本文发表于国际期刊Ecological Indicators，2023年7月第151卷，通讯作者为北京师范大学的何春阳教授。
文章指出，生态系统服务（ES）流是自然生态系统和社会经济系统之间不可或缺的纽带。对ES流的研究对区域生态系统管理和生态补偿政策具有重要意义。然而，以往的研究主要集中在区域内的ES流或区域间的ES流，没有区分区域内/外的ES流之间的关系。因此，本文以青藏高原湟水河流域为例，在元耦合框架下，结合修正的等值因子法和突破点模型，分析了流域内的ES流和流域与外部区域（包括相邻和相距较远的系统）之间的ES流。结果显示，从2000年到2020年，盆地内的ES流、流向相邻系统的ES流和流向远程系统的ES流都有所下降。流向远程系统的ES流减少最多，平均减少6.66亿元。此外，在不同的ES中，流向远程系统的水文调节流的减少是最多的，至少是其他ES的2.4倍。流域内草场的损失是导致流向远程系统的水文调节流减少的主要原因。因此，本文建议，该流域未来的生态系统保护需要远程系统的参与，以确保提供的ESs。遵循“谁受益，谁补偿”的基本原则，建立草原生态补偿机制，维护流向它们的水文调节服务，从而保障水安全，促进可持续发展。
文章选择湟水河流域为研究区。主要使用了2000年和2020年的三种类型的数据：第一类数据是土地覆盖数据；第二类数据是基础地理信息数据，包括行政边界数据、河流数据和数字高程模型（DEM）；第三类数据是统计数据。
本研究使用元耦合框架来理解ES流。具体而言，以湟水河流域为中心系统，兰州—西宁城市群和黄河流域上游分别作为流域的相邻系统和远程系统。其原因在于：首先，流域与黄河流域上游之间存在天然的水文联系。其次，一个地区对水资源的需求通常可以在500公里内得到满足（距离条件满足）。在此基础上，文章分析了盆地内的ES流量，然后分析了盆地与其相邻系统之间的ES流量，最后分析了盆地与其远处系统之间的ES流量。
文章制定了适合本研究的每单位面积ES当量因子以计算供水服务、气候调节、废物处理、水文调节、侵蚀预防、保持土壤肥力和文化服务共7类ESV，采用断点模型计算包括流域内和流域与相邻和远程系统之间的各类ESV流量。其中，流域中的每个县都被视为服务提供区（SPA）和服务受益区（SBA）。如果一个县的ESV流出量大于流入量，则称为净SPA。相反，如果一个县的ESV流出量小于流入量，则称为净SBA。
研究结果表明：2000年流域有4个净SPA，净SPA流出量最高的是海晏，最低的是湟中（ESV流出量分别为110.7亿元和43.4亿元，占ESV总流出量的32.3%和12.7%）。到2020年，流域净SPA流出量减少了75%。减少幅度最大的是海晏，最少的是湟中（分别占减幅总额的59.4%和9.4%）。在7类ES中，调节服务的价值流出量下降最多，特别是在水文调节和气候调节方面。
2000年，流域内的ESV主要流向邻近系统的近60%。其中，流向临夏的ESV最高，达到152.5亿元，占总流出量的18.3%。流向皋兰的ESV最低，为47.3亿元，仅占流出总量的5.7%。从2000年到2020年，流域向相邻系统的ESV流量减少。其中，水文调节流的减少最为明显。
在邻近系统中，近30%的ESV在2000年流入流域。其中，流入量最高的区域为共和，流入流域ESV为3011.2亿元，占总流入量的67.7%。流入量最低的地区是景泰，流入盆地的ESV为157.5亿元，仅占总流入量的3.5%。
2000年，流域内ESV主要流向约30%的远程系统。其中，流向广河的ESV最大，流入青铜峡的ESV最低（分别为107.8亿元和57.3亿元，占总流出量的7.4%和3.9%）。从2000年到2020年，从流域到远程系统的ESV流量减少，其中，水文调节流量和气候调节流量显著减少。
2000年，远程系统中约20%的ESV流入流域。其中，流入量最高的区域为玛多，最低的地区是杭锦旗（分别为2913.9亿元和851.9亿元，占总流入量的21.3%和6.2%）。总的来说，从2000年到2020年，从远处系统到盆地的ESV流量有所增加。其中，增幅最大的地区是玛多，流入的ESV增加178.9亿元，占总增幅的34.5%。增幅最小的地区是大荔，其流入流域的ESV仅增加了2.78亿元，占总增幅的0.5%。
文章指出，元耦合框架可用于全面和系统地评估ES流，包括流域内的ES流以及流域与其相邻和远程系统之间的ES流。在元耦合框架下，研究发现流域内水文调控流量会显著影响远程系统的水安全，流域草原流失是流向远处水文调节流量减少的主要原因。
文章同时指出了一些局限性。通常，ES随距离下降，这是断点模型分析多个ES流的基础，但该方法难以考虑多个ES流的复杂物理和化学过程，导致一定的不确定性。此外，在划分相邻和远程的系统时也存在一些主观性。此外，未来的研究应该使用ES流模型来模拟流动的路径和耗散。
声明：本推送内容仅代表课题组对文章的理解，不是对原文的翻译，请有兴趣的同学阅读原文。课题组水平有限，难免出现错讹，也请各位专家、同学批评指正。
原文请见：Zhang J, He C, Huang Q, et al. Understanding ecosystem service flows through the metacoupling framework. Ecological Indicators, 2023, 151: 110303.
转自：“经管学术联盟”微信公众号
如有侵权，请联系本站删除！
