陳哲夫彭保發(fā)陳端呂

(1.湖南文理學(xué)院，湖南 常德 415000；2.中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長沙 410000)

引言

隨著人口增長、城市化與社會經(jīng)濟發(fā)展，森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生了變化，出現(xiàn)了一定程度的生態(tài)環(huán)境問題，影響了區(qū)域生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展。森林是生物圈中占比最大，同時也是生物多樣性最豐富、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的自然生態(tài)系統(tǒng)，作為綠水青山的重要組成部分，能有效創(chuàng)造更多社會性產(chǎn)品，提供重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[1]。森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)受生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過程及人類選擇偏好、多樣化需求的影響，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間關(guān)系異常復(fù)雜，成為森林經(jīng)營與管理需要持續(xù)關(guān)注的熱點與難點。本文以森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)概念內(nèi)涵演進為切入點，總結(jié)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)形成機制，系統(tǒng)梳理國內(nèi)外森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估、權(quán)衡協(xié)同、尺度依賴的理論前沿，并揭示森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)未來需研究的重點問題，以期為森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)，森林生物多樣性保護，森林生態(tài)功能區(qū)劃，森林建立生態(tài)補償機制及國家生態(tài)安全戰(zhàn)略需求研究提供借鑒和啟示。

1 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的內(nèi)涵演進

由于對森林資源需求認知的局限性，相關(guān)研究早期主要局限于傳統(tǒng)森林經(jīng)營目標的木材生產(chǎn)。隨著對森林生態(tài)系統(tǒng)與功能復(fù)雜性認識的深入，學(xué)者逐漸意識到森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類生存福祉息息相關(guān)，不斷地進行更為細致的概念探索，體現(xiàn)了森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)概念內(nèi)涵的演進過程，具體如圖1所示。在“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”一詞首次出現(xiàn)之前，與之相近的概念源于森林生態(tài)系統(tǒng)功能認知與森林資源價值評估。19世紀中后期，我國已經(jīng)關(guān)注森林生態(tài)功能的概念形成和描述，將其劃分為直接利益與間接利益，并歸納了森林間接效益的類型[2]，形成了對森林生態(tài)功能的基礎(chǔ)認知與生態(tài)效益的綜合考量，進行了人類發(fā)展與森林生態(tài)功能需求的綜合實踐[3]。20世紀60年代，一批環(huán)境經(jīng)濟學(xué)家運用非市場物品的價值計量方法，發(fā)展了相應(yīng)的森林價值評價框架，從評估理論基礎(chǔ)、評估方法進行了相對全面的闡述，為將森林資源的社會、經(jīng)濟與生態(tài)價值納入國民經(jīng)濟核算體系提供了理論指導(dǎo)。

圖1 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的內(nèi)涵演進

1981年Ehrlich P R和Ehrlich A H正式提出“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”概念，強調(diào)自然生態(tài)環(huán)境產(chǎn)出對于人類社會的價值與意義。生態(tài)系統(tǒng)能夠生產(chǎn)、輸送人類生存發(fā)展中重要的物質(zhì)或服務(wù)，人類從生態(tài)系統(tǒng)中的獲得利益即為衡量服務(wù)價值的標準，但生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是由自然生態(tài)組分還是生態(tài)功能或過程提供，是直接等同還是不等同于獲得利益，還存在一定的爭議[4]。相關(guān)學(xué)者從功能性描述、收益性描述與組分性描述3個方面進行了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的概念闡述。功能性描述定義主要強調(diào)生態(tài)系統(tǒng)功能轉(zhuǎn)化為服以滿足人類福祉，歐陽志云等[5]在Daily提出的定義基礎(chǔ)上將其界定為基于生態(tài)系統(tǒng)及過程的人類所需要的環(huán)境條件與效用。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的收益性描述，強調(diào)收益是從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中所獲取，或者是從自然生態(tài)系統(tǒng)組分中獲得，謝高地等[6]參照Costanza的定義，將其定義為從生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過程與功能中所得的生命支持產(chǎn)品與服務(wù)。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的組分性描述，否定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是收益，認為只是收益的生產(chǎn)要素，包括生態(tài)系統(tǒng)的最終產(chǎn)品，也可包括形成服務(wù)的中間組分與過程。總的來說，概念界定存在著較大的分歧，但概念內(nèi)涵基本涵蓋了惠益獲得、功能與服務(wù)、直接與間接服務(wù)等內(nèi)涵[7]。

2 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估

在人類對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求不斷增長過程中，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估起到基礎(chǔ)性作用[8]。21世紀以來，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估呈現(xiàn)出多視角多學(xué)科的特點，如何科學(xué)精準的評估越來越受到學(xué)者的關(guān)注[9]，森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估研究是隨著生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的深入而不斷深入的，具體如圖2所示。

圖2 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估進展

2.1 國外研究進展

2.1.1 森林多效益評估

國外在20世紀50年代就開始對森林單一的生態(tài)功能進行評價，直接計算具有市場價格的服務(wù)功能，逐漸形成了森林的多功能、多效益理論，為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估奠定了基礎(chǔ)。1977年Westman提出了“自然服務(wù)”概念及其價值評估問題[10]，到了20世紀90年代初期，Munasinghe、Tobias等、Maille等采用條件價值評估法、旅行費用法與機會成本法估算了當?shù)鼐用窀＠麚p失、外地游客福利獲得以及生態(tài)旅游價值，Hanley等[11]評估了英國森林的美學(xué)與游憩價值。這一時期的價值評估主要以案例研究為主，推廣應(yīng)用性不強，評估方法體系還有待發(fā)展和完善。

2.1.2 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的系統(tǒng)測算

1997年，Daily[9]及Costanza等研究成果的問世，建立了一系列價值評估方法，形成了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)，推動了評估工作的巨大發(fā)展?；谏鷳B(tài)系統(tǒng)的功能與產(chǎn)品分類，構(gòu)建了經(jīng)濟分析與評價的技術(shù)框架，其中物質(zhì)量法與價值量法是使用最多、最為成熟的方法。在實際的案例研究中，歐盟編制了“森林的環(huán)境與經(jīng)濟綜合核算歐洲框架”(IEEAF)，日本制定了森林生態(tài)核算的指標體系，聯(lián)合國《千年生態(tài)系統(tǒng)評估報告》[11]提出了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估框架，此后，基于MA評估框架的價值評估取得顯著的進展，為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型劃分與評估奠定了基礎(chǔ)。

進入21世紀，隨著MA計劃的實施，許多學(xué)者從不同角度展開了森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估工作，呈現(xiàn)出急速推進狀態(tài)，取得了突破性的進展。日本林野廳于2000年評估了全國的森林公益機能價值，美國、巴拿馬、地中海國家以及加拿大等開展了國家層面的價值評估，為森林經(jīng)營管理政策制定提供依據(jù)。同時，生態(tài)模型作為評估方法與技術(shù)工具，越來越多地被逐漸應(yīng)用于森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究中，Beattie等與Solecki等采用CITYgreen模型評估了樹木水質(zhì)凈化能力及森林潛在效益，Brack采用DISMUT模型評估了森林生態(tài)系統(tǒng)的清污、降溫及固碳潛力，Nowak等采用UFORE模型評估了美國55個城市的樹木及灌木污染物清除能力，為實現(xiàn)服務(wù)評估的精準化取得了重要成果[12]。

2.1.3 探究形成機理的系統(tǒng)性評估

2007年TEEB計劃的提出、2011年UKNEA項目的開展以及2012年IPBES平臺的建立，極大地推進了森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值研究由簡單的評估發(fā)展為探究形成機制的系統(tǒng)性評估，標志著評估工作進入了成熟階段。如，Martínez等評估了墨西哥安提拉瓜流域高地的云霧林區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，Lemenih等基于生產(chǎn)與管理系統(tǒng)的影響因子進行了埃塞俄比亞地區(qū)林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估。這一時期模型應(yīng)用方面也取得了突破性進展，主要有InVEST模型、ARIES模型、SoLVES模型等，尤其InVEST模型應(yīng)用最為成熟，如Delphin等采用InVEST模型分析了颶風(fēng)對亞熱帶森林的地上部分碳儲量和木材生產(chǎn)服務(wù)的潛在影響，Gang等[13]采用InVEST與SWAT模型模擬了森林水源供給與土壤流失的時空動態(tài)，在深入了解森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的形成機制上提供了一定的支撐。

2.2 國內(nèi)研究進展

2.2.1 初期研究大多借鑒國外的理論與方法

與國外相比，我國森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估起步較晚，但發(fā)展較快，起步于20世紀80年代[14]，主要突破木材收獲的單一目標，組織了森林綜合效益評估研究，核算了包括森林在內(nèi)的資源總價值，全面評估了包括森林生態(tài)環(huán)境價值的全國森林資源價值。

20世紀90年代末及21世紀初，隨著國外相關(guān)理論方法的引入，國內(nèi)服務(wù)價值評估研究開始大量涌現(xiàn)。謝高地等[15]對Costanza等的單位面積價值當量法進行修正，編制了適用于我國現(xiàn)狀的單位面積價值當量表，至此，較多學(xué)者借鑒Costanza等的研究框架開展了不同尺度的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評價。在全國大尺度上，侯元兆等系統(tǒng)核算了我國森林資源價值，對森林資源價值有了整體的認知與把控；魯紹偉結(jié)合物質(zhì)量與價值量法估算了我國森林生態(tài)系統(tǒng)7項服務(wù)的總價值；趙晟等結(jié)合能值理論評估了我國紅樹林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值。在中小尺度區(qū)域，對甘肅省、海南島尖峰嶺、長白山青藏高原、武夷山區(qū)的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行了詳細分析。但由于服務(wù)功能的復(fù)雜性，評估方式難以統(tǒng)一，評估結(jié)果更難以一致，不具可比性，難以形成統(tǒng)一與完整的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估體系[16]?？傮w來看，大多數(shù)研究還處于理論探索與簡單應(yīng)用階段[12]。

2.2.2 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估的規(guī)范和統(tǒng)一

2008年以后，隨著《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范(LY/T 1721-2008)》(簡稱《規(guī)范》)標準的制定，使評估工作具有了統(tǒng)一的參考與規(guī)范，并取得了較大的突破，是我國森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究進程中的重要里程碑。《規(guī)范》涵蓋多種評估模型與方法，得到了廣泛應(yīng)用，針對不同立地類型，對森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行了評估核算；針對不同森林類型，對我國杉木林、櫟林、油松林、經(jīng)濟林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量和物質(zhì)量進行了評估，使森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評價更為規(guī)范與便捷[17]，解決了評估標準系統(tǒng)化的問題，使評價的數(shù)據(jù)來源、建立的指標及評價方法都可以在統(tǒng)一標準下進行。同時，按照《規(guī)范》要求與方法，以森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)和森林生態(tài)站長期監(jiān)測數(shù)據(jù)，在吉林、黑龍江、湖南、云南、遼寧省阜新市、龐泉溝國家級自然保護區(qū)等中小尺度范圍也廣泛開展了森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估研究。

隨著3S技術(shù)的發(fā)展，我國學(xué)者引入模型法，基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生與形成的過程機理，設(shè)置環(huán)境參數(shù)[18]，實現(xiàn)了森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估結(jié)果的圖形化、動態(tài)化與精準化。如測算土壤保持服務(wù)的RUSLE模型、評估洪水調(diào)節(jié)、碳固持和美學(xué)景觀的ARIES模型[19]，在贛江流域、河南省淅川縣等不同區(qū)域進行了應(yīng)用，但模型設(shè)計相對較為復(fù)雜，往往涉及多學(xué)科領(lǐng)域，在一定程度上限制了生態(tài)模型的廣泛使用。

3 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡協(xié)同

由于生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能間的相互作用，使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)表現(xiàn)為權(quán)衡關(guān)系與協(xié)同關(guān)系。森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡協(xié)同是引起區(qū)域及全球生態(tài)環(huán)境問題的重要因素之一。森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間存在的高度非線性關(guān)系，使服務(wù)之間的權(quán)衡協(xié)同表現(xiàn)更為復(fù)雜[20]，可以概括為時空尺度的復(fù)雜性與驅(qū)動影響的復(fù)雜性，如圖3所示。深入探究森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡關(guān)系的特征及作用機制對提升人類福祉，實現(xiàn)生態(tài)保護和社會經(jīng)濟發(fā)展共贏目標具有重要意義。

圖3 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡協(xié)同的主要議題

3.1 權(quán)衡協(xié)同類型

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)關(guān)系存在正向關(guān)系的協(xié)同與負向關(guān)系的權(quán)衡，并且權(quán)衡與協(xié)同存在相互轉(zhuǎn)換的動態(tài)關(guān)系，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡是對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間關(guān)系的一種綜合把控[21]。根據(jù)不同的研究視角及目標，目前存在多種分類體系。

3.1.1 基于主體關(guān)系的權(quán)衡類型

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的權(quán)衡主體包括供給側(cè)、需求側(cè)。從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系視角，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡可分為供給-供給權(quán)衡、需求-需求權(quán)衡、供給-需求權(quán)衡。供給-供給權(quán)衡的研究成果相對較豐富，但由于所涉及的供給服務(wù)類型較多，森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給-供給權(quán)衡研究呈現(xiàn)出一定的復(fù)雜性。從現(xiàn)有研究來看，供給服務(wù)之間普遍呈現(xiàn)為權(quán)衡關(guān)系；在供給服務(wù)與調(diào)節(jié)服務(wù)類型之間既有權(quán)衡關(guān)系又有協(xié)同關(guān)系；供給服務(wù)與支持服務(wù)之間權(quán)衡關(guān)系表現(xiàn)得更為明顯[22]；調(diào)節(jié)服務(wù)之間主要為協(xié)同關(guān)系；調(diào)節(jié)服務(wù)與支持服務(wù)之間，不同服務(wù)類型呈現(xiàn)不同的權(quán)衡協(xié)同關(guān)系。需求-需求權(quán)衡關(guān)系是不同利益相關(guān)者間的利益分歧，體現(xiàn)不同利益相關(guān)者之間的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡過程，利益主體的經(jīng)濟活動導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡狀態(tài)發(fā)生改變[23]，不同利益的博弈權(quán)衡目標是實現(xiàn)空間布局的最優(yōu)化和最公平化。已有研究發(fā)現(xiàn)，對于森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求權(quán)衡關(guān)系，原始林轉(zhuǎn)化為農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營后，利益相關(guān)者的需求偏好改變了碳交換與作物產(chǎn)量需求的關(guān)系；從分配權(quán)衡視角，可將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求權(quán)衡類型劃分為低-低型、高-高型、高-低型與低-高型等。供給-需求權(quán)衡關(guān)系體現(xiàn)了更高層次的復(fù)雜性。由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需之間存在著空間間隔[24]，發(fā)生空間錯位，生態(tài)學(xué)家通過供需關(guān)聯(lián)研究，以解決服務(wù)供需的時空匹配問題。但傳統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需研究絕大部分忽略了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供應(yīng)、流動與利用過程中的復(fù)雜性，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流為實現(xiàn)供給區(qū)與受益區(qū)之間的時空連接，形成供給地與使用地之間的空間位移，以實現(xiàn)異地效用提供了有效研究途徑。

3.1.2 基于時空效應(yīng)的權(quán)衡類型

依據(jù)分析尺度的不同、時間的長短及是否可逆等3個軸向可將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡劃分為空間權(quán)衡、時間權(quán)衡與可逆性權(quán)衡。從供給側(cè)視角來看，空間權(quán)衡主要研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的產(chǎn)生與交付存在空間差異，如河流上游區(qū)域的生產(chǎn)經(jīng)營活動導(dǎo)致的下游區(qū)域水質(zhì)變化；時間權(quán)衡是管理決策或自然過程導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生與交付存在時間差異，表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的快速變化過程與慢速變化程的相互作用關(guān)系[25]，這個過程需要一定的時間積累；可逆權(quán)衡體現(xiàn)的是供給能力受干擾后的可恢復(fù)性。從需求側(cè)來看，空間權(quán)衡是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)成本與受益維護的空間異質(zhì)性，時間權(quán)衡是服務(wù)變化過程中現(xiàn)時效益與未來成本的權(quán)衡。

3.2 權(quán)衡協(xié)同尺度

森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是基于森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過程和功能產(chǎn)生的，而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間產(chǎn)生的相互作用涉及到不同尺度的生態(tài)過程[26]，存在尺度依賴性，主要體現(xiàn)在森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的尺度特征和多尺度關(guān)聯(lián)，是國內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注的研究課題。

3.2.1 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡的尺度效應(yīng)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在不同尺度上會表現(xiàn)為不同的性質(zhì)，不同尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生過程有顯著的差異，權(quán)衡關(guān)系具有特征尺度，即為特定的時空尺度才能表現(xiàn)其顯著作用。隨著尺度的增加，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間協(xié)同或權(quán)衡作用的強弱會發(fā)生變化，在較大空間尺度上主要以協(xié)同關(guān)系為主[27]，而在中小尺度上則以權(quán)衡關(guān)系為主。大量研究表明，森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在不同尺度上的權(quán)衡協(xié)同差異，如糧食生產(chǎn)和土壤保持在集水區(qū)尺度上呈協(xié)同關(guān)系，但是這2種服務(wù)在整個歐洲大陸尺度上表現(xiàn)為權(quán)衡關(guān)系，這種供需空間上的不匹配，加劇了不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的沖突。同時，不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡或協(xié)同關(guān)系具有動態(tài)特征，因此，解析不同尺度上的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)特征功能，提取充分表達其主導(dǎo)作用與效果的特征尺度，需要進行合適的尺度選擇，針對不同的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)選擇合適的空間尺度，并保證評估的時間連續(xù)性是非常必要的。

3.2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡的多尺度關(guān)聯(lián)

森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)雖然在各個尺度上都能形成與受益，但需要在更小尺度揭示其形成原因與制約機制，更大尺度上尋找解決問題的綜合途徑[28]。任何單一尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)并非獨立存在，都會受到其他尺度多因素的交互影響，表現(xiàn)在不同尺度之間的空間關(guān)聯(lián)上。尺度推繹可通過識別各尺度上的影響，比較不同尺度間的相互聯(lián)系，以明晰生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的多尺度關(guān)聯(lián)機制，已經(jīng)成為學(xué)者廣泛使用的手段。同時，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的跨尺度空間流動導(dǎo)致在不同區(qū)域形成競爭與權(quán)衡。

4 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響機制

森林結(jié)構(gòu)、生態(tài)過程、非生物環(huán)境與森林經(jīng)營管理是影響森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要因素，其中生態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)過程、非生物環(huán)境直接影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)形成，經(jīng)營管理通過改變生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與過程，對森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)形成間接影響，是貫穿整個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)過程的基本驅(qū)動力，具體如圖4所示。

圖4 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響機制

4.1 森林結(jié)構(gòu)的影響

森林結(jié)構(gòu)的變化決定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的變化[29]，結(jié)構(gòu)和功能影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成，森林結(jié)構(gòu)與生態(tài)過程的復(fù)雜性蘊含了森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響機制。研究認為，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的關(guān)系是復(fù)雜的，往往不是一一對應(yīng)關(guān)系，而是一種生態(tài)系統(tǒng)變化引發(fā)多種服務(wù)的變化，或多種生態(tài)系統(tǒng)變化導(dǎo)致某種服務(wù)的變化；穩(wěn)定的森林結(jié)構(gòu)可以理解為在既定立地條件下能較好地發(fā)揮森林主導(dǎo)功能的適宜結(jié)構(gòu)，樹種結(jié)構(gòu)趨于合理，森林生態(tài)系統(tǒng)所提供的服務(wù)功能將逐步提高。

森林結(jié)構(gòu)特征是森林生態(tài)系統(tǒng)運作機制的重要基礎(chǔ)，其中生物多樣性與景觀格局是制約森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要因素。生物多樣性影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成[30]。生物多樣性在局部尺度上影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成，但由于生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性，在區(qū)域尺度上的影響機制有待于進一步探討。景觀格局與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間存在著非線性的復(fù)雜動態(tài)關(guān)聯(lián)。景觀格局差異會導(dǎo)致地表反射率等系統(tǒng)屬性變化[31]，影響著生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的空間異質(zhì)性、多樣性和穩(wěn)定性，進而影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)過程。現(xiàn)有研究結(jié)果表明，碳儲量與產(chǎn)水量、水資源涵養(yǎng)與水土流失、文化服務(wù)等森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化，都與森林景觀格局變化相關(guān)性顯著。

4.2 生態(tài)過程的影響

生態(tài)過程強調(diào)事件或現(xiàn)象發(fā)生、發(fā)展的動態(tài)特征，涉及的水文過程、土壤過程、植被過程以及氣候效應(yīng)、地表過程等研究則全面拓展了對復(fù)雜生態(tài)過程的認知。森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)本質(zhì)上屬于復(fù)雜的生物物理過程，是從自然組分到生態(tài)過程、生態(tài)功能的實現(xiàn)[32]。在現(xiàn)有研究中，不同類型的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與某些特定的生態(tài)過程相關(guān)聯(lián)，主要集中在水文、大氣等相對成熟的非生物物理過程方面，如水源涵養(yǎng)功能實質(zhì)上是體現(xiàn)在森林水文過程、物質(zhì)再循環(huán)等生態(tài)過程及水文效應(yīng)的機理上[33]。同時，從生態(tài)過程審視與解析森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成過程與綜合特征，需要多因素、多尺度、多角度的綜合研究。

4.3 森林非生物環(huán)境的影響

森林非生物環(huán)境特征對區(qū)域通過森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和穩(wěn)定性產(chǎn)生了嚴重的影響。非生物環(huán)境特征，對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品服務(wù)功能形成具有多重作用[34]。氣候、水文、土壤與地貌等非生物因素影響森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而在很大程度上決定了生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品服務(wù)功能的類型，類型不同，對環(huán)境生態(tài)條件要求和適應(yīng)能力也不同。如，產(chǎn)水量隨坡度增大及海拔高度增加呈先減少后增加趨勢，土壤保持量和碳密度表現(xiàn)為隨著坡度的增加而增加，隨著海拔高度的增加呈先增加后減少趨勢。氣候因子是影響森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能發(fā)揮的重要因素，是影響產(chǎn)水空間異質(zhì)性的主要驅(qū)動力，尤其土壤保持量的影響除了植被，主要歸結(jié)為降水侵蝕力[35]。

4.4 森林經(jīng)營管理的影響

森林經(jīng)營管理活動與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的關(guān)系非常復(fù)雜，森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)存在的受益偏好會導(dǎo)致利益主體福祉獲得的差異與不確定性，通過利益相關(guān)者間的干擾活動影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的獲取與管理[36]。如，LUCC對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給具有明顯的影響，使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力發(fā)生變化，人類通過改變土地利用的結(jié)構(gòu)與功能影響服務(wù)供給的質(zhì)量與數(shù)量，從而直接、間接地影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成[37]。

5 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的議題展望

5.1 理論探究：森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流及網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)取得了豐富的研究成果，但仍存在有待進一步探索的問題[38]，主要體現(xiàn)在以下方面：已有研究多關(guān)注供給側(cè)評估與權(quán)衡，尚缺乏解析服務(wù)供需系統(tǒng)化研究，亟需基于非線性特征研究的復(fù)雜性技術(shù)和方法，厘清森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的非線性特征研究；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需的空間錯位與尺度效應(yīng)，形成了服務(wù)的異地效用，尚缺乏解析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給、流動和需求等復(fù)雜關(guān)系時空動態(tài)測度，亟需時間動態(tài)與空間交互的復(fù)雜性表達理念；森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)形成與影響機制有了初步探討，但將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需綜合用于森林生態(tài)空間的實踐，針對形成機理的解釋與表達需要進一步的探索。

因此，為了科學(xué)把握森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究，聚焦于非線性、多尺度耦合及時空交互的復(fù)雜性，森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流與網(wǎng)絡(luò)理論框架研究應(yīng)集中在以下方面：針對森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給形成和在供給區(qū)到受益區(qū)之間的時空間關(guān)聯(lián)，定量辨識服務(wù)流節(jié)點的性質(zhì)、傳輸路徑、傳遞介質(zhì)，通過空間模擬和社會經(jīng)濟聯(lián)系分析，量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流；從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的基本單元、服務(wù)流屬性，把生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流動抽象為網(wǎng)絡(luò)，剖析復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特性及所包含的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流屬性信息；基于映射關(guān)系，面向森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)服務(wù)流及網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性，探究森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的權(quán)衡機制，制定可持續(xù)經(jīng)營政策，具體如圖5所示。

圖5 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流及網(wǎng)絡(luò)研究議題框架

5.2 實踐應(yīng)用：面向森林可持續(xù)經(jīng)營的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡研究

森林經(jīng)營目標由木材生產(chǎn)轉(zhuǎn)向森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)得到了充分關(guān)注，面對森林可持續(xù)經(jīng)營，實現(xiàn)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的最大化，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系成為關(guān)鍵。由于森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)受生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過程及人類選擇偏好的影響，各種服務(wù)之間的權(quán)衡/協(xié)同關(guān)系異常復(fù)雜，體現(xiàn)了森林多尺度經(jīng)營與和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的重要性，其理論與技術(shù)問題值得深思與探索。

據(jù)此，以森林生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，基于森林經(jīng)營的多尺度與多功能視角，對森林生態(tài)系統(tǒng)進行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間權(quán)衡協(xié)同研究，如圖6所示。基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的森林景觀多尺度特征研究?；诎邏K與景觀尺度結(jié)構(gòu)，進行相應(yīng)尺度的森林生態(tài)系統(tǒng)主導(dǎo)功能評價，剖析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡在“林分結(jié)構(gòu)-景觀格局-區(qū)域安全”3個層次上的驅(qū)動因子，找到不同尺度間結(jié)構(gòu)(格局)-服務(wù)功能的共性和特點，從全球非臨近、局部鄰近、流動方向性、原位性和使用者遷移性的整體空間特征進行特征尺度辨識。多尺度森林經(jīng)營的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡機制。面向森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的“價值最大化-空間匹配-區(qū)域優(yōu)化”目標進行不同經(jīng)營尺度下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估模擬與權(quán)衡分析，揭示多尺度森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡機制。多尺度服務(wù)權(quán)衡的森林可持續(xù)經(jīng)營模式。分析森林可持續(xù)經(jīng)營過程中生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡機制，構(gòu)建森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在“生態(tài)系統(tǒng)-景觀-區(qū)域”尺度的經(jīng)營模式，提出實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提升的森林可持續(xù)經(jīng)營對策。