近20年國內外生態系統服務研究回顧與解析

鄧楚雄，劉俊宇，李忠武*，肖海兵，聶小東，張宇婷，周咪

1. 湖南師范大學資源與環境科學學院，湖南 長沙 410081；

2. 中國科學院水利部水土保持研究所，陜西 楊凌 712100；

3.廣東省生態環境技術研究所/廣東省農業環境綜合治理重點實驗室，廣東 廣州 510650

生態系統對人類福祉產生的一系列重要商品和服務統稱為生態系統服務（Nelson et al.，2009）。國際學術界對于生態系統服務的研究始于上世紀六七十年代，近幾十年來，隨著人口和經濟增長而導致生態系統服務功能的退化，使得全球生態環境問題逐漸凸顯，人們開始認識到生態系統服務在維持人類生存和發展方面的重要作用。

上世紀 90 年代，Daily（1997）發表的《Nature’s services》和Costanza et al.（1997）發表的《The value of the world’s ecosystem services and natural capital》的兩篇論文，從不同角度對生態系統服務進行定義和分類；將生態系統服務從概念性研究階段推動到了一個系統化、綜合化、應用化研究的新階段，使得對生態系統服務價值估算的原理和方法從科學意義上更加明確，并且在全世界范圍內掀起了一股開展評估生態系統系統服務價值的熱潮，此后，關于生態系統服務的研究論文如雨后春筍般出現。聯合國 2005年開展千年生態系統評估項目（Millennium Ecosystem Assessment MEA）對生態系統服務的概念內涵、分類體系、影響機制、評價技術與方法進行了全面的探討，2007年發布的生態系統服務與生物多樣性經濟學（The Economics of Ecosystems and biodiversity TEEB）以及2012年建立的政府間生物多樣性與生態系統服務科學政策平臺（Science-Poilcy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services IPBES）使得生態系統服務研究開始由價值核算、概念分類向生態系統服務形成機理、權衡與協同以及生態系統服務與人類福祉等方向轉變，使得生態系統服務在評估模型模擬、貨幣價值轉化、指標體系構建以及生態系統服務區域集成與綜合應用等方面取得了新的突破。但目前學界關于生態系統服務價值如何量化評價、如何明確生態系統服務的形成機理、如何將其引入決策等諸多方面依然存在較多的爭議。

基于此，本文以生態系統服務為主題，采用文獻計量分析方法，借助Citespace V軟件，系統性地論述了自上世紀 90年代末以來的國際和國內生態系統服務研究熱點、進展及存在問題，以期能為今后的生態系統服務研究提供參考。

1 國內外生態系統服務研究概況

本文以Web of science核心合集與CNKI核心期刊為數據來源。分別以“Ecosystem service”和“生態系統服務”為主題詞進行檢索，兩個數據庫檢索的文獻類型分別設定為“期刊文獻”與“Article”，檢索 1999—2018年的文獻，文獻檢索的時間截止為2018年12月20日，用Web of science核心合集數據庫中檢索的英文文獻來分析國際生態系統服務研究熱點，用CNKI核心期刊中的中文文獻分析國內生態系統服務研究現狀。經檢索，共檢索國內文獻4536篇，國際文獻23570篇，通過對文獻進行合并去重，最終確定與生態系統服務研究相關的國內文獻4399篇，國際文獻23211篇。

1999—2018年生態系統服務的中英文文獻發文量及增長趨勢如圖1所示；可以看出，上世紀90年代以來，生態系統服務研究進入了一個快速的發展階段，發文量呈持續高速增長的趨勢。從國內外的文獻數量對比來看，2009年之前國內發文量和國際增長差別較小，2009年之后，國際文獻發文量開始迅猛增加，增長速度明顯要高于國內，主要是由于2008年生物多樣性和生態系統服務政府間科學-政策平臺（IPBES）建立以來，生態系統服務研究受到了國際政府間和學術界更加廣泛的關注；相比較而言，國內生態系統服務研究要晚于國際，文獻發文數量雖然也呈現出逐年增長的趨勢，但是發文量的增長速度相對于國際期刊來說比較緩慢，總體特征呈現出緩慢穩定增長的發展趨勢。

圖1 1999—2018年中英文生態系統服務發文量統計圖Fig. 1 1999-2018 statistics of ecosystem services published in Chinese and English

從Web of science核心合集檢索到的英文文獻來對比國際研究力量的格局差異。不同國家發文量文獻計量圖譜如圖2所示，圓圈越大表示發文數量越多，可以看出，圓圈較大的國家除了中國以外都為發達國家，說明發達國家在國際生態系統服務研究領域占據著絕對主導地位。而從國家來看，代表美國的圓圈最大，發文量最多，是目前國際生態系統服務研究領域的霸主。此外，英國、德國、中國、澳大利亞、法國、西班牙等國在國際生態系統服務研究領域也占著重要的地位。

圖2 不同國家發文量文獻計量圖譜Fig. 2 Literature metrological atlas of published documents in different countries

2 國際生態系統服務研究熱點分析

國際生態系統服務研究開展較早，目前在生態系統服務分類、價值評估、情景模擬與預測、集成應用研究等方面已經積累了大量的成果。文獻中關鍵詞頻率出現的次數以及關鍵詞文獻計量圖譜中節點的大小反映了該關鍵詞在該研究領域的受關注程度，1999—2018年國際生態系統服務研究關鍵詞文獻計量圖譜見圖3，前30位關鍵詞及熱點詞頻統計見表1。

通過對國際生態系統服務研究的高頻關鍵詞的分析（表1、圖3）可以看出，當前國際生態系統服務研究中出現頻次較高的詞有：“ecosystem service”、“biodiversity”、“management”、“conservation”、“climate change”、“diversity”、“land use”。因此，可以認為近20年國際生態系統服務研究熱點主要集中在生態系統服務形成機制及其流動、生物多樣性與生態系統服務、土地利用與生態系統服務、生態系統服務評估、氣候變化與生態系統服務、生態系統服務權衡協同與生態系統管理等6個方面。

圖3 1999—2018年國際生態系統服務研究關鍵詞文獻計量圖譜Fig. 3 1999-2018 bibliometric map of key words in foreign studies on ecosystem services

表1 1999－2018年國際生態系統服務研究前30位高頻關鍵詞Table 1 Top 30 high frequency keywords for international ecosystem services research from 1999 to 2018

2.1 生態系統服務形成機制及其流動

生態系統服務的形成是一個復雜的自然與社會耦合過程，涵蓋了非生物特征、生物特征、生態過程、人類活動等諸多要素，非生物特征代表的是自然環境要素及其變化，生物特征表現為生物多樣性，生態過程指的是生態系統服務結構及其變化，而人類活動則反映了人類對生態系統的干擾及其變化的響應。4個要素之間相互影響、相互聯系，其間的物質能量流動和生物化學循環共同構成了生態系統服務的各個方面，同時也為生態系統服務流提供了基礎。目前對于生態系統服務流的定義分歧主要集中在過程和結果兩個方面，第一種認為生態系統服務在自然因素和認為因素的雙重作用下，產生了從供給側到需求側的時空傳輸過程，就形成了生態系統服務流（Serna-Chavez et al.，2014；Villamagna et al.，2013）。而第二種觀點則認為生態系統為人類提供最終服務的結果（Schr?ter et al.，2014）；生態系統服務流的空間定量對于生態系統服務評估的精確性提供具有重要的意義，不少學者采樣不同的方法探討了生態系統服務流的空間定量方法與技術，而基于3S技術開發的生態系統服務流空間量化模型在不僅可以對生態系統服務的流量進行精確評估，同時也可以直觀的反映其流動的方向（Bagstad et al.，2013；Vrebos et al.，2015）。生態系統服務流能夠有效關聯生態系統服務供需雙方，因此對于明確生態系統服務形成的各個要素之間的動態關系以及物質流動有著重要的作用，對開展更加精確的生態系統服務評估具有重大意義，但目前的研究對這個問題上依然沒有一個清晰的定論。

2.2 生物多樣性與生態系統服務

生態系統服務的動力源于自然界的生物化學循環，生物因素是生態系統服務的核心（范玉龍等，2016），生物多樣性的變化會影響生態穩定性以及生態系統功能和服務的可持續性（Pennekamp et al.，2018）。一方面，生態系統服務的供給和恢復能力直接受到生物多樣性變化的影響；另一方面，生物多樣性是許多重要生態系統服務的基礎，其本身就是一種重要的生態系統服務功能。具有多重功能和高水平服務的群落往往擁有更多的物種，而多樣化的生物群落對生態系統的穩定性、生產力以及養分供應具有促進作用（Bullock et al.，2011；Tilman et al.，2014）。目前主流的觀點認為生物多樣性對生態系統服務具有正向的促進作用，并且為生態系統服務起到一個調節者的功能，能夠有效地緩解環境變化對生態系統服務的干擾。Balvanera et al.（2006）用定量的方法證明了生物多樣性對生態系統服務的積極影響；Egoh et al.（2009）發現生態系統服務熱點與物種豐富度和植被多樣性熱點之間存在中度重疊，總體上呈正相關。但也有觀點認為生物多樣性與生態系統服務之間的關系并不總是呈現出正相關關系，Pattanayak et al.（2007）在印度尼西亞的相關研究發現生物多樣性與生態系統服務在空間上并不完全一致；此外在美國北部地區的低溫環境中的研究發現生物多樣性與初級生產力呈現負相關關系（Costanza et al.，2007）。

雖然目前國外在生物多樣性與生態系統服務方面已經積累了大量的研究，但是目前的研究大多都還只是停留在生物多樣性的變化對生態系統服務的影響方面，缺乏長期的定位監測和控制實驗，此外，生物多樣性對生態系統服務的形成機理以及二者之間相互影響的定量關系都還有待于進一步探究。

2.3 土地利用與生態系統服務

作為人類活動最直接的反映，土地利用變化已被確定為生態系統服務變化的最重要驅動力之一（Wang et al.，2015）。人類活動通過不同土地利用策略對生態系統施加影響，改變生態過程，進而影響生態系統服務。人類活動強度的加大以及粗放的土地利用方式，導致全球性的地球生物化學循環發生改變，加快了土壤水分、養分的流失，加速了土壤侵蝕、水土流失、土壤碳排放的速率。過去的半個世紀年里，全球 60%的生態系統服務已經退化（Ma，2005）。近年來，土地利用結構及其變化與土壤理化性質和生態特征的關系已經逐漸成為了國外研究的一個熱點。科學家通過研究發現，由于人類對森林和草原的破壞不僅導致生物多樣性減少、溫室氣體排放加劇使得生態系統服務更加脆弱（Bonan，2008；Pimm et al.，2000），更會對土壤的抗侵蝕性能造成了顯著的變化（Sainju et al.，2002），造成水土流失更加嚴重，水源涵養、土壤保持等相關生態系統服務功能弱化。此外，土地利用變化也會造成土壤有機碳儲量的變化；林地的改變可能造成土壤中近半數的有機碳的損失（Houghton，2002）。土壤碳庫中有機碳的損耗導致了大氣中溫室氣體排放的增加，使得全球氣候變暖加劇。

自然生態系統中，往往是由一系列不同土地利用方式組合成一個個復雜的生態系統景觀，在時空上表現出高度的復雜性、系統性和異質性。這種特征使得對生態系統服務的空間制圖顯得尤為重要。近年來，國外許多研究者采用不同的方法討論了生態系統服的空間制圖方法，Burkhard et al.（2009）綜合土地利用、生物/非生物信息，成功實現了生態系統服務空間制圖。而以土地利用變化為背景的MIMES生態系統服務可視化評估模型也被開發出來了，并得到了較為廣泛的應用。

2.4 生態系統服務評估

生態系統服務評估是生態系統服務研究的基礎與核心1997年Costanza et al.（1997）首次估算了當年全球生態系統服務的總價值為33萬億美元，開啟了生態系統服務價值評估的序幕。目前，國際學術界將生態系統服務評估理論、指標和模型方法當作生態系統研究的核心與重點；在全球、區域、流域、單個及復合生態系統等各個尺度上面開展了大量的生態系統服務評估研究（Frélichová et al.，2014；Koellner et al.，2013）；而生態系統服務評估也已被提倡作為向決策者宣傳自然和生態系統管理的工具（Aslaksen et al.，2015）。但圍繞著生態系統服務是否應當進行價值評估、生態系統服務的價值形式如何表示的爭論也一直在持續。一些學者認為生態系統服務價值評估無法為生態環境變化所帶來的環境影響進行定量估值（王書明等，2017）。

傳統生態系統服務評估方法主要是基于市場理論的經濟價值量評估，但經濟價值評估無法反映生態系統服務形成的內在機理與生態過程。一種觀點認為對生態系統服務的價值評估錯誤的表明了關于重要環境影響的復雜決策可以建立于單一的經濟價值尺度（Easton，2014），所以生態系統服務價值的評估不應該局限于經濟價值。近年來，隨著研究尺度的加大，對生態系統的復雜性認識也更加深入，價值量評估的局限性逐漸暴露，因此當前的國際生態系統服務評估更加側重于物質量評估法，比如評估土壤保持服務的RUSLE模型、凈初級生產力的CASA模型。而隨著信息網絡技術的成熟，基于 3S技術開發的生態模型在生態系統服務評估的研究中也愈加廣泛；比較常用的模型有InVEST、ARIES、MIMES、SoLVES等，其中InVEST模型已經在全球范圍內開展了大量的研究，是目前最為成熟的模型之一。這些生態模型克服了傳統生態學統計方法以點帶面的缺點（李麗等，2018）。但值得注意的是，現有的這些生態模型幾乎都是針對某一特定的研究區域或生態系統而開發，其參數或相關原理并不一定適應其他區域或生態系統。因此，這些模型的評價結果的有效性及其本身的適用性還有待提高。

2.5 氣候變化與生態系統服務

氣候變化改變生態的結構和過程，進而對生態系統服務產生影響。如大氣中CO2等溫室氣體含量的增加會引起陸地植被格局發生較為明顯的變化，進而導致陸地碳儲量和碳通量的變化（Sitch et al.，2008）。這些變化使得研究者更加關注生態系統結構過程及其服務對氣候變化的動態響應（Alo et al.，2008；Wang et al.，2005）。

氣候變化對生態系統服務的影響主要反映在 3個方面，（1）氣候變化條件下生態系統服務供給水平受到影響，全球氣候變化導致大部分生態系統服務供給出現下降（Ma，2005），其中對糧食生產等供給服務和生物多樣性等生境維持服務的影響尤為顯著（J?gerbrand et al.，2006；Lobell et al.，2011），甚至在某些地區，氣候變化被認為是導致生態系統服務能力下降的關鍵因素（Alvabasurto et al.，2014）。（2）極端天氣條件下，生態系統服務的脆弱性更加明顯。研究人員通過對鳥類和紅樹林的研究表明（Rahman et al.，2017；Wood et al.，2016），極端天氣會導致動植物的生態系統服務調節功能明顯降低。（3）氣候變化影響著生態系統服務的管理及可持續性。全球氣候變化對生態系統服務產生了負面影響，進一步改變了人類對生態系統服務管理與保護方式。一方面，氣候變化對當前的生態系統服務管理提出了嚴峻的挑戰，另一方面，為了應對全球變化與生態系統服務功能弱化的壓力，人們被迫尋求新的途徑與方式來管理和保護生態系統服務，以實現生態系統服務的可持續發展。

2.6 生態系統服務權衡協同與生態管理

生態系統為人類提供的服務具有多樣性，各種服務之間存在緊密的相互聯系與交織的非線性關系（Jaarsveld et al.，2005；Limburg et al.，2002），這種關系表現為生態系統服務之間此消彼長的權衡、相互增益的協同（李雙成等，2013）。不同的研究根據權衡或協同的表現特征劃分了不同的類型，如基于時空尺度和可逆性時空權衡以及可逆性權衡（Ma，2005；Rodríguez et al.，2006），以及基于生態系統服務變化特征，提出的直接權衡、凹權衡等 6種權衡表現形式（Bevacqua et al.，2007；Polasky et al.，2008；Lester et al.，2013）。這些劃分雖然提出了較為可行的生態系統服務權衡協同分析方法，但這種兩兩比較的結果并不能真實反映生態系統服務之間的動態關系。在驅動機制方面。一般認為，生態系統服務的權衡與協同受到人為和自然兩方面因素的驅動。比如，而由于人類的選擇偏好，往往片面追求生態系統的經濟效益而忽視生態與社會效益，因此過分強調和追求生態系統服務的供給服務（Bennett et al.，2010），導致了生態系統服務之間的權衡效應更為顯著。

隨著研究的深入，生態系統服務在政策制定和決策管理方面愈加重要，越來越多的研究者呼吁將生態系統服務整合到一系列的生態系統管理和決策之中（Balvanera et al.，2001；Kremen et al.，2005；Odling-Smee，2005；Swift et al.，2004），因此近十幾年來，如何管理與保護生態系統服務、維持生態系統服務的可持續發展被認為是自然資源可持續管理的一個核心問題（Dearing et al.，2012）。而明確生態系統服務之間的關系是進行生態系統管理與優化調控的前提，對生態系統管理和優化調控以及人類福祉具有重要意義。但由于生態系統服務之間的關系較為復雜，其間的物質能量及信息傳遞的還未明確，因此對于如何基于生態系統服務權衡與協同關系來確定生態系統管理的許多核心問題依然沒有一個清晰的定論。

3 國內生態系統服務研究進展及問題

3.1 國內研究進展

上世紀 90年代后期國內一些學者將國際上關于生態系統服務相關成果介紹到了國內。我國學者開始陸續開展與生態系統服務相關的研究。從我國近 20年生態系統服務研究的關鍵詞文獻計量圖譜（圖4）可以看出，出現頻次較高的關鍵詞有“生態系統服務（Ecosystem service）”、“生態系統服務價值（Value of Ecosystem service）”、“生態系統（Ecosystem）”、“價值評估（value assessment）”、“生態服務價值（Value of ecological services）”、“土地利用（Land use）”、“土地利用變化（land use change）”、“生態補償（eco-compensation）”等詞，表明當前我國生態系統服務研究更加側重于生態系統服務價值評估、土地利用及其變化與生態系統服務的關系方面。同時，針對生態系統服務價值評估的綜合應用研究也逐漸成為我國生態系統服務發展研究的新趨勢。

圖4 1999—2018年國內生態系統服務研究關鍵詞文獻計量圖譜Fig. 4 Bibliometric map of key words in domestic ecosystem services research from 1999 to 2018

3.1.1 生態系統服務價值評估

與國外相比，國內的生態系統服務評估更加側重生態系統服務經濟價值評估。在早期開展的生態系統服務價值評估研究中，許多研究者參考國外生態系統服務評估方法對全國尺度或森林、濕地、草地等單個生態系統開展價值評估（陳仲新等，2000；黃平等，2002；歐陽志云等，1999；歐陽志云等，2009；謝高地等，2001）。并且有學者通過研究提出了中國陸地生態系統服務價值的總體空間分布由東向西遞減、由中部向東北和南部遞增，與植被的地帶性分布梯度基本一致的觀點（何浩等，2005）。雖然這些早期研究極大地促進了國內生態系統服務研究的發展，但由于估算方法和相關參數都是參照國外成果，且不同研究者在生態系統服務概念與分類上存在較大的認知差異，評估方法和手段上也存在一定的缺陷，因此評價的結果往往與實際價值并不一致。2012年，朱春全呼吁將生態系統服務價值納入可持續發展的評估核算體系，這一倡議的提出又一次掀起了國內生態系統服務價值評估的熱潮（趙慶忠，2012）。

在評價方法方面，在較長的一段時期內，國內學界評估方法大多參照國外基于市場理論的價值量方法。歐陽志云、陳仲新等早期開展的全國尺度的生態系統服務價值評估都是參照此方法。謝高地等（2003）結合Constaza的方法，制定出我國生態系統生態服務價值當量因子表，構建了基于單位面積價值當量因子法的中國陸地生態系統服務價值的動態評估方法。該方法簡單快捷，對數據量要求較少，能夠對生態系統服務價值進行快速評估，在國內學界產生了較大的影響，并得到了相當廣泛的應用。但隨著研究的深入，價值當量法的局限也逐漸地暴露出來，許多研究者在應用過程中對同一地類不進行區分考慮，在一定程度上造成評價結果的失真，且以糧食價格為數據基礎來體現生態系統服務價值也存在較大的主觀性和不確定性，并不能反映生態系統服務的生態學意義和內在機理。而隨著國外各種生態模型的成功開發與應用，以GIS為平臺開發的模型評估方法也在國內得到了較為廣泛的運用。在但相比發達國家，我國在生態模型的開發研究領域起步較晚，長期處于落后狀態；傅伯杰院士（Hu et al.，2015）團隊針對黃土高原植被恢復背景下的生態系統服務的評價與優化設計開發了SAORES模型，填補了我國在該領域的空白。但由于其重點關注情景構建、權衡分析和多目標優化規劃設計，模型忽略了上述服務評估的準確性校驗及不確定性分析（李婷等，2018）。總體來看，生態模型在國內運用尚處于初始階段，各類模型也處于開發與成熟階段，但從目前發展態勢來看，模型評價方法在國內學界具有廣闊的應用前景。

3.1.2 土地利用變化與生態系統服務

土地利用變化對生態系統服務影響是我國生態系統服務研究一個重要內容。歐陽志云等（2009）認為土地利用變化通過對生物多樣性、生態系統過程和生境狀況等3個方面來影響生態系統服務。在快速城鎮化的背景下，我國土地利用方式變化加快，且基于土地利用變化的生態系統服務評估的價值當量方法在國內的廣泛運用與實踐，因此我國土地利用變化—生態系統服務研究與國際上的研究出現了較為明顯的差異，國內針對土地利用對生態系統服務的影響研究更加側重于土地利用變化與生態系統服務的統計分析，即土地利用類型的面積變化對生態系統服務價值的顯著影響，此外，也有一些研究試圖突破現有研究范式的局限性，積極探索和構建數量模型來反映土地利用與生態系統服務價值的相關關系。如喻建華等（2005）構建了生態系統服務價值變率函數（CR），用來表示某一土地利用類型面積的變化引起的生態系統服務價值的變化。但相關研究似乎依然沒有突破原有的局限，目前國內相關研究大多依然停留在基于土地利用變化的統計分析方面，研究結果更加側重于土地利用格局變化對生態系統服務相關關系，但兩者之間并非簡單的線性關系（王軍等，2015）。土地利用變化首先作用于生態系統過程與結構，然后才對生態系統服務產生影響。建立“土地利用—生態過程—服務”耦合關系，強化土地利用與生態系統服務內在機制研究，是未來國內生態系統服務功能及其價值評估研究的一個重要方面。

3.1.3 生態系統服務與可持續發展

可持續性是生態系統服務研究的起源（趙軍等，2018）。一方面，作為人類賴以生存的資源和環境基礎，生態系統服務的退化和喪失將威脅人類的安全與健康，甚至直接威脅著區域乃至全球的生態安全（Ma，2005）。另一方面，由于自然環境的變化，生物多樣性的銳減以及人類活動的干擾，生態系統變得更加脆弱，生態系統管理和可持續發展面臨更大的壓力和挑戰。近幾十年來，由于經濟快速發展造成的生態環境的普遍惡化又反過來制約了社會經濟的可持續發展（Bai et al.，2009），水資源短缺、水土流失、沙漠化、生物多樣性減少等生態問題持續加劇（傅伯杰等，2009），我國生態安全受到了嚴重的威脅。因此，近些年來國內開展的基于生態系統服務評估的生態補償標準制定、生態安全網絡構建等應用研究日益增多，并逐漸發展成為當前國內生態服務研究的一個熱點；如郭年冬等（2015）對環京津地區73個縣（市）的單位面積生態系統服務價值和生態補償優先級進行了計算，從環京津地區整體、生態亞區、縣（市）3個空間尺度分析了環京津地區生態補償的優先領域。吳平等（2018）從生態系統服務供需出發，構建了雄安新區生態安全網絡格局。

但目前大多數的基于生態系統服務評價結果的應用研究還停留在學術層面，而真正將其引入生態管理并成為決策的依據還需較長時日。但基于生態系統服務評價結果的應用研究對于理解生態系統服務與可持續發展和人類福祉之間的關系至關重要，對我國開展生態文明建設和人類社會可持續發展具有重要的意義。

3.2 我國生態系統服務研究的不足

盡管當前我國在生態系統服務研究領域發展較快，研究成果大量涌現，但相對國際研究熱點和發展前沿來看，我國生態系統服務研究還存在一些問題與不足，在研究的理論和評價方法方面缺乏原創性成果，具體來看，當前的問題主要反映在以下幾個方面。

3.2.1 生態系統服務理論研究尚待深入

我國生態系統服務理論研究不足主要體現在兩個方面，一個是對生態系統服務形成的機理認識不足；另一個是缺乏對生態系統服務價值評估理論的探討。

首先，生態系統服務形成機理研究是生態系統服務研究的基礎理論性工作，對其形成機理的理解將有助于開展更加準確系統的生態系統服務評估和管理決策。雖然當前的研究已經提出了生態系統結構－過程－服務之間的作用機理框架，但對生態系統結構、過程和服務并沒有一個系統的認識，其中的物質能量流動和信息傳遞的定量關系還未明確。因此，這個問題依然需要更加深入地探討。

其次，目前我國在生態系統服務研究側重不同區域和不同生態系統的經濟價值評估，但是卻對生態系統服務價值分類、價值理論以及各種價值之間的關系研究不足。生態系統服務及其價值形成涵蓋了自然、社會、經濟等各個方面的要素，當前學術界對于生態系統服務是否存在價值，生態系統服務價值以什么形態出現依然存在許多爭議。且由于無法深刻理解生態系統服務的形成機理，多數地區缺乏必要的生態監測數據以支持生態系統服務功能及其變化的評價，這使得我國的生態系統服務功能及其價值評價缺乏可靠的生態學基礎（李文華等，2009）。

3.2.2 評估方法的科學性有待加強

生態系統服務價值評估方法的科學性問題主要表現為價值評估指標隨意選取與機械套用、重復計算等方面。盡管目前國內針對生態系統服務價值的評估開展了大量的研究工作，但由于沒有形成統一的指標體系和方法，不同區域間的評估結果可比性差，區域和全國的集成研究難以開展（傅伯杰等，2017）。且不同區域、不同生態系統之間存在較大的差異性，在評估過程中往往出現使用相同標準的指標體系進行評估，或者將國外的一些價值評估方法或模型不加修正而直接運用于國內相關區域，這種缺乏科學嚴謹的做法不僅使得評估結果的科學性大打折扣，也容易導致人們在生態系統服務功能及其價值與人類福祉的關系方面認識和判斷不足，在科學管理生態系統服務方面存在經驗主義與主觀主義的錯誤。

其次，由于不同的研究者對于生態系統服務之間的關系以及價值分類的認識不同，在運用不同方法對同一區域或同一生態系統計算的時候，很容易造成重復計算。另外，目前國內的生態系統服務價值評估方法主要采用基于市場理論的價值量法，但經濟價值的主觀性和不確定性，往往會造成評估結果的不準確，在不同的研究中可比性較差，且生態系統中許多服務價值是由人為主觀確定，因此對于如何正確選擇識別以及評估這些服務價值還存在概念和認知上的不足。

3.2.3 評估結果的應用性不高

生態系統服務研究的終極目標是提升人類福祉，其應用指向十分明顯（李雙成等，2018）。雖然近年我國在生態系統服務綜合應用研究領域圍繞區域生態安全構建、生態補償標準等方面進行了一些研究工作，但由于目前研究中評估方法存在的不足，導致評估結果的可信度不高，從而在一定程度上阻礙了生態系統服務綜合應用的實現。另一方面，當前開展的基于生態系統服務的規劃管理、區域生態安全格局構建等應用研究大多還只是停留在學術層面，而真正將生態系統服務落實到以生態文明建設為背景下的政策決策層面還有待加強。

4 研究展望

生態系統服務研究自開展以來已經持續了幾十年的時間，無論是在生態系統服務理論研究還是在應用研究上都取得了大量的成果，基于上述國內外生態系統服務研究熱點、進展以及存在的問題，本文認為未來的生態系統服務研究關注重點應在以下幾個方面：

（1）加強生態系統服務形成機制的研究。基于對生態系統的長期定位監測與觀測實驗，理解自然環境變化與人類活動雙重作用下生態系統服務的動態響應機制，厘清各個生態系統服務及其驅動因素之間的物質能量與信息流動的關系。揭示生態系統過程－結構－服務之間的耦合關系，及其相互作用下生態系統服務形成機理的研究，為開展更加精確的生態系統服務價值評估與生態系統管理提供理論依據。

（2）建立更加精確的生態系統服務評價指標體系與技術方法。通過定位監測與觀測實驗，結合3S信息技術，完善生態系統服務動態評估模型與技術方法，開展不同評價方法的對比驗證；另一方面，生態系統服務的評估也應從單一生態系統評估走向復雜生態系統評估，并且將其融入國民經濟核算體系，以突出生態環境在社會經濟發展過程的重要作用。

（3）強化生態系統服務的區域集成與尺度轉換研究。由于生態系統服務具有較強的時間動態性和空間異質性，區域集成與尺度轉換是研究的的重點與難點。因此需要結合多源數據對生態系統服務的時空動態演變進行量化評估，在明確各種服務之間的相互關系及其特征的基礎上，提出生態系統服務的區域集成與尺度轉化理論。為發展更大尺度的生態系統服務精確評估與優化調控提供理論支持。

（4）開展基于生態系統服務評價結果的綜合應用研究與實踐，生態系統服務研究的終極目標是為了提升人類福祉與可持續發展。后續的生態系統服務研究需結合我國當前的社會經濟發展水平與現實存在的生態環境問題，有針對地提出基于生態系統服務評價結果的生態補償標準、生態安全及生態系統健康的標準與測算方法。為促進和增強人類福祉提供科學指導。