我国河流生态系统服务研究进展，本文主要内容关键词为：研究进展论文,河流论文,生态系统论文,我国论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
自1997年Daily出版Nature' Services：Societal Dependence on Natural Ecosystem一书之后，生态系统服务的概念被广泛认可，科学界普遍认为生态系统服务的研究对认识和保护生态系统具有重要意义，全世界也掀起了生态系统服务研究的热潮。河流在生态系统中占有非常重要的地位，虽然全世界河流仅占地球地表面积的十分之一，总水量还不及地球总水量的万分之一，但河流对人类的贡献却远比海洋、湖沼、冰川等水体大得多[1]。因此，对河流生态系统服务进行深入的研究无论在理论上还是实践需要上都具有重要意义。我国学者对河流生态系统服务也进行了一些研究，但总体尚少，且研究内容主要集中在河流生态系统服务功能探讨、服务价值评价方法研究与应用及外界干扰情况下生态服务价值的动态研究三个方面。目前尚无人将这些研究进行总结，考虑到我国水生生态环境不断退化及加强河流生态系统的保护和管理需要，及时整合提炼相关研究成果十分必要。
1 研究现状
河流生态系统是水生生态系统和陆地生态系统的结合，具有多种生态服务功能。欧阳志云等[2]在研究中将水生态系统分为湖泊、沼泽、水库、河流，并根据水生态系统提供服务的机制、类型和效用，将其服务功能划分为提供产品、调节功能、文化功能和生命支持功能四大类，其中提供的产品主要包括人类生活及生产用水、水力发电、内陆航运、水产品生产、基因资源等；调节功能主要包括水文调节、河流输送、侵蚀控制、水质净化、空气净化、区域气候调节等；文化功能主要包括文化多样性、教育价值、灵感启发、美学价值、文化遗产价值、娱乐和生态旅游价值等；支持功能是上述服务功能产生的基础，其对人类的影响是间接的并且需要经过很长时间才能显现出来。需要指出的是欧阳志云在研究中制定了水生态服务功能间接价值评价指标体系，该指标体系在河流生态系统调节功能中仅将河流输沙一项功能纳入。栾建国[3]通过研究河流生态系统组成的特点、结构特征和生态过程，认为河流生态系统的服务功能具体体现在供水、发电、航运、水产养殖、水生生物栖息、纳污、降解污染物、调节气候、补给地下水、泄洪、防洪、排水、输沙、景观、文化等多个方面，并按照功能作用性质的不同将河流生态系统服务功能的类型归纳划分为淡水供应、水能提供、物质生产、生物多样性的维持、生态支持、环境净化、灾害调节、休闲娱乐和文化孕育等。
2 评价方法与应用
2.1 评价方法
目前我国生态系统服务价值评价的方法主要是采用国外的研究成果，包括直接市场法、替代市场法、意愿调查法(CVM)、当量法、数学模型法等。其中，直接市场法包括：市场价值法、机会成本法、防护费用法、恢复费用法、人力资本法等；替代市场法包括后果阻止法、资产价值法、旅行费用法等。
直接市场法和替代市场法测算河流的生态系统服务价值，是计算出河流生态系统单项功能的价值，再进行求和。在我国，河流的淡水供应、水能提供、物质生产的价值大多采用市场价值法进行计算；控制侵蚀、调节灾害、涵养水源价值的计算大多采用影子工程法或者机会成本法；环境净化价值采用恢复成本法；休闲娱乐功能则采用旅行费用法。CVM主要用于已受损河流的恢复价值的调查，可看作河流生态系统的选择价值。国内对CVM的应用也主要是模仿国外学者的问卷设计和偏差分析。当量法因其简单易行，在国内的应用最广，目前国内当量法计算系数取值主要为美国学者Costanza和国内学者谢高地的研究成果。1997年，Costanza等在Nature上发表的the value of the world's ecosystem services and natural capital一文中对全球生态系统服务价值进行了统计计算，得出16种群落的生态系统服务价值单位面积均值，其中河流/湖泊的均值为8498美元/(h
·a)，是森林的8倍多，草地的36倍多[4]。谢高地等结合Costanza的研究成果，于2002年、2007年分别向我国生态学者发放200份和500份相同问卷，调查我国生态系统单位面积生态服务价值当量因子，在此基础上制定出不同陆地生态系统单位面积生态服务价值表。
根据调查成果，我国2002年、2007年的水域单位面积生态服务价值分别为40676.4元/(h·a)、20 366.69元/(h·a)[5,6]。考虑到生态系统服务价值与人类对生态系统重要性的认识程度、生态系统及其服务的稀缺程度、经济社会发展对生态系统的依赖程度等众多因素有关，生态价值不是一成不变的，因此粟晓玲[7]在内陆河流域生态系统服务价值的研究中对Costanza系数进行了修正，将河流单位面积生态价值的修正系数定为1，并提出动态生态价值的概念，建立了基于发展阶段系数和资源紧缺度的生态价值动态估算方法。
2.2 相关应用
河流的生态系统服务价值评价是使用某一时间范围的市场价格来进行量化计算的。因此现有的关于单纯河流生态系统的研究都是在某一个确定的时间点或者范围之内。目前我国对河流生态系进行价值评价的研究较少，表1所列的是我国河流生态服务价值评价的应用研究实例。
由表1可知，我国河流生态服务价值评价的研究对象主要为城市河流，所得的河流生态系统服务价值都较高。其中广东省河流的生态系统服务价值占了该地区同期GDP的9.01%，金沙江攀枝花河段生态服务价值是攀枝花市2003年GDP的1.11倍。对单一河流价值评价方法大多为CVM法或将河流生态服务功能分解成单项，用直接或替代市场法计算再进行加和，得出服务功能总价值。
3 外界干扰对服务价值的影响
河流生态系统本身就处于动态变化之中，但在自然状态下其演替是一个缓慢的过程，而在人为干扰下，河流生态系统的变化速度非常快，其生态系统服务功能也受到较大影响。我国关于外界干扰情况下的河流生态系统服务价值的研究主要涉及土地利用变化和水利工程建设干扰这两个方面。
3.1 土地利用变化
土地利用变化对生态系统服务价值的影响主要研究对象是以河流为核心的流域生态系统。流域生态系统是由河流、湖泊、森林、草地、建筑用地、农业用地等多种土地利用形式组成的综合性生态系统。不同土地利用形式的生态服务价值有所差异，因此，土地利用格局发生变化将导致生态系统服务价值的改变。我国关于流域生态服务价值评价的研究绝大多数是利用当量法，土地利用变化相关数据的获取大多采用3S技术，研究使用的当量系数为Contanza系数或谢高地等人关于中国陆地生态系统单位面积服务价值的研究成果。
表2是我国流域生态服务价值的研究统计，研究区域主要是在西北地区，其中新疆地区的研究最多。研究区域中仅伊犁河流域、和田流域、延河流域生态服务价值的变化为正值，仅阿克苏流域、伊犁河流域、岷江流域上游相应的河流生态服务价值有所增加，其余大部分流域或相应河流生态服务价值都在减小。总体来看土地利用变化对我国流域生态系统产生了较大的负面影响，主要原因是河流、森林、草地等生态服务价值较高的用地形式部分被转变成建筑用地、农田等生态服务价值较低的土地利用方式。
3.2 水利工程建设
水利工程建设对河流生态系统服务价值既产生正面影响也产生负面影响，前者包括发电、防洪、灌溉、供水等；后者包括生物多样性减少、泥沙淤积、气候调节、水文循环、环境净化、休闲娱乐，以及其他一些未被人类所认识的方面。
目前，我国在这方面的研究较少。鲁春霞等[33]将水利工程对河流生态系统的影响分为供水及相关功能变化、生态支持功能变化、调节功能变化、文化美学功能变化四类，并建立了评价指标体系，探索了各项指标的定量化评价方法，主要包括指数法和BOD—DO模型法。曹永强等[34]应用生态足迹的方法分析了水库对河流生态系统服务功能的影响，并构建了生态足迹评价指标体系。肖建红等[35]评价了三峡工程全面竣工正常运行后对河流生态系统服务功能的影响，结果表明，考虑防洪、发电、旅游、减少有害气体排放、改善川江航道和水库养殖等6项正面功能，三峡工程对生态系统服务功能正面影响的年价值总计489.70亿元；库区污染、泥沙淤积、水库淹没、对生物的影响和对河流生态系统的占据是三峡工程的主要负面影响，生态系统服务功能年损失值总计37.83亿元。魏国良等[36]探讨了水电开发对河流生态系统服务功能影响的机理及途径，建立了相应评价指标体系和评价方法，并以澜沧江漫湾水电站为对象进行了应用研究，结果表明，水电工程建设对河流生态系统服务功能正面影响的价值增量为11.30亿元/a，负面影响的价值损失为3.27亿元/a。
4 结论与建议
河流生态系统服务功能和价值正逐渐被人类所认识，但到目前为止，尽管河流生态系统服务的研究取得了一定成果，但在河流生态系统运转机理、不同服务功能价值评价方法可靠性以及干扰状态下的动态响应等理论方面的研究仍存在较多的缺陷。在河流保护实际应用过程中如何将生态系统服务的理念与环境管理手段融合也没有明确的认识，建议今后的研究应注意以下几个方面：
(1)深入研究河流生态系统机理及生态过程。河流生态系统本身的特点决定了其生态功能，进而反应了生态服务价值。生态服务价值仅是河流生态系统的一种间接反应，因此对河流生态系统机理和生态过程的研究既是基础又是极为重要的一个方面。而目前我国在河流生态系统服务领域的研究主要集中在价值评价方面，对河流生态系统及其功能缺乏清楚、准确的认识，这是导致价值评价存在误差的一方面原因。
(2)大力开展河流生态系统价值评价方法研究。我国大多数价值评价的方法采用国外的研究成果，由于生态系统存在空间异质的特性，计算得出的结果可能产生较大的偏差，不能为政策制定和区域管理提供准确的参考，可能造成决策失误。因此，应探讨其是否适用于我国的实际情况。
不同年份、不同地域的价格水平不同，对同一河流不同时间段的价值评价及同一时间段不同区域的河流如何进行对比研究是一个难点。此外，在我国，产品价格受市场和政府的双重调控，很多时候不能反应产品的真实价值，因此得出的生态系统服务价值可能失真。应通过方法创新或转换系数等研究来解决这两个难题。河流的文化科研价值、提供栖息地和避难所价值、生物多样性维持等方面价值的研究仅停留在当量法的水平，应积极探索新方法对其进行深入研究。其他价值的评价方法得出的结果是否符合实际也有待研究。
(3)不同干扰方式和干扰程度下，河流生态系统的结构与生态过程的变化趋势以及生态服务价值动态变化的研究应引起重视。目前我国在干扰状况下的河流生态系统变化研究主要是土地利用变化和水利工程的影响，并且这两方面的研究仅涉及服务价值的改变，在变化评价中仅选择了少量功能进行评价，缺乏全面和客观性。应开展其他干扰方式的研究，以及多种干扰耦合情况下对生态结构、过程和服务价值所产生的影响的变化趋势研究。
(4)开展河流生态系统服务理论与应用接轨的研究，为政策制定和区域管理提供理论依据。河流生态系统价值评价在城市规划、环境评价、绿色GDP核算、生态补偿等领域有很好的发展潜力，应开展相关应用的探索研究。