近幾十年來，太湖流域及環(huán)太湖長三角地區(qū)，城市化、工業(yè)化步伐加快，土地供需矛盾加劇，土地利用模式失當，生態(tài)系統(tǒng)服務功能面臨退化風險。筆者在近幾年太湖流域水生態(tài)環(huán)境治理、生態(tài)修復、農業(yè)面源污染治理的實踐中，對此深有體會，感同身受。近日閱讀文獻，偶見《1985-2020年中國太湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務的生態(tài)風險評估》一文，深感共鳴，遂有意作一推薦導讀。

《1985-2020年中國太湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務的生態(tài)風險評估》文章報道的研究成果，由中、美、澳三國科學家合作完成，并以中科院南京地理及湖泊研究所為通訊作者單位發(fā)表在2016年554-555期的《總體環(huán)境科學》(Science of the Total Environment，2018 年影響因子5.589)上。利用基于生態(tài)、社會過程的偶合關系的生態(tài)系統(tǒng)服務(ES)風險評估及預測模型，文章對太湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務退化的現(xiàn)狀、決定因素及近期前景進行了分析、模擬和預測。本文建立的生態(tài)-社會綜合模型，可用于太湖流域以外的類似地區(qū)。在長三角高質量一體化建設全面展開的今天，這一研究的結果和提出的應對建議，可作為政策制定者、生態(tài)環(huán)境治理從業(yè)者進行生態(tài)環(huán)境管理與治理、工業(yè)產業(yè)布局調整、農業(yè)生產管理、國土空間土地利用優(yōu)化、規(guī)劃等方面決策的重要參考。

1 研究背景

“我們這個時代面臨的最大的挑戰(zhàn)之一，就是在維持生態(tài)系統(tǒng)的功能及其多樣性，維系其可持續(xù)供應能力的前提下，向人類提供食品、木材、能源、住房及其他的物品及服務。全世界大約60%的生態(tài)系統(tǒng)服務功能面臨退化，或者被以不可持續(xù)的方式利用。2005 年由聯(lián)合國發(fā)起的《千年生態(tài)環(huán)境評估》指出：在21世紀上半葉，生態(tài)系統(tǒng)服務的退化將進一步加劇。直接、嚴重影響生態(tài)系統(tǒng)服務的主要因素主要有5個方面：土地利用、外來物種入侵、過度開發(fā)利用、污染及氣候變化。其中，土地利用是生態(tài)系統(tǒng)服務空間格局和總體供應的主要驅動力量。生態(tài)系統(tǒng)服務受土地利用的影響主要通過兩個途徑：土地利用及管理模式(例如農業(yè)、林業(yè)生產、肥料利用)。鑒于生態(tài)系統(tǒng)服務之間存在的時、空間相互耦合及相互依存關系，全面分析由于土地利用變化引起的生態(tài)系統(tǒng)服務退化風險，具有重要意義。土地利用的變化，是影響地區(qū)、乃至全球的發(fā)展可持續(xù)性的嚴重障礙?！?譯自原文)

太湖，我國第三大淡水湖泊，自古至今，太湖流域承載了華夏民族太多的夢想。宋代詩人陸游的《常州奔牛閘記》中有“蘇常熟,天下足”之說,言其生產力之高、經濟地位之重。作為我國第三大淡水湖，太湖地處長江下游，是典型的沖擊型富營養(yǎng)化大型淺水湖泊。太湖流域是我國人口最為稠密、經濟發(fā)展最為集中的地區(qū)之一。太湖流域以占全國0.38%的土地面積，貢獻了占全國11.6%的GDP。根據(jù)2010年人口普查結果，在截至2010年的25年期間，太湖流域城市建筑面積增長了2.5倍，年均城鎮(zhèn)化速度9.2%， GDP年均增速15.7%。

然而，超出常規(guī)的增長速度和規(guī)模，伴隨的是巨大的生態(tài)、經濟代價。城鎮(zhèn)化過程引起的土地利用及土地覆蓋模式劇烈改變，耕地被蠶食，水域、林地面積縮小，水質退化，洪澇災害加劇、加頻，給本地區(qū)生態(tài)安全及社會、經濟的可持續(xù)發(fā)展造成嚴重威脅。分析、評價土地利用變化引起的生態(tài)系統(tǒng)服務退化風險，對促進基于科學的政策制定，保障該地區(qū)可持續(xù)發(fā)展，顯得十分重要。

生態(tài)風險評估(ERA)是對人類活動以及人類引起的對生態(tài)系統(tǒng)及其要素的脅迫進行估算的過程。一直以來，生態(tài)風險評價主要涉及化學物質導致的的生態(tài)毒理效應和健康風險評價。保護生態(tài)實體而不考量與實體功能屬性密切相關的人類福祉袁難以落實到具體的決策層面上。生態(tài)服務功能作為聯(lián)系生態(tài)系統(tǒng)過程與人類福祉的重要紐帶，是生態(tài)系統(tǒng)物化價值的直接體現(xiàn)，有關其退化風險的研究，在全世界正受到各學科領域的重視，因為受外界驅動因素擾動的生態(tài)系統(tǒng)結構和過程變化，最終還是體現(xiàn)在對與人類生活質量息息相關的生態(tài)系統(tǒng)服務的影響和改變。

因而，近年來隨著對人類社會這一生態(tài)-經濟-技術耦合體的再度認識，一方面，生態(tài)系統(tǒng)過程與服務之間的關系、人類對生態(tài)系統(tǒng)的反饋作用，越來越多地被納入社會、經濟管理決策中。生態(tài)系統(tǒng)服務退化風險評價，不僅為生態(tài)系統(tǒng)保護，更是為社會管理者提供決策支持;另一方面，生態(tài)系統(tǒng)服務風險評價也應更多地考慮人類活動這一主導效應。特別是太湖流域(TLB)這樣城市化程度較高的地區(qū)，土地利用變化所產生的風險評價，尤為重要。此外，除了生態(tài)系統(tǒng)服務某一個方面終端產品的風險評價，有必要將生態(tài)系統(tǒng)的服務作為一個整體進行綜合評價。

對生態(tài)系統(tǒng)服務的整體綜合風險評價，有利于揭示在流域、區(qū)域尺度上生態(tài)系統(tǒng)服務退化的深層次原因及其環(huán)境健康風險。生態(tài)風險評價面臨的兩大挑戰(zhàn)，一是對生態(tài)過程與生態(tài)系統(tǒng)服務終端產品之間復雜的相互聯(lián)動關系的理解認識尚很膚淺，二是需要引入多專業(yè)視角，才能闡明多個生態(tài)系統(tǒng)服務之間的相互作用、相互依存關系?；谙冗M的數(shù)字模擬方法，綜合生態(tài)模型與土地利用模型，能夠對生態(tài)過程與社會經濟過程、生態(tài)系統(tǒng)服務與評價終點之間復雜的內在聯(lián)動關系進行模擬表征，是一個強有力的生態(tài)風險評價方法?，F(xiàn)代信息技術，尤其是地理信息技術(GIS)、衛(wèi)星遙感技術、互聯(lián)網技術的進步，為基于模型的生態(tài)系統(tǒng)服務風險評價帶來了堅實的支撐。

2 研究方法

本文報道的研究，對過去的25年(1985-2010)由于土地利用變化產生的生態(tài)系統(tǒng)服務退化風險進行了模擬評價，同時也對太湖流域未來(到2020年)生態(tài)系統(tǒng)服務風險的變化進行了預測。根據(jù)退化風險威脅的顯著性，本研究選取與城市、人口、經濟有直接關系的生態(tài)系統(tǒng)服務項目作為研究對象，尤其重點考慮三個調節(jié)服務(水質凈化、水量調節(jié)、碳捕捉)和一個供應服務(糧食生產)，建立用于度量生態(tài)系統(tǒng)服務風險的四個關鍵指示因子(氮排放、水量調節(jié)系數(shù)、生態(tài)系統(tǒng)凈產出、糧食畝產)，通過建立整合生態(tài)模型和經濟模型的地理加權多項式對數(shù)網格自動模型(GWML-CA)，對各項服務及綜合各項服務的綜合退化風險進行評價。同時對2020年土地利用情景進行了預測，重點指出了主要風險發(fā)生區(qū)域、城市，強調了今后10年內太湖流域乃至長三角地區(qū)保持甚至強化該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務，促進可持續(xù)發(fā)展的政策意義。

編輯：王媛媛