王效科,楊 寧,吳 凡,2,任玉芬,王思遠,薄乖民,蔣高明,王玉寬,孫玉軍,張 路,歐陽志云

1 中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心, 北京 100085 2 中國科學院大學, 北京 100049 3 中國科學院遙感與數(shù)字地球研究所, 北京 100094 4 西北林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設計院, 西安 710084 5 中國科學院植物研究所, 北京 100093 6 中國科學院成都山地災害與環(huán)境研究所, 成都 610041 7 北京林業(yè)大學, 北京 100083

盡管生態(tài)效益一詞已經(jīng)被國人熟知和廣泛使用,但是如何科學評價生態(tài)效益還存在很多急需解決的問題。生態(tài)效益作為人類從生態(tài)系統(tǒng)得到的好處,不像經(jīng)濟效益那樣可以通過市場交易價格來定量評估。生態(tài)效益多選擇一些相關指標來評價。但由于受生態(tài)系統(tǒng)、區(qū)域環(huán)境、人類活動和人類福祉需求差異等影響,不同學者選取的生態(tài)效益評價內(nèi)容相差很大。這就造成了生態(tài)效益在不同項目、不同研究和不同區(qū)域之間很難比較,嚴重影響了生態(tài)效益作為決策依據(jù)的客觀性和科學性,特別是影響到基于生態(tài)效益的國家生態(tài)補償政策的制定。

早在1980年,我國科學家就提出了森林生態(tài)效益的評價內(nèi)容和指標,如朱濟凡在“論我國林業(yè)發(fā)展的新戰(zhàn)略問題”中就指出“森林具有調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、保持水土、制服風沙、凈化大氣、棲息鳥獸、保護環(huán)境、保存物種等多種功能”[1],并提到張嘉賓同志初步估算,云南省怒江州的貢山、福貢、碧江、瀘水四縣森林保土、保水功能的價值是森林用材、燃材功能價值的6倍。后來,隨著我國大規(guī)模的三北防護林體系、農(nóng)田防護林體系、長江珠江上游和沿海防護林體系及退耕還林工程建設等,林業(yè)生態(tài)工程生態(tài)效益的評估在各地大規(guī)模開展,其中有代表性的包括：雷孝章等[2]針對林業(yè)生態(tài)工程生態(tài)效益,提出了森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性維持、森林改善小氣候、森林水源涵養(yǎng)、森林保土作用、土壤改良狀況指標和區(qū)域功能特異性等6類評價內(nèi)容。王兵等[3]在《退耕還林工程生態(tài)效益監(jiān)測國家報告2015》中,提出了北方沙化土地退耕還林工程生態(tài)效益評價內(nèi)容包括7類：森林防護、凈化大氣環(huán)境、固碳釋氧、生物多樣性保護、涵養(yǎng)水源、保育土壤和林木積累營養(yǎng)物質(zhì)等。朱教君等在進行三北防護林工程生態(tài)效益評價時,提出了水源涵養(yǎng)、水土保持、防風固沙、農(nóng)田增產(chǎn)、固碳釋氧等評價內(nèi)容[4]。

從上可以看出,學界對生態(tài)效益評價內(nèi)容的認識不統(tǒng)一、選取標準不清楚,這大大影響了評價結果的可信度?；旧鲜歉髡f各有理,很難相互比較,因此,本文將在進行生態(tài)效益分類基礎上,提出生態(tài)效益評價內(nèi)容框架,并探討生態(tài)效益評價指標篩選原則和方法,為全面評價生態(tài)效益提供科學依據(jù)。

1 生態(tài)效益多層級評價框架

盡管人類具有很強的環(huán)境適應能力,但人類作為一種生物,除需要食物外,其生存和發(fā)展的環(huán)境條件需要局限于一定的范圍之內(nèi),特別是需要適宜的溫度濕度及優(yōu)良的空氣和水體質(zhì)量,還需要避免各種自然災害(如洪澇、沙塵暴等)威脅。而這些條件的提供除大尺度的氣候、地質(zhì)和水文等背景外,主要依靠生態(tài)系統(tǒng)來提供。這就是生態(tài)系統(tǒng)提供給人類的生態(tài)效益。根據(jù)我們的定義,生態(tài)效益是生態(tài)系統(tǒng)及其變化引起的人類生存和社會經(jīng)濟發(fā)展條件的改善程度(見前文),是對傳統(tǒng)評價人類福祉的社會效益和經(jīng)濟效益的補充。

由于人類生存和發(fā)展需要的環(huán)境條件具有很多種,因此,生態(tài)效益評價的內(nèi)容會是多樣化的。為了保證評價工作的科學性和完整性,就需要將多樣化的生態(tài)效益評價內(nèi)容,按照一定的邏輯關系,構成一個評價體系。其目的是：(1)更科學客觀完整精確地評估生態(tài)效益；(2)便于辨識影響生態(tài)效益的關鍵因素和過程；(3)易于生態(tài)評價指標的篩選；(4)促進生態(tài)效益評價指標能夠科學地指導生態(tài)環(huán)境保護政策制定。

目前已經(jīng)進行的大部分生態(tài)效益評價工作中,并沒有很好的梳理生態(tài)效益評價內(nèi)容間的邏輯關系,只是簡單將生態(tài)效益分成幾個類型。應用最多的是借用國際上生態(tài)系統(tǒng)服務分類體系[5],按照生態(tài)系統(tǒng)對人類生存和社會經(jīng)濟發(fā)展的作用,分成了4類：產(chǎn)品提供、支持、調(diào)節(jié)和文化等服務。產(chǎn)品提供服務主要是為人類輸出生活和生產(chǎn)資源,這些資源絕大部分可以通過市場交換來實現(xiàn),具有市場價值,容易評估。支持服務包含生態(tài)系統(tǒng)要素、結構和過程內(nèi)容,是生態(tài)系統(tǒng)的物理屬性,反映了生態(tài)系統(tǒng)整體性和健康狀況。調(diào)節(jié)服務是生態(tài)系統(tǒng)在預防生態(tài)環(huán)境問題中所發(fā)揮的功能和所起的作用,是由生態(tài)系統(tǒng)過程提供的人類生存和發(fā)展的條件。文化服務是與人類精神生活和社會發(fā)展相關的指標,滿足人類非物質(zhì)性的需求。一般認為支持服務對產(chǎn)品提供、調(diào)節(jié)和文化服務具有支撐作用,并不作為最終生態(tài)系統(tǒng)服務評價內(nèi)容。生態(tài)系統(tǒng)服務指標分類體系能夠避免定義內(nèi)在的模糊性、有效減少雙重核算、更好地鏈接自然系統(tǒng)與人類社會、以及可以找到服務的受益方而易于理解和交流。千年生態(tài)系統(tǒng)評估(MA,Millennium Ecosystem Assessment)將與生態(tài)系統(tǒng)最終服務相關的人類福祉分為健康、安全、維持高質(zhì)量生活的基本物質(zhì)需求、良好的社會關系即選擇與行動的自由等方面[5]。經(jīng)濟合作發(fā)展組織(OECD,Organization for Economic Co-operation and Development)進一步建議人類福祉要考慮生活質(zhì)量和物質(zhì)生活條件。另一個被廣泛應用于衡量生態(tài)系統(tǒng)對人類福祉貢獻的詞是自然資本。環(huán)境與經(jīng)濟綜合核算體系(SEEA,System of Integrated Environment and Economic Accounting)將自然資本分成了3個功能組：資源功能、匯功能和服務功能[6]。資源功能包括從生態(tài)系統(tǒng)輸入到人類社會的各種材料和能源；匯功能主要是對人類造成副產(chǎn)品或廢物的處理能力；服務功能是為人類和其他生物提供良好生境和友好環(huán)境的能力。這3組功能和生態(tài)系統(tǒng)服務4種類型間既一致又交叉。資源功能主要指生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品提供服務；匯功能主要指生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務的凈化功能；生態(tài)系統(tǒng)除凈化功能外的其他調(diào)節(jié)服務和文化服務可以劃分到這里的服務功能。但生態(tài)效益在內(nèi)容上不但與生態(tài)系統(tǒng)服務和自然資本既有聯(lián)系又有區(qū)別,而且還需要包括與人類福祉相關的生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和功能指標。

為了闡明生態(tài)系統(tǒng)服務形成機制,理解生態(tài)系統(tǒng)與人類社會之間的聯(lián)動機制,Potschin 等[7]提出了生態(tài)系統(tǒng)服務級聯(lián)(ecosystem service cascade)框架：結構-過程-功能-服務-效益-價值,生態(tài)系統(tǒng)與生物多樣性經(jīng)濟學(TEEB,The Economics of Ecosystems & Biodiversity)對該框架進行完善后認為：生態(tài)系統(tǒng)服務級聯(lián)框架比較完善的偶聯(lián)了自然環(huán)境和人類社會的特性[8- 9],如生態(tài)系統(tǒng)結構、功能以及社會福祉等,常常被用來表征一個生態(tài)系統(tǒng)和一個社會的基本特性[10]。并強調(diào)了生態(tài)系統(tǒng)通過服務傳遞到社會,從而使人類福祉提高。但這里還是忽視了一個重要理念,人類從生態(tài)系統(tǒng)獲益,可能不一定要經(jīng)過生態(tài)系統(tǒng)服務級聯(lián)途徑。生態(tài)系統(tǒng)結構和過程的變化也可以直接使人類受益。例如生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)改善、生態(tài)廊道建設,人們從中可以直接利用清潔水體和綠色環(huán)境,提高社會福祉。盡管生態(tài)系統(tǒng)服務級聯(lián)框架很好的描述了生態(tài)系統(tǒng)服務形成機制和傳遞到人類社會的主要途徑,但沒有考慮生態(tài)系統(tǒng)變化的原因以及評價與管理決策的關系,因此,不能簡單地將這些框架應用于生態(tài)效益評價。

生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量評價中廣泛使用的壓力-狀態(tài)-響應(PSR,Pressure-State-Response)評價體系框架對生態(tài)效益評價也會有幫助。該框架是由加拿大統(tǒng)計學家Rapport 提出[11],后經(jīng)過經(jīng)濟合作發(fā)展組織(OECD)和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP,United Nations Environment Programme)推廣,得到了廣泛使用。該評價體系框架反映了生態(tài)系統(tǒng)在人類和環(huán)境之間的傳遞作用。生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾和壓力時,其狀態(tài)會發(fā)生變化,從而引起人類社會的響應。這種評價體系框架,反映了一種從人類到環(huán)境再到人類的完整過程,建立了影響生態(tài)系統(tǒng)的人類活動與人類社會受到的影響之間的關系,很好表征了人類活動影響生態(tài)系統(tǒng)的鏈條,可以為制定生態(tài)環(huán)境保護政策提供重要科學依據(jù)。歐洲環(huán)境署(EEA,The European Environment Agency)將壓力-狀態(tài)-響應框架擴展為驅(qū)動力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(DPSIR,Driving force-Pressure-State-Impact-Response)評價體系框架,強調(diào)了對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生壓力的驅(qū)動力和生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)變化產(chǎn)生的影響,更完整的反映了人類活動作為驅(qū)動力,對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生壓力,引起生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)變化,從而對人類社會產(chǎn)生影響,針對受到的影響,人類則會采取一定的對策措施控制驅(qū)動力,使人類活動影響最小化。這種評價框架的核心是生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)變化及其人類采取的應對能力,更多是從人類活動的負面影響角度考慮。但生態(tài)效益評價,則希望更多的考慮人類從生態(tài)系統(tǒng)及其變化中獲得的好處,重點要關注對人類生存和社會經(jīng)濟發(fā)展具有較大貢獻的生態(tài)系統(tǒng)特性。因此,不能直接將PSR或DPSIR評價框架用來開展生態(tài)效益評價。

綜合以上分析的生態(tài)系統(tǒng)服務評價框架和DPSIR評價框架,結合已有研究在生態(tài)效益評價中遇到的問題,我們建立了生態(tài)效益與生態(tài)系統(tǒng)和人類社會之間的聯(lián)系,構架了生態(tài)效益評價框架(圖1)。該評價框架體現(xiàn)了以下特點：

圖1 生態(tài)效益評價框架Fig.1 Ecological benefit evaluation framework

(1)生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益共同構成了人類社會的價值判斷標準和決策依據(jù)。面對一個多樣的復雜世界,無論公眾生活需要還是管理決策需要,人們對各種事物和事件都在不斷進行價值分析(即評價),以決定下一步應該怎么辦。對于人類賴以生產(chǎn)和發(fā)展的生態(tài)環(huán)境(即生態(tài)系統(tǒng)),我們也一直對其價值進行判斷,是應該保護還是應該開發(fā)或重建,根據(jù)就是它能夠?qū)θ祟惍a(chǎn)生多大的好處或效益。這些效益按照人類需求可以分為生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益。我們生活在一個市場經(jīng)濟的社會,對于經(jīng)濟效益最為敏感,因為獲得經(jīng)濟收入意味著可以通過交換獲得許多人類需要的生活生產(chǎn)資源。我們生活在一個社會環(huán)境中,人類需要各種交流和社會活動,社會效益的作用也容易得到重視。往往被人類忽視的是生態(tài)效益,它主要是為人類提供生存和生活生產(chǎn)的條件,如潔凈的空氣和水體、適宜的溫度濕度、較少的災害和較高的生物多樣性。通常情況下,人類可以無償獲取多數(shù)生態(tài)效益以滿足其日常需求,體會不到自身已享受到的生態(tài)效益,也認識不到這些生態(tài)系統(tǒng)的重要性；即使發(fā)現(xiàn)其重要性,不同人的判斷不一樣,重視程度也提升不到一定高度。但當生態(tài)效益減少到一定閾值,勢必會威脅到社會經(jīng)濟進一步發(fā)展。因此人類社會在進行決策時,應綜合考慮三種效益。

(2)生態(tài)效益是經(jīng)濟效益和社會效益的基礎。人類是自然界的一部分,自然生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的生態(tài)效益是支撐人類社會運轉(zhuǎn)的基石,脫離了自然人類無法生存,更不用說發(fā)展社會經(jīng)濟。但是人的社會性決定了人類過多的關注經(jīng)濟效益和社會效益,而往往忽視生態(tài)效益。由此而引發(fā)了多種生態(tài)環(huán)境問題,例如森林砍伐造成水土流失、草原過度放牧造成沙漠化加劇。這些生態(tài)環(huán)境問題的出現(xiàn),將會直接影響人類社會所需要的經(jīng)濟效益和社會效益；相反的,生態(tài)效益的改善會提升社會效益和經(jīng)濟效益,如我國的三北防護林工程,從生態(tài)效益方面,提高了防風固沙、調(diào)節(jié)當?shù)貧夂蚝蜏p少沙塵暴的能力,從經(jīng)濟效益上增加了糧食產(chǎn)量和農(nóng)民收入,從社會效益上提高了社會穩(wěn)定和人體健康價值。

(3)生態(tài)效益綜合了生態(tài)系統(tǒng)的多層級貢獻。由于生態(tài)系統(tǒng)和人類社會的多樣性和復雜性,少數(shù)幾個指標可能很難科學評價生態(tài)效益。因此從生態(tài)系統(tǒng)要素、結構、過程、功能和服務等方面,分析生態(tài)系統(tǒng)與人類福祉的關系,建立生態(tài)效益多層級指標評價體系。生態(tài)效益評價指標包括了能夠反映與人類生存和社會經(jīng)濟發(fā)展條件相關的生態(tài)系統(tǒng)要素、結構、過程、功能和服務5個方面的指標。例如,生態(tài)系統(tǒng)要素指標：空氣質(zhì)量、水體質(zhì)量、土壤肥力、植被類型、生物多樣性等；生態(tài)系統(tǒng)結構指標：生態(tài)效率、植被覆蓋度等；生態(tài)系統(tǒng)過程指標：水文波動、有機質(zhì)分解速率、硝化反硝化速率等；生態(tài)系統(tǒng)功能指標：產(chǎn)水量、生產(chǎn)力、生物量、蒸騰量等；生態(tài)系統(tǒng)服務指標：氣溫調(diào)節(jié)、水文調(diào)節(jié)、土壤保持、授粉、觀賞等。多層級指標評價體系,一方面能夠使評價更加全面,另一方面可以篩選出易于進行測量判斷以及與人類福祉關系密切的評價因子：例如生態(tài)系統(tǒng)土壤保持效益難以精確測定時,可以采用土壤肥力提高作為評價指標；生態(tài)系統(tǒng)防風固沙效益評價時,如果采用反映人類福祉的沙塵天氣日數(shù)指標,將更能夠得到受益人群的認可。

(4)生態(tài)效益與生態(tài)系統(tǒng)的驅(qū)動力和人類應對能力有關。生態(tài)效益評價的出發(fā)點是為了認識生態(tài)系統(tǒng)的重要性以及為制定生態(tài)環(huán)境保護政策提供科學依據(jù)。對于不同的外在驅(qū)動力和壓力,生態(tài)系統(tǒng)的要素、結構、過程、功能和服務變化是不同的。受到這些變化的影響,人們從中得到的效益也就不同。因此,生態(tài)效益評價要考慮生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生變化的驅(qū)動力及其對生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)造成的壓力,還要考慮生態(tài)系統(tǒng)變化對人類社會造成的影響以及人類采取的響應措施,為生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境保護修復決策提供科學依據(jù)。

2 生態(tài)效益評價指標篩選原則和方法

對于生態(tài)效益,可以圍繞生態(tài)系統(tǒng)或人類福祉及其相關關系,進行多方面的評價。從前面的生態(tài)效益評價框架可以看出,能夠用來作為生態(tài)效益評價的指標應該非常多。在實際生態(tài)效益評價工作中,由于時間、資金和資料等限制,只能選取有限的指標進行評價工作。因此,生態(tài)效益評價首先需要建立評價指標篩選的原則和方法。

2.1 生態(tài)效益評價指標篩選原則

進行生態(tài)效益評價指標篩選是一件非常困難的事,既要受到人類認識水平的限制,更要受到許多客觀條件的限制(如資金、監(jiān)測能力、數(shù)據(jù)可獲得性、管理需要等)。進行生態(tài)效益評價指標篩選時,需要參考生態(tài)學領域已建立的指標篩選方法[12- 13],針對評價工作的具體目標,指標體系的構建應考慮其完備性,指標的代表性、精度、普遍性、真實性、簡單性及各指標之間的一致性和相關性,并權衡評價模型的復雜性等。基于此,建立了篩選生態(tài)效益評價指標的參考原則[14]：

(1)關聯(lián)性：生態(tài)效益是人類從生態(tài)系統(tǒng)中獲取的福祉,因此生態(tài)效益指標首先應該與人類福祉密切關聯(lián)。人類得到的生態(tài)效益(好處)應該是由生態(tài)系統(tǒng)變化帶來的,無論是生態(tài)系統(tǒng)要素還是過程或功能指標,只要其變化能夠給人類生存和社會經(jīng)濟發(fā)展的條件維持和改善帶來好處和益處,并易于被人們認識和理解,它們就可以作為生態(tài)效益的評價指標。生態(tài)效益指標還應該與人類活動或政策有相關性,能夠反映社會的努力和重視程度對生態(tài)環(huán)境改善的作用,這樣才能為生態(tài)保護和建設的政策制定提供直接依據(jù)。

(2)靈敏性：敏感的指標更能反映生態(tài)系統(tǒng)的變化及其對人類社會產(chǎn)生的好處(效益)。由于生態(tài)系統(tǒng)類型和特性及其與人類關系的差異,在眾多的生態(tài)效益候選指標中,各指標本身變化程度有差異,對人類活動或環(huán)境變化響應的敏感程度有差異,其變化引起的人類福祉的變化程度也會有差異。指標本身變化大,可能較容易檢測出其變化；指標對人類活動敏感,才能及時發(fā)現(xiàn)生態(tài)效益的變化；對人類福祉貢獻大的指標,才容易認識到其重要性。因此在選擇評價指標時,應重在考慮那些本身變化大,對人類活動響應敏感、對人類福祉貢獻大的生態(tài)效益指標。

(3)層級性：現(xiàn)有的反映生態(tài)系統(tǒng)屬性及其與人類關系的指標數(shù)量較多,就生態(tài)系統(tǒng)而言,可從其要素、結構、過程、功能和服務5個層級來反映生態(tài)系統(tǒng)屬性。這5個層級指標之間具有關聯(lián)性,前一層級對后一層級指標具有決定性影響,后一層級指標可能包含了前一層級指標的信息。不同層級指標與人類福祉的關系密切程度存在差異,密切程度隨生態(tài)系統(tǒng)要素、結構、過程、功能、服務層級依次遞增。因此,在篩選生態(tài)效益指標時,應優(yōu)先考慮與人類福祉關系最緊密的指標。

(4)決策導向性：生態(tài)效益評價主要是通過評價人為干預后生態(tài)系統(tǒng)變化引起的人類福祉改變,認識人類活動的成效和存在問題,為人類活動的改進和成效提升的政策制定提供科學依據(jù)。因此,生態(tài)效益評價指標要考慮其對決策的支撐作用,優(yōu)先考慮決策者容易理解的指標,這樣才有利于評價結果被接受并納入到?jīng)Q策工作中去。

(5)代表性：由于生態(tài)系統(tǒng)和人類需求的特殊性和區(qū)域差異性,生態(tài)效益指標篩選時應該考慮生態(tài)系統(tǒng)類型、區(qū)域和服務人群的特殊性,優(yōu)先考慮具有生態(tài)系統(tǒng)、區(qū)域和人群代表性的指標,要考慮生態(tài)效益產(chǎn)生和發(fā)揮的時間空間尺度。選用的評價指標應該多為知名國際組織或國家評估應用較多的指標,同時還應考慮中國已有的生態(tài)系統(tǒng)評估項目或報告中采用的指標。

(6)可行性：主要是考慮指標的可獲得性和可測量性。由于受到監(jiān)測方法、資料來源、評價模型及模型參數(shù)的限制,不同生態(tài)效益指標評價的難易程度和可靠性具有很大差異。為保證評價的客觀性,避免主觀因素的影響,選擇指標時主要考慮可以量化的(包括直接觀測、計算或模擬)指標,進而依靠數(shù)據(jù)做出客觀的判斷。指標計算需要的直接觀測數(shù)據(jù)、模型和參數(shù)要容易采集或有權威、可靠的來源。因此篩選時需要綜合考慮評價模型的可靠性以及數(shù)據(jù)資料的可獲得性及其可靠性,優(yōu)先選擇一些資料可靠完整和評價方法科學簡單的指標?？傮w來說,指標應易于獲取,評價方法易于掌握,可操作性強。

(7)獨立性：由于生態(tài)效益評價指標體系是由許多指標構成的,指標間相關性和重復性可能難以避免。為了科學高效的開展評價工作,需要分析各指標間的相關程度,盡量將指標間的信息重復性和相關性減到最小,避免指標之間的包容和重疊；篩選出的指標數(shù)目要足夠少,但又能表征生態(tài)系統(tǒng)最主要成分變量。

(8)經(jīng)濟適用性和社會可接受性。生態(tài)效益評價目的是為了科學評價自然或人為干預后的生態(tài)系統(tǒng)為人類帶來的福祉及其變化,評價工作應該考慮經(jīng)濟成本,應該將指標的監(jiān)測、資料收集處理、模型開發(fā)與檢驗等工作成本控制在適當范圍,否則由于占用較多資金資源,影響生態(tài)環(huán)境保護與管理項目的整體效益。同時篩選的指標應該具有社會可接受性,考慮與管理工作的相關性、與當?shù)厣鐣?jīng)濟條件和知識水平的適應性,只有評價指標和結果得到社會接受,才能發(fā)揮其決策支持的作用。

2.2 生態(tài)效益評價指標篩選方法

在實際評價工作中,往往只能選擇有限數(shù)量的指標來反映生態(tài)效益,這就需要采用科學的篩選技術手段,從大量的與生態(tài)效益相關的生態(tài)系統(tǒng)要素、結構、過程、功能以及服務指標中,篩選出簡單易行和科學客觀的指標體系。目前篩選指標的方法主要有頻度分析法、專家咨詢法和層次分析法等[15]。頻度分析法,是通過收集各種研究論文和報告,整理出所有相關指標列表,統(tǒng)計出各指標使用的頻率,篩選出使用頻率較高的指標。專家咨詢法,是通過會議、問卷和訪談等多種形式,向有經(jīng)驗的專家進行咨詢,基于專家分別提出的指標體系和各指標的重要性分析,篩選出評價指標。層次分析法,事實上是專家咨詢法的一種,只是在進行專家意見咨詢時,將所有候選指標向上合并成多個層級的指標組,在每一層級上,專家對有限個(一般不大于5個)指標或指標組進行相對重要性評判,建立判斷矩陣,計算出一致性指標,獲得各個指標的重要性權重,篩選出權重大的指標。采用這些方法篩選出的指標體系,很大程度上取決于現(xiàn)有的研究資料分布和依賴于專家的先驗知識,并不能完全體現(xiàn)以上的生態(tài)效益指標篩選原則。為了提高生態(tài)效益評價的可行性和效率,往往需要分析每一個候選指標的相關特性[16],如所評價生態(tài)系統(tǒng)的類型、要素、結構和功能、與人類福祉關系、對應時空尺度和組織水平、適用生態(tài)區(qū)域、效益產(chǎn)生源、理解難易程度、可測量性、統(tǒng)計可信度、指標范圍、敏感程度、預警能力、可獲得性、獲取成本和診斷作用。

圖2 生態(tài)效益指標篩選的多準則綜合法 Fig.2 Multi-criteria synthesis method for selecting ecological benefit indicators

基于以上的生態(tài)效益評價框架和評價指標篩選原則,生態(tài)效益篩選可以采取多準則綜合法(圖2)。根據(jù)各候選評價指標的綜合排名,篩選出比較重要的指標用來進行生態(tài)效益評價。

生態(tài)效益指標篩選的多準則綜合法具有以下特點：(1)根據(jù)生態(tài)效益多樣性和多級性,構建出全面系統(tǒng)完整的生態(tài)效益候選指標。(2)以生態(tài)效益指標篩選原則作為準則,分析各生態(tài)效益候選指標與評價目標及使用難度間的相關性。將指標的重要性判斷基于一些具體的相關知識,而不是籠統(tǒng)的經(jīng)驗。(3)確定各判斷準則的相對權重,構建整體的各指標綜合排名。在大多數(shù)情況下,無論候選指標列表、準則相關性評價還是準則權重確定,都需要借助于專家咨詢或其他形式的社會調(diào)查方法。

盡管生態(tài)效益具有多樣性和復雜性,需要采用多指標方法進行評價。但決策者往往希望生態(tài)學家能夠構建出一個單一指標,而不是給出一系列指標讓決策者自己判斷,這就要求構建一個綜合性指標[17]。綜合性指標構建方法一般有：(1)價值化：采用重置成本法、影子工程法、條件價值法等方法,將非市場化的生態(tài)效益指標換算成價值量,然后得出總的生態(tài)效益價值；(2)平均法：采用簡單算術平均或加權平均法,將反映生態(tài)系統(tǒng)不同方面的多個生態(tài)效益指標整合成一個單一綜合指標；(3)多元統(tǒng)計分析法：多數(shù)情況下,得到單一綜合指標是比較困難的。所以通常采用的一種化繁為簡的辦法,就是將所有多個指標的信息進行數(shù)學變換,利用不同多元數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法,得到較少的幾個相互獨立的綜合指標。通過比較生態(tài)系統(tǒng)在這幾個指標構成的空間中的變化,就可以確定生態(tài)效益的相對值。

總之,根據(jù)以上的生態(tài)效益篩選原則和篩選方法,就可以將最重要的生態(tài)效益指標篩選出來,通過較低的成本達到科學評價生態(tài)效益的目的,為決策者提供盡可能多的決策依據(jù)信息。

3 生態(tài)效益評價指標檢驗

生態(tài)效益指標反映了人類從生態(tài)系統(tǒng)獲得好處的信息。這些信息應該很容易被社會或決策者感知或理解。對于篩選出的各種生態(tài)效益評價指標,既要能夠體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)復雜性,也要能夠簡單測量和使用[18],因此,需要對篩選出的生態(tài)效益指標優(yōu)劣進行檢驗[19],首先要檢查是否符合以下3條標準：

(1)可定量化：生態(tài)效益指標需要能夠被定量,具有衡量單位。最好能夠采用較簡單的方法就能夠測量出指標明顯的變化。實際上,生態(tài)效益指標,可能只有少數(shù)可以直接監(jiān)測獲得,如土壤養(yǎng)分、水質(zhì)、生產(chǎn)力等,大部分都需要模型計算獲得。即使能夠直接監(jiān)測的指標,往往也只能得出指標的一個樣點或局地的值,對于大范圍的區(qū)域生態(tài)效益,還需要通過模型方法外推。有時,可能需要將指標的物質(zhì)量轉(zhuǎn)化成價值量,更便于決策者感知到生態(tài)效益的價值或重要性。

(2)專一化：大部分情況下,生態(tài)效益是被用來評價某些實際發(fā)生的或擬計劃的人類活動可能產(chǎn)生的生態(tài)后果。因此篩選出的生態(tài)效益評價指標應該與被考察的人類活動有密切的關系,并且該指標的變化只是被考察的人類活動引起的,自然波動比較小,具有響應的專一性。盡量避免不具有專一性的指標,以免誤導決策者。

(3)震撼性：篩選出的生態(tài)效益指標應該是社會和決策者高度關心的指標。當社會或決策者看到這些指標的變化時,就能夠清楚地認識到其重要程度。指標不一定多,但一定要選用能夠引起社會或決策者理解和感興趣的指標。

這只是3條對所有生態(tài)效益評價指標選取都必須考慮的標準。但由于生態(tài)效益形成的復雜性及人類活動和生態(tài)系統(tǒng)多樣性,生態(tài)效益評價指標檢驗需要充分考慮評價目的、尺度和區(qū)域等來確定。為了滿足不同項目或區(qū)域生態(tài)效益評價結果進行比較的需要,生態(tài)效益評價指標的一致性也非常重要的。

4 結論

構建生態(tài)效益指標體系無疑是生態(tài)效益評價的最關鍵工作之一,在分析過去實踐經(jīng)驗的基礎上,本文提出了生態(tài)效益評價框架以及評價指標的篩選和檢驗原則。作為一個初步的理論分析成果,可以對生態(tài)效益指標體系的構建提供一些重要參考。但由于生態(tài)系統(tǒng)復雜性和多樣性以及對于生態(tài)效益形成機制認識的局限性,仍然有大量的研究工作急需開展。首先需要加強人類活動對生態(tài)系統(tǒng)結構、過程和功能的影響機理研究,特別是需要一些長期的觀測和模擬實驗,建立人類活動影響強度與生態(tài)系統(tǒng)指標間的劑量響應關系,為生態(tài)效益指標的篩選和優(yōu)化提供實驗基礎。其次,要研究生態(tài)系統(tǒng)變化與人類獲益間的關系,人類活動可以引起生態(tài)系統(tǒng)要素、結構、過程和功能的多種變化,各種變化對人類社會經(jīng)濟的貢獻是有差別的,并且人類需求是多方面的,各方面需求的重要性也不同?？梢哉f,生態(tài)系統(tǒng)變化和人類獲益間會構成一個復雜的網(wǎng)狀關系,這將是生態(tài)學研究面臨的重大挑戰(zhàn)之一。總之,人類活動-生態(tài)系統(tǒng)變化-生態(tài)效益間是一個復雜的多因子、多過程和多響應的關系,構建生態(tài)效益指標,就是要將這種復雜關系簡單化,凝練出關鍵性指標,以科學評價人類活動對生態(tài)環(huán)境的改善作用,為指導決策者制定和完善生態(tài)環(huán)境保護和修復政策與措施提供科學依據(jù)。

致謝：北京大學沈澤昊,北京林業(yè)大學王軼夫,貴州師范大學安裕倫、楊廣斌,國家林業(yè)局西北林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設計院王偉,環(huán)保部南京環(huán)境科學研究所張慧、裴文明,上海市園林科學規(guī)劃研究院李躍忠、鄭思俊,中國科學院成都山地災害與環(huán)境研究所傅斌,中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心逯非,中國科學院遙感與數(shù)字地球研究所王黎明,中國科學院植物研究所李彩虹等參加該項目討論，特此致謝。