Gretchen C.Daily ,歐陽志云,鄭 華,李樹茁,王玉寬,Marcus Feldman,Peter Kareiva,Stephen Polasky,Mary Ruckelshaus
(1.Department of Biology,371 Serra Mall,Stanford University,Stanford,CA 94305 USA;2.中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室,北京 100085;3.西安交通大學(xué)公共政策與管理學(xué)院人口與發(fā)展研究所,西安 710049;4.中國科學(xué)院山地災(zāi)害與環(huán)境研究所,成都 610041;5.The Nature Conservancy,4245 North Fairfax Drive,Suite 100.Arlington,VA 22203 USA;6.Institute on the Environment,University of Minnesota,St.Paul,MN 55108; 7.Natural Capital Project,371 Serra Mall,Stanford University,Stanford,CA 94305 USA)
近十年來,將生態(tài)系統(tǒng)作為重要資本的理念迅速普及。從全球來看,這一理念正逐步體現(xiàn)到農(nóng)業(yè)、水利、能源、城市、健康、漁業(yè)、林業(yè)、礦業(yè)等領(lǐng)域及其相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等許多部門的工作中,以及社區(qū)、企業(yè)、政府機構(gòu)等的構(gòu)架與決策中。為了扭轉(zhuǎn)地球生命支持系統(tǒng)的退化趨勢、提高人類福祉,迫切需要將自然資本價值整合到發(fā)展決策中的嚴謹科學(xué)方法[1-7]。
為了滿足決策者的迫切需求,從事生態(tài)學(xué)的科研工作者面臨如下四個方面的挑戰(zhàn),即:(1)在生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟、社會、制度和管理的角度,認識生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、人類福祉以及他們的內(nèi)在聯(lián)系;(2)開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評價與決策應(yīng)用的科學(xué)實用的工具;(3)開展在關(guān)鍵決策中能做出新理解和采用新工具的試點和示范;(4)讓決策者實現(xiàn)決策方式的轉(zhuǎn)型和永久改變。
本期??姓故玖嗣嫦蛏鲜鎏魬?zhàn)的一些新探索,旨在促進跨學(xué)科知識和經(jīng)驗的整合。為此我們首先介紹中國目前所取得的一些進展,然后結(jié)合上述四個研究前沿討論生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究為改善人類與自然的關(guān)系的應(yīng)用前景。
在環(huán)境與人類發(fā)展協(xié)調(diào)領(lǐng)域,中國發(fā)揮了引領(lǐng)作用,許多政策的目標、尺度和持續(xù)時間具有高度的創(chuàng)新性和深遠影響。自1997—1998年嚴重的干旱和洪澇災(zāi)害之后,中國開始實施為保障自然資本與人類福祉而制定的政策[8]。2000—2010年間,這些政策直接涉及到12億人,總投資7000億元[9]。盡管這些政策是中國特有的,但它們標志著人們在促進人類發(fā)展的同時,遏制和扭轉(zhuǎn)生態(tài)環(huán)境破壞做出了一個大膽嘗試,從而與全世界息息相關(guān)。
中國同樣在鞏固支撐公共政策的科學(xué)基礎(chǔ)方面做出了突出的成績。正在開展的全國生態(tài)系統(tǒng)評估就說明了這一點。該評估涵蓋了中國過去十年(2000—2010)的生態(tài)系統(tǒng)格局、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和多個空間尺度。其第一步是以30m×30m分辨率TM影像為基礎(chǔ),對整個中國2000、2005和2010年的土地覆蓋進行分類。接著描述中國生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成與分布,以及過去十年的變化。最后一個階段將描述全國生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的類型和水平以及十年間的變化。這一巨大努力將展示涉及其他國家開展類似評估所用的最先進技術(shù)[10]。
中國正在雄心勃勃地建立新的生態(tài)功能保護區(qū)網(wǎng)絡(luò)[2](圖1)。生態(tài)功能保護區(qū)旨在關(guān)注對公共利益具有較高投資回報地方的保護和恢復(fù),遏制和扭轉(zhuǎn)重要生態(tài)系統(tǒng)和服務(wù)的退化。生態(tài)功能區(qū)劃也關(guān)注重要生態(tài)功能區(qū)以外的以及那些損害最小的地區(qū)(即生態(tài)系統(tǒng)保護良好地區(qū))的人類活動。生態(tài)功能區(qū)的設(shè)計和應(yīng)用包括從地方到國家尺度的評估。在國家尺度,主要保護的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)包括:土壤保持、水源涵養(yǎng)、洪水調(diào)蓄、生物多樣性保護以及防風固沙[1,11]。
圖1 中國重要生態(tài)功能保護區(qū)
每一項舉措都有雙重目標:通過保障關(guān)鍵性的自然資本和削減貧困達到人與自然的和諧。具體而言,政府旨在為洪水調(diào)蓄、水力發(fā)電效率、灌溉供水、高產(chǎn)農(nóng)業(yè)和旅游而保護生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性。政府的另一個目的就是開放非農(nóng)部門、提高家庭收入以及在農(nóng)村地區(qū)實施更為可持續(xù)的土地利用計劃[12]。
盡管這些舉措代表著巨大的科學(xué)和政策保證,但對當?shù)貙嵤┏杀净騾^(qū)域以及該舉措對周邊地區(qū)貧困或弱勢人群的影響仍了解不多。生態(tài)功能保護區(qū)模式代表了一個整合保護和人類發(fā)展的新范式。這種政策創(chuàng)新有著廣泛的應(yīng)用性和成功,對于評估和提高當?shù)厣嫹浅V匾?2-15]。這種需求表明了我們所面臨的科學(xué)與政策前沿。
理論上,如果公共機構(gòu)和私人機構(gòu)都認識到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價值,那么我們就能極大地增加鞏固自然資本的投資,同時促進人類福利。但在實踐中,為了將自然資本整合到大規(guī)模的土地利用和其他資源決策中,全球的研究團體仍處于發(fā)展科學(xué)基礎(chǔ)、政策與金融機制的早期階段。相對于其他形式的資本,包含在生態(tài)系統(tǒng)中的資本還知之甚少、缺乏監(jiān)測,并快速退化[16-17]。
糾正這一不足則要求像商業(yè)會計核算一樣嚴格地、常規(guī)地量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其價值。中國在各種不同尺度上(如:流域、縣、市、省、區(qū)域和國家),開發(fā)和運用新方法量化多種生態(tài)系統(tǒng)(如:森林、草地、河流、農(nóng)田、海洋)所提供服務(wù)的物質(zhì)量和價值量方面開展了大量研究[18-27]。
本專刊一部分文章針對近期經(jīng)歷損失的地區(qū)開展了定量評估。我們的確經(jīng)常只有在經(jīng)歷損失之后,才認識到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要性,如:印度在卡特里娜颶風或旋風之后的響應(yīng)[28-29]。例如,在過去十年中,海南島經(jīng)歷了橡膠林倍增而天然林顯著減少的過程,也經(jīng)歷了2010年10月的特大洪水,此次洪水導(dǎo)致海南損失了115億元,緊急轉(zhuǎn)移130,000多人。饒恩明等[30]量化了海南島土壤保持功能,突出了海南中部山區(qū)國家生態(tài)功能保護區(qū)的重要性,并指出自然生態(tài)系統(tǒng)比人工生態(tài)系統(tǒng)提供更多的土壤保持服務(wù)。該工作對于推動天然林保護、發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè),以此增加洪水控制功能、河流和海洋水質(zhì)、水電、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、旅游發(fā)展和其他利益具有重要意義。
另一個近期遭受巨大損失的關(guān)鍵區(qū)域就是汶川地震災(zāi)區(qū),專刊中3篇文章研究了改善該區(qū)域生態(tài)安全的必要性。首先,傅斌等[31]定量評價了2008年四川汶川8.0級地震災(zāi)區(qū)都江堰市水源涵養(yǎng)功能重要性。他們發(fā)現(xiàn)盡管都江堰市水源涵養(yǎng)功能因地震受到削弱,總的來說其水源涵養(yǎng)功能仍然較高,35%的區(qū)域為水源涵養(yǎng)極重要區(qū),需要加強保護,以確保都江堰市以及成都平原的供水安全。
其次,徐佩等[32]分析了汶川地震災(zāi)區(qū)生物多樣性空間特征,提出了在兩個生物多樣性熱點地區(qū)(岷山地區(qū)和邛崍山地區(qū))建立生態(tài)廊道,加強生物多樣性保護的建議。第三,彭怡等[33]定量評估了地震災(zāi)區(qū)的碳儲量,發(fā)現(xiàn)在海拔750—1750m地區(qū)的碳貯量大約下降了10×106t。他們建議了災(zāi)后植被恢復(fù)和碳管理策略,包括:提高森林面積和質(zhì)量、使用有效地森林恢復(fù)途徑、以及在農(nóng)田和牧地上推廣一系列的可持續(xù)農(nóng)業(yè)措施。
最后,支撐所有大尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)定量評估的是監(jiān)測和評估植被的遙感科學(xué)。在本專刊中侯鵬等[34]開展了很好的工作,利用累計NDVI在國家重點生態(tài)功能區(qū)、國家重要生態(tài)功能區(qū)、國家生物多樣性保護優(yōu)先區(qū)和國家自然保護區(qū)開展了植被監(jiān)測評估,這些生態(tài)保護重要區(qū)域約占國土面積的56%。他們評估了這些區(qū)域的植被狀況和趨勢,這對于評估目前和將來的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給非常重要。
除了生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品提供和調(diào)節(jié)功能的方法與分析,量化文化服務(wù)也是一個重要的研究前沿。文化服務(wù)是指生態(tài)系統(tǒng)提供的因人與生態(tài)系統(tǒng)關(guān)系而產(chǎn)生的非物質(zhì)利益(如:能力和經(jīng)驗)[35]。在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域出現(xiàn)以前,社會和行為科學(xué)提出了描述文化服務(wù)的概念框架、方法和資料。這些研究為整合廣泛的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)工作,進而為定義可操作的文化服務(wù)、開發(fā)評估其價值的方法、分析其權(quán)衡和協(xié)同奠定了堅實的基礎(chǔ)[36]。
??校沙痰龋?7]應(yīng)用旅行費用法(TCM)和條件價值法(CVM)評估了湖南張家界武陵源風景區(qū)的自然景觀價值。采用問卷調(diào)查評估其使用價值為79.30億元。此外,他們估計了自然景觀的非使用價值:存在價值(4.96億元)、選擇價值(1.74億元)和遺產(chǎn)價值(3.01億元)。總的來看,評估表明人們較高的評估了風景區(qū)的價值,評估結(jié)果與武陵源的旅游收入之間仍存在一定差距。
高虹等[38]采用半結(jié)構(gòu)式訪談法調(diào)查了文化林周邊村民對文化林(即:村民按照文化傳統(tǒng)、風俗習慣或宗教信仰自覺保護和管理的森林)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的認知和態(tài)度,調(diào)查發(fā)現(xiàn):村民認為重要的服務(wù)得到較好的保護。盡管文化林產(chǎn)生一系列有價值的服務(wù),但文化服務(wù)是評價最高的。村民對文化林的保護積極性較高,約70%的被訪者愿意花時間來管護森林,被訪者年齡、教育水平和和性別對管護意愿沒有影響。
除了文化服務(wù),行為、經(jīng)濟、健康和社會科學(xué)的一些成熟的領(lǐng)域能夠為通過補償機制關(guān)聯(lián)具體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉奠定堅實基礎(chǔ)。這些工作目前尚處于早期階段,一些國家正率先開展多學(xué)科交叉研究和現(xiàn)實的政策試驗。
歐陽志云等[39]闡述了建立生態(tài)補償機制、有效保障重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的緊迫性。這種機制要求從現(xiàn)存的、恢復(fù)的或新構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)中獲得服務(wù)的受益者為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的活動付費。該機制為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)生產(chǎn)提供報酬、幫助確保生產(chǎn)者與消費者之間的公平。理想情況下,該機制也能為生態(tài)投資者確保適當?shù)慕?jīng)濟回報,因此鼓勵維持或加強生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生產(chǎn)、促進人與自然的和諧。歐陽志云等在回顧實施生態(tài)補償機制所獲得經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,提出了改善中國生態(tài)補償機制的措施:明確生態(tài)補償?shù)哪繕撕脱a償?shù)牡赜蚍秶?加強利益相關(guān)者的參與和保護參與者;理順監(jiān)督和管理機制;制定合理的生態(tài)補償標準;實施問責制和執(zhí)法;平衡權(quán)利與責任。這也反映了全球生態(tài)補償?shù)慕?jīng)驗。
鄭華等[40]介紹了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)管理的進展與展望,他們指出了面臨的挑戰(zhàn):定量測度單一的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),在前面一些文章中開展了部分研究;描述生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的多尺度關(guān)聯(lián);整合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與政策設(shè)計。為了迎接這些挑戰(zhàn),他們建議加強多學(xué)科交叉研究,并強調(diào)了更好地展示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分析結(jié)果的必要性。
黎潔[41]等研究了森林生態(tài)效益稅的目標、理論基礎(chǔ)和設(shè)計,幫助森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)外部性的內(nèi)在化。以陜西省為例,她們采用包括42個部門的投入-產(chǎn)出模型分析了森林生態(tài)效益稅的潛在影響,基于三種情景發(fā)現(xiàn)征收10%森林生態(tài)效益稅對以下產(chǎn)業(yè)價格的影響較大:林業(yè)、家具制造業(yè)、木材加工及木竹藤棕草制品業(yè)、造紙及紙制品業(yè)。該研究表明:實施森林生態(tài)效益稅具有一定的可行性。
本??撐捏w現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與應(yīng)用的前沿趨勢,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)還有許多重要領(lǐng)域?qū)l(fā)展很快,值得注意的有如下幾個方面:
第一,在方法和工具開發(fā)方面需要納入動態(tài)效應(yīng)以及擾動和不確定性。除了描繪出生態(tài)系統(tǒng)及其服務(wù),我們還應(yīng)該獲取其動態(tài)變化,如氣候或植被以及經(jīng)濟發(fā)展和人類行為改變引起的變化。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類行為之間的反饋能對結(jié)果產(chǎn)生深遠影響,這些反饋應(yīng)該納入政策設(shè)計中。相似地,如火、干旱、疾病、經(jīng)濟波動等所有的擾動也能對生態(tài)系統(tǒng)及其產(chǎn)生的服務(wù)產(chǎn)生重要影響,這些擾動的發(fā)生很難預(yù)測,但實際上又不可避免的發(fā)生。明確它們對生態(tài)和社會系統(tǒng)可能產(chǎn)生的影響將有助于我們應(yīng)對這些擾動。
第二,生態(tài)系統(tǒng)狀況與人類健康的關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)的生物物理特征與人類社會的關(guān)系復(fù)雜[42]。生態(tài)系統(tǒng)破壞有時能夠改善人群健康的某些方面,例如:沼澤排水能夠減少蚊子生境,進而減少瘧疾的發(fā)生率。另一方面,生態(tài)系統(tǒng)提供又許多服務(wù)、維持人類健康。這些服務(wù)在所需的規(guī)模上是不可替代的,例如:飲用水的水質(zhì)凈化和水文調(diào)節(jié);空氣質(zhì)量調(diào)節(jié);營養(yǎng)(特別是蛋白質(zhì)和微量元素);心理上的好處,以及以復(fù)雜的方式通過媒介傳播疾病的調(diào)控[7]。至今,將生態(tài)系統(tǒng)狀況與人類健康聯(lián)系起來的研究尚不多見。
第三,考慮到人類福祉的多維性,生態(tài)系統(tǒng)與人類生存條件之間關(guān)系的刻畫還相當薄弱。至今為止,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方面的工作經(jīng)常關(guān)注量化自然資本總體上對人類福祉的貢獻,也就是說,對社會所有成員的整體貢獻?,F(xiàn)在關(guān)鍵是我們要開發(fā)實用的、精心設(shè)計的工具,讓決策者明確貧困和弱勢人群將如何受到資源和發(fā)展項目的影響。沒有這些工具,在追求經(jīng)濟增長和人類發(fā)展中,將存在惡化貧困人口困境的風險。中國在追求改善人民福祉和保護地球生命支持系統(tǒng)方面所做的努力特別值得關(guān)注
將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)納入日常的決策,就要求有描述生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值以及由政策選擇或人類活動導(dǎo)致的價值變化的系統(tǒng)方法。用于測度傳統(tǒng)經(jīng)濟產(chǎn)品和服務(wù)價值的計量工具已經(jīng)建立并納入經(jīng)濟決策中,與之不同的是:我們還沒有一套完備的計量工具去測度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價值[43-45]。沒有這些工具,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總是被政府、商業(yè)部門和公眾低估或者根本沒有定價[16-17,44,46]。
作為一個國際合作伙伴,自然資本項目正在開發(fā)一套整合評估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與權(quán)衡(InVEST)的工具。這些開源的、以軟件為基礎(chǔ)的模型通過量化和地圖展示不同情景下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生、分布和經(jīng)濟價值,幫助決策者直觀感知潛在政策的影響[47-48]。這些模型主要用于決策過程,決策過程中利益相關(guān)者可以明確了關(guān)鍵的管理決策、探索變化的情景(例如:人口、氣候、技術(shù))。主要為決策過程服務(wù),模型輸出明確環(huán)境、經(jīng)濟和社會利益的權(quán)衡與兼容。這些模型正應(yīng)用于全球廣泛的決策背景和多種尺度中[11,49]。
InVEST模型評估范圍涵蓋了一系列的陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(圖2)。模塊設(shè)計可以評估選擇性的決策選項條件下的協(xié)同與權(quán)衡。這些開源的模型是與來自不同學(xué)科、不同機構(gòu)和國家的研究者和實踐者富有成效的合作而開發(fā)出來的。本期???,在比較決策背景下,4篇文章用到了InVEST模型[30-31,50-51]。
圖2 通過開源過程正在完善的InVEST模型
基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)決策背景的試驗示范是應(yīng)道政策和機制變化的有效途徑,在許多國家,優(yōu)先的決策背景包括:
·分區(qū)或空間規(guī)劃,例如:生態(tài)功能保護區(qū);
·主要基礎(chǔ)設(shè)施投資的評估與設(shè)計;
·農(nóng)業(yè)與食品安全;
·極端天氣事件的自然防御;
·城市發(fā)展;
在所有這些決策背景中,貧困削減和其他人類發(fā)展目標是中心。
李屹峰等[52]以三江源自然保護區(qū)為例,評估了目前實施的生態(tài)移民補償機制。三江源是中國最重要的自然保護區(qū)之一,對中國和東南亞下游地區(qū)的生態(tài)安全至關(guān)重要。為了發(fā)展公平和有效的生態(tài)補償標準,李屹峰等[52]采用三種方法估算了當?shù)鼐用裆鷳B(tài)系統(tǒng)保護的機會成本,得出:盡管單一的生態(tài)補償機制對于削減貧困是不夠的,生態(tài)補償發(fā)揮了部分重要的角色。
請領(lǐng)導(dǎo)者參與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)工作對于支持生態(tài)學(xué)家的探索非常關(guān)鍵。這一點甚至比在局地、國家、全球尺度上復(fù)制和推廣成功經(jīng)驗更重要。目前有數(shù)百個,甚至成千上萬的人正在努力著。重要的是,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究者和政策制定者能讓這些努力變成現(xiàn)實,以便他們成長為超過其部分的總和。隨著科學(xué)基礎(chǔ)、可信且使用工具以及率先示范的出現(xiàn),我們能夠讓領(lǐng)導(dǎo)者實現(xiàn)轉(zhuǎn)型和必要的轉(zhuǎn)變。
在考慮如何聚焦、確定優(yōu)先次序和推進我們工作的過程中,下述面臨的問題值得我們思考。在整合自然資本到?jīng)Q策中進而實現(xiàn)更好結(jié)果的過程中,我們在現(xiàn)實世界已經(jīng)取得了怎樣的成功?成功的努力應(yīng)采取怎樣的形式?通過怎樣的途徑,個人努力取得局地的影響、重復(fù)和最終的多尺度擴展?為了擴大這些激增努力的集體影響,為了保障人的福祉與自然,我們需要什么樣新的科學(xué)與政策措施?未來幾年里,在關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)工作社會、經(jīng)濟、機制和管理方面的同時,我們應(yīng)該綜合和分析回顧生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的示范。
在這推動許多工作、提前思考一些新問題的關(guān)鍵時刻,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)??霭媪恕kS著中國經(jīng)濟快速發(fā)展,環(huán)境與發(fā)展的沖突逐步升級。正如歐陽志云等[39]說的:隨著經(jīng)濟社會快速發(fā)展,環(huán)境與發(fā)展的矛盾加劇,建立有效的生態(tài)補償制度,保障生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的持續(xù)供給,不僅是保障國家生態(tài)安全的緊迫需要,也是我國實現(xiàn)公平發(fā)展和建設(shè)和諧社會的必然要求。我們希望中國乃至世界都正開始實施這一愿景。
致謝:我們感謝聯(lián)系自然與人類福祉這一發(fā)展迅速領(lǐng)域的許多同行。我們特別感謝王如松、Paul Ehrlich和Harold Mooney多年來的幫助和啟發(fā)。我們感謝我們親密的合作者在中國組織開展這一新領(lǐng)域的工作:黎潔、傅斌、梁義成、李聰、李鋒、Brian Robinson和自然資本項目的許多國際成員。我們感謝戈登和貝蒂摩爾基金會(Gordon and Betty Moore Foundation)、洛克菲勒基金會(Rockefeller Foundation)、溫斯洛基金會(Winslow Foundation)以及中國科學(xué)院國際合作項目(GJHZ0948)的支持。
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