不同利益相关者农田生态系统服务权衡与协同尺度效应研究

Tradeoffs and synergies in ecosystem service are the hotspots and frontiers of academic research. The mechanism for explaining tradeoffs and synergies in ecosystem service from the different spatio-temporal perspectives of different stakeholders needs to be strengthened. Remote sensing assessment, ground measurement, questionnaire survey and model simulation are used to conduct this research. Functions and values of agricultural ecosystem in 2000, 2010 and 2020 (positive and negative) in Beijing are evaluated for comparing the spatial distribution of agricultural ecosystem services under different land use patterns (vegetable land, garden land, and dry land). The evaluation model of tradeoffs and synergies of agricultural ecosystem services is built using correlation analysis, multiple regression analysis and utility function after analyzing the relationship among ecosystem services and the driving mechanisms of different services in different spatial scales (districts, townships) and preferences of different stakeholders (farmers, non-farmers, government decision-makers). This study attempts to explore the balance of agricultural ecosystem services utilization through analyzing temporal effects of tradeoffs and synergies of agricultural ecosystem services using scenario analysis method (general scenarios, planning scenarios, optimization scenarios). The findings of this research can improve and optimize the quality and multi-function of agricultural ecosystem for metropolitan modern agriculture, and provide theoretical and scientific basis for ecological compensation and ecological civilization construction.

生态系统服务权衡与协同是学术界研究的热点和前沿，从不同时空尺度利益主体需求角度解释生态系统服务权衡与协同的机制亟待加强。本项目以遥感评估、地面实测、问卷调研与模型分析为主要手段，对2000年、2010年和2020年北京市农田生态系统的服务功能进行价值化评估（正向与负向），对比不同土地利用方式下（菜地、园地、旱地）农田生态系统服务空间分布差异；采用相关分析、多元回归分析与效用函数等方法，分析不同空间尺度上（区、乡镇）和不同利益相关者（农户、非农户、政府决策者）偏好下农田生态系统不同服务相互关联的驱动差异，构建农田生态系统权衡与协同评价模型；在此基础上，采用情景分析法，分析不同情景下（一般情景、规划情景、优化情景）农田生态系统服务的权衡与协同的时间效应，探寻农田生态系统服务利用的平衡点，以期为大都市型现代农业对农田生态系统多功能的农田质量提升与优化、生态补偿与生态文明建设提供科学依据。

从不同尺度利益主体需求角度解释生态系统服务权衡与协同的机制亟待加强。本项目系统开展了农田生态系统服务权衡与协同尺度效应研究，以期为大都市型现代农业多功能优化供给和生态补偿提供科学参考。研究发现：（1）不同土地利用方式农田生态系统服务供给能力时空差异明显。2000-2020年间，农田生态系统服务总值下降，调节服务与供给服务成价值主导，水资源消耗和环境污染价值不断下降。除环境污染能力外，园地其他服务能力均优于耕地；耕地和园地的保育土壤和休闲娱乐能力变化趋势一致，但在产品生产、涵养水源以及气体调节服务差异显著。（2）农田生态系统服务的权衡与协同具有明显的时空尺度效应。乡镇尺度上的生态系统服务权衡关系明显多于区级尺度，协同类型更多，而区级尺度上权衡关系明显减弱，协同类型虽少但程度较高。休闲娱乐与其他5种服务均呈权衡关系，主要是一般权衡和低度权衡，空间上以高-低聚集为主，与涵养水源权衡最大，与保育土壤权衡最弱；气体调节与涵养水源协同程度最高，不同协同类型空间聚集差异明显。2000-2020年间，农田生态系统服务权衡减弱，协同增强。除产品生产外，休闲娱乐的权衡均为优化情景下最弱，而产品生产与气体调节、保育土壤协同在规划情景下最大，其他4对服务在优化情景下。（3）不同利益相关者对农田生态系统服务偏好存在明显的类型和区域差异。管理者与农户均认为主要是供给服务和调节服务，对休闲娱乐认知最低，农户更偏好供给服务。文化程度、收入水平、生态环境培训、职业类型、生态管控程度等是主要影响因素，且前四种因素与认知呈正相关。生态补偿标准偏低、直接现金补贴和地方政府付费是共识，但农户认为人口数量为补偿标准，管理者则选择土地面积。（4）未来需改善耕地保护与生态工程权衡关系，不同地理分区及不同空间尺度农田生态系统服务优化供给策略侧重不同，减弱小尺度上权衡，增强大尺度上协同，而加强生态系统服务专题宣传与培训可有效减弱认知差异。