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研究背景
研究生態系統服務之間的權衡和協同關系是生態系統管理的關鍵領域。每項服務的價值很大程度上都受到人類活動的影響，增強一種生態系統服務可能會以削弱另一種服務為代價，而這些變化又會影響人類的決策。由于存在著多種權衡和協同關系，很難達到多種生態系統服務之間的同時優化。因此，全面理解生態系統服務之間的權衡和協同關系至關重要，我們需要明確權衡與協同在何處發生，何時變化，才能有針對性地減弱不同服務之間的權衡關系，同時增強其協同作用。王金南院士團隊在全球GEP核算(2017年)、中國綠色GDP核算(2004—2022年)、中國GEP核算(2015—2022年)的基礎上，進一步開展了對2018年全球GEP分布及其復雜權衡與協同關系的研究。
研究框架
本研究首先從三個方面：生態系統產品供給服務、生態調節服務和生態文化服務，對2018年全球179個國家的森林、濕地、草地、荒漠、農田等陸地生態系統GEP(生態產品總值)進行了核算。隨后，結合核算結果進一步定量分析了在不同空間分布和不同收入水平分組下，各個國家不同生態系統服務指標之間的權衡與協同關系，以期為優化全球生態系統服務管理政策提供技術支撐。
圖1 研究技術框架圖
研究結果
(1)研究發現，按照2017年不變價計算，2018年全球GEP約為155萬億美元，是當年度全球GDP的1.85倍，單位面積GEP為107.00萬美元/km2，人均GEP2.03萬美元/人，同比分別增長了4.81%和2.89%，略高于同期全球GDP增速，但低于Costanza教授團隊統計的1994—2011年全球生態系統服務價值年均增長率。從組成結構來看，生態系統調節服務價值約為140萬億美元，占比達到90.31%；森林和濕地生態系統提供的服務價值較高，這兩個生態系統的服務價值之和約占全球總量的80%；從空間分布來看，GEP主要分布在美洲、亞洲和非洲，GEP總量最高的五個國家依次是巴西、美國、中國、俄羅斯與加拿大，這五個國家的GEP之和占比為37.68%，排名前15位的國家占據了全球GEP總量的65%。此外，發展中國家GEP總量約為發達國家總量的3.45倍，但其人均GEP僅為發達國家的54.61%。
在關聯GEP、GDP兩項指標的年際變化中，研究發現共有69個國家的GEP出現了下降。然而，包括中國在內的84個國家或地區呈現出GEP、GDP的雙增長，而GEP與GDP出現雙下降的國家或地區達到了18個。具體到中國來看，2018年中國在總量、人均、單位面積GEP這三項指標上分別位居全球第3、第134、第101位。其中，2018年中國的人均GEP達到0.88萬美元/人(當年價格)，排名較2017年上升了5位；中國的單位面積GEP為128.82萬美元/km2(當年價格)，略高于全球平均水平。
圖2 2018年全球生態產品總值各項指標的空間分布
(2)從2018年度全球生態系統服務指標之間協同、權衡關系的測算結果來看，大部分指標間的相關性均較為顯著。首先，釋氧調節、氣候調節和固碳調節服務之間都具有很強的協同作用，這是因為植物可以通過光合作用吸收二氧化碳、釋放氧氣，并將一部分碳固定在體內，從而適應全球氣候變暖；同時，植物還可以通過蒸騰作用來調節氣溫和濕度。此外，生態系統文化旅游服務為人類社會提供了精神層面的享受追求，而物質產品服務則提供了生存的物質保障，這兩種服務都能夠提升人類社會的生活質量，當前在全球層面，由生態系統提供的這兩種服務也表現出了很強的協同作用。研究還進一步對比了不同收入水平國家當中各項GEP指標協同作用的強弱，結果表明，在高收入國家中，表現為強協同作用的生態系統服務配對數遠超過中低收入國家和低收入國家；然而，在低收入國家中，洪水調蓄與水源涵養、土壤保持服務之間存在權衡關系，也即在這些國家中洪水調蓄服務的提升可能會對水源涵養和土壤保持服務產生影響。
圖3 不同生態系統服務之間的權衡與協同關系
(3)從生態系統服務與其他指標之間的協同關系來看，全球各大洲的GEP總量與自然保護區面積呈現出了顯著的正相關關系，GEP總量與國土面積間也存在正相關關系，但并不如GEP與保護區面積間的關系緊密。在考察各大洲內部國家間的規律時，則呈現出一定的差異，例如，在美洲和大洋洲各國，GEP總量和其保護區面積的相關關系表現為：在一定的價值區間內，隨著保護區面積增長，GEP總價值也會隨之增加，但增速逐漸放緩并趨近于某一閾值；在非洲各國，GEP總量與保護區面積的相關關系則較弱。
圖4 GEP總量與保護區面積、國土面積間相關關系圖(保護區面積：a全球, b亞洲, c美洲, d大洋洲；國土面積：e歐洲, f亞洲, g美洲, h大洋洲)
政策應用
建立GEP指標的目的并不是為了取代GDP，而是希望構建一套并行的統計和核算體系，以評估自然生態系統對人類的貢獻。由于生態系統服務的供需不平衡，全球生態系統服務之間存在不同程度的權衡關系，這在低收入國家尤其明顯。在2018年全球低收入的26個國家中，超過88%的國家位于非洲，這也是全球洪水問題最嚴重的地區。研究發現，這些區域的洪水調蓄與水源涵養、土壤保持服務之間存在權衡關系，解決與洪水相關的問題可能會阻礙區域生態系統的最佳管理。盡管建設水庫可以減輕洪水風險并提供水源，但它們也可能改變棲息地、破壞水生生態系統，并影響生物多樣性保護、休閑和文化服務。因此，在規劃和實施防洪管理措施時，必須綜合考慮洪水控制措施對生態系統服務的影響。
此外，建議從不同層級、在不同地區開展生態系統服務之間的權衡和協同分析，以便為建立全球范圍的生態財政轉移支付(EFT)提供科學依據。在此基礎上，建議擴大EFT、生物多樣性基金等基金的規模，為GEP高但GDP低的地區提供多邊援助，進而促進全球可持續發展。最后，有必要深入研究生態系統服務與自然、社會因素之間的關系，加強社會、經濟、自然相結合的評價分析，特別是GEP和GDP的雙評估，使人類福祉得到更為全面和有效的反饋。
作者貢獻
第一作者
王金南，全國政協常委、人口資源環境委員會副主任，中國工程院院士，中國環境科學學會理事長，生態環境部環境規劃院名譽院長。浙江大學求是講座教授、博士生導師。國家生態環境保護專家委員會副主任，國家氣候變化專家委員會副主任，國家新污染物治理專家委員會主任。近40年來，他一直致力于國家環境規劃、管理和政策研究，主持和參與了“十五”到“十四五”國家生態環境保護規劃制定研究，系統構建了國家污染減排工程方案決策、實施管理以及減排工程影響評估理論方法與技術體系，設計了全國實施的國家環境保護稅、排污交易、生態環境補償等政策方案，引領開展國家綠色GDP和生態產品總值GEP核算研究，發表論文300多篇，出版《環境規劃學》《環境經濟學》《生態產品第四產業：理論與實踐》等11部專著，獲國家第一批百千萬人才工程、國務院政府特殊津貼、中共中央直接聯系專家、中國青年科技獎、綠色中國人物特別獎、國家優秀科技工作者、地球(瑞典)獎、國家環境科技領軍人才稱號以及22項國家和部級科技獎，為國家生態文明和美麗中國建設頂層設計做出了突出貢獻。
通訊作者
吳文俊，博士，研究員，生態環境部環境規劃院生態環境與經濟核算中心副主任，模擬中心室主任，中國環境科學學會生態環境核算專業委員會委員。主要從事環境規劃與管理、環境經濟核算研究，在Environmental Science & Technology, Environmental Science and Ecotechnology, Ecosystem Services, Journal of Environmental Management等期刊發表論文50余篇、出版專著6部、取得發明專利2項、軟件著作權8項。參與國家重大科技專項、中國工程院重大咨詢項目、重點研發計劃、國自然基金、生態環境部重點改革任務等各類科研與咨詢項目50余項。
蔣洪強，博士，研究員，生態環境部環境規劃院副總工程師，環境規劃與政策模擬重點實驗室主任，兼任中國環境科學學會環境規劃專業委員會副主任、中國環境科學學會生態環境大數據專業委員會副主任、中國會計學會環境會計分會理事、中國審計學會環境審計專業委員會委員等。主要從事環境規劃與政策研究，主持或參與重大項目40余項，出版著作20余部；發表論文180余篇；獲國家百千萬人才工程、國務院政府特殊津貼、中宣部“四個一批”人選、中共中央直接聯系專家、國家第一批環境保護青年拔尖人才、中國綠色年度人物、全國優秀環境科技工作者稱號以及、國家科技進步二等獎1項、省部級科技獎10項。
其他作者
北京師范大學碩士生楊萌、實驗室高月明助理研究員、浙江大學博士研究生邵嘉程、規劃院楊威杉高級工程師、馬國霞研究員、於方首席科學家、西北農林科技大學碩士生姚楠。感謝段揚助理研究員、李勃助理研究員為本文所做的貢獻。
原標題：環境規劃院王金南院士團隊發文揭示全球生態系統服務價值(GEP)分布及其權衡與協同關系
