徐雨晴，於琍，周波濤，石英，徐影

中國(guó)氣象局國(guó)家氣候中心，北京 100081

氣候變化背景下未來中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空動(dòng)態(tài)格局

徐雨晴，於琍，周波濤，石英，徐影

中國(guó)氣象局國(guó)家氣候中心，北京 100081

氣候變化已經(jīng)并將繼續(xù)對(duì)中國(guó)自然生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)產(chǎn)生廣泛而深遠(yuǎn)的影響，成為人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)。為了解未來中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空動(dòng)態(tài)格局以及揭示氣候變化的可能影響，以采用CEVS模型計(jì)算得出的NPP為基礎(chǔ)，根據(jù)Costanza等提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算方法，分析了基準(zhǔn)期（1971—2000年）及未來（2021—2050年）RCP 4.5（中低排放）和RCP 8.5（高排放）情景下中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空動(dòng)態(tài)變化特征。結(jié)果表明，基準(zhǔn)期及未來RCP 4.5和RCP 8.5情景下中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值均呈增加趨勢(shì)，年平均值分別為1.93萬億、2.26萬億、2.27萬億元。其空間分布狀況與水熱條件的分布趨勢(shì)一致，均表現(xiàn)出從西北向東南逐漸遞增的分布格局。未來總價(jià)值除了在西藏西北部及新疆中部小范圍內(nèi)表現(xiàn)為減少外，在其他地區(qū)均呈增加趨勢(shì)。增幅分布模式與中國(guó)人口分布以胡煥庸線劃定的基本格局相似，表現(xiàn)為西北增幅小，東南增幅大；大部分地區(qū)增幅比例在30%以內(nèi)，少數(shù)為30%～60%，60%以上非常稀少。中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)各功能構(gòu)成項(xiàng)對(duì)總價(jià)值的貢獻(xiàn)率依次為：土壤形成與保護(hù)（26.9%）＞廢物處理（18.1%）＞生物多樣性保護(hù)（15.1%）＞氣候調(diào)節(jié)（12.4%）＞氣體調(diào)節(jié)=水源涵養(yǎng)（11.0%）＞食物生產(chǎn)（4.1%）＞原材料生產(chǎn)（0.7%）＞娛樂文化（0.6%），即物質(zhì)產(chǎn)品產(chǎn)出價(jià)值僅占4.8%，非物質(zhì)價(jià)值占95.2%。該研究揭示了未來30年中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空格局動(dòng)態(tài)演化及其對(duì)氣候變化的可能響應(yīng)，在一定程度上填補(bǔ)中國(guó)在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)、定量預(yù)估方面的空白現(xiàn)狀，這對(duì)于未來科學(xué)應(yīng)對(duì)氣候變化、合理利用草地資源、加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)具有一定的指導(dǎo)意義。

草地；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值；評(píng)估；典型濃度路徑（RCPs）；時(shí)空特征；中國(guó)

草地是中國(guó)陸地上面積最大的生態(tài)系統(tǒng)類型，總面積達(dá)3.9×108hm2，占世界草地面積的13%，全國(guó)國(guó)土面積的41.7%左右（農(nóng)業(yè)部畜牧獸醫(yī)司等，1996；陳百明，2001）。作為一種自然生態(tài)系統(tǒng)，草地生態(tài)系統(tǒng)不僅生產(chǎn)大量的產(chǎn)品，而且提供巨大的服務(wù)功能，包括提供產(chǎn)品、調(diào)節(jié)功能、文化功能和支持功能四大類（趙同謙等，2004）。草原生態(tài)系統(tǒng)在發(fā)展畜牧業(yè)、保護(hù)生物多樣性、保持水土和維護(hù)生態(tài)平衡等方面有著不可替代的作用和價(jià)值。

工業(yè)革命以來，全球正經(jīng)歷著以氣候變暖為突出標(biāo)志的氣候變化，這對(duì)全球和區(qū)域水資源、生態(tài)系統(tǒng)、糧食生產(chǎn)和人類健康等自然生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)均產(chǎn)生了深刻影響。同時(shí)，由于人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能及其重要性的認(rèn)識(shí)不足，長(zhǎng)期以來過度放牧和不合理的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，使得中國(guó)草地退化面積有增無減，生態(tài)系統(tǒng)破壞嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境日益惡化，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值大幅下降。科學(xué)地評(píng)估生態(tài)系服務(wù)價(jià)值，并將其納入國(guó)民經(jīng)濟(jì)核算體系，對(duì)于了解氣候變化和人類活動(dòng)的影響，在一定程度上降低對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的損害，以及合理利用、有效保護(hù)、科學(xué)管理草地資源均具有重要意義，最終有利于人類自身的可持續(xù)發(fā)展（張志強(qiáng)，2001）。鑒于此，生態(tài)系服務(wù)價(jià)值評(píng)估工作受到世界各國(guó)的高度重視，在過去幾十年里，國(guó)內(nèi)外開展了大量相關(guān)工作，取得顯著成果，為開展生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估奠定了基礎(chǔ)。

早在20世紀(jì)50年代，國(guó)外許多個(gè)人和組織就開展了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)效益的價(jià)值評(píng)估和研究，并試圖將其納入國(guó)民經(jīng)濟(jì)核算體系（Costanza et al.，1997；Gretchen et al.，2000），其中，以美國(guó)生態(tài)學(xué)家Costanza et al.（1997，2014）的研究最具影響力。近幾年，國(guó)外關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究更多傾向于對(duì)全球不同區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)文化價(jià)值評(píng)估（Kaltenborn et al.，2017）、基于土地利用（Kim，2014；Mengistie et al.，2016）及景觀格局（Estoque et al.，2016）的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值及其變化估算，以及對(duì)全球水域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的估算及調(diào)查（Reynaud et al.，2017；Chaikaew et al.，2017），對(duì)于全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值及其變化的估算也仍在持續(xù)（Costanza et al.，2014），對(duì)于其影響因子的研究也非常普遍，包括土地利用變化（Kim，2014；Mengistie et al.，2016）、城市技術(shù)變化的影響（Honey-Roses et al.，2014）等，以土地利用變化的影響研究最多。然而，其中專門針對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)的研究卻并不多見。

國(guó)內(nèi)對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究略晚于國(guó)外，始于1980年初，90年代末起開始逐步走向繁榮。在理解生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)內(nèi)涵、確定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、構(gòu)建多項(xiàng)功能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估工作也陸續(xù)開展。近幾年，中國(guó)相關(guān)的工作以不同地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在近幾十年的時(shí)空變化及熱點(diǎn)地區(qū)（Li et al.，2016；趙志剛等，2017）的研究居多，也有一些影響研究，包括土地利用變化（Peng et al.，2016）、土地退化（Yan et al.，2016）、生態(tài)恢復(fù)（Wang et al.，2014）、景觀格局等（Zang et al.，2017）的影響。其中，以土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化的互饋研究最多，如利用土地利用數(shù)據(jù)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估（Fu et al.，2016）、綜合利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的土地利用規(guī)劃風(fēng)險(xiǎn)管理（Liang et al.，2017）。偶有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空分布及與氣候、生態(tài)因子關(guān)系（年降水量、人均耕地、坡度、植被覆蓋度）（Zhang et al.，2011）的研究。這些研究中，專門針對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究比較有限，在全國(guó)尺度上的研究相對(duì)更少，且集中在2010年代之前。如謝高地等（2001）將中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)劃分為 18種類型，計(jì)算出中國(guó)自然草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為 1497.9億美元。趙同謙等（2004）計(jì)算了中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)每年的間接價(jià)值為8803.01億元。劉起（1999）得出中國(guó)草地資源的年生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值為4200億元。此外，還有一些學(xué)者利用遙感數(shù)據(jù)來估算中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值，如王瑞杰等（2007）、姜立鵬等（2007）分別估算了中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值為311.48億美元、17050.25億美元。近年偶見有氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)中國(guó)部分地區(qū)如內(nèi)蒙古錫林郭勒盟草地（Wang et al.，2016）生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響研究。這些研究工作雖然很有限，但對(duì)于加深生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估認(rèn)識(shí)起到了積極的促進(jìn)作用，也對(duì)人們關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)效益具有重要的引導(dǎo)意義。

氣候變化已對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)產(chǎn)生了不利影響，未來氣候變暖將持續(xù)，將給經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來越來越顯著的影響，并成為人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)。在當(dāng)今全球氣候變暖、生態(tài)環(huán)境日益惡化、自然資源日趨短缺的大背景下，氣候變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響達(dá)到了何種程度？未來會(huì)怎樣？在全國(guó)范圍內(nèi)的地域差異如何？諸如此類問題都還未能沒有明確的答案。在氣候變化背景下，動(dòng)態(tài)、定量的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估，對(duì)于回答這些科學(xué)問題，并對(duì)于認(rèn)識(shí)把握氣候規(guī)律、科學(xué)應(yīng)對(duì)氣候變化，以及對(duì)未來生態(tài)系統(tǒng)管理對(duì)策的制定均具有重要意義。然而，目前國(guó)內(nèi)外與氣候變化相關(guān)研究工作，特別是對(duì)未來氣候的預(yù)估研究都還相當(dāng)缺乏。國(guó)外也僅限于近年對(duì)全球（Kubiszewski，2017）及部分地區(qū)（如西非(Mengistie et al.，2016)）氣候、土地利用變化、管理模式的未來可能影響等有限的研究探討。國(guó)內(nèi)近十幾年也只有少量的關(guān)于未來全國(guó)范圍（張明軍等，2004）及部分區(qū)域，如白河流域（Jia et al.，2012）森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的動(dòng)態(tài)變化及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)研究，對(duì)于草地的研究寥寥無幾。

鑒于此，本研究從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā)，以氣候、生態(tài)因子等為基礎(chǔ)，借助CEVSA模型計(jì)算得出的 NPP，依據(jù)已有的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算方法，分析了中國(guó)草地生態(tài)服務(wù)價(jià)值在基準(zhǔn)期（1971—2000年）以及未來（2021—2050年）不同氣候條件下連續(xù) 30年跨度的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)，展示中國(guó)草地生態(tài)服務(wù)價(jià)值基于未來排放情景的時(shí)空特征以及相對(duì)于基準(zhǔn)期的變化格局及幅度，揭示未來氣候變化的可能影響，從而在一定程度上填補(bǔ)中國(guó)在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)、定量預(yù)估等方面的空白。這對(duì)未來科學(xué)應(yīng)對(duì)氣候變化、改善生態(tài)系統(tǒng)管理、加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)均具有一定的指導(dǎo)意義，同時(shí)為未來的綜合經(jīng)濟(jì)核算提供參考。此外，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的發(fā)揮受限于生態(tài)系統(tǒng)的承載力閾值（虞依娜等，2010），本研究基于氣候條件及生態(tài)參數(shù)的NPP動(dòng)態(tài)模擬，進(jìn)一步分析對(duì)應(yīng)條件下草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，將有助于界定未來草地生態(tài)系統(tǒng)的承載力閾值。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源及處理

CEVSA模型是一個(gè)基于生理生態(tài)過程模擬植物-土壤-大氣系統(tǒng)能量交換和水碳氮耦合循環(huán)的生服務(wù)價(jià)值進(jìn)行逐年計(jì)算，計(jì)算公式如下：物地球化學(xué)循環(huán)模型（Cao et al.，1998）。本文采用CEVSA模型，以每10天平均的氣溫、降水、云量、相對(duì)濕度4個(gè)氣候因子，逐年大氣二氧化碳濃度作為輸入變量，以氮沉降、植被C/N、土壤質(zhì)地等因子作為輸入?yún)?shù)，以遙感土地利用類型為基礎(chǔ)，結(jié)合CEVSA模型的輸入植被參數(shù)劃分植被類型，計(jì)算出逐年凈初級(jí)生產(chǎn)力（NPP）。氣候數(shù)據(jù)為使用區(qū)域氣候模式RegCM 4.4在國(guó)家氣候中心的全球模式BCC_CSM 1.1驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行的水平分辨率為 50 km×50 km的模擬結(jié)果。為了消除模式數(shù)據(jù)的系統(tǒng)誤差，本研究首先將模擬結(jié)果進(jìn)行了誤差訂正，隨后采用澳大利亞ANUSPLIN 3.1樣條函數(shù)插值法內(nèi)插至 0.1o×0.1o（經(jīng)緯度）。首先，將 1971—2000年多年平均氣候數(shù)據(jù)輸入CEVSA模型進(jìn)行模擬直至其達(dá)到生態(tài)系統(tǒng)平衡態(tài)，以消除初始輸入對(duì)模型模擬的影響。然后，用 1961—2100年逐旬氣候數(shù)據(jù)對(duì)NPP進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬。

RCPs是一種以未定濃度為特征的較常用氣候變化情景，在IPCC第五次評(píng)估報(bào)告中被運(yùn)用，相對(duì)于SRES排放情景而言，其增加了應(yīng)對(duì)氣候變化的各種政策對(duì)未來排放的影響。限于資料可獲得性，未能找到RCP 2.6的驅(qū)動(dòng)場(chǎng)，故本文選取中低排放（RCP 4.5）和高排放（RCP 8.5）兩個(gè)典型濃度路徑作為未來排放預(yù)估情景，對(duì)應(yīng)的是 2100年總輻射強(qiáng)迫相對(duì)于1750年分別達(dá)到4.5 W?m-2和8.5 W?m-2。本研究中，1961—2100年的年均NPP數(shù)據(jù)中，1961—2005年為歷史模擬數(shù)據(jù)，2006—2100年為RCPs預(yù)估數(shù)據(jù)。鑒于目前國(guó)內(nèi)外對(duì)未來生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究中預(yù)估時(shí)段一般截至 2050年（Kubiszewski et al.，2017；Heubes et al.，2012）或2040年（Jia et al.，2012），故本研究對(duì)未來的預(yù)估時(shí)段選取為 2021—2050年，選取預(yù)估研究中常用的1971—2000年作為基準(zhǔn)期。

1.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值估算方法

在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的估算方法中，Costanza et al.（1997）和謝高地等（2003）的研究方法近年來得到了國(guó)內(nèi)學(xué)者的廣泛應(yīng)用。謝高地等人在Costanza等人提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上，研究提出了適合中國(guó)實(shí)際情況的9項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和相應(yīng)的修正算法，并在中國(guó)青藏高原地區(qū)得以應(yīng)用。所以，本文以 Costanza et al.（1997）提出的“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值計(jì)算方法”（式1）和謝高地等（2003）提出的“我國(guó)平均狀態(tài)下的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值單價(jià)表”中草地各生態(tài)服務(wù)功能情況（表1）等研究成果為基礎(chǔ)，對(duì)基準(zhǔn)期（1971—2000年）及未來（2021—2050年）RCP 4.5和RCP 8.5情景下中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)

表1 我國(guó)草地單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值單價(jià)Table 1 Chinese ecosystem service value per unit area of grassland ecosystem type yuan?hm-2

式中，ESV為中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總價(jià)值；Pj為單位面積上土地利用類型j的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值；Aj為研究區(qū)內(nèi)土地利用類型j的面積。本文中j=1，表示土地利用類型只有草地1種，下同。由于人類活動(dòng)導(dǎo)致的土地利用變化等對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值具有顯著的影響（Kim，2014；Mengistie et al.，2016；Peng et al.，2016），本研究為了揭示氣候變化的可能影響，盡可能消除人類活動(dòng)導(dǎo)致土地利用類型改變的影響，因而假定草地面積在不同年份未發(fā)生變化。

表1所示為全國(guó)平均狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的單價(jià)。該單價(jià)體系是謝高地等（2003）在Costanz et al.（1997）提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估體系的基礎(chǔ)上，根據(jù)問卷調(diào)查獲得的基于專家知識(shí)改進(jìn)而成的。鑒于目前還未有單價(jià)體系的動(dòng)態(tài)變化參數(shù)作為參考，故本文未考慮不同年份價(jià)格指數(shù)的變動(dòng)。

生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能大小與該生態(tài)系統(tǒng)的生物量有密切關(guān)系，一般而言，生物量越大，生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能越強(qiáng)。因此，假定生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能強(qiáng)度與生物量呈線性關(guān)系，針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的生物量因子，按下述公式對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的單價(jià)進(jìn)行進(jìn)一步修訂（謝高地等，2003）：

式中，Pij為訂正后的單位面積第j類生態(tài)系統(tǒng)（這里指草地生態(tài)系統(tǒng)）的第 i種服務(wù)功能的價(jià)值量，i=1，2，…，9，分別代表氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、土壤形成與保護(hù)、廢物處理、生物多樣性保護(hù)、食物生產(chǎn)、原材料生產(chǎn)、娛樂文化共9項(xiàng)；B為中國(guó)草地單位面積生物量；pij為表1中第j類生態(tài)系統(tǒng)的第 i種服務(wù)功能的全國(guó)平均價(jià)值量。bj為第j類生態(tài)系統(tǒng)的生物量，推算公式為：bj=NPP/（6·85%×0.45），其推算過程如下：

目前，中國(guó)少有草地植被生物量與NPP相關(guān)關(guān)系的實(shí)測(cè)或模擬研究，更未有針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間序列全國(guó)尺度兩者關(guān)系的報(bào)道。通過文獻(xiàn)查閱，鑒于中國(guó)南方草地地上 NPP遙感估算值與實(shí)測(cè)值之間具有很好的相關(guān)性和一致性（孫成明等，2013），此外，生物量是泛指單位面積上所有生物有機(jī)體的干重，是凈生產(chǎn)力所積累的干物質(zhì)，NPP實(shí)際上就是植被一年的生物量，因此，文中確定草地NPP干物質(zhì)重為年生物量。方精云等（2010）認(rèn)為，中國(guó)草地總生物量平均為479.56～773 g?m-2。樸世龍等（2001）利用20世紀(jì)90年代《中國(guó)草地資源數(shù)據(jù)》建立模型模擬獲得中國(guó)草地單位面積的地上與地下生物量平均值分別為98.0、602.5 g?m-2（地下和地上生物量比值為6.14）。Yang et al.（2010）通過實(shí)測(cè)計(jì)算出中國(guó)草地地上與地下生物量平均值分別為104.8、570.2 g?m-2（地下/地上生物量為5.44）。本研究計(jì)算的生物量與這些研究結(jié)果接近。此外，馬安娜等（2014）近年發(fā)現(xiàn)，中國(guó)草地的地上與地下生物量之間呈冪函數(shù)相關(guān)關(guān)系，地下和地下生物量之比介于0.2～16之間，而且作者通過綜合多個(gè)研究數(shù)據(jù)計(jì)算得出地上與地下生物量平均值分別為127.9 g?m-2和639.3 g?m-2（地下和地上生物量比值為5.00），因此，本研究取地下與地上生物量的比值為5，即地上生物量占總生物量的1/6。

草地植被地上生物量等于產(chǎn)草量（風(fēng)干重）減去風(fēng)干草中的含水量，本文中風(fēng)干草含水百分比取15%。全國(guó)草地地上單位面積風(fēng)干草產(chǎn)量為 1322 kg/(hm2·a)。此外，植物生物量（干物質(zhì)重，單位為g）轉(zhuǎn)換為碳（g）時(shí)，通常采用轉(zhuǎn)換系數(shù)0.45（方精云等，1996）。因而，本文中 NPP單位為 g?m-2，換算成干物質(zhì)量時(shí)，以0.45作為轉(zhuǎn)換系數(shù)（除以0.45）。

2 中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空格局

2.1 時(shí)間變化

基準(zhǔn)期（1971—2000年）及未來（2021—2050年）RCP 4.5和RCP 8.5情景下中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值均呈增加趨勢(shì)，基準(zhǔn)期與 RCP4.5情景下增速相近，但均低于RCP 8.5情景下的增速（圖1）?；鶞?zhǔn)期、未來RCP 4.5及RCP 8.5情景下中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值平均值分別為1.93萬億、2.26萬億、2.27萬億元，未來RCP 4.5及RCP 8.5情景草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值分別比基準(zhǔn)期增加3242億、3345億元。

圖1 基準(zhǔn)期及未來RCP4.5和RCP8.5情景下我國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值變化趨勢(shì)Fig. 1 Variation of grassland ecosystem service value from 1971 to 2000 as a baseline period and from 2021 to 2050 under RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios in China

圖2 基準(zhǔn)期及未來RCP 4.5和RCP 8.5情景下我國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值各功能構(gòu)成項(xiàng)貢獻(xiàn)率Fig. 2 The contribution rates of service value for individual grassland ecosystem function from 1971 to 2000 as a baseline period and from 2021 to 2050 under RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios in ChinaSFP: soil formation and protection; WT: waste treatment; BP: biodiversity protection; CR: climate regulation; GR: gas regulation; WC: water conservation;FP: food production; RMP: raw material production; RC: recreation and culture. The same as below

中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)各功能構(gòu)成項(xiàng)服務(wù)價(jià)值及其貢獻(xiàn)率（圖2），在基準(zhǔn)期及未來RCP4.5和RCP8.5情景下依次是：土壤形成與保護(hù)（5205萬、6078萬、6106萬元；26.9%）＞廢物處理（3497萬、4073萬、4102萬元；18.1%）＞生物多樣性保護(hù)（2909萬、3397萬、3413萬元；15.1%）＞氣候調(diào)節(jié)（2402萬、2805萬、2818萬元；12.4%）＞氣體調(diào)節(jié)=水源涵養(yǎng)（2035萬、2494萬、2505萬元；11.0%）＞食物生產(chǎn)（801萬、935萬、939萬元；4.1%）＞原材料生產(chǎn)（133萬、156萬、156萬元；0.7%）＞娛樂文化（107萬、125萬、125萬元；0.6%），即物質(zhì)產(chǎn)品（原材料生產(chǎn)+食物生產(chǎn)）產(chǎn)出價(jià)值僅占4.8%，非物質(zhì)價(jià)值占95.2%。從總體變化趨勢(shì)來看，除了貢獻(xiàn)率高的土壤形成與保護(hù)功能的服務(wù)價(jià)值呈微弱的增加趨勢(shì)外，其他各構(gòu)成項(xiàng)變化都不明顯（圖3）。

2.2 空間分布

2.2.1 總價(jià)值及其變化

在基準(zhǔn)期及未來RCP 4.5和RCP 8.5情景下，中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分布情況基本相同，與水熱條件的分布趨勢(shì)一致，均表現(xiàn)出從西北向東南逐漸遞增的分布模式。其空間差異較大，最低值不到218萬元，而最高值達(dá)3.07億元（圖4）。

相對(duì)于基準(zhǔn)期，未來RCP 4.5和RCP 8.5兩種情景下中國(guó)草生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值變化幅度均表現(xiàn)出相似的空間分布?？們r(jià)值除了在西藏西北部及新疆中部小范圍內(nèi)表現(xiàn)為減少外，在其他地區(qū)均呈增加趨勢(shì)。RCP 4.5和RCP 8.5情景下，前者的減幅小于后者，最大減幅分別達(dá)0.95億和1.05億元，分布范圍相對(duì)集中。中國(guó)草生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加幅度分布模式與中國(guó)人口分布以胡煥庸線劃定的基本格局相似，表現(xiàn)為西北增幅小，東南增幅大。RCP 4.5和RCP 8.5情景下最大增幅分別達(dá)0.42億和0.50億元（圖5）。

圖5所示為未來RCP 4.5與RCP 8.5兩種情景下（相對(duì)于基準(zhǔn)期），中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值的變化比例。RCP 4.5情景下，減幅比例分布范圍與圖5一致，減幅比例最高達(dá)100%。增幅比例在中國(guó)絕大部分地區(qū)為 0%～30%；小部分地區(qū)為30%～60%，主要分布在新疆北部，內(nèi)蒙古西部烏海、巴彥卓爾一帶；60%以上增幅比例的地區(qū)非常稀少。RCP8.5情景下，減幅比例分布范圍與圖5一致，減幅比例最大達(dá) 100%，在西藏西北部，其分布范圍比 RCP4.5情景下更分散。增幅比例在中國(guó)絕大部分地區(qū)為0%～30%；小部分地區(qū)為30%～60%，零星分布在新疆北部、內(nèi)蒙古西部、甘肅、陜西西北部、云南北部等部分地區(qū)；60%以上增幅比例的地區(qū)非常稀少（圖6）。

2.2.2 主要功能構(gòu)成價(jià)值及其變化

圖3 基準(zhǔn)期及未來RCP 4.5和RCP 8.5情景下我國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值各功能構(gòu)成項(xiàng)變化趨勢(shì)Fig. 3 Changing trend of grassland ecosystem service value for individual function from 1971 to 2000 as a baseline period and from 2021 to 2050 under RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios in China

圖4 基準(zhǔn)期及未來RCP 4.5和RCP 8.5情景下我國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值Fig. 4 Spatial distribution of the total grassland ecosystem service value from 1971 to 2000 as a baseline period and from 2021 to 2050 under RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios in China

土壤形成與保護(hù)是中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)各項(xiàng)功能指標(biāo)中的最主要構(gòu)成項(xiàng)，其價(jià)值在全國(guó)范圍的分布模式（圖 7）與總價(jià)值（圖 4）類似，只是在數(shù)值量級(jí)上有所差異。

圖5 未來RCP 4.5和RCP 8.5情景下我國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值變化幅度（相對(duì)于基準(zhǔn)期）Fig. 5 Spatial distribution of the variation amplitude for the total grassland ecosystem service value under RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios, relative to the baseline period, in China

圖6 RCP 4.5和RCP 8.5情景下我國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值變化比例（相對(duì)于基準(zhǔn)期）Fig. 6 Spatial distribution of the variation percentage for the total grassland ecosystem service value under RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios, relative to the baseline period, in China

土壤形成與保護(hù)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化范圍（圖 8）與總價(jià)值（圖 5）類似，只是變化幅度稍有區(qū)別。

3 討論

圖7 基準(zhǔn)期及未來RCP 4.5和RCP 8.5情景下我國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值主要功能構(gòu)成項(xiàng)（土壤形成與保護(hù)）的空間分布Fig. 7 Spatial distribution of grassland ecosystem service value for soil formation and protection (SFP) from 1971 to 2000 as a baseline period and from 2021 to 2050 under RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios in China

中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在基準(zhǔn)期（1971—2000年）為1.93萬億，這與相關(guān)研究結(jié)果在數(shù)據(jù)上存在一定的差異。在過去的研究中，劉起（1999）計(jì)算的中國(guó)草地資源年經(jīng)濟(jì)價(jià)值為4200億元；趙同謙等（2004）計(jì)算的中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)的間接價(jià)值為8803.01億元；謝高地等（2001）計(jì)算中國(guó)自然草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為 1497.9億美元；陳仲新等（2000）計(jì)算的中國(guó)草地每年的生態(tài)系統(tǒng)效益價(jià)值為8697.68億元。此外，還有一些學(xué)者利用遙感技術(shù)估算了中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，如王瑞杰等（2007）基于MODIS數(shù)據(jù)計(jì)算中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為311.48億美元；姜立鵬等（2007）對(duì) 2003年中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值遙感估算的總價(jià)值為 17050.25億元。研究結(jié)果的差異主要源于對(duì)本身復(fù)雜的草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)內(nèi)涵的認(rèn)識(shí)不同，從而采取了不同的評(píng)估方法及指標(biāo)體系。此外，過去的研究中，評(píng)估對(duì)象往往不同，有的針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的間接價(jià)值，或直接價(jià)值和間接價(jià)值的總和；有的是針對(duì)天然草地，或包括人工草地和天然草地的所有草地，這些都能直接導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果的巨大差異性。因此，內(nèi)涵的理解和評(píng)估對(duì)象的定位非常關(guān)鍵，制定客觀、科學(xué)、與時(shí)俱進(jìn)且能被公認(rèn)、廣泛接受的方法和指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)非常必要，這也是中國(guó)草學(xué)界多年來一直面臨的難題。

圖8 未來RCP 4.5和RCP 8.5情景下我國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值主要功能構(gòu)成項(xiàng)（土壤形成與保護(hù)）的變化幅度（相對(duì)于基準(zhǔn)期）Fig. 8 Spatial distribution of the variation amplitude of grassland ecosystem service value for soil formation and protection(SFP) under RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios, relative to the baseline period, in China

預(yù)估結(jié)果表明，未來（2021—2050年）中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在RCP 4.5及RCP 8.5情景下呈不同程度的增加趨勢(shì)，且相對(duì)于基準(zhǔn)期分別增加3242億（16.8%）、3345億元（17.3%）。這表明在未來中低排放和高排放情景下的氣候變化背景下，中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值總體呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)及變化格局。然而，本研究估算的未來RCP 4.5與RCP 8.5兩種情景下中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值以及相對(duì)于基準(zhǔn)期的增加值，相差甚微，表明中低排放和高排放情景幾乎對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值沒有大的影響。究其原因，本研究中生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的大小主要取決于NPP，施紅霞等（2015）研究表明，21世紀(jì)北半球中高緯度NPP變化與氣溫、降水息息相關(guān)。在RCP 4.5與RCP 8.5情景設(shè)置下，預(yù)估的氣溫和降水都呈現(xiàn)出自 2006年起逐漸遞增的趨勢(shì)，這種漸變趨勢(shì)在近期（21世紀(jì)中葉以前）差別并不大，因而成為這種相差甚微的主要原因。

過去大多數(shù)研究都估算了研究區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的總量，沒有考慮研究區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的空間分布差異。本研究則清晰地展現(xiàn)了中國(guó)草地態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間分布格局：從西北向東南逐漸遞增，空間差異很大。同時(shí)展現(xiàn)出了未來相對(duì)于基準(zhǔn)期的變化格局：西北增幅小，東南增幅大，與以胡煥庸線劃定的基本格局相似。究其原因，這可能與水熱條件、土壤以及草地類型等的分布息息相關(guān)。

過去有研究（韓神等，2005）表明，如果生態(tài)系統(tǒng)提供的服務(wù)價(jià)值不隨時(shí)間的推移而減小，則表明該生態(tài)系統(tǒng)處于較理想狀態(tài)。因而，從本研究結(jié)果來看，中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)在 21世紀(jì)中葉以前總體相對(duì)穩(wěn)定，處于一種理想狀態(tài)。但在中國(guó)少數(shù)地區(qū)，即西藏西北部及新疆中部小范圍內(nèi)（阿里的西北部以及古爾班通古特沙漠和塔克拉瑪干沙漠周邊地區(qū)），草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值下降，存在變得更加稀有的風(fēng)險(xiǎn)。究其原因，該地區(qū)氣候惡劣，在未來氣候暖干化趨勢(shì)下，沙漠周邊的草地生態(tài)系統(tǒng)將來會(huì)受到更大的壓力，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的發(fā)揮將超出其承載力閾值，致使草地退化甚至沙漠化。因而，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)該脆弱區(qū)域的保護(hù)和建設(shè)，增強(qiáng)其穩(wěn)定性。

從草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的各功能構(gòu)成項(xiàng)來看，其貢獻(xiàn)率比重均衡，基本都在11%～27%之間。相對(duì)而言，土壤形成與保護(hù)貢獻(xiàn)率最高（26.9%），說明中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)不容易遭到破壞，且較易恢復(fù)，這很可能正是中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)在未來 30年總體相對(duì)穩(wěn)定、處于一種理想狀態(tài)的直接原因。然而，食物生產(chǎn)和原材料生產(chǎn)的貢獻(xiàn)率很低（共4.8%），表明中國(guó)草地供給服務(wù)能力有限，并不利于畜牧業(yè)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本研究結(jié)果進(jìn)一步印證了前人（趙同謙等，2004；魯春霞等，2004）的結(jié)論，即中國(guó)草地的價(jià)值不僅表現(xiàn)在為人類提供原材料、食物等直接的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，更為重要的是所提供的潛在生態(tài)價(jià)值遠(yuǎn)高于其本身的實(shí)物價(jià)值，即非物質(zhì)價(jià)值比物質(zhì)產(chǎn)品產(chǎn)出價(jià)值更高。因此，在對(duì)草地資源開發(fā)利用過程中，不能只注重眼前物質(zhì)產(chǎn)品利益，而更應(yīng)該注重它為人類生態(tài)環(huán)境所創(chuàng)造的非物質(zhì)價(jià)值，要優(yōu)先考慮長(zhǎng)久效益，這對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。同時(shí)，鑒于草地生態(tài)系統(tǒng)巨大的服務(wù)價(jià)值，很有必要將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究或評(píng)估工作納入社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境保護(hù)的決策體系中。如果僅以經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作為決策依據(jù)，很容易引起決策的失誤，并對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞，降低生態(tài)效益。

值得注意的是，本研究中生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值各功能構(gòu)成項(xiàng)貢獻(xiàn)率大小的確定，主要溯源于評(píng)估方法的選擇。本研究的貢獻(xiàn)率是依據(jù)單價(jià)體系計(jì)算而得，是通過參考謝高地等（2003）在Costanz et al.（1997）提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估體系的基礎(chǔ)上，根據(jù)問卷調(diào)查獲得的基于專家知識(shí)改進(jìn)而成。這種確定方法可能仍然具有一定的局限性和不完善性。主要表現(xiàn)為謝高地等的調(diào)查對(duì)象大都是從事生態(tài)學(xué)研究的專家學(xué)者，他們對(duì)生態(tài)服務(wù)的效用有足夠深刻的理解，而且都生活于北京等生態(tài)環(huán)境問題特別突出的特大城市，給出的部分服務(wù)功能（包括土壤形成與保護(hù)等）單價(jià)很可能偏高（謝高地等，2008），因而物質(zhì)產(chǎn)品產(chǎn)出功能單價(jià)相對(duì)偏低。而且，鑒于目前還未有單價(jià)體系的動(dòng)態(tài)變化參數(shù)作為參考，本文也未考慮不同年份價(jià)格指數(shù)的變動(dòng)，因而貢獻(xiàn)率也不隨年份而變化。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估結(jié)果很大程度上依賴于不同方法的選擇。目前，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估理論和方法雖然有了一定的發(fā)展，但仍然不盡完善，不同方法均存在一定的不足和局限性。由于資料的限制，本研究呈現(xiàn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值是全國(guó)的平均狀況，并未將草地進(jìn)行類型劃分，因而未能體現(xiàn)出不同空間位置、不同草地類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的差異性，忽略了生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的空間異質(zhì)性及其內(nèi)在驅(qū)動(dòng)機(jī)制的分析。此外，單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值不僅取決于生物量，而且很可能受不同空間位置的其他條件如地理狀況、生態(tài)特點(diǎn)等以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件的動(dòng)態(tài)影響。這些不足將在今后相關(guān)的研究特別是對(duì)小尺度區(qū)域的相關(guān)研究工作中進(jìn)一步完善。

然而，鑒于目前國(guó)內(nèi)外與氣候變化有關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方面的工作，特別是對(duì)未來的預(yù)估研究都還相當(dāng)缺乏。本文的研究雖然也有很多不足之處，但也能展示中國(guó)草地生態(tài)服務(wù)價(jià)值基于未來排放情景的時(shí)空特征以及相對(duì)于基準(zhǔn)期的變化格局及幅度，揭示出未來氣候變化的可能影響，從而在一定程度上填補(bǔ)了中國(guó)在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)、定量預(yù)估方面的空白。

4 結(jié)論

（1）基準(zhǔn)期（1971—2000年）及未來（2021—2050年）RCP 4.5和RCP 8.5情景下，中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值均呈增加趨勢(shì)，年平均值分別為1.93萬億、2.26萬億、2.27萬億元，RCP 4.5及RCP 8.5情景比基準(zhǔn)期分別增加3242億、3345億元。

（2）在基準(zhǔn)期及未來RCP 4.5和RCP 8.5情景下，中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分布情況基本相同，均表現(xiàn)出從西北向東南逐漸遞增的分布格局，與水熱條件的分布格局一致。其空間差異較大，最低值不到218萬元，而最高值達(dá)3.07億元。相對(duì)于基準(zhǔn)期，未來RCP 4.5和RCP 8.5兩情景下中國(guó)草生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值變化幅度均表現(xiàn)出相似的空間分布格局。除了在西藏西北部及新疆中部小范圍內(nèi)總價(jià)值表現(xiàn)為減少外，在其他地區(qū)均呈增加趨勢(shì)。RCP 4.5和RCP 8.5情景下最大減幅分別達(dá)0.95億和1.05億元，達(dá)100%。增加幅度分布格局與中國(guó)人口分布以胡煥庸線劃定的基本格局相似，表現(xiàn)為西北增幅小，東南增幅大，RCP 4.5和RCP 8.5情景下最大增幅分別達(dá)0.42億和0.50億元。增幅比例在中國(guó)絕大部分地區(qū)為 0%～30%；小部分地區(qū)為30%～60%；60%以上增幅比例的地區(qū)非常稀少。

（3）中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)各功能構(gòu)成項(xiàng)服務(wù)價(jià)值及其貢獻(xiàn)率在基準(zhǔn)期及未來RCP 4.5和RCP 8.5情景下依次是：土壤形成與保護(hù)（5205萬、6078萬、6106萬元；26.9%）＞廢物處理（3497萬、4073萬、4102萬元；18.1%）＞生物多樣性保護(hù)（2909萬、3397萬、3413萬元；15.1%）＞氣候調(diào)節(jié)（2402萬、2805萬、2818萬元；12.4%）＞氣體調(diào)節(jié)=水源涵養(yǎng)（2035萬、2494萬、2505萬元；11.0%）＞食物生產(chǎn)（801萬、935萬、939萬元；4.1%）＞原材料生產(chǎn)（133萬、156萬、156萬元；0.7%）＞娛樂文化（107萬、125萬、125萬元；0.6%），即物質(zhì)產(chǎn)品（原材料生產(chǎn)+食物生產(chǎn)）產(chǎn)出價(jià)值僅占4.8%，非物質(zhì)價(jià)值占95.2%。

（4）土壤形成與保護(hù)是中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)最主要的功能構(gòu)成項(xiàng)，其價(jià)值及其變化比例在全國(guó)范圍的分布模式與總價(jià)值類似，但變化幅度稍有區(qū)別。

本研究表明，中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為人類創(chuàng)造了巨大的生態(tài)效益，特別是非物質(zhì)產(chǎn)品利益，且隨著氣候變暖這種效益將不斷增加。這將有利于人類自身的可持續(xù)發(fā)展，因而未來我們要繼續(xù)重視對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和建設(shè)，尤其要高度關(guān)注西藏西北部及新疆中部，即阿草原及古爾班通古特沙漠和塔克拉瑪干沙漠周邊草地，這些地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱、穩(wěn)定性差，在未來氣候變化背景下，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的發(fā)揮將超出其生態(tài)系統(tǒng)承載力閾值，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值下降。

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Temporal-Spatial Dynamic Pattern of Grassland Ecosystem Service Value under the Background of Climate Change in the Future in China

XU Yuqing, YU Li, ZHOU Botao, SHI Ying, XU Ying
National Climate Center, China Meteorological Administration, Beijing 100081, China

Climate change is already and will continue to impact on our natural ecosystems and human society extensively and profoundly, and therefore will be the risk of human economic and social development.Temporal and spatial dynamic characteristicsof grassland ecosystem service value from 1971 to 2000 as a baseline period and from 2021 to 2050 under RCP 4.5(middle and low emissions) and RCP 8.5(high emission) scenarios in China were analyzed, in order to understand spatio-temporal dynamic pattern and reveal the impact of climate change in the future. The calculation methods put forward by Costanza, etc. and the NPP data calculated by using the CEVSA ecological processes model were used. The results showed that the total grassland ecosystem service values showed an increasing trend, with the annual mean of 1.93×1012, 2.26×1012and 2.27×1012yuan, respectively for baseline period and for future (under RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios). Total value displayed a space pattern of gradualincreasing from northwest to southeast, which was consistent with the distribution pattern of hydrothermal conditions. The values decreased in relatively little areas i.e., in the west and north of Tibet and the middle of Xinjiang, but increased in other regions in the future,relative to the baseline period. A patter of greater increase amplitude in the southeast and smallerones in the northwest was observed,which was similar to the Hu Huanyong line population distribution pattern in China. The increase percentage was within 30% in most of areas, was in the range of 30%～60% in a few regions, and was more than 60% in very few regions. The contribution rates of ecosystem service value for individual function were in an order of soil formation and protection (26.9%)＞waste treatment(18.1%)＞biodiversity protection (15.1%)＞climate regulation (12.4%)＞gas regulation=water conservation (11.0%)＞food production(4.1%)＞raw material production (0.7%)＞recreation and culture (0.6%). Therefore, material products accounted for only 4.8% of the values, and intangible value accounted for 95.2%. This study revealed a dynamic evolution pattern of grassland ecosystem service values in the future and its corresponding response to climate change in China. It has some guiding significance for adapting to climate change, utilizing forest resources rationally, and strengthening ecological environment construction. To a certain extent, it fills the blank of the dynamic and quantitative prediction of ecosystem service value in China at present.

grassland; ecosystem service value; evaluation; RCPs; temporal and spatial characteristics; China

10.16258/j.cnki.1674-5906.2017.10.002

S812.29; X171.1; X16

A

1674-5906（2017）10-1649-10

徐雨晴, 於琍, 周波濤, 石英, 徐影. 2017. 氣候變化背景下未來中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空動(dòng)態(tài)格局[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 26(10): 1649-1658.

XU Yuqing, YU Li, ZHOU Botao, SHI Ying, XU Ying. 2017. Temporal-spatial dynamic pattern of grassland ecosystem service value under the background of climate change in the future in China [J]. Ecology and Environmental Sciences, 26(10): 1649-1658.

中國(guó)氣象局氣候變化專項(xiàng)（CCSF201731）

徐雨晴（1977年生），女，高級(jí)工程師，博士，研究方向?yàn)闅夂蜃兓?、生態(tài)過程研究。E-mail: xuyq@cma.gov.cn*通信作者：於琍（1976年生），女，高級(jí)工程師，博士，研究方向?yàn)闅夂蜃兓?。E-mail: yuli@cma.gov.cn

2017-05-12