（人文地理学专业论文）基于gis的吉林省生态系统服务功能评价与生态补偿研究.pdf

摘要 生态系统具有改善环境、维持经济社会系统平衡、提供巨大的生态效益的功能， 生态系统服务功能经济价值评估及生态补偿问题的研究，逐渐成为生态学、生态经济 学和经济学研究的新热点。 本文将生态系统服务功能的地理空间效应和经济社会多维要素纳入研究框架，引 进空间联系和异质性，在方法上，除了采用经典的数理统计方法外，还使用了空间统 计方法，尝试对样本数据进行探索性分析。本文以吉林省市县为研究对象，探索吉林 省市县生态系统服务功能价值，并在此基础上提出相应的生态补偿对策。 首先，基于森林生态系统、水生态系统、耕地生态系统、草地生态系统、沼泽生 态系统等方面探讨生态系统服务功能价值计量模型，综合生态系统生态效益的价值评 估指标与方法，计算得出吉林省市县生态系统效益价值。 其次，运用全局空间自相关和局部空间自相关统计方法，包括l i s a 分析、m o r a n 指数、局部m o r a n 散点图、聚类分析图等有效地认识了吉林省市县生态系统、社会经 济系统的空间分布特征，揭示了空间结构的联系，认识了其内在规律性。结果表明， 无论从全局自相关还是局部自相关来看，吉林省各地区生态系统生态效益和经济社会 系统的空间差异表现出显著的空间集聚特征。基于g i s 对其进行聚类分析，对生态补 偿政策的制定提供依据。 第三，在生态、经济、社会集聚分析的结论( 即谁来补和补给谁的问题) 基础上， 进一步提出吉林省生态补偿机制实施的补偿额度( 即补多少问题) 、补偿方式( 即怎么 补问题) 、资金来源和配套机制等问题的解决对策与建议。 关键词：e s d a 技术；吉林省；生态系统服务功能；生态补偿 a b s t r a c t e c o - s y s t e mh a st oi m p r o v et h ee n v i r o n m e n t ，m a i n t a i n i n gt h eb a l a n c eo fe c o n o m i ca n d s o c i a ls y s t e m st op r o v i d es i g n i f i c a n te c o l o g i c a lb e n e f i t so ft h ef u n c t i o n so fe c o s y s t e m s e r v i c e sa n de c o l o g i c a la s s e s s m e n to ft h ee c o n o m i cv a l u eo ft h e c o m p e n s a t i o ni s s u e s ，h a s g r a d u a l l yb e c o m ee c o l o g y , e c o l o g i c a le c o n o m i c sa n dt h ee c o n o m i c so ft h en e wh o ts p o t i nt h i sp a p e r , e c o s y s t e ms e r v i c e sa n dt h e g e o - s p a t i a le f f e c t so fe c o n o m i ca n ds o c i a l e l e m e n t si n t om u l t i d i m e n s i o n a lr e s e a r c hf r a m e w o r k ，t h ei n t r o d u c t i o no fs p a t i a lc o n n e c t i o n a n dh e t e r o g e n e i t y , i nt h em e t h o d s ，i na d d i t i o nt ot h eu s eo fc l a s s i c a lm e t h o d so fm a t h e m a t i c a l s t a t i s t i c s ，b u ta l s ot h eu s eo fs p a t i a ls t a t i s t i c a lm e t h o & t ot r yt os a m p l e se x p l o r a t o r yd a t a a n a l y s i s sp a p e rs t u d i e st h ec o u n t yi nj i l i np r o v i n c e ，j i l i np r o v i n c e ，t oe x p l o r et h ec o u n t y o f e c o s y s t e ms e r v i c e sa n dt h ec o r r e s p o n d i n gr e s p o n s eo fe c o l o g i c a lc o m p e n s a t i o n f i r s to fa l l ，b a s e do nf o r e s te c o s y s t e m s ，a q u a t i ce c o s y s t e m s ，a r a b l el a n de c o s y s t e m s ， g r a s s l a n de c o s y s t e r n s ，s u c h 韶m a r s he c o s y s t e mt oe x p l o r et h ev a l u eo fe c o s y s t e ms e r v i c e s m o d e l ，i n t e g r a t e de c o s y s t e ma s s e s s m e n to ft h ev a l u eo fe c o e f f i c i e n c yi n d i c a t o r sa n d m e t h o d s ，c a l c u l a t e di nj i l i np r o v i n c ee f f e c t i v e n e s so ft h ec o u n t yt h ev a l u eo ft h ee c o s y s t e m s e c o n d l y , t h eu s eo fg l o b a la n dl o c a ls p a t i a la u t o c o r r e l a t i o ns t a t i s t i c so fs p a t i a l a u t o c o r r e l a t i o n , i n c l u d i n gl i s aa n a l y s i s ，m o l - a n t si n d e x ，t h el o c a lm o r a ns c a t t e r p l o t , c l u s t e r i n ga n a l y s i s ，s u c ha st h ee f f e c t i v eu n d e r s t a n d i n go ft h ec o u n t yo fj i l i np r o v i n c e e c o s y s t e m s ，t h es p a t i a ld i s t r i b u t i o no fs o c i o e c o n o m i cc h a r a c t e r i s t i c so ft h es y s t e m 。r e v e a l s t h es p a t i a ls t r u c t u r eo fl i n k sa n di t si n h e r e n tr e g u l a r i t y 弛er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eo v e r a l l s i t u a t i o ni nt e r m so fa u t o c o r r e l a t i o no rp a r t i a la u t o c o r r e l a t i o n ，t h ej i l i np r o v i n c e 。t h er e g i o n t s e c o l o g i c a ls y s t e me c o l o g i c a lb e n e f i t sa n de c o n o m i ca n ds o c i a ll e v e lo ft h es p a t i a ld i f f e r e n c e b e t w e e nt h ep e r f o r m a n c eo fs i g n i f i c a n tf e a t u r e so ft h es p a t i a lc o n c e n t r a t i o n g i s b a s e d c l u s t e ra n a l y s i sc a r r i e do u to nt h ec c o - c o m p e n s a t i o np r o v i d eab a s i sf o rp o l i c yf o r m u l a t i o n f i n a l l y , t h ee c o l o g i c a l ，e c o n o m i ca n ds o c i a la n a l y s i so ft h ec o n c l u s i o n so fc o n c e n t r a t i o n ( t h a ti s ，w h ow i l lm a k eu pt h e q u e s t i o no fw h oa n ds u p p l i e s ) ，b a s e do nf u r t h e r i m p l e m e n t a t i o no fe c o l o g i c a lc o m p e n s a t i o nm e c h a n i s mi nj i l i np r o v i n c ei nt h ea m o u n to f c o m p e n s a t i o n ( t h a ti s ，h o wm a n yp r o b l e m sm e e t i n g ) ，c o m p e n s a t i o n ( t h a ti s ，h o wu pt h e i s s u e ) ，t h es o u r c eo ff u n d i n ga n ds u p p o r t i n gm e c h a n i s m st or e s o l v ei s s u e ss u c ha s c o u n t e r m e a s u r e sa n ds u g g e s t i o n s k e yw o r d s ：e s d at e c h n i q u e s ；j i l i n ；e c o s y s t e ms e r v i c e s ；e c o l o g i c a lc o m p e n s a t i o n 独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得 的成果。据我所知，除了特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果。对本人的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了 明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 至兰生日期：兰竺z ：三! 学位论文使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：东 北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、 汇编本学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士学位论文全文数据库 ( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论文全文数据库( 中国科学技术 信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：至兰望 日 期：掣7 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 指导教师签名： 日期： 电话： 邮编： 东北师范大学硕士学位论文 第一章绪论 一、选题背景与研究意义 ( 一) 选题背景 当前，把资源和生态看成为资产以及环境有价值的认识正被人们所接受。人们逐渐 认识到生态系统不但提供给人类生活所必需的食物、医药以及其它工农业生产原料等有 形的、直接的生态产品，而且还具有改善环境、维持经济社会系统平衡、提供巨大的生 态效益等无形的、间接的功能。而这些非实物型的生态功能和服务往往间接影响人类经 济社会系统，再加之其经济价值无法纳入社会经济体系和无法参与市场化。所以长期以 来，生态系统的价值被认为是“无偿的 而游离于人类经济社会运行系统之外。 近年来，生态系统服务功能及其价值的评价研究和生态补偿制度、方法及其相关问 题的研究引起了国内外学者的广泛重视。许多学者基于全球、国家、省市等尺度，对森 林、湿地、草地以及耕地等生态系统服务功能评价做了大量研究，并以此为依据提出并 实施了相关的生态补偿措施。本文从吉林省市县生态系统服务功能评价及生态补偿出 发，希望通过理论与实践的探讨，为基于市县的生态补偿的理论及实际操作提供一点帮 助。 ( - - ) 研究意义 1 拓宽了生态系统服务功能评估以及生态补偿的视野和思路 传统的生态系统服务功能价值评估往往注重单纯的方法探讨及公式计量，忽略了地 理空间位置、距离，没有考虑到某单元与周围地理单元的相关程度。本文在分析生态系 统服务功能价值的同时，还考虑到了经济、社会因素。在对生态、经济、社会系统进行 空间自相关分析和聚类分析后，更加科学的得出了吉林省生态经济社会发展的空间特 征。不仅计量了生态系统服务功能价值，还可以得到吉林省生态补偿的区划。 2 丰富了研究方法和手段 空间分析方法与生态服务功能评估相结合，丰富了生态服务功能评估的手段。基于 g i s 采用空间统计方法，揭示出吉林省生态服务功能价值，经济发展水平和社会发展情 况的空间自相关性和空间异质性，有效地认清吉林省生态、经济、社会指标的空间分布 特征。利用g i s 软件对生态、经济社会系统的集聚图层进行聚类分析，为吉林省生态补 偿科学地划分了几类区域，并为各类区域的相应补偿计量和补偿政策的提出提供了科学 的依据。 3 实践价值 本文为实证研究，通过研究充实了生态系统评价及生态补偿的内容与结论。在对国 内外相关理论及实证研究的分析、综合及借鉴的基础上，基于生态补偿的相关理论、g i s 东北师范大学硕士学位论文 空间统计分析原理和聚类分析原理，构建了以吉林省市县为研究对象的生态系统服务功 能评价与生态补偿的方法，分析了区域生态系统服务功能的价值，提出了生态补偿的区 划，提示地方政府和研究者注意区域生态系统服务功能价值，制定相关生态补偿政策与 措施，为吉林省区域生态系统服务功能价值计量与评价、生态补偿政策制定以及生态经 济社会的可持续发展尽一份微薄之力。 二、国内外研究现状 ( 一) 国外研究进展 生态系统服务概念在2 0 世纪6 0 年代第一次使用( k i n g ，1 9 6 6 ，h e k k u w e l l ，1 9 6 9 ) 。 2 0 世纪7 0 年代初，s c e p ( s t u d yo fc r i t i c a le n v i r o n m e n t a lp r o b l e m ) ( 1 9 7 0 ) 提出了 生态系统的服务功能，并列出了自然生态系统的“环境服务功能”，国外对生态系统服 务功能价值的研究已进行了二十多年。 1 全球尺度的评估 c o s t a n z a 等综合了各种不同的方法对全球生物圈生态系统服务价值进行了分类和 全面评估。经过粗略计算得到的结论是：整个生物圈目前所提供的生态系统服务的年度 价值为1 6 5 4 万亿美元，平均价值为3 3 亿美元，相当于全球国民生产总值的1 8 倍。 p i m e n t e l 等( 1 9 9 7 ) 对世界生物多样性与美国生物多样性的经济价值开展了比较研 究，其结果不到c o s t a n z a 等所估算的结果的1 1 0 。p i m e n t e l 等估算出世界生物多样性 1 8 个方面的年度经济价值为2 9 2 8 万亿美元。 p a t t e r s o n ( 2 0 0 2 ) 采用生态价格理论和方法对生物圈过程和服务的价值进行了评 估。结果是c o s t a n z a 等人计算结果的3 4 左右，研究结果同时表明大多数产品的市场 价格和影子生态价格之间存在较好的一致性。 s u t t o n 研究了全球生态系统的市场价值和非市场价值及其与世界各国g d p 的关系： 联合国千年生态系统评估工作组开展的全球尺度和3 3 个区域尺度的“生态系统与人类 福利 研究，是目前规模最大的评估工作。 2 区域尺度的评估 p i m e n t e l 等估算的美国生物多样性的年度经济和环境效益为3 1 9 0 亿美元，只占g d p 的5 。 b e u k e r i n g 等( 2 0 0 3 ) 对印尼苏门答腊岛的l e u s e r 国家公园生态系统服务价值进行 了情景分析。研究结果表明：在毁林的情景下，2 0 0 0 - - 2 0 3 0 年其生态服务价值为7 0 亿 美元；在严格保护情景下，其价值为9 5 亿美元；在选择性利用情景下，其价值为9 l 亿 4 一 夫兀o c u r t i s ( 2 0 0 4 ) 采用多目标分析和德尔斐专家打分相结合的方法，对澳大利亚的 w t i l q t a 区生态服务价值进行了评估。结果表明总价值为每年1 8 8 亿一2 1 1 亿澳元。 3 单项生态系统价值评估 森林为人类提供着多方面的利益，是目前研究最早，也开展了较多研究的多功能生 2 东北师范大学硕士学位论文 态系统。p e t e r s 等( 1 9 8 9 ) 对亚马逊热带雨林的非木材林产品的研究；t o b i a s 等( 1 9 9 1 ) 和m a i l l e 等( 1 9 9 3 ) 对热带雨林的生态旅游价值的研究；h a n l e y 等( 1 9 9 3 ) 对森林的 休闲、景观和美学价值的研究；a d g e r 等( 1 9 9 5 ) 对墨西哥森林价值的评估研究及政策 建议；c h i v a u r a - m u s u s a 等( 2 0 0 0 ) 对农田内树木的价值的评估；l a l 对太平洋沿岸海 洋红树林价值及其对环境决策的制定研究等。 湿地作为另一类重要的生态系统，国际上对其服务价值的评估研究开展的较早。 t u r n e r ( 1 9 9 1 ) 对湿地总经济价值评估及管理的研究；b a r b i e r ( 1 9 9 4 ) 对热带湿地环 境功能价值的研究以及全球湿地经济网络对湿地生态系统服务价值的讨论；c o s t a n z a 及s e i d l 等对巴西p a n t a n a l 热带季节性湿地的研究等。 ( 二) 国内研究进展 相对于国际上来讲，我国对于生态系统服务价值的评估工作开展的较晚，尚属于起 步阶段。但是生态系统服务功能及其价值的评估工作引起了国内学术届的广泛重视，我 国已从全国、区域、单个生态系统以及生态系统的单项服务价值展开了评估研究。 1 全国尺度的评估 欧阳志云、王效科、苗鸿等( 1 9 9 9 ) 运用影子价格、替代工程等方法，主要从中国 陆地生态系统在有机物质的生产、c 0 2 的固定、0 2 的释放、重要污染物质降解，以及在涵 养水源、保护土壤中的生态功能作用等服务功能方面探讨了中国生态系统的间接经济价 值。瞳1 研究表明我国陆地生态系统具有巨大的生态经济效益。 陈仲新、张新时( 2 0 0 0 ) 参考c o s t a n z a 等人的分类方法与经济参数对中国生态系 统功能与效益进行了价值估算。根据中国植被图进行统计我国陆地生态系统的类型及其 面积，并据以绘制了中国陆地生态系统效益价值分布图。通过计算，我国生态系统效益 的总价值为g d p 的1 7 3 倍口1 。 2 区域尺度的评估 薛达元、包浩生、李文华等( 1 9 9 9 ) 运用市场价值法、影子工程法、机会成本法和 替代花费法等对长白山自然保护区森林生态系统的功能价值进行了经济评估。研究从活 立木生产量价值、涵养水源价值、保护土壤减少侵蚀价值、固碳以减缓温室效应的价值、 林分持留n 、p 、k 养分价值、降解s o 。和防治病虫害价值等方面计算，得出保护区总的 生态功能价值为1 7 6 4 6 5 9 4 万元h 1 。 肖寒、欧阳志云等( 2 0 0 0 ) 运用市场价值法、机会成本法和影子工程法评价了各类 型生态系统的土壤保持价值。从减少土地废弃价值、保护土壤肥力价值和减轻泥沙淤积 价值等方面得出海南岛年土壤保持总价值是巨大的1 。 高旺盛、董孝斌( 2 0 0 3 ) 运用市场价值法、替代工程法、影子价格法、机会成本法 等方法，以典型黄土高原丘陵沟壑区安塞县为例，对7 种不同类型农业生态系统的保持 土壤、涵养水分、固定c o 。和释放0 ：、维持营养物质循环、净化环境等服务功能进行了 价值核算，初步估算出安塞县生态系统各服务功能的价值总量其农林产品服务价值的 1 7 0 倍引。 3 东北师范大学硕士学位论文 肖玉、谢高地、安凯( 2 0 0 3 ) 在g i s 支持下，研究了青藏高原生态系统土壤保持功 能，评价了其经济价值。从青藏高原保持土壤养分、减少废弃土地和减少泥沙淤积的经 济价值等方面进行研究得出，青藏高原林地、草地、沼泽和农田生态系统的土壤保持经 济价值占西藏和青海两省2 0 0 0 年种植业、林业和牧业收入的6 1 7 。说明青藏高原生态 系统服务功能对当地社会和经济发展有着重要的作用盯3 。 谢高地、鲁春霞、冷允法等( 2 0 0 3 ) 根据自然资源专题图，把青藏高原生态资产划 分为森林、草地、农田、湿地、水面、荒漠等6 个一级类型，建立了中国陆地生态系统 单位面积服务价值表，并对青藏高原不同生态资产的服务价值进行了估算。结果表明， 青藏高原生态系统每年的生态服务价值为占全国生态系统每年服务价值的1 7 6 8 ，全 球的0 6 1 。青藏高原生态系统每年提供的生态服务价值大小依次为土壤形成与保护价 值、废物处理价值、水源涵养价值、生物多样性维持的价值。高原不同生态系统类型中， 森林生态系统和草地生态系统对青藏高原生态系统总服务价值的贡献最大阻1 。 张志强、徐中民等( 2 0 0 1 ) 对黑河流域生态系统服务的价值进行了评估。结果表明： 与1 9 9 9 年黑河流域的国内生产总值( g d p ) 1 0 2 5 4 x 1 0 8 元人民币相比，2 0 0 0 年黑河流域 生态系统服务的年价值相当于g d p 的1 4 2 5 倍，并且1 9 8 7 年与2 0 0 0 年相比较，黑河流 域生态系统服务的年价值呈下滑趋势阳3 。 高清竹、何立环、黄晓霞等( 2 0 0 2 ) 采用c o s t a n z a 等人对全球生态系统服务价值 的测算方法，在海河流域农牧交错带土地利用变化数据的基础上，评估了该区域 1 9 8 9 - 1 9 9 9 年的生态服务价值。研究结果表明，在1 0 年里海河流域上游农牧交错带区域， 土地利用的变化损害了该区域生态系统的生态服务功能，使生态系统服务价值损失了 4 1 8 x1 0 7 4 9 0 x1 0 7 美元n 训。 肖玉、谢高地、安凯( 2 0 0 3 ) 运用中国生态系统服务价值当量因子表和莽措湖流 域单位面积农田生态系统在1 9 9 0 年和2 0 0 0 年提供的食物生产服务的经济价值，以及 1 9 9 0 年和2 0 0 0 年土地利用情况，对该区生态系统服务功能经济价值进行了评价。同时 分析了1 9 9 0 年和2 0 0 0 年生态系统服务功能经济价值变化的原因并对结果进行了讨论。 高琼、李月辉、肖笃宁等( 2 0 0 8 ) 采用费用支出法、机会成本法、替代成本法等方 法对沈阳市森林生态系统的涵养水源、调节气候、固碳释氧、保持土壤、净化环境、旅 游等生态功能价值进行了初步估算。结果表明，沈阳市森林生态系统服务功能总价值 3 5 9 6 3 1 亿元n 2 1 许英勤等( 2 0 0 3 ) 以c o n s t a n z a 等对全球各类生态系统服务单位公顷价值的平均估 算结果，分析1 9 8 6 、1 9 9 0 和2 0 0 0 年塔里木河下游土地利用与植被覆盖变化的同时，对 塔里木河下游以塔里木垦区为主的人工及部分天然绿洲区生态系统服务的价值予以估 算，结果表明这三年的生态系统服务的价值是巨大的n 劓。 王宗明等( 2 0 0 4 ) n 们参照中国陆地生态系统单位面积服务价值表，估算了土地利用 变化引起的生态系统服务价值的变化。结果表明，大面积湿地转化为农田使得生态系统 服务价值大幅度下降。 王宗明等( 2 0 0 4 ) 在吉林省土地利用动态数据为基础，应用c o s t a n z a 等提出的生 4 东北师范大学硕士学位论文 态系统服务价值系数，分析了土地利用变化及其所引起的生态系统服务价值的变化。结 果表明，从1 9 8 0 年到2 0 0 0 年，区域生态系统服务价值显著减少n 刖。 魏东岚( 2 0 0 8 ) 运用市场价值法、替代工程法、影子价格法等方法对东北农牧交错 区生态系统服务功能的价值进行了评估。从服务功能的价值比例来看，系统的环境服务 价值要远远大于其产品服务的价值n 副。 3 单项生态系统价值评估 ( 1 ) 森林生态系统 我国的生态系统服务功能及其价值评价工作源于2 0 世纪8 0 年代初开始的森林资源 价值核算研究工作。 张嘉宾等( 1 9 8 2 ) 利用影子工程法和费用替代法估算云南怒江、福贡等县的森林固 持土壤功能的价值。 邓宏海( 1 9 8 5 ) 等用马克思级差地租论建立了一个森林生态经济效益系统评价的指 标体系，提出了直接计量法、间接计量法和生态经济计量法三种对森林生态效能进行经 济评价的方法。 侯元兆等人( 1 9 9 5 ) 对中国森林资源的涵养水源、保护土壤、固定c 0 2 和供给0 2 的 经济价值进行了评估，并同时对森林游憩价值的8 种核算方法，对森林野生生物的经济 价值的4 种核算方法进行了总结和探讨n 刀。 肖寒、欧阳志云、赵景柱等( 2 0 0 0 ) 利用市场价值、影子工程、机会成本和替代花 费等方法评价了海南岛尖峰岭地区热带森林生态系统服务功能的生态经济价值。结果表 明，从涵养水源、保持土壤减少侵蚀、固定c 0 ：减轻温室效应、营养物循环、净化空气 等方面，得出对尖峰岭4 4 6 6 7 h m 2 的热带森林生态系统服务功能价值平均每年6 6 4 3 8 4 9 万元n 8 1 。 吴钢、肖寒、赵景柱等n 钔( 2 0 0 1 ) 采用物质量和价值量相结合的评价方法，对长白 县山北坡森林生态系统的生态旅游、森林林副产品、木材、涵养水源、水土保持、净化 空气、营养元素循环等服务价值及其总体服务价值进行了评估及动态分析。结果表明， 1 9 9 9 年服务功能价值达3 3 8x1 0 8 元。其中，涵养水源和净化空气作为森林生态系统最 重要的生态功能，服务价值占总服务价值的8 0 ，而木材生产的服务价值仅占总价值的 7 。 余新晓等( 2 0 0 2 ) 采用替代工程、市场价值等方法，从涵养水源、净化水质、保持 土壤、固碳制氧、净化环境、游憩价值以及林果品价值等方面评价了北京山地森林生态 系统服务功能的价值。啪1 结果表明，面积为4 0 5 6 6 4 k m 2 的北京山地森林生态系统的生态 服务功能价值每年为1 6 7 7 8 亿元，其中涵养水源价值为9 1 6 7 亿元，而林果品价值仅 为8 7 3 亿元。 邓坤枚等( 2 0 0 2 ) 以长江上游为研究区域，利用年降雨量、林冠截留量数据以及“影 子工程”等方法，计量和评述了该地区森林生态系统的水源涵养效益。结果表明，长江 上游地区森林生态系统的年涵养水资源量相当于该区域1 9 9 9 年国内生产总值的1 4 瞳。 关文彬等啪3 ( 2 0 0 2 ) 应用市场价值、影子价格、机会成本等方法，从涵养水源、保 s 东北师范大学硕士学位论文 护土壤、固定二氧化碳、净化空气等方面评价了贡嘎山地区森林生态系统服务功能的生 态经济价值。结果表明，贡嘎山地区4 项合计的价值平均每年为1 8 4 4 7 7 8 亿元。 李意德等( 2 0 0 3 ) 以海南岛尖峰岭热带林生态系统定位研究站过去几十年的研究结 论和参数，对其热带天然林的森林固定c o ：价值、o ：释放价值、森林凋落物制肥效益、 固土价值、保肥价值、蓄水价值、调洪补枯价值、改善环境价值等生态环境服务功能价 值进行了核算，并对海南岛以热带天然林为主的生态公益林补偿提出了建议。 刘琳、林逢春心4 1 ( 2 0 0 7 ) 用影子工程法、机会成本替代法等间接方法计量，从涵养 水源、水土保持、固碳释氧及净化空气等方面，得出安徽省森林生态系统主导服务功能 的总价值约7 2 7 亿元，具有较高的生态经济价值。 赵同谦等( 2 0 0 4 ) 根据森林生态系统提供服务的机制、类型和效用，把其服务功能 划分为提供产品、调节功能、文化功能和生命支持功能四大类，建立了1 3 项功能指标 构成的森林生态系统评价指标体系，并对其中的1 0 项功能指标以2 0 0 0 年为评价基准年 份进行了初步评价。结果表明，森林生态系统的林木产品、林副产品、光合固碳、涵养 水源、土壤保持、净化环境、养分循环、休闲旅游、光合释氧和维持生物多样性等l o 类生态系统服务功能的总生态经济价值为1 4 0 6 0 0 5 1 0 8 元a 嘲。 李庆兰等( 2 0 0 8 ) 采用c o s t a n z a 等人的生态系统服务评价方法，对兰州市区植被 生态系统的调节气候、固碳释氧、涵养水源、净化环境和减弱噪声等四项服务功能进行 评估。汹1 结果表明，2 0 0 0 年，兰州市植被生态系统服务功能价值为1 6 4 x1 0 9 元。同时， 城市植被生态系统各生态服务功能价值大小依次为：固碳释氧、调节气候、净化环境、 减弱噪声、涵养水源。 ( 2 ) 湿地生态系统 辛琨、肖笃宁( 2 0 0 2 ) 综合运用环境经济学、资源经济学、模糊数学等研究方法， 结合地理信息系统和野外调查及实验，对辽河三角洲盘锦地区湿地生态系统的服务功能 进行了价值评估，得到该地区湿地生态系统的服务功能价值为该地区国民生产总值的 1 2 倍2 刀。 庄大昌汹1 ( 2 0 0 4 ) 对洞庭湖湿地的生态服务功能直接利用价值和间接利用价值进行 了评估，得出洞庭湖湿地的生态服务功能价值为8 0 7 2 亿元。研究结果表明，洞庭湖湿 地生态服务功能价值主要表现在调蓄洪水、供水和调节气候等方面的价值。 段晓男、王效科、欧阳志云等( 2 0 0 5 ) 综合运用生态学、经济学方法对内蒙古乌梁 素海建立湿地生态系统服务功能进行评价。结果表明，其间接使用价值( 包括水资源调 节功能、为野生动物提供栖息地功能、水质净化功能、大气调节功能、文化科学功能) 远远大于直接价值( 包括提供生态系统产品功能、休闲娱乐功能) ，其中大气调节功能是 价值量最高的服务功能啪1 。 武海涛、吕宪国m 3 ( 2 0 0 5 ) 将湿地评价分为湿地生态系统功能评价、湿地生态效益 评价和湿地生态系统环境影响评价，提出各种湿地评价方法之间相互联系甚至重叠，我 国湿地评价应主要侧重于湿地评价的基础理论研究、结构一过程一功能的研究、评价指标 体系和评价定量化方法的研究和湿地评价新技术、新方法的研究。 6 东北师范大学硕士学位论文 张晓云、吕宪国( 2 0 0 6 ) 就国内外生态系统服务价值评价研究和湿地生态系统服务价 值评价研究的进展情况分别进行了回顾和总结，指出了湿地生态系统服务价值评价存在 的不足，提出今后湿地生态系统服务价值评价需要努力的方向姆。 ( 3 ) 草地生态系统 谢高地、鲁春霞、肖玉等口羽( 2 0 0 3 ) 在对青藏高原天然草地生态系统服务价值根据 其生物量订正的基础上，逐项估算了各种草地类型的各项生态服务价值，得出青藏高原 天然草地生态系统每年提供的生态服务价值为2 5 7 1 7 8 1 0 8 元，占全国草地生态系统每 年服务价值的1 7 6 8 。研究还表明生态系统的地域分布条件对生态服务价值的大小有直 接的影响。对毁草种田所产生的生态价值损失估算表明，仅青海和西藏两省区的生态损 失每年高达2 2 9 1 0 8 元，占两省区g d p 总值的0 9 。 赵同谦等( 2 0 0 4 ) 认为构成草地生态系统服务功能间接价值的功能指标主要包括侵 蚀控制、截留降水、土壤c 累积( 气候调节) 、废弃物降解、营养物质循环、空气质量 调节、文化多样性和生境提供等。并选取其中的侵蚀控制、截留降水、土壤c 累积、废 弃物降解、营养物质循环和生境提供等6 类功能的生态经济价值进行了评价，计算得出 6 类功能的总价值为8 8 0 3 0 1 1 08 元。 柳碧晗、郭继勋m 3 ( 2 0 0 5 ) 运用市场价值法、影子工程法、机会成本法、替代消费 法、成果参照法等方法对吉林省西部草地生态系统服务功能的经济价值进行评估。结果 表明，吉林省西部草地生态系统每年的单位面积价值高于全国平均水平，并对吉林省西 部草地生态系统服务的价值时间上的变化做了比较。 李为海( 2 0 0 7 ) 运用机会成本法、影子工程法、市场价值法等从水土保持、涵养水 源、净化环境、营养元素、生物多样性和防风固沙等方面对大兴安岭5 8 6 万h i l l 2 的草地 进行了初步评价，得出生态服务效益达9 7 1 2 亿元啪】。 姜立鹏、覃志豪、谢雯等( 2 0 0 7 ) 从有机物质生产、维持c 0 。和0 2 平衡、营养物质 循环、对环境污染的净化作用、土壤侵蚀控制和涵养水源等主要服务功能，对2 0 0 3 年 我国草地生态系统服务价值的估算。结果表明，我国草地生态系统总服务价值是草地生 产收益的1 9 倍；不同类型的草地生态系统单位面积服务价值空间差异悬殊汹1 。 ( 4 ) 农田生态系统 赵荣钦、杨浩、黄爱民等口刀( 2 0 0 3 ) 回顾了生态系统服务功能在国内外的研究进展， 从农田生态系统的重要性出发，总结了农田生态系统的各项服务功能，并提出了对这些 功能进行单项评价和综合评价的方法。 赵海珍等( 2 0 0 4 ) 运用市场价值法、替代工程法、影子价格法等方法，以拉萨河谷 地区达孜县为例，对青稞农田生态系统生产农产品、固定c o ：、释放0 2 、涵养水分、维 持营养循环等服务功能进行了计算。结果表明，达孜县青稞农田生态系统各项服务功能 的总价值为3 7 2 4 9 7 7 1 0 4 元，青稞农田生态系统为其经济生产力提供了巨大的生态服 务矧。 肖玉等( 2 0 0 4 ) 以2 0 0 2 年在上海五四农场稻田生态系统田间实验为基础，运用造 林成本法、碳税法和工业制氧法对稻田生态系统气体调节功能及其价值进行研究。研究 7 东北师范大学硕士学位论文 从稻田生态系统0 2 释放；对温室气体调节作用和气体调节功能的综合价值量变化范围入 手得出稻田生态系统的调节功能及其价值是巨大的啪1 。 谢高地等( 2 0 0 4 ) 计算了我国农田生产的生态服务价值，结果表明，我国农田每年 为人类提供1 9 5 0 9 1 亿元的生态服务和经济产品价值。 孙新章等( 2 0 0 5 ) 采用市场价格法、机会成本法和影子工程法对农田保持土壤的价 值进行评估，结果表明，我国农田每年保持土壤养分，减轻淤积和减少耕地废弃价值总 价值相当于2 0 0 0 - 2 0 0 2 年我国种植业平均产值的3 2 0 8 1 。 杨志新、郑大玮、文化等( 2 0 0 5 ) 从提供农产品、调节大气成分、净化环境价值、 土壤积累有机质、农业观光游憩、维持养分循环、蓄水功能和保持土壤等功能，对北京 郊区农田生态系统服务功能价值进行了评估研究m 。 刘鸣达、黄晓姗、张玉龙等( 2 0 0 8 ) 对国内外有关农田生态系统服务功能及其价值 评估的研究进展进行了综述；提出了农田生态系统服务功能的特点：将其服务功能类型 划分为生产功能、生态功能和生活功能，分析了当前研究中存在的问题h 羽。 ( 5 ) 水生态系统 欧阳志云、赵同谦、王效科等h 羽( 2 0 0 4 ) 将我国陆地水生态系统分为河流、水库、 湖泊、沼泽四个类型，把水生态系统的服务功能划分为提供产品( 包括人类生活及生产 用水、水力发电、内陆航运、水产品生产、基因资源等) 、调节功能( 包括水文调节、 河流输送、侵蚀控制、水质净化、空气净化、区域气候调节等) 、文化功能( 包括文化 多样性、教育价值、灵感启发、美学价值、文化遗产价值、娱乐和生态旅游价值等) 和 生命支持功能四大类。结合基础数据的可获得性，计算结果表明其总的价值相当于水生 态系统提供的直接使用价值的1 6 倍。 周祖光h 们( 2 0 0 5 ) 对海南岛水生态系统服务功能价值评价，结果表明，海南岛水体 生态系统服务功能的直接价值为5 2 0 9 亿元，间接价值为2 3 8 8 亿元，合计总价值为 7 5 9 7 亿元为2 0 0 2 年海南省国内生产总值( g d p ) 6 2 4 8 9 亿元的1 2 1 6 。 刘维志、尚杰、刘风文“盯( 2 0 0 8 ) 根据水资源生态系统所服务的类型，运用多种价 值核算方法，计算了黑龙江省水资源生态服务功能价值。结果显示，黑龙江省2 0 0 6 年 水资源生态服务价值为2 3 1 2 1 3 亿元，其中间接使用价值占7 5 6 6 。 肖建红、施国庆、毛春梅等( 2 0 0 8 ) 以2 0 0 2 年为评价基准年份，对我国河流生态 系统部分服务功能的价值进行了初步评价。结果表明，各项服务功能价值量从高到低的 排序为调蓄洪水、蓄积水分、内陆航运、供水、水产品生产、水力发电、净化环境、河 流输沙、休闲文化；我国河流生态系统9 项服务功能的总价值相当于2 0 0 2 年我国国内 生产总值的9 5 1 附1 。 三、研究思路与内容安排 ( 一) 研究思路 对吉林省生态系统服务功能评价与生态补偿的研究本着提出问题一分析问题一解 8 东北师范大学硕士学位论文 决问题的思路进行。基于吉林省市县生态系统的数据，利用s p s s 分析( 主成分分析) 以 及g i s 空间地统计分析( 自相关分析) 和聚类分析方法，从定性和定量两个角度对吉林 f 省生态系统服务功能进行计量与评价，并在对吉林省经济社会系统分析的基础上，提出 吉林省生态补偿区划及政策设想，技术路线如图i - i 所示。 文献检索 li 数据收集整理分析 生li 国内 洲竺薹 要li 展 市县生态系统价值评估值 区域生态补偿额度 市县生态 系统服务 功能评估 指标数据 整理 市 县 经 济 指 标 空 间 自 相 关 市 县 社 会 指 标 空 间 自 相 关 市县经济空间集聚图il 市县社会系统空间集聚图 吉林 省市 县行 政区 划图 叠力盼析 生态补偿区划图 结论与政策建议 图卜1 技术路线图 ( 二) 内容安排 本文共分六部分，先介绍研究的问题、相关理论与研究方法等，再进行实证分析， 最后得到相关结论。 第一章为绪论。简要介绍本文的研究背景、研究意义、国内外研究综述、研究思路 和内容安排等。 第二章为基本概念、相关理论及研究方法。通过介绍生态系统服务功能及生态补偿 概念及相关理论基础、空间统计分析方法，为下文研究打下理论基础。 第三章为吉林省市县生态系统服务功能价值评价。基于生态系统服务功能评价方 9 内容剖析 服生方 能 、与功估论统评理系值偿态价补 生务态法 东北师范大学硕士学位论文 法，计量得出吉林省森林生态系统、水生态系统、耕地生态系统、草地生态系统、沼泽 生态系统等服务功能总价值。 第四章为吉林省生态系统经济社会空间自相关分析。基于空间地统计分析和g i s 聚 类分析方法，对吉林省市县生态系统服务功能以及经济社会系统进行分析得出吉林省生 态补偿区。 第五章为吉林省生态补偿机制实施构想。为解决吉林省生态保护和经济发展的冲 突，在生态、经济、社会集聚分析的结论( 即谁来补和补给谁的问题) 基础上，进一步 提出吉林省生态补偿机制实施的补偿额度( 即补多少问题) 、补偿方式( 即怎么补问题) 、 资金来源和配套机制等问题的解决对策与建议。 最后，对全文进行总结。 四、本章小结 生态系统服务功能评价以及生态补偿问题是目前生态、经济、社会领域研究的一个 前沿问题。本章首先指出了生态系统服务功能评价及生态补偿问题的研究背景与意义， 综述了国内外相关研究的成果，并在此基础上提出了本文研究的思路与内容安排。 1 通过生态系统服务功能评价和生态补偿研究文献综述发现，总体上，国内外学者 的研究主要基于全球尺度、区域尺度和单项生态系统，通过经济学、生态学等相关方法 对生态系统研究对象进行评价，继而提出生态补偿对策。 2 本文将生态系统服务功能的地理空间效应和经济社会多维要素纳入研究框架，引 进空间联系和异质性，在方法上，除了采用经典的数理统计方法外，还使用了空间统计 方法，尝试对样本数据进行探索性分析。 3 本文研究的理论和实践意义是：拓宽了生态系统服务功能和生态补偿研究的视野 和思路，丰富了研究方法和手段，以吉林省市县为研究对象，为探索吉林省市县生态系 统服务功能及其补偿对策的提出，促进吉林省生态经济社会协调发展尽一份微薄之力。 4 本研究的主要内容包括：基于生态系统服务功能、生态补偿和空间统计分析理 论，单项生态系统服务功能计量及评价方法，以吉林省市县为研究对象，对吉林省市县 生态系统服务功能和经济社会系统进行e s d a 空间统计分析及聚类分析，并得出吉林省 相应的补偿区域及其相关对策。 1 0 东北师范大学硕士学位论文 第二章基本概念、相关理论及