以下文章来源于雏鹰起飞 ，作者小黑
题目：Realizing the values of natural capital for inclusive, sustainable development: Informing China’s new ecological development strategy
期刊：PNAS
发表日期：2019年4月
一作：郑华 (中科院生态中心)
通讯：欧阳志云 (中科院生态中心)；Gretchen C. Daily (斯坦福大学)
将发展转变为包容性、可持续的途径的一个主要挑战是，供给服务(如农业生产)与调节服务(如水净化、防洪)、生物多样性保护之间存在权衡。
研究报告了中国新生态发展战略的应用情况，该战略旨在减轻甚至消除这些权衡，目前正在进行正式测试和完善，以便随后在全国范围内推广。
● 重点研究了海南生态系统功能保护区，这里橡胶种植园的扩张已经导致天然林及相应福祉的丧失。
● 研究探讨了生物物理和社会经济两方面的选择方案，以同时改善产品供给、服务调节、生物多样性和生计。
● 作者量化了橡胶生产和重要调节服务之间的历史权衡，发现在过去20年(1998-2007)里，橡胶种植面积增加了72.2%，这导致了土壤保持率、水净化保持率、调洪、碳固存、生物多样性栖息地不同程度的降低。
● 通过情景分析，确定了新的战略措施，可显著减少这些权衡，增强调节服务和生物多样性，同时使产品供应多样化并增加产品供应量，改善生计。
这种分析产品供应、调节服务、生物多样性和生计的一般方法适用于中国、南亚和东南亚及其他地区的农村景观。
研究背景
不合理的人类发展模式导致了生态系统作为自然资本的丧失以及不同生态系统服务供应之间的权衡，尤其是供给服务与调节服务、生物多样性保护之间的权衡，其后果是灾难性事件的频率和严重程度增加。
一些权衡是固有的，源于基本的生物物理过程，还有一些权衡可以通过管理决策实现一定程度上的调和，如使单一景观提供的调节、支持和文化服务变得多样化。然而，供给服务与所有其他服务之间的权衡很难被调和。
中国提出新的生态发展战略，建立了"生态功能保护区"(EFCAs)网络，即保护和恢复具有较高生态系统服务功能(尤其是调节功能)的区域，这些区域占中国国土面积的49.4%，广泛分布有人工林，包含了中国70%以上的贫困县，从而实现生态系统服务保护和扶贫的双重目标。然而，EFCAs内仍存在恶劣的人类活动，目前迫切需要一种更全面的评估方法，以管理生态系统产品供给与调节服务之间的权衡。
研究量化了该研究量化了土地利用变化的环境效应，并探索了一条增加供给服务与调节、文化服务的双赢路径。
以中国海南岛生态功能保护区为例，(1)确定了 EFCA 内的土地利用变化；(2)用InVEST模型量化土地利用变化和替代土地利用方案对重要的供给和调节服务双赢结果的影响；(3)通过家庭调查数据来分析替代土地利用方案对生计的影响，并确定最小化或扭转生态系统服务权衡的现实方法。
研究方法
基于Landsat将土地利用分为8类：天然林、橡胶园、草地、农田、园林、城市、湿地、裸地，分辨率30m。根据1998-2017年实际土地利用变化状况，提出了2种替代情景：
情景1 - 橡胶种植无扩张
1998-2017年间橡胶种植面积和空间分布未变化，其他土地利用类型发生变化与观察到的相同。
情景2 - 间作橡胶园
通过管理方式将2017年橡胶单一种植转变为间作种植。
土地利用变化引起的生态系统服务效应，主要关注生物多样性保护、土壤侵蚀、洪水调节、氮磷保持、碳固存。生物多样性保护使用天然热带雨林面积作为衡量指标，后4种生态系统服务使用InVEST模型中相应的模块计算。
橡胶种植的经济数据来自4个村庄的家庭问卷调查(2017)，60户为橡胶间作、134户为单一种植，问卷主要涉及2种橡胶生产系统的投资和产出。用非配对t检验比较橡胶单一种植和间作的实际经济成本-效益。
主要结果
1
LULC变化
1998~2017年海南岛EFCA内橡胶种植面积扩大652.5km2，天然林减少414.6km2(图3)，36.7%的新增橡胶园来自天然林转换。EFCA外也观测到类似的趋势，但天然林减少更加严重。结果表明，在加强土地利用的巨大压力下，建立EFCA有助于支持天然林保护。
1998-2017年海南岛生态功能保护区内外的土地利用变化
2
LULC变化对ES的影响
橡胶供应量的增加(72.2%)是以热带森林自然生境(-6.9%)、土壤保留(-17.8%)、调洪(-21.9%)、氮保留(-56.3%)、磷保留(-27.4%)和碳固存(-1.7%)的显著降低为代价的。结果表明，在供给服务与自然栖息地保护、调节服务之间存在着重大权衡。
在情景1(橡胶无扩张)中天然热带雨林+8.3%，土壤保持+18.9%、调洪+11.6%、氮保持+30.4%、磷保持+18.2%、碳固存+1.9%。
在情景2(橡胶间作)中橡胶和天然林面积与2017年实际情况一致，但供给服务+102%，土壤保持+37.4%、调洪+20.6%、氮保持+54.3%、磷保持+41.3%，碳固存不变。
土地利用变化和替代情景下对生态系统服务的影响
橡胶间作的净收益是单一种植的两倍，收益差异主要来自同等土地面积的额外作物产量，其他的生产投入成本没有显著差异。
橡胶单一种植和间作的年度经济成本和收益
讨论
橡胶种植园的快速扩张会给环境带来负面影响，同时导致文化服务的减少。研究表明橡胶间作减小这种负面影响，并增强生态系统服务。可能的机制包括：(1)间作使林下冠层增加，减少了飞溅侵蚀；(2)增加根部生物量和凋落物量，改善水、土壤和养分保持；(3)种间竞争会提高植物水分利用率；(4)增加额外的经济收入并提供其他作物相应的服务，降低对单一作物的生产歉收和市场价格下跌的风险。
该研究主要针对供给服务和调节服务之间的权衡进行分析，具体探讨了生物多样性、生态系统服务、经济效益三方面，并在战略上提出橡胶间作能有效缓解上述权衡。在此基础上，还需要利益相关方的参与来确定所需的生态系统服务及其空间分布，这将有助于在多个维度上实现期望结果。
该研究对于调和供给和调节服务之间的权衡来说具有借鉴意义，但实际在其他地区的推广应用需要因地制宜。
转自：“生态遥感前沿”微信公众号
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