基于时空异质性的森林生态系统服务多维测度与补偿标准耦合关系研究

Assessment for forest ecosystem service can quantify the impact of forest ecosystem services to humans and is the main basis to formulate the standard of compensation.Because of the heterogeity of time and space of forest ecosytem service,each type of service and the relationships among these services are difficult to be identified accurately,existing methods cannot measure these services accurately,while repetitive computation for direct sum of forest ecosystem service should not be ignored. Low compensation standard and the lack of a dynamic coordination mechanism are the main problems existing in compensation implementation.These problems make the value of forest ecosystem services excessively large and cannot meet the coupling relationship with the low compensation standard.Based on these problems,the research systematic examines the concept of forest ecosystem services and the methods for multidimensional measure,normalise the system of multi-dimensional measurement.By the model of InVEST and META analysis the multidimensional model is established.The coupling relationship between forest ecosystem service and compensation standard is analysed by entropy weight and extension matter-element model and growth curve model.A simulation and verification for the coupling relationship is studied by Markov chain.This research provides reference methods and theoretical basis for the standardization of forest ecosystem service evaluation and the formulation of forest compensation standard.

森林生态系统服务价值评估能量化森林生态系统服务对人类造成的影响，是制定补偿标准的主要依据。由于森林生态系统服务具有时空异质性，使森林生态系统中的各类服务难以准确识别，现有方法难以精确计量；同时，将森林生态系统各类服务的评估结果直接加总而产生的重复计算问题亟待解决；补偿实施环节存在的共性问题是制定的补偿标准偏低，缺乏相应的动态协调机制。这些问题使得森林生态系统服务评估结果不精确，与补偿标准的耦合度较低。基于此，本研究系统梳理森林生态系统各类服务间的概念、内涵与关系，规范基于时空异质性的森林生态系统服务多维测度方法体系，运用InVEST模型与META分析构建多维测度模型，结合熵权可拓物元模型与生长曲线模型分析森林生态系统服务多维测度结果与补偿标准间的耦合关系，通过Markov链进行耦合关系的仿真与验证。本研究为森林生态系统服务价值评估的标准化及补偿标准的制定提供了方法参考与理论依据。

本课题的研究目标是对具有时空异质性的森林生态系统服务价值评估提高计量精度与补偿之间的耦合关系。课题组成员围绕着课题设计的研究方案和技术路线，经过三年的研究工作，取得了一系列的研究成果。代表性的研究内容包括：1）以统计学为主要研究工具，系统梳理了整个生态系统（包括森林生态系统）中的共性问题，包括各类服务间的概念、内涵与关系；2）提出了一种具有时空异质性的森林生态系统服务多维测度方法体系；3）建立了多维测度结果与补偿标准之间的耦合关系；4）提出了对具有时空异质性的生态系统服务价值评估的预测路径与仿真机理；在本课题的资助下，项目组成员取得了以下研究成果：1）在国内外知名期刊上发表了学术论文6篇，其中SCI检索论文2篇，SSCI&SCI双检索论文2篇,CSCD论文1篇；2）形成高质量研究报告一份，拟在国家一级出版社：科学出版社（已正式签订出版合同）出版专著一部；3）获得中国林学会梁希青年论文奖2等奖一项；4）培养硕士研究生2名，同时指导本科生以本课题为主题参加全国统计建模大赛获得国家级一等奖一项，课题负责人作为唯一通讯作者指导本科生发表SCI论文1篇。本项目在理论上揭示了森林生态系统服务价值的时空变换的机理与异质性，在实践中探索了森林生态系统服务价值评估与补偿标准耦合的途径与策略，为科学引导区域补偿标准的制定，强化生态补偿政策的实施，凸显具体区域的生态服务价值与促进地区间统筹协调发展提供了科学依据。