国家生态科学数据中心在中国陆地生态系统服务功能和质量评估方面取得新进展

　　基于生态系统服务功能开展生态系统评估，是生态系统恢复、生物多样性保护以及建立生态补偿机制的理论基础，也是保障国家生态安全、推进生态文明建设的重大战略需求。国家生态科学数据中心何洪林研究团队针对我国生态系统评估中参照系缺乏客观性、区域可比性差等问题，构建了基于“参照系-现状-变化量”的生态系统评估技术体系，发展了面向生态系统服务功能评估的生态系统过程模型(CEVSA-ES)，结合中国生态系统研究网络（CERN）长期定位观测数据确定了不同评估单元重要生态功能和生态系统质量的参照值，实现了近30年中国陆地生态系统重要生态系统服务功能和生态系统质量综合评估。相关研究在Journal of Advances in Modeling Earth Systems、Journal of Environmental Management等国际主流期刊发表。重要进展如下： 

　　（1）针对传统的生态系统评估缺乏科学合理的评估参照系，评估结果难以被管理应用的问题，提出了基于生态完整性理论的“参照系-现状-变化量”（RSD）生态系统评估体系，并结合遥感和气候驱动的生态系统过程模型和多源数据，以NPP供给功能评估为例，验证了基于RSD生态系统评估体系和评估方法的有效性。该方法体系同时考虑生态系统状况的空间差异和自然变异，有助于开展考虑自然禀赋的生态系统状况评估，评估结果更具客观性和可比性，对完善我国生态系统评估体系，推动生态系统评估结果的实用化，支撑我国重点生态功能区县域考核、生态红线监管、自然保护地体系建设等国家需求具有重要意义。 

　　（2）集成遥感叶面积指数驱动，发展了基于过程的生态系统服务评估模型（CEVSA-ES），定量评估4种重要生态系统服务（即生产力、固碳、淡水保持及土壤保持）。与传统陆地生物圈模型相比，该模型的创新点是考虑了土壤侵蚀过程及其对陆地生态系统碳循环的影响，实现了植被生长过程与地表过程的集成。模拟结果可分别解释总初级生产力、生态系统呼吸、净生态系统生产力及蒸散年际变化的95%、92%、76%及65%，并且可以很好地模拟淡水保持及土壤保持在不同站点或流域的年际变化趋势。 

　　（3）利用新发展的CEVSA-ES模型，定量评估了2000-2018年中国４种生态系统服务(即净初级生产力、固碳、蓄水及土壤保持)的时空格局及其权衡与协同关系。中国净初级生产力、固碳、蓄水等服务均呈显著增加趋势(P<0.05)，年际变化速率分别为42.80 T g C/a、13.42 T g C/a、11.90 km3/a，土壤保持呈不显著增加趋势，年均增加速率为1.11 Gt/a (P="0.21)。热带－亚热带季风区主导了净初级生产力及固碳的增加趋势。净初级生产力、固碳、蓄水及土壤保持等服务两两之间均呈协同关系。 

　　（4）基于“参照系-现状-变化量”的生态系统评估框架和新发展的CEVSA-ES模型模拟结果，以国家自然保护区核心区、CERN永久观测样地等较少受人类活动干扰且生态系统结构和功能优良的生态系统作为参照系，评估了1990-2015 年中国陆地生态系统质量（ESQ′）及其变化情况。与1990-2000 年ESQ′全国平均值下降1.2％相比，2000-2015年ESQ′上升3.69％。生态系统质量提升的县域主要位于水源涵养、生物多样性维护和水土保持生态功能区，这些区域实施的退耕还林还草、防护林和石漠化治理工程等措施对提升生态系统结构、功能和稳定性发挥了重要作用，进而促使生态系统质量的改善。 

　　以上研究得到国家重点研发计划项目（2021YFF0703900、2016YFC0500200）资助。 

　　相关论文： 

　　1. Niu ZE, He HL*, Peng SS, Ren XL, Zhang L*, et al. A Process-Based Model Integrating Remote Sensing Data for Evaluating Ecosystem Services. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 2021, 13, e2020MS002451. 

　　2. Zhang MY, Zhang L*, He HL*, Ren XL, Lv Yan, et al. Improvement of ecosystem quality in National Key Ecological Function Zones in China during 2000–2015. Journal of Environmental Management, 2022, 324, 116406. 

　　3. 何洪林,任小丽*,张黎,秦克玉,冯莉莉,吕妍,牛忠恩,张梦宇．基于“参照系？现状？变化量”的生态系统评估方法研究．生态学报，2023, 43(5), https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2031.Q.20221017.1624.004.html  

　　4. 牛忠恩,何洪林*,任小丽,张黎,秦克玉,赵旦,吕妍.基于过程模型的2000—2018年中国陆地生态系统服务时空动态及其权衡与协同分析.生态学报, 2023, 43(2)，https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2031.Q.20220922.1823.050.html

　　5. 张梦宇,张黎*,何洪林,任小丽,牛忠恩,吕妍,徐茜,常清青,刘卫华,李攀. 基于参照系的中国陆地生态系统质量变化研究. 生态学报, 2021, 41(18): 7100-7113. 

（来源：http://www.igsnrr.cas.cn/news/kyjz/202210/t20221020_6536302.html）