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      生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與城市化影響的概述

      2019-12-22 12:26:07張?zhí)炝?/span>吳仲民
      熱帶林業(yè) 2019年3期
      關(guān)鍵詞:城市化人類價值

      張?zhí)炝?,吳仲?/p>

      (中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所,廣東廣州 510520)

      生態(tài)環(huán)境和自然資源是人類生存的基礎(chǔ),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能即生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的各種惠益,是人類生命健康的維持根基,也是人類社會不斷向前發(fā)展的基礎(chǔ),是與人類的福祉息息相關(guān)的。工業(yè)革命以后,人類對資源的消耗速度加快,造成了一系列環(huán)境問題,同時又由于當(dāng)時認(rèn)知水平的限制,很多問題沒有及時解決,對自然環(huán)境造成了深刻且長遠(yuǎn)的影響。近年來,中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展迅速,居民物質(zhì)需求基本得到滿足,對于生態(tài)環(huán)境的品質(zhì)也有了更高的追求,生態(tài)環(huán)境與人類福祉的相互作用關(guān)系逐漸成為了公眾和科研人員關(guān)注的焦點(diǎn)問題。目前城市過度擴(kuò)張、全球氣候變化等各種問題,對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提出了新的挑戰(zhàn)。因此,應(yīng)加強(qiáng)對于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的認(rèn)知及其與城市化之間的相互作用關(guān)系,以期能更好的解決各類資源環(huán)境問題。

      1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其價值

      早在20世紀(jì)60年代,就有研究人員注意到生態(tài)系統(tǒng)的各種益處,認(rèn)為這是生態(tài)系統(tǒng)的對人類的一種服務(wù)(service)功能[1~3]。當(dāng)時研究者們對于生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能還沒有明確的定義,只是認(rèn)為這是生態(tài)系統(tǒng)所給我們帶來的一種服務(wù)。因此這方面的研究并沒有得到廣泛重視。然而隨著生態(tài)環(huán)境不斷惡化,生態(tài)問題日益突出,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能被認(rèn)為是有效解決環(huán)境問題的途徑而被廣泛關(guān)注,并在20世紀(jì)后期得到快速發(fā)展。1997年,Costanza等[4]發(fā)表了關(guān)于全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)資本的價值核算的論文,提出生態(tài)資產(chǎn)的核算方法,并估算全球的自然資源價值大約為33×1012美元,引起了大量學(xué)者的廣泛關(guān)注,促進(jìn)了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能領(lǐng)域研究的發(fā)展,掀起了全球范圍內(nèi),評價生態(tài)系統(tǒng)功能價值的潮流[5~6]。

      不同研究人員針對生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能提出了不同定義。Costanza[4]將生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能定義為生態(tài)系統(tǒng)的功能和產(chǎn)品的統(tǒng)稱,其中包括生態(tài)系統(tǒng)提供給人類的直接物質(zhì)福利與良好環(huán)境。馬世駿提出社會、經(jīng)濟(jì)、自然是一個復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)[5],生態(tài)系統(tǒng)具有自然、經(jīng)濟(jì)、社會三方面效益,并且三者之間具有相互作用關(guān)系,經(jīng)濟(jì)、社會與自然應(yīng)該協(xié)調(diào)發(fā)展。馬鳳嬌等綜述了國內(nèi)外相關(guān)研究,把生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能定義為生態(tài)系統(tǒng)對人類的各種惠益[6]。

      近年來,有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的研究不斷發(fā)展,主要體現(xiàn)在兩個方面:(1)生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科的引入推動了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評價體系的完善,通過結(jié)合經(jīng)濟(jì)學(xué)原理,定量化評估服務(wù)功能價值,結(jié)果更為準(zhǔn)確。(2)研究人員對生態(tài)系統(tǒng)的功能和過程認(rèn)知加深,合理調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),改善管理模式,對于服務(wù)功能的提高有極大幫助。由于生態(tài)系統(tǒng)具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),所能提供的惠益涵蓋動植物、水文、土壤、氣象等方面,決定了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的復(fù)雜性和多樣性[7]。因此,早期研究中,對于各項(xiàng)服務(wù)功能的分類和評價方法仍不明確,不同研究人員選取指標(biāo)各不相同,導(dǎo)致結(jié)果有較大差異。21世紀(jì)初,由聯(lián)合國牽頭啟動了“千年生態(tài)系統(tǒng)評估項(xiàng)目”,旨在從全球角度對生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行綜合評估。全球?qū)<覀儚纳鷳B(tài)學(xué)機(jī)理、生態(tài)系統(tǒng)功能等角度出發(fā),將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分為四大類,分別為供給功能、調(diào)節(jié)功能、文化功能、支持服務(wù)功能。這種分類方法直觀,且將不同服務(wù)類型交叉、整合,是目前應(yīng)用最廣泛的分類方法。許多研究人員關(guān)注到環(huán)境變化對生態(tài)系統(tǒng)的影響,區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與環(huán)境變化之間具有動態(tài)相互作用關(guān)系,從而得出有效的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評價方法[8~9]。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,3S技術(shù)等新興技術(shù)促進(jìn)了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評價研究的發(fā)展[10~12]。歐陽志云等[13]針對中國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能開展研究,選取了多方面參考指標(biāo),結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要分類,評估了各項(xiàng)服務(wù)功能的價值及其總價值。謝高地等[14]利用GIS技術(shù),將青藏高原生態(tài)系統(tǒng)分為森林、草地、農(nóng)田、濕地、水面、荒漠,并針對每一類生態(tài)系統(tǒng)分別評估,通過計(jì)算得到其每年的總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值為9363.9×108元。趙同謙等[15]評估了中國森林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值,得到其每年的價值為14060.05×108元,并且其中的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的間接價值是森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的主體,為直接價值的4.6倍,彰顯了對森林資源保護(hù)和科學(xué)利用的重要性。

      2 城市化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響

      城市化是人類社會向前發(fā)展的必然結(jié)果,是衡量一個國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要指標(biāo)。其對于提高居民生活質(zhì)量,不斷推動經(jīng)濟(jì)社會進(jìn)步具有重要作用。而城市的演變也深刻的影響著生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能[16]。隨著城市化不斷推進(jìn),工業(yè)、商業(yè)等類型用地需求日益增多,周邊綠地不斷減少,使得城市周邊的生態(tài)緩沖帶逐漸消失,生態(tài)服務(wù)功能日益下降[17~19]。然而,犧牲綠地導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降,不利于居民的身心健康,甚至可能導(dǎo)致災(zāi)害的發(fā)生,極大的影響了城市的發(fā)展[20]。

      工業(yè)革命以來,人類經(jīng)濟(jì)社會得到迅猛的發(fā)展,深刻的影響著全球和各區(qū)域的自然生態(tài)系統(tǒng)。經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展對生態(tài)系統(tǒng)的影響具有兩面性:一方面,發(fā)展帶來高新技術(shù)和方法,使生態(tài)系統(tǒng)的管理更加規(guī)范化,更具有科學(xué)性;另一方面,城市人口的快速增長,加劇了資源消耗,迫使土地利用快速轉(zhuǎn)化,改變了生態(tài)系統(tǒng)的過程、結(jié)構(gòu)和功能,使得生態(tài)環(huán)境不斷惡化。城市化過程中常常改變了自然的原有生境,進(jìn)而損害生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能[21]。從全球尺度來看,農(nóng)業(yè)用地和工業(yè)用地在急劇擴(kuò)大,已經(jīng)占據(jù)了相當(dāng)部分[22],這極大的改變了全球生態(tài)系統(tǒng)格局。城市化進(jìn)程不斷推進(jìn),土地利用格局迅速轉(zhuǎn)變,深刻影響著生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。城市化增加了對于資源的需求,加大了人類對自然資源的開采力度,對生態(tài)系統(tǒng)造成了毀壞,甚至有些因此退化或消失。這種由城市化過程導(dǎo)致生境改變,使得原本適應(yīng)該地區(qū)環(huán)境的生物變得不適,進(jìn)而引起生物多樣性下降和物種喪失,并且這種影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了城市本身。

      針對城市化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響這一突出問題,國內(nèi)外開展了大量研究。Manob Das等[23]利用GIS對印度東部的舊馬爾達(dá)市鎮(zhèn)的土地利用和土地覆蓋進(jìn)行分析,評估城市化的動態(tài)性質(zhì)及其對城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響,結(jié)果表明:1990~2017年間,農(nóng)田和植被覆蓋率的降低使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值顯著下降。周忠學(xué)等[24]對西安的城市化水平與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的相互作用關(guān)系進(jìn)行研究,認(rèn)為城市化程度與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值總體呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。張騫等[25]研究認(rèn)為,城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能下降的主要驅(qū)動因素為城市建設(shè)用地的增加和農(nóng)業(yè)用地的減少。

      3 建議與展望

      近年來,人們逐漸意識到自然環(huán)境是人類生存和發(fā)展的根基所在。環(huán)保意識的覺醒推動了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究不斷向前發(fā)展。其理論體系不斷完善,邏輯不斷清晰,評估體系更加具體;分析模型不斷更新改進(jìn),使得評估結(jié)果更加精準(zhǔn)化、動態(tài)化;同時,新興技術(shù)(如3S技術(shù))的快速發(fā)展也起到了極大推動作用,促進(jìn)評估向空間結(jié)果表達(dá)的方向發(fā)展。我們應(yīng)將相關(guān)成果結(jié)合城市生態(tài)系統(tǒng)管理和保護(hù)和政府有關(guān)生態(tài)政策的制定,以期解決城市化帶來的生態(tài)問題。筆者認(rèn)為,還有以下幾個方面需要進(jìn)一步展開研究:

      (1)需要加強(qiáng)城市生態(tài)學(xué)機(jī)理研究。生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過程等決定了生態(tài)系統(tǒng)具有服務(wù)功能。對于城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的內(nèi)在生態(tài)學(xué)機(jī)理研究的開展,有利于提高對其服務(wù)功能的認(rèn)知水平,進(jìn)而為解決城市化所帶來的環(huán)境問題提供有效策略。

      (2)需要加強(qiáng)城市生態(tài)規(guī)劃的研究。對城市進(jìn)行生態(tài)規(guī)劃和管理,有利于促進(jìn)用地合理轉(zhuǎn)型,緩解綠地緊張問題,提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能質(zhì)量。因此,應(yīng)在未來的城市建設(shè)中加強(qiáng)城市生態(tài)規(guī)劃的應(yīng)用,提升居民福祉,為可持續(xù)發(fā)展提供支持。

      (3)需要加強(qiáng)城市生態(tài)定位站建設(shè)。目前,國家林業(yè)和草原局已經(jīng)建立了若干個城市生態(tài)定位站。城市生態(tài)研究與其它生態(tài)(如森林、濕地、荒漠等)研究不同,它是直接研究城市發(fā)展與人類與環(huán)境之間相互關(guān)系的。所以,城市生態(tài)定位研究最迫切的任務(wù)是要明確城市生態(tài)定位監(jiān)測指標(biāo)并進(jìn)行長期監(jiān)控,這些指標(biāo)應(yīng)同人類發(fā)展和環(huán)境友好緊密結(jié)合。

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