（环境科学专业论文）区域土地利用变化与生态系统服务价值动态变化研究.pdf

动变化，而非线性变化，并与人们支付意愿密切相关。天台县2 0 0 1 年2 0 1 0 年生 态系统服务总价值和各单一生态系统服务类型价值总量，均呈现先降低再增加再 降低的“横s ”型波动变化过程。十年间，生态系统服务总价值大小排序为生态 价值 经济价值 社会文化价值，三者比例大致为6 5 ：1 ：0 5 。并从人们支付意 愿得出，生态系统服务价值越高，则人们对所需的生态系统服务的支付意愿越大， 同时维持生态系统服务功能的成本也相应提高。 4 土地利用变化对生态系统服务价值的影响受土地子系统间相互促进和制 约的直接作用和间接作用综合影响，而非单纯的由土地面积的直接变化决定。并 且间接作用比直接作用更为复杂，更能表现土地利用变化对生态系统服务价值的 变化影响。直接作用不能揭示的变化的规律，通过间接作用能够清晰地看到起内 在变化的特征。 5 林地和湿地是生态系统服务价值变化的最主要的增进性决策变量，建设 用地是最主要的限制性决策变量。土地利用变化对经济服务价值影响排序由大到 小为：林地 园地 耕地 水域 未利用地 湿地 草地 建设用地，林地为主要增进 性决策变量，建设用地为主要限制性决策变量；土地利用变化对生态服务价值影 响排序由大到小为：湿地 林地 水域 草地 耕地 未利用地 园地 建设用地，湿 地为主要增进性决策变量，建设用地为主要限制性决策变量；土地利用变化对社 会文化服务价值影响排序由大到小为：林地 园地 草地 湿地 水域 耕地 未利 用地 建设用地；林地为主要增进性决策变量，建设用地为主要限制性决策变量； 土地利用变化对生态系统服务总价值影响排序为：林地 草地 园地 耕地 湿地 水域 未利用地 建设用地；林地为主要增进性决策变量，建设用地为主要限制 性变量。在未来土地利用中要维持生态系统服务功能，需提高林地、草地、园地、 耕地、湿地和水域的生态服务功能，并需要控制建设用地的规模，同时合理利用 未利用土地，保持未利用土地朝着有利于提高生态系统服务功能的用地类型转 变。 关键词：生态系统服务价值；土地利用变化；价值系数；支付意愿；通径分析 a b s t r a c t a st h el i f e s u p p o r ts y s t e m ，e c o s y s t e mi sp r o v i d i n gar a n g eo fp r o d u c t sa n d s e r v i c e sc a l l e de c o s y s t e ms e r v i c e s ( e s ) f o rh u m a n w e l l - b e i n g s w i t ht h ed e v e l o p m e n t o fe c o n o m i c sa n de x p a n s i o no fp o p u l a t i o nr a p i d l y ，i n d u s t r i a l i z a t i o na n du r b a n i z a t i o n e x e r t e dag r e a t e rp r e s s u r eo nl a n du s ea n dl a n dc o v e r ( l u c c ) ，a n dm a n yn a t u r a l e c o s y s t e m sh a v eb e e nc o n v e r t e dt oa r t i f i c i a le c o s y s t e m s l u c ch a sc a u s e dg r e a t c h a n g eo fe c o s y s t e ms t r u c t u r ea n de c o s y s t e mf u n c t i o n ，a n dt h e nc h a n g e sp r i m a r y s t a t eo fe s a n de c o s y s t e ms e r v i c e sv a l u a t i o n ( e s v ) h a sa l s ob e e na p r i n c i p a lw a yo f j u d g i n gt h ei m p o r t a n c eo fe c o s y s t e ma n do p t i m i z i n gl a n dr e s o u r c ea l l o c a t i o n s oi t i s o fs i n a i f i c a n c ef o rt r a d e o f fa m o n gl a n do p t i m i z a t i o n ，p o l i c y - m a k i n ga n ds u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n to fe s ，b ym e a n so fe x p l o r i n gf e e d b a c km e c h a n i s mb e t w e e nl u c ca n d e c o s y s t e ms e r v i c e sc h a n g e ( e s c ) t h i sp a p e r g i v e sa no v e r v i e wo fa c a d e m i cs t u d i e sa n dt h ev a l u a t i o np r a c t i c e so f e s ，a n dc l e a r l yd e f i n e st h ec o n c e p to fe sa n di t sc l a s s i f i c a t i o n w et a k et i a n t a i c o u n t yi nz h e ji a n gp r o v i n c eo fs o u t h e a s tc h i n aa sac a s es t u d y b a s e do nt h et h e o r i e s o fe c o l o g i c a lc o m p o u n ds y s t e ma n dv a l u ee n t r o p y ，w ef i xn i n ee s vi n d e xa n db u i l t d y n a m i ce s vm o d e la tc o n t i n u o u st i m es e r i e so fl u c c w i l l i n gt op a y ( w t p ) i s m a i n l yc o n s i d e r e d ，p r o d u c t i v i t yf u n c t i o ni m p r o v i n gi n d e xa n dm a r g i n a li m p r o v i n g i n d e x ( i n c l u d i n gw i l l i n gt op a ya n dp o w e rt op a y ) a r ea l s or e g a r d e d a n dt h e nw e m a k ed y n a m i cv a l u a t i o nc o e f f i c i e n tt a b l eo fe s p e rl a n du s ef r o mt h ey e a r2 0 01t ot h e y e a r2 0 10 ，v a l u et h ee c o s y s t e ms e r v i c e sv a l u e sf o rt h ec o r r e s p o n d i n gy e a r s a tl a s t ： r e l a t i v i t ya n a l y s i sm e t h o da n dp a t ha n a l y s i sm e t h o da r eu s e dt oe s t i m a t et h ed e g r e e o fd i r e c t & i n d i r e c ti n f l u e n c eo nw h i c hl a n du s ec h a n g ee x e r t se s c t h em a i nr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： 1 e sa n dt h e i rc l a s s i f i c a t i o na r ec l e a r l yd e f i n e d ，w h i c hr e f e r st ot h ep r o d u c t s ， p r o c e s s e sa n df u n c t i o n st h a tc a nb ep e r c e i v e d ，e n j o y e d ，c o n s u m e da n du t i l i z e dt o s a t i s f yh u m a nw e l f a r e s ，d i r e c t l yo ri n d i r e c t l y e si n c l u d e dt h r e ep a r t s ：e c o n o m i c s e r v i c e s ，e c o l o g i c a ls e r v i c e sa n ds o c i a l c u l t u r a ls e r v i c e s 2 a tt h ec o u n t ys c a l e ，l a n du s ec h a n g ei sd r i v e dm o r ef i e r c e l yb ye c o n o m i c i i i a n dp o l i c y ，a n dt h et r e n do fl a n du s ec h a n g ei sf l u c t u a n t ，n o tm o n o t o n i c m o r e o v e r ， r e s p o n s ec a m ef r o md r i v i n gf o r c e si sm o r es e n s i t i v ef o rt h el u c ca ts m a l l e rs c a l e 3 r e s u l t ss h o wt h a tt h et o t a lv a l u e so fe sp r e s e n tf l u c t u a n tt r e n d ，w h i c hi s “d o w n - u p d o w n ”f r o mt h ey e a r2 0 0 1t ot h ey e a r2 010 ，s oi st h es i n g l ev a l u eo fe s a n dt h er a t i oo ft h r e ee c o s y s t e ms e r v i c ev a l u e si sa p p r o x i m a t e l y6 5 ：1 ：0 5 m e a n t i m e w ec a nc o n c l u d et h a tt h eh i g h e ri st h ee c o s y s t e ms e r v i c ev a l u e ，t h eh i g h e ri st h ec o s t o fk e e p i n ge c o s y s t e ms e r v i c e s 4 l u c ch a sac o m p l e xe f f e c to ne s c ，i n c l u d i n gd i r e c te f f e c t sa n di n d i r e c t e f f e c t s ，a n dt h ef o r m e ro n e sa r es t r o n g e rt h a nt h el a t t e ro n e s a n de s cd o e sn o ts o l e l y r e l yo nt h el a n du s ec h a n g e 5 f o rt h ee c o n o m i cs e r v i c e s ，t h ed e s c e n d i n go r d e ro fi n f l u e n c eo nw h i c hl a n d u s ec h a n g ee x e r t e de s ci sa sf o l l o w s ：f o r e s tl a n d , g a r d e nl a n d ，f a r m l a n d ，w a t e r ， n o n - u s el a n d ，w e tl a n d ，g r a s sl a n d ，c o n s t r u c t i o nl a n d ，a n df o r e s tl a n di st h ed o m i n a n t i m p e l l i n gv a n a b l e ，t h ec o n s t r u c t i o n l a n di st h em a i nr e s t r i c t i n gv a r i a b l e f o rt h e e c o l o g i c a ls e r v i c e s ，t h ed e s c e n d i n go r d e ro ft h a ti s a sf o l l o w s ：w e tl a n d ，f o r e s tl a n d ， w a t e r ，g r a s sl a n d ，f a r m l a n d ，n o n - u s el a n d ，g a r d e nl a n d ，c o n s t r u c t i o nl a n d ，a n dw e t l a n di st h ed o m i n a n ti m p e l l i n gv a r i a b l e ，t h ec o n s t r u c t i o nl a n di st h em a i nr e s t r i c t i n g v a r i a b l e f o rt h es o c i a l - c u l t u r a ls e r v i c e s ，t h ed e s c e n d i n go r d e ro ft h a ti sa sf o l l o w s ： f o r e s t l a n d ， g a r d e nl a n d ，g r a s sl a n d ， w e tl a n d ， w a t e r ，f a r m l a n d ， n o n - u s el a n d ， c o n s t r u c t i o nl a n d ，a n df o r e s tl a n di st h ed o m i n a n ti m p e l l i n gv a r i a b l e ，t h ec o n s t r u c t i o n l a n di st h em a i nr e s t r i c t i n gv a r i a b l e f o rt h et o t a le c o s y s t e ms e r v i c e s ，t h ed e s c e n d i n g o r d e ro ft h a ti sa sf o l l o w s ：f o r e s tl a n d ，g r a s sl a n d ，g a r d e nl a n d ，f a r m l a n d ，w e tl a n d ， w a t e r ，n o n u s el a n d ，c o n s t r u c t i o nl a n d ，a n df o r e s tl a n di s t h ed o m i n a n ti m p e l l i n g v a r i a b l e ，t h ec o n s t r u c t i o nl a n d i st h em a i nr e s t r i c t i n gv a r i a b l e s ok e e p i n ga a p p r o p r i a t ep r o p o r t i o no fa l lk i n d so fl a n du s et y p e si sn e e d e d ，i no r d e rt op r o m o t e e c o s y s t e ms e r v i c ef u n c t i o nv a l u e s k e yw o r d s ：e c o s y s t e ms e r v i c ev a l u e s ；l a n du s ec h a n g e ；v a l u a t i o nc o e f f i c i e n t ；w i l l i n g t op a y ；p a t ha n a l y s i s i v 图目录 图1 1 “生态系统服务”研究发展历程一3 图1 2 土地利用变化数量特征和空间特征关系2 0 图1 3 土地利用变化与生态系统服务变化反馈调节过程2 1 图1 4 研究技术路线2 4 图2 1 天台县2 0 0 1 年2 0 1 0 年耕地面积变化情况2 9 图2 2 天台县2 0 0 1 年2 0 1 0 年林地面积变化情况3 0 图2 3 天台县2 0 0 1 年2 0 1 0 年其他土地类型面积变化情况3 0 图2 4 天台县2 0 0 1 年2 0 1 0 年土地利用动态变化率箱线分布图3 l 图3 12 0 0 1 年2 0 1 0 年单位土地利用气体调节价值系数动态变化4 6 图3 22 0 0 1 年2 0 1 0 年单位土地利用气候调节价值系数动态变化4 6 图3 32 0 0 1 年一2 0 1 0 年单位土地利用水源涵养价值系数动态变化4 6 图3 42 0 0 1 年2 0 1 0 年单位土地利用土壤保育价值系数动态变化4 6 图3 52 0 0 1 年2 0 1 0 年单位土地利用生物多样性保护价值系数动态变化4 7 图3 62 0 0 1 年2 0 1 0 年单位土地利用废物处理价值系数动态变化4 7 图3 72 0 0 1 年2 0 1 0 年单位土地利用食物生产价值系数动态变化4 7 图3 82 0 0 1 年2 0 1 0 年单位土地利用原材料供给价值系数动态变化4 7 图3 92 0 0 1 年2 0 1 0 年单位土地利用游憩文化价值系数动态变化4 7 图4 12 0 0 1 年- 2 0 1 0 年生态系统服务总价值变化趋势5 5 图4 22 0 0 1 年2 0 1 0 年生态系统服务总价值箱线分布5 5 图4 3 天台县2 0 0 1 年2 0 1 0 年林地生态系统服务价值变化5 6 图4 4 天台县2 0 0 1 年2 0 1 0 年其他土地类型生态系统服务价值变化5 6 图4 52 0 0 1 年2 0 1 0 年各土地利用类型变差贡献率箱线分布5 8 图4 62 0 0 1 年2 0 1 0 年单一生态系统服务类型的总价值变化6 2 图4 72 0 0 1 年2 0 1 0 年三种生态服务变化趋势6 2 v i 表目录 表1 1 生态系统服务的内涵与分类8 表1 2 生态系统服务价值评估方法比较1 4 表1 3 土地利用分类1 6 表2 1 天台县土地利用类型2 6 表2 22 0 0 1 年2 0 1 0 年天台县土地利用面积统计2 7 表2 32 0 0 1 年2 0 1 0 年天台县土地利用强度指数2 8 表2 42 0 0 1 年2 0 1 0 年天台县土地利用动态变化量2 9 表2 52 0 0 1 年2 0 1 0 年天台县土地利用类型动态变化度3 0 表3 1 生态系统服务评估的指标体系3 7 表3 2 谢高地中国不同陆地生态系统单位面积生态服务价值当量值3 8 表3 3 修正后天台县生态系统单位面积生态服务价值当量值3 9 表3 4 生态系统服务功能调整指数计算统计表4 1 表3 5 功能调整指数修正后天台县生态系统单位面积生态服务价值当量值4 2 表3 6 天台县生态系统服务支付意愿时间动态序列4 4 表3 7 天台县生态系统服务支付能力指数时间动态序列4 5 表3 8 天台县生态系统服务边际性调整指数时间动态序列4 5 表3 9 天台县生态系统服务价值1 个当量因子的值4 5 表3 1 0 天台县2 0 0 1 年不同土地利用类型的生态系统服务价值4 8 表3 1 1 天台县2 0 0 2 年不同土地利用类型的生态系统服务价值4 8 表3 1 2 天台县2 0 0 3 年不同土地利用类型的生态系统服务价值4 9 表3 1 3 天台县2 0 0 4 年不同土地利用类型的生态系统服务价值4 9 表3 1 4 天台县2 0 0 5 年不同土地利用类型的生态系统服务价值5 0 表3 1 5 天台县2 0 0 6 年不同土地利用类型的生态系统服务价值5 0 表3 1 6 天台县2 0 0 7 年不同土地利用类型的生态系统服务价值5 0 表3 1 7 天台县2 0 0 8 年不同土地利用类型的生态系统服务价值5 1 表3 1 8 天台县2 0 0 9 年不同土地利用类型的生态系统服务价值5 1 表3 1 9 天台县2 0 1 0 年不同土地利用类型的生态系统服务价值5 2 表3 2 0 天台县2 0 0 1 年2 0 1 0 年不同土地利用类型的生态系统服务总价值5 2 v t t 表4 i2 0 0 1 年2 0 1 0 年天台县生态系统服务价值变化量5 5 表4 22 0 0 1 年2 0 1 0 年天台县生态系统服务价值变差贡献率5 8 表4 3 天台县2 0 0 1 年2 0 1 0 年单一生态系统服务类型的总价值6 1 表4 4 天台县2 0 0 1 年2 0 1 0 年三种生态系统服务的总价值6 1 表4 5 土地利用类型与生态系统服务价值相关系数6 4 表4 6 土地利用变化影响因子与生态系统服务价值相关系数7 0 表4 7 土地利用变化对经济服务价值的直接通径系数7 0 表4 8 土地利用变化对生态服务价值的直接通径系数7 0 表4 9 土地利用变化对社会文化服务价值的直接通径系数7 0 表4 1 0 土地利用变化对生态系统服务总价值的直接通径系数7 1 表4 1 1 土地利用变化对经济服务价值的间接通径系数7 1 表4 1 2 土地利用变化对生态服务价值的间接通径系数7 1 表4 1 3 土地利用变化对社会文化服务价值的间接通径系数。7 2 表4 1 4 土地利用变化对生态系统服务价值的间接通径系数7 2 表4 1 5 土地利用变化对经济服务价值的决定系数与决策系数7 3 表4 1 6 土地利用变化对生态服务价值的决定系数与决策系数一7 3 表4 1 7 土地利用变化对社会文化服务价值的决定系数与决策系数7 3 表4 1 8 土地利用变化对生态系统服务总价值的决定系数与决策系数7 3 v 致谢 “大不自多，海纳江河，惟学无际，际于天地”，浙大校歌仍在耳边回 荡，是那样的豪壮，充盈着无尽的力量。可时光荏苒，物换星移，两年半的求是 园生活即将划上一个句号，就要离开美丽的浙大了，即将告别杭州这座美丽的天 堂，此时此刻，未免让人生怀，然而更多的难舍，感激和留恋。“昔言求是，实 启尔求真”，两年半的研究生生活给了我知识、能力，更是信念、信心和为人处 世、待人接物点点滴滴的满载而归。在此，我要特别感谢我的导师王莉红老师， 王老师的严谨、精益、慈爱、坚强让我尊敬、让我感动、让我永远铭记心间。 回想入学之时，意气风发却懵懂无知，是王老师引导我走上科研之路；在两年半 的科研经历和论文写作中，从选题、讨论到定稿每一步都得到了王老师悉心指导。 导师亦师亦友，我每一步的成功，都凝聚王老师的心血，都与王老师栽培和信任 分不开。每次在取得成功的时候，王老师总是送给我会心的微笑和继续向前的激 励；每次在我学习和生活中遇到困惑时，王老师总是润物无声，循循善诱帮我排 忧解难，毅然前行。在此，我要向王老师致以最深切的谢意和崇高的敬意。 感谢朱利中教授，杨坤教授、陈宝梁教授、林道辉教授、裴洪平教授、翟国 庆副教授、王卫军老师和孙琰老师在论文写作和生活上给予的关怀和帮助。 感谢浙江省天台县环保局生态科陈军科长、刘肖滨工程师等领导，以及天台 县环保局、国土局、林特局、建设局等对本论文所需基础数据的提供。 感谢师兄李焕承和师姐张菁菁、张明明、蒋雯、朱瑞芬在论文过程中给我的 启发，以及在生活上对我的照顾，谢谢你们的关心和支持，愿你们工作顺利。 感谢我的同门施育青、金畅，两年半的时间里，我们共同学习、共同成长、 共同进退，你们勤奋刻苦的进取精神和热情活力的生活态度时时刻刻激励着我， 我倍感珍惜；感谢师妹宋红印、贾瑾、章辰和师弟钟一铭、江致君，你们对新 知的渴求和乐观的态度不断激励着我更加努力；感谢舍友陈再明、易资利给予我 的包容和理解；感谢林旗力、金海微等环境科学的所有同学对我的关心。 最后，衷心感谢我的家人在我求学过程中对我无微不至的关怀和无怨无悔的 支持，你们的关怀与期望永远是我向着更高目标迈进的原动力。我还要特别感谢 女友任智慧这些年对我默默的支持和理解。谢谢你们，我爱你们! 邓舒洪 2 0 1 2 年3 月于浙江大学 浙江大学硕士学位论文l 绪论 1 绪论 1 1 研究背景及意义 生态系统作为自然界生命支持系统，为人类生存和发展提供密不可分的产品 和服务自从t a n s i c y 提出生态系统概念【l 】后，以生态系统为基础的生态学研究 已经形成了科学的体系，并且从注重生态系统结构研究逐渐向关注生态系统服务 功能的研究方向发展【2 1 ；生态系统服务功能是生态系统与生态过程所形成的、维 持人类生存的自然环境条件及其效用【3 1 ，从总体上生态系统服务功能可分为三大 类，即生活与生产物质的提供、生命支持系统的维持以及精神生活的享受，这三 类对人类的生存和发展起到了不可替代的作用。2 0 0 9 年，国家林业局公布了我 国森林生态系统服务功能的评估结果，全国森林每年涵养水源量近5 0 0 0 亿m 3 ， 相当于1 2 个三峡水库的库容量；每年土壤固持量7 0 亿吨，相当于全国每平方公 里平均减少了7 3 0 t 的土壤流失；涵养水源、保育土壤、固碳释氧、营养物质积 累、净化大气环境、生物多样性保护6 项生态系统服务功能价值量合计每年超过 1 0 万亿元，相当于全国g d p 的三分之一。2 0 1 1 年，国务院明确要求：要把林地 与耕地放在同等重要的位置，高度重视林地保护，保护生态功能。严格林地用途 管制，实现森林面积占补平衡，通过生态自我修复和加大对石漠化沙化土地、工 矿废弃地生态重要区域的治理，有效补充林地数量，确保全国林地资源动态平 衡、适度增长；力争到2 0 2 0 年，全国林地面积由目前的4 5 6 亿亩增加到4 6 8 亿 亩，林地占国土面积由目前的3 1 6 提高到3 2 5 。因此，保护生态系统服务功 能已成为人们的共同愿望。 然而，随着经济的发展、人口的急剧增长和城市化进程的加快，部分地区的 土地利用方式与布局不合理、经济发展与生态发展不平衡状态凸显，研究表明， 我国每实现l 万元g d p ，大约要造成7 0 0 元2 0 0 0 元的生态损失，特别是土地利 用的急性扩张与生态系统服务水平急剧下降呈显著正相关，生态负载不断加重。 土地利用覆被变化( l u c c ) 不仅带来地表结构的巨大变化，而且会影响其物质 循环和能量流动等生态过程，通过改变生态系统的结构与功能，对整个生态系统 的结构和功能造成影响，导致生态系统功能迅速衰退，进一步使生态系统服务价 值以及土地所能提供的经济价值出现空间上急剧变化，进而影响生态系统服务和 浙江大学硕士学位论文1 绪论 人类福祉【4 1 。 因此，近年来针对土地利用变化引起的区域生态系统服务变化的研究引起了 众多的关注，对不同土地利用覆盖的生态系统服务价值评估也成为了国际国内研 究的重点【5 4 】。通过对生态系统服务变化机制的探究，从而将区域森林、土壤、 水域、大气等多个生态系统的变化综合到一起，从宏观层面反映土地利用变化对 生态环境的胁迫效应【1 0 】。然而，对生态系统服务价值在土地利用方面的应用研究 较多关注土地利用对生态系统服务总价值的影响，对土地利用变化如何影响生态 系统服务价值不同时间序列的动态变化、空间变化以及生态系统服务总价值结构 变化的研究较少【】。特别是通过定量化计算，研究土地利用变化对生态系统服务 价值动态影响机制还有待进一步深入，这也是本研究重点要解决的问题之一。通 过明确影响生态系统服务时空变化的主要因素，将生态系统服务价值的评估与土 地利用变化的机制相结合，在当前静态评估模型上建立区域生态系统服务价值动 态评估模型，探索多个时间点上土地利用变化与生态系统服务价值量的变化动态 机制，并通过土地系统和生态系统二者的耦合变化关系探讨土地利用变化对生态 系统服务的直接和间接影响过程，腼为地区内部以及地区之间生态系统服务价 值评估结果提供横向与纵向分析服务，为区域土地资源可持续利用和生态环境保 护决策提供定量化依据，同时对正确制定土地利用政策，优化土地利用方式和布 局具有重要的意义。 1 2 研究进展 1 2 1生态系统服务研究进展 1 2 1 1 生态系统服务内涵及类型 人类很早就认识到生态系统及其产生各种服务对地球生命保障系统的重要 性。早在古希腊时期，p l a t o 就认为雅典人对森林的破坏导致了水土流失和水井 的干涸。1 8 6 4 年，m a r s h 出版的( ( m a na n dn a t u r e ) ) 记述了地中海地区人类活动 对生态系统服务功能的破坏，描述了罗马地区土壤保持和淡水提供服务的退化， 并注意到了腐食动物作为分解者的生态功能。1 9 4 8 年，v o g t e l 2 】第一个提出了自 然资本的概念，他指出大自然是人类的一种重要资本，耗竭自然资源资本，就会 降低美国偿还债务的能力。1 9 4 9 年，a l d ol e o p o l d 1 3 】开始深入地思考生态系统功 浙江大学硕上学位论文1 绪论 能，认识到人类本身不可能替代生态系统服务功能，并指出：“土地伦理将人类 从自然的统治者地位还原成为自然界的普通一员”；1 9 5 5 年，p a u ls e a s 注意到了 生态系统的再循环服务功能，认为生态系统具有多重循环功能。直到1 9 7 0 年， w i l s o n 【1 4 】在联合国大学( u n i t e dn a t i o n su m v e m i t y ) 发表的人类对全球环境的影 响报告中首次提出生态系统服务功能的概念，同时列举了生态系统对人类的环 境服务功能。1 9 7 7 年，w e s t - m a n ”1 等人提出生态系统服务的社会价值可以量化， 并认为这是一种“自然服务”，指出生物多样性的丧失将直接影响着生态系统服 务功能。“生态系统服务”一词首次出现于1 9 8 3 年，e h r l i c h 1 6 】通过分析生态系统 过程在生物物理学上的研究进展，提出了“生态系统服务”术语，自此以后， 生态系统服务及价值评估研究得到越来越广泛的关注。其中，1 9 9 7 年d a i l y 3 】出 版的著作( ( n a t u r e ss e r v i c e s ：s o c i e t a ld e p e n d e n c eo nn a t u r a le c o s y s t e m s 和 c o s t a n z a 】在( ( n a t u r e ) ) 期刊上发表的 t h ev a l u eo f t h ew o r l d se c o s y s t e ms e r v i c e s a n dn a t u r a lc a p i t a l ) ) 一文，被公认为是掀起生态系统服务价值新一轮研究热潮钓 标志，对生态系统服务价值评估研究产生深远影响。在d a i l y 主编的专著中比较 系统地介绍生态系统服务功能的概念、研究简史、服务价值评估、不同生物系统 的服务功能及区域生态系统服务功能等专题研究。c o s t a n z a t l 7 】等人对全球生态系 统服务功能进行划分和评估，他们将生态系统服务功能归纳为1 7 种类型，并按1 0 种生物群系货币形式进行估算。此后，国内学者如谢高地、欧阳志云、郭中伟等 从不同角度论述了中国不同生态系统的功能、服务与价值研究，有力推动了国内 关于生态系统服务的研究。 自然资本环境服务自然服务生态服务功能生态系统服务 出版的( m a n提出夫妇铭是 8 n an a u e ；楗，圭。鼗的一种重 如了：壤鞫惩承璺的赛车； 曩寓蕞和艇务； 1 蝴牛 蛳年1 9 t o 年 1 9 7 7 i 1 1 粥年 1 9 9 7 年一l 翻a e g - - g e o r 妒m 糟hv o l g 破棚 w i l s o ne t 蚶t w e s t m a n h o l d r e n ： c o s t a n z a ； 甜高地： 一 卧址k m 譬a 篙：钟：蒸产： b o y d ； 寄奎霞： 图1 1“生态系统服务 j 研究发展历程 唯一价 内务；匿服究了绕研动爱筋接态僮 生务的 璩暇究 怒系值精 锻夺协热绕了服；累出统2 态罐系撬 生夺的 霜露芝， 理口“务 擞化皇 涟置 累定斡 杏以一 生可是务出鼓力鼹提惠识然 系费的；然人要务鲁为重骧出蘸做境提统赞环 浙江大学硕士学位论文 l 绪论 关于生态系统服务的内涵，不同学者从不同角度给出了不同的定义，从总体 上将生态系统服务功能分为三大类【l8 1 ，即生活与生产物质的提供、生命支持系统 的维持以及精神生活的享受【2 】。第一类是可直接市场化的产品，通过第一性生产 与第二性生产为人类提供的直接商品或是将来有可能形成商品的部分，如食物 木材，燃料工业原料药品等人类所必需产品。第二类是易被人们忽视的支撑 与维持人类生存环境和生命支持系统的功能，通常为多种非市场化的服务，如生 物多样性、气候调节、传粉与种子扩散等生态系统功能；第三类是生态系统为人 类提供娱乐消闲与美学享受，如登山、野游、渔猎、漂流、划船、滑雪等等。此 三类服务代表了生态系统服务的内涵，国内外不同学者也分别给出相应的界定， 本研究对当前的研究进行了概括，概括起来主要有以下三种观点： ( 1 ) 经济服务。持此种观点的学者主要从环境测算的角度，认为生态系 统服务是一种生态组分，以一种实物的形式表现出来，是自然的末端产物 ( e n d - s t a t e s ) 0 9 1 ，最终可以通过借助市场进行衡算，可以表现为一种收益。经济 服务最典型的特征是，可以通过货币在市场上进行直接交易，是一种有形的服务 ( t a n g i b l es e r v i c e s ) ，体现的是一种生态组分，是带来人类惠益的最终服务。 经济服务体现为组分性描述。主要以b o y d 、b a n z h a f 和n o r b e r g 为代表， 强调生态系统服务属于生态组分，是自然的最终产物，是被社会所利用、消费或 享受后以产生人类福祉的自然组分，是自然中直接产生人类惠益的最终产物( 如 鱼类、植被、湖泊等物质或水质) ，而生态系统过程或生态系统功能只是产生最 终服务所必须的，并非生态系统服务本身。b o y d 和b a n z h a i c 2 0 在比较了g d p 的 计算体系的基础上，提出将生态服务价值与绿色g d p 计算体系相结合，并根据 生态系统服务提供的最终经济收益，将其分为产品收获、饮用水供给、废物处理、 美感和满足感、避免破坏、娱乐等；n o r b e r g 2 1 】从生态学视角出发，根据是否同 属一个生态系统等依据，总结了生态系统服务的三大类别：种群密度的维持、外 部干扰物的处理与转化、生物学单元组织，并认为生态系统提供的产品主要有水、 立木、食物、衣物、石头矿物、燃料、医药材料、基因信息、装饰材料等等；组 分性描述主要特点就是强调自然系统的最终服务，生态过程和生态功能都是服务 于最终产品的生产。 经济服务的另一个重要特征就是，可直接进行市场化测算。它实际上是 4 浙江大学硕士学位论文l 绪论 对组分性描述的衡量，主要通过从环境经济学的角度，以货币的形式对生态系统 产品能够带来多少的经济收益，这主要表现为生态系统所提供的产品经济价值表 述，最终可以在市场上进行转移、交换和借助市场手段进行直接交易，这也是生 态系统经济服务区别与生态服务最主要的特征。 ( 2 ) 生态服务。持此种观点的学者认为，生态系统服务是通过一系列生 态系统过程所反映的支持生态可持续的生态系统功能，它通过生态过程以及相互 之间的相互作用，为满足人类的惠益而提供无形服务( i n t a n g i b l es e r v i c e s ) 和中 间服务( i m t e r m e d i a t es e r v i c e s ) ；如水文调节，气体调节，净化空气，土壤保育， 调节微气候，控制洪水等；这种服务不能直接在市场上进行交换，需要借助一定 的计量手段，核算出物质量，在转换成价值量，从而对其进行定量。 生态服务体现为功能性描述和惠益性描述： 功能性描述。主要以o d u m 、d eg r o o t 、d a i l y 和c a i r n s 等学者为代表。 强调生态系统功能为自然过程和组分提供的满足人类需求的物品和服务的能力， 生态系统功能是生态过程和生态系统结构的子集。o d u m 2 2 】首次定义了生态系统 功能，认为生态系统功能是生态系统的不同生境、生物学及其系统性质或过程， 主要包括支持功能和调节功能。支持功能包括如生物养分循环、土壤形成、维持 生物多样性以及经第一性生产力生产等；调节功能主要包括水文调节、气体调节、 气候调节、环境净化、土壤保持等，也包括了物质循环、能量流动和信息传递； d eg r o o t 2 3 】等在总结已有的关于生态系统服务分类研究成果的基础上，提出了 四大类生态系统功能：调节功能、生境功能、生产功能和信息功能。他认为，调 节功能是指自然和半自然系统通过生化循环和其他生物圈过程调节生态过程和 生命支持系统的功能；生境功能是自然系统为各种动植物提供避难和繁殖场所， 从而保持生物和基因多样和进化过程的能力；生产功能包括通过初级和次级生产 将有机和无机物质转化为被人类直接或间接利用的产品的过程；信息功能是指生 态系统保证人类健康、精神满足、认知能力提高和娱乐经历的能力。d a i l y 【3 】等从 生态系统与人类福祉角度阐述，生态系统服务是生态系统与物种相互作用建立起 来的，能维系和满足人类生活的条件和过程。主要包括：生态系统产品生产、生 物多样性的产生和维持、气候条件的调节和稳定、洪涝灾害的减缓、土壤的保持 及其肥力的更新、空气和水的净化、废弃物的解毒与分解、物质循环的保持、农 浙江大学硕士学位论文l 绪论 作物和自然植被地授粉以及种子的传播、病虫害爆发的控制等方面。功能性描述 主要特点是从生态过程的角度出发，认为生态功能是一种中间服务，是产生最终 服务或生态产品的中间过程，其不能在市场上进行直接交易。 惠益性描述。主要以c o s t a n z a 、w a l l a c e 和联合国千年生态系统评估小 组( m a ) 为代表，从人类福祉增长角度阐述生态系统服务是人类从生态系统功 能获得的惠益( w e l f a r e ) 。c o s t a n z a 1 7 】等认为生态系统服务是人类直接或间接地 从生态系统功能中获得的惠益，根据服务的可更新性和功能的相互依赖性，将全 球生态系统的服务共分为1 7 大类，并按照以上1 7 种服务功能计算了全球生态系 统服务