生态系统服务研究进展——2013年第11届国际生态学大会(INTECOL Congress)会议述评

房学宁，赵文武,*

(1. 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室，北京 100875；2.北京师范大学资源学院，北京 100875)

生态系统服务研究进展——2013年第11届国际生态学大会(INTECOL Congress)会议述评

房学宁1,2，赵文武1,2,*

(1. 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室，北京 100875；2.北京师范大学资源学院，北京 100875)

第11届国际生态学大会于8月18日至23日在英国伦敦举行，来自世界各地的2000余位代表参加了会议。此次会议规模宏大、内容丰富、气氛活跃、交流形式多样，讨论了生态学不同专题领域的最新进展。会议中关于生态系统服务的探讨主要从生态系统服务与人类福祉的关系、生态系统服务价值评估，城市可持续发展与生态系统服务三方面展开，强调了不同国家、不同领域之间的交流与协作，并展现了生态系统服务研究中的最新成果以及面临的挑战。对我国生态系统服务研究的启示主要有以下几个方面：(1)加强生态系统服务研究的国际交流与合作，注重跨学科综合型人才的培养。(2)加强对生态系统服务的尺度效应及尺度转换的研究。(3)加强生态系统服务机理的研究。(4)加强新技术在生态系统服务研究的应用，促进生态系统服务制图、模型、动态监测的发展。

生态系统服务; 人类福祉; 价值评估; 城市可持续发展

1 大会简介

2013年第11届国际生态学大会(Ecology: Into the next 100 years)于8月18日至23日在英国伦敦召开，会议主题是“推进生态学发展和它的影响力”。国际生态学大会每4年举行1次，是生态学领域最高级别的国际学术会议。本次会议安排了11个特邀大会报告，组织了100个专题研讨、论坛和报告会，共有口头报告1000余个、主题海报600多个。会议主要以特邀报告会(plenary)、口头报告会(Oral)、专题讨论会(Symposia)、展板(Poster)四种形式展开。内容涵盖了农业生态学、陆地生态学、海洋生态学、群落生态学、进化生态学、森林生态学、地理生态学、气候变化对生态系统的影响、生态保护、生态系统管理和政策、生态系统动力机制、生态系统服务、生物入侵、数学建模在生态学中的应用、大尺度景观生态学和宏观生态学等众多方面。综合来看，本次会议旨在加强世界生态学工作者的交流与合作，展现国际上最新的生态科研成果，展望生态学未来发展的机遇与挑战，并以此为契机积极推动国际生态科学的发展。

大会为生态系统服务研究安排了系列会场，讨论了生态系统服务的作用、生态系统服务价值评估、生态系统服务形成机制、生态系统服务的尺度效应、生态系统服务建模、制图与动态监测等众多基础科学问题。其中,中国科学院生态环境研究中心傅伯杰院士应邀做了题为“变化景观下的生态系统服务”的大会特邀报告。他从连接生态系统过程与生态系统服务，理解生态系统服务之间的相互关系，发展生态系统服务的综合集成方法等方面讨论了生态系统服务的研究前沿、理论、方法和应用，展现了中国在此领域的最新研究成果。本文主要对INTECOL大会上生态系统服务的相关研究进展进行介绍和评述。

2 生态系统服务研究进展

生态系统服务是指生态系统形成和所维持的人类赖以生存和发展的环境条件与效用。它不仅包括生态系统为人类所提供的食物、淡水及其他工农业生产的原料，更重要的是支撑与维持了地球生命支持系统、生物地球化学循环与水文循环、生物物种多样性、大气化学平衡与稳定。生态系统服务是人类赖以生存和发展的基础。然而，由于人类对生态系统服务缺乏充分认识与有效管理，全球大部分地区的生态系统服务都面临不同程度的退化。生态系统服务的丧失和退化严重威胁了人类的安全与健康，直接威胁着区域乃至全球的生态安全。生态系统服务已成为国际生态学研究的前沿和热点。本届INTECOL大会的生态系统服务研究可以归纳为生态系统服务与人类福祉、生态系统服务价值评估、生态系统服务与城市可持续发展等三个方面。

2.1 生态系统服务与人类福祉

生态系统服务与人类福祉的关系是生态系统服务研究的热点话题，在INTECOL 会议的相关报告中不同专家，学者对生态系统服务与人类福祉的关系进行了广泛而深入的研究。

生态系统提供了几乎所有的人类福祉要素，尤其是在经济和社会发展水平落后的地区。社区居民的最基本食物和能源等生计必需品在很大程度上依赖于自然生态系统服务的供给，生活条件改善受制于生态系统服务供给的程度[1]。例如，有学者在中国范围内通过量化碳储量、生物多样性与贫困之间的联系来研究生态系统服务与贫困之间的关系。结果显示：在中国南部以森林景观为主的区域，贫困率随着森林生态系统提供服务密度的增大而降低，这项研究表明高水平的生态系统服务能够提供一条稳定的脱贫之路。另外会上不同学者还对生态系统的水土保持、碳固定、生物防治、生物授粉等不同服务项目进行了研究，从生态系统服务的各个方面阐释了其对人类福祉的贡献。然而，仅考虑物质福祉方面的指标是远远不够的，在未来的研究中不仅要关注人类的客观福祉，还要关注主观福祉，构建包含经济、社会、教育、文化、健康和生态等指标的人类福祉测度模型，即实现人类福祉的多指标测度。与会专家还对人类福祉的多尺度测度及尺度效应进行了探讨，指出尺度在评估和测度生态系统服务对人类福祉影响过程中的重要性，对生态系统服务与人类福祉关系的研究具有重要借鉴意义。

生态系统服务与人类福祉具有密切联系，然而人类的一些不合理甚至破坏性的利用导致了生态系统的严重退化。如有学者通过对英国多赛特郡的一个乡村农业集约化对生物多样性影响案例的分析，揭示出人类不合理的土地利用方式会导致生态系统服务功能减退。还有学者通过对北海沿岸不同时期不同捕鱼方式对沿海生态环境造成的影响进行对比，探讨了沿海生态系统服务保护与可持续发展的问题。为了解决这个问题我们必须寻求生态保护与生态系统服务的平衡[2]。会上专家和学者从不同层次、不同尺度、不同领域分别提出了寻求平衡的理论和方案。有学者对哥伦比亚马拉维和亚马逊的松巴区的案例进行了分析，探讨了如何在农业集约化确保粮食安全的同时将对环境的影响降低到最小，他提出将生态系统服务的方法嵌入到驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)一体化的概念框架中[3]，使农业生态系统在生产粮食的同时也能够提供多种生态系统服务。还有学者通过介绍印度喜马拉雅山西部“生态系统服务付费”(PES)[4]谈判的案例探讨了如何考虑不同尺度生态系统服务以及不同人群的利益并通过政治经济谈判的方式来解决生态保护与生态系统服务之间的平衡，此外还有学者为保护流域地下水所提出一个动态的和金融相互关联的方法来进行PES定价[5]。这些理论和方案是对解决生态保护和生态系统服务平衡的有益尝试，对我国生态系统服务平衡研究具有重要启示作用。

2.2 生态系统服务价值评估

生态系统服务价值评估对生态保护和经济发展具有重要意义。正确估计和评价生态系统服务价值，有利于正确认识生态系统对人类的重要性；有利于制订正确的生态环境保护政策、生态资源利用政策，防止生态遭受破坏。因此，如何对生态系统服务价值进行精确评价成为生态系统服务研究中的关键科学问题。本次大会对生态系统服务价值评价的讨论与研究主要集中在：生态系统服务评价理论研究与尺度效应、不同生态类型的生态系统服务价值的评估、生态系统服务的制图、建模与动态监测等热点与难点领域。

一方面，目前关于生态系统服务评价多集中在区域和国家尺度以及平衡性分析和其在决策中的作用上，而忽视了生态系统服务背后的自然系统的复杂性。生态系统服务的产生依赖于生态系统组成、结构与过程的相互作用[6]，因此要对生态系统服务进行准确的评价，减少评价的不确定性必须加强对生态系统服务内在机制与理论的研究[13]。同时，生态系统服务功能取决于一定时间和空间上的生态系统结构和生态过程,人类从生态系统获得利益的大小与生态系统的时空尺度有着密切的关系,任何特定生态系统的管理都要与特定的生态系统特点相一致，要确定自然生态系统是怎样提供生态服务的,必须有一明确测度方法,并了解相应尺度生态系统服务的动力学机制，因此,尺度效应和尺度转换是生态系统服务评价研究中的重点和难点。

另一方面，来自不同国家的专家、学者介绍了多种生态系统服务类型评价的最新成果，包括：森林生态系统、湿地生态系统、农田生态系统、荒漠生态系统、滨河生态系统等。在评价过程中大多采用了生态系统服务定量化的方法，并考虑了土地利用与覆被变化的动力学影响，这些研究为管理者制定各种土地利用政策和农业发展策略提供了支持。除了对各种生态系统服务价值进行评估外，灾害和气候变化对生态系统服务影响的评价也具有重要意义[7]，如有学者对干旱造成的生态系统服务价值进行了评估[8]，还有学者对城市晚上的光污染对生态系统服务造成的损失进行评估[9]。这些对生态系统服务价值损失进行的评估，有利于增强人类生态系统服务保护意识，也有利于管理者正确认识灾害及时采取有效措施。目前关于生态系统服务评估方面的研究多数聚焦在如何提供更多的服务价值信息，而较少对决策者的信息需求进行关注，缺少关于生态系统服务的评价内容和精度的框架。因此，为促进生态系统服务在实践中的应用，研究者需要将注意力转移到政策选择和生态系统数据需求上。

第三，关于生态系统服务评估的制图、模型与动态监测。精确的生态系统服务评估与制图，可以让管理者清楚了解不同区域生态系统服务的空间分布情况，有助于土地利用和生态保护政策的制定[10]。会上有学者通过遥感影像对东英吉利一个集约利用的人工草地组成进行了研究，探讨了利用遥感光谱识别植被组成的精度问题，这项研究对于在大尺度上应用遥感技术进行生态系统服务的制图与定量评价提供了新思路。还有学者提出生态系统模型在ESI(生态系统服务指标)定量化上的应用，并以Biome-BGC 模型为例进行了讲解，这项研究对大尺度的生态系统服务在不同气候、土地利用状况之间的模拟与比较具有重要意义。另外，大会还对16种生态系统服务定量化和评价模型进行了研究，根据它们在评价8种ESI的表现及在决策中应用的广度，判断出它们的优缺点及适宜的评价环境，为生态系统服务评估模型在决策中的应用起到了很好的推广作用。会议还就地球观测系统在生态系统服务制图方面的应用做了专题讨论，通过选定生态系统服务类型、数据质量和空间数据问题的例子，讨论了用于量化和动态监测的空间数据源的潜力及局限性。当前新技术像RS、GIS在生态系统服务评价方面有了初步的应用。有学者以黄土高原为研究对象，基于GIS技术，采用土地利用转移矩阵、土地利用动态度的方法研究了1985—2005年黄土高原地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响及相应的补偿标准[14]。还有学者基于TM遥感技术，并将GIS技术与因子当量表法相结合，测算出针对永定河河流生态系统的因子当量表和单位面积生态服务价值表，并通过线性优化模型计算不同情景下各类土地利用类型面积，为生态修复目标提供了直接的定量化参考依据[15]。随着 GIS 和 RS 技术的引进，生态系统服务价值评估研究发生了革命性变化，拓宽了生态学家的研究思路． 但目前基于 GIS 和 RS 技术的生态系统服务价值评估集成研究仍存在很多不尽如人意的地方，如生态系统服务价值评估的方法体系仍需不断完善、GIS 和 RS 技术本身的固有限制，以及生态系统服务价值评估在集成研究中存在的各类耦合问题等。

2.3 生态系统服务与城市可持续发展

当今世界大部分地区的城市化进程在加快，然而人类的生存与城市的发展依然离不开自然。如何提高决策者的能力，促进城市可持续发展是21世纪人类亟需解决的问题。本届大会对生态系统服务理论在城市可持续发展方面的应用进行了专题讨论。

生态系统服务与城市可持续发展具有紧密联系。城市的主要生态系统包括：行道树、草坪、公园、城市森林、耕地、湿地、湖泊、溪流等，它们都在一定程度上受人类活动的影响，是以人为中心，自然、经济与社会复合的人工生态系统。然而它却可以为人类提供众多的生态系统服务功能，如：空气过滤、微气候调节、噪声消除、雨后排水、污水处理、娱乐和文化价值等，这些生态系统服务功能对城市生活质量有重大影响，同时服务功能供给水平高低与质量好坏将直接影响城市发展的可持续性。有学者就通过对欧洲四个城市沿城乡梯度的生态服务功能空间数据进行分析，显示了生态系统服务功能在城市可持续发展过程中的重要作用，同时为城市规划中环境资源、生态系统服务和生物多样性保护阈值的设定提供了依据。因此在城市发展过程中对城市系列生态系统服务功能进行合理规划与保护对于城市可持续发展具有重要意义。

在城市生态系统服务评价与管理方法方面，有学者利用高分辨率遥感影像对柏林和汉城的生态园面积比(BAR)指标进行了研究[11]，并指出了BAR指标在城市生态系统服务评价和管理中的优点与限制因素，强调了一个能充分表征城市环境状况的指标在决策过程中的重要性。这项研究将刺激BAR等综合性指标在城市生态系统服务评价与管理中的应用。还有学者对佛罗里达州的盖恩斯维尔地区的城市森林生态系统进行了研究[12]，全面分析了其生态系统服务货物指标ESG，研究发现：最有影响力的ESG指标是森林盖度、土壤PH值、土壤有机质，同时指出土地利用方式和城市化程度对指标的影响最大。这是评估城市森林生态系统ESG指标的第一个非经济价值评估方法，该成果可以为管理城市森林结构和检测城市绿化政策对人类福祉影响服务。这些研究是对城市生态系统服务评价与管理方法的有益探索，为城市生态系统服务管理提供了新思路、新方向。

城市生态系统服务功能具有时空异质性，在城市规划和管理过程中通过考虑生态制约、发展机遇、价值观等设计理念来提升城市生态系统服务水平，促进城市可持续发展，是将城市生态系统理论拓展到城市可持续发展实践上的过程。会上有学者对北京市城市扩张的物理社会经济驱动力进行了研究，从生态系统结构和功能的关系方面探讨了城市化影响物种多样性、土壤污染和城市热岛效应的模式与机理，为城市系统服务理论在城市可持续发展实践中的应用提供了依据。同时，大会还介绍了一个专注于城市可持续发展的跨学科研究协调网络(RCN)，对如何将研究成果应用到推动城市可持续发展的实际行动上进行了详细而全面的讲解，有助于推动生态系统服务理论在城市可持续发展中的应用。

3 会议启示

本次INTECOL大会中关于生态系统服务的研究紧紧围绕生态系统服务的基本理论和生态系统服务与多维福祉、生态系统服务价值评估，城市可持续发展与生态系统服务三个主题展开；重点讨论了生态系统服务功能的理论与尺度效应、新技术在生态系统服务评价，建模动态监测方面的应用，展望了生态系统服务科学的发展方向，对于我国生态系统服务科学的发展具有积极的借鉴意义。

(1)加强生态系统服务研究的国际交流与合作，注重跨学科综合型人才的培养。虽然近几十年来我国生态系统服务方面的研究取得了巨大进步，但与国外的相关研究还有一定差距，本次会议的召开很好的促进了我国生态系统服务科学与国际的交流，对我国生态系统服务科学的发展起到了很好的推动作用。同时，生态系统服务科学是一门集自然、社会、经济等多领域的综合性学科，而我国相关综合性人才比较稀缺，因此培养生态系统服务的跨学科综合型人才是我国生态系统服务科学取得长足发展亟需解决的问题。

(2)加强对生态系统服务的尺度效应及尺度转换的研究。格局、过程、服务三者在多重尺度上不断变化、相互作用。由于生态系统过程的复杂性和抽象性，我国生态系统服务的研究目前大多集中在孤立的中小尺度上开展，大尺度和多尺度的综合性研究相对不足。因此在今后的研究中，应加强多维度跨尺度研究。同时注意研究过程中的尺度关联与尺度转换问题。

(3)加强生态系统服务机理的研究。我国现在对生态系统服务的研究大多集中在生态系统服务的外在功能表现以及与经济的关系，忽视了生态系统服务背后自然系统的复杂性。生态系统服务的产生依赖于生态系统组成、结构与过程的相互作用，因此要对生态系统服务进行准确的评价，减少评价的不确定性必须加强对生态系统服务内在机制与理论的研究。

(4)加强新技术在生态系统服务研究中的应用，促进生态系统服务制图、模型、动态监测的发展。GIS和RS技术在我国已经有了较为成熟的发展，然而，国内对于将这些新技术与生态系统服务相结合的研究相对不足。GIS具有较强的空间数据处理和分析能力，能够满足用户在数据处理分析方面的需求。对GIS进行二次开发，可以将新开发的生态系统服务模块添加到ARCGIS环境中，实现生态系统服务评价的模块化。遥感(RS)已成为生态系统服务研究不可或缺的数据源，它在数据获取方面具有宏观和快速的特点，可以促进生态系统服务制图、动态监测的发展。

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国家自然科学基金(41171069和41171156)

2013- 10- 12;

2013- 10- 25

*通讯作者Corresponding author.E-mail: zhaoww@bnu.edu.cn

10.5846/stxb201310122451

房学宁，赵文武.生态系统服务研究进展——2013年第11届国际生态学大会(INTECOL Congress)会议述评.生态学报,2013,33(20):6736- 6740.