生态系统服务及价值评估研究综述思维导图

摘要：

关键词：生态系统；生态系统服务;价值评估; 价值量评估; 物质量评估

引言

在开发和利用自然生态系统的过程中，人类为了在短期内使取得效益最大化，普遍重视生态系统 的市场价值以及给人类带来的直接利益，轻视其生态价值及社会价值，导致自然生态系统对人类社会福祉以及生态环境的效用价值被低估[1]。近二十年 来，随着社会经济的迅速发展、人口的增长及自然 环境变迁，自然生态系统日益破坏，为人类带来的服务效益减少，长此以往会影响人类生活环境以及 社会经济的可持续发展[2-3]。在此背景下，有关生态系统服务的研究备受科学家关注，对生态系统服务进行评估、分析逐渐成为生态学研究中的热点问题[4]。

目前，关于单项生态系统服务评估、耦合模型的生态系统服务综合评估、生态系统服务协同、权衡以及人类福祉与生态系统服务的关系分析等研究 较多，生态系统评估方法逐渐多样化。综合而言，生态系统服务评估方法可以大致归纳为两类——物质量评估法和价值量评估法。本文基于已有研究，从生态系统服务的概念与内容、价值评估概念与内容、评估方法、价值评估进展四方面进行综述与讨论。详细归纳及总结各类生态系统服务评估方法，对生态系用服务评估方法的发展方向予以展望，以期能为相关研究提供参考。

1 生态系统服务的概念和意义

1.1 生态系统服务的概念和分类

生态系统服务概念由 Ehrlich提出，指生态系统功能惠益人类的特点[4] 。Daily定义生态系统服务为自然生态系统及其物种所提供的能够满足和维持人类生活需要的条件和过程，分为调节、承载、生产和信息4类[5] ；Costanza 等指出，生态系统的产品和服务是人类直接或间接从生态系统功能中能获得的收益， 并提出大气调节、水循环、土壤形成、食物供应、娱乐、文化等17项服务与功能 ；生态系统经济与生物 多样性 （The Economics of Ecosystems and Biodiversity, TEEB） 基金会将其定义为生态系统对人类福祉直接 或间接的贡献[6] ；千年生态系统评估 （The Millennium Ecosystem Assessment, MEA） 报告提出定义为“人 类从生态系统获得的惠益”，分为支持、调节、供给和文化4类 。

总体而言，生态系统服务概念经历了“环境服务、自然服务、生态系统服务”的发展过程[7]（图1） ， 其中MEA提出的“人类从生态系统获得的惠益”定义及分类方案，反映了生态系统服务的主要功能及其结构与关系，获得学界广泛认可，推动生态系统服务研究的进一步发展。生态系统服务的概念演 变是随相关研究的持续深入，对生态系统服务的科学认知不断清晰的过程，如何阐释“自然组分—生态 过程—生态功能—生态服务—获得利益”之间的关系，是生态系统服务界定的关键[7] 。另有与生态系统服务相近概念，生态系统功能和生态产品。生态系统功能是指生态系统的不同生境、生物学及其系统性质或过程[8] ，侧重反映生态系统的自然属性，即生态系统功能不以人类 需求为前提；而生态系统服务则是基于人类的需要、利用和偏好，反映人类对生态系统 功能的利用，如果没有人类的需求，就无所 谓生态系统服务[8] ，生态产品实质上是生态系统服务的一种，是指生态系统为人类福祉提供的直接、终端的产品和服务，不包含生态系统服务中的支持服务、 间接过程和资源存在[9] ，在构成内容上小于生 态系统服务[10] ，其价值也限于生态资本价值、 产品使用价值、增加就业价值、政绩激励价 值和经济刺激价值[9] 。生态产品价值是生态系统服务部分的直接与间接价值。

图 1生态系统服务概念演变［7］

1.2 生态系统服务的重要性和意义

生态系统服务的重要性和意义体现在以下五个方面：

维持生态平衡：生态系统服务是维持地球生态平衡的重要组成部分。生态系统通过提供水源、净化空气、保持土壤肥力等服务，为人类和其他生物提供了良好的生存环境。它们调节气候、循环营养物质、控制病虫害等，保持生态系统的稳定和健康。

提供资源支持：生态系统服务为人类提供了各种资源支持，包括食物、水、木材、药物等。农田、森林、湖泊等生态系统提供了丰富的农产品和自然资源，满足了人类的生活需求和经济发展。

经济价值：生态系统服务具有巨大的经济价值。例如，湿地提供的水资源调节、洪水防治和水质净化服务，可以节约城市建设成本和水处理费用。森林提供的木材、纤维和生物能源等资源，对经济产生了重要贡献。生态旅游和生态农业等生态系统服务相关产业也为经济发展带来了新的机遇。

社会文化价值：生态系统服务对社会和文化的价值也不可忽视。自然景观、公园和花园等提供了休闲、娱乐和文化交流的场所，促进了人们的身心健康和社会互动。生态系统服务还与文化传统、信仰和身份认同等紧密相关，对于社会和文化的发展具有重要意义。

生态保护与可持续发展：生态系统服务的评估和价值认识有助于人们更好地认识生态系统的重要性，促进生态保护和可持续发展。通过合理利用和管理生态系统服务，可以实现经济发展和环境保护的双赢，实现人与自然的和谐共生。

综上所述，生态系统服务的重要性和意义体现在维持生态平衡、提供资源支持、经济价值、社会文化价值以及促进生态保护与可持续发展等方面。深入研究和评估生态系统服务，有助于我们更好地认识和利用自然资源，保护生态环境，实现可持续发展的目标。

2 生态系统服务价值评估概况

自然生态系统为人类提供的益处是客观存在的，但对生态系统服务进行价值评估仍然具有不同看法。部分学者认为价值评估是不适当的，应该 “为了自然本身”和“自然的内在价值”而保护自然 ( Chee，2004; Douglas，2006) 。这种观点本身就是一种隐性估值，它只是认为自然比任何可能的选择都更有价值。当我们开发建设时不可避免的需要破坏自然环境，因此更需要进行价值权衡并在二者中做出选择( Braat et al．，2012) 。支持生态系统服务价 值评估的学者认为对生态系统服务价值进行评估有 以下三点重要意义( Hardaker et al．，2020; Tusznio et al．，2020) 。首先，自然资本和生态系统服务对维持 地球上人类及其他物种的生命是重要的，但是重要 程度及其变化需要价值评估来实现; 第二，生态系统服务价值透明化可以使其在公共决策中得到认可; 第三，不同的生态系统服务之间的权衡和选择需要依据生态价值评估。

生态系统服务价值评估不同的观点是个体内在 价值体系差异的表现。价值具有双重含义，既指我们认为重要的事情( 即目标或目的) ，也包含权衡的 相对价值(一个物体或行为对实现特定目标的贡献) ( Costanza et al．，2014) 。价值体系是指导人类判断和行动的内在规范，框定了人们如何分配事物和 活动的重要性，价值体系对个人来说是内在的，同时也是文化适应的复杂模式的结果。价值评估是指评估特定对象或行为对实现特定目标的贡献的过程，无论个人是否充分认识到这种贡献。对生态系统服务进行价值评估本质上就是评估它们对实现可持续 福祉目标的贡献。

因此，为了实现人类可持续福祉这一总体目标，评估目标需要包括个人、社会和生态系统三个层面的次级目标——经济效率目标、社会公平目标、生态可持续目标( Costanza，2020) 。这 3个次级目标具体含义如下:(1) 生态可持续———评估和确保生物圈内人类活动的规模或广度在生态上是可实现的， 保持在地球界限之内; (2) 社会公平———公平分配资源和产权，既在当代人之间，今人与后代之间，也在人和其他物种之间; (3) 经济效率———有效配置 上文第 1 条和第 2 条所限制和定义的资源，包括市场机制和非市场机制，特别是自然和社会资本以及生态系统服务。

3 生态系统服务评估方法

生态系统服务评估方法复杂多样，学者一般将其评估方法概括为三大类：能值法，物质量评估法和价值量评估法（袁周炎妍和万荣荣，2019；潘鹤思 等， 2018）。价值量评估法中，运用当量法评估生态服务价值具有举足轻重的地位，其Costanza当量表和谢高地当量表较为常用（谢高地等，2008）。能值法是将生 态系统中不同类型服务或产品运用太阳能值进行统一标准评估，即以生态系统的产品或服务在形成过程中直接或间接消耗的太阳能焦耳总量表示（杨丽，2017）11。物质量法是从物质量的角度对生态系统提供的各项服务进行整体定量评估，评估结果具有一定的客观性，适用于较大空间尺度的研究区域，能较客观地反映 不同生态系统所提供的同种生态服务程度或能力（傅伯杰和张立伟，2014；赵景 柱 等，2000）。价值量法通过对生态系统提供的服务或产品将其量化为货币形式，货币化可直接进行不同生态系统的同种生态系统服务的比较，也能将某类生态系统的各单项服务综合起来（杨丽，2017；刘玉龙等，2005）。价值量评估方法和物质量评估方法是研究者最为常用的生态系统服务评估方法，而能值法鲜有采用。

3.1生态系统服务价值量评价方法

生态系统功能和服务的复杂多样性，使相应的服务价值及其量化方法也具有 多样性。国内外学者如 Pearce、Mc-Neely、欧阳志云、李文华、徐嵩龄、刘向华等针对生态系统服务价值分类问题开展相关研究，一些国际组织机构如 UNEP、经济合作与发展组织（Organization for Economic Co-operation and Development， OECD）等也对环境资产价值分类进行相关研究，典型的价值分类系统有 McNeely 分类（McNeely 等，1990）、Pearce 分类（Pearce 和 Moran，1994；Pearce 等，1989）、UNEP 分类（UNEP，1993）、OECD 分类（OECD，1996）、欧阳志 云分类（欧阳志云等，1999）、徐嵩龄分类（徐嵩龄，1998）、李文华分类（李文华，2008）、刘向华分类（刘向华，2009）等，上述分类方法，在研究上基本分为使用价值和非使用价值，但在使用价值的具体划分和界定存在一定的差异。 具体价值评估方法繁多，常用的价值方法包括市场价值法、费用支出法、机 会成本法、生产函数法、影子工程法、条件价值法、替代成本法、旅行费用法、享乐价值法等（杨丽，2017；赵海兰，2015；刘飞，2009）。不同价值评价方法各 具优势和劣势，对于不同生态系统服务类型的适用程度不同，结合 MA 的生态系 统服务分类系统，主要参考王永丽（2012）14研究成果，列举部分价值评价方法对于4大类生态服务的适用程度（表2）。

表2 典型价值评价方法与不同生态系统服务类型的适用性

生态系统服务物质量评估方法大致可归纳为两大类，包括传统的实际调查与统计数据和基于经验或生态过程的数理模型。基于地面的观测数据传统方法通常 评估调节服务和供给服务，基于社会经济统计数据通常评估最终产品服务。目前，随着计算机和遥感技术的发展，多学科领域的交叉融合日益频繁，国内外学者和 一些国际组织机构针对生态系统服务评估研究工作，基于经验或生态过程开发设 计了许多数理模型，常见的模型有：InVEST（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs）模型、ARIES（Artificial Intelligence for Ecosystem Services） 模型、SolVES（Social Values for Ecosystem Services）模型、MIMES（Multi-scale Integrated Models of Ecosystem Services）模型、TESSA（Toolkit for Ecosystem Service Site-based Assessment）模型等（刘智方 等，2016；黄从红 等，2013）。 这些模型为生态系统服务评估提供一定基础和有力支撑，每种模型都拥有各自的优势和劣势：ARIES 模型算法简单，适用范围广，但开发尚不完全； WaterWorld 模型和 Co$tingNature 模型能进行快速评估，但数据时期较短；PABAT 模型适用范围广，具有一定的主观性；SolVES模型原始调查数据可得或价值转换结果可被接受的条件下，具有很高的适用性，但基于原始调查数据的工作量大，费时费力（刘洋，2020）；TESSA 模型对专业知识技能要求相对较低，但需要收集的数据量较大；InVEST 模型是目前发展最为成熟、应用最多的模型，在供给服务评估方面略有薄弱（戴尔阜 等，2016；刘智方 等，2016）。尽管有些生态系统服务评估模型开发尚不成熟，但未来随着模型的不断改进，在生态服务功能研究领域会有良好的应用前景。不同生态系统服务评估模型的适用范围、服务类型和数据需求均有所差异。 生态系统服务研究需根据具体的实际研究选取适用的服务评估模型，本研究参考世界自然保护联盟（International Union for Conservation of Nature，IUCN）发布的相关报告（Neugarten 等，2018）及相关研究文献资料（戴尔阜 等，2016）1010 对于各种模型的介绍说明，归纳总结部分典型生态系统服务评估模型与 4 大类生 态系统服务之间的适用程度（表3），表中数值越大表示该模型越适用于评估此 项生态服务，反之说明该模型较少应用于此项生态服务的评估工作，可为生态系统服务评估模型应用研究提供一定的借鉴与参考。

表2 典型评估模型与不同生态系统服务类型的适用比较

4 生态系统服务及其价值评估进展

生态系统服务概念及内容分类为其价值评估奠定理论基础。生态系统服务价值评估对象广泛，包括动物、植物、湿地、旱地、海洋、草原、水系统、生物多样性等各类生态要素或子系统，评估区域包括全球、洲、国家等大尺度区域和地区、省、市（州）、公园等中小尺度区域。评估方法多元 ，总体可分为价值量评估法和物质量评估法，两者区别在于是否用货币单位表示其价值，故也称为货币评估方法与非货币评估方法。生态系统服务价值评估有利 于生态系统服务最大化与公众服务需求满足之间的权衡及管控。

运用各类评估方法，现有生态系统文化服务价值评估研究遍及各类空间尺度。在全球尺度，Everard M 等对照MEA生态系统服务分类评估了全球海岸沙丘的文化服务价值，包括文化遗产、休闲与旅游、美学 价值等；S.H.S. Teoh S等基于TEEB数据评估了全球陆地的文化服务供应。局部区域的文化服务价值评估研究较多，如巴西东南部山区[58] 、墨西哥沿海地区、荷兰泥炭地、中国西部农业景观等案例，都是对区域某类生态景观的文化服务价值评估。生态系统文化服务直接影响人们生活质量，更为凸显生态系统服务对区域经济社会发展的重要意义，其价值评估具有重要意义.

5 当前研究的不足和未来发展方向

5.1 评估依据的问题

无论是评估过程中采用的数据来源、评估指标体系，还是评估后需与之比较分析的评估标准，这些都 是评估生态系统服务优劣的依据。生态系统服务价值量评价方法包括评价指标体系的建立、数据来源的查询与服务或指标单位价格的确定等重要步骤，而这些核心过程均具有较强的主观性。部分价值量评价法中原始数据来源于研究区域居民，由专家确定评价指标体系以及指标权重，这间接造成样本量、群众知识水平、专家专业水准等因素在很大程度上影响评估的结果。另外，生态系统服务评估的最终目的是维持生态 系统的稳定并使其能被人类较为高效且可持续地利 用，无节制利用生态系统服务提高经济效益或者盲目地保护自然环境都是不可行的。目前，如何合理地获取源数据，并凭借其构建科学的评估指标体系；如何 凭借生态系统服务的评估结果，拟定生态系统维持稳 定的指标阈值；如何制定合理的、可实现最佳标记效 益、可持续的开发利用方案，并随着自然、社会经济环境的变动调节、维护利用方案的稳定进行；以一个怎样的标准或指标评定生态系统服务是否优良等问题仍未得到较好的解决。

5.2 价值评估的空间尺度和时序尺度问题

时空尺度的选择问题 目前，国内外对局部地区生态系统服务评估的研究占大多数，国外开展了部分在区域/景观及全球水平上的大尺度评估研究，但仍不能满足利益相关者决策与生态系统服务可持续发展的需要。小尺度下的评估研究能更详细地阐述受研究区社会经济因素影响的生态系统的能量流动、物质循环及信息传 递，提出更契合研究区的管理规划，但也可能因忽 视其他尺度下的信息而得出错误的评估结论。大尺度下的评估研究，不仅仅局限在某一个单一的区域， 会综合考虑多种生态系统服务之间的权衡与协同， 更宏观的了解社会、经济及生态因素之间的关系， 能为生态系统的监控以及管理工作提供更科学的依 据。因此，如何根据研究区及周边社会经济环境的特征，选择合适的尺度进行评估研究至关重要。

5.3 评估方法的选择问题

利用价值量评估方法评估生态系统服务价值是建立服务市场的重要途径，能及时反映部分服务的稀缺性，为研究区域的生境保护、环境功能区划、生态 补偿政策、生态经济核算等提供重要依据。在实际应 用上，生态系统服务的货币价值容易被决策者及大众 所接受，能对不同时间段、不同区域或者不同设想情 形下土地利用变化进行比较研究，能为政府部门权衡 土地管理策略及决策提供市场依据\[38\]。但由于生态系 统的结构复杂和时空异质，定义一套可以在大尺度上 应用的价值评估指标体系难度较大，准确地评估生态 系统服务的价值比较困难。为了避免价值量评估方法 的缺陷，依据生态系统服务形成机理而发展起来的、 重视生态学规律的物质量评估方法备受众多国内外学者青睐。但由于大部分模型都只针对某一特定的生态系统服务，学者通常将统计学方法、3S 技术等与 生态学模型结合，旨在既能体现小尺度研究区域土地 利用覆盖变化下生态系统服务的变化特征，也能借助 站点观测数据、遥感数据等实现对大尺度下生态系统 服务的有效评估。因此，目前没有能囊括并精准评估 所有生态系统服务的研究方法，如何根据研究目的及 研究区特征，针对不同类型的生态系统服务选择合适 的方法是评估研究中一个重要的问题。

5.4 研究展望

当前，生态系统服务的价值评估是生态经济学中的热点研究领域之一。人们对生态系统服务及其 分类的认识更加深入，生态系统服务价值评估的方 法也更加成熟。但由于生态系统自身的复杂性，使 得在对生态系统服务价值化的过程中在价值评估目 标不明确，评估指标与方法多样导致各研究评估结 果缺乏可比性，价值评估结果应用性较差等问题日 益凸显。因此，生态系统服务价值评估在未来的研 究中应着重改进当前不足，完善评价体系，增强应用 性，让生态系统服务价值评估成为实现生态-社会经济生态系统可持续发展中的有效工具。

5.4.1 根据用途确定评估的数据精度和时空尺度

生态系统服务价值评估已经运用于国家生态资 产核算、城市和区域土地利用规划、生态付费等诸多方面，在不同的时间和空间尺度和决策情景下具有不同的用途。价值化不等于货币化，因此在 进行生态系统服务价值的评估之前要明确目的，依 据用途来确定合适的空间尺度和核算精度。若只是用于提高公众对生态系统保护意识的提高，对数据精度要求较低; 若是对具体的某地区进行土地利用 规划或生态付费项目，则需要在研究范围内获取较 高精度的数据进行更为准确的评估。

5.4.2 发展和完善标准化评估指标体系

生态系统服务价值评估一般涉及评价指标选 取、数据获取、综合核算三个过程。生态系统服务与 生态系统功能之间并不是一一对应的关系，可以表 征某种生态系统服务的生态系统功能指标是多元， 且与生态系统服务之间的关系是非线性的( 傅伯杰 等 ，2016) 。未来对于生态系统服务评估的指标构建的任务方向是: 加强指标之间相互关系的识别，找 出适合特定情况的最优指标聚合度，以及提高指标 的可量化度。在数据获取方面，目前大尺度的遥感 数据易于获取且精度在逐步提高，但实地观测的数 据空间和时间上的连续性均较差，因此需要增加定 量观测站点，加强数据监测基础设施建设，提高观测 数据的质量。在进行综合核算时，尤其是调节服务 这种各个区域物理指标均一致的服务，需要构建完 善的核算体系，形成科学的标准化的核算方法，让不 同地区的案例研究具有可比性。

5.4 .3 关注生态系统服务价值评估与人类福祉及可持续发展之间关系

对生态系统服务进行价值核算是为了促进人类 对生态系统的合理利用与保护，使得生态系统可以持续性的为人类提供福祉。当前关于生态系统服务 价值评估的研究对象多集中在森林、草地、湿地等自 然生态系统，而忽略了人工生态系统、半人工生态系 统以及退化生态系统。人工生态系统以及半人公生 态系统中人类活动频繁，参与和改造自然生态过程， 因此在人类活动影响下人工生态系统提供的服务还 能否满足人类需求等问题有待研究。 联合国制定的 17 项全球可持续发展目标中，第 一项则是“消除贫困”。但相关研究表明，生态系统 的退化正在损害着贫困人口的利益，有时它已经成 为引起贫困的主要因素，一些居民因为生态系统退 化失去了原有的生计来源 ( Barrett et al．，2011) 。 Zheng 等 ( 2019) 在对海南岛生态功能保护区居民 生计与调节服务之间的权衡关系研究中指出，可以 通过基于生态学原理的更为精细的生态系统管理实 现改善居民生计与提高生态系统调节服务双重目标的“双赢”。因此，生态系统服务价值评估应在未来的研究中，应注重与社会科学深度结合，以社会－生 态系统的视角分析生态系统服务价值的变化与人类的生存发展、社会经济、就业、贫困等人类福祉之间 的相互作用关系。

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