保障自然资本与人类福祉:中国的创新与影响

2013-08-02GretchenDaily欧阳志云李树茁王玉宽MarcusFeldmanPeterKareivaStephenPolaskyMaryRuckelshaus

生态学报 2013年3期

Gretchen C.Daily ，欧阳志云，郑华，李树茁，王玉宽，Marcus Feldman，Peter Kareiva，Stephen Polasky，Mary Ruckelshaus

(1.Department of Biology，371 Serra Mall，Stanford University，Stanford，CA 94305 USA;2.中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室，北京 100085;3.西安交通大学公共政策与管理学院人口与发展研究所，西安 710049;4.中国科学院山地灾害与环境研究所，成都 610041;5.The Nature Conservancy，4245 North Fairfax Drive，Suite 100.Arlington，VA 22203 USA;6.Institute on the Environment，University of Minnesota，St.Paul，MN 55108; 7.Natural Capital Project，371 Serra Mall，Stanford University，Stanford，CA 94305 USA)

1 引言

近十年来，将生态系统作为重要资本的理念迅速普及。从全球来看，这一理念正逐步体现到农业、水利、能源、城市、健康、渔业、林业、矿业等领域及其相关基础设施建设等许多部门的工作中，以及社区、企业、政府机构等的构架与决策中。为了扭转地球生命支持系统的退化趋势、提高人类福祉，迫切需要将自然资本价值整合到发展决策中的严谨科学方法［1-7］。

为了满足决策者的迫切需求，从事生态学的科研工作者面临如下四个方面的挑战，即:(1)在生态学、经济、社会、制度和管理的角度，认识生态系统服务、人类福祉以及他们的内在联系;(2)开发生态系统服务功能评价与决策应用的科学实用的工具;(3)开展在关键决策中能做出新理解和采用新工具的试点和示范;(4)让决策者实现决策方式的转型和永久改变。

本期专刊集中展示了面向上述挑战的一些新探索，旨在促进跨学科知识和经验的整合。为此我们首先介绍中国目前所取得的一些进展，然后结合上述四个研究前沿讨论生态系统服务功能研究为改善人类与自然的关系的应用前景。

2 中国的创新和影响

在环境与人类发展协调领域，中国发挥了引领作用，许多政策的目标、尺度和持续时间具有高度的创新性和深远影响。自1997—1998年严重的干旱和洪涝灾害之后，中国开始实施为保障自然资本与人类福祉而制定的政策［8］。2000—2010年间，这些政策直接涉及到12亿人，总投资7000亿元［9］。尽管这些政策是中国特有的，但它们标志着人们在促进人类发展的同时，遏制和扭转生态环境破坏做出了一个大胆尝试，从而与全世界息息相关。

中国同样在巩固支撑公共政策的科学基础方面做出了突出的成绩。正在开展的全国生态系统评估就说明了这一点。该评估涵盖了中国过去十年(2000—2010)的生态系统格局、生态系统服务和多个空间尺度。其第一步是以30m×30m分辨率TM影像为基础，对整个中国2000、2005和2010年的土地覆盖进行分类。接着描述中国生态系统的构成与分布，以及过去十年的变化。最后一个阶段将描述全国生态系统服务的类型和水平以及十年间的变化。这一巨大努力将展示涉及其他国家开展类似评估所用的最先进技术［10］。

中国正在雄心勃勃地建立新的生态功能保护区网络［2］(图1)。生态功能保护区旨在关注对公共利益具有较高投资回报地方的保护和恢复，遏制和扭转重要生态系统和服务的退化。生态功能区划也关注重要生态功能区以外的以及那些损害最小的地区(即生态系统保护良好地区)的人类活动。生态功能区的设计和应用包括从地方到国家尺度的评估。在国家尺度，主要保护的生态系统服务包括:土壤保持、水源涵养、洪水调蓄、生物多样性保护以及防风固沙［1，11］。

图1 中国重要生态功能保护区

每一项举措都有双重目标:通过保障关键性的自然资本和削减贫困达到人与自然的和谐。具体而言，政府旨在为洪水调蓄、水力发电效率、灌溉供水、高产农业和旅游而保护生态系统和生物多样性。政府的另一个目的就是开放非农部门、提高家庭收入以及在农村地区实施更为可持续的土地利用计划［12］。

尽管这些举措代表着巨大的科学和政策保证，但对当地实施成本或区域以及该举措对周边地区贫困或弱势人群的影响仍了解不多。生态功能保护区模式代表了一个整合保护和人类发展的新范式。这种政策创新有着广泛的应用性和成功，对于评估和提高当地生计非常重要［12-15］。这种需求表明了我们所面临的科学与政策前沿。

3 推进生态系统服务科学与人类福祉

3.1 量化生态系统产品提供和调节服务价值

理论上，如果公共机构和私人机构都认识到生态系统服务的价值，那么我们就能极大地增加巩固自然资本的投资，同时促进人类福利。但在实践中，为了将自然资本整合到大规模的土地利用和其他资源决策中，全球的研究团体仍处于发展科学基础、政策与金融机制的早期阶段。相对于其他形式的资本，包含在生态系统中的资本还知之甚少、缺乏监测，并快速退化［16-17］。

纠正这一不足则要求像商业会计核算一样严格地、常规地量化生态系统服务及其价值。中国在各种不同尺度上(如:流域、县、市、省、区域和国家)，开发和运用新方法量化多种生态系统(如:森林、草地、河流、农田、海洋)所提供服务的物质量和价值量方面开展了大量研究［18-27］。

本专刊一部分文章针对近期经历损失的地区开展了定量评估。我们的确经常只有在经历损失之后，才认识到生态系统服务的重要性，如:印度在卡特里娜飓风或旋风之后的响应［28-29］。例如，在过去十年中，海南岛经历了橡胶林倍增而天然林显著减少的过程，也经历了2010年10月的特大洪水，此次洪水导致海南损失了115亿元，紧急转移130，000多人。饶恩明等［30］量化了海南岛土壤保持功能，突出了海南中部山区国家生态功能保护区的重要性，并指出自然生态系统比人工生态系统提供更多的土壤保持服务。该工作对于推动天然林保护、发展可持续农业，以此增加洪水控制功能、河流和海洋水质、水电、农业生产、旅游发展和其他利益具有重要意义。

另一个近期遭受巨大损失的关键区域就是汶川地震灾区，专刊中3篇文章研究了改善该区域生态安全的必要性。首先，傅斌等［31］定量评价了2008年四川汶川8.0级地震灾区都江堰市水源涵养功能重要性。他们发现尽管都江堰市水源涵养功能因地震受到削弱，总的来说其水源涵养功能仍然较高，35%的区域为水源涵养极重要区，需要加强保护，以确保都江堰市以及成都平原的供水安全。

其次，徐佩等［32］分析了汶川地震灾区生物多样性空间特征，提出了在两个生物多样性热点地区(岷山地区和邛崃山地区)建立生态廊道，加强生物多样性保护的建议。第三，彭怡等［33］定量评估了地震灾区的碳储量，发现在海拔750—1750m地区的碳贮量大约下降了10×106t。他们建议了灾后植被恢复和碳管理策略，包括:提高森林面积和质量、使用有效地森林恢复途径、以及在农田和牧地上推广一系列的可持续农业措施。

最后，支撑所有大尺度生态系统服务定量评估的是监测和评估植被的遥感科学。在本专刊中侯鹏等［34］开展了很好的工作，利用累计NDVI在国家重点生态功能区、国家重要生态功能区、国家生物多样性保护优先区和国家自然保护区开展了植被监测评估，这些生态保护重要区域约占国土面积的56%。他们评估了这些区域的植被状况和趋势，这对于评估目前和将来的生态系统服务供给非常重要。

3.2 量化文化服务及其难以定量的价值

除了生态系统产品提供和调节功能的方法与分析，量化文化服务也是一个重要的研究前沿。文化服务是指生态系统提供的因人与生态系统关系而产生的非物质利益(如:能力和经验)［35］。在生态系统服务领域出现以前，社会和行为科学提出了描述文化服务的概念框架、方法和资料。这些研究为整合广泛的生态系统服务工作，进而为定义可操作的文化服务、开发评估其价值的方法、分析其权衡和协同奠定了坚实的基础［36］。

专刊中，成程等［37］应用旅行费用法(TCM)和条件价值法(CVM)评估了湖南张家界武陵源风景区的自然景观价值。采用问卷调查评估其使用价值为79.30亿元。此外，他们估计了自然景观的非使用价值:存在价值(4.96亿元)、选择价值(1.74亿元)和遗产价值(3.01亿元)。总的来看，评估表明人们较高的评估了风景区的价值，评估结果与武陵源的旅游收入之间仍存在一定差距。

高虹等［38］采用半结构式访谈法调查了文化林周边村民对文化林(即:村民按照文化传统、风俗习惯或宗教信仰自觉保护和管理的森林)生态系统服务的认知和态度，调查发现:村民认为重要的服务得到较好的保护。尽管文化林产生一系列有价值的服务，但文化服务是评价最高的。村民对文化林的保护积极性较高，约70%的被访者愿意花时间来管护森林，被访者年龄、教育水平和和性别对管护意愿没有影响。

3.3 通过补偿机制保障生态系统服务和人类福祉

除了文化服务，行为、经济、健康和社会科学的一些成熟的领域能够为通过补偿机制关联具体的生态系统服务与人类福祉奠定坚实基础。这些工作目前尚处于早期阶段，一些国家正率先开展多学科交叉研究和现实的政策试验。

欧阳志云等［39］阐述了建立生态补偿机制、有效保障重要生态系统服务供给的紧迫性。这种机制要求从现存的、恢复的或新构建的生态系统中获得服务的受益者为生态系统服务和维持生态系统服务的活动付费。该机制为生态系统服务生产提供报酬、帮助确保生产者与消费者之间的公平。理想情况下，该机制也能为生态投资者确保适当的经济回报，因此鼓励维持或加强生态系统服务的生产、促进人与自然的和谐。欧阳志云等在回顾实施生态补偿机制所获得经验的基础上，提出了改善中国生态补偿机制的措施:明确生态补偿的目标和补偿的地域范围;加强利益相关者的参与和保护参与者;理顺监督和管理机制;制定合理的生态补偿标准;实施问责制和执法;平衡权利与责任。这也反映了全球生态补偿的经验。

郑华等［40］介绍了生态系统服务管理的进展与展望，他们指出了面临的挑战:定量测度单一的生态系统服务，在前面一些文章中开展了部分研究;描述生态系统服务的多尺度关联;整合生态系统服务与政策设计。为了迎接这些挑战，他们建议加强多学科交叉研究，并强调了更好地展示生态系统服务分析结果的必要性。

黎洁［41］等研究了森林生态效益税的目标、理论基础和设计，帮助森林生态系统服务外部性的内在化。以陕西省为例，她们采用包括42个部门的投入-产出模型分析了森林生态效益税的潜在影响，基于三种情景发现征收10%森林生态效益税对以下产业价格的影响较大:林业、家具制造业、木材加工及木竹藤棕草制品业、造纸及纸制品业。该研究表明:实施森林生态效益税具有一定的可行性。

3.4 进一步的研究方向

本专刊论文体现了生态系统服务与应用的前沿趋势，生态系统服务还有许多重要领域将会发展很快，值得注意的有如下几个方面:

第一，在方法和工具开发方面需要纳入动态效应以及扰动和不确定性。除了描绘出生态系统及其服务，我们还应该获取其动态变化，如气候或植被以及经济发展和人类行为改变引起的变化。生态系统内、生态系统服务与人类行为之间的反馈能对结果产生深远影响，这些反馈应该纳入政策设计中。相似地，如火、干旱、疾病、经济波动等所有的扰动也能对生态系统及其产生的服务产生重要影响，这些扰动的发生很难预测，但实际上又不可避免的发生。明确它们对生态和社会系统可能产生的影响将有助于我们应对这些扰动。

第二，生态系统状况与人类健康的关系。生态系统的生物物理特征与人类社会的关系复杂［42］。生态系统破坏有时能够改善人群健康的某些方面，例如:沼泽排水能够减少蚊子生境，进而减少疟疾的发生率。另一方面，生态系统提供又许多服务、维持人类健康。这些服务在所需的规模上是不可替代的，例如:饮用水的水质净化和水文调节;空气质量调节;营养(特别是蛋白质和微量元素);心理上的好处，以及以复杂的方式通过媒介传播疾病的调控［7］。至今，将生态系统状况与人类健康联系起来的研究尚不多见。

第三，考虑到人类福祉的多维性，生态系统与人类生存条件之间关系的刻画还相当薄弱。至今为止，生态系统服务方面的工作经常关注量化自然资本总体上对人类福祉的贡献，也就是说，对社会所有成员的整体贡献。现在关键是我们要开发实用的、精心设计的工具，让决策者明确贫困和弱势人群将如何受到资源和发展项目的影响。没有这些工具，在追求经济增长和人类发展中，将存在恶化贫困人口困境的风险。中国在追求改善人民福祉和保护地球生命支持系统方面所做的努力特别值得关注

4 推进实用的、开源的工具

将生态系统服务纳入日常的决策，就要求有描述生态系统服务价值以及由政策选择或人类活动导致的价值变化的系统方法。用于测度传统经济产品和服务价值的计量工具已经建立并纳入经济决策中，与之不同的是:我们还没有一套完备的计量工具去测度生态系统服务的价值［43-45］。没有这些工具，生态系统服务总是被政府、商业部门和公众低估或者根本没有定价［16-17，44，46］。

作为一个国际合作伙伴，自然资本项目正在开发一套整合评估生态系统服务与权衡(InVEST)的工具。这些开源的、以软件为基础的模型通过量化和地图展示不同情景下生态系统服务产生、分布和经济价值，帮助决策者直观感知潜在政策的影响［47-48］。这些模型主要用于决策过程，决策过程中利益相关者可以明确了关键的管理决策、探索变化的情景(例如:人口、气候、技术)。主要为决策过程服务，模型输出明确环境、经济和社会利益的权衡与兼容。这些模型正应用于全球广泛的决策背景和多种尺度中［11，49］。

InVEST模型评估范围涵盖了一系列的陆地和海洋生态系统服务(图2)。模块设计可以评估选择性的决策选项条件下的协同与权衡。这些开源的模型是与来自不同学科、不同机构和国家的研究者和实践者富有成效的合作而开发出来的。本期专刊中，在比较决策背景下，4篇文章用到了InVEST模型［30-31，50-51］。

图2 通过开源过程正在完善的InVEST模型

5 推动政策和管理创新的试验示范

基于生态系统服务决策背景的试验示范是应道政策和机制变化的有效途径，在许多国家，优先的决策背景包括:

·分区或空间规划，例如:生态功能保护区;

·主要基础设施投资的评估与设计;

·农业与食品安全;

·极端天气事件的自然防御;

·城市发展;

在所有这些决策背景中，贫困削减和其他人类发展目标是中心。

李屹峰等［52］以三江源自然保护区为例，评估了目前实施的生态移民补偿机制。三江源是中国最重要的自然保护区之一，对中国和东南亚下游地区的生态安全至关重要。为了发展公平和有效的生态补偿标准，李屹峰等［52］采用三种方法估算了当地居民生态系统保护的机会成本，得出:尽管单一的生态补偿机制对于削减贫困是不够的，生态补偿发挥了部分重要的角色。

6 让领导者转型

请领导者参与生态系统服务工作对于支持生态学家的探索非常关键。这一点甚至比在局地、国家、全球尺度上复制和推广成功经验更重要。目前有数百个，甚至成千上万的人正在努力着。重要的是，生态系统服务研究者和政策制定者能让这些努力变成现实，以便他们成长为超过其部分的总和。随着科学基础、可信且使用工具以及率先示范的出现，我们能够让领导者实现转型和必要的转变。

在考虑如何聚焦、确定优先次序和推进我们工作的过程中，下述面临的问题值得我们思考。在整合自然资本到决策中进而实现更好结果的过程中，我们在现实世界已经取得了怎样的成功?成功的努力应采取怎样的形式?通过怎样的途径，个人努力取得局地的影响、重复和最终的多尺度扩展?为了扩大这些激增努力的集体影响，为了保障人的福祉与自然，我们需要什么样新的科学与政策措施?未来几年里，在关注生态系统服务工作社会、经济、机制和管理方面的同时，我们应该综合和分析回顾生态系统服务的示范。

在这推动许多工作、提前思考一些新问题的关键时刻，生态系统服务专刊出版了。随着中国经济快速发展，环境与发展的冲突逐步升级。正如欧阳志云等［39］说的:随着经济社会快速发展，环境与发展的矛盾加剧，建立有效的生态补偿制度，保障生态系统服务功能的持续供给，不仅是保障国家生态安全的紧迫需要，也是我国实现公平发展和建设和谐社会的必然要求。我们希望中国乃至世界都正开始实施这一愿景。

致谢:我们感谢联系自然与人类福祉这一发展迅速领域的许多同行。我们特别感谢王如松、Paul Ehrlich和Harold Mooney多年来的帮助和启发。我们感谢我们亲密的合作者在中国组织开展这一新领域的工作:黎洁、傅斌、梁义成、李聪、李锋、Brian Robinson和自然资本项目的许多国际成员。我们感谢戈登和贝蒂摩尔基金会(Gordon and Betty Moore Foundation)、洛克菲勒基金会(Rockefeller Foundation)、温斯洛基金会(Winslow Foundation)以及中国科学院国际合作项目(GJHZ0948)的支持。

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