Supply and demand of ecosystem services ：Basic connotation and practical application
LI Zhengyuan 1,LI Shengpeng 1,CAO Yingui 1,2*,WANG Shufei 1,LIU Shihan 1,ZHANG Zhenjia 1
（1.School of Land Science and Technology,China University of Geosciences （Beijing ）,Beijing 100083,China;2.Land Consolidation and Rehabilitation Center,Ministry of Natural Resources,Beijing 100035,China ）
Abstract ：Research on the supply and demand of ecosystem services is related to human well-being.The sustainability of the supply of ecosystem services is also the basis for sustainable social,economic and natural environments.Research on supply and demand can provide theoretical guidance for the rational utilization and allocation of natural resources,which helps to improve the ecological compensation
mechanism and coordinate the relationship between various stakeholders.We analyze the degree of correspondence between socio-economic system demand and natural ecosystem supply by analyzing the research results of supply and demand of ecosystem services.It also strengthens our understanding of different factors influencing ecosystem services,which has important reference value for current land
spatial planning systems.We systematically summarize the research status of ecosystem services in China and abroad through literature
消费者在生态系统的功能reviews.The literature publication status of supply and demand examines the conceptual connotation of ecosystem service supply and
demand,and it distinguishes between the primary connotation and relationship of potential supply,actual supply,potential demand and actual demand.We summarize and compare the research methods related to the supply and demand of ecosystem services,summarizes the practical applications of evaluating the supply and demand of ecosystem services in China and abroad,as well as the problems and
limitations in the current research on the supply and demand of ecosystem services.Further,it outlines the scope for future research to provide a reference for the research and application of supply and demand of ecosystem services.
Keywords ：ecosystem services;ecosystem service supply;ecosystem service demand;basic connotation;practical application
李征远1，李胜鹏1，曹银贵1，2*，王舒菲1，刘施含1，张振佳1
（1.中国地质大学（北京）土地科学技术学院，北京100083；2.自然资源部土地整治重点实验室，北京100035）
收稿日期：2021-10-09录用日期：2022-01-28作者简介：李征远（1998—），男，河南平顶山人，硕士研究生，主要研究方向为国土空间生态修复。E-mail ：*通信作者：曹银贵E-mail ：基金项目：国家自然科学基金项目（U1810107，41701607）；中央高校基本科研业务费专项资金（2-9-2018-025，2-9-2019-307）Project supported ：The National Natural Science Foundation of China （U1810107，41701607）；The Fundamental Research Funds for the Central Universities
（2-9-2018-025，2-9-2019-307）
摘要：生态系统服务供给与需求研究关系到人类福祉。本文首先通过文献综述法系统总结了国内外生态系统服务供需的研究
状况，梳理出生态系统服务供需的相关概念内涵，并对实际供给与潜在供给、实际需求与潜在需求的基本内涵和关系进行辨析；其次总结对比了生态系统服务供需方面的研究方法和国内外实践情况；最后概述了当前生态系统服务供需研究中存在的不足，并展望其未来的研究趋势，以期为生态系统服务供需的
研究及应用提供科学参考。关键词：生态系统服务；供给；需求；基础内涵；实践应用中图分类号：X171.1
文献标志码：A
文章编号：2095-6819（2022）03-0456-11
doi :10.13254/j.jare.2021.0683
李征远，李胜鹏，曹银贵，等.生态系统服务供给与需求：基础内涵与实践应用[J].农业资源与环境学报,2022,39（3）:456-466.LI Z Y,LI S P,CAO Y G,et al.Supply and demand of ecosystem services ：Basic connotation and practical application[J].Journal of Agricultural Resources and Environment ,2022,39（3）:456-466.
开放科学OSID
2022年5月
李征远，等：生态系统服务供给与需求：
基础内涵与实践应用
文献数量N u m b e r o f l i t e r a t u r e s
年份Year
“生态系统服务”一词在20世纪70年代初被正式提出后，学界尚未对生态系统服务的概念形成统一的定义。DAILY [1]提出生态系统服务是自然生态系统及其中所生存的物种对人类生活所形成、维持和实现的全部环境条件以及过程。CAIRNS [2]则在生态系统的特征上对该名词进行定义，认为一切可以帮助提升人类生存质量的生态系统产品或功能均可定义为生态系统服务。COSTANZA 等[3]认为生态系统服务由生态系统的产品以及功能构成，是由自然生态系统的生境、物种、生物学状态、性质、生态过程所产生的物质和维持良好生活环境对人类提供的直接福利，并将其分为物质服务、文化旅游服务和调节服务。之后
2001年“千年生态系统评估”（MEA ）[4]对生态系统服
务的概念内涵、分类体系、影响机制、评价技术与方法进行了全面总结，并将生态系统服务概括为人类由生
态系统中获取到的各类好处。
随着人类社会的快速发展，一系列生态问题逐渐显现，许多生态系统遭受破坏，生态系统给予人类惠益的能力愈发弱化。与此同时，人们对高质量生活的不断追求，使得人类对生态系统服务的需求也逐渐加大，但现有的生态系统服务不能满足人们对高质量生活的需求，这种滞后状态阻滞了人类社会的可持续发展。在此背景下，为实现和维护自然生态系统和人类生产生活需求间的平衡，促进人类社会可持续发展，国内外学者从各个角度分析和探讨了人与生态系统间的联系[5]。同时人与生态系统间的联系也开始被生态经济学、地理学等学科列为重点研究内容[6]。随
着各国学者研究的深入以及社会经济的不断发展，研究内容转向生态系统服务与人类更高的生产生活需求间的关系[7-8]。供给与需求的研究可识别生态系统服务时空差异的特征和变化规律，将生态系统服务与人类福祉紧密联系起来，进而通过制定一系列科学政策来促进区域协调和可持续发展，为生态系统管理、生态规划及合理配置生态资源提供理论依据，同时能够完善生态补偿机制中利益相关者的利益分配并保障人类福祉[9-11]。鉴于此，在探讨人类生产生活质量与生态系统服务间的关系时，应当对生态系统服务供需进行整体梳理分析。
本文整理了国内外生态系统服务供需研究的阶段性特征、概念内涵、评估方法以及实践应用的相关内容，梳理了已有研究中发现的问题，并对将来生态系统服务供需研究进行展望，以期为后续的相关研究积累经验，为生态系统服务调控管理和社会的可持续发展提供科学依据。
1文献统计分析
1.1国外文献统计分析
通过Web of Science 检索主题为“ecosystem ser⁃
vice supply and demand ”的文献，对数据库进行搜索，共检索到相关英文文献1716篇。
对检索的英文文献进行年际变化分析，结果如图1所示。2002—2006年，生态系统服务供需的研究极少；2006年，英国生态学学会与政府决策者将生态系统服务研究作为首要的与政策制定相关的生态学问
图1生态系统服务的供给与需求英文文献数量统计
Figure 1Statistical chart of English literature on supply and demand of ecosystem services
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农业资源与环境学报·第39卷·第3期
题；其后生态系统服务供需研究开始以服务机制形成与人类福祉耦合关系等为主要方向；2012年生物多样性与生态系统服务政府间科学政策平台（IPBES ）建立，生物多样性和生态系统服务经济价值评价计划（TEEB ）等国际计划开始实施，2013年美国最终生态系统商品和服务分类系统（FEGS-CS ）确立，在此影响下，生态系统服务供需研究迅速增加，发文数量也快速增多，在2014年文献发表数量首次突破100篇。
运用VOSviewer 软件对检索出的文献进行关键
词分析，圆圈的大小代表关键词出现的频率，圆圈越大说明关键词出现的频率越高，反之亦然（图2）；圆圈之间的距离反映两者之间联系的紧密程度，距离越近说明联系越紧密、共现次数越多。从生态系统服务供给和需求的角度来看，目前的研究大多集中于生态系统服务供需的关系、概念内涵及其在特定区域的动态变化等方面。1.2国内文献统计分析
以CNKI 中国期刊全文数据库为检索平台，对相
关文献进行高级检索，分别以“生态系统服务供给与需求”或“生态系统服务供需”为检索词、关键词、主题词、篇名进行搜索，并对相应的检索结果进行分析。如表1所示，将“生态系统服务供给与需求”作为主题词进行检索时，文献较多。因此，主要对以“生态系统服务供给与需求”作为主题词的检索结果进行分析。结果显示文献的形式多数是学术期刊，占文献总量的62%；其次是硕博士学位论文，占文献总量的
35%；其余则是会议论文、报纸报道和其他，约占3%。
从检索文献的时间分布情况来看，近20年来学者对生态系统服务供需的研究越来越多，从2002年的1篇增长至2019年的59篇（图3）。2012年，受我国生态文明建设战略决策提出和IPBES 建立的影响，我国对生态系统保护的重视程度不断增强，在2012年之后逐渐开展有关生态系统服务供需的研究，文献数量开始增长。2020年4月，自然资源部印发《关于生态产品价值实现典型案例的通知》，指导各地推进生态产品价值实现工作。2021年4月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于建立健全生态产品价值
图2国际生态系统服务供给与需求研究关键词可视图
Figure 2Keywords visual map of international ecosystem service supply and
demand
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2022年5月
李征远，等：生态系统服务供给与需求：
基础内涵与实践应用
文献数量N u m b e r o f l i t e r a t u r e s
年份Year
706050403020100
实现机制的意见》。2021年10月，联合国首次以“生态文明：共建地球生命共同体”为主题，在中国昆明召开《生物多样性公约》缔约方大会第十五次会议（CBD COP15），旨在倡导推进全球生态文明建设，实现“人与自然和谐共生”的共同愿景。出于对以上相关政策的响应，中国国内学界对于生态系统服务评估与成果应用研究的热情不断高涨。
2生态系统服务供给与需求的内涵
2.1生态系统服务供给
“生态系统服务供给”的定义最早由美国昆虫学
家EHRLICH 等[12]在1980年提出，此后研究者从不同的学科视角对其进行了越来越多的研究和探讨。BURKHARD 等[13]将该概念解释为生态系统于一定时间与空间中所给予的自然资源与服务，并指出其具有一定的时效性与可及性。GEIJZENDORFFER 等[14]和SCHROTER 等[15]对该概念有不同的解释，认为其是由潜在供给转移的最终数量，并认为其具备很强的空间依赖性，仅在特定的空间条件下才能提供特定的服务
功能。因此，一般认为生态系统服务的生产者是由个体、种、落、生态系统及无机环境组成的空间
单元，以上单元给予的产品和服务被定义为生态系统服务供给[8]。
学界认为生态系统服务供给可以分为潜在供给和实际供给两个层次。在生态过程与功能（如分解者分解、蜜蜂传粉）中，于时空上产生并维持这一过程和功能为第一层次的生态系统服务供给，即潜在供给。然而由于人类对于获取潜在供给的技术、偏好等因素的局限，并不是所有潜在供给均能被人类利用[16]。如在没有蜜蜂或蝴蝶等授粉类昆虫的地区，授粉服务无法提供有效供给。因此，得出了第二层次的生态系统服务供给——实际供给，其指能够给社会带来实际作用的
服务与产品[15，17]
。通常来说，在一定时空中无其他自然
系统供给流入的情况下，潜在供给大于实际供给[8]。2.2生态系统服务需求
从经济学角度来说，需求是指消费者于特定时间
段以可接受的价格进行消费的总量。消费者的有效需求通常基于其购买欲望与能力[18]。对于生态系
图3生态系统服务供给与需求中文文献数量变化
Figure 3Changes in Chinese literature quantity of ecosystem service supply and demand
表1不同检索方式下生态系统服务供给与需求相关中文文献数量统计
Table 1Quantity statistics of Chinese literature related to ecosystem service supply and demand under different retrieval methods
文献类型
Literature type 全部相关文献学术期刊论文硕博士学位论文国内会议论文、报纸报道
其他文献篇数Literature quantity
篇名Title
5443911
关键词Keyword
1912313
主题词Subject
2341468152
文献收录起始年份
Literature collection period （year ）
2002—20212002—20212003—20212019—20212012—2021
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统服务，其消费者为个体或体，获取的需求效用
是在消费生态系统服务的前提下进行的[19]。目前，学界对于生态系统服务需求这一概念虽未达成共识，但
总体而言可以概括为两个层次：第一个层次是BURKHARD等[13]从消费方面考虑，提出生态系统服务需求是在一定空间与时间范围内被消费或使
用的特定产品与服务，即实际需求；第二个层次是VILLAMAGNA等[20]和SCHROTER等[17]从人类偏好
方面考虑，认为生态系统服务需求是人类期望从自然系统中获取的服务数量与质量，也就是潜在需求。通常来说，潜在需求不仅包含人类已经消费过的实际需求，还有人类希望在生态系统服务内消费但并没有被满足的需求。
3生态系统服务供给与需求的评估方法
目前，生态系统服务供给和需求的评估方法主要
有生态模型法、价值评估法和公众参与法等，这些模
型和方法具有各自的适用范围和优缺点[8]。如何运用这些模型需要研究者根据研究区的实际情况及需要实现的目标进行选择。结合相关案例，进一步分析常用评估方法的应用情况。
3.1生态模型法
生态模型法可以很好地揭示生态系统的机理，体
现生态系统服务的空间异质性，能够实现生态系统服
务评估的动态化、精准化，因而迅速成为研究者的关
注对象和评估生态系统服务的主流方法[21]。生态模型法的应用是通过分析气候、土地利用率、植被生长情况等数据，整合环境参数来建立模型，最终对生态系统服务的供需进行评估[22]。如InVEST模型通过“供给-服务-价值”框架将社会经济系统与生态系统联系起来，进而评估生态系统服务的供给与需求[23]。其优点是能够融入社会调查数据，使评估结果更加精确，但由于该模型的目标主要在于明确生态系统的各项指标变化情况对生态系统服务的影响，因此主要用来分析生态系统服务供给，在生态系统服务需求方面应用较少。ARIES模型将诸多数学模型整合在一个平台当中来量化生态系统服务，能够明晰社会与生态系统之间的复杂关系[24]。RUSLE模型通过雨水侵蚀力、土壤可侵蚀因子、地形因子等数据来揭示生态过程机理，但由于该模型采用数据过多，且数据获取较为困难，因此较少被采用[25]。
生态模型的适用前提是获取到的数据必须客观稳定，并且不会因为人类的偏好而发生改变。但目前该模型仍集中于对生态系统服务供给进行研究，对于需求方面的研究还有待深入。此外，生态模型的应用需要生物、化学等学科的专业知识[26]，模型构建也较为复杂，对学者的专业能力与经验要求较高，很大程度上限制了该模型的应用。
3.2价值评估法
学者对价值评估法的分类主要包括两种：易丹等[8]将其分类为直接市场价值法[27]、基于单位面积价值当量因子法[28]、条件价值法[29]；郭朝琼等[21]将其分类为基于单位面积价值当量因子法和基于单位服务功能价值法[30]。本文参考易丹等[8]的分类方法进行对比分析。
直接市场价值法和条件价值法是指通过采取市场价格或反映人类不同偏好的市场价格对区域生态系统服务进行价值化的方法。美国生态经济学家COSTANZA等[3]最早提出了基于单位面积价值当量因子法，并研究出新数据更正系数表，成功用于揭示全球生态系统服务价值。之后中国学者谢高地等[30]在COSTANZA的基础上，结合中国实际情况对价值当量因子进行修正，编制了中国单位面积价值当量因子表及其在实际应用当中的修正公式。价值评估法将生态系统服务供给和需求以货币形式进行量化，这一结果可应用于国民经济核算体系中，为国家政策的提出奠定科学基础。但是对于不能直接市场化的服务（如水土保持服务等），该方法受诸多因素限制，不能对其进行直接量化。
基于单位面积价值当量因子法能够用于生态系统服务供给需求评估，较其他方法更为简单，且操作难度低、数据容易获取。但其难以体现区域差异，方法移植性差；当量因子值的设置多以生态系统服务类型为依据，不能有效体现同一生态系统内部细化差异。直接市场价值法可用于供需评估，方法简单，数据更容易获取，评估结果可纳入国民经济核算体系，便于供需预算比较。但直接市场价值法评估生态系统类型有限，无法评估没有市场的生态系统服务[21]。条件价值法覆盖生态系统服务种类繁多，能够同时对供需进行量化，可以对所有不同类型的生态系统服务
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