李雙成,謝愛麗,呂春艷,郭旭東
(1.北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院地表過程分析與模擬教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100871;2.中國土地勘測規(guī)劃院,自然資源部土地利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100035)
生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(Ecosystem Services, ES)是指生態(tài)系統(tǒng)所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用[1],為人類直接或間接從生態(tài)系統(tǒng)得到的所有收益[2]。土地是各類生態(tài)系統(tǒng)在區(qū)域上的鑲嵌體,為各種自然和人文要素綜合作用形成的地理實(shí)體[3]。因而,土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)成為自然和人工生態(tài)系統(tǒng)提供給人類社會最主要的惠益。研究發(fā)現(xiàn),不同的土地利用/覆被類型具有提供不同類型、數(shù)量和質(zhì)量生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的能力[4-5]。同時,土地利用/覆被變化(Land Use and Land Cover Change, LUCC)也是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化的主要驅(qū)動力之一,并導(dǎo)致其脆弱性產(chǎn)生[6-8]。正是LUCC和ES之間具有緊密的邏輯聯(lián)系,自從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)成為研究熱點(diǎn)以來,基于LUCC的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)定義、分類、價值評估、空間流動與權(quán)衡/協(xié)同分析等成為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的主要領(lǐng)域,其成果為土地利用規(guī)劃與管理、土地修復(fù)與整治以及生態(tài)補(bǔ)償?shù)忍峁┝酥匾碚撝?。在國?nèi),2000年1月1日—2018年8月24日共有3410篇文章以“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”和“土地”為主題在中國知網(wǎng)收錄的期刊發(fā)表,其中,單獨(dú)以“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”為主題的文章數(shù)占30.32%;在國外,同時段內(nèi)以“l(fā)and”和“ecosystem services”為主題在Web of Science收錄的期刊上共發(fā)表9137篇,其中,單獨(dú)以“ecosystem services”為主題的文章數(shù)占46.30%。由此可見,土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究已經(jīng)成為國內(nèi)外生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究領(lǐng)域的主要議題。
本文在評述近年來國內(nèi)外土地生態(tài)系統(tǒng)主要研究成果的基礎(chǔ)上,對未來的研究趨勢進(jìn)行展望,以期為土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的健康快速發(fā)展提供一些參考依據(jù)。
自從COSTANZA等關(guān)于全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值[2]的文章在Nature發(fā)表以后,國內(nèi)外土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究呈快速發(fā)展趨勢(圖1)。從圖1可以看出,不論是國內(nèi)還是國外,2000年以后土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)一直是相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),尤其在2010年以后更是進(jìn)入快速上升階段。
對于2000—2018年國內(nèi)土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)發(fā)表文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞進(jìn)行詞頻排序可以發(fā)現(xiàn)(圖2),土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與土地利用(變化)或土地利用/覆被變化具有很高的詞頻,反映出兩者緊密的研究邏輯聯(lián)系。在研究內(nèi)容上,土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估一直是研究熱點(diǎn),價值評估的文章占到文章總數(shù)的29.62%;在研究手段上,采用遙感影像解譯獲取LUCC數(shù)據(jù),應(yīng)用GIS進(jìn)行時空變化分析,使用InVEST模型模擬生態(tài)系統(tǒng)服務(wù);在研究成果應(yīng)用上,主要是為生態(tài)補(bǔ)償、生態(tài)安全格局構(gòu)建、土地利用管理與規(guī)劃提供基礎(chǔ)信息。
圖1 2000—2018年國內(nèi)外土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究發(fā)展趨勢Fig.1 The development trend of land ecosystem service research at home and abroad from 2000 to 2018
圖2 2000—2018年國內(nèi)土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)發(fā)表文獻(xiàn)詞頻排序Fig.2 The word frequency ranking of published articles concerning land ecosystem services from 2000 to 2018
回顧2000—2018年近20年的國內(nèi)外土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估工作,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估占有重要地位,主要緣起COSTANZA等對全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的核算[2]。
在國內(nèi),主要工作集中于對不同尺度、不同區(qū)域和不同利用類型的土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行價值評估。其中,影響力最大的研究當(dāng)屬2003年謝高地等對青藏高原生態(tài)資產(chǎn)的價值評估[9],其制定的“中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量表”及其后來的修正版本對土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估產(chǎn)生了很大影響。在全國尺度上,不同時段均有學(xué)者對中國土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行價值評估[10-12]。在區(qū)域尺度上,從珠三角、長三角和京津冀等大區(qū)域[13-15],到縣級以上行政區(qū)域均有評估工作開展。在土地利用類型上,評估對象主要集中于林地[16]、草地[17]、濕地[18]和耕地[19]等。從土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估應(yīng)用方向來看,列在前三位的分別是生態(tài)補(bǔ)償、土地利用規(guī)劃和生態(tài)安全格局構(gòu)建。
在國外,土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估也是研究熱點(diǎn)之一。在Web of Science查詢得到的文獻(xiàn)中,有28.63%的為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估的工作,與國內(nèi)比例基本一致。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估方法一直是研究重點(diǎn)和難點(diǎn)。其中,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量法采用的研究最多。例如,利用COSTANZA、DE GROOT和XIE等的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù),SANNIGRAHI等估算了全球1995年、2000年、2005年、2010和2015年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,并對各種土地利用類型對服務(wù)價值的敏感性進(jìn)行了分析[20]。為了使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)更具時效性,COSTANZA等更新了其在1997年提出的單位價值量,并以此核算了2011年全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量,分析了1997—2011年由于土地利用變化引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化[21]。除了價值當(dāng)量法,整合分析和價值轉(zhuǎn)移也是常用的價值評估途徑,例如,DE GROOT等利用已有的生態(tài)服務(wù)價值評估結(jié)果,采用整合分析方法計(jì)算了全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的貨幣價值[22],AROWOLO等使用GlobeLand 30數(shù)據(jù)集,采用價值轉(zhuǎn)移方法計(jì)算了尼日利亞2000年和2010年土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值及其動態(tài)變化[23]。在評估結(jié)果應(yīng)用上,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)付費(fèi)[24]、土地利用優(yōu)化決策和規(guī)劃[25]是主要領(lǐng)域。
分析國內(nèi)外近20年土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估工作可以發(fā)現(xiàn),研究的重點(diǎn)是建立LUCC與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的對應(yīng)關(guān)系,屬于“土地利用/覆被變化─生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值響應(yīng)”研究范式,研究過程為“LUCC分類─價值核算─時空動態(tài)”三段式[3]。
權(quán)衡和協(xié)同是土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的相互關(guān)系的表現(xiàn)形式。當(dāng)不同類型服務(wù)之間呈現(xiàn)此消彼長時稱之為權(quán)衡,呈現(xiàn)同向變化時稱之為協(xié)同,而沒有呈現(xiàn)響應(yīng)關(guān)系時則為不相關(guān)。
生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間出現(xiàn)權(quán)衡或協(xié)同關(guān)系的原因有兩個:一是土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給具有多重性;二是人類需求和選擇服務(wù)存在著偏好差異。因此,不同的土地利用方式或強(qiáng)度都會引起多重生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間關(guān)系的調(diào)整[26]。
在國內(nèi),一些學(xué)者對權(quán)衡/協(xié)同研究的進(jìn)展、方法和技術(shù)進(jìn)行了評述和探討[27-31],對其研究進(jìn)展起到了推動作用。在案例研究方面,通過制定不同的情景,分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的相互關(guān)系,以期為科學(xué)制定管理政策提供依據(jù)[32]。在權(quán)衡/協(xié)同分析方法方面,一般通過空間或非空間的相關(guān)和回歸分析來探索生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的非線性關(guān)系[33]。近年來,也有一些研究使用來源于經(jīng)濟(jì)學(xué)理論的生產(chǎn)可能性邊界(Production Possibility Frontier, PPF)方法進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)關(guān)系研究[34]。在協(xié)同/權(quán)衡表達(dá)方面,多采用雷達(dá)圖、蛛網(wǎng)圖、相關(guān)和回歸系數(shù)等圖形或數(shù)值表征關(guān)系的性質(zhì)或強(qiáng)弱[35]。
在國外,針對線性相關(guān)系數(shù)在分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間關(guān)系的不足,一些學(xué)者采用非參數(shù)化的統(tǒng)計(jì)方法袋狀圖(Bagplots)分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的權(quán)衡/協(xié)同關(guān)系,并提出一個新的標(biāo)準(zhǔn)化的累積R測度權(quán)衡或協(xié)同關(guān)系的程度大小[36]。目前大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡和協(xié)同分析偏重空間屬性,沒有或很少考慮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)基準(zhǔn)和時間變化特性,因而出現(xiàn)分析誤差甚至是錯誤的情形。有鑒于此,從單一時期的兩兩服務(wù)關(guān)系研究應(yīng)當(dāng)拓展到兩個時段兩兩服務(wù)變化量的權(quán)衡/協(xié)同分析,即ES1 vs ES2→△ES1 vs△ES2[37]。對于空間相關(guān)、時間相關(guān)和生產(chǎn)可能性邊界(PPF)三種分析方法比較發(fā)現(xiàn),生產(chǎn)可能性邊界提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的關(guān)系信息多于空間或時間相關(guān)。PPF顯示了現(xiàn)在的格局與邊界有效點(diǎn)之間的差距,因此可以用于分析不同景觀利益相關(guān)者的偏好[38]。在應(yīng)用方面,旨在為空間規(guī)劃服務(wù)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡分析框架,可以有效地考慮利益相關(guān)方對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求、土地利用管理選擇和影響[39]。
總結(jié)近20年的土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系研究成果可以發(fā)現(xiàn),除了一些對于權(quán)衡協(xié)同關(guān)系的定義、內(nèi)涵及其表征方法的工作外,多是通過案例分析對局地、區(qū)域乃至全球的多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的關(guān)系進(jìn)行實(shí)證分析。常見的模型方法包括相關(guān)分析和回歸分析(包括具有空間屬性的地理加權(quán)回歸)等,一般通過系數(shù)的正負(fù)和大小表示權(quán)衡或協(xié)同關(guān)系及其強(qiáng)弱。另外,生產(chǎn)可能邊界(PPF)和均方根偏差(Root Mean Square Deviation, RMSD)等方法也被用來生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的關(guān)系。在表示方法上,常用的圖示法包括雷達(dá)圖、蛛網(wǎng)圖、袋狀圖和均方根偏差圖等。
土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的流動是指服務(wù)在形成地和使用地之間空間位移或在提供者和使用者之間的傳遞。根據(jù)供需主體移動性,可分為供給移動服務(wù)流和使用移動服務(wù)流;根據(jù)服務(wù)承載體特性,可以分為自然過程服務(wù)流和人為過程服務(wù)流[3]。土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之所以存在空間流動,一方面自然過程驅(qū)動力,即服務(wù)的媒介存在流動屬性如水流、空氣以及昆蟲遷飛等;另一方面人文過程驅(qū)動力,服務(wù)的使用者和提供者存在空間距離,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)實(shí)現(xiàn)的過程也是服務(wù)傳遞的過程。
在國內(nèi),一些學(xué)者對于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流的研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié),內(nèi)容包括生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流的類型、形成原因以及定量方法等[40-41]。研究發(fā)現(xiàn),積極與消極的人類活動通過對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流的空間單元、傳遞載體和量化屬性等方面的影響進(jìn)而影響到具體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流[42]。在案例研究方面,以關(guān)中—天水經(jīng)濟(jì)區(qū)為研究區(qū),在估算生態(tài)系統(tǒng)固碳服務(wù)供需量的基礎(chǔ)上,使用流動比率量化區(qū)域固碳服務(wù)的供需平衡狀況,以空間可視化的方式表征固碳服務(wù)從供給區(qū)到受益區(qū)的流動過程[43]。
在國外,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與使用區(qū)的空間關(guān)系研究一直是持續(xù)關(guān)注的熱點(diǎn)。根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給區(qū)與受益區(qū)的空間重疊、臨近或分離關(guān)系,可以將不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與使用的空間類型劃分為原地、無方向性鄰近和有方向性三種類型[44];通過界定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給區(qū)(SPA)、受益區(qū)(SBA)和連接區(qū)(SCA)的內(nèi)涵及特征,描述地域單元的類型、結(jié)構(gòu)和地理屬性,能夠識別和繪制出相應(yīng)的空間單元[45]。通過傳粉、地下水供給和氣候調(diào)節(jié)案例研究證實(shí),區(qū)分生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給和受益區(qū)的服務(wù)流框架,可以表征不同尺度下的服務(wù)空間流特征[46];在空間路徑測度方面,服務(wù)路徑屬性網(wǎng)絡(luò)(Service Path Attribution Networks, SPAN)作為量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間流動的算法,可以有效地表征路徑分叉、耗散、阻塞和流動等特征[47-48]。
生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的區(qū)域間流動是近年國外學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn),Ecosystem Services期刊2018年第31卷專門對此問題進(jìn)行了探討。在服務(wù)提供和接受、驅(qū)動和效應(yīng)框架下,提出了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)區(qū)域流動的概念、類型,包括貨物貿(mào)易、物種遷移和擴(kuò)散、被動的生物物理流(防洪)和信息流等[49],在此基礎(chǔ)上,使用4個案例進(jìn)行了實(shí)證分析。首先,評估了全球農(nóng)產(chǎn)品輸出對生產(chǎn)地局地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)/反服務(wù)(如土壤侵蝕)的影響[50]。其次,倡議建立整合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給、價值鏈分析以及人類福祉評價的方法,考慮局地產(chǎn)品空間流動,識別出一對一、閉環(huán)和開環(huán)三種流動類型[51]。第三,分析物種空間遷徙引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間流動。黑脈金斑蝶在不同生命周期空間流動給各地帶來不同的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),研究以此揭示了在得到更多服務(wù)和需要保護(hù)生境之間的空間不匹配現(xiàn)象[52]。第四,評價了地中海地區(qū)馬耳他城鄉(xiāng)梯度多功能景觀的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流和容量。研究發(fā)現(xiàn),在鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)和半自然土地利用/覆被類型下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流和容量具有顯著的協(xié)同作用,而與此相反,在城市地區(qū)則具有低的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)容量和流,表明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的產(chǎn)生和傳遞由土地利用強(qiáng)度所決定[53]。
總體來看,國內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間流動研究比較弱,多從服務(wù)供給和需求之間的平衡關(guān)系切入,實(shí)證案例研究較少。國外研究較為活躍,從劃分服務(wù)供給區(qū)、受益區(qū)和連接區(qū)入手,對多種驅(qū)動力下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間流動進(jìn)行了研究。
近20年來,盡管土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究取得了不少研究成果,對土地利用規(guī)劃管理和生態(tài)補(bǔ)償決策等起到了一定支撐作用,但仍存在一些問題。歸納起來,主要有以下幾個方面:
首先,在概念定義及內(nèi)涵解析上仍存在不規(guī)范甚至混亂等問題。生態(tài)系統(tǒng)功能是生態(tài)系統(tǒng)的自然屬性,而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)則是生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)出社會經(jīng)濟(jì)化的結(jié)果,是人類附加投入后得到的惠益。因此,“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能”“生態(tài)服務(wù)功能”“生態(tài)服務(wù)”等均屬不規(guī)范概念,應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一稱之為“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”。
其次,在方法和技術(shù)上仍有較大的提升空間。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究橫跨自然科學(xué)和人文社會科學(xué),所需技術(shù)方法體系復(fù)雜多樣。就目前研究現(xiàn)狀來看,在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)級聯(lián)框架中的自然科學(xué)部分的方法技術(shù)比較成熟,而在人文和社會科學(xué)部分的方法技術(shù)較弱,更缺乏整合多學(xué)科的方法論研究范式。
生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估存在的問題包括:(1)評估方法的不確定性,尤其是經(jīng)濟(jì)價值以外的部分,特別是針對文化服務(wù)的價值化方法如意愿調(diào)查法等的主觀性較強(qiáng),不同評估結(jié)果難以比較;(2)絕大部分的價值評估工作采用 COSTANZA[2,22],DE GROOT[21]和謝高地等[9]的價值當(dāng)量法,忽視了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的時空異質(zhì)性和社會經(jīng)濟(jì)以及文化的價值差異。
生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同分析存在以下問題:(1)目前常用的回歸、相關(guān)和均方根偏差分析等方法都是基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理的,結(jié)果易受到變量選擇、樣本多少的影響,同時對權(quán)衡和協(xié)同的機(jī)制解釋不夠;(2)目前多是分析和表達(dá)兩種服務(wù)之間的權(quán)衡和協(xié)同關(guān)系,對于超過兩種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的關(guān)系還缺乏有效的分析和表達(dá)方法與技術(shù);(3)對權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系的時空異質(zhì)性和區(qū)域差異關(guān)注不夠。
在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流研究上存在的問題主要有:(1)將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給和使用視作平衡關(guān)系,忽視了傳遞和流動過程中的阻塞和損耗等過程;(2)服務(wù)供給與使用的研究不夠均衡,對于使用環(huán)節(jié)的研究偏弱;(3)對于正服務(wù)流研究較多,對負(fù)服務(wù)流及其效應(yīng)研究較少;(4)對于域內(nèi)效應(yīng)研究較多,對域外效應(yīng)研究較少。
第三,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究成果的應(yīng)用程度還不夠高。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的終極目標(biāo)是提升人類福祉,其應(yīng)用指向十分明顯。就現(xiàn)狀來看,研究成果應(yīng)用到生態(tài)補(bǔ)償或生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)付費(fèi)、土地利用優(yōu)化規(guī)劃、離任責(zé)任審計(jì)和綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面深度和廣度還不夠。例如,在生態(tài)補(bǔ)償應(yīng)用上還有許多障礙,評估的準(zhǔn)確性、服務(wù)供給方與消費(fèi)方供給量和使用量的核算誤差等都限制了其作為生態(tài)補(bǔ)償政策主要依據(jù)的可能性。
“生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過程與功能—服務(wù)—人類收益與福祉”的級聯(lián)關(guān)系已經(jīng)成為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的基本框架,受到許多學(xué)者的關(guān)注。在這一級聯(lián)框架中涉及到自然過程、自然—社會經(jīng)濟(jì)過程和社會經(jīng)濟(jì)過程遞進(jìn)、耦合和反饋關(guān)系,因此,迫切需要構(gòu)建自然科學(xué)、人文社會科學(xué)以及兩者結(jié)合的學(xué)科體系來完善生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究范式[54]。誠然,這一研究范式要求將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為連接自然生態(tài)系統(tǒng)和人類社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的紐帶,重點(diǎn)研究生態(tài)系統(tǒng)功能到服務(wù)的轉(zhuǎn)變機(jī)理,尤其研究政策、制度、文化、生產(chǎn)生活方式以及行為、感知等對轉(zhuǎn)變過程的作用和傳導(dǎo)途徑。
由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的多學(xué)科屬性,將社會—生態(tài)系統(tǒng)(Social Ecological Systems, SESs)作為其理論支撐有其邏輯合理性,國內(nèi)外已有了一些初步工作。未來的研究重點(diǎn)包括:(1)以社會—生態(tài)系統(tǒng)理論作為支撐的土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究體系,應(yīng)當(dāng)對已有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)級聯(lián)框架進(jìn)行改進(jìn),在每一環(huán)節(jié)增加人類的調(diào)節(jié)機(jī)制,包括生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)管理、增加投入、服務(wù)分配、服務(wù)升值等;(2)在社會生態(tài)系統(tǒng)框架中,細(xì)化利益相關(guān)方的認(rèn)知、心理、行為等對于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響,包括在使用方面的偏好造成的權(quán)衡等;(3)將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同分析放在社會生態(tài)系統(tǒng)中加以分析。重點(diǎn)關(guān)注不同的社會經(jīng)濟(jì)驅(qū)動因子,如何使得相似的土地類型產(chǎn)生不同的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給,并引起多重生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡或協(xié)同關(guān)系;(4)在社會—生態(tài)框架下關(guān)注服務(wù)供給與使用等單元之間的交互耦合、反饋以及作用傳遞等過程。重點(diǎn)關(guān)注局地尺度的一些社會經(jīng)濟(jì)信息如生計(jì)、知識、認(rèn)知和偏好等如何影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)使用者的行為,進(jìn)而在更大尺度上對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給產(chǎn)生作用。
在人類活動和全球環(huán)境變化驅(qū)動下,整個地球表層系統(tǒng)都在發(fā)生著巨大深刻變化。因此,未來對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)也必須采用動態(tài)演進(jìn)的研究范式,融入到全球變化的研究框架。具體來說,采用“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”模式,研究全球變化(主要驅(qū)動力為氣候變化和LUCC)情景下,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的數(shù)量、質(zhì)量和時空分布動態(tài)以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)脆弱性及其影響因素,并進(jìn)行基于可續(xù)發(fā)展目標(biāo)對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給狀況調(diào)控。主要的科學(xué)問題可以歸結(jié)為:生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的非線性變化及其驅(qū)動機(jī)制、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對于全球變化(氣候和土地利用變化)互饋響應(yīng)機(jī)理及其閾值、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的區(qū)域差異及其分異規(guī)律等。
研究全球氣候變化和LUCC對土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響,一個重要工作是制定氣候變化和LUCC情景。未來的工作首先應(yīng)當(dāng)在提高情景的多樣性、準(zhǔn)確性和時空分辨率上做出努力,其次應(yīng)當(dāng)明晰全球氣候變化和LUCC對于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作用的時空尺度、快慢以及互饋等機(jī)理性問題。
除了全球氣候變化外,政策誘發(fā)的土地利用/覆被變化是驅(qū)動區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化的主要因素。因而,明晰政策—土地利用—生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的復(fù)雜聯(lián)系,有助于制定科學(xué)的土地利用規(guī)劃和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)管理政策。
未來的研究工作可在以下幾個方面繼續(xù)深化:(1)建立不同尺度不同適用范圍的現(xiàn)實(shí)政策和情景政策集,以增大研究成果的普適性和可推廣性,目前,不論是現(xiàn)實(shí)政策或是政策情景都比較簡單;(2)明晰政策—土地利用—生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的非線性復(fù)雜聯(lián)系特征,包括滯后效應(yīng)、閾值效應(yīng)和反饋效應(yīng),主要政策包括商品市場、碳稅、水權(quán)交易、生物多樣性拍賣、生物質(zhì)能源市場以及美景付費(fèi)等;(3)強(qiáng)化政策—土地利用—生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間關(guān)系研究的應(yīng)用指向,建立多目標(biāo)優(yōu)化框架生成一系列土地利用和管理規(guī)劃方案,在優(yōu)化過程中將土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為優(yōu)化過程的目標(biāo)或限制條件,最終通過圖形界面對選擇土地利用和管理規(guī)劃而引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡和協(xié)同關(guān)系進(jìn)行可視化。可以預(yù)計(jì),未來基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估結(jié)果的土地利用優(yōu)化規(guī)劃、生態(tài)安全格局構(gòu)建、生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及生態(tài)補(bǔ)償?shù)葢?yīng)用將會得到快速發(fā)展。