雷牧晨 陶馨萍 蒲鑫桔

【摘? 要】近年來，環(huán)境問題越來越突出，而生態(tài)系統(tǒng)是人們生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，在人類的日常生活中發(fā)揮著重要的作用。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指生態(tài)系統(tǒng)能夠?yàn)槿祟愄峁┑姆?wù)，主要包括四個方面。基于此，論文利用層次分析法建立了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的定量評價模型。

【Abstract】In recent years， environmental problems have become more and more prominent， and ecosystem is the basis for people's survival and development， which plays an important role in the daily life of human beings. Ecosystem service refers to the service that ecosystem can provide for human beings， which mainly includes four aspects. Based on this， the paper uses the analytic hierarchy process to establish a quantitative evaluation model of ecosystem service.

【關(guān)鍵詞】生態(tài)系統(tǒng);服務(wù);人類;層次分析法;環(huán)境

【Keywords】ecosystem; service; human beings; analytic hierarchy process; environment

【中圖分類號】X826? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）10-0068-02

1 引言

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件和效用，是人類直接或者間接從生態(tài)系統(tǒng)功能中獲得的產(chǎn)品和服務(wù)。地球的生態(tài)環(huán)境看似堅(jiān)不可摧，但實(shí)際上卻很脆弱，一個突出的事實(shí)是人們在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)活動時，忽視了生態(tài)環(huán)境，而千里之堤毀于蟻穴，這種忽視可能最終危及人類在生物圈的可持續(xù)性，如果沒有生命維持系統(tǒng)的服務(wù)，地球的經(jīng)濟(jì)將會陷入停頓狀態(tài)，因此，從某種意義上說，生態(tài)系統(tǒng)對經(jīng)濟(jì)的總價值是無限的。

地球上的土地資源是有限的，但人類為了生活和發(fā)展又不得不開發(fā)土地化為己用，人們不僅要自己發(fā)展經(jīng)濟(jì)，提高生活質(zhì)量，也要為人們的后代和未來的生活考慮。土地占用開發(fā)不合理會導(dǎo)致價值走低、不能發(fā)揮其潛在和長遠(yuǎn)的社會效益，甚至可能適得其反，而二次開發(fā)的成本更高。所以在首次開發(fā)時就將環(huán)境成本考慮進(jìn)去，并且進(jìn)行合理的開發(fā)利用是非常有必要的，這樣才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)。人們都應(yīng)該明白一個道理：綠水青山是無價之寶。

基于此，本文通過應(yīng)用層次分析法來建立生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)模型，從而對生態(tài)服務(wù)評估系統(tǒng)進(jìn)行探究，了解人類從生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)中得到的真實(shí)效益，最后分析和評估模型的有效性，并闡述建立模型的現(xiàn)實(shí)意義。

2 模型設(shè)計

2.1 模型假設(shè)

首先，在生態(tài)服務(wù)評估模型中對水資源方面的分析中，本文假設(shè)地表水和地下水完全沒有交互作用;其次，由于有機(jī)質(zhì)、營養(yǎng)物循環(huán)實(shí)際包含眾多元素，本文假設(shè)只有碳元素對模型有影響，并只對其進(jìn)行分析。

2.2 建立指標(biāo)評價體系

生態(tài)服務(wù)評估模型分為支撐服務(wù)、供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)四個部分（Daily C，1997;謝高地，2008），在不同的要素層中，本文選取的具體指標(biāo)如表1所示。

2.2.1 支撐服務(wù)

在支撐服務(wù)中，本文選取了棲息地、生物多樣性、營養(yǎng)物循環(huán)三種指標(biāo)。

棲息地是指包含多個物種種群生活生長的自然環(huán)境，影響棲息地的因素有很多，由于不同物種的生活方式不同，影響因素也各有不同，例如，海表水溫會對竹筴魚棲息地分布產(chǎn)生影響（徐紅云等，2016），枯水期流量會對魚類的棲息地分布產(chǎn)生影響（黃月群等，2018），降雨量以及經(jīng)緯度會對棲息地中物種種類豐富度產(chǎn)生影響，越靠近赤道、降雨量越多、氣候越暖和，物種種類會更加豐富，生態(tài)系統(tǒng)也會更加穩(wěn)固。

生物多樣性是指生物圈中的生物及其基因和生存環(huán)境，用于反映規(guī)定區(qū)域內(nèi)生物生存環(huán)境影響的程度，生物多樣性的量度方法常采用“Simson指數(shù)”，其計算公式如下：

x營養(yǎng)物循環(huán)是指自然界的循環(huán)系統(tǒng)，生態(tài)系統(tǒng)在食物網(wǎng)中利用生物多樣性，循環(huán)利用礦物質(zhì)、營養(yǎng)物質(zhì)等天然物質(zhì)，自然系統(tǒng)的循環(huán)行為是維持和促進(jìn)人類社會發(fā)展的福祉。

在可得到的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，本文通過將生物多樣性、棲息地、營養(yǎng)物循環(huán)加權(quán)，得出了支撐服務(wù)對生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)指數(shù)，具體計算公式如下：SS=a1Sbio+a2Shab+a3Snut

2.2.2 供給服務(wù)

生態(tài)系統(tǒng)在供給上可以為人類提供多種服務(wù)，但考慮到可操作性，參考莊惠鈞等（2020）文獻(xiàn)，本文在供給服務(wù)中選擇的因素為有機(jī)質(zhì)生產(chǎn)、水資源、能源。

有機(jī)質(zhì)生產(chǎn)屬于生物類概念，是一種碳基化合物，來自植物和動物等生物體的遺體及其在環(huán)境中的廢物，通常在它們的生存環(huán)境中即自然和工程環(huán)境、陸地和水生環(huán)境中發(fā)現(xiàn)。

水資源包括地上和地下水，本文主要考慮地下水對供給服務(wù)的影響，參照以往文獻(xiàn)，其度量公式如下：

EmGW=P×S×ρ×k×UEVGW

其中，EmGW為地下水補(bǔ)給所需的能值;P為森林生態(tài)系統(tǒng)降水;S為森林生態(tài)系統(tǒng)面積;ρ為水分密度;k為降水入滲補(bǔ)給系數(shù);UEVGW為地下水的特殊能值。

能源則是包括人類在內(nèi)的生物體賴以維持生命的來源，主要來自化石燃料、核燃料、可再生能源等。

在可得到的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，本文將三種因素加權(quán)，得出了供給服務(wù)對生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)指數(shù)PS，具體計算公式如下：

PS=β1Ppom+β2Pwat+β3Pene

2.2.3 調(diào)節(jié)服務(wù)

調(diào)節(jié)服務(wù)主要考慮生物體生存的環(huán)境，包括氣候、自然災(zāi)害、土壤、大氣、水質(zhì)四種因素。氣候通俗地理解是“平均天氣”，廣義上的氣候是指氣候系統(tǒng)的狀態(tài)。自然災(zāi)害是生態(tài)系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)的一種主要方式，例如，洪水等。土壤是植物的扎根之處，是動物的活動場所，同時，也充當(dāng)著生態(tài)系統(tǒng)大氣層調(diào)節(jié)劑的角色。大氣則包括煙塵、CO2、NO等。水質(zhì)是對水狀況的一種衡量，標(biāo)準(zhǔn)通常按照人類或者生物體的生存要求來確定。同樣，本文根據(jù)可得數(shù)據(jù)，將五種因素加權(quán)，得到調(diào)節(jié)服務(wù)對生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)指數(shù)RS，具體計算公式如下：

RS=γ1Rcli+γ2Rdis+γ3Rsiol+γ4Ratm+γ5Rwqu

2.2.4 文化服務(wù)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中文化服務(wù)包括精神、教育、娛樂、美學(xué)，在可得到的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上通過加權(quán)，得出了文化服務(wù)對生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)指數(shù)CS，具體計算公式如下：

3 建立模型

綜上，本文搜索了大量關(guān)于以上因素的數(shù)據(jù)，并填制了成對比較矩陣。利用層次分析法對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行了加權(quán)計算，得出生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)指數(shù)，并將其運(yùn)用到評估土地使用項(xiàng)目的真實(shí)經(jīng)濟(jì)成本中。計算公式如下：

SPRCscore=SS+PS+RS+CS

用層次分析法獲取每個變量的權(quán)重如表2所示。

基于此，本文得出了生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)的評估模型，得到每個因素的權(quán)重評分，分別如下：

SS=64.83%Sbio+22.97%Shab+12.20%Snut

PS=7.51%Ppom+59.17%Pwat+33.32%Pene

RS=5.01%Rcli+8.26%Rdis+19.46%Rsiol33.64%Ratm+33.64%Rwqu

CS=25%Cspi+25%Cedu+25%Crec+25%Caes

從本文模型建立的權(quán)重可以發(fā)現(xiàn)，在支撐服務(wù)中，生物多樣性與棲息地、營養(yǎng)物循環(huán)相比，對生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)的影響更大，同理，在供給服務(wù)中，水資源對生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)的影響更大，在調(diào)節(jié)和文化服務(wù)中，各個小因素則沒有太大的區(qū)別。

4 結(jié)語

本文建立了SPRC模型來定量分析生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)，從支撐、供給、調(diào)節(jié)、文化四個方面出發(fā)，采用不同的數(shù)據(jù)加權(quán)方法來量化個別指標(biāo)，利用層次分析法來確定權(quán)重，最終計算出了權(quán)重公式。模型能夠在一定程度上度量生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)，得到準(zhǔn)確的指數(shù)。同時，多個指標(biāo)結(jié)合避免了單一指標(biāo)的突變影響，讓結(jié)果更加完整可靠。但由于數(shù)據(jù)有限，同時，考慮到一些主觀的因素不便通過數(shù)據(jù)來度量，故而在模型中忽略了一些變量。此外，層次分析法度量問題時往往主觀性太強(qiáng)，在進(jìn)行實(shí)際問題分析時可能與現(xiàn)實(shí)情況存在一定的誤差。

從結(jié)論來看，生物多樣性、水資源較其他因素對于生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)的影響更大，因此，在資源有限情況下，想要將生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)的效用發(fā)揮到最大，人們應(yīng)該更加著重地考慮生物多樣性與水資源方面，制定一些政策和措施來針對性對其進(jìn)行保護(hù)。

生態(tài)環(huán)境在人類經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中的重要作用已經(jīng)越來越凸顯，人們注重生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)的維護(hù)，也能更好地反哺經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

【1】Daily G C.Natures Services： Societal Dependence on Natural Ecosystems[M].Washington，DC：Island Press，1997.

【2】謝高地，甄霖，魯春霞，等.一個基于專家知識的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值化方法[J].自然資源學(xué)報，2008（05）：911-919.