生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)模型及實(shí)證研究

馬鋼 潘玲 馬增輝

摘 要：生態(tài)系統(tǒng)是人們賴以生存的重要環(huán)境條件。隨著人類社會(huì)發(fā)展對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的過多消費(fèi)，破壞生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)事件的發(fā)生率明顯升高，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)退化，直接影響到人們的生存環(huán)境，尤其是后代從生態(tài)系統(tǒng)中獲取的收益。為了保護(hù)人類賴以生存的生態(tài)家園，環(huán)境保護(hù)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)概念被逐漸引出，越來越在人類社會(huì)中發(fā)揮著重要地位。同時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估模型作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的主要價(jià)值評(píng)估方法，在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)工作中具有重要意義。該文主要從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值和評(píng)價(jià)模型著手，分析不同評(píng)價(jià)模型的功能和實(shí)際運(yùn)用效果，探討評(píng)價(jià)模型在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估中的重要性。

關(guān)鍵詞：生態(tài)系統(tǒng)服務(wù);評(píng)價(jià)模型;InVEST模型;ARIES模型;MIMES模型;實(shí)證研究

中圖分類號(hào) P964文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2021）02-0141-03

Ecosystem Service Evaluation Model and Empirical Research

MA Gang1 et al.

（1Northwest Branch of Shaanxi Land Engineering Construction Group， Yulin 719000， China）

Abstract： Ecosystem is an important environmental condition for people′s survival. With the development of human society， excessive consumption of the ecosystem and the occurrence of events that destroy the structure of the ecosystem increase significantly， leading to the degradation of the ecosystem， which will directly affect the living environment of people， especially the benefits obtained by future generations from the ecosystem. To protect ecological home to the survival of people， environmental protection and ecosystem service concept also gradually lead， also plays a crucial role in human society， at the same time， the ecosystem services assessment model as the main evaluation methods of ecosystem services， is of great significance in the work of ecosystem services， this article mainly from the value of ecosystem services and evaluation model， analysis the function of different evaluation model and practical application effect， which discuss the importance of evaluation model in ecosystem services.

Key words： Ecosystem services; Evaluation model; InVEST model; ARIES model; MIMES model; The empirical research

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指人類能夠從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的惠益，包括能源、生活原料、食品以及自然環(huán)境條件。自20世紀(jì)60年代起，生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)開始和生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)連接，成為學(xué)者的研究熱點(diǎn)，并逐漸引起了國內(nèi)外學(xué)者、決策者的關(guān)注。2012年，生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值（GEP）[1]被正式納入我國可持續(xù)發(fā)展的評(píng)估核算體系中，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量化，是推動(dòng)我國生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容。

1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估的重要性

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估是基于生態(tài)學(xué)原理、經(jīng)濟(jì)學(xué)方法、社會(huì)學(xué)方法以及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)以貨幣價(jià)值評(píng)估，同時(shí)價(jià)值評(píng)估中需要嚴(yán)格遵循市場價(jià)值理論，以提高價(jià)值評(píng)估的真實(shí)性，有利于生態(tài)補(bǔ)償政策推進(jìn)。在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估中，能夠?qū)⑸鷳B(tài)系統(tǒng)中創(chuàng)造的產(chǎn)品、環(huán)境資源、生態(tài)服務(wù)等內(nèi)容以經(jīng)濟(jì)效益的形式，量化體現(xiàn)，不僅能夠直接表現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的社會(huì)價(jià)值，也體現(xiàn)出某個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段人們生活方式和精神需求。

在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估中，主要采用直接評(píng)估和間接評(píng)估法，其中：（1）直接評(píng)估法是指在市場理論下，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)內(nèi)容進(jìn)行定量評(píng)估評(píng)價(jià)，采用實(shí)際市場法或替代市場法進(jìn)行評(píng)估，其數(shù)據(jù)多來源于文獻(xiàn)資料、區(qū)域年鑒、地面站點(diǎn)等客觀統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)獲取方法簡便，同時(shí)在我國遙感、GIS技術(shù)發(fā)展下，能夠提高時(shí)間、空間數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，有利于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估，具有一定的應(yīng)用價(jià)值[2]。（2）間接評(píng)估法是指在遵循市場價(jià)值理論下，采用物質(zhì)轉(zhuǎn)換、能值轉(zhuǎn)換的方式，以模型的方式進(jìn)行價(jià)值評(píng)估。在模型評(píng)估中，只需要輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)和重要參數(shù)，即可快速輸出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估總值，具有算法簡便、應(yīng)用范圍廣的應(yīng)用特點(diǎn)。在大數(shù)據(jù)時(shí)代下，間接評(píng)估法發(fā)展速度較快，應(yīng)用效果顯著，也能根據(jù)不同的生態(tài)系統(tǒng)，研發(fā)并更新評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值服務(wù)的預(yù)測評(píng)估，有利于地區(qū)發(fā)展規(guī)劃，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

2 物質(zhì)轉(zhuǎn)換法中的評(píng)價(jià)模型

2.1 InVEST模型 InVEST（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs）模型是由美國斯坦福大學(xué)、世界自然基金會(huì)、大自然保護(hù)協(xié)會(huì)聯(lián)合開發(fā)的綜合性生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)模型，也是目前國內(nèi)外發(fā)展最為成熟的評(píng)價(jià)模型。InVEST模型能夠模擬不同土地覆被情景下，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中物質(zhì)量和價(jià)值量的變化，從而評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，能夠?yàn)榈貐^(qū)管理者合理開發(fā)土地資源，維護(hù)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的良性關(guān)系，從而提高自然資源管理質(zhì)量。同時(shí)，在InVEST模型下，評(píng)估結(jié)果為可視化，能夠避免直接評(píng)估法中以文字表述而不直觀的問題。InVEST模型根據(jù)不同的生態(tài)系統(tǒng)可采用不同的功能模塊，如劉怡娜[3]在我國長江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中，采用InVEST模型進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估，選擇水質(zhì)凈化服務(wù)濃度、景觀指數(shù)、景觀格局特征進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)長江流域周邊土地覆蓋情況，分析森林、草地、農(nóng)田等7類，運(yùn)用InVEST模型中的“水質(zhì)凈化”模塊進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，得到雙中下游水質(zhì)凈化服務(wù)質(zhì)量，長江流域景觀格局、土地植被與水質(zhì)凈化服務(wù)的影響，有利于長江流域長遠(yuǎn)規(guī)劃，提高其生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值。

2.2 SoLVES模型 SoLVES（Social Values for Ecosystem Services）模型是由美國地質(zhì)調(diào)查局落基山地理科學(xué)中心（RMGSC）和科羅拉多州立大學(xué)聯(lián)合研究開發(fā)，主要用于評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的社會(huì)價(jià)值，能夠量化美學(xué)、生物多樣性、休閑生活、文娛活動(dòng)等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的社會(huì)價(jià)值，其評(píng)測結(jié)果以公眾態(tài)度和偏好得出，非貨幣化價(jià)值指數(shù)表示，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。SoLVES模型多應(yīng)用于景觀、公園等生態(tài)環(huán)境的社會(huì)價(jià)值評(píng)估，如在馬橋[4]研究中，以SoLVES模型評(píng)價(jià)西安浐灞國家濕地公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)社會(huì)價(jià)值中，從濕地公園的美學(xué)、生物多樣性、休閑生活等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到美學(xué)、生物多樣性更高的地方社會(huì)價(jià)值更高，游客關(guān)注點(diǎn)更高;休閑區(qū)域與景點(diǎn)距離越近、生態(tài)環(huán)境越好，游客關(guān)注點(diǎn)更高，能夠有利于該公園負(fù)責(zé)人員均勻分配公園資源，維護(hù)生態(tài)環(huán)境，提高濕地公園社會(huì)價(jià)值[5]。

2.3 ARIES模型 ARIES（ARtificial Intelligence for Ecosystem Services）模型是由美國佛蒙特大學(xué)生態(tài)經(jīng)濟(jì)研究所開發(fā)，其模型功能主要是通過人工智能和語義建模，結(jié)合生態(tài)空間數(shù)據(jù)、算法對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估和量化，達(dá)到應(yīng)用效果[6]。能夠刻畫生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間流動(dòng)，包括淡水供給、泥沙調(diào)節(jié)、漁業(yè)、洪水調(diào)節(jié)、休閑娛樂等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)內(nèi)容。但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，ARIES模型是在案例研究基礎(chǔ)上建立的，其影響因素較大，其空間分辨率較低，并不適用于全球范圍內(nèi)使用，導(dǎo)致評(píng)估精準(zhǔn)度降低，應(yīng)用效果局限，屬于不成熟評(píng)價(jià)模型。此外，在物質(zhì)轉(zhuǎn)換法中評(píng)價(jià)模型中，還有GUMBO模型、MIMES模型、InFOREST模型、EPM模型等生態(tài)模型，具有應(yīng)用價(jià)值，但同時(shí)具有較高的區(qū)域局限性。

3 能值轉(zhuǎn)換法中的評(píng)價(jià)模型

能值轉(zhuǎn)換法是基于能值轉(zhuǎn)換量表，將生態(tài)系統(tǒng)中的不同種類能量轉(zhuǎn)換為同一單位，從而評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值。在能值轉(zhuǎn)換法中，常采用太陽能只作為能值基準(zhǔn)，衡量各種能量的能值情況，具有計(jì)算方法簡單的優(yōu)點(diǎn)，適用于生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值評(píng)價(jià)分析[7]。

3.1 供給服務(wù)中評(píng)價(jià)模型 生態(tài)系統(tǒng)供給服務(wù)主要是指森林、灌叢及其他植被的有機(jī)物生產(chǎn)價(jià)值，其能量值無法統(tǒng)一標(biāo)志衡量，采用能值轉(zhuǎn)換法后，森林、灌叢能值與其生態(tài)系統(tǒng)面積、掉落物能量折算比例、平均凋落物量量成正比，能值轉(zhuǎn)換量約為1.35×104;其他植被由于覆蓋面積較廣，其能值與生態(tài)系統(tǒng)面積、該植物初級(jí)生產(chǎn)力、碳含量成正比，能值轉(zhuǎn)換量約為4.65×103。

3.2 調(diào)節(jié)服務(wù)中評(píng)價(jià)模型 生態(tài)系統(tǒng)功能中調(diào)節(jié)服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)的主要能值輸出，主要包括空氣調(diào)節(jié)、土壤調(diào)節(jié)和水調(diào)節(jié)，包括二氧化碳固定、氧氣釋放、保持土壤、水資源涵養(yǎng)等方面，其中二氧化碳固定、氧氣釋放是生態(tài)系統(tǒng)中常見的碳-氧循環(huán)，CO2固定能值主要與生態(tài)系統(tǒng)面積、凈初級(jí)生產(chǎn)力、光合作用中二氧化碳固定量成正比，能值轉(zhuǎn)換量約為6.12×104;O2釋放主要與生態(tài)系統(tǒng)面積、凈初級(jí)生產(chǎn)力、光合作用中氧氣釋放量成正比[8]。保持土壤是指生態(tài)系統(tǒng)防止水土流失的價(jià)值，能值與土壤總量、生態(tài)系統(tǒng)面積、植物表土層能量折算比率成正比，與土壤侵蝕量成反比，能值轉(zhuǎn)換量約為7.38×104。水資源涵養(yǎng)是指生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)植被，提高蓄水量的價(jià)值，能值與生態(tài)系統(tǒng)面積、單位面積涵養(yǎng)水源量、雨水密度以及雨水自由能成正比，能值轉(zhuǎn)換量約為4.11×104。

3.3 文化服務(wù)中評(píng)價(jià)模型 生態(tài)系統(tǒng)文化服務(wù)價(jià)值能值主要包括生態(tài)旅游、科研文化價(jià)值，其中生態(tài)旅游能值與旅游收入成正比，能值轉(zhuǎn)換量約為1.18×1013;科研文化能值主要與生態(tài)系統(tǒng)研究相關(guān)論文量成正比，能值轉(zhuǎn)換量約為3.37×1016。因此，文化服務(wù)中生態(tài)旅游、科研文化價(jià)值明顯高供給服務(wù)和調(diào)節(jié)服務(wù)，也說明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)中，進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的重要性。

4 結(jié)語

綜上所述，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估是我國可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)建設(shè)、生態(tài)補(bǔ)償?shù)闹匾u(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)生態(tài)環(huán)境不同可采用直接評(píng)估法、間接評(píng)估法進(jìn)行評(píng)價(jià)，但由于國內(nèi)發(fā)展時(shí)間較短，在間接評(píng)估法中多采用國外研究模板，如InVEST模型、SoLVES模型、ARIES模型、能值算法，雖然具有一定的應(yīng)用價(jià)值，但具有一定的區(qū)域限制性，在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)不同環(huán)境，選擇區(qū)域?qū)嵱枚雀叩哪Ｐ瓦M(jìn)行評(píng)價(jià)，調(diào)整能值的模型和算法，以提高評(píng)估準(zhǔn)確性，為生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供一定參考。

參考文獻(xiàn)

[1]靳樂山，劉晉宏，孔德帥.將GEP納入生態(tài)補(bǔ)償績效考核評(píng)估分析[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2018，39（1）：25-27.

[2]李麗，王心源，Nabil Bachagha等.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法綜述[J].生態(tài)學(xué)雜志，2018，37（04）：1233-1245.

[3]劉怡娜，孔令橋，肖燚，等.長江流域景觀格局與生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)凈化服務(wù)的關(guān)系[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2019，39（03）：844-852.

[4]馬橋，劉康，高艷，等.基于SolVES模型的西安浐灞國家濕地公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)社會(huì)價(jià)值評(píng)估[J].濕地科學(xué)，2018，16（01）：51-58.

[5]林靜雅，朱穎.基于Costanza模型的蘇州濕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)估[J].中國城市林業(yè)，2019，17（01）：51-55.

[6]張代青，沈春穎，于國榮.基于河道內(nèi)流量的河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)模型研究[J].水利經(jīng)濟(jì)，2019，37（5）：16-20.

[7]安淇，肖華斌，張培元，等.國外城市綠地生態(tài)系統(tǒng)文化服務(wù)研究進(jìn)展[J].山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，5（01）：76-82.

[8]孫艷波.面向生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的森林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)與展望[J].河南農(nóng)業(yè)，2018，454（02）：40，44.

（責(zé)編：張宏民）