资源经济
基于生态系统服务权衡的土地利用决策时间： 2018-01-23信息来源：胡熠娜 作者：qgy_admin 责编：
导语：人类往往通过直接影响土地利用结构和功能对自然生态系统的结构和功能进行干预，进而影响生态系统服务供给的质量和数量。北京大学彭建团队针对洱海地区推行“稻改旱（水田改为旱田）”这一措施以改善洱海水环境，设置不同情景分析了其生态系统服务权衡，为制定最优化的土地决策提供了理论基础和建议。
图1 云南洱海“小普陀”景色一隅。图片来源：https://www.huitu.com
基于土地利用变化前后的生态系统服务及其权衡分析能够客观地评述土地利用变化的整体效应；而基于土地利用变化模拟的生态系统服务权衡情景分析为决策者提供了基于拟定目标对未来土地利用方案进行优选的有效手段。作者基于洱海流域水质恶化和水量减小的现实情况，提出在洱海流域实施稻改旱从而改善洱海的水环境的设想。结合区域的自然和社会特征，设计多种稻改旱情景，并权衡各情景下区域典型生态系统服务，从而识别最优稻改旱情景，能够有效指导区域生态系统管理和土地利用决策。
如何进行土地利用决策？
洱海流域内水田和旱地面积相当，当地拥有较好的旱作传统；同时，当地居民长期以来形成了保护洱海的地方文化传统；因此，稻改旱在洱海的实施是可行的。然而，稻作文化也是洱海流域的历史传承，全流域稻改旱可能会引起较大的景观文化功能与景观生态功能之间的冲突；全流域稻改旱也会极大程度的影响到当地居民的饮食结构（目前当地居民主食以本地大米为主）；此外，稻改旱投入经费较大，而地方经济状况并不突出，难以全额保障。制定土地利用决策要充分考虑研究区本身的自然和人文特征。
Step1 情景设定
基于洱海流域的现实情况，提出在洱海流域实施稻改旱从而改善洱海的水环境的设想。结合洱海地区自然和人文特征、以及生态工程实施的阶段性特征，作者将稻改旱范围设定为流域内水田面积的50%，即选取洱海流域50%的水田进行稻改旱试点。
从环境污染、社会影响、经济效益、居民参与四个方面设定四种稻改旱情景，即
环境污染最小化（EPS）：污染越严重的水田越先改；
经济效益最大化（EBS）：平均大米产量越低的水田越先改；
社会影响最优化（SIS）：水田平均劳动力越少的水田越先改；
居民参与最大化（RPS）：农户稻改旱积极性越高的水田越先改。基于四种稻改旱情景对各情景下水质净化、产水量、土壤保持、大米产量四种区域典型生态系统服务进行权衡，从而做出最优稻改旱的决策。
图2 洱海流域稻改旱情景。白色表示非稻田区域（Non-PL）粉色表示“稻改旱”区域（PLDL），黄色表示仍保持稻田的区域（CPL）
Step2 生态系统服务权衡
作者结合洱海流域的自然和社会特征，选取水质净化、产水量、土壤保持、大米产量四种区域典型生态系统服务，并在不同稻改旱情景下进行生态系统服务权衡。值得说明的是，为了突出稻改旱对洱海流域稻米文化的冲击，作者选取了大米产量而不是粮食总产量来进行评估。
水质净化：利用InVEST模型中的Nutrient Delivery Ratio Model计算；
产水量：利用InVEST模型中的Water Yield model计算；
土壤保持：利用InVEST模型中的Sediment Delivery Ratio Model计算；
大米产量：根据单位面积产量和NDVI的线性关系计算。
图3 四种情景下生态系统服务的权衡关系
Step3 最优情景识别
针对洱海的重要性及其水质逐年下降的现状，作者依据水质净化服务优先、其他服务负向影响较小原则，分别决策出流域尺度和镇域尺度下稻改旱的最优情景（如图4所示）。同时，指出基于生态系统服务权衡的土地利用决策中需要考虑整体最优与局部最优的差异性。
图4 镇域尺度稻改旱最优情景的选择
编者认为
稻改旱是一个有效的提高水质、增加水量的途径，这也在中国其他区域得到了验证。然而，稻改旱具体要改多少、在哪里改仍然有待探讨。本研究的作者利用情景模拟的方法有效整合自然、社会和文化等因素在稻改旱项目中的影响，为土地利用决策提供了科学依据。
同时，作者也关注到了整体最优和局部最优的差异性，提出了基于生态系统服务权衡的土地利用决策需要考虑不同尺度和不同利益相关方。但是编者认为，稻改旱在洱海流域的可实施性和稻改旱的最佳面积有待进一步考量。虽然旱作在洱海流域较为普遍，但作者也提到不合理的稻改旱面积可能会对当地居民的饮食结构造成影响，从而产生景观文化功能与景观生态功能之间的冲突。因此，一方面可以通过问卷等手段了解当地居民对稻改旱实施的意见，另一方面可能需要进一步探讨不同范围的稻改旱的不同生态效应，从而识别最优的稻改旱面积。
此外，利用生态系统服务权衡进行决策的过程中，服务数量和种类的选取至关重要，如果能够选取更多的区域典型生态系统服务，尤其是文化服务，可能更有利于合理的土地利用决策。
原文出处
Hu,Y., Peng,J., Liu,Y., Tian,L., Integrating ecosystem services trade-offs with paddy land-to-dry land decisions: A scenario approach in Erhai Lake Basin, southwest China, Science of The Total Environment, 2018, vol.625, 849–860. （责任编辑 骆翔宇）
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