通过生态足迹核算探索生态系统服务评估外文翻译资料

 2022-08-13 16:12:31

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通过生态足迹核算探索生态系统服务评估

Maria Serena Mancini a,b, Alessandro Galli b,uArr;, Luca Coscieme c, Valentina Niccolucci a,uArr;, David Lin d,

Federico Maria Pulselli a, Simone Bastianoni a, Nadia Marchettini a

a Ecodynamics Group, Department of Earth, Environmental and Physical Sciences, University of Siena, Pian dei Mantellini 44, 53100 Siena, Italy

b Global Footprint Network, 18 Avenue Louis-Casai, 1219 Geneva, Switzerland

c School of Natural Sciences, Department of Zoology, Trinity College, Dublin, Ireland

d Global Footprint Network, 312 Clay Street, Suite 300, Oakland, CA 94607-3510, USA

文章信息：

文章历史：

2017年3月1日收到

以修订版收到2017年12月22日2018年1月21日接受

可以在线使用2018年2月10日

关键字：生态系统服务核算与评估生态足迹，土地占用

摘 要：

生态系统服务是人类从自然中获得的利益。在过去的几十年中，人们进行了许多研究工作，以更好地了解自然圈与人类圈之间的联系，并提出了新颖的方法来衡量生态系统服务的价值。尽管到目前为止，经济评估是最常用的方法-以货币单位表示生态系统服务的价值-但是最近的努力集中在替代性的定性或生物物理核算方法上，以物理单位表示生态系统服务的价值。

本文研究了生态足迹核算作为通过地表等效单位衡量生态系统服务价值的生物物理方法的作用。该会计工具可以跟踪人类对生态系统服务的精确子集的需求和自然的供给，从而能够在国家一级实现生 态平衡。最后，针对森林生态系统类型，对生态足迹和经济价值分析进行了比较，以突出这些不同方法的互补性和相关性。

1.介绍

生态系统服务是大自然对人类的利益。这些服务包括食物和淡水等供应服务；调节气候控制等服务；支持服务，例如土壤形成和光合作用以及作为娱乐，精神和教育价值的文化服务，（(Costanza et al., 1997; MEA, 2005; TEEB, 2010).自2005年以来，在联合国《千年生态系统评估》（《千年生态系统评估》（MEA, 2005; Braat and de Groot, 2012; Costanza and Kubiszewski, 2012)。自那时以来，采取了一些国际性的举措来评估自然与人类社会与经济之间的联系，包括生态系统和生物多样性经济学（TEEB, 2010），有关生物多 样性和生态系统服务的政府间科学政策平台（(IPBES – see Diacute;az et al., 2015），环境经济会计系统（SEEA – UN et al., 2014a,b） 和生态系统服务国际通用分类（CICES – Haines-Young and Potschin, 2013)。

生态系统功能和生物多样性构成了自然资本储备，使生态系统服务流向未来（Costanza and Daly, 1992).但是，如果没有人（人类领导），其社区（社会资本）和其建成环境（建成资本）的存在，生态系统将无法为人们带来任何好处（(Costanza et al., 2014a)。人类的利益来自于生物圈，不同形式的资本之间存在一种关系秩序，已建立的人力资本体现为社会资本，而社会资本又体现为自然资本（(Wackernagel et al., 2002; Pulselli et al., 2015)。

存在两种主要的方法来理解和衡量生态系统服务的价值：1） 货币估价方法，要求以货币单位评估生态系统服务； 2）基于定量经验测量的生物物理核算方法。

货币估值是评估生态系统服务价值的最先进方法。它构成了一种在成本效益分析中纳入生态系统和生物多样性价值的方法，并允许将环境退化的成本纳入宏观经济“ 超越GDP”类型的指标中。（(Costanza et al., 1997; Costanza et al., 2014a,b)。因此，对生态系统服务价值的经济评估是与决策者， 企业部门（Hanson et al., 2012），以及公众讨论对环境保护的重要性（TEEB, 2010)。通过旨在从货币角度加权生态系统服务的使用价值和非使用价值的环境经济学方法，有可能跟踪广泛的一系列的生态系统服务，尽管这些 评估通常取决于市场价格以及个人价格的变化 （(De Groot et al., 2012; Christie et al., 2012）

鉴于自然的复杂性和高度的近似性，一些科学家和研究人员最近建议采用基于经济的方法（(e.g., Costanza et al., 2014a）研究工作应集中在基于更明确的空间和动态方法的替代分析上，以捕捉自然资本的内在价值及其向人类提 供商品和服务的能力。定性和生物物理核算方法设想了这种货币估值的替代方法，旨在表达生态系统服务的价值。除货币单位（即土地，能源，生产率等）外（e.g. Burkhard et al., 2012; Burkhard and Maes, 2017)。

因此，本文的目的是分析这种基于生物物理的替代方法，以评估生态系统服务。具体来说，我们在这里讨论使用生态足迹核算 作为评估生态系统服务的生物物理手段的可能性。从经济估值获 得的结果与从生态足迹评估获得的结果之间的比较也提供了两种 方法的突出优点和局限性。

2.生态系统服务的生物物理评估：生态足迹核算

基于生物物理方法的能力，例如LCA（(Koellner and Geyer, 2013; Othoniel et al., 2016） ， 能值分析（Coscieme et al., 2014; Pulselli et al., 2011, 2015），水足迹（(Vanham, 2016）， 生物多样性评估（(Schneiders et al., 2012），以及经济核算（Costanza et al., 1997; Fisher et al., 2008）和其他人类衍生的资本形式（Jones et al., 2016）。在过去的几十年中，对跟踪生态系统服务进行了广泛的研究。这种方法可以是定性的或定量的（请参阅表格1 概述现有方法）。

定性方法主要基于对特定空间尺度上的生态系统服务提供的描述性评估，而无需任何实际测量或量化，例如描述性表和彩色编码图，说明特定区域提供生态系统服务的潜力（see Burkhard et al., 2009).相反，适当的生物物理核算方法包括使用物理单位量化生态系统服务从环境到人类社会经济系统（即原材料和资源） 的流量，甚至量化生态系统提供商品和服务的能力（UN et al., 2014a).例如，草原用于牛奶生产的价值可以用每年的牛奶吨数来 表示，而不是使用相同数量的牛奶的市场价值来表示。选择的度量单位在很大程度上取决于评估的目的以及用户在给定上下文中关于将结果最有效地传达给特定受众的最有效方式的考虑。

生物物理评估的主要弊端之一是，事实上，一个通用的物理计量单位几乎与各种服务无关。换句话说，这些方法通常无法汇总来自一个生态系统，因此无法提供该生态系统的总价值或给定地理或地缘政治区域内多个生态系统的总价值。认识到这种缺陷促使我们研究生态足迹核算是否可以克服上述限制，并可以用作生态系统服务的综合生物物理量度。

生态足迹核算（Wackernagel et al., 2002）是一种环境计算工具， 可以通过一种常见的，与地面相当的度量单位将自然对人类发展的贡献转换为：全球公顷(Galli et al., 2007; Galli, 2015).该工具能够将人类对生态系统服务的消费及其从生物圈的供应量化并汇总为对生态系统价值的总体估计，否则，在大多数生物物理核算方法中，这些价值将被独立地量化（Galli et al., 2014).因此，“生态足迹”是一种系统的环境核算工具，可能能够通过以下两个指标对生态系统服务进行首次定量生物物理评估：

bull;在需求方面，生态足迹衡量的是生产特定子集的人口提供和调节服务所需要的生物生产土地和海域（也称为生态资产）（请参见第3节）。（用于此子集的定义）。

bull;在供应方面，生物承载力跟踪国家，地区或全球一级可用的生态资产及其生产此类生态系统服务的能力。

一个国家的生态消费足迹（EFC）是通过跟踪在该国地理范围内（EFP）生产“收获的”提供和调节服务所需的生态资产加上进口的（EFI），然后减去导出的值（see Borucke et al., 2013).。对于我为人类使用的任何生态系统服务，无论其是本地生产，进口还是出口，EF都是通过以下一般公式计算的（具体公式的更多详细信息说明了各种生态系统服务）补充材料，附件A）：

（1）

其中P是人类所适应的任何服务i的量（主要的资源，例如食物或纤维，或需要隔离的流出废物，例如二氧化碳）；YW,i是服务i 的生产的世界年平均产量（或其在CO2排放流出的情况下的碳吸收能力）；EQFi是产生服务i的生态系统类型（例如，农作物，森林等）的当量因子（请参阅附录A，补充材料）。

在供应方面，生物承载力（BC）代表对可用的实际年度生态系统服务预算（即生态基准）的定量评估，并量化自然界满足人类需求的能力（由于当前的管理实践）。生物承载力的计算公式如下。(2) 并针对每个国家/地区评估该国家/地区的生态资产的能力， 以产生资源提供和调节服务的特定子集（请参见3（有关此子集的说明）。

（2）

其中AN,i是生态系统的生物生产表面–生态资产–可用于在国家一级生产每个服务i的资源，YFN,i是生产 该服务i的资产的国家特定产量因子，EQFi是该服务的等价因子。生产服务的资产。

具有相同的度量单位（即全球公顷），可以比较生态足迹和生物承载力值，以得出生物圈对生态系统服务的供应与人类需求之间的“生态平衡”，这一平衡代表了主要国家足迹核算系统（NFA） 的输出，该系统跟踪并比较了200多个国家的生态足迹和生物承载 力的历史趋势（(GFN, 2017)。当生态平衡为正（EF lt;BC）时， 所分析的国家存在生态剩余或剩余；相反，当平衡为负（EFgt; BC）时，该国将出现生态赤字。

这些说明是描述性的而不是预测性的。显示这种平衡是“已经”和“已经”，而不是“将会是”（(Borucke et al., 2013)。因此，足迹方法论（通过其两个指标）能够量化各种人类活动对生态系统造成的压力（例如，伐木的速度高于森林生物量的再生速度），但无法量化这种后果。压力（例如森林损失）。 因此，在生态足迹分析中，将通过一段时间的评估来检测一年中 过度采伐（即砍伐森林）的结果，因为此后几年森林生物承载力的降低（see Mancini et al., 2017; Goldfinger et al., 2014).

尽管EF和BC是流量度量，这意味着它们要说明人类对生态系统服务年流量的需求和生物圈供应，但它们是以潜在的生态资产（即具有生物和产生这些流量所需的非生物成分一起发挥作用（Mancini et al., 2017).这种使用来源（基础生产资产）和资源（所产生的生产生态系统服务）的方法，就其原理而言，与联合国SEEA（UN et al., 2014b）中，由生态资产产生的生态系统服务的流量既可以是环境对经济的投入（即林木，鱼类或农作物）， 也可以是人类活动向环境的残留物（即废物和排放物）的输出。

具体来说，生态足迹是生态系统中那些自养生物进行光合作用和捕获太阳能，将物质构造成人类认为有用的任何形式的生物质的起源。

这些生态资产或土地类型是：i）用于食品，动物饲料，纤维，石油和橡胶的农田；ii）放牧动物产品（例如肉，奶，奶制品，羊毛和皮革）的土地；iii）鱼类产品的渔场（海洋和内陆）；iv）用作木材产品的森林，以及主要用于燃烧化石燃料的二氧化碳的封存。还跟踪了住房和其他城市基础设施的集结地表：通过铺平生产性生态资产（例如，农作物被市区代替），人类间接且无限期地挪用了这些资产本应具有的 生态系统服务的年流量否则提供。

此外，考虑到生态系统提供了许多在提供服务的同时，生态足迹通过假设每个生产表面上对人 类有用的互斥功能来跟踪自然的各种用途。这样可以避免重复计算， 尽管这样会导致实际人为压力低估了生态资产的占用（Borucke et al., 2013; Galli, 2015)。

3.生态足迹与生态系统服务：建立关系

政府间的生物多样性和生态系统服务平台（IPBES）通过其概念框架提供了有关生态系统服务及其与人类领域联系的最完整观点之一。(Diacute;az et al., 2015).生物多样性平台代表了联合国会员国之间加强科学政策互动的重要参与和协商进程；为此，它通过对分区域，区域和全球各级的生物多样性状况和生态系统服务的可 持续利用进行评估。IPBES概念框架是该过程的结果，并概述了自然界与人类社会之间的复杂相互作用。它关注诸如自然，人们从 自然中获得的利益以及人们的生活质量等关键要素。它还强调了 机构，治理和决策机构在这些要素之间的联系上所起的核心作用。（(Diacute;az et al., 2015).

2016年，生态足迹已被列入IPBES核心指标是生物多样性和生

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