生态系统服务价值量化分类文献综述.docx
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生态系统服务价值量化分类文献综述
生态服务功能分类及价值研究
摘要：
关键词：
生态系统生态系统服务功能价值文献综述
1、生态系统服务功能概述
1．1文献综述
生态系统服务功能的研究是近年来国内外学者研究的一个热点。
近些年来，我国学者在这一领域的研究也有很大的进展。
国外的学者研究的方向比较广。
Burkhard等依据不同的土地利用类型对不同的生态系统服务功能的能力大小建立生态系统服务能力供给矩阵，同时依据不同土地类型上人类对不同的生态系统服务功能的需求建立了需求矩阵，得到了在各种土地利用类型下，不同生态系统服务类型的供需状况并依据此理论进行了案例研究（Burkhard,Krolletal.2012）。
Viglizzo等，讨论了生态系统服务功能评对于与土地利用政策作用，并对如何从生态系统服务功能的角度来制定合理的土地利用政策进行了思考，并将利用政策分为集中型（政府干预）和分散型（市场调整）两类（Viglizzo,Parueloetal.2012）。
另外，Cowling,RichardM等，将生态系统服务嵌入社会过程进行研究。
提出了包括三个流程（评估、规划和管理）的生态系统维护模型。
从联系、权利、协调三个要素出发，在适应性管理中实现利益相关权利的协调和生态系统服务的维护（Cowling,Egohetal.2008）。
RoccoScolozzi等，以意大利地区为例，采用基于德尔菲法的生态系统服务功能评价方法，对生态系统服务价值进行了评估（Scolozzi,Morrietal.2012）。
Vihervaara等，以芬兰拉普兰森林作为案例研究区，提出了一种可以利用各种数据库研究生态系统服务的方法，并在此基础上研究了不同土地利用类型和不同群落生境下的生态系统服务。
（Vihervaara,Kumpulaetal.2010）；YohannesZergawAyanu等，对遥感技术在生态系统服务定量描述方面的作用、应用技术、领域做了全面而且细致的概括，还对遥感领系统、遥感器特点及遥感方法等做了一个全面的回顾。
（Ayanu,Conradetal.2012）；A.-G.E.Ausseil等，以新西兰作为案例区进行深入研究，将生态系统服务功能分为：
调节气候、控制土壤侵蚀、控制径流（监管水流）提供淡水、提供食物和纤维、提供自然栖息地等类型。
在分别评估每一种生态服务功能所提供的价值的基础上，对新西兰生态系统服务功能进行了综合评估。
（Ausseil,Dymondetal.2013）；
国内学者对生态服务的研究也日益广泛。
一些研究者从生态系统服务方向考虑对这一领域的研究现状进行了分析。
李文华等，在其研究中回顾了我国生态系统服务研究的几个发展阶段，对今后中国生态系统服务的研究方向进行了描绘，指出了需要重点深入研究的方向（李文华,张彪etal.2009）；谢高地等，从全球视野出发，对全球的生态系统服务价值评估研究进展进行了综合性的概括，分析了当前这一领域内的研究重点和主要的方法、模型以及一些实证研究。
并指出了今后需要研究的领域及发展趋势（谢高地,鲁春霞etal.2001）。
桓曼曼在其研究中，比较系统的介绍了生态系统服务功能的相关概念和内涵，并在此基础上概括总结了国内外关于生态系统服务功能价值的认识和一些定量评估方法（桓曼曼2001）；欧阳志云等，在其研究中系统地分析了生态系统服务功能的研究进展与趋势、生态系统服务功能价值的评估方法，并探讨生态系统服务功能及其与可持续发展研究的关系（欧阳志云,王如松etal.1999）；黄从红等，全面的介绍了InVEST、ARIES、SolVES等10种目前国内外应用比较广泛的生态系统服务功能评估模型，从模型的适用范围、数据需求以及评估结果的准确性等方面进行了细致的介绍（黄从红,杨军etal.2013）。
另一些学者则从更加深入的角度，如生态系统服务概念辨析、功能分类。
价值评价及实证研究等做了大量的扩展研究。
刘玉龙等人，对生态系统的服务功能价值分类和评估方法进行了一个回顾，在此基础上对我国的生态价值评估研究现状进行了评估并对生态服务功能价值评估的方法进行了比较全面概述（刘玉龙,马俊杰etal.2005）。
赵军等，系统分析了生态系统服务价值评估的研究进展从研究对象、价值构成、研究方法、时空过程等方面对生态系统服务价值评估的现状特征进行了分析，讨了价值评估中的一些相关问题的同时，指出了未来生态系统服务价值评估研究和工作的重点领域（赵军and杨凯2007）；谢高地等研究人员也在这一领域做了大量的升入研究工作，在对中国自然草地生态系统服务价值的评价、青藏高原生态资产的价值评估、生态系统服务价值量化方法等方向的研究上做出了很大的贡献（谢高地,张钇锂etal.2001,谢高地,鲁春霞etal.2003）；欧阳志云等研究人员也在这一领域做了大量的深入研究工作，尤其是对水生态服务功能及其价值评价进行了非常深入的探讨（欧阳志云,赵同谦etal.2004）。
1．2生态系统服务相关概念
生态系统服务在生态系统服务功能的定义上，国外学者对生态系统服务概念的认识经历了一个发展变化的过程（表1）。
最早提出生态系统服务这一概念的是Daliy等人，他在1997年指出：
生态系统服务是指自然生态系统及其物种所提供的能够满足和维持人类生活需要的条件和过程。
联合国千年生态发展评估报告（MA）认为，生态系统服务功能是人类从生态系统中获得的惠益，它包括供给服务、调节服务、支持服务和文化服务。
在国内外学者研究的基础上，我国的欧阳志云、王如松等人将生态系统服务功能的概念概括为：
生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用（欧阳志云,王如松etal.1999）。
表1生态系统服务定义概括表
研究者
定义
Costanzaetal.（1997）
生态系统服务指人类从生态系统直接或间接得到的生命支持产品和服务
Daliy（1997）
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
MA（2005）
生态系统服务功能是指人类从生态系统获得的惠益
欧阳志云、王如松
（1999）
生态系统与生态过程所形成的及所维持的人类赖以生存的自然环境与效用
据GretchenCDaily.Natureservices.Washington:
DCIslandpress.1997。
综合看来，无论各位研究者从何种角度出发，生态系统服务一个核心内容是没有变化的。
这一核心就是生态系统服务是指：
通过生态系统的功能直接或间接得到的产品和服务，这种由自然资本的能流、物流、信息流构成的生态系统服务和非自然资本结合在一起所产生的人类福利。
随着对于生态系统的研究不断加深，人们逐步深入认识到，生态服务功能是人类得以生存与现代文明得以存在的基础，现代科学技术能影响生态服务功能，但不能替代自然生态系统服务功能。
2、生态系统服务功能评价
目前，大部分的研究都是在生态系统服务价值进行分类的基础上，对不同类型服务的价值采用不同的计量方法进行衡量，最终可对所有的生态系统价值进行一个准确的测度（图1）。
在研究大区域的生态系统服务功能的量化时，一般会采取先将地区的生态系统从土地利用类型的角度划分为多个类型的辅助生态系统。
这些辅助生态系统主要有：
农田生态系统、森林生态系统、草原生态系统、水域生态系统、湿地生态系统、沙漠生态系统、工业生态系统及城市生态系统等。
然后，将不同的辅助生态系统的服务功能进行分类，采用有针对性的价值评价方法对不同辅助生态系统的各种生态服务功能进行估价，得到各辅助生态系统的生态系统服务价值，最后汇总到某一区域生态系统服务功能的总价值。
图1生态系统服务功能价值评价流程图
2．1生态系统服务分类
关于生态系统服务分类，研究者在这一领域做了很多的探索工作。
从最早期的Costanza在强调生态系统服务这一观点并对其进行分类研究开始（Costanza,d'Argeetal.1997），许多研究者都从自己的研究角度出发，对生态系统服务功能进行来分类（表2）。
表2国内外主要生态系统服务功能分类体系
作者
年份
主要生态功能分类
体系
特点
Costanzaetal
1997
大气调节、气候调节、扰动调节、水分调节、水供应、侵蚀控制、土壤形成、营养物质循环、废物处理、传粉、生物控制、栖息地、食物供应、原材料、基因资源、娱乐、文化
17类
最早的分类体系，体系完整，应用范围很广
Daily
1997
将生态系统服务功能分为缓解干旱和洪水、废物降解、产生和更新土壤、植物授粉、农业害虫的控制、稳定局部气候、支持不同的人类文化传统、提供美学和文化、娱乐等。
13类
分类较小，但类型内部的研究比较详细
孙刚等
2000
生物生产、调节物质循环、土壤的形成与保持、调节气象气候及气体组成、净化环境、生物多样性的维持、传粉播种、防灾减灾和社会文化源泉
9类
对各类别进行了简单的概括
联合国千年生态评估报告（MA，2005）
2005
供给服务（食物、淡水、燃料、纤维、基因资源、生化药剂）；调节服务（气候调节、水文调节、疾病控制、水净化、授粉）；文化服务（精神与宗教价值、故土情节、文化遗产、审美、教育、激励、娱乐与生态旅游）；支持服务（土壤形成、养分循环、初级生产、制造氧气、提供栖息地），
四种23类
分类体系系统性强，覆盖度广
TEEB
2010
提供服务（包括食物、水、原料、药用和遗传、观赏植物资源）；监管服务（监管空气质量、气候、水土流失、水质、土壤肥力、极端事件、水流、授粉和生物控制）；生态系统服务生态系统和生物多样性的经济学分类的栖息地，像迁徙物种的生命周期的维护（栖息地）和维护（基因库保护）；文化和审美服务（审美信息、娱乐和旅游的机会、文化艺术和设计的精神体验和供应认知发展的信息）
四种
分类比较全面，注重文化等服务功能的测度
RoccoScolozzi
etal
2012
气候大气调节、干扰的预防、淡水的调节和供应
、废物的吸收、营养调节、珍稀物种栖息地的保护、娱乐、美学和舒服性、土壤保持和形成、授粉
10类
分类较为全面，但不够详细，
Burkhard
etal
2012
生态完整性（无生命的非均质性、生物多样性、生物水流、代谢效率、获得能量、减少养分损失、存储容量）；调节生态系统服务（调节当地气候、调节全球气候、防洪、地下水补给、空气质量监管、侵蚀监管
、调控营养、净化水、授粉）；提供生态系统服务（作物、牲畜、饲料、捕捞渔业、水产养殖、野生食物、木材、木头燃料、生物能源、生化和医学药剂、淡水）；文化生态系统服务（娱乐与审美价值、生物多样性的内在价值）
四种29类
分类比较系统、全面，体系较为复杂
对生态系统服务功能的分类是研究区域生态系统服务价值的基础和前提。
从现有的研究成果来看，几乎每个研究都根据研究区域的生态系统状况、数据的可获性以及其他因素对生态系统服务进行了分类。
但可以从研究尺度的视角梳理出其研究的大致脉络。
2.1.1大尺度的生态系统服务分类研究
从大尺度生态系统服务内容分类看，生态系统分类倾向于逻辑化发展。
早在1997年，Daily在其专著中就对生态系统服务进行了分类，他将生态系统服务分为缓解干旱和洪水、废物降解、产生和更新土壤、植物授粉、农业害虫的控制、美学和娱乐等13类，和他对生态系统服务功能的定义相对应，他的分类体系也同样的强调了生态过程和生态功能（如缓解干旱、更新土壤等）的重要性，但其分类的全面性不足，因此影响力比较有限（赵军and杨凯2007）。
Costanza等人也对生态系统的服务进行了分类，他将生态系统服务分为17个类别，并在总结其他研究成果的基础之上，给定了16种土地利用类型对应的每项生态系统服务价值（Costanza,d'Argeetal.1997），之后的许多研究都是基于其研究成果而进行的。
但是其提出的分类体系中的生态系统服务功能存在着范围重叠、不利于进行生态服务价值核算的问题，比如在水分调节中也蕴含着水分供应，在实际的研究中很难将二者的价值完全清晰地核算，这也是其分类体系受到其他学者批评的原因之一。
联合国千年生态系统评估报告中所提出的生态系统服务功能分类体系是目前世界范围内影响最为广泛、认同程度较高的生态系统服务分类，它将生态系统分为供给服务（如提供食物与纤维）、调节服务（如气候调节等）、文化服务（如休闲等）和支持服务（如土壤形成的部分）四个大类，这种分类方式表现出了较强的系统性，为大尺度的生态型服务分类研究提供了必要的启发，之后的许多研究都是在其基础之上进行的，如依托于联合国环境规划署下的TEEB（生态系统与生物多样性经济学）提出的分类体系。
随后，Burkhard等在总结、整合前述研究的基础之上，认为生态系统对人类社会的各项服务又来与生态系统自身的健康和完整性，在此思路下，他将生态系统服务按照生态完整性、供给服务、调节服务和文化服务进行了分类（Burkhard,Krolletal.2012）。
与前述大尺度的生态系统服务分类研究相比，建立在神态系统完整性基础之上的分类体系逻辑性更强，而且其分类体系下的各项指标也更具操作性。
更重要的是，这种分类体系有助于加强人们对生态系统自身的关注。
综合来看，该类生态系统服务分类研究呈现以下特点：
系统性较强，影响广泛，考虑全面，适于中、大尺度区域生态系统服务价值的估算，为较小尺度的生态服务价值分类的细化提供了基本框架和方向性指引。
2.2.2中小尺度的生态系统服务分类
从中小尺度的生态系统服务分类研究来看，由于受区域生态系统和研究方式的影响，这类研究提出的分类体系全面性不强，但分类体系比较详尽。
如Petteri等人在芬兰北部地区生态系统服务功能研究中，充分考虑到研究区的产业、自然环境等状况，打破以往按照土地利用类型进行生态系统服务价值核算的思路，将土地利用类型按照对生态系统服务的影响进行了重新分类（自然保育地/矿产开发/驯鹿养殖场/林地/雪橇狩猎地/远足滑雪道等9种类型），在此基础上对区域生态系统服务价值进行了评估（Burkhard2010）。
受生态系统空间异质性的影响，不同区域生态系统所提供的生态系统功能的种类和重点也有所差别，例如文化娱乐和教育等服务在城市生态系统中远重要于食物生产、淡水供应等功能，在此思路下，一些学者对单个生态系统的服务功能进行了细致化的分类研究。
RadfordandJames等人在参照已有研究成果的基础上，对曼彻斯特地区的生态系统服务功能进行了研究，其提出的生态系统服务分类主要包括审美（私人空间/公共空间/其他）、精神、娱乐、气候变化适应与缓解、噪声减缓、授粉潜力、生物多样性潜力、碳封存和水调节等9项生态服务功能，强调了城市生态系统服务的特殊性（RadfordandJames2013）。
在此基础之上，基于大量的、细微化的实地调研、勘查指标（如乱扔垃圾与破坏行为/街道家具/社区破窗率等）对上述各项生态服务进行了量化。
从中小尺度的生态系统服务分类研究看，其分类呈现出多元化、细致化、地方化的发展趋势，同时在生态系统服务功能的量化上，多采取在调查基础上进行统计分析的方式来获取指标属性数据。
通过对现有生态系统服务分类体系的综合分析研究，本研究采取四大类的分析方法，提出了一个生态系统服务分类体系表（表3），并对具体生态服务类型做了说明。
表3生态系统服务分类体系
服务
类别
生态服务
基础理论
生态完整性
生物多样性
特定物种组群、栖息地构成；适合不同物种栖息地
代谢效率
指维持能量所必需的生物量，也可作为系统压力指示器
生物能
从生态系统中捕获的用于能量生产的物质
减少养分损失
系统的养分预算和物质流中不可逆转的元素输出；
存储容量
指系统的营养、能量和水的贮存量（包括生物水），及系统用来储存并在需要的时候释放他们的容量
调节生态系统服务
调节气候
影响局地温度、风、辐射和降水；调节全球气候，碳封存或排放温室气体；
地表水调节
调蓄洪水；地下水补给
调节空气质量
从大气中除去有毒或其他元素
土壤保持
水土保持，预防山体滑坡
调节营养物质循环
生态系统中的营养物质循环
净化水体
净化水中的杂质，但也可能成为杂质的来源
授粉
生态系统变化影响分布、丰度和传粉的有效性，
提供生态系统服务
食物来源
人类食物（动植物）；
动物食物（饲料）
渔业生产
鱼类的捕捞、水产养殖
木材
树木或植物用于木材
能源（生物）
树木或植物作为能源、燃料使用
生化医药
生产生化药剂、药物
淡水
淡水的存在
文化生态系统服务
娱乐审美
景观的视觉效果和品质，人看到风景及休闲获得好处。
生物多样性的内在价值
自然物种本身的价值；超越经济或人类利益
2．2生态系统服务价值分类
各类生态系统的存在和运转，为人类的生产和生活提供了各种类型的支撑和服务。
当前生态系统服务研究的一个热点方向就是对这些支撑和服务的价值大小进行量化。
然而生态系统服务功能的种类涉及到多重价值属性，因而，对生态系统服务价值的各项功能进行服务价值属性归类是科学、合理量化其价值的一个前期工作。
学者徐嵩龄从生态系统服务功能的价值与市场联系的角度，将生态系统的服务价值分为3类：
①能以商品形式出现于市场的功能；②虽不能以商品形式出现于市场，但有与某些商品相似的性能或能对市场行为有明显影响的功能；③既不能形成商品，又不能明显地影响市场行为的功能，其与现行市场机制有关，需用特殊途径加以计量。
欧阳志云等将生态系统服务价值总结为4类（表4）：
①直接利用价值,主要指生态系统产品所产生的价值，包括食品、医药、景观娱乐等。
②间接利用价值，主要指无法商品化的生态系统服务功能,如保护土壤肥力，净化环境等。
③选择价值，指人们为了将来能利用某种生态系统服务功能的支付意愿，如人们为将来能利用生态系统的涵养水源、净化大气以及游憩娱乐等功能的支付意愿；选择价值又可分为三类：
自己将来利用、子孙后代利用（遗产价值）、别人将来利用（替代消费）。
④存在价值，是人们为确保生态系统服务功能继续存在的支付意愿，是生态系统本身具有的价值。
表4生态系统价值属性分类表
系统层面
使用性层面
利用方式层面
含义层面
生态系统
服务功能总价值
使用价值
直接使用价值
提供直接价值功能，如食物、医药、景观娱乐等
间接使用价值
提供间接功能效益，如土壤肥力、净化环境等
使用/非使用
选择价值
将来的使用或非使用价值（如生物多样性等）；为后代遗留的使用价值和非使用价值的价值（遗产价值）。
非使用价值
存在价值
继续存在的价值，如生物栖息地濒危物种等。
从上述研究者对生态系统服务价值的分类来看，生态系统服务大致可分为两种类型，第一种是能够以商品、替代商品进行价值估算的服务，第二种是不能够采取实体进行经济评估的服务，诸如文化审美等。
因此，对生态价值进行量化评估的方法也比较复杂。
2．3生态系统服务功能价值评价
2.3.1生态服务价值的货币化评估
尽管实现对生态服务价值的精确评估在理论上和实践中面临着较多的困难，但是以货币这种直观的形式对区域生态系统服务价值进行经济评估，有利于帮助人们认识生态系统服务价值在人类生存中的重要作用，有助于显化自然资源的经济价值，并且这种评估为政府决策者制定发展策略、衡量发展效益提供了具有一定说服力的工具。
因而，对生态系统服务价值进行货币化评估一直是研究者研究的热点之一。
从生态系统服务价值货币化评估所采用的技术来看，替代市场技术和模拟市场技术在其中的应用较广（表5）。
替代市场技术的核心思想是蒋某一类生态系统服务作为一种产品，通过其市场价值或替代品的市场价值衡量其经济价值；而模拟市场则通过虚拟的市场，采用调查问卷等一系列方法来探寻人们对某类生态服务产品的支付意愿和支付额度，间接地评估出其经济价值。
表5生态系统服务价值主要评估技术与方法
技术
方法
方法内容
替代市场技术
费用支出法
以人们对某种生态服务功能的支出费用来表示其经济价值
市场价值法
市场价值法先定量地评价某种生态服务功能的效果,再根据这些效果的市场价格来评估其经济价值。
①环境效益评价法；它可分为3个步骤:
先计算某种生态系统服务功能的定量值,再研究生态服务功能的“影子价格”,最后计算其总经济价值②环境损失评价法；
机会成本法
边际机会成本是由边际生产成本、边际使用成本和边际外部成本组成的。
在理论上反映了收获或使用一单位自然和生态资源时全社会付出的代价。
旅行费用法
（TCM）
属于间接性经济评价法,是利用游憩的费用（常以交通费和门票费作为旅行费用）资料求出“游憩商品”的消费者剩余,并以其作为生态游憩的价值。
享乐价格法
享乐价格与很多因素有关。
享乐价格理论认为:
如果人们是理性的,那么他们在选择时必须考虑上述因素。
模拟市场技术
条件价值法
核心是直接调查咨询人们对生态服务功能的支付意愿,并以支付意愿和净支付意愿来表达生态服务功能的经济价值。
据桓曼曼，《生态系统服务功能及其价值综述》
针对生态系统服务分类体系和量化指标的属性的差异，生态系统价值服务量化方法也比较多样，甚至对于同一个指标也有不同的计算方法。
计算方法的选择主要根据计算公式的数据要求和掌握资料数据的丰富程度来确定。
在完成对各个量化指标进行计算的基础上，按照分类体系进行汇总，即可的对区域生态系统服务价值进行核算。
2.3.1生态服务价值的非货币化评估
对生态系统服务价值进行经济评估是揭示人类社会发展与生态系统变化关系、显化生态系统服务价值的一个必要手段。
然而，在某种意义上，可将生态系统服务看作一项公共产品，其中大量存在的非使用价值给经济评估带来了很大困难。
此外，对其经济评估的实现还有赖于的假设前提，如理想的交易市场环境等，而在现实中这些假设条件是难以实现的（RadfordandJames2013）。
因此，直到目前，生态系统服务价值（尤其是其非经济价值）的规范性评估框架还未形成。
在此背景下，一些学者开始尝试对其进行非货币化的评估。
Burkhard等人将已有的各类生态服务价值评价成果和调查数据作为决策判据，将研究区的生态系统服务分解成29项指标，然后结合研究区的土地利用类型，采用德尔菲法分别获取了各种土地利用类型对应的生态系统服务能力和需求，在此基础上建立了生态系统服务的需求-供给矩阵，实现了区域生态系统服务供需平衡的状况进行了空间可视化（Burkhard,Krolletal.2012）。
Petteri等人对芬兰北部地区的研究中，也采用了类似的非货币化评估方法（Burkhard2010）。
这类方法的一个显著特点是在一系列相关判据的支撑下、借助于专家知识决策系统来实现对各项生态系统服务进行量化评估。
其一般流程（图2）是：
首先对区域内的土地利用状况进行分析，然后构建区域生态系统服务功能的分类体系并确定量化指标，在此基础上，提出耕种土地利用类型相对应的生态系统服务功能的评价量表，将评价量表和专家决策判据信息移交专家进行决策判定，然后再根据专家判断结果和权重体系对其进行调整，最后得到各种土地利用类型的各项生态服务价值评价结果。
图2生态系统服务价值非货币化评估的一般流程
从该方法的应用来看，其主要运用于城市、旅游地等一些区域的生态系统服务评估之中。
由于城市和旅游地主要是一些依存于外物质、能量输入的特殊系统，其供给功能（如食物、纤维生产）并不强，生态系统服务价值构成中主要是一些难以量化的非使用价值，故而，基于专家知识决
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