各類生態系統功能與生態服務價值定量評估的理論與方法研究進展

劉影+杜小龍+鄒萌萌+張靜靜+李建龍

摘 要：生態系統服務價值評估是當前國內外的熱點研究領域。為了提高國民環保意識，完善國民經濟核算體系，同時為開展生態旅游，制作生態負債表提供理論依據，回顧和總結了近些年國內外生態價值評估方面的主要研究進展。系統論述了生態服務功能的認知過程、功能分類以及生態服務價值的不同類型，歸納比較了不同的評估方法，并闡釋了目前生態系統服務功能價值評估仍然存在的問題，在此基礎上提出了未來生態價值評估研究的主要方向與趨勢。

關鍵詞：生態服務功能評價；生態價值評價；評估方法；生態負債表

中圖分類號：F062.2 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.11.026

Abstract： Ecological value assessment was a popular research area in the world. It was of great significance to improve the national environmental consciousness and improve the national economic accounting system， and to provide a theoretical basis for ecological tourism and ecological balance sheet. This paper mainly discussed the content and history of the development of ecological service function， introduced the different types of ecological service function， ecological service value and different value assessment methods， compared and summarized the main research progress on the ecological value evaluation in recent years， and explained the present ecological value assessment was still a problem， on the basis of which research prospect was discussed.

Key words： ecosystem function evaluation； ecological value evaluation； evaluation methods； ecological balance sheet

近年來，隨著經濟發展與城市化進程的加快，城市環境問題越來越突出，人們逐漸認識到生態系統對人類生活的重要作用。自Holdren和Ehrlich[1]在1974年首次引入生態系統服務理念以來，生態學家就對生態系統服務價值的評估工作廣泛關注。Daily[2]和Costanza等[3]最早對生態系統服務功能及其價值評估工作進行系統研究，Daily分析了不同類型生態系統的服務功能以及區域生態系統服務功能價值評價，Costanza等將生態系統服務功能歸為17類，并在世界上最先開展全球生物圈的生態系統服務價值評估；隨后，Wilson Matthew A等[4]及其他學者陸續開展了對淡水、森林等生態系統的價值評估工作。我國的生態系統服務價值評估工作開始于20世紀90年代，目前仍處于起步階段，但已受到越來越多學者的重視。歐陽志云等[5]最早比較系統地對生態服務功能進行分類研究，并據此選擇合適的指標通過影子價格法，替代工程法或損益分析等方法探討了我國生態系統的間接經濟價值。謝高地等[6]根據Costanza提出的生態價值評估體系，在結合我國實際情況的基礎上制作出了中國陸地生態系統單位面積生態服務價值當量因子表，這對我國的生態服務價值評估具有重要意義。然而目前國內進行的生態價值評估大多局限于單一類型的生態系統，如湖泊、森林等，對于城市生態系統的價值研究較少，2000年彭建等[7]對深圳市進行的生態服務價值評估工作發現，深圳市的生態系統具有巨大的生態經濟效益；楊悅等[8]對宜興市2009—2013年的生態服務價值進行評估，發現2009—2013年生態服務價值總量逐年上升，說明生態質量呈現變好的趨勢。

生態服務功能是指人類從生態系統直接或間接得到的生命支持產品和服務[3]，自然生態系統不僅可以為我們的生存直接提供各種原料或產品，而且在大尺度上具有調節氣候、凈化污染、涵養水源、保持水土等多種功能，為人類的生存與發展提供良好的生態環境。生態服務功能的提出，首次讓人們關注自然環境給人類帶來的益處，同時也促進了對生態系統服務價值的量化評估研究。對生態系統的功能及其服務價值進行貨幣化定量評估，有利于顯化自然資源的經濟價值，同時為生態環境的價值核算提供依據，完善綠色國民經濟核算體系，實現生態的可持續發展，也為政府決策者制定發展策略、衡量發展效益提供了具有一定說服力的工具，為更好地發揮其服務價值提供了理論依據。

1 國內外研究進展

隨著生態經濟學、環境和自然資源經濟學的發展，生態學家和經濟學家在評價生態系統服務方面做了大量的科研工作。自20世紀90年代初以來，由Daily[2]主編出版的論文集Natures Service：societal Dependence on Natural Ecosystem首次比較系統地論述了生態系統服務功能的概念、內容、研究歷史以及生態服務價值的評估方法。同期，Costanza等[3]對全球生物圈生態系統服務的價值進行了評估，將生態系統功能歸納為17種類型，并在總結其他研究成果的基礎之上，計算了16種土地利用類型對應的每項生態服務價值，這是首次以經濟學原理對自然生態系統價值進行定量評估。在這之后，對森林、紅樹林、濕地、珊瑚礁等各類生態系統的生態服務價值評估逐漸增多[9-12]。2001年6月，聯合國組織開展了千年生態環境評估報告，報告指出生態系統服務功能的退化代表著資產的喪失，這是迄今為止對地球生態系統健康開展的最大評估項目，旨在為全球各國政府提供科學的地球生態變化信息。endprint

我國生態服務價值定量評估工作起步于20世紀90年代，陳應發[13]首先對英美兩國的森林經濟價值進行了分析，并對旅行費用法以及隨機評估法做了比較，根據我國生態系統的實際情況提出森林生態系統價值評估體系、方法。戴廣翠等[14]通過旅行費用法計算了我國森林資源游憩的經濟價值為293.4億元，這說明森林具有巨大的游憩價值。靳樂山[15]從理論上探討了我國的生態服務價值，通過市場價值法、人力資本法等計算了我國生態遭到破壞所損失的經濟值。1999年，歐陽志云等[16]開始比較系統地對生態服務功能進行分類研究，并據此選擇合適指標通過影子價格、替代工程或損益分析等方法探討了我國生態系統的間接經濟價值。薛達元等[17]通過費用支出法、旅行費用法等對長白山自然保護區生物多樣性及旅游價值開展了評估，并通過市場價值法、影子工程法、機會成本法和替代花費法等對其森林生態系統的價值做出經濟評估評價。謝高地等[18]首次利用GIS進行自然資產制圖，建立了中國陸地生態系統單位面積服務價值表，計算了青藏高原的生態服務價值。

21世紀以來，我國生態服務價值評估的研究工作主要集中在大尺度的各類生態系統上，如針對森林、水、草地、濕地等生態系統的價值評估較多，主要依據Costanza提出的生態評估體系與謝高地改進后的中國陸地生態系統單位面積生態服務價值當量因子表[19-21]，也有學者對昆蟲及哺乳動物的生態調節服務價值進行估算[22-23]，對于城市生態系統的價值研究較少。數據分析方面，生態價值量的時空動態評估是主要研究方向，對比其時空差異性以及空間分布、時空演變，了解當地生態功能時空變化以及空間聚集情況，以期獲得區域生態價值時空變化的主要驅動因素，如土地利用變化、海平面上升及城市化等過程[24-26]。目前部分研究表明，人為開墾是導致生態系統服務價值變化的主要因素[27-30]。評價手段方面，遙感（RS）與地理信息系統（GIS）技術的出現，極大地提高了數據獲取與數據處理的效率，給生態價值評估帶來了新的便利；生態足跡等新的方法的應用，不僅對土地資源的價值評估起重要意義，而且對后期生態補償相關研究提供參考。我國政府也積極開展相關的生態評估工作，2008年國家林業局修訂了《中華人民共和國林業標準——森林生態系統服務功能評估規范》，這使生態系統價值評估第一次有了較為標準的評估體系及評估方法。“將綠水青山‘量化為金山銀山”，兩會期間，全國人大代表提出建立國家生態服務價值評估體系的建議，加強生態大數據標準化處理，為生態保護提供數字依據。建立國家生態服務價值評估體系，將區域內水、森林等生態因素的價值量化出來，是構建生態補償機制、實施主體功能區規劃等的科技和理論支撐之一，有利于各級政府和群眾真正了解自己的生態家底，摒棄“唯GDP”觀念。

2 生態系統服務的提出及分類

20世紀60年代，《Man and Nature》一書中首次出現了用文字記載了生態系統服務功能的相關內容。1970年，《人類對全球環境的影響報告》中首次使用了生態系統服務的“service”一詞，并列舉了涵養水源等自然生態系統對人類的服務功能。20世紀90年代初，Daily[2]在其負責的系統研究生態系統服務的課題中指出，生態系統服務是指自然生態系統及其物種所提供的能夠滿足和維持人類生活需要的條件和過程，這是現如今人們普遍接受的生態系統服務的概念。同年，Costanza等[3]也提出，生態系統服務是不同生態系統的一種過程和屬性，是指人們從生態系統中直接或間接獲得的產品（食物）和服務（廢物同化）。2005年，聯合國千年生態發展評估報告（MA）認為，生態系統服務功能是人類從生態系統中獲得的惠益。我國學者歐陽志云等[5]在前人的基礎上對生態系統服務功能的概念做了如下的概括：生態系統服務功能是指生態系統與生態過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環境條件與效用。

Costanza[3]在1997年最早系統地提出生態系統服務功能，他指出，生態系統功能對人類生存至關重要，并將全球生態系統服務功能分為17類，這是目前為止最有影響力的分類方式，國內外大部分學者進行生態價值評估都是依據這種分類方法。2002年，De GROOT R S等[31]將其歸納為4種主要類型，分別為調節功能、棲息地功能、生產功能、信息功能，在此基礎上又更詳細地將生態服務功能分為23類，參考Costanza的分類基礎上新增了藥用資源、觀賞功能、美學信息、精神歷史信息、科學教育等5種功能分類。

我國學者在前人的基礎上對其內涵進行了進一步的闡釋，歐陽志云等[5]將其分為有機質的合成與生產、生物多樣性的產生與維持等9個方面的功能。另有學者從不同角度對生態系統服務進行了功能分類：調節物質循環、傳粉播種、衍生的社會文化等[32]。目前，得到國際廣泛承認的生態系統服務功能分類系統是由MA工作組提出的，將主要服務功能類型歸納為調節功能、供給功能、支持功能以及文化功能。這種分類方式表現出了較強的系統性，為大尺度的生態型服務分類研究提供了必要的啟發，之后的許多研究都是在其基礎之上進行的。

3 生態系統服務功能的價值構成

自然界中各類生態系統的存在，為人類的生活提供了各種類型的支撐和服務。當前生態系統服務研究的一個熱點方向就是對這些支撐和服務的價值大小進行量化，然而生態系統服務功能的種類涉及多重價值屬性，因而對生態系統服務價值的各項功能進行服務價值屬性歸類是科學、合理量化其價值的一個前期工作。

1993年，聯合國環境規劃署（UNEP）在《生物多樣性國情研究指南》里，認為生態系統服務功能的價值主要是指對生物多樣性價值的研究，分為以下幾種類型：直接價值、間接價值、選擇價值和消極價值。我國學者徐嵩齡[33]將生態功能及其價值分為：第一種是生態系統提供的產品能夠以商品的形式運用于市場；第二種是生態系統提供的服務或者功能不能直接作為商品提供給市場，但是它們能夠影響市場；第三種是生態系統提供的功能和服務不能影響到市場功能。如表1所示，歐陽志云等[16]學者將其分類總結為：直接使用價值、間接使用價值、選擇價值和存在價值。endprint

從上述研究者對生態系統服務價值的分類來看，生態系統服務大致可分為兩種類型：第一種是能夠以商品、替代商品進行價值估算的服務；第二種是不能夠采取實體進行經濟評估的服務，諸如文化審美等。因此，對生態價值進行量化評估的方法也比較復雜。

4 生態服務價值評估方法

生態服務價值的定量評估是現代生態學研究的一個熱點領域，但是由于生態系統服務價值相對無形，沒有實質性的市場價格，計算比較困難，怎樣對其價值進行定量計算還沒有統一公認完善的方法。現階段，國內外的研究人員[34]主要采取的生態價值評估方法可以大致歸為三類：直接市場法，包括費用支出法、市場價值法、機會成本法、恢復和防護費用法、影子工程法、人力資本法等；替代市場法，主要包括旅行費用法、享樂價值法；模擬市場法，主要包括條件價值法。

4.1 費用支出法

費用支出法是以人們對某種生態服務功能的支出費用來表示其生態價值。這種方法常用于對旅游文化娛樂功能的計算[34]。例如，對于自然景觀的游憩價值，可用旅游者支出的費用總和來作為該生態系統的游憩價值，通常包括交通費與門票費。這是一種比較實用、基礎和方便的價值計算方法，但由于費用支出法只反映了該生態服務功能的收益情況，不能反映人們究竟愿意花多少錢去享受這個價值，因而不能真實反映該生態服務的價值。

4.2 市場價值法

該方法主要用于生態系統服務中沒有費用支出，但有市場價格的生態服務價值。市場價值法先定量地評價某種生態服務功能的效果，再根據這些效果的市場價格來評估其經濟價值。在實際評價中，通常有兩類評價過程，一是理論效果評價法。它可分為3個步驟：先計算某種生態系統服務功能的定量值；再確定該生態服務功能的“影子價格”；最后計算其總經濟價值。二是環境損失評價法，這種生態經濟評價方法與環境效果評估法類似。如評價保護土壤的經濟價值時，用生態系統破壞所造成的土壤侵蝕量及土地退化、生產力下降的損失來估計[34]。直接市場法計算簡單易于操作，計算結果可在現有市場上實現；但是很多生態內容此方法不能計算。

4.3 機會成本法

機會成本法是指某種資源如果沒有市場價格，那么該資源的價值可以用所犧牲的替代用途的收入來估算，即所放棄的潛在收益[35]。對于稀缺性的自然資源和生態資源而言，其價格不是由其平均機會成本決定的，而是由邊際機會成本決定的，它在理論上反映了收獲或使用一單位自然和生態資源時全社會付出的代價。邊際機會成本主要由邊際生產成本、邊際使用成本和邊際外部成本組成，主要針對自然資源，能夠相對客觀地反映某種自然資源的生態服務價值。

4.4 恢復和防護費用法

全面評價環境質量改善的效益在很多情況下是很困難的，對環境質量的最低估計可以從為了消除或減少有害環境影響所需要的經濟費用中獲得，我們把恢復或防護一種資源不受污染所需的費用或人們為了減少生態環境惡化所帶來的影響而付出的費用，作為環境資源破壞帶來的最低經濟損失[36]。比如為了防止空氣干燥而購買加濕器，這就是恢復和防護費用法。這種方法是基于想保護和恢復某些生態功能所需的費用而進行的生態功能評估，往往由于沒有所需費用的標準，造成評估結果的差異。

4.5 影子工程法

影子工程法又稱替代工程法，是指當環境受到污染或破壞后，人工建造一個替代工程來代替原來的環境功能，用現時條件下重新建造一個全新狀態的生態所需全部成本來估計環境污染或破壞所造成的經濟損失[37]。例如，某個旅游海灣被污染了，則另建造一個海灣公園代替它，以滿足人們的旅游要求。這種方法計算數字比較準確，數額相對于效益也較小，但這類計算沒有考慮效益因素及激勵作用，替代的工程也不唯一。

4.6 人力資本法

人力資本法是通過市場價格和工資多少來確定個人對社會的潛在貢獻，并以此來估算環境變化對人體健康影響的損失[38]。環境惡化對人體健康造成的損失主要有三方面：因污染致病、致殘或早逝而減少本人和社會的收入；醫療費用的增加；精神和心理上的代價。

4.7 旅行費用法

該方法主要用來評價沒有市場價格的生態環境資源，是目前廣泛用于世界各地森林游憩價值的間接評估方法，與費用支出法的區別在于旅行費用法是利用支出的旅行費用（常以交通費和門票費作為旅游費用）作為生態系統游憩的價值[34]。

4.8 享樂價格法

享樂價格法是指人們為了享受更好的環境而支付的價格差價，即某物品由于所處環境的差別，而與其他同類物品價格不同，之間的差價即為環境的價值。該價值主要在土地、房產的價格上體現，當人們為了購買與其他地方同樣的房屋時付出更高的價格時，把其他因素都考慮后，剩余差價可以歸為房屋周圍環境的價值。西方國家的享樂價格法研究表明：樹木可以使房地產的價格增加5%～10%；環境污染物每增加一個百分點，房地產價格將下降0.05%～1%[39]。

4.9 條件價值法

條件價值評估法（CVM），又叫意愿調價評估法，通過直接詢問一組調查人員對減少不同環境危害而愿意支付的價格，以人們的支付意愿來估算生態系統服務的經濟價值[40]。該方法花費成本少，并且對幾乎所有價值對象都可進行評估。但由于該方法主要依賴于被調查者的主觀意愿，是一種主觀性調查，并受研究者和調研員的素質影響較大，因此容易產生較大的偏差。

生態系統服務功能由于其自身復雜性，估算不同服務功能時，使用的評估方法也有所不同。通過分析可知，每種方法都有其優缺點，應針對不同的案例采用不同的方法，通常來說，直接市場法的可信度要高于替代市場法，替代市場法又高于模擬市場法。對同一案例，應采取多種可行的計算方法，從多角度對生態環境價值進行評估，選取最實用的評價方法。

5 問 題

生態系統服務功能及價值評估自誕生以來受到各方的關注并且繼續深入發展，為生態環境的保護工作及生態補償工作提供了科學的方向，對自然社會健康的可持續發展發揮了重要作用，同時也有一些待完善之處。endprint

5.1 評價理論不完善

生態服務功能的提出及其價值評估工作僅僅開展了幾十年，生態價值評估的理論到目前為止還不夠完善[41]。盡管國內外已經開展了大量關于世界各地生態服務價值評估的工作，但依據的理論基礎還是早期的研究成果，特別是針對價值評估的方法。生態系統的服務價值是相對無形的，將其換算成經濟價值相對困難，且生態學和經濟學之間的關系還有待繼續研究確定。

5.2 評估指標與評價方法單一

目前，對生態價值評估評價指標的選取都是基于人的主觀性，不同學者對同一個地區進行生態價值測算時，往往會因為選取評價指標的差異而獲得不同的結果。現階段對于單一生態服務功能價值的估算也存在多種計算方法與計算公式，對同一個評價指標的計算方法也存在不同的理解，在進行具體某一種功能價值的計算時選取哪一種方法更科學合理還沒有相應的評價標準[41]。生態服務功能本身也可能會重疊，導致其價值的重復計算，不能客觀反映生態系統服務功能價值，也易造成評估的不全面性和主觀性，使評估結果與實際價值相差甚遠。

5.3 評價尺度不當

目前我國進行的生態價值評估大多集中于森林、草原、濕地等類型的自然生態系統上，對城市、區域等復合型生態系統上進行的生態價值評估較少，缺少像對城市這樣的大范圍尺度地區的生態價值評估。

5.4 基礎數據缺乏

生態價值評估工作缺少生態系統的基礎原始數據。目前進行價值估算的數據大多來自遙感等數據源處理加工后的數據，缺少評估地區的初始數據，還有部分研究成果僅僅是通過一些公式，如直接套用中國陸地單位面積價值當量表進行計算，這樣一來計算的結果可能不符合當地具體情況，并不準確。目前存在的問題就是缺少原始地面數據，如大范圍的地面調查。如果沒有支持整個研究的基礎數據，要再次查看研究并將其思想運用到下一階段是非常困難的。

5.5 缺乏對特殊地理、氣候的考量

生態價值的評估參數單一，缺少對特殊地理、氣候價值的計算。根據當地生態自然環境的特點，地理位置以及氣候對生態系統的價值也有重要影響，處于平原地區且氣候宜人的城市相較于干旱荒漠地區對人類具有更高的生態服務價值，城市中位于交通便捷且環境良好的區域也要比城市周圍郊區具有較高的人居生態價值。然而目前的大部分研究中評估的價值仍然局限在早期Costanza提出的相關生態功能價值中，還沒有地理位置以及氣候價值的理論研究以及價值估算工作，缺乏理論創新。

5.6 缺乏結果驗證與核查

現階段通過各種方法計算出的生態價值雖然能一定程度上反映該地區的經濟價值，但目前國際上還未形成統一的價值評估框架體系來規范相關研究過程及結果。由于生態系統的復雜性，很難選擇切合實際的數學模型、參數來驗證結果是否準確，加之在開展相關研究時不同學者采用的理論基礎、研究尺度、評估方法不同，造成評估結果的準確性無法得到有效驗證，評估結果之間的可比性、可操作性也比較差[41]。

6 展 望

基于生態服務價值評估的復雜性，在以下幾個方面，還需要進一步的研究。

6.1 加強生態服務價值的理論研究

生態服務價值評估基于復雜的生態學過程，深入探究生態功能之間的相互聯系與機制，是評估自然生態系統的生態價值的基礎和前提。

6.2 促進生態價值的規范化評估過程

評價對象、評價指標、評價方法的不同均會導致評價結果的差異。因此，制訂一個統一的評價體系，建立規范化、標準化的價值評價指標及評價方法，特定的生態功能對應特定的評估方法，確定各個類型的服務功能的價值估算方法，對于評估全球水平上的生態價值具有重要意義。

6.3 進行多尺度生態系統的價值評估

城市生態系統由于其自身的復雜性以及人為性，對其生態價值評估較為困難，但城市是人類大量聚集、居住的地方，與人的生活息息相關，城市的生態環境質量影響著人類的身心健康以及生活品質。因此，對城市生態系統進行價值評估具有對人類本身特殊的重要意義，縣域、區域等復合型生態系統地區的生態價值評估應該得到更多的關注。

6.4 增加特殊地理、氣候價值的計算

一個地區的地理位置、氣候也影響著人類的居住環境，間接反映了人居環境的價值。因此，在總結前人的基礎上，要不斷研究新的理論，關于地理位置價值以及氣候價值的理論研究還需繼續深入。

總之，要全方位評估一個地區的生態服務價值，針對不同尺度和不同生態系統，運用生態經濟學理論，結合地面調查、遙感和地理信息系統等現代“3S”技術手段，定性定量地進行評估，將自然生態系統功能轉變為自然資本，獲得比較科學、客觀的數據。同時，要將研究結果與生產實際相結合，結合數據來解釋生態價值時空變化的成因，更好地管理自然環境，為政府保護和管理自然資源提供理論依據，切實形成價值—經濟—政策這樣相互促進的良性循環。

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