面向多重不确定性的森林生态系统服务价值评估模型构建与优化研究

Precise quantification and forecasting of forest ecosystem services is an important basic research work in the ecosystem services valuation theory. It is increasingly becoming an important reference for sustainable development decision-making and a hot topic in the environmental economics. However, the multiple uncertainties in the evaluation model of forest ecosystem service value are not yet clear in the existing studies. The uncertainties of the interaction among various indicators, parameters of the model, human-environment coupling scenes and system risks are ignored. The uncertainties will lead to a certain amount of error in the calculation results, which will affect the formulation and implementation of relevant policies. Therefore, the main research content of this project is: using fuzzy numbers, random numbers and interval numbers to compare the confidence levels and fuzzy boundaries of different indicators, parameters and frameworks in the evaluation model; facing multiple uncertainties with the condition of artificial influence, the evaluation model with nonlinear scene hypothesis and target constraint function on the standard expression, parameter estimation and optimization; additionally, the system risk prediction module is constructed to complete forest ecosystem service evaluation model facing the multiple uncertainties.

对森林生态系统服务的精确定量与预测估计是生态系统服务价值评估理论中的一项重要基础研究工作，也日益成为可持续发展决策领域的重要参考依据，是目前学界聚焦的热点难点问题。然而现有研究中对森林生态系统服务价值评估模型中的多重不确定性尚不明确，忽略模型自身各类指标、参数间交互作用的不确定性与人类-环境耦合场景下人为影响、系统风险的不确定性会导致计算结果存在一定的误差，进而影响相关政策的制定与实施。为此，本项目主要研究内容为：利用模糊数、随机数与区间数对森林生态系统服务价值评估模型中的不同指标、参数、框架进行置信度表征与模糊边界的确定；在具有多重不确定性的人为影响下，对具有非线性的场景假设与目标约束函数形式的模型给出标准的表达式与参数估计和优化决策簇；在此基础上，进一步构建模型中的系统风险预测模块，完成面向多重不确定性的森林生态系统服务价值评估模型的优化预测。

在建立人与自然和谐共生的美好中国愿景下，森林生态系统服务的精确定量估计与预测是可持续发展理论中的一项重要基础工作，本项目主要从多目标优化视角对森林生态系统服务中的多重不确定性进行辨析；考虑建立模型过程中各类参数的不确定性、参数交互作用的不确定性、模型自身的多种不确定性以及人类-环境交互耦合作用场景的不确定性。为此，本项目从生态系统服务价值评估的参数选择出发，将参数不确定、模型不确定、政策不确定、经济社会环境不确定等多重不确定性等一并纳入森林生态系统服务价值评估的理论框架中进行研究，在分析指标体系的参数之间关联特征的基础上，将模型中的不确定性通过区间数、模糊数及随机分布来进行表征，构建面向多重不确定性的森林生态系统服务价值评估的决策规划模型与优化预测机制。项目执行期间取得的重要成果为（1）实现了对森林生态系统服务价值的精确定量与预测估计，为GEP在国民经济核算中建立了依据；（2）发现了评估模型中自身各类指标、参数间交互作用的不确定性与人类-环境耦合场景下人为影响、系统风险的不确定性；（3）积极开发与探索生态系统服务的非市场价值的市场化评估，为公共物品的经济价值定量化与生态产品的价值实现提供了科学依据。以上研究成果可以为森林环境管理和山水林田湖草沙一体化综合治理决策提供相关的理论依据与借鉴。