河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究進(jìn)展

錢興月

（湖北民族大學(xué)林學(xué)園藝學(xué)院，湖北 恩施 445000）

河漫灘景觀是指不同重現(xiàn)期洪水能夠淹沒或干擾到的河谷地帶，具有高度的生物多樣性和巨大的社會價值，但目前受到人類活動的嚴(yán)重威脅，面積大幅度減小甚至消失，其急需進(jìn)行修復(fù)和管理。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（ESS）是人類利用、消費或享受生態(tài)系統(tǒng)后獲得的收益，是自然界提供給人類的最終產(chǎn)物。將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方法納入河漫灘景觀的管理決策已成為聯(lián)系生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與人類福祉的有效途徑。

河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是河流景觀生態(tài)學(xué)的重要研究課題，其研究內(nèi)容早期側(cè)重于對服務(wù)類型的辨識和經(jīng)濟(jì)價值的評估，隨著研究的逐漸深入，更注重對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)本身的相互作用關(guān)系、供需關(guān)系及其在管理中的應(yīng)用進(jìn)行探討，但是目前國內(nèi)相關(guān)研究極少，且現(xiàn)有研究缺乏對國內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展的總結(jié)。鑒于此，本文在對河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型展開識別的基礎(chǔ)上，對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的評價方法及三種相互作用關(guān)系的研究進(jìn)行了歸納，旨在為河漫灘景觀的保護(hù)和管理提供理論依據(jù)。

1 河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型的識別

1.1 河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的分類體系

選擇或構(gòu)建合適的分類體系是進(jìn)行河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的重要前提，但目前在應(yīng)用上存在分類體系功能類型與術(shù)語解釋多元化的挑戰(zhàn)。如表1、表2 所示，現(xiàn)有關(guān)于河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究主要存在3 種分類體系，每種分類體系都建立在特定的研究背景及理論的基礎(chǔ)上，進(jìn)而表現(xiàn)出生態(tài)系統(tǒng)功能類型的差異。生態(tài)系統(tǒng)功能與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是兩個不同的概念，但兩者又緊密相關(guān)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)功能滿足人類福祉的一種表現(xiàn)。

表1 河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類體系的分類依據(jù)和優(yōu)缺點

表2 河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類體系功能類型的差異

3種分類體系在供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)和文化服務(wù)的功能分類上基本一致，而在支持性或棲息地功能上有較多的討論。三大類的分類體系以避免重復(fù)計算的風(fēng)險為目的，只計算了三大基本服務(wù)類別。針對四大類的分類體系，有研究傾向于強調(diào)生態(tài)系統(tǒng)與人類福祉的相互作用關(guān)系，因此列入第四個類別——支持服務(wù)；也有研究強調(diào)生態(tài)系統(tǒng)為遷移物種和基因庫保護(hù)者提供棲息地的重要性，故列入了第四類別——生物多樣性與棲息地。五大類的分類體系增加了棲息地與載體兩個類別，將生境提供與空間載體功能區(qū)分開來，其中載體功能被看成是一種特殊的非消耗性用水的供應(yīng)服務(wù)，如運輸服務(wù)通常具有高社會經(jīng)濟(jì)特性，但很難納入3 個基本生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類別，因此將其歸為單獨類別。

目前，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究既沒有一致的分類體系，也沒有明確其具體應(yīng)包括哪些服務(wù)類型。鑒于此，在避免重復(fù)計算的同時，考慮到河漫灘景觀對生物多樣性變化的敏感性，本文選用基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生物多樣性經(jīng)濟(jì)學(xué)（TEEB）的四大類分類體系，對河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的相關(guān)研究進(jìn)行總結(jié)。

1.2 現(xiàn)有河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型識別

了解已關(guān)注的河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型，對比各服務(wù)類型被關(guān)注程度的差異，有利于直觀地反映現(xiàn)有研究對河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型的識別程度。如表3 所示，本研究采用基于TEEB 的四大類分類體系，整合了39 篇相關(guān)文獻(xiàn)所關(guān)注的主要河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型。

表3 目前關(guān)注的主要河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型

由圖1 可知，人們不僅對食物等有形的服務(wù)類型特別關(guān)注，也對環(huán)境保護(hù)相關(guān)的服務(wù)尤其重視。在四大類功能中，調(diào)節(jié)服務(wù)功能關(guān)注度最高；在服務(wù)類型中，對食物、水文調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水質(zhì)凈化、棲息地和娛樂等服務(wù)的關(guān)注較高；具體服務(wù)指標(biāo)中，關(guān)注度高的有農(nóng)作物、洪水調(diào)節(jié)、碳固存、養(yǎng)分固持、生境質(zhì)量及娛樂等服務(wù)。由于河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)本身的復(fù)雜性，一些服務(wù)類型可能會被忽視，如泥沙調(diào)節(jié)、氣體調(diào)節(jié)、科研價值等重要服務(wù)。人們對服務(wù)類型的關(guān)注程度與各河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的識別程度有關(guān)，因此意識到更多潛在的河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型，有利于了解河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)對人類福祉的貢獻(xiàn)，從而鼓勵決策者設(shè)計出能更好地平衡相互沖突服務(wù)的管理政策。

圖1 河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型關(guān)注度的對比

2 河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評價方法

對河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行評估，可增進(jìn)人們對河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)數(shù)量與構(gòu)成的認(rèn)識，是輔助決策者制定管理決策的重要參考依據(jù)。如表4 所示，現(xiàn)有關(guān)于河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評價的方法主要分為定量評價、半定量評價和定性評價三種。

2.1 河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)定量評價方法

定量評價法是指利用物理或非物理測度系統(tǒng)的測度指標(biāo)或參數(shù)進(jìn)行評價，具體包括當(dāng)量因子法、物質(zhì)量法和基于生態(tài)過程的評價方法。當(dāng)量因子法是將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單位面積價值與相應(yīng)地類面積相結(jié)合，間接評估該區(qū)域各服務(wù)價值的方法，此類方法所需數(shù)據(jù)較少，便于開展時間和空間上的對比研究，但單純對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行估算，則會忽略其空間異質(zhì)性；物質(zhì)量法是通過問卷調(diào)查、實地采樣等方式直接獲得某項服務(wù)物質(zhì)量的評價方法，多用于供給服務(wù)的評估，該方法評估結(jié)果精度高，易于推廣，且對宏觀和微觀尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估均適用，但評估成本較高、難度偏大；基于生態(tài)過程的評價方法是根據(jù)河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)各服務(wù)的形成機理，運用遙感與地理信息系統(tǒng)（GIS）等技術(shù)手段，通過平衡方程或綜合模型等來計算河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)物質(zhì)量的評價方法。由于各河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估所依據(jù)的生態(tài)過程不同，評估所用的模型也存在差異，其中使用InVEST 模型、ARIES 模型較多?；谏鷳B(tài)過程的評價方法能通過調(diào)整參數(shù)消除空間異質(zhì)性，其評估結(jié)果的解釋性和可靠度較高，但對數(shù)據(jù)和專業(yè)技術(shù)的要求也較高，多用于調(diào)節(jié)服務(wù)的評估。

2.2 河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)定性評價方法

定性評價法是利用專家知識和經(jīng)驗進(jìn)行評審或打分的評價方法。如表4 所示，定性評價法多針對調(diào)節(jié)服務(wù)和文化服務(wù)進(jìn)行評價。相比其他方法，定性評價更為簡單，所需的數(shù)據(jù)更少，能直接反映各項服務(wù)價值的高低，但該方法主觀性強，只能進(jìn)行整體程度的描述，無法得出每項服務(wù)的具體經(jīng)濟(jì)價值，也不能得到服務(wù)的總價值，難以進(jìn)行不同服務(wù)的權(quán)衡，運用此方法進(jìn)行河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評價的情況較少。

表4 河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評價方法類型

2.3 河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)半定量評價方法

半定量評價法是將專家知識與測度指標(biāo)或參數(shù)相結(jié)合的評價方法，比如，根據(jù)水的可用性以及每種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與水可用性是強耦合還是弱耦合，估計每種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供應(yīng)可能是下降、增加還是保持不變，然后按高、中、低進(jìn)行打分和排名。相比定性評價，該評價方法需要計算一定的指標(biāo)和參數(shù)，而相比定量評價，其數(shù)據(jù)需求較少，計算簡單，但結(jié)果精確度低，不能反映各服務(wù)的具體價值，目前較少運用這種方法進(jìn)行河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評價。

3 河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的相互作用關(guān)系研究

河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的相互作用關(guān)系主要表現(xiàn)為權(quán)衡、協(xié)同與服務(wù)簇三種形式。服務(wù)與服務(wù)在特定時空范圍內(nèi)此消彼長、不能共存則表現(xiàn)為權(quán)衡，反之則稱為服務(wù)間的協(xié)同，其研究對象既可以是兩兩成對的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，也可以是多項成組的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇則是多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)共同存在的外在表現(xiàn)形式，也是河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)多功能性中主導(dǎo)功能的表征。

下面總結(jié)現(xiàn)有河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的作用關(guān)系，如表5 所示。由此可知，各服務(wù)間存在整體協(xié)同、局部權(quán)衡的現(xiàn)象，其中，權(quán)衡關(guān)系則主要表現(xiàn)在調(diào)節(jié)服務(wù)與其他服務(wù)之間。針對同一生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)簇而言，各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)聯(lián)系緊密而非獨立發(fā)展，而基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇進(jìn)行生態(tài)區(qū)劃可為精準(zhǔn)化的河漫灘景觀管理提供依據(jù)，比如，在了解生物多樣性、氣候調(diào)節(jié)和洪水調(diào)節(jié)服務(wù)存在空間一致性的情況下，通過保護(hù)生物多樣性可實現(xiàn)河漫灘地區(qū)在減緩氣候變化和洪水調(diào)節(jié)方面的積極反應(yīng)。協(xié)調(diào)河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的權(quán)衡關(guān)系，可增強河漫灘景觀的多功能性，但當(dāng)前相關(guān)研究只針對部分服務(wù)間的作用關(guān)系進(jìn)行了探討，隨著的時空變化，河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的相互作用關(guān)系可能會存在差異，因此跨尺度的河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的相互作用關(guān)系仍是未來研究的重點。

表5 河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的作用關(guān)系

3.1 河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間作用關(guān)系

河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間作用關(guān)系是對各服務(wù)在空間上的數(shù)量、排布及其相互作用關(guān)系的描述，可提供河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間結(jié)構(gòu)的綜合特征信息，有助于實現(xiàn)河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間優(yōu)化管理。目前，河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間作用關(guān)系的相關(guān)研究主要有兩個方面：一是單項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間分布格局研究；二是服務(wù)間的相互作用關(guān)系空間分異性及多項服務(wù)的空間聚集與分散程度的研究。一般通過分析河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)各服務(wù)的空間分布格局，揭示空間格局形成過程的重要影響因子和關(guān)鍵機制；通過空間相關(guān)性探討不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系的空間分異特征；采用聚類分析方法識別多項服務(wù)的空間聚集與分散程度，探查各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)高值或者低值在空間上發(fā)生聚類的位置，以識別未來可能優(yōu)先保護(hù)或管理的領(lǐng)域。

3.2 河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需關(guān)系

對河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系的研究是將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)概念納入河漫灘景觀管理決策和實施過程的重要環(huán)節(jié)。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需關(guān)系是指自然生態(tài)系統(tǒng)流向人類社會系統(tǒng)的動態(tài)過程，其中，供給指生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的產(chǎn)品與服務(wù)，而人們對需求的定義存在爭議，通常指人類對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù)的消費和使用。目前，河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究主要集中在供需平衡分析和河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需流動兩個方面。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求往往與供應(yīng)在空間上分離，揭示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給和需求的空間差異，可反映環(huán)境資源的空間配置。通過對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給和需求進(jìn)行量化評估，分析服務(wù)供應(yīng)區(qū)和服務(wù)受益區(qū)的空間關(guān)系，可平衡地提供多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，既滿足當(dāng)?shù)鼐用竦男枨?，也滿足受河漫灘管理和政策影響的非當(dāng)?shù)厝丝诘男枨?，為河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)付費和生態(tài)補償提供了理論支撐。

4 結(jié)語

隨著河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究內(nèi)容的日益豐富，人們對河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型的識別更加全面，服務(wù)價值評估趨于定量和精準(zhǔn)化，服務(wù)相互作用關(guān)系的內(nèi)涵也得到進(jìn)一步拓展，研究方法逐漸成熟，基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的河漫灘景觀管理取得普遍認(rèn)同。然而，目前對各服務(wù)的內(nèi)涵、類型體系的劃分和識別程度存在差異，構(gòu)建合適的河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估體系，開展完整、精確的河漫灘景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的定量評價和相互作用關(guān)系的時空分異性研究仍是難點，實現(xiàn)河漫灘景觀多重效益與跨尺度的空間優(yōu)化管理仍是未來努力的方向。