生态系统服务与人类福祉关系研究进展

程宪波，陶 宇，欧维新,2①

(1.南京农业大学公共管理学院，江苏 南京 210095；2.农村土地资源利用与整治国家地方联合工程研究中心，江苏 南京 210095)

生态系统服务和人类福祉的关系研究是 “全球土地计划”(Global Land Project，GLP)和“未来地球计划”(Future Earth Program)的重要研究内容，也是国家与区域人类可持续发展的重要研究方向[1-3]。千年生态系统评估(MA)报告显示，全球60%的生态系统服务正在降低，而超过80%的生态系统服务消费量在增加；报告同时指出人类福祉直接或间接受生态系统服务影响[4]77-85。近年来，生态系统服务与人类福祉研究越来越受到重视，尤其是生态系统服务分类、供需以及评估方法成为研究热点[1],[4]63,[5-6]。统计1997—2018年收录在中国科学引文数据库(CSCD)、中文社会科学引文索引(CSSCI)的中文期刊及Web of Science核心合集英文期刊中的文献发现，截至2018年末，关于“生态系统服务〔或ecosystem service(s)〕”文献数量超过26 000篇；“人类福祉〔或human well(-)being〕”文献数量超过10 000篇；但生态系统服务与人类福祉之间的关系是怎样形成的？关系如何？用什么样的方法来测度这种关系？如何协调两者之间的关系等科学问题仍需进一步梳理、总结和归纳。因此，该文在分析国内外生态系统服务、人类福祉及关系等研究动态的基础上，归纳生态系统服务、人类福祉内涵和分类，重点阐述生态系统服务与人类福祉的作用关系、关系形式以及关系评估方法，总结提出协调关系的研究重点，为可持续发展战略提供有力支撑。

1 生态系统服务与人类福祉

1970年，报告“Man′s Impact on the Global Environment Problems”提出了“环境服务功能”的概念[7]。1987年，De Groot用“环境功能”替代“自然资源”，并坚持认为，环境功能对人类福祉的重要性至少与人造产品同等重要[8]。DAILY[9]认为生态系统服务是指自然生态系统及其物质提供的条件和过程能够满足和维系人类生活需求。同年，COSTANZA等[10]也提出生态系统服务的概念是人类直接或间接从生态系统功能中获得的收益。DE GROOT等[11]认为生态系统服务是自然过程提供的满足人类需要的服务能力。2005年，MA将生态系统服务定义为人类从生态系统中直接或间接获得的惠益，并成为目前最具有影响力的内涵界定，为后续研究提供重要基础[4]4。不同学者依据内涵与研究目标的差异，将生态系统服务归纳为多种类型(表1[4]5,[10-16])，为研究不同服务对人类不同层级福祉的影响提供基础。

表1 生态系统服务分类

人类福祉的概念较为抽象，有许多解释，未形成普遍接受的定义，常常与“福利”“美好生活”“繁荣”和“幸福”等混淆[17-18]。从广义上讲，人类福祉分为客观福祉和主观福祉，客观福祉由人们生活环境的客观物质和社会属性组成，如物质资源、住房、就业和收入、教育健康等[19]。相比之下，人类主观福祉是个人对生活环境的感受、想法以及满足程度，它需要通过心理反应来衡量，如生活满意度、自由性、社会关系和人身安全等[20]。总之，福祉提升与满足人们的基本需要和能力有关，与他们获得的资源与机会以及他们的身体、社会和精神状况有关[21]。MA概念中，人类福祉指维持高质量生活的基本物质条件、健康、安全保障、良好的社会关系以及自由选择与行动。“维持高质量生活的基本物质”指有充足营养食品、住所、获得物品的机会；“健康”包含身体健康、心情愉快及获得清洁的空气和水；“安全保障”包含人身安全、获取资源安全、免受灾害的安全；“良好的社会关系”包含社会凝聚力、相互尊重、拥有帮助别人的能力；“自由选择和行动”指有能够实现个人价值观的机会。MA也许是一个研究人类福祉与生态系统服务之间相关性最全面的框架[4]5，因为它阐明了社会经济因素对不同层级福祉的影响，以及特定福祉与其相应的供给、调节、支持和文化服务之间关系的强度。

2 生态系统服务与人类福祉的关系

2.1 生态系统服务对人类福祉作用关系

生态系统服务可分为供给、调节、支持和文化服务4类，人类福祉可归纳为物质、经济社会等客观福祉和主观福祉，不同生态系统服务对人类多层福祉影响有差异[4]5。该部分内容总结了各类生态系统服务对人类基础物质、经济、健康和安全以及主观幸福感等各层次福祉的影响。首先，生态系统供给的水、能源、食物以及其他原材料能满足人类福祉对食物、营养和住所等基础物质的需求[22]。除此以外，人类直接或间接利用生态系统服务能够获取经济利益，主要是利用供给服务和文化服务获取经济利益[23]。例如，SANDHU等[24]找出了生态系统服务提升乡村贫困人员收入的路径。在中国，促进贫困地区生态与经济增长协调发展是国家扶贫开发的重要策略之一，如何利用生态系统服务提高贫困地区人员福祉也是重要研究目标[25]。未被人类重视或发掘的服务目前正在被发掘、研究，如增加农场生物多样性所带来的成本效益[26]，未被认识的医药原材料、蜜蜂的授粉和新能源等未来经济价值[27]，以及城市生态系统服务质量对区域未来城市发展的影响[28]。生态系统服务尤其是调节服务对人类健康与安全等福祉的作用不容忽视，水分涵养、水土保持、洪水调节等服务可减少局部积水和水土流失等风险，保障了区域人类安全[29]。净化空气、固定空气中碳化物、调节气候以及吸收城市热量、降低城市内部温度等服务，能够降低人类疾病发生率与传播，保障人类健康与安全[30]。除此以外，文化或景观服务对提升人类生理或心理健康具有积极作用。BARTON[31]研究表明在自然环境中的长时间户外活动或锻炼对人的血液循环、性格形成、振奋精神、建立自信心、减轻紧张、缓解压力等具有积极影响。姚亚男等[32]研究指出处在室内更大绿色空间或室外绿色空间的时间越长，员工对自我身体健康评估结果越好。生态系统服务尤其是文化服务对人主观幸福感的作用不可忽视，户外绿色场地为人类福祉带来愉悦心情[33]。家庭菜园为异乡人带来地方感和归宿感[34]，城市绿色环境增加居民的安全感[35]，生态系统服务知识教育能提升高校少数民族学生的归属感、自信心、自豪感和荣誉感[36](图1)。

2.2 人类福祉对生态系统服务的影响

生态系统能为人类福祉提供产品与服务，反过来，人类福祉的需求偏好能直接或间接反馈到生态系统管理上，从而改变或影响原生态系统服务的供给[37]。生态系统在健康状态下可持续提供服务，人类福祉得到维持或保障；提升人类福祉就需调整生态系统结构和功能，若过度消费会造成生态系统损坏、服务供给能力弱化，人类福祉随之将受影响，两者呈现互为反馈的循环关系[38]；该互馈关系不具同步性[39]。当消费量超过供给潜力时，短时间内服务供给增加，福祉暂时提升，而生态系统结构受到破坏，功能持续性衰减；长远来看，人类未来福祉降低，服务与福祉之间互馈存在时间滞后性[40]。

2.3 生态系统服务与人类福祉关系形式

2.3.1数量关系

生态系统服务与人类福祉的数量关系重点关注生态系统服务供给是否满足人类福祉需求以及满足程度。目前，研究生态系统服务供需关系较多[41-45]，虽在内涵上，生态系统服务供需关系不能完全被认定是生态系统服务供给与人类福祉需求之间的关系，但表2[35-39]中不同研究者从不同视角揭示生态系统服务供需数量关系，能为生态系统服务与人类福祉数量关系研究提供重要参考，并在一定程度上能呈现或替代其数量关系。

表2 生态系统服务与人类福祉数量关系

在整体数量上，根据已有研究，我国生态系统服务供给、调节、文化以及各类服务总量均为供需盈余状态，而供需盈余量呈下降趋势变化，但不同地区供需差异明显[46]。在基础物质上，我国粮食、蔬菜、水果和海产品等重要食物供给量逐年增加，基本满足了人类对食物的需求；食物的供给与消费直接或间接造成水资源消耗量增加[47]。近20年来，我国水资源供给总量变化不大，消费量增加，其中农业用水约占三分之二[48]；部分地区已出现较为严重的供需赤字状态，过去10多年，北京淡水消耗是供给的5～17倍[49]，上海需求超过供给的10倍[50]。在经济上，乡村人类经济福祉对生态系统服务需求超过城市，而目前部分生态系统服务供给未能完全满足村民对经济的需求，因此也是造成部分乡村贫困的重要原因之一[51]。近年来，乡村农户利用供给服务与文化服务，采取“特色种植+林下经济+生态旅游”生产模式，以增加经济收入，提升农户福祉。除此以外，贫困地区可采取将供需盈余的生态系统服务转移、补偿，提升当地经济供给[52]。在健康与安全上，重点关注PM10净化与碳固持供需关系，不同城市差异明显。就PM10净化而言，上海供需盈余，湖北供需赤字。多个城市碳固持供需呈赤字状态[50,53]。值得一提的是多个城市土壤保持、洪水调节等供需关系以盈余为主[54]。目前关于主观幸福感上的供需数量关系的研究尚不多见，以文化服务供需为主，例如上海、湖北等区域的文化服务未达到人类福祉需求目标[50,53]。

2.3.2空间关系

COSTANZA[55]按照空间特征将生态系统服务分为全球非临近、局部临近、流动方向型、原位型和使用者迁移型。当服务为全球非临近型时，人类福祉利用服务不受空间限制，如气候调节；当服务为局部临近型时，人类福祉受服务空间临近程度的影响；当服务为流动方向型时，人类福祉受上游空间到下游空间的流量影响；当服务为人类利用原位型时，可迁移到供给区或利用科技转移服务至需求区，如购买原材料或运输粮食；而当服务为使用者迁移型时，只能是需求对象向服务供给区迁移，如旅游。在空间上，生态系统服务与人类福祉往往不匹配，以2015年为例，我国高供给高需求空间占0.28%，低供给高需求空间占3.27%，集中在发达城市与部分省份城市，高供给低需求空间占45.34%[54]。高需求区往往是人口规模和密度大的城市，或者人类活动强度大的区域，而自然和半自然地区多数为服务供给。值得注意的是，乡村既是服务供给区，也是重要需求区。供需空间的不匹配，人类如何利用服务？供给区服务如何到达人类福祉需求区？有研究将服务依赖自然与人工的载体或非载体沿着不同或特定方向和路径传递到人类福祉的过程称之为流[55]，通过“流”动使服务与福祉的空间关系达到一定平衡。

3 生态系统服务与人类福祉关系评估方法

3.1 生态系统服务评估方法

评估生态系统服务的方法主要有价值法、物质法和能值法。价值法通常是基于市场理论直接对生态系统服务货币化、价值化[42]。物质法是通过基础数据利用模型或算法转换为最终或中间物质量进行评价；能值法是通过利用模型或算法转换为太阳能值后进行评估的方法[56-57]。生态系统服务评估方法与模型研究较为丰富，不再赘述，将常见的评估模型进行归纳总结(表3[58-67])。

表3 生态系统服务评估模型

3.2 人类福祉评估方法

人类福祉评估方法包含客观评估和主观评估方法[68]。客观评估法主要依赖于人们生活情况的社会和经济等客观因素，将这些因素加以综合，以表征人类客观福祉。目前，最具影响力的客观福祉评估指标为人类发展指数(human development index，HDI)，它以出生时预期寿命、平均受教育年限、预期受教育年限和人均国民总收入4个客观指标来表征人类健康、教育和生活水平不同层级客观福祉[69]。考虑到个人对其社会环境的看法和经验，其主观福祉评估同样重要。HAGERTY等[19]坚持认为，需要采用主观评估方法来掌握人们对生活经历的总体感受。基本需求满足对人类福祉很重要，但仅凭基本需求难以完全解释是什么激励着人们，福祉也受到认知、情感和心理社会变量的影响[70]。目前已有较为成熟的评估方法，该类方法重点收集关于这些变量的信息，以及人们自己认为他们需要什么才能获得良好的生活质量，并深入了解他们对满足这些需求的迫切程度[19]。主观福祉可以使用生活满意度衡量表[71]和心理健康衡量表[72]等侧重于主观福祉的工具与方法评估。目前，快乐星球指数(happy planet index，http:∥www.earth.columbia.edu)是主观与客观相结合的人类福祉评估指标，其本质是基于可持续福祉及其对地球影响而制定的单一衡量标准方法。目前，不缺乏定量和定性相结合的评估方法，不同研究者评估方法有差异，但也存在一些共同点，例如：基础物质需求主要选择表示食物、营养物质、基本生活保障等相关指标[12]；经济福祉主要以收入、消费、经济多样性等为主[73]；健康与安全主要侧重表示个人健康安全、资源安全、身心健康等相关指标[74-75]；对于表示主观幸福感的相关指标包括生活满意度、自由、地方感、身份认同等[12,76]。福祉评估的3个基本维度转化为3个广泛的考虑因素，实现了一个研究人类福祉的方法框架：(1)人类拥有的资源(物质、社会、人力和自然)；(2)他们能用他们所拥有的做什么；(3)他们如何看待他们所拥有和所能做的事情[77]。

3.3 生态系统服务与人类福祉关系评估方法

生态系统服务与人类福祉的关系如何评估，用什么方法评估？还需进一步深化，但学界仍做了许多积极的探索。

3.3.1直接观测、座谈会、访谈与关键人物采访、照片语音等主观判定等方法

直接观察法是研究者通过研究区现场观察，借用对该研究知识的积累，判断区域生态系统服务与人类福祉关系[67]。座谈会是研究者将不同结构的参与者组织在一起，通过鼓励详细回答或说明研究者提出的问题，例如提出：“想要在该区域生活得好，最重要的是什么？”等问题，了解区域服务需求种类及重要性[78]。半结构式访谈用于评估多种生态系统服务变化对人类福祉的影响与贡献，研究者提出开放式问题，被问者回答认为对个人福祉重要的生态系统服务类别。关键人物采访法是通过采访知识渊博、年长、政府人员等不同对象，了解区域生态系统服务对人类福祉的贡献[78]。照片语音是一种将摄影与基层社会行为相结合的群体分析方法，要求参与者通过拍摄与被研究区域相关的场景来代表他们的区域或表达他们的观点[79]。

3.3.2社会偏好与专家判断矩阵法

半定量分析方法主要有社会偏好和专家判断矩阵法，CIFTCIOGLU[34]以北塞浦路斯莱夫克地区居民为研究对象，采用当地社会文化偏好法评估生态系统服务与人类福祉的关系，用0～5的分值李克特量表分别表示各类生态系统服务对人类福祉的贡献程度。HSIEH等[80]以台湾北部红树林为研究对象，用由水文学家、生态学家及文化、景观和建筑领域的专家组成的专家小组形成0～5的打分矩阵，0=无关系，……，5=很强的直接关系，研究28类生态系统服务与15类人类福祉的关系，结果表明栖息地供给是当地人类福祉的最重要服务，表现在对当地居民安全保护以及身体和心理健康等福祉的满足。

3.3.3定量分析法

定量分析是依据统计数据建立数学模型，并用数学模型计算出分析对象的各项指标及其数值的一种方法。最常见的定量方法是基于生态系统服务供需视角的分析法，生态系统服务与人类福祉的关系在一定程度上可简化为生态系统服务供需关系。该类方法虽简化或片面化两者关系，但能直观地测算和评估生态系统服务与人类福祉数量与空间的关系[81-82]。除此以外，统计分析法是目前常见的分析生态系统服务与人类福祉关系的方法，即对区域各种生态系统服务供给与人类福祉各类需求指标数据，通过问卷调查、已有文献和统计年鉴等资料获取，定量分析生态系统服务与人类福祉影响或关系[25]。周李磊等[51]以全国717个贫困市、区、县为研究对象，利用灰色关联耦合模型，分析了中国生态系统服务与人口生计耦合关联度水平差异。OUTEIRO等[83]通过统计分析认为不同服务权衡对区域人类福祉的影响不同，相同的服务对不同群体福祉的影响也不同。VON MALTITZ等[84]通过问卷调查获得数据后，分析马拉维和莫桑比克麻风树种植与当地人类福祉的关系，提出食物、原料和林产品等供给服务对当地人类福祉的影响优于调节服务。HOSSAIN等[85]以生活质量为因变量，以家庭作物和鱼类生产等为自变量，利用线性回归分析，得出了供给服务与技术、资本共同影响人类福祉，调节服务恶化正在弱化生态系统恢复力，以及对未来区域人类福祉影响严重等结论。

半结构式访问、座谈和采访等研究方法能及时掌握区域人类福祉对生态系统服务的依赖程度，矩阵法利用经验能有效判别各类生态系统服务与人类福祉的关系强度，此类方法具有快速、简单地定性判别生态系统服务与人类福祉关系的优势。定量分析法通过研究生态系统服务与人类福祉两个系统变化规律来判别两者关系，该方法能较准确地定量判别生态系统服务与人类福祉的关系，但对数据要求较高。

4 未来发展展望

目前，对于生态系统服务与人类福祉的关系研究已取得丰硕成果，但是相关领域的研究仍存在进一步提升的空间。今后的研究除了加强生态系统服务与人类福祉以及两者关系的科学研究以外，还应将研究成果服务于管理和政策制定。首先，要加强各类生态系统服务对人类不同福祉的作用机制与贡献水平的研究。在此基础上，加强生态系统服务与人类福祉数量、空间和互馈等形式的关系研究。数量关系研究应专注于人口和经济规模大的城市福祉需求与服务供给关系，列出城市供需赤字清单和预警水平，便于城市管理者与政策制定者调整经济结构，制定产业转型政策。然后，空间关系的研究重点在于上游与下游、城市与农村以及不同行政单元间人类福祉需求与服务供给的关系，划定供需盈余与赤字区，为管理者提供生态补偿与被补偿区。再则，互馈关系的研究应重点服务生态修复、生态管理。最后，加强关系评估方法与优化方案的研究，在充分揭示个体或群体对生态系统服务的认知和偏好差异基础上，结合多源数据，评估生态系统服务与人类福祉的关系，并制定关系优化方案。