从社会 - 生态系统视角重新审视生态系统服务:理论突破与未来展望

《iScience》:A theoretical rethinking of ecosystem services from the perspective of social-ecological system

【字体: 时间:2025年04月12日 来源:iScience 4.6

编辑推荐:

  当前生态系统服务(ES)研究中相关概念碎片化,缺乏统一理论。研究人员从社会 - 生态系统(SES)视角开展对 ES 概念的理论反思研究。结果构建了统一 ES 相关概念的框架,明确了研究方向。该研究为 ES 科学发展提供支持,意义重大。

  在生态与经济的交叉领域,生态系统服务(ES)研究自 20 世纪 70 - 80 年代萌芽后迅速发展。从早期 “自然的服务”“生态系统服务” 这些隐喻般的概念,到 1997 年有了较为明确的定义,再到 2005 年千年生态系统评估(MA)推动其在全球的认知,相关概念不断演进。同时,生态系统负服务(EDS)、ES 关系、ES 供给与需求等概念相继出现。然而,这些概念如今却陷入了困境,它们未能很好地融入现有概念框架,缺乏统一的理论逻辑将其串联起来,导致在实际应用中,研究人员对这些概念的理解和使用混乱,难以深入探究 ES 相关问题。
为解决这些问题,中国科学院生态环境研究中心的研究人员 Wei Jiang 和德国哥廷根大学的 Rainer Marggraf 合作开展研究。他们从社会 - 生态系统(SES)视角重新思考 ES 概念,构建了一个理论框架。该研究成果发表在《iScience》上,为 ES 研究开辟了新的道路,对推动生态学与社会科学的跨学科发展意义非凡。

研究人员采用了类比、思想实验等方法。通过类比洗衣机的功能、服务和人们从中获得的利益,以及设想智人出现前的自然世界生态系统的运行情况,深入剖析 ES 的本质。同时,借助经济学原理,构建供需曲线来阐释 ES 和 EDS 的产生机制,分析 ES 关系和权衡。

生态系统服务的本质


研究人员提出了对 ES 的三位一体解释。生态系统功能是生态系统的整体表现,涵盖了发生在系统内的一系列地球化学、物理和生物过程。而 ES 则是人们所需求的生态系统功能,是生态系统对人类的有益贡献。例如,授粉作为一种生态系统功能,在人类引入和管理蜜蜂进行授粉后,成为了一种 ES,对生态系统的稳定和人类的农业生产至关重要。这种定义统一了生态系统功能、ES 和人类利益,同时也为 EDS 提供了一致的解释,还为未来可能被认可的 ES 功能留出了空间。

生态系统服务的共同生产


研究人员类比微观经济学,将 ES 和 EDS 看作是生态系统供给与人类需求相互作用的结果。生态系统条件影响生态系统功能,进而决定 ES 和 EDS 的供给。例如,生态系统条件越好,生态系统功能的供给可能越多。而人类投入反映了对 ES 的需求和对 EDS 的厌恶,通过构建供给曲线和需求曲线,两者的交点决定了 ES 或 EDS 的数量以及投入成本的平衡。当供给和需求不平衡时,决策者会调整投入,使两者达到新的平衡。

社会 - 生态系统内的生态系统服务关系


在一个生态系统中,存在多种生态系统功能,构成了生态系统功能束。研究人员采用微观经济学中的替代和互补概念来描述生态系统功能之间的关系。替代关系指一种生态系统功能增加会导致另一种减少,如作物产量增加可能使碳固存减少;互补关系则是一种功能增加会促进另一种功能增加,像授粉改善能提高作物产量。在 SES 中,决策者和利益相关者会在预算约束下,通过调整投入对多个 ES/EDS 进行权衡,从而实现部分均衡和一般均衡。部分均衡是单个生态系统内多种 ES 的权衡结果,一般均衡是不同生态系统提供的各种 ES 权衡的结果。

多个社会 - 生态系统间的生态系统服务流


ES 流通常被理解为供给和需求之间的空间联系。从 SES 视角看,ES 流是 ES 在 SES 内达到部分或一般均衡后,由于溢出效应流入其他 SES 的量。例如在全球贸易中,巴西向中国出口大豆,这就是一种 ES 流。这种流可以是正的,也可以是负的,取决于 ES 和 EDS 的总量。

研究结论表明,从 SES 视角重新概念化 ES 具有多方面意义。它有助于确定多种 ES 的起源,为 ES/EDS 的估值提供新视角,还能用于识别 SES 的边界,解释全球土地利用变化,并为 ES 支付计划提供依据。然而,该研究也面临挑战。在 ES 供给侧,需要进一步明确生态系统功能与条件之间的关系;在需求侧,量化需求存在困难,需要创新方法;此外,如何定量处理 SES 内的均衡以及验证其与 SES 的弹性和可持续性的关系,也是未来研究需要攻克的难题。但无论如何,该研究构建的理论框架为后续研究奠定了坚实基础,指明了方向,推动了生态系统服务研究朝着更综合、更深入的方向发展。

下载安捷伦电子书《通过细胞代谢揭示新的药物靶点》探索如何通过代谢分析促进您的药物发现研究

10x Genomics新品Visium HD 开启单细胞分辨率的全转录组空间分析!

欢迎下载Twist《不断变化的CRISPR筛选格局》电子书

单细胞测序入门大讲堂 - 深入了解从第一个单细胞实验设计到数据质控与可视化解析

下载《细胞内蛋白质互作分析方法电子书》

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博

今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

版权所有 生物通

Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

联系信箱:

粤ICP备09063491号