连接功能与服务:通过服务能力指数(SCI)推进湿地生态系统服务评估

《Wetlands》:Bridging Functions and Values: Advancing Wetland Ecosystem Service Assessment Through Use of a Service Capacity Index

【字体: 时间:2026年03月06日 来源:Wetlands 2

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  为解决湿地生态系统服务(ES)评估缺乏结构化方法、相关术语混淆且功能与价值脱节等问题,研究人员开展了一项关于湿地ES快速评估工具的研究,提出了一个服务能力指数(SCI)的概念框架,该框架整合了功能能力指数(FCI)和受益者获取机会,并以蒙大拿州河漫滩湿地为例进行了应用演示。该研究为将ES评估系统地纳入监管和监测项目提供了一种简明、可重复的快速工具,对湿地功能与服务补偿性缓解具有实际意义。

  
湿地,这些地球的“肾脏”,默默地为我们提供着防洪、净水、固碳、为野生动物提供栖息地等一系列至关重要的生态系统服务(Ecosystem Services, ES)。人们通常认为,湿地功能越强,其提供的服务就越多。然而,在现实中,湿地生态系统服务的直接评估却常常缺位。这主要是因为缺乏结构化、易于操作的评估方法。与此同时,评估术语长期存在混淆:“功能”(Function)、“状况”(Condition)、“价值”(Value)和“服务”(Service)等词在湿地科学和政策中被随意混用,导致沟通不畅,也阻碍了将ES评估有效纳入监管和监测项目。美国《清洁水法》(Clean Water Act, CWA)等法规要求,在不可避免对水生系统造成影响时,需要进行补偿性缓解,以实现湿地功能与价值的“无净损失”(No Net Loss, NNL)。但如果不清楚如何量化“服务”,又谈何“补偿”?为了解决这个问题,一项研究于2026年发表在期刊《Wetlands》上,旨在架起桥梁,将湿地的生态功能与其为人类提供的具体价值和服务明确地连接起来。
为了弥合功能与服务之间的评估鸿沟,研究者们开展了一项概念性框架研究。他们首先回顾和梳理了湿地评估术语的历史演变,澄清了关键定义。在此基础之上,提出了一个创新的、快速的湿地ES评估工具的概念框架。这个框架的核心是提出了服务能力指数(Service Capacity Index, SCI)。SCI建立在现有功能能力指数(Functional Capacity Index, FCI)——一种衡量湿地执行某项生态过程(如蓄水)之能力的指标——的概念之上,但增加了一个关键维度:机会(Opportunity)。SCI不仅评估湿地产生生态“源”(如释放有机碳)和“汇”(如吸收二氧化碳)产品的能力,还考虑了受益者(如下游社区)能够获取并利用这些产品的机会。例如,一个拥有强大蓄水功能的湿地,如果下游没有任何社区或资产,其提供的防洪服务(对人类的益处)就微乎其微。因此,SCI是FCI与机会评分的乘积。研究者们设想将SCI作为一个模块,整合到现有的快速湿地功能或状况评估工具中,从而以最小的额外成本,实现从评估“湿地能做什么”到“湿地能为人类提供什么”的跨越。为了演示其应用,他们选择了美国蒙大拿州的两个河漫滩湿地作为案例,评估了它们提供的洪水消减服务。
本研究是概念性框架研究,主要基于文献综述、概念分析和案例演示,而非基于特定的实验队列或复杂的分子生物学技术。核心“方法”是构建理论框架和定义体系。案例演示部分使用了现有的地理空间数据和评估工具,主要包括:利用美国联邦应急管理局(FEMA)的洪泛区地图和建筑物数据来量化“机会”(如下游受影响的结构物数量);采用现有的、已在蒙大拿州使用的快速评估方法(Rapid Assessment Method, RAM),即蒙大拿州湿地评估方法(Montana Wetland Assessment Method, MWAM),来计算湿地的FCI。通过将FCI与基于地理空间分析得出的机会评分相结合,最终计算出代表服务能力的SCI和可交易的服务能力单位(Service Capacity Units, SCU)。
湿地评估术语的历史
该部分回顾了美国湿地评估术语的演变历程。从20世纪70年代的“承载力”概念,到80年代早期工具将功能与人类利益直接挂钩,再到90年代水文地貌学方法(Hydrogeomorphic Approach, HGM Approach)将功能重新定义为纯粹的生物物理过程,并与“价值”分离。随后,快速评估方法(Rapid Assessment Methods, RAMs)侧重于评估湿地“状况”(即与参考状态的偏离程度)。进入21世纪,生态系统服务概念日益普及,但在评估实践中,功能与服务、价值之间的明确联系仍然缺乏,术语混淆问题持续存在。这为引入一个清晰、统一的新框架提供了必要性。
向前推进的定义
研究提出了用于SCI框架的清晰、操作性定义。受益者是直接使用或欣赏生态终端产品,从而使其福利受到积极或消极影响的个人、群体或组织。功能能力指数是目标湿地在现有条件下表现出的功能能力,与参考条件下表现出的功能能力之比。机会是受益者与湿地生态过程终端产品互动程度的度量。服务能力指数是湿地产生生态终端产品的能力,按受益者接触并获益于这些产品的机会进行缩放。这些定义被整合到一个概念框架中,阐明FCI、机会和SCI之间的关系。
整合快速湿地功能/状况评估与湿地生态系统服务评估的概念方法
研究提出了一个概念框架,将SCI工具设计为现有湿地功能或状况评估工具的补充模块。在该框架中,现有工具(如MWAM)用于计算FCI,量化湿地产生生态源/汇产品的状况。然后,一个独立的“机会”模块评估受益者获取这些产品的可能性和程度。两者的结合(通常是乘积)定义了湿地提供特定服务的能力,即SCI。这样,FCI和SCI分别成为满足CWA不同条款(如303(d)、305(b)、404)要求的、可量化的功能单位和补偿服务单位。
应用示例
研究以蒙大拿州博兹曼附近的两个河漫滩湿地(湿地A和湿地B)的洪水消减服务为例,演示了SCI框架的应用。首先,使用MWAM评估了两个湿地的动态地表水储存长期地表水储存功能,得出湿地A和B的功能能力指数分别为0.40和0.45。其次,通过地理空间分析确定机会:在湿地下游2.5英里(约4公里)的FEMA百年洪泛区内,湿地A有101座建筑物,湿地B有3座建筑物。根据制定的“机会阵列”进行评分,湿地A和B的机会评分分别为1.00和0.40。最后,计算SCI(FCI × 机会评分)和可交易的服务能力单位。结果显示,虽然两个湿地的功能水平相近(FCU分别为0.91和0.85),但湿地A提供的服务能力显著更高(SCU为0.91),而湿地B的则低得多(SCU为0.34)。
评估
详细说明了如何利用MWAM模型中的属性来量化FCI,以及如何利用FEMA数据和距离缓冲区来量化机会。最终通过一个乘法模型,将FCI和机会评分结合,生成了SCI和SCU。这个示例清楚地表明,仅仅基于功能的评估(FCI)会认为两个湿地价值相近,但结合受益者机会的ES评估(SCI)则揭示出它们在提供实际社会效益(洪水消减)方面存在巨大差异。
该研究的核心结论是,要有效将湿地生态系统服务纳入监管和监测项目,必须使用清晰、统一的术语,并开发能够与现有评估工具集成的高效、快速评估方法。为此,研究团队澄清了功能、状况、价值和服务的定义,并提出了一个创新的概念解决方案——服务能力指数。SCI通过整合生态功能能力与人类获益机会,成功地连接了湿地的生物物理属性与其社会价值。案例分析有力证明,SCI能够将看似功能相近的湿地,根据其实际提供的服务效益区分开来,这对于指导补偿性缓解、项目选址和公共宣传至关重要。例如,在决定如何补偿因开发而损失的湿地服务时,决策者可以依据SCI和SCU,更精准地要求或设计能够提供等效服务的缓解项目,而不仅仅是恢复类似的功能。此外,SCI还可用于环境现状监测报告的公众宣传,帮助公众理解湿地与其社区福祉的直接联系。总之,这项研究为湿地科学和管理领域提供了一座关键的桥梁工具,有望推动评估实践从关注“湿地的健康”转向同时关注“湿地为人类带来的健康”,从而在政策制定、资源管理和公共认知层面,更有效地保护和恢复湿地这一宝贵的自然资本。
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