生境維持服務(wù)供給量與需求量研究——以京津冀地區(qū)為例

王雅琳 牛明爽 宋波

生境維持服務(wù)供給量與需求量研究——以京津冀地區(qū)為例

王雅琳 牛明爽 宋波?

北京科技大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程系, 北京 100083; ?通信作者, E-mail: Songbo@pku.edu.cn

為衡量京津冀地區(qū)各行政區(qū)的生境維持服務(wù)責(zé)任與權(quán)益, 提出以生境適宜性表征供給量, 以人類開發(fā)建設(shè)導(dǎo)致的生境占用以及人類行為輻射導(dǎo)致的生境質(zhì)量下降表征需求量的方法, 計算京津冀地區(qū) 2000, 2008 和 2013 年的生境維持服務(wù)供給量和需求量。研究表明, 京津冀地區(qū)生境維持服務(wù)供給量整體上呈現(xiàn)自北向南逐漸減少的趨勢, 2000—2013 年京津冀地區(qū)的開發(fā)建設(shè)需求量呈現(xiàn)增加的趨勢, 行為輻射需求量呈現(xiàn)下降趨勢。承德市和張家口市的供給量遠(yuǎn)大于需求量, 京津冀東南部沿海城市的供給量小于需求量。研究結(jié)果與京津冀地區(qū)各行政區(qū)的生態(tài)功能定位和經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r基本上相符, 驗證了計算方法的合理性。

生境維持服務(wù); 生境維持服務(wù)供給量; 生境維持服務(wù)需求量; 京津冀地區(qū)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是自然生態(tài)系統(tǒng)及其組成物種提供的能夠滿足和維持人類生存需要的環(huán)境條件和過程[1]。聯(lián)合國千年生態(tài)系統(tǒng)評估報告(Millennium Ecosystem Assessment, MA)[2]認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是人類從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的各種惠益, 并將其分為供給、調(diào)節(jié)、支持和文化四大類。在現(xiàn)有的經(jīng)濟體系中, 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的公共物品屬性使得部分服務(wù)的價值無法通過市場來體現(xiàn), 導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)被過度利用[3]。

近年來, 越來越多的學(xué)者關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給(亦稱供應(yīng)或生產(chǎn))和需求(亦稱使用或消費), 以及兩者之間的流動轉(zhuǎn)換關(guān)系[4-10]。謝高地等[3]根據(jù)計量經(jīng)濟學(xué)理論, 構(gòu)建生態(tài)服務(wù)供給-需求-價值化的理論框架, 為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)管理提供理論依據(jù)。為了量化各區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需情況, Burkhard 等[11]提出基于專家知識的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需量化矩陣方法, 已得到廣泛的應(yīng)用[4,12-14]。翟天林等[15]采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給指數(shù)和土地開發(fā)指數(shù), 定量地測度長江經(jīng)濟帶生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求的時空變化規(guī)律和區(qū)域特征, 為長江經(jīng)濟帶的生態(tài)系統(tǒng)管理以及資源有效配置提供參考。探討各地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給和需求的關(guān)系, 分析環(huán)境資源和經(jīng)濟資源的空間配置, 可以為界定各地區(qū)的生態(tài)權(quán)益與責(zé)任以及確定生態(tài)補償標(biāo)準(zhǔn)提供理論支撐。

棲息地對保護生物多樣性以及維持生態(tài)系統(tǒng)平衡具有重要意義。聯(lián)合國生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)政府間科學(xué)決策平臺(IPBES) 2019 年發(fā)布的《生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)全球評估報告》中指出, 全球有近百萬物種面臨滅絕, 而陸地和海洋等棲息地的變化是造成全球生物多樣性減少的首要因素。因此, 研究生境維持服務(wù)對保護生物多樣性具有重要意義。

生境維持服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)提供的維護物種生命周期和基因多樣性的服務(wù)[16], 屬于維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的潛在服務(wù)。TEEB (The Economics of Ecosy-stems and Biodiversity)將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、棲息地服務(wù)和文化服務(wù)四大類[16], CICES (The Common International Classification of Ecosystem Services)分類①https://cices.eu/content/uploads/sites/8/2018/01/Guidance-V51-01012018.pdf中, 物理化學(xué)調(diào)節(jié)服務(wù)包括保護棲息地這一重要服務(wù)。謝高地等[17]在計算青藏高原高寒草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值時, 選擇氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)和生物多樣性維持等 15 種服務(wù)類型。張翼然等[18]總結(jié)國內(nèi) 71 個內(nèi)陸濕地生態(tài)的服務(wù)價值, 認(rèn)為濕地能夠提供產(chǎn)品輸出、涵養(yǎng)水源和生物棲息地等眾多服務(wù)。

目前, 國內(nèi)針對生境維持服務(wù)的量化研究主要采用條件價值法[19-20]、替代價值法[21]對當(dāng)量因 子[22]等方法, 這些研究方法不僅具有較強的主觀性, 而且研究結(jié)果只體現(xiàn)生境維持服務(wù)的供給量價值, 缺少對需求量的計算, 難以量化各地區(qū)的生態(tài)權(quán)益和責(zé)任。本文提出用生境適宜性來表征生境維持服務(wù)供給量, 用人類開發(fā)建設(shè)導(dǎo)致的生境占用以及人類行為輻射[3,15]導(dǎo)致的生境質(zhì)量下降來表征生境維持服務(wù)需求量的方法, 通過計算得到北京、天津以及河北各市級行政區(qū) 2000, 2008 和 2013 年的生境維持服務(wù)供給量和需求量, 以期為界定各行政區(qū)對應(yīng)的生態(tài)權(quán)益和責(zé)任提供科技依據(jù), 為京津冀地區(qū)生態(tài)保護管理政策提供支撐。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)域

京津冀地區(qū)是中國的“首都經(jīng)濟圈”, 包括北京市、天津市以及河北省的保定市、唐山市、廊坊市、石家莊市、邯鄲市、秦皇島市、張家口市、承德市、滄州市、邢臺市和衡水市(圖 1), 位于東經(jīng)113°27′—119°50′, 北緯 36°05′—42°40′之間, 土地面積為 21.5 萬 km2, 橫貫我國宏觀地貌的第二階梯和第一階梯, 地勢西北高、東南低, 地貌復(fù)雜多樣, 高原、山地、丘陵、盆地和平原類型齊全。北部和西部的山區(qū)分布著占京津冀地區(qū)總面積 21%的林地, 東南的平原地區(qū)分布著 10%的建設(shè)用地以及50%的耕地, 剩余 16%的草地、2%的水域以及 1%的其他類型土地零散地分布在京津冀地區(qū)。

圖1 研究區(qū)域

1.2 數(shù)據(jù)來源

京津冀地區(qū) 2000, 2008 和 2013 年的土地利用矢量圖來自中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http:// www.resdc.cn), 我們將其轉(zhuǎn)化為 90 m×90 m 柵格圖層。按照劉紀(jì)元[23]的中國土地利用代碼和土壤侵蝕代碼, 將京冿冀地區(qū)土地利用類型分為六大類 19 小類(表 1)。計算生境退化指數(shù)所需的農(nóng)業(yè)活動、城市和區(qū)鎮(zhèn)等威脅源數(shù)據(jù), 來源于京津冀地區(qū)的土地利用圖。道路數(shù)據(jù)來源于 1:400 萬國家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(http://www.cehui8.com/3S/GIS/20130702/ 205.html), 我們根據(jù)道路實際情況進行修正。

1.3 研究方法

1.3.1供給量計算方法

適宜性評價方法廣泛應(yīng)用于土地規(guī)劃[24]、野生動物生境評價[25]等領(lǐng)域。生境適宜性指某種生境可為生物物種提供適宜生存和繁衍的能力, 也可視為單位時間內(nèi)棲息地的潛在供給能力。不同類型的土地, 單位面積提供的生境維持服務(wù)量不同[26]。為了量化不同類型土地提供生境維持服務(wù)的能力, 假設(shè)原始時期(未受人類活動影響) 8100m2(即一個grid, 柵格)的林地在單位時間(一年)內(nèi)能夠提供的生境維持服務(wù)為一個單位(unit)。

根據(jù)文獻[26-32], 結(jié)合專家打分, 確定各類土地的適宜性參數(shù)(表 2)。本文涉及的生境適宜性順序依次是林地、水域、草地、耕地、建設(shè)用地和未利用土地。對土地利用圖中 19 種土地類型進行適宜性打分處理, 并進行分區(qū)統(tǒng)計, 得到京津冀地區(qū)的生境維持服務(wù)供給量。供給量的計算公式為

表1 土地利用分類體系及各類土地的面積占比(%)

表2 生境適宜性及其對不同威脅因子的敏感性

其中,H是第類土地的生境適宜性,N是第類土地的柵格數(shù), Δ是單位時間(年)。

1.3.2需求量計算方法

導(dǎo)致土地質(zhì)量退化的主要原因是城市化進程的加快以及頻繁的人類活動[33-36], 本文從開發(fā)建設(shè)和人為活動兩個角度計算生境維持服務(wù)需求量。其中, 開發(fā)建設(shè)需求量指人們?yōu)榱松a(chǎn)和生活需要直接占用棲息地, 從而導(dǎo)致生境維持服務(wù)的減少量。比如, 原始時期的一片森林被改為建設(shè)用地, 由此減少的生境維持服務(wù)即為開發(fā)建設(shè)需求量。開發(fā)建設(shè)需求量d的計算公式為

d=0?c, (2)

其中,0是基準(zhǔn)土地的生境維持服務(wù)供給量,c是當(dāng)前土地的生境維持服務(wù)供給量。

本文以原始狀態(tài)的土地利用圖為基準(zhǔn)。原始狀態(tài)指無人類活動干擾時生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài), 以此為基準(zhǔn)可以得到各地區(qū)在歷史發(fā)展過程中對生態(tài)系統(tǒng)的影響。根據(jù)張連偉[37]的研究, 歷史上京津冀地區(qū)的山地森林昌盛, 草原肥碩。此外，很多其他學(xué)者也持類似觀點[38-39]?？紤]到京津冀地區(qū)原始狀態(tài)的土地利用圖無法獲取, 而在無人類干擾的原始狀態(tài)下, 京津冀地區(qū)大多是林地, 本文將現(xiàn)有土地利用圖中的耕地、水庫和建設(shè)用地這些經(jīng)人類改造的土地利用類型認(rèn)定為有林地, 作為京津冀地區(qū)原始狀態(tài)的土地利用圖。

行為輻射需要量指人們的生產(chǎn)和生活行為影響周邊棲息地質(zhì)量, 從而引起的生境維持服務(wù)的減少量。比如, 在森林周邊有一條高速公路, 人類頻繁的通行會對森林產(chǎn)生影響, 導(dǎo)致森林在單位時間內(nèi)提供的生境維持服務(wù)有所減少, 該減少量即為人為活動需求量。除道路外, 農(nóng)村和城鎮(zhèn)生產(chǎn)生活也會對土地質(zhì)量產(chǎn)生威脅。本文選用 InVEST 模型[40]的生境質(zhì)量模塊計算人為活動需求量, 選擇農(nóng)業(yè)活動、城市中心、區(qū)鎮(zhèn)、村莊、高速公路、國道和省道作為威脅源(表 3)。生境退化指數(shù)D的計算公式為

其中,為生境的威脅源;是含有威脅源的柵格;w是威脅源的權(quán)重;i是來自柵格的威脅源對柵格的影響;β是柵格單元受制度和社會等因素保護的水平, 本文設(shè)為 1;S是不同生境類型對威脅源的敏感程度, 綜合文獻[29-31,41-43]和專家意見進行設(shè)定(表2)。

結(jié)合生境適宜性參數(shù)與生境實際退化情況, 對InVEST 模型獲得的生境退化指數(shù)進行疊加計算, 得到行為輻射需求量h, 計算公式如下:

其中, Max∑D是京津冀地區(qū)生境退化系數(shù)的最大值,是退化系數(shù)最大值處的實際退化情況。

1.3.3敏感度分析

本文在計算供給量和需求量時都用到生境適宜性參數(shù)。為了分析適宜性參數(shù)對計算結(jié)果的影響程度, 以供給量為例, 采用敏感度(CS)來確定供給量對適宜性參數(shù)的敏感程度。CS 的計算公式如下:

其中,代表京津冀地區(qū)生境維持服務(wù)總供給量,H代表生境的適宜性參數(shù),和分別代表適宜性參數(shù)調(diào)整前后的供給量和參數(shù)值。CS>1 說明供給量對適宜性參數(shù)敏感, CS<1 說明供給量對適宜性參數(shù)不敏感。CS 越小, 表明適宜性參數(shù)取值越準(zhǔn)確, 最終計算結(jié)果的誤差值越小。

表3 研究區(qū)威脅因子及其屬性

說明: 本文選擇的威脅源中, “農(nóng)業(yè)”指土地利用圖中的各種農(nóng)業(yè)用地, “大城市”指北京市和天津市的中心城區(qū), “中小城市”指河北省各地級市的中心城區(qū), “縣鎮(zhèn)”指各縣政府所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)用地區(qū)域, “村莊”指土地利用圖中的農(nóng)村地區(qū), “高速公路”、“國道”、“省道及其他”和“鐵路”是在京津冀地區(qū)的道路矢量圖的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)化而來的柵格圖數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 生境維持服務(wù)供給量

圖 2 顯示京津冀地區(qū)原始時期、2000 年、2008年和 2013 年的生境維持服務(wù)單位供給量。可以看出, 原始時期京津冀地區(qū)的單位供給量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2000, 2008 和2013 年, 整體上呈現(xiàn)自東南部向西北部遞減的趨勢。東南部單位供給量大部分在 0.9unit/grid 及以上, 西部和北部的單位供給量均小于0.9unit/grid, 部分地區(qū)的單位供給量在 0.6unit/grid左右, 甚至有少部分地區(qū)小于 0.5unit/grid。京津冀地區(qū) 2000—2013 年的生境維持服務(wù)供給量變化不大, 整體上呈現(xiàn)自北向南逐漸減少的趨勢, 北部多數(shù)地區(qū)的單位供給量大于 0.5unit/grid, 南部及東南部的單位供給量在 0.2~0.3unit/grid 之間, 極少數(shù)地區(qū)的單位供給量小于 0.1unit/grid。可以看出, 與原始時期相比, 2000, 2008 和 2013 年的供給量變化很大。這是因為北部地區(qū)以山區(qū)林地為主, 能夠更好地維持棲息地的質(zhì)量, 而南部和東南部地區(qū)受人類活動影響較大, 提供生境維持服務(wù)的能力比北部地區(qū)變化大。

2.2 生境維持服務(wù)需求量

圖 3(a)顯示京津冀地區(qū) 2000, 2008和2013年的開發(fā)建設(shè)需求量, 可以看出, 各行政區(qū)的開發(fā)建設(shè)需求量隨時間變化不大, 總體上呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢。其中, 開發(fā)建設(shè)需求量最多的是張家口市, 最少的是秦皇島市。張家口市(36793.9km2)與承德市(39491.5km2)的面積相近, 廊坊市(6415.29km2)與秦皇島市(7770.78km2)的面積也接近, 但張家口市和廊坊市的開發(fā)建設(shè)需求量卻分別是承德市和秦皇島市的兩倍。結(jié)合土地利用圖可知, 張家口市西北部地區(qū)耕地居多, 而承德市境內(nèi)分布著大片的森林和草地, 秦皇島市有 50%左右的地區(qū)分布著森林和草地, 而廊坊市境內(nèi)全是農(nóng)田和建筑用地。上述情況說明在城市發(fā)展過程中, 張家口市與廊坊市的開發(fā)建設(shè)活動較為頻繁, 導(dǎo)致境內(nèi)大片的林地轉(zhuǎn)化成耕地和建筑用地。

單位供給量從0~1代表生境維持服務(wù)的供給能力逐漸增強, 1表示供給的生境維持服務(wù)量最多, 0表示不供給生境維持服務(wù)

圖3 開發(fā)建設(shè)需求量(a)和行為輻射需求量(b)

分區(qū)統(tǒng)計京津冀各行政區(qū) 2000, 2008 和 2013年的行為輻射需求量, 結(jié)果如圖 3(b)所示。2000—2013 年, 京津冀大部分地區(qū)的行為輻射需求量呈下降趨勢。隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展, 城市開發(fā)力度不斷增大, 區(qū)內(nèi)建設(shè)面積增多, 而人工環(huán)境對威脅源的敏感性較小, 結(jié)合生境退化指數(shù)的計算公式(式(3))可知生境退化指數(shù)變小, 由式(4)可知生境退化指數(shù)與人為活動需求量成正比, 因此行為輻射需求量呈下降趨勢。北京市、天津市和廊坊市 2008 年的行為輻射需求量大于 2000 年, 主要原因是在此期間, 這3 個城市的對外需求量增長幅度較大, 導(dǎo)致行為輻射總需求量增加。

2.3 生境適宜性參數(shù)的敏感度分析

分別將京津冀地區(qū) 19 類土地類型的適宜性參數(shù)增減 10%, 計算敏感度 CS, 最終結(jié)果見表 4。京津冀地區(qū) 19 種土地類型的生物多樣性供給量敏感度均小于 1, 證明本文選擇的生境適宜性參數(shù)對供給量的計算結(jié)果影響較小, 即使某類土地的適宜性參數(shù)偏高或偏低, 也不會影響最終結(jié)果的可靠性。

3 討論

將各行政區(qū)的開發(fā)建設(shè)需求量與行為輻射需求量相加, 得到各地區(qū)的生境維持服務(wù)總需求量, 結(jié)合京津冀地區(qū)行政區(qū)劃圖得到圖 4。可以看出, 北部的承德市、張家口市和秦皇島市供給量明顯大于需求量, 東南部臨海平原的唐山市、天津市和滄州市等地區(qū)供給量小于需求量。該結(jié)果與張永芳等[44]對京津冀地區(qū)生態(tài)補償額度研究中各行政區(qū)的補償優(yōu)先級計算結(jié)果基本上一致, 也與京津冀地區(qū)各行政區(qū)的生態(tài)功能定位相符。

表4 生境維持服務(wù)供給量敏感度變化

圖4 京津冀地區(qū)生境維持服務(wù)供給量與需求量分布

由圖 4 可以看出, 京津冀地區(qū)東南部的天津、廊坊、滄州、衡水、邢臺和邯鄲 6 個城市的供給量遠(yuǎn)小于需求量, 甚至比北京市的供需差距大。該結(jié)果與公眾對京津冀地區(qū)的普遍認(rèn)知有偏差, 如果以本文的研究結(jié)果作為政策制定的依據(jù), 會增加政策推行的阻力。造成該結(jié)果的原因是京津冀東南部地區(qū)以平原地形為主, 耕地和建設(shè)用地面積較多, 而在本文假設(shè)的基準(zhǔn)中, 耕地和建設(shè)用地在原始狀態(tài)下均為林地, 導(dǎo)致東南部城市的開發(fā)建設(shè)需求量過高。本文選擇原始時期作為基準(zhǔn), 各行政區(qū)的需求量包含過多的歷史需求, 導(dǎo)致部分地區(qū)的生態(tài)責(zé)任過重。在今后的研究中, 可以考慮以其他時間點作為基準(zhǔn)年。如以 1980 年為基準(zhǔn), 計算各地區(qū)在改革開放后經(jīng)濟快速發(fā)展情況下的生境維持服務(wù)需求量, 或根據(jù)各地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展進度設(shè)置動態(tài)的基準(zhǔn)。

本研究提出的計算方法存在一些不足。第一,將受到人為活動影響的土地利用類型(如耕地、水庫和建設(shè)用地)均認(rèn)定為林地, 得到原始狀態(tài)的土地利用圖, 而京津冀地區(qū)部分建設(shè)用地和耕地在原始時期可能是濕地。為了確定原始狀態(tài)土地利用圖的處理方法對計算結(jié)果的影響, 我們對各類土地的生境適宜性參數(shù)做敏感度分析, CS 均小于1, 說明區(qū)分原始時期是林地還是濕地對最終結(jié)果的影響較小。第二, 在計算需求量時只考慮各地區(qū)的土地質(zhì)量退化, 未考慮貿(mào)易流動過程中轉(zhuǎn)移的生境維持服務(wù)。生物多樣性公約[45]強調(diào)可持續(xù)生產(chǎn)和消費的重要性, 指出目前生物多樣性的直接壓力主要來源于當(dāng)前的生產(chǎn)和消費模式。近年來, 研究貿(mào)易過程中隱含的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流動逐漸成為熱點[46-47]。我們在后續(xù)研究中將增加貿(mào)易流動這一因素, 計算各地區(qū)貿(mào)易過程中附加的生態(tài)價值轉(zhuǎn)移, 更好地限制各地區(qū)對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總需求, 提高資源的使用效率。

4 結(jié)論

本研究提出用生境適宜性來表征生境維持服務(wù)供給量, 用人類開發(fā)建設(shè)導(dǎo)致的生境占用以及人類行為輻射導(dǎo)致的生境質(zhì)量下降來表征生境維持服務(wù)需求量, 計算京津冀各行政區(qū) 2000, 2008 和 2013 年的生境維持服務(wù)供給量和需求量, 得到以下主要結(jié)論。

1)承德市和張家口市的供給量遠(yuǎn)大于需求量, 而京津冀東南部沿海城市的供給量小于需求量。該結(jié)果與京津冀各行政區(qū)的生態(tài)功能定位以及經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r基本上相符, 驗證了計算方法的合理性。

2)京津冀地區(qū) 2000—2013 年的生境維持服務(wù)供給量整體上呈現(xiàn)自北向南逐漸減少的趨勢, 張家口市和承德市的供給量遠(yuǎn)大于其他地區(qū)。

3)京津冀地區(qū) 2000—2013 年的開發(fā)建設(shè)需求量呈現(xiàn)增加的趨勢, 其中開發(fā)建設(shè)需求量最大的是張家口市, 最小的是秦皇島市。同時, 大多數(shù)行政區(qū)的行為輻射需求量呈現(xiàn)下降趨勢, 其中北京市的行為輻射需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他地區(qū)。

4)19 類土地的適宜性參數(shù)敏感度均小于 1, 表明適宜性參數(shù)對計算結(jié)果的影響較小。

本文提出的生境維持服務(wù)供給量和需求量表明計算方法可為衡量各行政區(qū)的生態(tài)權(quán)益和責(zé)任以及確定跨行政區(qū)的生境維持服務(wù)生態(tài)補償提供參考依據(jù)。本課題組將增加對其他地區(qū)的研究, 驗證本文計算方法的普適性, 為政策制定提供更可靠的依據(jù)。在未來的棲息地保護工作中, 可以以供給量和需求量為依據(jù), 落實生態(tài)權(quán)益和責(zé)任, 對凈供給量大的地區(qū)予以補償, 對凈需求量大的地區(qū)予以收費, 在一定程度上實現(xiàn)區(qū)際之間的生態(tài)公平。在以后的研究中, 可以通過未來情景模擬, 研究城市再擴張或氣候變化等情景下生境維持服務(wù)供給量和需求量的變化趨勢, 提前預(yù)知未來的棲息地狀況, 進而針對各地區(qū)的發(fā)展情況提出更有利的規(guī)劃方案。

[1] Daily G, Postel S, Bawa K, et al. Nature’s services: societal dependence on natural ecosystems. Washing-ton DC: Island Press, 1997

[2] Millennium Ecosystem Assesment. Ecosystems and human well-being: biodiversity synthesis. Washington DC: World Resources Institute, 2005

[3] 謝高地, 甄霖, 魯春霞, 等. 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給、消費和價值化. 資源科學(xué), 2008, 30(1): 93–99

[4] 白楊, 王敏, 李暉, 等. 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求的理論與管理方法. 生態(tài)學(xué)報, 2017, 37(17): 5846–5852

[5] 馬琳, 劉浩, 彭建, 等. 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給和需求研究進展. 地理學(xué)報, 2017, 72(7): 1277–1289

[6] 王大尚, 鄭華, 歐陽志云. 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給、消費與人類福祉的關(guān)系. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2013, 24(6): 1747–1753

[7] 肖玉, 謝高地, 魯春霞, 等. 基于供需關(guān)系的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間流動研究進展. 生態(tài)學(xué)報, 2016, 36 (10): 3096–3102

[8] 宋瀟, 伍盤龍, 王飛. 北京昌平農(nóng)業(yè)景觀傳粉服務(wù)供給和需求評估研究. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2018, 26(1): 16–26

[9] Song B, Zhang Y, Zhang L, et al. A top-down fra-mework for cross-regional payments for ecosystem services. Journal of Cleaner Production, 2018, 182: 238–245

[10] 張悅. 生態(tài)補償框架的構(gòu)建及其基于多主體的仿真研究[D]. 北京: 北京科技大學(xué), 2018

[11] Burkhard B, Kroll F, Müller F, et al. Landscapes’ capacities to provide ecosystem services — a concept for land-cover based assessments. Landscape Online, 2009, 15(1): 1–12

[12] Wu Xue, Liu Shiliang, Zhao Shuang, et al. Quantifi-cation and driving force analysis of ecosystem ser-vices supply, demand and balance in China. Science of the Total Environment, 2019, 652: 1375–1386

[13] 歐維新, 王宏寧, 陶宇. 基于土地利用與土地覆被的長三角生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需空間格局及熱點區(qū)變化. 生態(tài)學(xué)報, 2018, 38(17): 6337–6347

[14] 武愛彬, 趙艷霞, 沈會濤, 等. 京津冀區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需格局時空演變研究. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報, 2018, 34(11): 968–975

[15] 翟天林, 王靜, 金志豐, 等. 長江經(jīng)濟帶生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需格局變化與關(guān)聯(lián)性分析. 生態(tài)學(xué)報, 2019, 39(15): 5414–5424

[16] Pavan Sukhdev H W, Christoph Schr?ter-Schlaack, Carsten Nessh?ver. Mainstreaming the economics of nature: a synthesis of the approach, conclusions and recommendations of TEEB. New York: UNEP, 2010

[17] 謝高地, 魯春霞, 肖玉, 等. 青藏高原高寒草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估. 山地學(xué)報, 2003, 21(1): 50–55

[18] 張翼然, 周德民, 劉苗. 中國內(nèi)陸濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估——以 71 個濕地案例點為數(shù)據(jù)源. 生態(tài)學(xué)報, 2015, 35(13): 4279–4286

[19] 潘存遠(yuǎn), 吳紀(jì)華. 上海市居民對崇明東灘鳥類棲息地生境優(yōu)化支付意愿分析. 濕地科學(xué), 2019, 17(4): 463–469

[20] 康曉明, 崔麗娟, 李偉, 等. 基于 CVM 的吉林省濕地生物多樣性維持服務(wù)價值評價. 中國農(nóng)學(xué)通報, 2015, 31(6): 161–166

[21] 歐維新, 楊桂山, 朱紅云. 鹽城國家級珍禽保護區(qū)物種棲息地經(jīng)濟價值評估初探. 資源科學(xué), 2006, 28(2): 175–179

[22] 胥媛媛, 劉銅, 張文, 等. 寶興縣大熊貓棲息地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報, 2020, 26(6): 1–11

[23] 劉紀(jì)元. 中國資源環(huán)境遙感宏觀調(diào)查與動態(tài)研究. 北京: 中國科學(xué)技術(shù)出版社, 1996

[24] 史同廣, 鄭國強, 王智勇, 等. 中國土地適宜性評價研究進展. 地理科學(xué)進展, 2007, 26(2): 106–115

[25] 李美玲, 陳強強, 韓雷, 等. 新疆塔什庫爾干野生動物自然保護區(qū)馬可波羅盤羊生境適宜性評價. 生態(tài)學(xué)報, 2020, 40(11): 1–11

[26] 陳妍, 喬飛, 江磊. 基于 InVEST 模型的土地利用格局變化對區(qū)域尺度生境質(zhì)量的影響研究——以北京為例. 北京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2016, 52(3): 553–562

[27] Terrado M, Sabater S, Chaplin-Kramer B, et al. Model development for the assessment of terrestrial and aquatic habitat quality in conservation planning. Sci-ence of the Total Environment, 2016, 540: 63–70

[28] 鐘莉娜, 王軍. 基于 InVEST 模型評估土地整治對生境質(zhì)量的影響. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2017, 33(1): 250–255

[29] Nie Chong, Yang Jun, Huang Conghong. Assessing the habitat quality of aquatic environments in urban Beijing. Procedia Environmental Sciences, 2016, 36: 162–168

[30] Wu C F, Lin Y P, Chiang L C, et al. Assessing highway’s impacts on landscape patterns and ecosy-stem services: a case study in Puli Township, Taiwan. Landscape & Urban Planning, 2014, 128: 60–71

[31] Leh M D K, Matlock M D, Cummings E C, et al. Quantifying and mapping multiple ecosystem services change in West Africa. Agriculture Ecosystems & Environment, 2013, 165: 6–18

[32] 包玉斌, 劉康, 李婷, 等. 基于InVEST模型的土地利用變化對生境的影響——以陜西省黃河濕地自然保護區(qū)為例. 干旱區(qū)研究, 2015, 32(3): 622–629

[33] 謝高地. 城市生物多樣性保護與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給. 環(huán)境保護, 2015, 43(5): 25–28

[34] Tolessa T, Senbeta F, Kidane M. Landscape compo-sition and configuration in the central highlands of Ethiopia. Ecology and Evolution, 2016, 6(20): 7409–7421

[35] Tolessa T, Senbeta F, Kidane M. The impact of land use/land cover change on ecosystem services in the central highlands of Ethiopia. Ecosystem Services, 2017, 23: 47–54

[36] Song W, Deng X. Land-use/land-cover change and ecosystem service provision in China. Science of the Total Environment, 2017, 576: 705–719

[37] 張連偉. 中國古代森林變遷史研究綜述. 農(nóng)業(yè)考古, 2012(3): 208–218

[38] 于希賢. 北京市歷史自然環(huán)境變遷的初步研究. 中國歷史地理論叢, 1995(1): 45–58

[39] 王九齡. 北京地區(qū)歷史時期的森林. 農(nóng)業(yè)考古, 1983(2): 34–42

[40] Sharp R, Tallis H T, Ricketts T, et al. InVEST 3.2.0 user’s guide [EB/OL]. (2015) [2019–02–25]. https:// storage.googleapis.com/releases.naturalcapitalproject.org/invest-userguide/latest/habitat_quality.html

[41] Bagstad K J, Semmens D J, Winthrop R. Comparing approaches to spatially explicit ecosystem service modeling: a case study from the San Pedro River, Arizona. Ecosystem Services, 2013, 5: 40–50

[42] 張嬌, 廖鐵軍, 黃俊龍, 等. 萬州區(qū)生境質(zhì)量研究. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué), 2017(1): 45–50

[43] Arunyawat S, Shrestha R P. Assessing land use chan-ge and its impact on ecosystem services in Northern Thailand. Sustainability, 2016, 8: 768

[44] 張永芳, 劉彬, 郭鶴男. 京津冀地區(qū)生態(tài)補償額度研究. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2018, 46(24): 188–190

[45] Secretariat of the Convention on Biological Diversity. Global Biodiversity Outlook. 4th ed. Montreal: Con-vention on Biological Diversity, 2014

[46] Marques A, Verones F, Kok M T J, et al. How to quantify biodiversity footprints of consumption? A review of multi-regional input–output analysis and life cycle assessment. Current Opinion in Environ-mental Sustainability, 2017, 29: 75–81

[47] Marquardt S G, Guindon M, Wilting H C, et al. Consumption-based biodiversity footprints — Do different indicators yield different results?. Ecological Indicators, 2019, 103: 461–470

Research on Supply and Demand of Habitat Maintenance Services:A Case Study of Beijing-Tianjin-Hebei Region

WANG Yalin, NIU Mingshuang, SONG Bo?

Department of Environmental Science and Engineering, School of Energy and Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083; ? Corresponding author, E-mail: Songbo@pku.edu.cn

In order to measure the rights and responsibilities of maintaining services in the habitat between the administrative regions of the Beijing-Tianjin-Hebei region, this study characterized the supply by habitat suitability, and characterized the demand by habitat occupancy and habitat quality decline caused by human development and activities. Based on the characterization method, this study calculated the supply and demand of habitat maintenance services in the Beijing-Tianjin-Hebei region in 2000, 2008, and 2013.The results showed that the overall supply of habitat maintenance services in the Beijing-Tianjin-Hebei region gradually decreased from north to south.From 2000 to 2013, the demand for development and construction in the Beijing-Tianjin-Hebei region showed an increasing trend, while the demand for behavioral radiation showed a downward trend. The supply in Chengde and Zhangjiakou was much greater than the demand, while the supply in the southeast coastal cities of Beijing-Tianjin-Hebei was less than the demand. The above results are basically consistent with the ecological function positioning and economic development status of each administrative region in the Beijing-Tianjin-Hebei region, which verifies the rationlity of the calculation method.

habitat maintenance services; supply of habitat maintenance services; demand of habitat maintenance services; Beijing-Tianjin-Hebei region

10.13209/j.0479-8023.2020.123

國家自然科學(xué)基金(71173013)和國家基金委公派訪問學(xué)者項目(201506465029)資助

2020–01–23;

2020–09–30