保障自然資本與人類福祉:中國的創新與影響

Gretchen C.Daily ，歐陽志云，鄭 華，李樹茁，王玉寬，Marcus Feldman，Peter Kareiva，Stephen Polasky，Mary Ruckelshaus

(1.Department of Biology，371 Serra Mall，Stanford University，Stanford，CA 94305 USA;2.中國科學院生態環境研究中心城市與區域生態國家重點實驗室，北京 100085;3.西安交通大學公共政策與管理學院人口與發展研究所，西安 710049;4.中國科學院山地災害與環境研究所，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

近十年來，將生態系統作為重要資本的理念迅速普及。從全球來看，這一理念正逐步體現到農業、水利、能源、城市、健康、漁業、林業、礦業等領域及其相關基礎設施建設等許多部門的工作中，以及社區、企業、政府機構等的構架與決策中。為了扭轉地球生命支持系統的退化趨勢、提高人類福祉，迫切需要將自然資本價值整合到發展決策中的嚴謹科學方法［1-7］。

為了滿足決策者的迫切需求，從事生態學的科研工作者面臨如下四個方面的挑戰，即:(1)在生態學、經濟、社會、制度和管理的角度，認識生態系統服務、人類福祉以及他們的內在聯系;(2)開發生態系統服務功能評價與決策應用的科學實用的工具;(3)開展在關鍵決策中能做出新理解和采用新工具的試點和示范;(4)讓決策者實現決策方式的轉型和永久改變。

本期?？姓故玖嗣嫦蛏鲜鎏魬鸬囊恍┬绿剿鳎荚诖龠M跨學科知識和經驗的整合。為此我們首先介紹中國目前所取得的一些進展，然后結合上述四個研究前沿討論生態系統服務功能研究為改善人類與自然的關系的應用前景。

2 中國的創新和影響

在環境與人類發展協調領域，中國發揮了引領作用，許多政策的目標、尺度和持續時間具有高度的創新性和深遠影響。自1997—1998年嚴重的干旱和洪澇災害之后，中國開始實施為保障自然資本與人類福祉而制定的政策［8］。2000—2010年間，這些政策直接涉及到12億人，總投資7000億元［9］。盡管這些政策是中國特有的，但它們標志著人們在促進人類發展的同時，遏制和扭轉生態環境破壞做出了一個大膽嘗試，從而與全世界息息相關。

中國同樣在鞏固支撐公共政策的科學基礎方面做出了突出的成績。正在開展的全國生態系統評估就說明了這一點。該評估涵蓋了中國過去十年(2000—2010)的生態系統格局、生態系統服務和多個空間尺度。其第一步是以30m×30m分辨率TM影像為基礎，對整個中國2000、2005和2010年的土地覆蓋進行分類。接著描述中國生態系統的構成與分布，以及過去十年的變化。最后一個階段將描述全國生態系統服務的類型和水平以及十年間的變化。這一巨大努力將展示涉及其他國家開展類似評估所用的最先進技術［10］。

中國正在雄心勃勃地建立新的生態功能保護區網絡［2］(圖1)。生態功能保護區旨在關注對公共利益具有較高投資回報地方的保護和恢復，遏制和扭轉重要生態系統和服務的退化。生態功能區劃也關注重要生態功能區以外的以及那些損害最小的地區(即生態系統保護良好地區)的人類活動。生態功能區的設計和應用包括從地方到國家尺度的評估。在國家尺度，主要保護的生態系統服務包括:土壤保持、水源涵養、洪水調蓄、生物多樣性保護以及防風固沙［1，11］。

圖1 中國重要生態功能保護區

每一項舉措都有雙重目標:通過保障關鍵性的自然資本和削減貧困達到人與自然的和諧。具體而言，政府旨在為洪水調蓄、水力發電效率、灌溉供水、高產農業和旅游而保護生態系統和生物多樣性。政府的另一個目的就是開放非農部門、提高家庭收入以及在農村地區實施更為可持續的土地利用計劃［12］。

盡管這些舉措代表著巨大的科學和政策保證，但對當地實施成本或區域以及該舉措對周邊地區貧困或弱勢人群的影響仍了解不多。生態功能保護區模式代表了一個整合保護和人類發展的新范式。這種政策創新有著廣泛的應用性和成功，對于評估和提高當地生計非常重要［12-15］。這種需求表明了我們所面臨的科學與政策前沿。

3 推進生態系統服務科學與人類福祉

3.1 量化生態系統產品提供和調節服務價值

理論上，如果公共機構和私人機構都認識到生態系統服務的價值，那么我們就能極大地增加鞏固自然資本的投資，同時促進人類福利。但在實踐中，為了將自然資本整合到大規模的土地利用和其他資源決策中，全球的研究團體仍處于發展科學基礎、政策與金融機制的早期階段。相對于其他形式的資本，包含在生態系統中的資本還知之甚少、缺乏監測，并快速退化［16-17］。

糾正這一不足則要求像商業會計核算一樣嚴格地、常規地量化生態系統服務及其價值。中國在各種不同尺度上(如:流域、縣、市、省、區域和國家)，開發和運用新方法量化多種生態系統(如:森林、草地、河流、農田、海洋)所提供服務的物質量和價值量方面開展了大量研究［18-27］。

本專刊一部分文章針對近期經歷損失的地區開展了定量評估。我們的確經常只有在經歷損失之后，才認識到生態系統服務的重要性，如:印度在卡特里娜颶風或旋風之后的響應［28-29］。例如，在過去十年中，海南島經歷了橡膠林倍增而天然林顯著減少的過程，也經歷了2010年10月的特大洪水，此次洪水導致海南損失了115億元，緊急轉移130，000多人。饒恩明等［30］量化了海南島土壤保持功能，突出了海南中部山區國家生態功能保護區的重要性，并指出自然生態系統比人工生態系統提供更多的土壤保持服務。該工作對于推動天然林保護、發展可持續農業，以此增加洪水控制功能、河流和海洋水質、水電、農業生產、旅游發展和其他利益具有重要意義。

另一個近期遭受巨大損失的關鍵區域就是汶川地震災區，?？?篇文章研究了改善該區域生態安全的必要性。首先，傅斌等［31］定量評價了2008年四川汶川8.0級地震災區都江堰市水源涵養功能重要性。他們發現盡管都江堰市水源涵養功能因地震受到削弱，總的來說其水源涵養功能仍然較高，35%的區域為水源涵養極重要區，需要加強保護，以確保都江堰市以及成都平原的供水安全。

其次，徐佩等［32］分析了汶川地震災區生物多樣性空間特征，提出了在兩個生物多樣性熱點地區(岷山地區和邛崍山地區)建立生態廊道，加強生物多樣性保護的建議。第三，彭怡等［33］定量評估了地震災區的碳儲量，發現在海拔750—1750m地區的碳貯量大約下降了10×106t。他們建議了災后植被恢復和碳管理策略，包括:提高森林面積和質量、使用有效地森林恢復途徑、以及在農田和牧地上推廣一系列的可持續農業措施。

最后，支撐所有大尺度生態系統服務定量評估的是監測和評估植被的遙感科學。在本專刊中侯鵬等［34］開展了很好的工作，利用累計NDVI在國家重點生態功能區、國家重要生態功能區、國家生物多樣性保護優先區和國家自然保護區開展了植被監測評估，這些生態保護重要區域約占國土面積的56%。他們評估了這些區域的植被狀況和趨勢，這對于評估目前和將來的生態系統服務供給非常重要。

3.2 量化文化服務及其難以定量的價值

除了生態系統產品提供和調節功能的方法與分析，量化文化服務也是一個重要的研究前沿。文化服務是指生態系統提供的因人與生態系統關系而產生的非物質利益(如:能力和經驗)［35］。在生態系統服務領域出現以前，社會和行為科學提出了描述文化服務的概念框架、方法和資料。這些研究為整合廣泛的生態系統服務工作，進而為定義可操作的文化服務、開發評估其價值的方法、分析其權衡和協同奠定了堅實的基礎［36］。

?？?，成程等［37］應用旅行費用法(TCM)和條件價值法(CVM)評估了湖南張家界武陵源風景區的自然景觀價值。采用問卷調查評估其使用價值為79.30億元。此外，他們估計了自然景觀的非使用價值:存在價值(4.96億元)、選擇價值(1.74億元)和遺產價值(3.01億元)?？偟膩砜?，評估表明人們較高的評估了風景區的價值，評估結果與武陵源的旅游收入之間仍存在一定差距。

高虹等［38］采用半結構式訪談法調查了文化林周邊村民對文化林(即:村民按照文化傳統、風俗習慣或宗教信仰自覺保護和管理的森林)生態系統服務的認知和態度，調查發現:村民認為重要的服務得到較好的保護。盡管文化林產生一系列有價值的服務，但文化服務是評價最高的。村民對文化林的保護積極性較高，約70%的被訪者愿意花時間來管護森林，被訪者年齡、教育水平和和性別對管護意愿沒有影響。

3.3 通過補償機制保障生態系統服務和人類福祉

除了文化服務，行為、經濟、健康和社會科學的一些成熟的領域能夠為通過補償機制關聯具體的生態系統服務與人類福祉奠定堅實基礎。這些工作目前尚處于早期階段，一些國家正率先開展多學科交叉研究和現實的政策試驗。

歐陽志云等［39］闡述了建立生態補償機制、有效保障重要生態系統服務供給的緊迫性。這種機制要求從現存的、恢復的或新構建的生態系統中獲得服務的受益者為生態系統服務和維持生態系統服務的活動付費。該機制為生態系統服務生產提供報酬、幫助確保生產者與消費者之間的公平。理想情況下，該機制也能為生態投資者確保適當的經濟回報，因此鼓勵維持或加強生態系統服務的生產、促進人與自然的和諧。歐陽志云等在回顧實施生態補償機制所獲得經驗的基礎上，提出了改善中國生態補償機制的措施:明確生態補償的目標和補償的地域范圍;加強利益相關者的參與和保護參與者;理順監督和管理機制;制定合理的生態補償標準;實施問責制和執法;平衡權利與責任。這也反映了全球生態補償的經驗。

鄭華等［40］介紹了生態系統服務管理的進展與展望，他們指出了面臨的挑戰:定量測度單一的生態系統服務，在前面一些文章中開展了部分研究;描述生態系統服務的多尺度關聯;整合生態系統服務與政策設計。為了迎接這些挑戰，他們建議加強多學科交叉研究，并強調了更好地展示生態系統服務分析結果的必要性。

黎潔［41］等研究了森林生態效益稅的目標、理論基礎和設計，幫助森林生態系統服務外部性的內在化。以陜西省為例，她們采用包括42個部門的投入-產出模型分析了森林生態效益稅的潛在影響，基于三種情景發現征收10%森林生態效益稅對以下產業價格的影響較大:林業、家具制造業、木材加工及木竹藤棕草制品業、造紙及紙制品業。該研究表明:實施森林生態效益稅具有一定的可行性。

3.4 進一步的研究方向

本專刊論文體現了生態系統服務與應用的前沿趨勢，生態系統服務還有許多重要領域將會發展很快，值得注意的有如下幾個方面:

第一，在方法和工具開發方面需要納入動態效應以及擾動和不確定性。除了描繪出生態系統及其服務，我們還應該獲取其動態變化，如氣候或植被以及經濟發展和人類行為改變引起的變化。生態系統內、生態系統服務與人類行為之間的反饋能對結果產生深遠影響，這些反饋應該納入政策設計中。相似地，如火、干旱、疾病、經濟波動等所有的擾動也能對生態系統及其產生的服務產生重要影響，這些擾動的發生很難預測，但實際上又不可避免的發生。明確它們對生態和社會系統可能產生的影響將有助于我們應對這些擾動。

第二，生態系統狀況與人類健康的關系。生態系統的生物物理特征與人類社會的關系復雜［42］。生態系統破壞有時能夠改善人群健康的某些方面，例如:沼澤排水能夠減少蚊子生境，進而減少瘧疾的發生率。另一方面，生態系統提供又許多服務、維持人類健康。這些服務在所需的規模上是不可替代的，例如:飲用水的水質凈化和水文調節;空氣質量調節;營養(特別是蛋白質和微量元素);心理上的好處，以及以復雜的方式通過媒介傳播疾病的調控［7］。至今，將生態系統狀況與人類健康聯系起來的研究尚不多見。

第三，考慮到人類福祉的多維性，生態系統與人類生存條件之間關系的刻畫還相當薄弱。至今為止，生態系統服務方面的工作經常關注量化自然資本總體上對人類福祉的貢獻，也就是說，對社會所有成員的整體貢獻?，F在關鍵是我們要開發實用的、精心設計的工具，讓決策者明確貧困和弱勢人群將如何受到資源和發展項目的影響。沒有這些工具，在追求經濟增長和人類發展中，將存在惡化貧困人口困境的風險。中國在追求改善人民福祉和保護地球生命支持系統方面所做的努力特別值得關注

4 推進實用的、開源的工具

將生態系統服務納入日常的決策，就要求有描述生態系統服務價值以及由政策選擇或人類活動導致的價值變化的系統方法。用于測度傳統經濟產品和服務價值的計量工具已經建立并納入經濟決策中，與之不同的是:我們還沒有一套完備的計量工具去測度生態系統服務的價值［43-45］。沒有這些工具，生態系統服務總是被政府、商業部門和公眾低估或者根本沒有定價［16-17，44，46］。

作為一個國際合作伙伴，自然資本項目正在開發一套整合評估生態系統服務與權衡(InVEST)的工具。這些開源的、以軟件為基礎的模型通過量化和地圖展示不同情景下生態系統服務產生、分布和經濟價值，幫助決策者直觀感知潛在政策的影響［47-48］。這些模型主要用于決策過程，決策過程中利益相關者可以明確了關鍵的管理決策、探索變化的情景(例如:人口、氣候、技術)。主要為決策過程服務，模型輸出明確環境、經濟和社會利益的權衡與兼容。這些模型正應用于全球廣泛的決策背景和多種尺度中［11，49］。

InVEST模型評估范圍涵蓋了一系列的陸地和海洋生態系統服務(圖2)。模塊設計可以評估選擇性的決策選項條件下的協同與權衡。這些開源的模型是與來自不同學科、不同機構和國家的研究者和實踐者富有成效的合作而開發出來的。本期?？?，在比較決策背景下，4篇文章用到了InVEST模型［30-31，50-51］。

圖2 通過開源過程正在完善的InVEST模型

5 推動政策和管理創新的試驗示范

基于生態系統服務決策背景的試驗示范是應道政策和機制變化的有效途徑，在許多國家，優先的決策背景包括:

·分區或空間規劃，例如:生態功能保護區;

·主要基礎設施投資的評估與設計;

·農業與食品安全;

·極端天氣事件的自然防御;

·城市發展;

在所有這些決策背景中，貧困削減和其他人類發展目標是中心。

李屹峰等［52］以三江源自然保護區為例，評估了目前實施的生態移民補償機制。三江源是中國最重要的自然保護區之一，對中國和東南亞下游地區的生態安全至關重要。為了發展公平和有效的生態補償標準，李屹峰等［52］采用三種方法估算了當地居民生態系統保護的機會成本，得出:盡管單一的生態補償機制對于削減貧困是不夠的，生態補償發揮了部分重要的角色。

6 讓領導者轉型

請領導者參與生態系統服務工作對于支持生態學家的探索非常關鍵。這一點甚至比在局地、國家、全球尺度上復制和推廣成功經驗更重要。目前有數百個，甚至成千上萬的人正在努力著。重要的是，生態系統服務研究者和政策制定者能讓這些努力變成現實，以便他們成長為超過其部分的總和。隨著科學基礎、可信且使用工具以及率先示范的出現，我們能夠讓領導者實現轉型和必要的轉變。

在考慮如何聚焦、確定優先次序和推進我們工作的過程中，下述面臨的問題值得我們思考。在整合自然資本到決策中進而實現更好結果的過程中，我們在現實世界已經取得了怎樣的成功?成功的努力應采取怎樣的形式?通過怎樣的途徑，個人努力取得局地的影響、重復和最終的多尺度擴展?為了擴大這些激增努力的集體影響，為了保障人的福祉與自然，我們需要什么樣新的科學與政策措施?未來幾年里，在關注生態系統服務工作社會、經濟、機制和管理方面的同時，我們應該綜合和分析回顧生態系統服務的示范。

在這推動許多工作、提前思考一些新問題的關鍵時刻，生態系統服務?？霭媪?。隨著中國經濟快速發展，環境與發展的沖突逐步升級。正如歐陽志云等［39］說的:隨著經濟社會快速發展，環境與發展的矛盾加劇，建立有效的生態補償制度，保障生態系統服務功能的持續供給，不僅是保障國家生態安全的緊迫需要，也是我國實現公平發展和建設和諧社會的必然要求。我們希望中國乃至世界都正開始實施這一愿景。

致謝:我們感謝聯系自然與人類福祉這一發展迅速領域的許多同行。我們特別感謝王如松、Paul Ehrlich和Harold Mooney多年來的幫助和啟發。我們感謝我們親密的合作者在中國組織開展這一新領域的工作:黎潔、傅斌、梁義成、李聰、李鋒、Brian Robinson和自然資本項目的許多國際成員。我們感謝戈登和貝蒂摩爾基金會(Gordon and Betty Moore Foundation)、洛克菲勒基金會(Rockefeller Foundation)、溫斯洛基金會(Winslow Foundation)以及中國科學院國際合作項目(GJHZ0948)的支持。

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