混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究進(jìn)展

熊康寧, 肖 杰, 朱大運(yùn)

貴州師范大學(xué)喀斯特研究院,國家喀斯特石漠化防治工程技術(shù)研究中心, 貴陽 550001

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是人類和其他生物物種從生態(tài)系統(tǒng)功能中獲得的各種惠宜[1—2],是將生態(tài)系統(tǒng)與人類社會建立起密切聯(lián)系的橋梁。雖然石漠化演變總體呈“持續(xù)凈減幅”的趨勢,中國西南喀斯特石漠化防治任務(wù),正步入生態(tài)治理衍生產(chǎn)業(yè)發(fā)展與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提升有機(jī)融合的新階段[3—4],但石漠化、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能恢復(fù)滯后,嚴(yán)重制約喀斯特地區(qū)區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的局面仍存,成為推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)[5—6],勢必會影響鄉(xiāng)村振興的整體成效的呈現(xiàn)。因此,振興生態(tài)治理衍生產(chǎn)業(yè)以鞏固石漠化治理成果,促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提升以改善民生福祉,既是解決產(chǎn)業(yè)振興面臨資源環(huán)境壓力的重要途徑,也是保障生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與區(qū)域生態(tài)安全的必然選擇。

生態(tài)產(chǎn)業(yè)化是將同一地域空間的生態(tài)優(yōu)勢培育并轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)勢資源的載體[7],在喀斯特地區(qū)發(fā)展生態(tài)產(chǎn)業(yè)防治石漠化既減輕人類活動過載對其脆弱環(huán)境資源的嚴(yán)重內(nèi)耗,又使其自身不斷循環(huán)增值,形成了支持人類福祉和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生態(tài)資產(chǎn)存量(自然資本)和流量(生態(tài)系統(tǒng)服務(wù))[8]。以水土綜合整治為核心的石漠化混農(nóng)林治理模式已發(fā)展為林-果、林-藥及林-草等混農(nóng)林生態(tài)治理衍生產(chǎn)業(yè),是喀斯特地區(qū)石漠化防治科技扶貧產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式之一,其在調(diào)和人地矛盾的方式上正發(fā)揮著生態(tài)與社會經(jīng)濟(jì)效益時空雙贏作用[9—10],實(shí)質(zhì)是混農(nóng)林自身功能促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量整體改善和生態(tài)產(chǎn)品供給能力增強(qiáng)的體現(xiàn)。

經(jīng)過多年的治理效益表明,在以貴州高原為中心的中國西南喀斯特地區(qū)發(fā)展混農(nóng)林,不僅能夠發(fā)揮混農(nóng)林與水土保持措施耦合的生態(tài)效益最大化[11],還具有控制水土流失、提高石漠化土地生產(chǎn)力和保護(hù)土壤動物多樣性的積極作用[12—13],凸顯了混農(nóng)林是治理石漠化的有效措施之一。由于當(dāng)前喀斯特地區(qū)混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究未能窺破其內(nèi)在發(fā)展機(jī)理和機(jī)制,所探析的混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)較為單一(如水土保持、生產(chǎn)應(yīng)用和土地退化恢復(fù)等),往往滯后于區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提升甚至成為人地關(guān)系協(xié)調(diào)發(fā)展的掣肘。新形勢下如何提升喀斯特石漠化治理的可持續(xù)性和區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平已迫在眉睫。因而以混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提升為目標(biāo)振興喀斯特地區(qū)混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)的探索和實(shí)踐,則是鞏固石漠化治理成果、保障服務(wù)供需流動暢通、增進(jìn)本地民生福祉的關(guān)鍵行動。有鑒于此,本文述評了國內(nèi)外混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究進(jìn)展,總結(jié)了混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究特征,探討了混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與振興產(chǎn)業(yè)的內(nèi)在關(guān)系,以期對喀斯特地區(qū)混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)振興提供相應(yīng)的啟示,進(jìn)而為鞏固中國西南生態(tài)安全屏障,提升區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平和能力,保障石漠化防治與扶貧開發(fā)成效和促進(jìn)區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

1 混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究進(jìn)展

混農(nóng)林亦稱農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營,指的是基于同一土地單元,通過人為地將木本植物、作物與畜禽養(yǎng)殖等多種組分結(jié)合而成的土地可持續(xù)性利用系統(tǒng)[14—16]。與常規(guī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)表現(xiàn)不同,混農(nóng)林業(yè)最突出的特征是以多年生木本植物為基礎(chǔ),在景觀上呈現(xiàn)多組分、多層次、多時序的物種共棲復(fù)合農(nóng)林生產(chǎn)系統(tǒng)。實(shí)質(zhì)上是不同物種之間依據(jù)生態(tài)學(xué)原理中互利共生性原則,對土地單元進(jìn)行綜合和可持續(xù)利用,既提升了生物多樣性保護(hù)水平,又促進(jìn)了生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益的共贏[17—19]。從而使混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)在參與減緩氣候變化、消除饑餓和貧窮、改善鄉(xiāng)村居民生計(jì)、保障生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展上具有廣闊的遠(yuǎn)景。

以Daily、Costanza和千年生態(tài)系統(tǒng)評估(Millennium Ecosystem Assessment, MEA)所掀起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究熱潮仍未減退[1,20—21],尤其是近年混農(nóng)林和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)關(guān)系的研究表明,隨著混農(nóng)林土地利用方式的發(fā)展增加了退化土地中的生物多樣性,提升了生態(tài)系統(tǒng)屬性并最終保障多樣化的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)持續(xù)供給(圖1)[22—23]。這是由于混農(nóng)林憑借自身突出的多物種互利共生原則和多層次復(fù)合體促進(jìn)并保護(hù)了生物多樣性[24],進(jìn)而在此基礎(chǔ)上形成了生物與環(huán)境錯綜復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與過程,在這結(jié)構(gòu)與過程相互作用中又通過物質(zhì)和能量驅(qū)動形成復(fù)雜的作用機(jī)制調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)功能,并進(jìn)一步根據(jù)價(jià)值導(dǎo)向,為人類和其他生物物種提供服務(wù)(圖2)。因此,混農(nóng)林獨(dú)特的資源稟賦及其提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)成為全球不同地區(qū)生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、農(nóng)林科學(xué)領(lǐng)域?qū)W者以及相關(guān)管理者所關(guān)注的對象,概括當(dāng)前混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)進(jìn)展有助于提供思路啟迪振興喀斯特地區(qū)混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)。

圖1 混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)示意圖Fig.1 Schematic diagram of agroforestry ecosystem services

圖2 混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)級聯(lián)示意圖Fig.2 Schematic diagram of agroforestry ecosystem services cascade

圖3 混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究階段分布Fig.3 The research stage distribution of agroforestry ecosystem services

本文通過中國知網(wǎng)(CNKI)、Web of Science和Scopus等文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫,以“混農(nóng)林/Agroforestry”和“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)/Ecosystem services”為檢索詞,對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)興起時期以來(1999—2021年)涉及混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)研究進(jìn)行檢索,并按不同年份出現(xiàn)的研究主題劃分研究階段,即隨著時間的增長,研究內(nèi)容逐漸多元,可劃分為萌芽和多元化兩個階段進(jìn)行表征(圖3)。

1.1 萌芽階段

萌芽階段的研究主要以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估為主,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類定性描述為輔。在價(jià)值評估方面,戚英等以價(jià)值量方法從混農(nóng)林產(chǎn)品供給服務(wù)、涵養(yǎng)水源、水土保持、環(huán)境凈化等調(diào)節(jié)服務(wù)進(jìn)行量化[25],曹建華等在此基礎(chǔ)上增設(shè)了影子工程法、替代成本法、機(jī)會成本法對混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估[26],這些研究看似提供多種路徑便于各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間比較,但是在價(jià)值評估過程中往往從研究者主觀性選擇出發(fā),使結(jié)果具有不確定性和非動態(tài)性?；诖?Alavalapati等從“溢出效應(yīng)”這一不同視角提出假設(shè)并采取陳述偏好法,探索了采取混農(nóng)林土地利用方式時當(dāng)?shù)鼐用駥ο嚓P(guān)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的支付意愿[27],進(jìn)一步從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)付費(fèi)角度上推進(jìn)了價(jià)值評估的研究。

在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類描述方面,Jose、Sileshi等均認(rèn)為混農(nóng)林除了減輕貧困之外,還為當(dāng)?shù)靥峁┕┙o、調(diào)節(jié)、文化和支撐等許多生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[28—29],這些學(xué)者采取的服務(wù)分類體系是基于de Groot等與MEA分類體系的研究基礎(chǔ)上,雖然闡述了混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類別對人類社會福祉作用,但由于缺乏明晰中間過程、最終服務(wù)和收益等問題,易導(dǎo)致在分類體系應(yīng)用中對服務(wù)價(jià)值評估存在重復(fù)計(jì)算[30]。從根本上而言,盡管較少考慮人類管理決策、缺乏明晰易懂可執(zhí)行的分類體系,為混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類體系邁向決策化、便捷化的發(fā)展構(gòu)成限制,但早期對服務(wù)分類的研究揭示了混農(nóng)林業(yè)自身提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的優(yōu)勢和潛力,對于促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。為此,Sharma等以尼泊爾榿木與香豆蔻混農(nóng)林在喜馬拉雅山區(qū)促進(jìn)鄉(xiāng)村減貧和管理山區(qū)生態(tài)保護(hù)的實(shí)例較好地印證了這一點(diǎn)[31]。

通過分析萌芽階段的進(jìn)展發(fā)現(xiàn),在充分認(rèn)知混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之前,人類社會對混農(nóng)林提供的服務(wù)類別的認(rèn)識還很局限。為探索這些模糊的認(rèn)知,上述學(xué)者的研究經(jīng)歷了從定性描述到定量分析的過程,即假以已有服務(wù)分類體系對混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類別進(jìn)行認(rèn)知,同時還受生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)觀點(diǎn)影響并對服務(wù)產(chǎn)品進(jìn)行價(jià)值量化。從側(cè)面反映了對混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類別認(rèn)知及其潛在服務(wù)能力評估是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的前提和基礎(chǔ)[32]。但在喀斯特地區(qū)目前針對混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類體系構(gòu)建尚未引起深入探討和完善。

1.2 多元化階段

自從2009年全球第二屆混農(nóng)林業(yè)大會召開以來,混農(nóng)林自身生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的潛在作用備受關(guān)注,受制于人口增長、糧食需求、生物多樣性保護(hù)以及多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)維持的多方矛盾,混農(nóng)林能否充分且有效地發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)成為多元化階段值得思考的問題。多元化階段的研究主要圍繞混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡協(xié)同、鄉(xiāng)村居民對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的感知、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指標(biāo)選擇創(chuàng)新、生態(tài)資產(chǎn)核算等主題展開。這體現(xiàn)了在全球變化和可持續(xù)發(fā)展政策宏觀背景下,圍繞混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化與人類福祉、可持續(xù)性的互動機(jī)制朝多元化和縱深化的趨勢發(fā)展,為相關(guān)區(qū)域決策支持與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)優(yōu)化提供了支撐依據(jù)。

在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡協(xié)同關(guān)系方面,有關(guān)學(xué)者通過當(dāng)?shù)鼗燹r(nóng)林產(chǎn)業(yè)探討了產(chǎn)量供給和調(diào)節(jié)服務(wù)簇之間權(quán)衡關(guān)系,提出了當(dāng)?shù)剞r(nóng)林耕作管理方式與生態(tài)系統(tǒng)相協(xié)調(diào)的途徑[33—34]。這些研究是基于混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-過程-服務(wù)變化的相互機(jī)制,進(jìn)行遴選與優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型并做出合理決策。相較于前幾位學(xué)者的研究[33—34],Allinne等則是建立生產(chǎn)-生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)概念模型探討了咖啡混農(nóng)林病蟲害防控及其他調(diào)節(jié)服務(wù)與產(chǎn)量供給服務(wù)的權(quán)衡[35],該研究深刻理解了驅(qū)動因子-生態(tài)過程-服務(wù)供給三者之間的關(guān)系,為探索驅(qū)動因子觸發(fā)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間非線性動力特征提供了實(shí)證。從而為探索促進(jìn)混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)、社會經(jīng)濟(jì)與人類福祉協(xié)調(diào)發(fā)展提供適宜途徑。

在鄉(xiāng)村居民對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)感知方面,混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)中鄉(xiāng)村居民作為其主要的生產(chǎn)活動主體,對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的感知關(guān)系著生產(chǎn)者自身生態(tài)行為與社會經(jīng)濟(jì)活動行為的變化,從而影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給[36]。Cerdán、Wagner等通過混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)中鄉(xiāng)村居民對混農(nóng)林提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的認(rèn)知進(jìn)行調(diào)研[37—38],大多數(shù)鄉(xiāng)村居民與當(dāng)?shù)丶夹g(shù)人員往往以保證咖啡產(chǎn)量而做出一定的生態(tài)管理措施,并在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)感知上出現(xiàn)不同服務(wù)的選擇性偏好認(rèn)知。因此可將鄉(xiāng)村居民與專家的知識框架相輔相成,以保障混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給。而從事混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)鄉(xiāng)村女性居民經(jīng)濟(jì)地位變化受生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)付費(fèi)影響的假設(shè),在Benjamin等的研究中得以證實(shí)[39],使當(dāng)?shù)夭扇〉纳鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)補(bǔ)償進(jìn)一步促進(jìn)了性別平等和保障了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給。但從另一面看,社會經(jīng)濟(jì)活動行為能否驅(qū)使從事混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)群體生態(tài)行為發(fā)生變更,對平穩(wěn)保障混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的持續(xù)供給和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

靈山島尖九年一貫制學(xué)校項(xiàng)目選址于廣州市南沙新區(qū)明珠灣區(qū)起步區(qū)，總用地面積70896m2，總建筑面積73581m2，總班數(shù)72班。項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容包括：教學(xué)樓、行政管理用房、生活服務(wù)用房、圖書館、體育館、報(bào)告廳及其他配套輔助用房等功能，并配套運(yùn)動場地、道路廣場以及綠地等室外工程等。本項(xiàng)目為EPC項(xiàng)目。

在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指標(biāo)選擇創(chuàng)新方面,有關(guān)學(xué)者是基于產(chǎn)量供給服務(wù)維持的目的而擴(kuò)展新指標(biāo)認(rèn)知其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。如螞蟻生物群落在中介調(diào)節(jié)服務(wù)中對可可豆混農(nóng)林系統(tǒng)供給服務(wù)形成干擾[40]；葉面積指數(shù)在混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的應(yīng)用[41]。而有關(guān)學(xué)者則開發(fā)了一種多群體定制混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估工具,將多個實(shí)測數(shù)據(jù)整合為鄉(xiāng)村居民提供土地利用方式與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的決策比較[42]。這些研究相較于萌芽階段,更多的是關(guān)注如何立足于混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)實(shí)際并開發(fā)新指標(biāo)、新方法以全面客觀評估混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),經(jīng)歷了由體系指導(dǎo)向自主抉擇的深化認(rèn)知轉(zhuǎn)變。

在生態(tài)資產(chǎn)核算方面,相關(guān)研究針對混農(nóng)林生態(tài)資產(chǎn)應(yīng)用目的上主要有提供土地管理決策的支持、完善國民核算體系(SNA)計(jì)算中間服務(wù)的缺陷、生態(tài)資產(chǎn)存量與流量帳戶可持續(xù)性量化等若干方面[43—45],這些研究共同基于環(huán)境經(jīng)濟(jì)綜合核算體系(SEEA)和歐洲環(huán)境經(jīng)濟(jì)信息采集系統(tǒng)(SERIEE)核算體系的基礎(chǔ)上,依據(jù)大量物理數(shù)據(jù)新開發(fā)的一個混農(nóng)林核算體系[46],表征了混農(nóng)林的自然資源使用和管理以及生態(tài)資產(chǎn)幣值化流通情況。實(shí)質(zhì)上是生態(tài)資產(chǎn)核算管理連接社會經(jīng)濟(jì)管理,對混農(nóng)林中不同生態(tài)資產(chǎn)進(jìn)行管理提升使用效益以服務(wù)人類福祉的多個相關(guān)利益。

綜合而言,立足人地系統(tǒng)耦合的視角,為了能夠使混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)有益于喀斯特地區(qū)產(chǎn)業(yè)振興與人類福祉的可持續(xù)發(fā)展。本文認(rèn)為應(yīng)把握混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)格局、過程、服務(wù)和福祉之間的級聯(lián)規(guī)律,全面考慮混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化對喀斯特生態(tài)環(huán)境效應(yīng),尤其是混農(nóng)林參與石漠化治理及其提供的服務(wù),對其構(gòu)建典型喀斯特生態(tài)脆弱區(qū)混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類體系,量化多尺度下混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的評估、權(quán)衡協(xié)同及影響因素分析、供需分析、情景預(yù)測與優(yōu)化調(diào)控等內(nèi)容,協(xié)調(diào)不同尺度上服務(wù)供給以滿足不同利益群體參與振興混農(nóng)林生態(tài)產(chǎn)業(yè)的需求,并推動喀斯特地區(qū)混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

2 混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究特征

通過已檢索獲取的文獻(xiàn),按照每篇文獻(xiàn)所界定的研究區(qū)域空間尺度進(jìn)行篇數(shù)統(tǒng)計(jì),統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)聚焦于大區(qū)(7篇)、地區(qū)(25篇)和田間(18篇)3個非地帶性的空間尺度,其中這些尺度并非表征絕對大小關(guān)系,僅作為揭示混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在不同空間尺度下解決不同問題需求的思路和方法,并篩選代表性文獻(xiàn)按照研究尺度、研究區(qū)域、研究對象、研究目標(biāo)、指標(biāo)選取和評估方式進(jìn)行歸納總結(jié)(表1)。

表1 混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究特征

2.1 大區(qū)尺度

在歐洲,Torralba等采用Meta分析方法研究混農(nóng)林對生物多樣性保護(hù)及其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響,發(fā)現(xiàn)混農(nóng)林在水土保持、養(yǎng)分循環(huán)和生物多樣性保護(hù)等方面顯著提升了自身生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平[47]。同樣Fagerholm等以Meta方法探討了混農(nóng)林在歐洲區(qū)域提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的演變,識別混農(nóng)林不同的供應(yīng)、支撐和調(diào)控服務(wù),尤其是水土保持、養(yǎng)分循環(huán)和生物多樣性保護(hù)等調(diào)節(jié)服務(wù)較為突出[48]。由此發(fā)現(xiàn),在大區(qū)研究尺度上,混農(nóng)林提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究偏向基于Meta分析的方法為主,旨在通過研究個體樣本綜合分析其對混農(nóng)林所提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)認(rèn)知和評價(jià),為促進(jìn)混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)發(fā)展和鄉(xiāng)村規(guī)劃提供客觀地決策依據(jù)。與上述兩者的方法相似,Kuyah等發(fā)現(xiàn)混農(nóng)林業(yè)不僅增加了南非的作物產(chǎn)量,還增強(qiáng)了水土保持、養(yǎng)分循環(huán)和生物多樣性保護(hù)等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),同時還發(fā)現(xiàn)非洲大陸的土壤有效磷與土壤水分之間存在權(quán)衡關(guān)系,因而提出了合理間作的距離、樹種配置和樹冠修剪等方案建議[49]。

2.2 地區(qū)尺度

混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究在不同地區(qū)之間各自形成的混農(nóng)林系統(tǒng)也取得一些成果。Wegari通過埃塞俄比亞東南部上下游區(qū)域混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估以及農(nóng)戶對混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的認(rèn)知,為土地利用變化和保護(hù)政策的提供決策[50]；同樣,在埃塞俄比亞北部地區(qū)Haile等以問卷調(diào)查和訪談對當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村居民是否采取混農(nóng)林種植意愿對其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的支付意愿進(jìn)行了探討[51]。雖然該方法在當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村居民種植意愿及其為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的支付意愿上邏輯簡單,但評估目的明確且實(shí)用性較強(qiáng)。Kay等在歐洲的瑞士西北部分別劃定櫻桃園混農(nóng)林系統(tǒng)和農(nóng)用地,作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估的實(shí)驗(yàn)樣地和對照樣地[52],選定了水質(zhì)凈化、水土保持、固碳等主要的調(diào)節(jié)服務(wù)指標(biāo),表明瑞士西北部櫻桃園混農(nóng)林系統(tǒng)在調(diào)節(jié)服務(wù)具有顯著性的作用,并以空間繪圖方法直觀展現(xiàn),提供了呈現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估結(jié)果和決策支撐的新視角。

2.3 田間尺度

2.4 研究特征

在研究目標(biāo)方面,表1中不同研究尺度的著眼點(diǎn)也不盡相同,即大區(qū)尺度僅關(guān)注混農(nóng)林對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的貢獻(xiàn)和影響；地區(qū)尺度則關(guān)注區(qū)域土地利用比較和鄉(xiāng)村居民群體參與意愿；而田間尺度則是探究混農(nóng)林不同生產(chǎn)方式對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇之間權(quán)衡協(xié)同關(guān)系響應(yīng)為主。這表明近年來在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究范式影響下,研究目標(biāo)從大空間尺度到田間尺度也隨研究進(jìn)展的推進(jìn)逐步多元化、縱深化。研究對象的選擇則取決于研究目標(biāo),并且多數(shù)研究的對象是區(qū)域代表性混農(nóng)林系統(tǒng)(如歐洲地中海林-牧混農(nóng)林系統(tǒng)、熱帶咖啡、可可混農(nóng)林系統(tǒng))、林-牧、林-糧、果-糧以及林-糧-牧等混農(nóng)林系統(tǒng)及產(chǎn)業(yè)。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為連通混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)研究目標(biāo)和研究對象中的橋梁,在研究中被提及的頻次和指標(biāo)與研究目標(biāo)呈現(xiàn)較高的相關(guān)性,并逐漸形成以供給服務(wù)與調(diào)節(jié)服務(wù)為核心的趨勢。

在研究指標(biāo)選擇和評估方式方面,當(dāng)采取Meta分析時,多數(shù)研究以基于大空間區(qū)域尺度對已有研究成果進(jìn)行數(shù)據(jù)庫構(gòu)建；而當(dāng)采取樣地監(jiān)測和調(diào)查訪談法時,多數(shù)研究則依據(jù)實(shí)地查勘取樣和訪談?wù){(diào)研。這些方法主要通過MEA和CICES進(jìn)行分類,再次劃分混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給、調(diào)節(jié)和支撐服務(wù),設(shè)立了作物生產(chǎn)量、水土保持、養(yǎng)分循環(huán)、生物多樣性保護(hù)及固碳釋氧等指標(biāo)。所選指標(biāo)表明是依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類的共性指標(biāo),并隨研究尺度的增大而采取易量化的指標(biāo)為主。在評估方式中,由于混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在不同尺度產(chǎn)生的復(fù)雜性,評估模型主要以綜合評價(jià)為主。對于Meta分析具體可操作性的主要有響應(yīng)比和響應(yīng)比指數(shù),以表示量化混農(nóng)林業(yè)對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生的兩種不同效應(yīng)大小和影響。還對不同效應(yīng)之間大小和影響進(jìn)行檢驗(yàn)和評估。而實(shí)地采樣監(jiān)測和調(diào)查訪談,通過指標(biāo)獲取數(shù)據(jù)對混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行獨(dú)立評估和綜合評估,主要運(yùn)用的統(tǒng)計(jì)方法以指數(shù)累加型方法、空間制圖表達(dá)為主,以方差分析、假設(shè)性檢驗(yàn)、主成分分析等方法應(yīng)用為輔,甚至還出現(xiàn)研究方法和手段多樣化集成以探究混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。

圖4 混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方法論技術(shù)路線Fig.4 Technical route of agroforestry ecosystem service research characteristics

綜上,明確研究目標(biāo)對研究對象具有決定作用,而研究指標(biāo)和方法表明研究路徑的多樣化可合理性論證混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。因此,研究特征基本遵循了“確立研究目標(biāo)-明確研究對象-選取研究指標(biāo)與評估方式-輸出研究結(jié)果”的技術(shù)路線(圖3)。盡管在研究目標(biāo)、研究對象和評估方式上具有差異性,而各個空間尺度在技術(shù)路線上具有趨同性。不同空間尺度的研究目標(biāo)和對象多強(qiáng)調(diào)混農(nóng)林業(yè)所提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),而非單一地將混農(nóng)林視為農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營的生產(chǎn)資料。從大區(qū)尺度到田間尺度的研究上,還呈現(xiàn)出不同利益相關(guān)群體對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重視程度的差異以及管理策略的權(quán)衡。這與已有的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)種類多樣性、不均衡性和人類價(jià)值取向基本一致[58]。因此,在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究范式影響下,混農(nóng)林研究方法選取指標(biāo)不僅多數(shù)涵蓋了反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的指標(biāo),還表現(xiàn)出技術(shù)路線在各個尺度上的通用性。

3 產(chǎn)業(yè)振興與混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的內(nèi)在關(guān)系

產(chǎn)業(yè)振興與混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分別作為響應(yīng)中國鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和《全國重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程總體規(guī)劃(2021—2035年)》(以下簡稱規(guī)劃)的具體行動,在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)具有內(nèi)在一致性?；燹r(nóng)林產(chǎn)業(yè)振興亦指通過已有混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)上進(jìn)行振興,以產(chǎn)業(yè)帶動幫助當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村地區(qū)和居民實(shí)現(xiàn)共同富裕目標(biāo)；混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)則是在不損害生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和完整性前提下,為當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村居民生存發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的物質(zhì)和服務(wù)產(chǎn)品為目標(biāo)。前者是鞏固脫貧攻堅(jiān)成效和注重維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和完整性,而后者是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)振興走生態(tài)優(yōu)先、綠色高質(zhì)量發(fā)展之路。對于政府決策群體、鄉(xiāng)村居民群體而言,提升混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)則是近期目標(biāo),以近期目標(biāo)高質(zhì)量發(fā)展帶動振興混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)則是遠(yuǎn)景目標(biāo),表現(xiàn)出兩者目標(biāo)上的協(xié)同一致的內(nèi)在關(guān)系。

混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)振興奠定基礎(chǔ)。規(guī)劃指出應(yīng)統(tǒng)籌山水林田湖草一體化保護(hù)和修復(fù),從自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的整體改善和生態(tài)產(chǎn)品供給能力這兩個重要目標(biāo)著力推進(jìn)。而混農(nóng)林作為一種土地利用方式,不僅在有限空間發(fā)展植被立體高效配置,還以自身的土地系統(tǒng)作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的載體,為促進(jìn)混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)走生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展之路埋下伏筆。當(dāng)下,喀斯特地區(qū)混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在人類價(jià)值導(dǎo)向下存在選擇性偏好,過于側(cè)重調(diào)節(jié)服務(wù),而忽視與供給服務(wù)和文化服務(wù)的重視程度,將導(dǎo)致人地矛盾關(guān)系更加激化以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與需求更加差異、進(jìn)而促使石漠化治理與產(chǎn)業(yè)發(fā)展有機(jī)耦合質(zhì)量下降。因此,著手生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是揭示生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)、恢復(fù)與重建機(jī)理的關(guān)鍵[59],也是延續(xù)混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)鏈長效發(fā)展的需要。

混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)振興可鞏固和提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平質(zhì)量?；燹r(nóng)林產(chǎn)業(yè)振興既要走環(huán)保、綠色和可持續(xù)的高質(zhì)量發(fā)展路徑,又要發(fā)揮好混農(nóng)林整體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)稟賦優(yōu)勢。如何防止混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)退化和服務(wù)下降,鞏固混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平已成為亟待解決的關(guān)鍵問題。當(dāng)前混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)林分結(jié)構(gòu)單一、種間關(guān)系和產(chǎn)業(yè)脫節(jié)等問題[60—62],為加劇喀斯特生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、石漠化治理成效穩(wěn)定性帶來風(fēng)險(xiǎn)。而通過混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)振興喀斯特地區(qū)混農(nóng)林產(chǎn)業(yè),破除上述風(fēng)險(xiǎn)問題和推進(jìn)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級具有確保生態(tài)恢復(fù)的長期穩(wěn)定性,本質(zhì)是以混農(nóng)林自身特點(diǎn)發(fā)揮生態(tài)農(nóng)業(yè)高效性的優(yōu)勢,全面組織并盤活混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各種資源的組配效應(yīng),實(shí)現(xiàn)能量和物質(zhì)循環(huán)多級且高效的利用,為鞏固喀斯特地區(qū)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展并提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量提供了可能性。

4 混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對喀斯特地區(qū)產(chǎn)業(yè)振興的啟示

與全球其他混農(nóng)林發(fā)展區(qū)域不同,喀斯特地區(qū)其水文系統(tǒng)的內(nèi)在特性和生態(tài)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)-功能-生境框架的外在表現(xiàn)充斥著脆弱性[63-64],實(shí)質(zhì)上是對外界干擾敏感性和適應(yīng)性的缺乏[65]。在這樣的脆弱生態(tài)系統(tǒng)本底特征上,人類不合理的活動加劇原本脆弱的生態(tài)系統(tǒng)格局和功能進(jìn)一步退化、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)及其石漠化蔓延等生態(tài)問題[66]。基于此,喀斯特地區(qū)因地制宜發(fā)展以混農(nóng)林復(fù)合種植生態(tài)型山地農(nóng)業(yè)為主的呼聲日益高漲[67—68],已取得了眾多學(xué)者的相繼支持和采用[69—72],這一共識暗含了喀斯特地區(qū)山地農(nóng)業(yè)在可持續(xù)性發(fā)展驅(qū)動下,不斷解構(gòu)并圍繞治理區(qū)域生態(tài)、社會和經(jīng)濟(jì)進(jìn)行因地制宜空間重組的客觀規(guī)律[73]?？梢?通過在喀斯特地區(qū)推動混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)振興得以防治石漠化和保護(hù)生物多樣性,還改變當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)得以促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提升,并促使當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村振興和生態(tài)文明建設(shè)得以長效維持。為了能夠振興具有發(fā)展?jié)摿Φ幕燹r(nóng)林產(chǎn)業(yè),并促進(jìn)當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村振興和生態(tài)文明建設(shè)得以長效維持,根據(jù)上述各個章節(jié)的分析主要有以下幾點(diǎn)啟示:

(1)充分認(rèn)識生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是振興喀斯特地區(qū)混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)的必要前提

盡管喀斯特地區(qū)在生態(tài)修復(fù)變綠貢獻(xiàn)、石漠化面積“凈減幅”等取得成效[5,74—75],但生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的提升亟需具體路徑。相關(guān)研究基于喀斯特地貌特征、生態(tài)移民、土地利用變化等自然和社會經(jīng)濟(jì)因素,圍繞喀斯特地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提升進(jìn)行了前期探索[76—78],表明人類活動通過不同土地利用類型加以影響,引起生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)供給差異是喀斯特地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間權(quán)衡的主要因素。振興生態(tài)治理衍生產(chǎn)業(yè)既調(diào)節(jié)上述生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間權(quán)衡關(guān)系,又推進(jìn)石漠化治理有的放矢,促使石漠化治理任務(wù)向生態(tài)產(chǎn)業(yè)振興與區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提升融合階段的轉(zhuǎn)變,而混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)振興則是響應(yīng)“轉(zhuǎn)變”的具體行動。如本文所述,混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在助推產(chǎn)業(yè)振興上,既鞏固混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和生態(tài)產(chǎn)品供給能力,又為區(qū)域發(fā)展和人類福祉提供優(yōu)質(zhì)物質(zhì)和服務(wù)產(chǎn)品。因此,振興混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)主體內(nèi)容應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在幾個方面,首先,探析混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)格局、過程、服務(wù)和福祉的級聯(lián)機(jī)理；再次,盤點(diǎn)混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)資產(chǎn)存量,以生態(tài)資產(chǎn)核算、評估及管理并促進(jìn)相關(guān)管理決策和效益最優(yōu)配置；最后,通過混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡協(xié)同關(guān)系、影響因素和供需流動等方面促進(jìn)混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)完善和空間優(yōu)化,對實(shí)現(xiàn)混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)以生態(tài)優(yōu)先和綠色發(fā)展的振興路徑和決策提供支撐,有助于推進(jìn)區(qū)域生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展水平逐步提升。

(2)明晰量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系、權(quán)衡協(xié)同及影響因素是振興混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)的重要環(huán)節(jié)

本文的研究特征表明研究目標(biāo)、對象和指標(biāo)和評估模型側(cè)重反映混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估、權(quán)衡等方面,但是在實(shí)現(xiàn)喀斯特地區(qū)混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)振興過程中,生態(tài)產(chǎn)品增加和服務(wù)供給存在時空均衡異質(zhì)性、產(chǎn)業(yè)發(fā)展難以為繼以及長期相對貧困背景下人地矛盾激化等因素,嚴(yán)重制約了鄉(xiāng)村振興推進(jìn)綠色發(fā)展的要求,使得混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)難以通過單一的生產(chǎn)應(yīng)用回避這個問題。隨著混農(nóng)林提供的供給和調(diào)節(jié)服務(wù)的供需關(guān)系及權(quán)衡與協(xié)同逐漸成為混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的核心,基于其建立的評估目標(biāo)到混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)格局和過程的映射,驅(qū)動混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估向多維度、多尺度散射式發(fā)展。因此,應(yīng)結(jié)合石漠化治理、生態(tài)過程及混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)受益群體的條件,綜合考慮不同空間尺度上利益相關(guān)者的實(shí)際需求,開展多尺度多類型服務(wù)之間的供給和使用的空間流動關(guān)系傳輸表達(dá),厘清服務(wù)簇之間的權(quán)衡或協(xié)同關(guān)系及其尺度依存與空間差異特征,揭示影響混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)時空分布和選擇偏好的自然和社會經(jīng)濟(jì)因素,以提升決策者制定綠色發(fā)展的管理措施并增加混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,是鞏固保障石漠化治理成效的措施之一,也是振興混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

(3)提升混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)決策支持能力是振興喀斯特地區(qū)產(chǎn)業(yè)的管理實(shí)踐

混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)決策支持能力的提升在于科學(xué)認(rèn)知不同服務(wù)簇之間的權(quán)衡關(guān)系,既是實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)管理的需要[79],也是振興喀斯特地區(qū)混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)可持續(xù)管理的選擇?；燹r(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)必然存在多重非線性關(guān)系、權(quán)衡特征、形成機(jī)制及其時空格局,通過可持續(xù)發(fā)展框架辨識不同服務(wù)簇權(quán)衡關(guān)系,有利于使決策管理目標(biāo)不受短期利益驅(qū)使。而當(dāng)前的研究對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇的相互作用(如,權(quán)衡、協(xié)同和兼容)有了一定的認(rèn)識[80],但在探究服務(wù)簇相互作用特征和建模上,未達(dá)到?jīng)Q策應(yīng)用的水平[81—83]。因此,未來研究應(yīng)在喀斯特地區(qū)加強(qiáng)考慮混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)負(fù)向服務(wù)產(chǎn)品評估、服務(wù)簇之間變化軌跡、混農(nóng)林種植模式的服務(wù)供需關(guān)系以及生態(tài)補(bǔ)償優(yōu)化,進(jìn)一步將混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與喀斯特生態(tài)過程集成,完善相關(guān)指標(biāo)和評估方法,有效地促進(jìn)混農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的深化,不僅為石漠化治理、相關(guān)產(chǎn)業(yè)振興及區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供多目標(biāo)調(diào)控方案,也能夠提供混農(nóng)林產(chǎn)業(yè)振興與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提升的具體路徑。