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隨著全球經濟的快速發展，人類的消費水平顯著提高，給自然環境帶來的壓力也越來越大。MA(millenniumecosystemassessment)評估報告[1]中指出，人類活動對生態系統的影響已經遍及全球，60%的生態系統服務功能已經下降或不可持續性的利用，70%的調節和文化服務功能顯著下降，這個評估預示著生態系統服務功能在21世紀的前50年將繼續下降，同時對人類福祉產生持續性的影響。此外，從King和Pendlebury[2]提出的2013年全球前百個科學研究熱點分析報告中可以看到，在生態學和環境科學領域，生物多樣性和生態系統功能研究名列其中。這預示著在全球氣候變化的大背景下，生態系統服務功能及其價值評估已經引起了研究者們的高度關注。

1生態系統服務的產生背景及內涵

在提出生態系統服務這一概念以前，人們很早就開始了對生態價值問題的討論，最早可追溯到新古典福利經濟學的發展過程[3]。新古典福利經濟學強調個人的獨立性，對價值定義也僅僅局限在理財學或市場經濟的交換價值中，這個狹窄的價值定義忽視了自然在這一交換過程中的巨大貢獻，夸大了個人的主導作用。然而，隨著氣候改變和生物多樣性下降等問題的出現，暴露出這種效益評價方式存在嚴重的缺陷，這些問題都對這一經濟學理論產生了很大的沖擊。研究者們開始從行為主義心理學、神經系統科學和社會人類學等領域探索人類的屬性問題。許多研究證明人類的決策也是社會性的，而不是個體性的過程。這些觀點的提出使新古典福利經濟學不斷受到質疑，同時也讓這一學科成為眾多學者關注的焦點。20世紀50年代，人們開始對漁業的可持續性開展經濟學研究，這時他們已經意識到了保持自然資源的服務功能的重要性。到60年代，在自然環境改變的不斷刺激下，出現了一門新的學科——環境經濟學。在這個學科中提出了自然資產的概念，即自然界生產的產品，可以說這是對自然界新的認知，人類開始意識到有限的自然資源可能是經濟增長的重要限制因素，而當時的大多數經濟增長模式都忽略了有限資源消耗這一重要因素。又經過20余年的發展，新古典福利經濟學已經完全失去了競爭性，生態學和環境經濟學慢慢展現出了其在該領域的優勢。而在同一時期，GeorgeMarsh[3]已經開始意識到生態系統具有服務功能，這一觀點的提出拉開了生態系統服務功能研究的序幕。

1970年，SCEP[4](StudyofEritiealEnvironmentProblems)在《Man’sImpactionontheGlobalEnvironment》報告中提到“service”一詞，第1次明確提出了生態系統服務的概念。到1997年，Constanza等[5]提出生態系統服務內涵可概括為人類從自然生態系統中直接或間接獲取的益處，這一觀點得到了大家的認同。直到2005年，MA評估報告[1]對生態系統服務的內涵重新進行了歸納和概括：生態系統服務是指人類從生態系統獲得的所有惠益，并將其分為4個類型，包括供給服務（如提供食物和水）、調節服務（如控制洪水和疾病）、文化服務（如精神、娛樂和文化收益）以及支持服務（如維持地球生命生存環境的養分循環），這幾個方面是相互重疊和相互作用的，支持服務占據著重要的地位。生態系統服務可以看作是大自然的組成部分，可以直接被人類所享受、消費和被用于產生人類福祉，而這些益處和服務在經濟的可持續發展方面扮演了重要的角色，目前對此還缺乏系統性的探討。

2生物多樣性與生態系統服務

生物多樣性作為一個術語有很多定義，它是一種復雜的現象，大多數學者建議使用生物多樣性公約提出的概念，即在一定時間和一定區域內所有生物及其遺傳變異和生態系統的復雜性總稱，包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性3個層次。它直接說明了生物多樣性的復雜性，并將其融入到了生態系統服務中[5]。目前，對于生物多樣性和生態系統服務兩者的認識還存在一些誤區，一方面把生物多樣性和生態系統服務看作是同義詞，認為生物多樣性就是生態系統服務，生物多樣性也就越高，生態系統服務功能越完善，這種混淆不利于人們正確認識生物多樣性。Tscharntke等[6]較好地回答了這一問題，他們對生物多樣性模式及其過程的景觀適度性進行了研究，論述了適度的生物多樣性在生態系統功能及過程中的重要性，提出適度干擾的生物多樣性保護能使多樣性功能和相關的生態系統服務功能達到最優化，也有利于保證某些瀕臨滅絕物種的可持續性。

另一方面過于簡單的看待生物多樣性的價值，認為生物多樣性對生態系統服務功能的貢獻僅僅是保持物種豐富度，這種觀點沒有認識到其具有的其他價值，如調節洪水、碳固定、提高農業生產力等。可見生物多樣性在生態系統服務和過程中扮演著多重角色。Mace等[7]對這兩者之間的關系進行了概括，主要有以下幾個方面：一是生物多樣性是生態系統過程的調節者，生物多樣性是鞏固生態系統服務、控制生態系統過程的一個因素。例如，許多土壤營養循環與土壤中的生物群落組成有很大的關系，生物多樣性越高，生態系統功能也隨之增加。因此，生態系統中的生物組成，也就是生物多樣性，在生態系統服務傳遞過程中扮演著關鍵性作用。二是生物多樣性是一種終極生態系統服務，生物多樣性在遺傳和物種水平上直接貢獻了其利益和價值。例如，野生作物的遺傳多樣性對于改良作物的性狀具有重要作用。三是生物多樣性在生態系統服務中可以作為一種益處，它具有豐富的文化價值，包括野生物種和景觀的欣賞、精神愉悅、教育、宗教和娛樂價值等。

許多學者對生物多樣性與生態系統服務功能之間的密切的聯系進行了研究，發現生物多樣性在生態系統中起著關鍵性的調節作用，特別是在一些生物入侵比較嚴重的地區，生態環境比較脆弱，當生物多樣性下降或喪失時，將對生態系統服務功能產生直接的影響。來自俄立崗州立大學、奧古斯塔納學院和美國地質調查局組成的專家組對北美的瀕危草地生態系統的生態恢復過程進行了研究，通過對75個樣地的研究發現，放牧并不能降低入侵草種的豐富度，相反的，過度放牧反而會使土地失去抵抗入侵能力，使本土草種的蓋度顯著下降，同時給入侵草種提供了入侵的機會，最終使草地生態系統的生物多樣性下降，直接影響其生態系統服務功能[8]。Abella等[9]從植被演替的角度出發，在美國西南部的莫哈維沙漠選擇了代表性的本土物種來進行恢復試驗。結果發現，與灌叢相比，草叢具有更好的抵抗入侵能力，在施氮肥的情況下減少外來物種生物量達88%，不施氮肥的情況下減少達97%，這說明與其他防治生物入侵的方法相比，選擇適當的本土種可以更好地達到防治效果，同時也能更好的提高當地生態系統的生物多樣性，進而提高其生態系統服務功能。Lugnot等[10]為了證實前研究者們在生物多樣性與農業生態系統服務相關性方面的理論研究成果，對法國當地的部分農場主和農場顧問進行了問卷調查，結果表明，農田植被的生物多樣性對提高生態系統服務的供給能力有積極影響。

3人類活動、氣候變化與生態系統服務

早在1864年，GeorgeMarsh[3]在《人與自然》中就對人類引起的區域氣候改變進行了探索。隨后許多研究者開始關注這種人為干擾活動，發現這種由于人類活動引起的區域氣候改變已經對生物多樣性、物種組成和生態系統的服務功能產生了直接影響。例如，氣候變暖造成了病蟲害分布范圍的進一步擴大，殺蟲劑的使用數量也隨之增加，直接影響到生態系統的服務功能，在這種情況下，Whitehorn等[11]開展了黃蜂蜂群對煙堿類殺蟲劑的適應性試驗，結果發現自然條件下的殺蟲劑劑量對蜂群的增長率和蜂后的產出率均有顯著負面效應，而這種效應也對其生態系統服務價值產生了負面影響。Isbell等[12]在草地生態系統中進行了氮營養過剩試驗，發現氮肥施加過量后，雖然生態系統的生產力會出現暫時性的提高，但其中的優勢C4植物種類會非隨機性的顯著減少，這說明人類活動對生態系統功能的長期影響在很大程度上將造成生物多樣性的下降和群落的重建。Collins[13]認為森林提供了許多社會效益和生態系統服務，例如涵養水源、調節氣候、防洪、生態休閑、精神愉悅等，這種生態系統服務的提供和傳遞有利于保護自然生態系統，增強生態系統的健康度和穩定性，但是氣候變暖已經對森林生態系統產生了直接的影響，包括水分循環、物種分布范圍、種群大小、生命循環周期、森林生態系統害蟲的大面積爆發、外來物種入侵等問題；更重要的是人為活動也對其產生了直接影響，預計到2030年時，美國大約有11%的私有森林土地將被用于蓋房，而其私有森林面積占據著全國總森林面積的60%，這種土地利用方式的改變勢必會對其生態系統服務功能產生很大的消極影響。

氣象學家們則認為人類活動可直接導致二氧化碳及其他溫室氣體上升，進而引起全球變暖。從IPCC的報告[14]來看，這種變化仍在持續，并且增強了生態系統改變的危險性，影響到水資源、食物供給、生態系統的生產力及其他生態系統服務。Shaw等[15]對氣候變化、生態系統服務功能和經濟學之間的關系進行了探討，就氣候改變對加利福尼亞生態系統服務功能中2個關鍵因素（碳固定和自然牲畜飼料生產力）的影響進行了深入研究，發現生態系統服務價值和供給功能會隨著氣候變化而呈現下降趨勢。氣候改變對生物多樣性和生態系統服務的影響也有積極的一面。例如，二氧化碳濃度的升高能夠提高多種植物的生物量，也使一些瀕危物種的存活率有所升高[14]。Donohue等[16]在世界各地干旱地區的一項研究發現，1982—2010年，二氧化碳“育肥效應”確實造就了一個漸進的綠化，這也證實了科學家們的推斷，即自20世紀80年代初以來，全球范圍內綠葉蓬勃發展的衛星數據至少部分源于地球大氣中二氧化碳濃度的增加。總的來說，關于氣候變化的積極影響現在還寥寥無幾，但是不能否定其在某一方面的促進作用，很明顯，這將使氣候變化、生物多樣性及其生態系統服務之間的關系變得更加復雜。盡管就人類活動和氣候改變對生態系統服務的影響做了大量的研究。但是，目前關于氣候變化如何影響生態系統服務，如何影響人類和經濟發展，而經濟又如何響應這些改變的理解是不全面的。因為將來存在著太多的不確定性，在這種不確定性的影響下，當面對風險要做出決策時就會缺少對策。因此，關于人類活動、氣候改變和生態系統服務之間的影響機制研究還處于初步摸索階段，還需進一步深入研究。

4生態系統服務功能的價值評估

生態系統服務不僅為人類的生產生活提供必需的生態產品，而且為生命系統提供必需的自然條件和效用，但其重要貢獻往往被個人、企業和政府決策者們所忽視。因此開展生態系統服務價值評估對于實現人類的可持續發展具有重要的意義，主要體現在以下幾個方面：提高公眾在森林和草地對人類福祉的重要性方面的認識；為私有土地者提供一個經濟刺激，可持續性的管理好森林；鼓勵生態恢復和支持合作性的財政投入；呼吁個人致力于減少自然資源消耗和減少人類活動對生態系統的負面影響。1997年，Coatanza[5]在自然雜志上發表了全球生態系統服務價值為33萬億美元的評論，在環境和生態經濟學領域直接引起了討論，也使其成為生態系統服務價值評估的一個分水嶺。這篇文章是全球生態系統服務評估的第1次嘗試，作者承認由于其獲取的資源和數據有限，考慮還不夠全面，例如重疊性的計算，排除了家庭勞力和非正式經濟，供給和需求的估計不足，對環境承載力和生態系統中的不可逆損失缺乏考慮，不能夠反映社會公平和生態可持續性等。有人對其表示認同，如Daly[18]對這一嘗試表示贊同，他認為當缺乏某一個因子時，只能計算它的交換價值，即將自然資產服務（33萬億美元）中缺乏的評估因子作為一個過去已經損失的自然資產中的間接指數；另一方面，有人因其特殊評估方法而表示質疑，如Toman認為這種信息分類最終將誤導決策者們，因為它不能讓決策者們看到生態系統的改變或生態系統的承載力，Noraggrd等[20]則從交換價值的角度出發，認為這種不考慮地球承載力的評估存在一定的局限性。近年來，許多學者對不同尺度的生態系統服務功能開展了大量的價值評估工作，如Ludwig等對泰國和墨西哥的紅樹林經濟價值進行了評估，發現紅樹林對于漁業的發展具有重要作用，包括為幼魚提供棲息場所、營養循環、在風暴中保護等生態功能，紅樹林一旦消失將直接對經濟產生負面影響，后來也有研究者利用這種產品功能評估方法，但是由于數據的缺乏導致這種評估方法失去了真實性。Boyles等在德克薩斯州對蝙蝠壓制害蟲的服務進行了評估，發現其在美國農業上的經濟重要性，估計其產生的經濟價值每年約229億美元。Fisher等[23]對Boyles的經濟價值評估方法提出了質疑，認為其忽略了一些變化因素。此外，熱帶雨林地區和濕地的生態系統服務功能價值評估受到學者們的高度關注，如Godoy等對熱帶雨林地區的2個村莊中的32戶印第安人家庭從森林中獲得的食物、手工藝材料和藥材等進行了綜合消費模式的評估，發現其從森林中獲得的益處大概在17.79~23.72美元/hm2；Chiabai等[25]發現熱帶原始森林的砍伐致使巴西森林生態系統服務功能呈下降趨勢。Wang等[26]發現在1980—2000年間三江平原的濕地生態系統服務功能下降了約40%。Engle[27]指出墨西哥灣沿海的濕地生態系統進服務功能呈明顯下降趨勢等。此外，還有許多學者利用GIS和遙感技術手段對生態系統服務功能進行了評估，取得了一些進展[28-29]。上述這些研究中都強調了產品的經濟價值和效益的可持續性，他們所采用的評估方法大都依靠個人的主觀判斷和經驗認識，不少學者基于此對評估方法提出了一系列的假說，如Godoy[30]針對熱帶森林地區非林產品的可持續性和經濟價值的評估提出了6個假說，涉及特殊性、野生動植物在家庭收入上的重要性、森林的機會成本、可持續性、獲取價值與物種豐富度、商業化、消耗、馴養和森林砍伐等因素，這些假說的提出將有益于提高評估方法的真實性。

5干旱區生態系統服務功能研究

干旱區成為一個關鍵的陸地生態系統，對人類來說也是非常重要的。目前全球有超過38%的人口生活在旱區，其中90%的人口都分布發展中國家，這些地區擁有大量的石油、黃金、銅礦、銀礦等礦產資源和豐富的生物多樣性，可以說其生態系統服務功能不可忽視。近年來學者們對旱區生態系統的功能和生物多樣性做了大量的研究。MA荒漠化評估報告[1]對荒漠化、全球氣候變化、生物多樣性喪失及生態系統服務和人類福祉之間的關系進行了綜合而詳細的闡述，這些地區由于缺水、超強度利用生態系統服務以及氣候變化所導致的生態系統服務供應大量持續的下降，對旱區大量貧困人口在內的數百萬人的生計造成影響，而且這種影響要比非旱地區所造成的威脅要大得多。MA的成果有益于改善生態系統的經營管理、穩定并提高生態系統向人類社會提供服務的能力。Maestre等[31]在其評論中提到，隨著溫度和二氧化碳濃度上升，降水類型和土地利用變化已經成為陸地生態系統改變的重要驅動因素，在旱區也是如此。多項證據顯示，到21世紀末時全球溫度將上升3℃，這意味著由于氣候改變，包括美國西南部、地中海盆地、南非、澳大利亞、南美洲和中國在內的大多數旱區的干旱程度將進一步加劇，這些地區的生物多樣性和生態系統服務功能將受到各種影響，由于這個影響過程比較復雜，目前關于氣候變化對旱區生態系統服務功能的影響研究還鮮有報道。

6展望

生態系統服務功能研究是一個跨學科的熱點領域，由于其復雜性和不確定性，很多評估方法和模式還處于探索階段；同時，這些學科在相互滲透的過程中，對傳統的社會學、經濟學等模式造成了較大的沖擊，如何在兼顧有形服務和無形服務的基礎上，建立一個標準的、完善的評價體系，為決策者們提供參考依據是當前該研究領域急需解決的問題。筆者認為今后有必要在下述方面開展研究工作。

6.1開展基于生態系統服務功能評價的生態學長期定位研究生態學長期定位研究在監測環境改變、自然資源管理和生物多樣性保護等領域具有關鍵作用。在今后的工作中應從以下幾個方面開展研究[32]（：1）量化驅使生態系統改變的生態學響應指標（；2）理解復雜的生態系統過程；（3）提供關鍵生態學數據，以便用于發展理論生態學模式（；4）深入開展跨學科的系統研究。盡管生態學長期定位研究是非常重要的，但是經常由于經費問題而難以保持長期性，筆者認為生態學研究群體應該以加強合作的方式來保持生態學監測的延續性，應該向資源管理者、決策者和公眾宣傳生態學長期定位研究的益處。

6.2進一步完善生態系統服務功能評價指標從生態系統服務的內涵來看，人類需求始終占據著主導地位，他們的行為和管理決策往往會對其服務功能產生顯著影響[33]。目前國際上許多學者在生態系統服務價值評估方面做了大量的工作，但其評價指標依然不夠完善，依然以人類需求為導向，如很少有學者考慮到系統中的不可逆轉的損失，這將提高生態系統價值評估過程中的不準確性，因此，在今后的工作中應該進一步加大此類評價指標的研究。

6.3開展干旱區的生態系統服務功能研究盡管許多管理者和研究者已經關注到此類問題，但目前國際上關于氣候變化對干旱區生態系統服務功能的影響方面還缺乏綜合性的報道，這是由于缺乏數據和信息造成的，筆者認為應從以下幾個方面來開展工作（：1）關注氣候變化對旱區土壤質量的影響（；2）關注熱環境下生物個體的生物學反應[12]（；3）在旱區開展長期性的定位觀測試驗。此外，如何利用生態系統服務評價手段為提高干旱區福祉和減少貧困將會成為該領域一個重要的發展方向。

作者：楊旭 沈珍 閔水發 楊杰峰 單位：湖北生態工程職業技術學院 中國林業科學研究院