森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估綜述

張明， 蔡穎，翁軼

(1.江蘇省森林資源監(jiān)測中心,江蘇 南京 210036； 2.南京大學(xué)建筑規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司(生態(tài)設(shè)計研究所)，江蘇 南京 210093)

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森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估綜述

張明1， 蔡穎2，翁軼1

(1.江蘇省森林資源監(jiān)測中心,江蘇 南京 210036； 2.南京大學(xué)建筑規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司(生態(tài)設(shè)計研究所)，江蘇 南京 210093)

摘要森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地上最重要的生態(tài)系統(tǒng)之一。森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估對于提高國民環(huán)保意識，完善國民經(jīng)濟(jì)核算體系等均具有重要意義。本文綜述了森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能認(rèn)知過程、分類、評估方法，并總結(jié)了國內(nèi)外森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估研究進(jìn)展及目前存在的問題，最后提出未來森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估研究的趨勢與方向。

關(guān)鍵詞森林生態(tài)系統(tǒng)；服務(wù)功能；價值評估

森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)中面積最大、最復(fù)雜、最具生產(chǎn)力的生態(tài)系統(tǒng)，對生物界尤其是人類的生存起著至關(guān)重要的作用，是人類實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。本文通過綜述森林生態(tài)系統(tǒng)價值及其服務(wù)功能的認(rèn)知過程、評估方法、研究現(xiàn)狀及存在的問題，總結(jié)未來相關(guān)研究的方向與趨勢，以期為政府決策，促進(jìn)環(huán)境核算納入國民經(jīng)濟(jì)體系，建立合理的綠色GDP核算制度提供支持。

1森林生態(tài)系統(tǒng)價值及服務(wù)功能的認(rèn)知過程

1.1森林生態(tài)系統(tǒng)價值的認(rèn)知

價值是客體屬性的反映，又是對客體屬性的一種評價和應(yīng)用。人類對森林價值的認(rèn)知是隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展而不斷變化的?？偟膩碚f，人類歷史上的森林價值觀主要包括單純經(jīng)濟(jì)價值觀、分工價值觀和多重價值觀三個階段。

單純經(jīng)濟(jì)價值觀：由于森林資源在一定條件下具有自我更新和循環(huán)再生的特性，因而在過去很長一段時間內(nèi)被單一地看作可不斷利用的木材資源[6,7]，這一階段也被稱為木材價值論階段。

分工價值觀：森林資源的破壞帶來了一系列環(huán)境問題，人們對其價值也開始有了新的認(rèn)識與理解。從19世紀(jì)中期開始，各國紛紛制定相關(guān)法律規(guī)范和約束森林采伐的范圍和強(qiáng)度，保護(hù)森林的防護(hù)作用。二戰(zhàn)后，世界各國確定了森林生態(tài)系統(tǒng)的多功能價值觀[5,7,8]，也即分工價值觀。

多重價值觀：隨著社會進(jìn)步，人們開始認(rèn)識到森林的多重價值，如環(huán)保，生物多樣性，游憩等等，這種將森林的多種價值協(xié)調(diào)結(jié)合起來的價值觀即為森林的多重價值觀。是人類社會進(jìn)步的體現(xiàn)。

1.2森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的認(rèn)知

人類祖先從對森林資源簡單利用的那一刻起，就對其生態(tài)服務(wù)功能有了最初的認(rèn)知。到20世紀(jì)40年代末，Leopold開始深刻認(rèn)識到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要性，并指出“土地倫理將人類從自然的統(tǒng)治者地位還原成為自然界的普通一員”。

20世紀(jì)70年代初，人類開始將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提升到科學(xué)研究的層面來，首次使用了服務(wù)這一名詞[10]；20世紀(jì)70年代末至80年代初，又分別出現(xiàn)了自然服務(wù)功能[11]和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[12]等詞。20世紀(jì)90年代末，Costanza等[13]和Daily[14]均對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行了闡述。其中，Daily對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)這一概念的闡述獲得了學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)可，即：生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指自然生態(tài)系統(tǒng)及其物種所提供的能滿足和維持人類生活所需要的條件和過程。此后，聯(lián)合國千年生態(tài)系統(tǒng)評估委員會提出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指人類從生態(tài)系統(tǒng)獲取的收益[15]。

目前學(xué)術(shù)界比較認(rèn)同的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能概念是：森林生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程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[14,16]。其內(nèi)涵不僅包括為人類提供各種產(chǎn)品，更重要的是對地球生命系統(tǒng)的支撐與維持，如對生物地化循環(huán)的維持，對生物多樣性的維持，對環(huán)境的調(diào)節(jié)能力，對有害生物的防護(hù)作用等等[16]。

2森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分類

國外對森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的分類多種多樣，早期較有代表性的是Constanza等提出的17種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[13]和Daily[14]提出的13類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。之后應(yīng)用較為廣泛的是2005年聯(lián)合國千年生態(tài)系統(tǒng)評估委員會提出的四種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型，即供給、調(diào)節(jié)、文化及支持服務(wù)等[15]。

我國學(xué)者在這方面也進(jìn)行了探討和研究。侯元兆將中國森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能歸納為涵養(yǎng)水源、保護(hù)土壤、促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)積累等10個類型[17]。歐陽志云等將森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能概括分為兩類：為人類提供產(chǎn)品；對人類生存環(huán)境的支撐與維持[16]。2008年國家林業(yè)局發(fā)布的《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范(LY/T 1721-2008)》將森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總結(jié)為涵養(yǎng)水源、保育土壤、凈化環(huán)境等8個類別。至此，我國森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分類有了較為統(tǒng)一的參考和規(guī)范。

3森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估方法

森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估方法可劃分為三類，能值分析法、物質(zhì)量評估法及價值量評估法[18]。

能值分析法通過將生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)、能量和信息統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為太陽能來評價和比較多種生態(tài)系統(tǒng)的資源價值[19,20]。但該方法僅能反映生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)生產(chǎn)過程中消耗的太陽能，不能體現(xiàn)人類的支付意愿[18]；另外由于能值轉(zhuǎn)換復(fù)雜程度很高，所以該方法在相關(guān)研究中應(yīng)用較少[18,21]。

物質(zhì)量評估法從物質(zhì)量的角度去評價生態(tài)系統(tǒng)各種服務(wù)功能[22]。該方法可直觀反映某項生態(tài)服務(wù)功能的大小[21]、動態(tài)水平及生態(tài)過程[22]，因而在評估生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)過程及其服務(wù)功能的可持續(xù)性方面具有顯著優(yōu)勢[18,22]。但由于各項評估結(jié)果量綱不統(tǒng)一，不能進(jìn)行數(shù)量上的加和，難以用于評價森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的綜合價值，故在相關(guān)學(xué)術(shù)研究成果中應(yīng)用也較少[21]。

價值量評估法是從貨幣價值量的角度來對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行定量評估[23]。該方法可直觀反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價值大小及市場稀缺性[22]，從而引起人們的重視，達(dá)到保護(hù)目的。價值量評估法在國內(nèi)外相關(guān)研究中的應(yīng)用最為廣泛。

價值量評估法可分為三類：實際市場法、替代市場法和虛擬市場法[24]。(1)實際市場法。具有實際市場，經(jīng)濟(jì)價值以市場價格來體現(xiàn)。常用市場價值法和費用支出法。(2)替代市場法。沒有實際市場和市場價格，可通過尋找和估算替代品市場價格來間接獲得其經(jīng)濟(jì)價值。常用機(jī)會成本法、替代成本法、恢復(fù)和防護(hù)費用法、影子工程法、旅行費用法、享樂價格法等[21,24,25]。(3)虛擬市場法。不存在實際市場和市場價格，只能通過虛構(gòu)市場來評估其經(jīng)濟(jì)價值。最常用的是條件價值法和意愿選擇法[21,24]。

目前，國際上還通過開發(fā)生態(tài)模型來評價森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值，如InVEST模型可開展森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的動態(tài)評估[24]；CITYgreen模型在城市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估方法應(yīng)用較為廣泛[26]；此外，還有UFORE模型[27]、MIMES模型[24]、ARIES模型[24]等等。我國應(yīng)用生態(tài)模型開展相關(guān)評估工作的研究較少，多是套用國外的模型，缺乏自主開發(fā)的生態(tài)模型[24,2]。

4森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估研究進(jìn)展

4.1基于空間尺度的研究進(jìn)展

4.1.1全球尺度國外開展相關(guān)研究最早且最具代表性的應(yīng)是Constanza等對全球生物圈生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值的評估；后來聯(lián)合國啟動的《千年生態(tài)系統(tǒng)評估》項目是迄今為止對全球生態(tài)系統(tǒng)健康開展的最大評估項目[15]。2002年，Boumans等利用自主研發(fā)的GUMBO模型估算出全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值可達(dá)世界生產(chǎn)總值的4.5倍[28]。

我國尚未開展全球尺度上的相關(guān)研究，僅有對全球部分國家生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值的評估。如2003年趙景柱等參照Constanza等[13]的研究成果對全球13個國家的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行了評估[29]。

4.1.2國家層面從20世紀(jì)70年代開始，日本就對其全國范圍的森林公益機(jī)能價值進(jìn)行了評估[30]。1995年Adger等評估了墨西哥森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值[31]。2002年Groot等對巴拿馬森林的綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行了評估[32]。2009—2011年，英國的國家生態(tài)系統(tǒng)評估項目在國家層面上評估自然環(huán)境為國家和社會發(fā)展所提供的服務(wù)價值[24,33]。

我國從20世紀(jì)末開始開展相關(guān)研究，最初為侯元兆對中國森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值的評估[17]。2000年何浩等計算了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)價值[34]。2005年靳芳等估算全國森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值為30 601.20億元[35]。張永利等[36]和王兵等[37]均采用森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范(LY/T 1721-2008)對我國森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值進(jìn)行了評估。

4.1.3地區(qū)層面國內(nèi)外學(xué)者在這一尺度的研究成果較多。國外有基于州[38]、縣[39]尺度的，也有基于特定區(qū)域的[40-42]和基于某種林型的[43]；國內(nèi)主要有以省、市、縣等行政尺度的[44-46]，也有以特定區(qū)域[47,48]和特定林型[49]進(jìn)行評估的。不同空間尺度上森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值的評估對深入研究森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程具有一定的參考意義。

4.2基于評估方法的研究進(jìn)展

20世紀(jì)40年代國外就開始了森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估的研究[38]。20世紀(jì)70年代，日本林野廳采用數(shù)量化理論多變量解析方法估算了全國范圍內(nèi)7類森林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)效益[50]。到20世紀(jì)90年代，國外一直以價值量評估法作為森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要評估方法[24,51,52]。直到20世紀(jì)末，Constanza等[13]等提出比較系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指標(biāo)，推動了森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估的巨大發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著聯(lián)合國《千年生態(tài)系統(tǒng)評估》項目啟動及“3S”技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，國外學(xué)者相繼開發(fā)了適于不同空間尺度的生態(tài)模型來評估森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值，實現(xiàn)了評估的精準(zhǔn)化和動態(tài)化[53-55]。

我國從20世紀(jì)80年代開始開展相關(guān)研究。1982年張嘉賓采用影子工程法評估了西雙版納傣族自治州森林涵養(yǎng)水源功能價值[46]。1995年侯元兆等采用價值量評估法開創(chuàng)性地全面評估了中國森林資源的經(jīng)濟(jì)價值[17]。1999年薛達(dá)元等通過費用支出法、旅行費用法和條件價值法評估了長白山自然保護(hù)區(qū)生物多樣性的旅游價值[47]。2005年魯紹偉等采用價值量評估法和物質(zhì)量評估法相結(jié)合的辦法，評估了我國森林生態(tài)系統(tǒng)7項生態(tài)服務(wù)功能總價值[56]。2007年趙晟等采用能值分析法對中國紅樹林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值進(jìn)行了評估[49]。此外，我國學(xué)者在生態(tài)模型應(yīng)用方面也有一定的進(jìn)展。2002年Hu等首次將CITYgreen模型引入中國，對沈陽市城市森林生態(tài)效益進(jìn)行了評估[57]。2005年Yang等利用UFORE模型對城市森林凈化空氣方面的功能價值進(jìn)行了評估[58]。但我國在生態(tài)模型開發(fā)和應(yīng)用方面與國外還存在不小的差距。

5存在的問題

5.1森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能機(jī)理機(jī)制理論研究不足

目前多數(shù)理論研究主要集中于森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的概念、內(nèi)涵、評估指標(biāo)體系、評估方法上，而對森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能產(chǎn)生的生態(tài)過程、與其他生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)過程之間的相關(guān)關(guān)系、對自身生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生變化的響應(yīng)及由此引起的服務(wù)功能價值量變化等方面的研究則較少。

理論研究的不足易導(dǎo)致評估過程各項功能評估指標(biāo)之間的重復(fù)計算，不能客觀反映森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值及其市場稀缺性，也易造成評估的不全面性和主觀性，使評估結(jié)果與實際價值相差甚遠(yuǎn)。

5.2評估結(jié)果準(zhǔn)確度和可操作性差

國際上還未形成統(tǒng)一的價值評估框架體系來規(guī)范相關(guān)研究過程及結(jié)果，加之在開展相關(guān)研究時不同學(xué)者采用的理論基礎(chǔ)、研究尺度、評估方法不同，造成評估結(jié)果的準(zhǔn)確性無法得到有效驗證，評估結(jié)果之間的可比性、可操作性也比較差。

目前多數(shù)研究采用的數(shù)據(jù)多為定點監(jiān)測，且監(jiān)測點密度和覆蓋度還不夠全面，缺乏連續(xù)性，因而往往造成評估結(jié)果精準(zhǔn)度較低，無法為森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值的市場交易定價，那么真正將其納入綠色GDP核算制度的可操作性也就相對較差。

5.3研究尺度的問題

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能取決于特定時空尺度上的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程[15,59]。所以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估的尺度必須與其功能發(fā)揮主導(dǎo)作用的尺度相符[59]。

目前國內(nèi)外在多種空間尺度上對森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值進(jìn)行了評估，但對于各項生態(tài)服務(wù)功能評估的適宜尺度以及評估結(jié)果對相應(yīng)行政尺度上的利益相關(guān)者和管理者的適用性和參考性考慮得不夠全面和具體。因而評估結(jié)果往往難以落到實處，實際應(yīng)用效果較差。

5.4缺乏動態(tài)評估方面的研究

傳統(tǒng)的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估缺乏森林生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)變化的比較、分析，無法體現(xiàn)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量的變化，也不能動態(tài)反映各項服務(wù)功能的健康狀態(tài)和重要性。這既影響了利益相關(guān)者對各項服務(wù)功能重要性的理性認(rèn)知和認(rèn)同，又不能為管理者實施森林資源的動態(tài)管理提供充分的依據(jù)。

近年來，通過應(yīng)用生態(tài)模型實現(xiàn)了森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估的動態(tài)化和精準(zhǔn)化，但模型的復(fù)雜程度及普適性、動態(tài)數(shù)據(jù)可獲得性低、動態(tài)監(jiān)測體系不健全仍是開展動態(tài)價值評估需要克服的困難。

6結(jié)論與展望

未來開展相關(guān)研究應(yīng)注重以下幾個方面。

加強(qiáng)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)形成機(jī)制的研究。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的發(fā)揮依托于復(fù)雜的生態(tài)學(xué)過程。深入研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能形成機(jī)制，是科學(xué)開展森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估的前提和基礎(chǔ)。

促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估規(guī)范化。評價對象、研究尺度、評估指標(biāo)、評估方法及理論基礎(chǔ)的不同，均會造成評估結(jié)果的差異性。加快規(guī)范化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估框架體系，有利于提高評估結(jié)果的可比性，為決策者和管理者提供參考依據(jù)。

考慮研究尺度的影響。在開展相關(guān)研究時，應(yīng)基于評估對象的相關(guān)利益者和管理者選取合理的研究尺度，充分評估和客觀體現(xiàn)該尺度下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的稀缺性，為有效保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，建立科學(xué)的生態(tài)補(bǔ)償制度提供科學(xué)依據(jù)。

注重多學(xué)科的創(chuàng)新結(jié)合，改進(jìn)現(xiàn)行評估方法。結(jié)合現(xiàn)代“3S”技術(shù)，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)測體系，提高動態(tài)數(shù)據(jù)可獲得性，為客觀、準(zhǔn)確反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的動態(tài)變化提供技術(shù)支撐。

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文章編號：1005-5215(2016)07-0065-04

收稿日期：2016-04-13

作者簡介：張明(1982-)，男，湖北石首人，工程師，碩士，主要從事森林資源監(jiān)測工作,Email:zhangminghk2003@126.com 通信作者：蔡穎(1978-)，女，江蘇建湖人，博士，主要從事生態(tài)功能評價與研究工作，Email:caiying79@126.com

中圖分類號：S718.557

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.07.022