增幅作用,比如固碳、土壤保持和涵養(yǎng)水源之間；權(quán)衡是指兩兩服務(wù)之間,或兩組服務(wù)之間,只能二選其一,比如糧食生產(chǎn)與水源涵養(yǎng)。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的協(xié)同與權(quán)衡,是目前這一領(lǐng)域用于指導(dǎo)管理與決策的主要依據(jù)之一[11]。(5)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需平衡及空間匹配,是這一領(lǐng)域研究的新方向和新熱點(diǎn)。大多數(shù)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給和人類需求在空間上是極為不匹配的,甚至在很多地方出現(xiàn)“赤字”[5]。上述研究進(jìn)展,從不同的角度揭示了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在不同的景觀尺度上是如何產(chǎn)生與傳遞,如何對其進(jìn)行可視化、定量化、價值化的度量,以及如何用于指導(dǎo)政策的決策,推動了這一交叉學(xué)科的不斷深入。

本研究的目的是通過揭示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求的耦合機(jī)制,推進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)從理論走向管理實(shí)踐,服務(wù)于國家生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略需求[12]。本研究在綜述目前國內(nèi)外生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,界定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的概念與內(nèi)涵；基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的產(chǎn)生、傳遞和消耗的過程,區(qū)分生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的潛在供給能力、實(shí)際供給大小和人類實(shí)際需求等概念；以白洋淀流域作為研究對象,采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)矩陣法[13],結(jié)合GIS空間模擬技術(shù),構(gòu)建具體的指標(biāo)體系,揭示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求的空間特征,為區(qū)域生態(tài)環(huán)境管理和政策制定提供科學(xué)依據(jù)；在此基礎(chǔ)上,引入生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需比和供給率[5]兩個指標(biāo),為區(qū)域間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的比較提供一種方法。

1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及相關(guān)概念的界定

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)概念自提出以來,其定義與內(nèi)涵備受爭議。目前比較認(rèn)可的概念是US EPA[14]和TEEB[15]提出的：生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)對人類福祉和效益的直接或間接貢獻(xiàn)。與其他的概念[16]相比,他的合理性在于區(qū)別了生態(tài)系統(tǒng)的中間服務(wù)和最終服務(wù),為避免生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重復(fù)計算提供了依據(jù)。生態(tài)系統(tǒng)的最終服務(wù)是人類直接利用生態(tài)系統(tǒng)自然組分產(chǎn)生效益的過程,有直接的受益者；而生態(tài)系統(tǒng)的中間服務(wù)只是產(chǎn)生生態(tài)系統(tǒng)最終服務(wù)的生態(tài)特征或過程,沒有直接的受益者[8]。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)要更好的應(yīng)用于實(shí)際管理,必須要加入受益者分析,也就是需要進(jìn)一步區(qū)分生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的潛在供給、實(shí)際供給和人類需求[17]。生態(tài)系統(tǒng)基于其自身結(jié)構(gòu)與功能的完整性,能提供一系列潛在的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),即生態(tài)功能。人類實(shí)際消耗或需求時,將潛在的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)部分或全部的轉(zhuǎn)化為實(shí)際的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),即最終生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。人類福祉實(shí)際上就是來自于他們實(shí)際享用的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。而這實(shí)際享用到的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的量,取決于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的實(shí)際供給與人類本身需求或消耗之間的關(guān)系[2,13]。在沒有外源輸入的情況下,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)潛在供給、實(shí)際供給和人類需求有如下關(guān)系：

①潛在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給≥實(shí)際生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的實(shí)際供給來自于生態(tài)系統(tǒng)自身的完整性,而生態(tài)完整性的自組織能力則依靠于生態(tài)系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)與過程[18]。因此,人類活動或決策引起的土地利用或土地覆蓋改變對生態(tài)完整性帶來的影響,將直接導(dǎo)致某一個或幾個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能力的提高或下降。至于人類對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的需求而言,政策因素、人口動態(tài)、經(jīng)濟(jì)因素、市場機(jī)制或文化習(xí)慣等都可能造成不同群體的差異[19](圖1)。

圖1 生態(tài)服務(wù)供給與需求產(chǎn)生的理論框架[13]Fig.1 The theoretical framework of ecosystem service supply and demand [13]

2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的兩個指標(biāo)

本研究引入生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給率和供需比兩個指數(shù),來進(jìn)行區(qū)域間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)整體特征的對比[5]。供給率是指特定區(qū)域內(nèi),生態(tài)系統(tǒng)提供實(shí)際生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的能力,值越大表示生態(tài)系統(tǒng)實(shí)際供給的轉(zhuǎn)化率越高,即生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)從潛在供給轉(zhuǎn)換為實(shí)際供給的比重越多。供需比是用來反映特定區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的實(shí)際供給和人類需求之間的平衡狀態(tài),可能是盈余或赤字,統(tǒng)稱為生態(tài)系統(tǒng)的不匹配特征。其計算方法為：

3 案例研究

本研究選取半自然景觀構(gòu)成的白洋淀流域?yàn)檠芯繉ο?采用2010年該流域的土地利用數(shù)據(jù),示范生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給率和供需比兩個指標(biāo)的計算方法。2010年白洋淀流域土地利用構(gòu)成36.57%為農(nóng)業(yè)用地,26.74%為草地,26.32%為森林和灌叢,1.02%為水域,建設(shè)用地為9.35%。流域內(nèi)人類活動劇烈,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需矛盾較大。人類活動對生態(tài)服務(wù)的需求主要是洪澇調(diào)蓄、土壤保持和授粉等。在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具體指標(biāo)的選取上,僅考慮提供最終生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)和文化服務(wù)3項(xiàng),共19個類型。

由于目前對于各個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型的評估方法并不成熟,本研究采用Burkhard等[13]提出的“0—5分矩陣法”來對各個類型進(jìn)行專家打分。專家的選擇需要滿足以下3個條件：第一：從事生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域的研究；第二：對評價區(qū)域比較熟悉；第三：為避免理解上的誤差,應(yīng)進(jìn)行面對面的訪問。最終選擇了8位專家進(jìn)行打分,采用算術(shù)平均及四舍五入的方法得到研究區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)潛在供給、實(shí)際供給和人類需求的得分值,帶入供給率和供需比的計算公式,得出區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需特征的整體得分值,專家打分的方法及處理流程在Li等[5]的文獻(xiàn)里有詳細(xì)的闡述。盡管矩陣法存在很多問題,例如主觀性太強(qiáng),忽略了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生的尺度特征等[5],但采用這個方法可以示范上述兩個指數(shù)的計算過程,能將區(qū)域內(nèi)眾多的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型綜合為一個指數(shù)進(jìn)行區(qū)域間的對比。0分表示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的潛在供給、實(shí)際供給或人類需求最低；5分表示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的潛在供給、實(shí)際供給或人類需求最高,構(gòu)建好的矩陣如圖2所示。

圖2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)潛在供給、實(shí)際供給與人類需求矩陣Fig.2 The matrix of ecosystem service potential supply, actual supply and human demand

白洋淀流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)2010年的供給率和供需比分別是0.4966和0.1131。從圖3可以看出,流域內(nèi)供給率和供需比在空間上差異很大,流域的西部和北部主要是由林地和灌叢覆蓋,供給水平最高,供給率的最大值為0.6316；流域的東部和南部主要是城鎮(zhèn)建設(shè)用地和耕地,供給水平較低,供給率的最小值為0.0010。由于該流域主要由自然(林地、灌叢等)或半自然(耕地等)景觀構(gòu)成,大部分區(qū)域的供給率為正,處于盈余狀態(tài),僅有城鎮(zhèn)建設(shè)用地和園地等區(qū)域表現(xiàn)為赤字,因此流域整體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)處于盈余狀態(tài)。

圖3 白洋淀流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需比(左)和供給率(右)空間分布Fig.3 Spatial distribution of ecosystem service supply rate (right) and supply-demand ratio (left) in Baiyangdian River Basin

4 討論

4.1 理論上的應(yīng)用

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的可持續(xù)管理備受關(guān)注。隨著環(huán)境保護(hù)與管理需求的不斷增加,政策制定者和科研人員一直在探索如何將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)信息更多的融入決策咨詢之中。他們首先會關(guān)注的問題就是如何實(shí)現(xiàn)區(qū)域間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的對比及其考核。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型多樣,由于目前學(xué)科本身的缺陷,要對所有類型進(jìn)行評價,并綜合為一個指數(shù)還比較困難。一方面物質(zhì)量評價的結(jié)果很難進(jìn)行整合,不同的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)量綱不一樣,比如水源涵養(yǎng),單位是立方米；固碳服務(wù),單位是噸。另一方面,盡管對所有的指標(biāo)進(jìn)行價值化再加總可以得到一個總的價值量進(jìn)行對比,但價值化過程本身還存在很多爭議,尤其是不同區(qū)域主導(dǎo)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型不一樣,使得以總價值來進(jìn)行對比更加的有失偏頗。本研究引入的兩個指數(shù),既能綜合所有的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型,也是無量綱,能有效地應(yīng)用于區(qū)域間的比較。需要注意的是,在實(shí)際應(yīng)用這兩個指標(biāo)時,區(qū)域間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的指標(biāo)類型和數(shù)量可以不一致,但主導(dǎo)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型必須要納入進(jìn)去[5]。

4.2 方法上的應(yīng)用

本研究采用了Burkhard等[13]提出的矩陣法,對白洋淀流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的潛在供給、實(shí)際供給與需求進(jìn)行了評價。該方法簡單易操作、結(jié)果空間化呈現(xiàn),適合于各種尺度的研究,尤其是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)較為貧乏的區(qū)域。但是,矩陣法也有其明顯的缺陷。例如研究方法過于主觀,取決于專家的偏好與認(rèn)知；忽略了研究區(qū)域的尺度特征、空間異質(zhì)性特征和生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量特征；等等[5,6]。同時,由于專家打分是基于區(qū)域在特定時間對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給做出的判斷,因此進(jìn)行不同時段比較時,有必要基于不同時段的生態(tài)系統(tǒng)特征分別構(gòu)建打分矩陣。盡管如此,矩陣法目前已經(jīng)成功的應(yīng)用于多個案例,用于揭示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給和需求的空間耦合特征,取得了較好的成果[5,13]。更重要的是,采用矩陣法,本研究可以示范如何對新引入的兩個指標(biāo)進(jìn)行計算。盡管采用矩陣法能對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給率和供需比進(jìn)行快速的計算,本研究建議下一步的方向是基于生態(tài)系統(tǒng)特征和過程,揭示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生、傳遞與消耗的機(jī)制,構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)潛在供給、實(shí)際供給與人類需求的生態(tài)系統(tǒng)評估模型,評估其實(shí)際產(chǎn)生和消耗的物質(zhì)量或服務(wù)量,來進(jìn)行供給率和供需比的計算,將使得這兩個指標(biāo)的計算結(jié)果更加的準(zhǔn)確。

4.3 管理上的應(yīng)用

白洋淀流域的土地利用以農(nóng)田為主,其次是林地和灌叢等,2010年建設(shè)用地僅占流域總面積的9.35%,屬于半自然景觀構(gòu)成的流域[20]。2010年,白洋淀流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給率和供需比分別是：0.4966和0.1131。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給處于盈余狀態(tài),說明流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)提供的服務(wù)整體上能夠滿足其內(nèi)部對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的需求或消耗。而作為高度人工化的太湖流域,2010年建設(shè)用地占流域總面積的27.32%。太湖流域同期的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給率和供需比分別為：0.4223和-0.1369[5]。從供給率的對比來看,白洋淀流域生態(tài)系統(tǒng)的實(shí)際供給能力比太湖流域強(qiáng)；從供需比的對比來看,白洋淀流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需狀況明顯好于太湖流域。太湖流域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給處于赤字狀態(tài),即其流域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給滿足不了人類對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的需求,需要外界不斷的輸入；或者太湖流域正在有償或無償?shù)叵耐饨缙渌麉^(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。從上述的對比可以看出,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給率和供需比兩個指標(biāo)可以有效的對比區(qū)域間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的狀況。

并不是流域內(nèi)所有區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給都處于盈余,局部區(qū)域仍然呈現(xiàn)了明顯的赤字特征(圖3)；并不是所有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型的供給都處于盈余,從單個類型來看,水源涵養(yǎng)和水質(zhì)凈化等均是處于赤字狀態(tài),導(dǎo)致了白洋淀流域仍然存在如水資源缺乏、水質(zhì)惡化等生態(tài)環(huán)境問題；盡管水源涵養(yǎng)和水質(zhì)凈化處于赤字,但流域整體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給是盈余,說明通過流域自身土地利用格局的優(yōu)化,可以實(shí)現(xiàn)這些指標(biāo)的“扭虧為盈”。具體管理做法，第一：對流域內(nèi)供給率較高及供給處于盈余的區(qū)域,予以重點(diǎn)保護(hù),并作為生態(tài)補(bǔ)償?shù)闹饕獏^(qū)域,確保其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的正常發(fā)揮；第二：對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求較大的區(qū)域進(jìn)行必要的生態(tài)保護(hù)與生態(tài)恢復(fù),例如城市區(qū)域內(nèi)部；第三：構(gòu)建水陸生態(tài)廊道。Bai等[20]以白洋淀流域?yàn)槔?采用情景模擬的方法,權(quán)衡了流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水源涵養(yǎng)、水質(zhì)凈化等服務(wù)的定量關(guān)系,得出沿河流兩岸建立生態(tài)緩沖區(qū),不僅能大大消減氮磷的入河量,也是成本效益最佳的土地利用格局優(yōu)化方式。

5 結(jié)論

政府層面相繼出臺了多項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)的環(huán)保政策,如自然資源資本核算、生態(tài)保護(hù)紅線劃定、自然資源負(fù)債表編制等,使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的理念應(yīng)用到管理實(shí)踐尤為迫切。本研究首先針對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域概念混淆的問題,對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的中間服務(wù)、最終服務(wù)、潛在供給、實(shí)際供給等概念進(jìn)行了清晰的界定和說明,有利于對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行更加準(zhǔn)確地評價,避免了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重復(fù)計算的問題；在此基礎(chǔ)之上,引入生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給率和供需比兩個指標(biāo),有利于綜合所有的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)長時間序列和區(qū)域間對自然資源狀況的對比。對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給和需求的研究,需要揭示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生、傳遞及消耗的全過程,需要不同利益相關(guān)者的參與,研究成果有利于推動生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)學(xué)科的理論研究,有助于促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)理念從理論研究快速的走向管理實(shí)踐,相關(guān)成果能更好地服務(wù)于國家生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給率和供需比兩個指標(biāo)簡單易操作,建議作為重點(diǎn)考核指標(biāo),納入地方自然資源資本核算體系、生態(tài)保護(hù)紅線績效考核、自然資源負(fù)債表清單或干部離任考核體系之中。

[1] Crossman N D, Burkhard B, Nedkov S, Willemen L, Petz K, Palomo I, Drakou E G, Martín-Lopez B, McPhearson T, Boyanova K, Alkemade R, Egoh B, Dunbar M, Maes J. A blueprint for mapping and modelling ecosystem services. Ecosystem Services, 2013, 4: 4- 14.

[2] Burkhard B, Crossman N, Nedkov S, Petz K, Alkemade R. Mapping and modelling ecosystem services for science, policy and practice. Ecosystem Services, 2013, 4: 1- 3.

[3] Alkemade R, Burkhard B, Crossman N D, Nedkov S, Petz K. Quantifying ecosystem services and indicators for science, policy and practice. Ecological Indicators, 2014, 37: 161- 162.

[4] Honey-Rosés J, Pendleton L H. A demand driven research agenda for ecosystem services. Ecosystem Services, 2013, 5: 160- 162.

[5] Li J H, Jiang H W, Bai Y, Alatalo J M, Jiang H W, Liu G, Xu J. Indicators for spatial-temporal comparisons of ecosystem service status between regions: A case study of the Taihu River Basin, China. Ecological Indicators, 2016, 60: 1008- 1016.

[6] Hou Y, Burkhard B, Müller F. Uncertainties in landscape analysis and ecosystem service assessment. Journal of Environmental Management, 2013, 127(S1): S117-S131.

[7] 肖玉, 謝高地, 魯春霞, 徐潔. 基于供需關(guān)系的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間流動研究進(jìn)展. 生態(tài)學(xué)報, 2016, 36(10): 3096- 3102.

[8] Boyd J, Banzhaf S. What are ecosystem services? The need for standardized environmental accounting units. Ecological Economics, 2007, 63(2/3): 616- 626.

[9] Wolff S, Schulp C J E, Verburg P H. Mapping ecosystem services demand: A review of current research and future perspectives. Ecological Indicators, 2015, 55: 159- 171.

[10] Branco S, Videira N, Branco M, Paiva M R. A review of invasive alien species impacts on eucalypt stands and citrus orchards ecosystem services: Towards an integrated management approach. Journal of Environmental Management, 2015, 149: 17- 26.

[11] Alama M, Dupras J, Messier C. A framework towards a composite indicator for urban ecosystem services. Ecological Indicators, 2016, 60: 38- 44.

[12] 白楊, 黃宇馳, 王敏, 黃沈發(fā), 沙晨燕, 阮俊杰. 我國生態(tài)文明建設(shè)及其評估體系研究進(jìn)展. 生態(tài)學(xué)報, 2011, 31(20): 6295- 6304.

[13] Burkhard B, Kandziora M, Hou Y, Müller F. Ecosystem service potentials, flows and demands-Concepts for spatial localisation, indication and quantification. Landscape online, 2014, 34: 1- 32.

[14] United States Enironmental Protection Agency (US EPA). Valuing the Protection of Ecological Systems and Services: A Report of the EPA Science Advisory Board. EPA-SAB-09-012. Washington DC: United States Enironmental Protection Agency, 2009.

[15] The Economics of Ecosystems and Biodiversity (TEEB). The Economics of Ecosystems and Biodiversity: Ecological and Economic Foundations. London: Earthscan, 2010.

[16] Millennium Ecosystem Assessment (MA). Ecosystems and Human Well-Being: Synthesis. 2nd ed. Washington, DC: Island Press, 2005.

[17] 江波, Christina P W, 歐陽志云. 湖泊生態(tài)服務(wù)受益者分析及生態(tài)生產(chǎn)函數(shù)構(gòu)建. 生態(tài)學(xué)報, 2016, 36(8): 2422- 2430.

[18] Müller F. Indicating ecosystem and landscape organisation. Ecological Indicators, 2005, 5(4): 280- 294.

[19] Curran S R, de Sherbinin A. Completing the picture: the challenges of bringing “consumption” into the population-environment equation. Population and Environment, 2004, 26(2): 107- 131.

[20] Bai Y, Zhuang C W, Ouyang Z Y, Zheng H, Jiang B. Spatial characteristics between biodiversity and ecosystem services in a human-dominated watershed. Ecological Complexity, 2011, 8(2): 177- 183.

Ecosystemservicesupplyanddemand:Theoryandmanagementapplication

BAI Yang1,2,*, WANG Min2, LI Hui3, HUANG Shenfa2, Juha M. Alatalo4

1XishuangbannaTropicalBotanicalGarden,ChineseAcademyofSciences,Xishuangbanna666303,China2ShanghaiAcademyofEnvironmentalSciences,Shanghai200233,China3SchoolofArchitectureandPlanning,YunnanUniversity,Kunming650500,China4DepartmentofBiologicalandEnvironmentalSciences,CollegeofArtsandSciences,QatarUniversity,P.O.Box2713,Doha,Qatar

國家自然科學(xué)青年基金(41501580);上海市環(huán)境科學(xué)研究院創(chuàng)新基金(CX201505)

2016- 06- 12; < class="emphasis_bold">網(wǎng)絡(luò)出版日期

日期:2017- 04- 24

10.5846/stxb201606121124

*通訊作者Corresponding author.E-mail: youngbcs@gmail.com

白楊,王敏,李暉,黃沈發(fā),Juha M. Alatalo.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求的理論與管理方法.生態(tài)學(xué)報,2017,37(17):5846- 5852.

Bai Y, Wang M, Li H, Huang S F, Juha M. Alatalo.Ecosystem service supply and demand: Theory and management application.Acta Ecologica Sinica,2017,37(17):5846- 5852.