劉興元,牟月亭
(1.蘭州大學草地農業科技學院 草地農業生態系統國家重點實驗室,甘肅 蘭州730020;2.甘肅農業大學經濟管理學院,甘肅 蘭州730070)
*草地是世界上分布最廣的植被類型之一,占陸地總面積的20%左右,是陸地生態系統的重要組成部分[1]。草地生態系統為人類提供了凈初級物質生產、碳蓄積與碳匯、調節氣候、涵養水源、水土保持和防風固沙、改良土壤、維持生物多樣性等產品和服務功能[2,3],這些服務功能是自然生態系統及其所屬物種支撐和維持人類生存的條件和過程[4],也是人類直接或間接從草地生態系統中獲得生態服務價值的物質基礎[5]。然而,受人類活動與自然因素的干擾,草地的生態服務功能退化或以非理性方式被開發利用[6],使草地生態系統景觀破碎,植物群落多樣性發生改變,導致草地生態系統結構和功能變化,維持生態過程所必需的生態功能下降甚至喪失[7],不僅給生態環境造成了難以承受的壓力,而且從健康、生存環境、生活質量方面給人類造成了嚴重的影響,由此派生了一系列的生態、經濟、環境和社會問題[8]。世界上很多國家和地區都在不同時期經歷過和正在經歷著草地退化所造成的生態和貧困問題的困擾[9]。隨著人類對草地生態系統服務功能不可替代性的深入認識,通過明確而定量地評估生態系統服務功能及其價值來反映生態系統健康狀況變化的研究愈來愈受到重視。自Costanza等[10]對全球生態系統服務功能進行了分類和貨幣化初步評估,將生態系統服務功能及其價值評估提高到一個新的水平。這些具有里程碑式的突破性研究工作,使生態系統服務功能及其價值評估成為了生態學、經濟學和環境科學研究的一個熱點[11]。在全球生態環境問題日益突出和可持續發展理念的背景下,生態服務功能及其評價的研究在全球得到了迅速的發展,國際和國內基于各種時空尺度的自然資源價值評估工作以草地、森林、濕地、農區、城市等不同類型的生態系統為研究對象,從生態系統服務、自然資本、生態資產、生物多樣性等角度開展了大量研究,在相關理論、方法和應用的廣度與深度上取得了前所未有的進展。其中,在草地生態系統服務功能和價值評估方面的研究,為人們認識草地生態系統服務的重要性,加強草地生態系統的保育、退化草地生態系統的恢復和生態資產的增值具有重要的作用[12]。本研究在回顧國內外生態系統服務價值文獻的基礎上,綜述了草地生態系統服務功能的內涵,對比分析了價值評估方法及其特點、總結了國內外草地生態系統服務價值評估現狀,提出了存在的問題和未來的發展方向。
自 Westman[13]提出了“自然的服務(nature’s services)”的概念及價值評估問題,到1991年國際科學聯合環境委員會(SCOPE)組織召開了一次會議專門討論生物多樣性與生態系統服務功能的關系、生態系統服務功能的經濟價值評估方法,生態系統服務功能這一術語逐漸為學術界所公認和普遍使用[14]。但對生態系統服務功能的認識,許多學者從不同角度對其進行了詮釋[8,10,15,16]。他們所反映的本質內容是生態系統與生態過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環境條件與效用。生態系統服務功能基本分為四大類:調節功能(維護地球生物圈的作用)、支持功能(為地球上的生物提供生活空間,是所有生態資源存在的前提條件)、生產功能(提供各種類型的生產性資源)和信息功能(提供休閑娛樂以及科研、教育、美學、藝術等方面的機會)。這些服務功能由生境、物種、生物學狀態、性質和生態過程所產生的物質通過直接或間接地提供產品和服務,這種由自然資本的能流、物流、信息流構成的生態系統服務功能和非自然資本結合在一起為人類提供福利[8,16,17]。
由于草地生態系統在其類型組分、生態過程的形成、自然環境條件及其效用等方面與其他生態系統具有完全不同的特點,是以土壤-草地-家畜-牧民為一體的生物群落與其生態環境間在能量和物質交換及其相互作用過程所構成的一種復合生態系統[6,18],不僅對維持自然生態系統格局、保護生態安全屏障起著重要作用[3,19,20],而且是畜牧業的生產基地、牧民生活依賴和草原文化傳承的基礎[21]。龍瑞軍[22]認為草地生態系統服務功能的本質特征體現為生態功能、生產功能和生活功能。生態功能為系統所固有,是系統維持和發展的基礎,其影響超越了地理和行政區域的界限,具有全局性;生產功能是影響草地生態系統服務功能發生改變的觸發點,體現為特定區域畜牧業經濟發展,具有地域性或行政區域性;生活功能主要取決于生態功能和生產功能的平衡關系和管理狀況,體現為牧民的繁衍生存與草原文化傳承,具有社會與文化的縱深性。草地生態系統在生態、生產和生活功能之間形成了面、線和點緊密聯系且相互作用的邏輯關系,綜合體現了生態系統固有的調節、支持、生產和信息服務功能[23]。
草地的生態功能是對草地生態屬性的具體反映。指其生境、生物學性質或生態過程,為賴以生存的生命系統提供自然環境條件,是系統提供生態資源的先決條件和維持社會與經濟發展的基礎[13,14]。草地的生態功能包括氣候調節、養分循環與貯存、固定CO2、釋放O2、消減SO2、水源涵養、土壤形成、侵蝕控制、廢物處理、滯留沙塵和生物多樣性維持等方面[15]。這些功能是草地生態系統所固有的難以商品化的功能,具有公益性,可用直接或間接經濟價值評估[16]。草地生態系統在維持CO2/O2平衡,吸收溫室氣體、調控下游水資源量、控制水土流失和減少大風揚沙具有重要作用,是重要的物種基因庫和生物多樣性保護區[17]。因此,保護草地生態功能,對維護生態屏障安全和保護生物多樣性具有重要意義。
草地生產功能是為生命系統提供各種消費資源,是其生產屬性的具體反映。主要包括家畜生產、草產品和藥用植物等,這些功能是可以商品化的功能,其表現為直接經濟價值。對支撐畜牧業發展具有重要作用[7]。由于草地生態系統中“土-草-畜-人”的食物鏈結構與農田的“糧-人”食物鏈結構不同,單位面積的草地可以飼養較多的家畜,而只能供養少量人口。牧民為了滿足其生活功能需求,過分地強調草地的生產功能,而導致生態功能減弱,甚至惡化[10,18]。但是,同樣面積的農田可以養育較多人口,也可通過農業技術措施增加單位面積產量提高農田系統的人口容量[19]。因此,相同的食物能量需求在草地系統中比農田系統的生產壓力大,這也是草地退化的主要原因。
草地生態系統的生活功能是對草地社會屬性的具體反映,也是生態功能和生產功能的綜合體現,是一個“人-草-畜-生態-文化”有機結合的載體[20]。草地生態系統的生活功能主要包括經濟保障、文化傳承和休閑旅游等功能[10,21]。這些功能有些是可以商品化的功能,表現為直接經濟價值;有些是不能量化的,表現為間接經濟價值。草地生態系統生活功能體現在2個方面,一是通過動植物的生產功能提供人類生存和繁衍的物質基礎和經濟來源;二是弘揚宗教和傳承民族文化的載體。草地和家畜既是牧民賴以生存的直接生產資料,又是牧民財富和身份的象征。
草地生態系統的服務功能是生態系統內物理、化學、生物和人類活動等因素相互作用的結果,它們通過特殊的方式連接在一起,對人類和生態環境發揮著不同的服務功能[24]。生態功能的全局性、生產功能的地域性或行政區域性和生活功能的社會性,使草地生態系統成為一個復雜的生態經濟系統[22,25]。生活功能的好壞決定著牧民對生產功能和生態功能的重視程度。生產功能反映生活功能的高低和生態功能的強弱,而生態功能的強弱又制約著生產功能的大小和生活功能的好壞,三者呈“金字塔”型結構。
草地生態系統生態、生產和生活功能之間存在相互作用、相互影響和制約的復雜關系,是一種非線性的多元耦合、多維連鎖和多重反饋的互作機制[26]。這種相互作用的驅動機制主要是通過人口、放牧壓力與資源環境承載力之間相互作用,使草地生態系統的人流、物流、能量流、信息流、價值流和技術流的作用方向發生改變,從而引起連鎖反應[26]。當生活功能的經濟需求增大,而資源和環境能力有限時,經濟需求迫使其增強生產功能而降低生態功能。生活功能的這種反作用力造成放牧壓力超過草地資源和環境的承載力,導致生產功能與生態功能的協調結構失衡[27]。因此,維持草地生態系統生態、生產和生活功能協調發展的核心是依據草地資源和環境承載力的變化,調控系統中人口和家畜的數量,提高單位草地面積的生態、經濟和社會效益,使生態、生產和生活功能形成一種合理的比例結構,才能實現草地生態系統的可持續發展。
長期以來,由于人們對草地生態系統服務功能及其互作機制的認識不足,認為草地資源是取之不盡,用之不竭的,這種思想導致了人與自然的關系是建立在以生活功能為主導的基礎之上,以最少的資本來獲取最大的經濟利益。這種以犧牲生態效益為代價的經濟活動割裂了生態與經濟的密切聯系,生活功能需求壓力的增大伴隨著草地退化程度的加劇,導致草地生態系統內初級產品資源消耗過度,經過長期的積累,生態功能的支持能力超過了草地生態系統健康的安全閾值,將導致整個生態系統服務功能下降,嚴重時可導致其生態經濟系統的崩潰[28]。
草地生態系統服務價值分為利用價值和非利用價值兩部分[29]。利用價值分為直接利用價值、間接利用價值和選擇價值(潛在利用價值)。直接利用價值主要指生態系統提供產品所產生的價值,它是直接的實物或服務價值,可以用市場價格來估算,包括草畜產品、景觀娛樂等。間接利用價值主要指無法商品化的生態系統服務功能和維護支撐地球生命支持系統功能的價值,如保持土壤、氣候調節和凈化環境等。選擇價值主要指人們為了將來能利用某種生態系統服務功能的支付意愿,如人們為將來能利用生態系統的涵養水源、凈化大氣以及休憩娛樂等功能的支付意愿。非利用價值可分為存在價值和遺產價值。存在價值是人們為確保草地生態系統服務功能繼續存在的支付意愿,是草地生態系統本身具有的內在價值,遺產價值是為了子孫后代將來利用草地生態系統功能的支付意愿[30,31]。
從技術角度出發,盡管當前部分自動駕駛汽車產品已經達到L3(有條件自動化)、L4(高度自動化)的技術水平,但由于某些特定關鍵技術發展的不充分性,導致自動駕駛技術要實現L5階段的完全無人駕駛目標仍需要很長的時間。專利作為技術知識的載體,是集經濟、法律、技術為一體的信息體,90%以上的技術信息都可以從專利信息反映出來。對專利信息進行挖掘研究,不僅能夠準確揭示各國家(地區)、組織機構、技術研發的側重點,而且能為技術發展提供數據支持和決策參考。目前關于揭示自動駕駛技術發展全貌的定量性研究較少,因此本文采用專利分析方法研究了自動駕駛技術的全球市場態勢。
由于草地生態服務功能的經濟價值并未完全進入商業化市場,在某種意義上僅是一種虛擬貨幣。因而在草地開發利用的決策過程中往往只注重其直接利用價值,而忽視草地的環境成本支出,造成外部不經濟行為的成本內部化,割裂了生態與經濟的密切聯系,最終導致草地生態系統的質量和數量發生變化,而這種變化將造成生態系統的供需關系發生變化,從而通過市場或非市場活動來影響到人類的福利[32]。當生態系統服務功能下降時,其價值會進一步增加,對于那些不可代替的生態系統服務功能超過不可逆閾值時,它們的價值可能迅速躍升到無限大。從某種意義上講,生態系統為人類提供的生態服務價值無限大[33]。盡管目前對草地生態系統服務功能的經濟價值無法做出一個精確的估價,但對草地生態系統服務功能經濟價值的“增量”價值或“邊際”價值進行粗略的估價,包括估計這些服務功能微小變化所造成的人類福利的差別,對認識草地生態系統服務功能的相對重要性和潛在價值的明朗化具有啟迪和教益作用[9,10]。
對草地生態系統服務功能價值的貨幣化評估,既可以對不同生態系統相同服務類型的功能進行比較,又能對同一生態系統中不同服務類型進行綜合評價,同時也能促進環境核算,將其納入國民經濟核算體系[5]。由于貨幣價值有明顯的感知性,能引起人們對草地生態服務功能的重視,可促進人們對草地資源的可持續利用[34]。但是,對非使用價值的認同、使用價值組成及其與非使用價值區別的認識仍然存在一些分歧[35]。草地生態系統的一些選擇價值究竟應屬使用價值還是非使用價值至今未有定論[36]。在反映人類對生態系統服務的支付意愿時存在主觀性。價值量方法在反映生態系統服務功能可持續性方面的作用相對比較弱,且受市場和各國物價水平影響較大[37]。由于傳統經濟學理論無法通過市場機制來消除系統外部的不經濟性,只有對生態要素進行定價,建立一種科學的草地生態服務價值觀,把生態要素納入市場經濟的價格體系中,才能杜絕外部的不經濟行為,維護社會的整體利益和生態系統的可持續發展[38]。
國內外在生態系統服務價值評估方法方面取得了顯著的成果。Pearce[30]提出了不同生物資源的經濟評價方法。Cacha[39]提出了自然保護區的經濟評價方法。Pimental等[9]提出關于生態系統最佳估算模式和人類對維持生物多樣性的支付意愿評價方法。Alexander等[40]基于生態系統進入GDP賬戶的可能性,通過假定一個在全球經濟中擁有所有生態系統的獨占者,測算其在生態系統市場建立后所能獲得的最大收益,以此來評價未來有可能包含在GDP賬戶中生態系統服務在經濟上的邏輯價值。Klauer[41]基于物流和能流,提出了一種生態系統和經濟系統類比估算自然商品價值的方法。Richard等[42]在系統總結多年來濕地生態系統服務功能的價值評價案例及方法基礎上,提出了一種非市場價值評價工具-復合分析(meta-analysis)。Hannon[43]試圖設計一個與經濟體系充分一致的生態賬戶體系,通過恰當定義,把2個系統聯結成一個共同的體系。在生態系統的演化能夠用經濟術語來描述時,系統中的生態價格就可以估計并可以得到一個生態經濟輸出的單一測度。Hein等[44]提出了空間尺度的生態服務價值分析方法。Straton[8]提出了基于生態資產內在質量和主觀評價之間相互關系的生態系統服務價值評價框架。Scott等[45]提出了農業生態系統的非市場價值評價方法。Carolyn等[46]提出了保護和恢復退化生態系統的定量評估方法。
國內對生態系統服務功能及其價值評估研究是在國外研究基礎上,通過消化吸收與改進國外評估理論和方法,特別是自Costanza等[10]在生態服務評估方面取得突破性進展以后,我國學者開始了生態系統服務功能與價值評估的研究,在區域性或特定類型生態系統中開展了廣泛研究。趙同謙等[47]構建了由13個功能指標組成的草地生態系統服務功能評價指標體系和方法。姜立鵬等[48]利用MODIS數據反演凈初級生產力(NPP)和植被覆蓋率的方法,提出了一個基于NPP和植被覆蓋率的草地生態系統服務價值估算方法。尹劍慧和盧欣石[34]選取8項指標構建了草地生態系統服務價值評價體系和核算方法。劉興元等[23]以草地生態系統的“三生功能”為基礎,綜合利用各種評估方法,構建草地生態系統服務價值的評估方法和模型。這些研究成果為草地生態系統價值評估方法論提供了科學基礎和手段。由于生態系統服務功能的復雜性,單一評價方法不能準確地評估生態系統服務功能價值,需要多種方法的綜合應用,綜合歸納主要有下列4種評估方法。
3.1.1 直接市場價值評估方法 以現實市場價格為基礎,對草地生態系統提供產品和服務的經濟價值進行評估,主要包括費用支出法、市場價值法、資產價值法、人力資本法等。此類方法可在交易過程中直接體現其經濟價值。但是,由于草地生態系統結構的復雜性和時空的動態性,功能組分之間呈非線性關系,使生態系統產品和服務的供應水平難以預測[49]。同時,對可以直接市場化功能之間的內在聯系缺乏足夠的了解,使評價結果的可信度受到置疑[50,51]。直接市場價值評估方法對市場需求的依賴性較強,市場對生態服務功能經濟價值的影響較大[52]。從理論上講,直接市場價值評估法是一種較為合理的方法,也是目前應用最廣泛的生態系統服務功能價值評價方法。但由于生態系統服務功能種類繁多,一些功能指標難以用市場價值定量表示,應用時仍有很多困難和局限性[53]。
3.1.2 替代市場法 生態系統提供的某些產品和服務沒有直接的市場交易價格,為了對其進行經濟價值估算,通過估算等效替代品的花費或成本,以“影子價格”和消費者剩余來表達生態系統服務功能的經濟價值。主要包括替代成本法、機會成本法、恢復和防護費用法、影子工程法、旅行費用法、享樂價值法、預防性支出法、有效成本法等。應用這種方法可以對那些難以直接用市場價值表示的功能指標進行量化核算。應用替代市場法的關鍵是對替代功能特征的精確定義和替代參數的準確選擇[51],否則容易導致使用范圍不準確和替代功能的不完善。
3.1.3 條件價值模擬法(也稱模擬市場價值法) 條件價值模擬法是應用比較廣泛的評估方法之一。主要包括問卷調查法、意愿調查評估法、投標博弈法、比較博弈法、無費用選擇法、優先評價法和德爾菲法等[54,55]。這種方法是從消費者的角度出發,假設某種“公共商品”存在并有市場交換,通過調查、詢問、問卷、投標等方式來獲得消費者對該“公共商品”的支付意愿和凈支付意愿,然后綜合所有消費者的支付意愿和凈支付意愿來估算生態系統服務功能經濟價值。由于這種方法是基于不真實的市場行為,問題設計的合理性、問卷提供的信息以及問題提出的順序、答卷者對問題的理解程度等問題都會對評價結果產生影響[56]。由此產生評價結果存在信息偏差、支付方式偏差、起點偏差、假想偏差、部分與整體偏差和策略性偏差等問題。
3.1.5 生態服務價值評估方法比較 由于生態系統的類型不同,其服務功能貨幣化評估方法也因其功能類型差異而不同[59]。目前,直接市場價值法、替代市場法和模擬市場價值法(條件價值法)是國內外最為常用的生態系統服務價值評估方法。根據市場價格直接確定生態服務功能價值最準確,但一些生態系統服務功能沒有對照的價值標準,需通過替代市場法,在市場上尋找一種與其使用價值相同的物品,即等效替代物形成其影子價格[24]。而條件價值法在具體理論和方法上尚未形成突破,在評估非使用價值方面具有突出優勢,可以彌補直接市場方法的一些不足。但條件價值對大尺度評估的有效性較差,且不適宜生態系統單項功能的評估[60],目前還處于探索階段,僅在少數案例中得到了應用。但隨著研究的進一步深入,將會逐漸成為一種重要的評估方法[61]。各種生態服務功能貨幣化評估方法都有各自的優缺點,直接市場法的可信度高于替代市場法,而替代市場法的可信度又高于條件市場法。單純利用某一種方法對生態系統各類服務功能進行綜合評估都比較困難。由于生態系統提供的服務與其功能并非完全對應,某一種生態系統服務是由2種或2種以上的生態系統功能共同作用的結果,某一生態功能也可能參與2種或2種以上的生態系統服務,且不同類型生態系統服務之間存在相互依賴性[4]。由于人們對自然生態過程的機理了解還不充分,對生態系統服務之間存在的相互聯系和相互依賴或者相互對立的特性還缺乏足夠的認識,在進行評估時容易導致重復計算或者漏算問題,使生態系統價值評價結果的可信度和認知度較低[62,63]。
總之,生態系統服務功能的多目的性和經濟目標的單一性,很多情況下會存在沖突,甚至互相抵消收益。單一價值評估不能適應多樣化的服務功能。因此,對生態系統服務價值進行評估時,首選直接市場法,對不具備條件的功能指標采用替代性市場法,當2種方法都無法采用時采用條件價值評價和集體評價方法。通過綜合利用各種評估方法來保證價值評估的準確性。但如何將多種評估方法進行有效地結合仍是目前生態經濟學領域研究的一個重要課題[64]。
Sala和Paruelo[65]從草地在調節大氣成分(固定C、N,減緩溫室效應)、維護基因庫、改善小氣候、保持土壤4個方面對部分功能的生態經濟價值進行了評價。認為把具有市場價值的服務和產品進行最大化利用對草地科學研究產生了極大的誤導作用,使人們在經濟活動決策過程中忽略對草地生態系統服務功能的保護,這樣容易導致草地資源的過度消耗和生態系統的破壞。Costanza等[10]基于全球生態系統服務所作的價值評價中,對草地生態系統的評估選擇了氣體調節、水凋節、控制侵蝕和保持沉積物、土壤形成等9種生態服務功能進行評估,得出了其基于全球尺度每hm2草地面積的平均生態服務價值為232美元,全球草地總生態服務價值為9 060億美元,占全球總生態服務價值的2.72%和陸地生態系統總服務價值的7.3%。Pimentel等[9]對世界生物多樣性與美國生物多樣性的經濟價值進行了比較研究,估算出世界生物多樣性在廢物處理、土壤形成、氮固定、化學物質的生物去除、授粉等18個方面的年度經濟價值為21 928萬億美元,美國生物多樣性年度經濟和環境效益占美國GDP的5%。Lewandrowski等[66]從土地利用與保護生態系統多樣性方面估算了成本費用與區域經濟關系。Richard等[42]利用復合分析方法評估了濕地生態系統的服務價值,同時指出了以往多個濕地研究案例中價值估算出現偏差的原因及其影響濕地價值估算的因素。Konarska等[67]利用NOAAAVHRR和Landsat TM遙感資料對生態系統服務價值評估結果進行了比較。Sutton和Costanza[68]利用分辨率在1 km2的2種遙感分類圖像,估測了全球范圍生態系統的市場和非市場經濟價值。Harpinder等[69]利用一種“bottom-up”的試驗方法,對新西蘭有機農業和常規農業生態系統服務價值進行了評估比較。劉起[70]利用替代市場法,估算了中國草地生態系統主要服務功能的價值,得出草地生產有機質的價值為7 620億元,固定CO2和釋放O2的價值為3.2萬億元,儲存營養物質的價值為2 070億元,總價值為4.2萬億元。歐陽志云等[71]選取生產有機物質、CO2、釋放O2、降解重要污染物、涵養水源、保護土壤等主要生態系統服務功能,采用影子價格和替代工程等方法,估算了中國草地生態系統服務的間接價值。陳仲新和張新時[72]以Costanza等[10]基于全球水平確定的平均不同生態系統單位面積的生態服務價值對中國生態系統服務功能的價值進行了估算,其中,草地生態系統的服務價值為8 697.68億元。謝高地等[73]通過對國內200多位生態學學者進行了問卷調查,根據Costanza等[10]提出的生態系統服務功能參數和草地生態系統提供生態效益的相對貢獻率,提出了“中國生態系統服務價值當量因子表”,并利用生物量對Costanza等[10]的服務功能單位面積價值進行了校正后,對中國18個草地類型的生態服務價值估算結果為1 497.9億美元,青藏高原高寒草地生態服務價值為2 571.78億元。趙同謙等[3]選取侵蝕控制、截留降水、土壤碳蓄積、廢棄物降解、營養元素循環、維持生物多樣性等6類功能對草地生態系統服務的間接經濟價值進行評估,估算出我國草地生態系統服務的間接經濟價值為8 800億元。閔慶文等[74]運用能值方法對青海草地生態系統服務價值評估結果為每hm2草地的宏觀經濟價值為609.35美元,自然資本價值為1 196.23美元,年提供總生態服務價值約為748億美元。王靜等[75]選取食物生產、調節大氣、營養物質循環與貯存、控制侵蝕、涵養水源、環境污染凈化6類功能對甘肅省瑪曲縣草地退化造成的經濟損失進行估算,結果表明,過牧造成的直接和間接經濟損失分別為:食物生產1.5億元,調節大氣10.4億元,營養物質循環與貯存0.99億元,控制侵蝕0.102億元,涵養水源3.94億元,環境凈化0.29億元,總經濟損失達到17.2億元,其中,間接經濟損失占總損失的91.3%。于格等[76]利用RS和GIS技術,以土壤含水量為基礎因子,對青藏高原高寒草原、高寒草甸、高寒荒漠類、高寒草甸草原和溫性山地草甸的土壤水分保持功能及其價值動態變化過程進行了評價,其服務價值為64.8萬億元。石益丹等[77]利用多種生態經濟學方法對呼倫貝爾草地生態系統服務功能價值進行了初步估算,其年提供生態服務價值為2 601.24億元。王瑞杰和覃志豪[78]以謝高地等[73]計算的草地單位面積價值量為基礎,利用MODIS數據估算了中國草原生態系統服務價值約311.48億美元。姜立鵬等[48]基于凈初級生產力和植被覆蓋率的價值估算方法對我國草地生態系統服務價值的估算結果為1.7萬億元,是草地生產收益的19倍。
綜上所述,在草地生態系統服務價值評估方面,國內外學者從不同角度和區域,利用多種方法開展了廣泛的研究,雖然評估結果的差別較大,但對人類認識草地生態系統服務功能的重要性和完善草地生態服務價值評估方法具有重要的作用,為草地生態安全屏障建設、退化草地恢復和畜牧業經濟的可持續發展奠定了科學的決策依據。
由于生態系統的復雜性和運用經濟學方法評估自然生態系統的局限性,至今生態系統服務價值評估仍然沒有一個公認的理論框架體系和精確的評估方法。目前在草地生態系統服務其價值評估方面還存在如下問題:
1)由于草地生態系統服務功能的不確定性,人們并沒有完全認識其作用程度、影響范圍以及區域的差異性和時空的動態異質性,這必然給草地生態系統服務價值的準確評估帶來很大困難。
2)現有的價值評估體系和方法忽略了草地生態系統服務功能所具有的生態學與社會學特點。生態系統與主要的社會價值體系密切相關,一種物品的價格并不能反映其社會或哲學意義上的重要性。此外,草地政策變化對生態系統的影響以及在時空分布格局上的響應還沒有明確定論,其服務功能不能局限于貨幣價值,僅通過對生態系統服務價值評估很難體現生態資源管理過程中生態保護的平等性問題。
3)目前的評估大多以自然資本形態和經濟背景性質相同的假設為前提,沒有反映動態變化。構建的靜態區域生態系統價值計量模型沒有考慮邊際變化的影響,而生態系統服務功能具有復雜性和多維性,有些服務功能的價值變化是邊際變化。在實際決策時關注的是生態服務價值的邊際變化大小,而并不關注區域總生態服務價值的大小,通常無法將其納入常規的費用-效益分析體系當中。且對不同功能的服務價值進行加和時,如果不考慮替代效應和經濟預算可能帶來的影響,往往導致估價過高。
4)由于在不同地域中草地所承擔的主要職能、生態地位、功能作用和對經濟發展的貢獻大小不同,草地生態服務功能及其價值隨時空和區域變化有較大的差異,而且在同一草地生態系統內不同健康水平的草地,其功能和價值也不同。用平均價值不能準確反映特定范圍內草地生態系統的價值水平。且受氣候和人類活動的影響,草地的年際變化較大,而目前評估以靜態特征為主,動態性較差。此外,對同一評估對象由于評估尺度、生態經濟計量參數、統計口徑、計算方法的選取不同而導致評估差距較大,從而使評估結果沒有可比性,可信度低、可操作性差。
隨著人們對草地生態系統服務功能認識的不斷深入和價值評估方法改進,生態服務價值評估由大尺度區域評估到中尺度單一生態系統評估,評估方法也由單一方法發展為多種方法的綜合應用。但是針對小尺度范圍內不同類型生態系統服務功能的價值評估體系與方法還不完善,生態服務價值評估的準確度和可信度較低,使其不能納入國民經濟的核算體系之中。因此,需要加強以下方面的研究:
1)加強草地生態系統服務功能的價值構成研究。由于草地生態服務價值的高低取決于生態服務功能所提供的服務種類和方式,而在草地生態系統提供的生態服務功能,有些是正向服務,有些是負向服務。因此,價值評估是要明確草地生態服務價值流的方向與作用。
2)建立基于小尺度的草地生態系統服務價值評價體系和綜合評估方法與模型,考慮生態服務價值在時空上的變化特征及其潛在價值與實際表達價值的差異,靜態與動態分析相結合,使評估結果對相關決策更具科學性和可操作性。
3)分析生態供給與經濟需求的矛盾,研究環境成本與效益價值估計和生態損失及環境退化價值的折算等問題,掌握畜牧業經濟發展損耗的生態資產價值和系統退化造成生態資產價值下降的程度,以實現環境成本控制。
4)將3S技術應用到草地生態服務價值評估中,動態監測草地變化,獲取定量、實時和實地信息,實現草地生態服務價值的動態評估。
[1] Huyghe C.New utilizations for the grassland areas and the forage plants:what matters[J].Forages,2010,203:213-219.
[2] 于格,魯春霞,謝高地.草地生態系統服務功能的研究進展[J].資源科學,2005,27(6):172-179.
[3] 趙同謙,歐陽志云,賈良清,等.中國草地生態系統服務功能間接價值評價[J].生態學報,2004,24(6):1101-1110.
[4] Daily G C.What are ecosystem services?[A].In:Daily G C.Nature’s Services:Societal Dependence on Natural Ecosystems[M].Washington,DC:Island Press,1997:1-10.
[5] Costanza R,Stern D,Fisher B,etal.Influential publications in ecological economics:a citation analysis[J].Ecological Economics,2004,50:261-292.
[6] Suttie J M,Reynolds S G,Batello C.Grasslands of the World[M].Rome:Food and Agriculture Organisation of the United Nations,2005:1-21.
[7] 李博.我國草地資源現狀、問題及對策[J].中國科學院院刊,1997,13(1):49-51.
[8] Straton A.A complex systems approach to the value of ecological resources[J].Ecological Economics,2006,56:402-411.
[9] Pimental D,Wilson C,Mc Cullum C,etal.Economic and environmental benefits of biodiversity[J].Biological Science,1997,47(11):747-757.
[10] Costanza R,d’Arge R,de Groot R,etal.The value of the world’s ecosystem services and natural capital[J].Nature,1997,387:253-260.
[11] Brendan F,Kerry T R,Paul M.Defining and classifying ecosystem services for decision making[J].Ecological Economics,2009,68:643-653.
[12] 王蕾,王寧,張逸.草地生態系統服務價值的研究進展[J].中國農業科學研究,2006,27(4):50-53.
[13] Westman W.How much are nature’s services worth?[J].Science,1977,197:960-964.
[14] WRI(World Resources Institute).World Resources:a Guide to the Global Environment[M].Oxford:Oxford University Press,1994:87-90.
[15] 歐陽志云,王如松,趙景柱.生態系統服務功能及其生態經濟價值評價[J].應用生態學報,1999,10(5):635-640.
[16] de Groot R,Wilson M A,Boumans R M J.A typology for the classification,description and valuation of ecosystem functions,goods and services[J].Ecological Economics,2002,41:393-408.
[17] 謝高地,張憶鏗,魯春霞,等.中國自然草地生態服務功能價值[J].自然資源學報,2001,16(1):47-53.
[18] 胡自治.草原的生態系統服務:Ⅰ.生態系統服務概述[J].草原與草坪,2004,(4):3-11.
[19] Simpson R D,Christensen N L J.Ecosystem Function and Human Activities:Reconciling Economics and Ecology[M].New York:Chapman and Hall,1997.
[20] 趙有益,龍瑞軍,林慧龍,等.草地生態系統安全及其評價研究[J].草業學報,2008,17(2):143-150.
[21] 任繼周.草原文化是華夏文化的活潑元素[J].草業學報,2010,19(1):1-5.
[22] 龍瑞軍.青藏高原草地生態系統之服務功能[J].科技導報,2007,25(9):26-28
[23] 劉興元,龍瑞軍,尚占環.草地生態系統服務功能及其價值評估方法[J].草業學報,2011,20(1):37-43.
[24] de Groot R S,Van der Perk J,Chiesura A,etal.Ecological functions and socio-economic values of critical natural capital as admeasure for ecological integrity and environmental health[J].Earth and Environmental Sciences,2000,1:191-214.
[25] 鮑文.青藏高原草地資源發展面臨的問題及戰略選擇[J].農業現代化研究,2009,30(1):20-23.
[26] 張傳國,方創琳.干旱區綠洲系統生態-生產-生活承載力相互作用的驅動機制分析[J].自然資源學報,2002,17(2):181-187.
[27] Ve nkatachalam L.Environmental economics and ecological economics:where they can converge?[J].Ecological Economics,2007,61(2):550-558.
[28] 高清竹,段敏杰,萬運帆,等.藏北地區生態與環境敏感性評價[J].生態學報,2010,30(15):4129-4136.
[29] UNEP.Guidelines for the Preparations of Country Studies on Costs,Benefits and Unmet Needs of Biological Diversity Conservation Within the Framework of the Planned Convention on Biological Diversity[M].Niobe:United National Environmental Program,1991.
[30] Pearce D W.Economic Values and the Natural World[M].London:Earthscan,1993.
[31] Turner R K,van den Bergh,Jerorn C J M,etal.Ecological economic analysis of wetlands:scientific integration for management and policy[J].Ecological Economics,2000,35(1):7-23.
[32] Farber S C,Costanza R,Wilson M A.Economic and ecological concepts for valuing ecosystem services[J].Ecological Economics,2002,41:375-392.
[33] Limburg K E,O’Neill R V,Costanza R,etal.Complex systems and valuation[J].Ecological Economics,2002,41:409-420.
[34] 尹劍慧,盧欣石.草原生態服務價值核算體系構建研究[J].草地學報,2009,17(2):174-180.
[35] 余新曉,魯紹偉,靳芳.中國森林生態系統服務功能價值評估[J].生態學報,2005,25(8):2096-2102.
[36] 趙軍,楊凱.生態系統服務價值評估研究進展[J].生態學報,2007,27(1):346-356.
[37] 劉玉龍,馬俊杰,金學林,等.生態系統服務功能價值評估方法綜述[J].中國人口·資源與環境,2005,15(1):88-92.
[38] 何敦煌.談生態價值及其相關問題[J].未來與發展,2001,4:29-33.
[39] Cacha M D M.Starting resource accounting in protected areas[A].In:Munasinghe,Mc Neely J.Protected Area Economics and Policy[M].Cambridge:IUCN,1994:151-157.
[40] Alexander A M,List J A,Margolis M,etal.A method for valuing global ecosystem services[J].Ecological Economics,1998,27:161-170.
[41] Klauer B.Ecosystem prices:activity Analysis applied to ecosystems[J].Ecological Economics,2000,33:473-486.
[42] Richard T,Woodward R T,Wui Y S.The economic value of wetland services:a meta-analysis[J].Ecological Economics,2001,37:257-270.
[43] Hannon B.Ecological pricing and economic efficiency[J].Ecological Economics,2001,36:19-30.
[44] Hein L,van Koppen K,de Groot R S,etal.Spatial scales,stakeholders and the valuation of ecosystem services[J].Ecological Economics,2006,57:209-228.
[45] Scott M S,Frank L,Philip R G,etal.Ecosystem services and agriculture:Cultivating agricultural ecosystems for diverse benefits[J].Ecological Economics,2007,64:245-252.
[46] Carolyn M M,Scott B H,Christopher B,etal.Using remote sensing to evaluate the influence of grassland restoration activities on ecosystem forage provisioning services[J].Restoration Ecology,2009,17(4):526-538.
[47] 趙同謙,歐陽志云,鄭華,等.草地生態系統服務功能分析及其評價指標體系[J].生態學雜志,2004,23(6):155-160.
[48] 姜立鵬,覃志豪,謝雯,等.中國草地生態系統服務功能價值遙感估算研究[J].自然資源學報,2007,22(2):161-170.
[49] Chee Y E.An ecological perspective on the valuation of ecosystem services[J].Biological Conservation,2004,120:549-565.
[50] Daily G C,Soderquist T,Aniyar S,etal.The value of nature and the nature of value[J].Science,2000,289:395-396.
[51] Bingham G,Bishop R,Brody M,etal.Issues in ecosystem valuation:improving information for decision making[J].Ecological Economics,1995,14:73-90.
[52] Sagoff M.Aggregation and deliberation in valuing environmental public goods:a look beyond contingent valuation[J].Ecological Economics,1998,24:213-230.
[53] Smith E L,Sims P,Franzen D.New concepts for assessment of grassland condition[J].Journal of Rangeland Management,1995,48:271-282.
[54] 郭明,馮朝陽,趙善倫.生態環境價值評估方法綜述[J].山東師范大學學報(自然科學版),2003,18(1):71-74.
[55] Curtis I A.Valuing ecosystem goods and services:a new approach using a surrogate market and the combination of a multiple criteria analysis and a Delphi panel to assign weights to the attributes[J].Ecological Economics,2004,50:163-194.
[56] Barkmanna J,Glenka K,Keila A,etal.Confronting unfamiliarity with ecosystem functions:the case for an ecosystem service approach to environmental valuation with stated preference methods[J].Ecological Economics,2008,65:48-62.
[57] Gustafsson B.Scope and limits of the market mechanism in environmental management[J].Ecological Economics,1998,24:259-274.
[58] Wilson M A,Howarth R.Discourse based valuation of ecosystem services:establishing fair outcomes through group deliberation[J].Ecological Economics,2002,41:431-443.
[59] 桓曼曼.生態系統服務功能及其價值綜述[J].生態經濟,2001,12:41-43.
[60] Carson R T.Valuation of tropical rainforests:philosophical and practical issues in the use of contingent valuation[J].Ecological Economics,1998,24:15-29.
[61] 張志強,徐中民,程國棟.生態系統服務與自然資本價值評估[J].生態學報,2001,21(11):1918-1926.
[62] 徐嵩齡.生物多樣性價值的經濟學處理:一些理論障礙及克服[J].生物多樣性,2001,9(3):310-318.
[63] Turner R K,Paavola J,Cooper P,etal.Valuing nature:lessons learned and future research directions[J].Ecological Economics,2003,46:493-510.
[64] MA (Millennium Ecosystem Assessment).Millennium Ecosystem Assessment:Frameworks[M].Washington D C:World Resources Institute,2005.
[65] Sala O E,Paruelo J M.Ecosystem services in grasslands[A].In:Daily G C.Nature’s Services:Societal Dependence on Natural Eeosysterns[C].Washington D C:Island Press,1997:237-254.
[66] Lewandrowski J,Darwin R F,Tsigas M,etal.Estimating costs of protecting global ecosystem diversity[J].Ecological Economics,1999,29:111-125.
[67] Konarska K M,Sutton P C,Castellon M.Evaluating scale dependence of ecosystem service valuation:a comparison of NOAA-AVHRR and Landsat TM datasets[J].Ecological Economics,2002,41:491-507.
[68] Sutton P C,Costanza R.Global estimates of market and non-market values derived from nighttime satellite imagery,land cover,and ecosystem service valuation[J].Ecological Economics,2002,41:509-527.
[69] Harpinder S S,Stephen D W,Ross C,etal.The future of farming:The value of ecosystem services in conventional and organic arable land.An experimental approach[J].Ecological Economics,2008,64:835-848.
[70] 劉起.中國草地資源生態經濟價值的探討[J].四川草原,1999,(4):124.
[71] 歐陽志云,王效科,苗鴻.中國陸地生態系統服務功能及其生態經濟價值的初步研究[J].生態學報,1999,19(5):607-613.
[72] 陳仲新,張新時.中國生態系統效益的價值[J].科學通報,2000,45(1):17-21.
[73] 謝高地,魯春霞,肖玉,等.青藏高原高寒草地生態系統服務價值評價[J].山地學報,2003,21(2):50-55.
[74] 閔慶文,謝高地,胡聃,等.青海草地生態系統服務功能的價值評估[J].資源科學,2004,26(3):56-60.
[75] 王靜,尉元明,孫旭映.過牧對草地生態系統服務價值的影響-以甘肅省瑪曲縣為例[J].自然資源學報,2006,21(3):109-117.
[76] 于格,魯春霞,謝高地,等.基于RS和GIS的青藏高原草地生態系統土壤水分保持功能及其經濟價值評估-以生長季為例[J].山地學報,2006,24(4):498-503.
[77] 石益丹,李玉浸,楊殿林,等.呼倫貝爾草地生態系統服務功能價值評估[J].農業環境科學學報,2007,26(6):2099-2103.
[78] 王瑞杰,覃志豪.基于 MODIS數據的中國草地生態體系價值估算研究[J].中國草地學報,2007,29(1):50-54.