P2P系统中基于服务反馈机制的信任模型研究

2007 年 10 月JOURNAL OF CIRCUITS AND SYSTEMS October， 2007 文章编号：1007-0249 (2007) 05-0096-07

P2P系统中基于服务反馈机制的信任模型研究*

薛开平， 洪佩琳， 李津生， 黄冠尧

（中国科学技术大学信息网络实验室，安徽合肥 230027）

摘要：随着P2P（Peer to Peer，对等网络）的大规模使用，相互信任问题成为P2P进一步研究的一个重要方面。本文结合公平性思想，提出了在P2P系统上建立基于服务反馈机制的分布式信任模型，该模型保证提供可靠服务的节点具有高的信任度，相应地，这些高信任度的节点也更容易在系统中获得可靠的服务。文章最后通过仿真验证了模型的有效性。相对于已有的模型，该模型具有较小的计算量，在维护上具有安全性、不可篡改，从而有效制止了自吹、勾结和诽谤等问题。

关键词：对等网络；信任；公平性

中图分类号：TP391 文献标识码：A

1 引言

P2P是目前应用越来越广泛的新的网络技术，是指在分布系统中各个网络节点都是逻辑对等的，每个节点既是资源的提供者（功能类似于传统的C/S模式下的服务器端），也是资源的接收者（功能类似于传统的C/S模式下的客户端）。但目前的P2P系统还缺乏有效的机制以提高系统整体的可用性，应用中存在随意终止服务和诸如使用虚假文件等欺诈行为的问题，使得服务质量无法得到较好的保证[1]。因此用户应该对资源的提供者的信用进行评判以决定是否从该节点获取资源。网络交易与现实社会交易类似，同样需要采用有效的策略建立交易双方的信任关系（信任关系的度量称为信任度）。当前交易的信任度往往可以通过以前的交易情况做出的推测。建立信任关系的系统中还需要解决自吹、勾结、诽谤等问题。信任关系的建立通常采用的方案有如下三种：

1）交易的一方说服另一方相信其为可信的。这种方式下往往存在自吹或者有意掩盖自己不可信的事实；

2）交易的一方通过一个对等的第三方节点提供的信息来确定另一方的可信度。这种策略下存在对第三方所提供信息的可信度考虑，同时还要解决系统中可能存在的勾结和诽谤；

3）通过集中的第三方（Trust Agent，TA）来维护每个用户的历史交易信息以及交易反馈，利用预先设定的算法来计算用户的信任度。

在传统的网络环境下，信任关系的建立依赖于TA，节点拥有该TA颁发的证书即被认为其是身份是真实的，TA维护有用户的信任信息。而在P2P环境下，往往不能采用带TA的集中信任机制。首先这种机制会破坏P2P的对等特性，服务器的崩溃可能导致整个系统的崩溃；集中式的信任机制往往会带来额外的费用和开销；另外P2P共享资源因周知的政治、法律等原因使得可信服务器无法正常工作而导致系统崩溃，典型的例子就是Napster的强行关闭；此外还有集中的TA会降低系统的可扩展性。P2P中的分布Trust模型研究就是在这样的背景下提出的[2]。

2 分布式Trust模型

分布Trust模型是基于分布式系统，通过考察节点历史行为而建立的信任自治系统。该模型不需要依赖于服务器保存系统中所有节点的信任度信息，每个节点保存有系统中部分节点的交易信息，同

* 收稿日期：2005-08-08 修订日期：2006-07-11

基金项目：国家自然科学基金重大研究计划“下一代网络体系结构、协议模型与机制”（90104011），国家下一代互联网（CNGI）示范工程项目“基于IPv6的P2P弹性重叠网络智能节点的研制”（CNGI-04-12-1D）

时维护一定的信任度信息，节点将这些信息按照一定方式传递给其他节点。

分布式系统具有动态性和局部可控性，使得系统很难对节点的信任度有全局的统一评估，因而只能使得对分布式系统中节点的信任度的评估值尽可能地靠近该节点的真实信任度。

节点具有良好的信任度应该具备以下3点：

1）具有合法的身份；

2）对许诺的任务能够可信地执行；

3）积极友好地参与系统行为。

在P2P系统中，用户的身份鉴别以及保密性可以通过PGP（Pretty Good Privacy）来实现，用户保护好自己的私钥，公钥通过一定的方式在系统中传播[10]。

2）、3）两点可以通过历史行为的服务反馈推测其以后行为的信任度。目前的研究中，历史行为的记录是通过既往的通信节点、邻居或者随机选取的节点保存相应的历史交易证据（evidence）来实现的[2~5]。信任模型的信任度算法应该能够保证积极参与系统行为的节点对应的信任度高，对许诺的任务有效执行的节点对应的信任度高。

在现有的研究中，投票方案（Voting）[3]是最常见的信任模型，该模型在判定一个节点是否可信时，通过其相邻的节点对该节点进行信任投票，与之进行交易的节点根据投票结果对该节点进行信任度评判。这种机制明显的缺陷就是未对投票节点的可信度加以考虑，往往投票节点本身就是不可信的。改进方案可以限定投票节点必须为相邻节点中的可信部分，或者根据这些相邻节点的信任度对所投票据进行加权。信任传递模型（Trust Propagation）[4,5]中提出的基于推荐（Recommendation）机制的信任模型是通过信任传递的形式来获得陌生节点的信任度。该模型考虑了信任路径的中间节点的信任度，但不能解决存在勾结或者诽谤等问题，同时不完善的信任度算法还会带来Zadeh悖论[6]问题。文献[7]在[8]的基础上采取索引树方式保存节点相关的历史交易证据，对信任度的算法也做了改进，一定程度上可以很好地解决系统节点之间的自吹、勾结、诽谤等问题，但其不足是：不同信任关系矩阵R的选取会使得计算某节点信任度最终结果有所不同，甚至背离其真实值；全局信任度的迭代计算开销在实际系统工作时也不容忽视。所有以上这些模型都没有考虑节点参与系统行为的单位时间交易频度给信任度带来的变化。

本文根据P2P资源交换的特点，提出将服务反馈信息分布保存在系统中的节点上，建立基于服务反馈机制的信任模型TMSF（Trust Model in P2P system based on Service Feedback mechanism）。与以上分布Trust模型相比，TMSF模型具有以下特点：

1）根据节点在一定时间内的交易反馈信息来计算其信任度。时间尺度的选取可以在有效计算的前提下节省系统的维护开销；

2）结合考虑了公平性资源服务的思想；

3）安全解决了P2P系统信任机制中的自吹、勾结、诽谤和消极的行为；

4）模型在参数设置上还考虑了每次交易的资源量和有效时间内交易资源量对节点信任度影响；

5）模型在信任度计算上没有采用计算复杂的迭代运算[5]，所采用的方案不容易产生Zadeh悖论[6]问题。

本文最后利用仿真来分析该模型在P2P系统中使用的可行性。

3 TMSF模型描述

本文将TMSF模型建立在CAN结构[9]之上进行描述1，节点之间提供资源共享服务。CAN的设计使用了虚拟的d维笛卡尔坐标空间。所有的节点被动态分配到整个坐标空间构成的系统中，在该虚拟空间中，每个节点拥有属于自己的区域。每个节点把坐标空间中与自己的区域相邻的节点作为邻居，

1 TMSF模型的构建与P2P所采用的底层架构无关，本文选取研究广泛的CAN为底层架构

并把这些邻居的坐标等信息存入自身的邻居表。通过邻居表，CAN 中的任意两点间可以利用坐标进行寻路。本文在仿真实现时采用2维笛卡尔坐标空间，区域的左上角坐标（X ，Y ）用来代表该节点的节点标识符（Node Identity ，NodeID ），其中10<≤X ，10≤

3.1 TMSF 模型所涉及定义

这里首先给出本文所用的重要定义：

定义1. P2P 系统具有动态性的特点，一定比例的节点在离开系统后将不再重新接入，保持这些节点的历史交易信息等将浪费存储资源，同时过分长时间之前的信息对当前信任度的计算没有什么太大的实际意义。单位时间内的节点参与度也应该是衡量信任度的一个标准。因此，模型考虑当前时刻之前T 时间内的相关信息。该时间常量T 被定义为有效时间。

定义2. 获取资源量Si ，代表节点i 在有效时间内从其他节点获得的资源量总数，可以表示为

∑∈=Ri

j j i X S （Ri 表示向节点i 提供资源的节点集合） （1）

定义3. 提供资源量Pi ，代表节点i 在有效时间内向其他节点提供资源量总数，可以表示为

∑∈=Mi

k k Y Pi （Mi 表示从i 获得资源的节点集合） （2）

定义4. 在节点i 给节点j 提供资源之后，j 节点根据对i 所提供资源的满意情况，产生信息返回给i 的维护节点，该信息表示为信任信息，在系统中记为：

?

??=所提供资源表示不满意对所提供资源表示满意对i j UTM i j TM j Ti , 定义5. 信任信息权值q i ,j ，该值与通信传输的资源量相关。由于节点带宽是有限的，在没有使用该权值的信任度计算中，通常可以通过只提供较小文件来提升自身的信任度。因此在本文方案中信任信息权值考虑了每次交易的资源量对信任信息T i ,j 的加权。同时，该权值不应该随着资源大小增加而无限制正比地增加，根据信任信息权值的这些特点，本文选取一下公式：

M

m m q j i j i j i +=,,, （3） 其中j i m ,表示某次通信所传输的资源量，M 为常数，仿真中取为250M 字节

定义6. 信任度T i ：表示i 节点在当前时刻之前有效时间间隔内交易的表现值，可以反应该节点的系统参与的可信度情况。记为：

Pi

P i j i k k i i j i T F T j qi UT F T q T F T j qi T ?????????????=∑∑∑∩∩∩*,**,, （4） 其中，F i 表示在i 的维护节点上所保存的节点i 的交易信息集合。T F i ∩为交易信息反馈中信任信息值为TM 的历史信息集合，UT F i ∩为交易信息反馈中信任信息值为UTM 的历史信息集合。T j 、T k 为评价节点交易时的信任度，由i 的维护节点获取。P 为有效时间内系统中节点平均提供资源量，为经验值，仿真时取常数。Pi 为i 节点有效时间内提供的资源总量，该值可以表征节点单位时间内的交易频度。在实际计算信任度时，可以由维护节点即时统计有效时间T 内节点的信任信息项变化，从而计算

∑T F T j qi i j ∩*,和∑UT

F T q i k k i ∩*,。与[4,5,7]具有相对较小的计算量和维护开销。

由式（4）对节点信任度的计算，可以得出TMSF 模型的如下两个交易公平性规律：

规律 1. 提供资源的节点尽可能将资源提供给高信任度的节点，在有效通信之后将有助于信任度提升；

规律 2. 节点将更容易从比自己低信任度的节点获得资源。节点通常也尽量将资源请求发往信任度小于自身的节点，因为高信任度节点往往为了在资源有效提供后获取更大信任度提升而拒绝其请求。因此为了增加资源获取的机会，节点需要努力提升自身的信任度。

定义7. 资源可获得量i K ，用来表示节点i 可以从其他节点获得的资源大小的能力，表示为： i i i S P K ?= （5）

3.2 索引节点和维护节点的获取以及这两者的维护内容

索引节点和维护节点的获取以及这两者的维护内容是TMSF 模型中重要的部分。这里首先定义一个函数：m m z||n ,n n z Node_HASH ]/22 mod )1(hash ([-)21,(，m m n z ]/22 2)mod ||(hash [，“||”为并操作。在本文所描述的系统中，z 值可以是资源关键字key 或者节点标识符NodeID 的变化值（该变化值在下文维护节点的获取时将描述），n 1、n 2为所选参数。运算结果为CAN 中节点的NodeID ，hash 函数可以取用

MD 5、SHA 等。假设系统的规模为212时，使用一组节点()()()()()????

??????????????1001,1000,_0111,0110,_0101,0100,_0011,0010,_0001,0000,_keyA HASH Node keyA HASH Node keyA HASH Node keyA HASH Node keyA HASH Node 来表征资源关

键字keyA 所对应的一组资源索引节点，在索引节点上维护该资源的名称、保存有该资源的节点NodeID 信息。

当某节点NodeID 为(X ,Y )时，首先计算)2*(||)2*(2*121212Y X NodeID =，记为NodeID ’，使用一组节 点()()()()()?

?????????????????1001,1000,'_0111,0110,'_0101,0100,'_0011,0010,'_0001,0000,'_NodeID HASH Node NodeID HASH Node NodeID HASH Node NodeID HASH Node NodeID HASH Node 来表征该节点所对应的一组维护节点。

在维护节点上保存节点的公 钥（包括历史上使用过的公钥）、该节点的历史交易行为的相关信息，同时根据定义6和定义7来维护节点的信任度和资源可获取量。

节点产生自己的公私钥对，私钥由节点自身独自保存，公钥采用安全的方式传递给维护节点保存。当密钥对更新时，由节点产生新的密钥对，同时提交新的公钥给维护节点做相应的操作，同时之前的公钥需要保存，称为历史公钥。

在维护节点上历史交易信息以信任信息项的形式来维护，构成如下：

时间戳为交易节点发送反馈时刻所对应的时间。时间戳需要由维护节点验证，验证不通过需要让交易节点重发；评价项为1bit ，为1是表示TM T j i =,T ，为0时表示UTM T j i =,；交易在发送反馈信息之前首先必须从维护节点得到当前已有的信任信息项，并对之进行hash ，放在即将发送的信任信息项对应的Hash 域中。签名范围从时间戳域开始，到签名域之前。所有的信任选项通过这样的策略将组成一个“信任项链表结构”。这样做的好处是可以保证维护节点不可以有意修改或者删除任何中间的信任信息项。任何与维护节点之间有企图的勾结将被有效地制止。

3.3 节点加入时的初始化过程

节点加入时的初始化过程是TMSF 模型能够稳定工作的第一步。节点刚加入时，分配可获得资源大小为M ，信任度设定为某特定值，该值可以保证该节点刚加入系统时可以获得一定的资源。已经加入了系统的节点为了能够保持在网络中能够有效地获得资源必须积极参与网络，就必须积极地参与系统行为从而提升自己的信任度以及保持一定的可获得资源量。

3.4 节点资源获取过程

系统中任意节点i 获取资源的过程将通过以

下步骤来实现（图1所示）：

①节点i 对resource-name 进行Hash 运算得

到资源的索引节点，向其发出索引查询，返回一

组存储该资源的NodeID ；

②③通过向存储该资源的所有资源存储节点

的维护节点进行信任度查询（图中只标明向资源

存储节点j 的维护节点进行信任度查询），在索引

对应的节点中选取j 为资源获取节点；将资源请

求同时发给j 和j 对应的维护节点；

④节点j 查询i 对应的维护节点，查询节点i 的信任度是否符合自己提供资源的要求；

⑤一旦符合双方的要求，数据提供和获取；

⑥节点i 对资源验证后，从j 的维护节点获得最后一个“信任信息项”，在hash 加签名之后组建当前“反馈信息表项”返回给j 的维护节点，维护节点将该“信任信息项”插入表单最后位置；

⑦j 的维护节点将i 返回的信息提供给i 相应的维护节点，这些维护节点提取其中的信息添加进资源获取表单。 4 仿真及结果分析

本文使用C++构建TMSF 仿真平台来验证该模型的可行性和性能，仿真环境为P4 2.0GHz ，512MB 。在仿真中，节点取256个，资源初始为1024个，大小满足500M 字节以下均值为250M 字节的的随机分布。资源任意分布在系统中，同一资源在系统中的重复存放次数服从1到5之间随机分布。

设置仿真初始条件为：每个节点的可获得资源量均设定为512M 字节。信任度在[0.2,1]随机分布，其中30%的节点的信任度初始值在0.5之下，30%在0.8之上，其余在[0.5,0.8]之间随机分布。每个节点初始设定为拒绝低于自己信任度节点的请求。P 值为经验值，设定为512M 字节。

仿真平台中资源请求匀速产生，系统中请求数目最大设定为3000。

在仿真过程中，节点的行为描述如下：

1）当发送请求2次被拒绝时，节点增加资源共享或者降低从该节点

获取资源的节点的信任度要求；

2）资源可获得量小于请求资源大小的节点将无法获得资源，当有2

次请求失败，节点增加资源共享或者降低从该节点获取资源的节点的信

任度要求； 3）当单位时间内的请求数大于节点带宽要求时，将拒绝从其他节点发来的请求。

4）当节点信任度处于提升期时，所有返回信任信息项评价为TM ，其余信任信息项以20%返回UTM ，这些标志为UTM 的反馈以信任度为权值分布在请求对应的资源评价中。

图2分析了整个系统资源提供量随请求数量的变化。由图2可知，采用信任度的系统中，总体的资源提供有相对初始有明显的增加，由最终的收敛情况可以发现资源总和最终还是取决于系统中节点

图2 系统资源总量的变化

所能提供的带宽总和；图3分析了在扩大共享资源和资源提供节点信任度范

围后，信任度随发往该节点请求数量的变化。不失一般性，选取当前信任度

为0.272的节点i 。该图显示出节点扩大共享的资源和获取节点的信任度范围

将会使得更多的请求发往该节点，在尽可能满足这些请求的前提下，节点的

信任度有所提升。在实际P2P 系统中，信任度的提升会受到该节点的带宽提

供以及所处网络性能的限制；图4为请求被拒绝次数占发往各个信任度区间

节点请求的比重。由图4可知，信任度越高，请求的被满足的可能性越高，

相应在实际系统中所获得的服务质量也将越好；反之，信任度越低，请求

被拒绝的可能性越大。

当以上仿真系统趋于稳定平衡之后，为了仿真用户行为对信任度的影

响，再在系统中放置以下3类不同行为节点：Good Peer （服务质量好，从

这类节点获得资源的节点所反馈的满意度始终为TM ）、Normal Peer （服务

质量随机不定，从这类节点获得资源的节点反馈的满意度保持随机性）和

Bad Peer （服务质量差，从这类节点获得资源的节点反馈的满意度始终为

UTM ）。加入系统中三类节点各为8个，初始信任度均设为0.6，共享文件

为10~20不等。仿真中只分析这三类节点提供资源的交易情况。各随机选

取一个节点，得出仿真结果如图5所示。

从图5中可以看出，节点的行为会直接影响信任度的变化，服务质量

好对应着节点信任度随提供资源的交易数目而提升，服务质量差对应着信

任度随提供资源的交易数目而降低。Normal Peer 服务质量不定从而导致信

任度变化曲线起伏不定。观察该仿真过程放置的其余节点，发现三类节点

具有与上述分析相一致的规律。仿真结果中不存在服务质量差，信任度反

而提升的Zadeh 悖论现象，信任度的表示与实际节点类别相吻合。

综合以上仿真结果可知：在网络性能稳定和带宽允许的范围内，采用TMSF 模型有助于P2P 系统

整体性能的提高。

此外，该模型采用了有效时间的概念使得维护节点只维护一定时间内的历史交易信息，从而可以有效控制历史交易信息的维护开销在一定范围内；由于没有采用迭代计算的方式进行信任度分布计算，相对于已有的其他方案[4,5,7]在计算开销上也有一定的优势。 5 结束语

分布式信任机制在P2P 系统中的研究越来越广泛。本文提出的TMSF 模型相对已有的方案具有相对较小的计算量和维护开销。同时信任度的计算与实际情况相吻合，更具合理性，在计算上不会导致节点信任度不合逻辑的Zadeh 悖论[6]问题。由于采用了签名，用户自身将不能伪造针对自身的交易信息，从而杜绝自吹的发生；对于保存在维护节点上的信任信息，任何节点都不能做修改和删除，有效地制止了用户之间的勾结和诽谤行为。

由于篇幅的限制，本文未能包括TMSF 模型的所有细节，下一步工作包括维护节点之间信息同步、索引节点之间的信息同步，以及维护节点信任度对TMSF 模型可能带来的影响。

参考文献：

[1]

E Adar, B A Huberman. Free Riding on Gnutella [J/OL]. available online at https://www.wendangku.net/doc/6610043598.html,/issues/issue5_10/adar/index.html. 2000, 5(10). [2]

P Dewan. Injecting Trust In Peer-to-Peer Systems [D]. Ph.D. Dissertation Proposal, Arizona State University, 2003-06. [3] E Damiani, D C di Vimercati, S Paraboschi, P Samarati, F Violante. Reputation-based approach for choosing reliable resources in peer-to-peer

networks [A]. In Proc. of the 9th ACM Conference on Computer and Communications Security [C]. 2002. 207-216.

[4] Guillaume Pierre, Maarten van Steen. A Trust Model for Peer-to-Peer Content Distribution Networks [Z]. Draft paper, Submitted for 图3 节点i 信任度的提升图 4 请求被拒绝次数在各区间所占比重 图 5 三类节点信任度随着交易次数的变化

publication, 2001-11.

[5] Sepandar Kavmar, Mario Schlosser, Hector Garcia-Molina. The Eigen Trust Algorithm for Reputation Management in P2P Networks [A]. In

Proceedings of the Twelfth International World Wide Web Conference [C]. 2003-05. 640-651.

[6] 林作铨, 牟克典, 韩庆. 基于未知扰动的冲突证据合成方法[J]. 软件学报, 2004, 15(8): 1150-1156.

[7] 窦文, 王怀民, 贾焰, 邹鹏. 构造基于推荐的Peer-to-Peer环境下的Trust模型[J]. 软件学报, 2004, 15(4): 571-583.

[8] SD Kamvar, MT Schlosser, H Garcia-Molina. Eigenrep: Reputation management in P2P networks [A]. In Proceedings of the World Wide

Web Conference [C]. Budapest, Hungary, 2003.

[9] S Rathasamy, P Francis, M Handley, R Karp, S Shenker. A Scalable Content-Addressable Network [R]. In ICSI Technical Report, 2001-01.

[10] https://www.wendangku.net/doc/6610043598.html,/ [OL].

作者简介：薛开平（1980-），男，博士研究生，主要研究方向：下一代Internet、P2P、网络安全；洪佩琳（1961-），女，教授，博士生导师，主要研究方向：信息通信网和网络安全；李津生（1937-2006），男，教授，博士生导师，主要研究方向：信息通信网和下一代Internet；黄冠尧（1981-），男，硕士研究生，主要研究方向：P2P。

Study of trust model in P2P system based on service feedback mechanism

XUE Kai-ping, HONG Pei-lin, LI Jin-sheng, HUANG Guan-yao

( The Infonet Lab of EEIS Department of USTC, Hefei 230027, China )

Abstract: As P2P (Peer to Peer) system is using on a large scale, the problem of mutual trust has become an important aspect for further research. With the combination of fairness thought, this paper presents a distributed trust model in P2P system based on service feedback mechanism. This model ensures that the nodes which provide reliable service have high trust value. Accordingly, these high value nodes are much easier to obtain reliable service in the system. At last this paper validates the effectiveness of such model through simulation. In comparison with existing models, this model requires less calculation and is secure and unfalsifiable in maintenance, therefore it can effectively prevent such problems as boast, collusion and slander. Key words: P2P; trust; fairness

(续第107页) ( from page 107 )

Performance of Space-Time Block Coded Adaptive Modulation

over correlated fading channels

WU Jun-li, YIN Chang-chuan, YUE Guang-xin

( College of Telecommunication Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China )

Abstract: The scheme of Space-Time Block Coded Adaptive Modulation (STBC-AM) is discussed. And expressions of average link spectral efficiency and bit error probability are derived. Theoretic analysis and numerical calculation show that adaptive modulation will improve the spectral efficiency. Although correlation between different fading channels has some effect on STBC-AM, the effect can be neglected when correlation coefficient is less than 0.5. Even if correlation coefficient reaches 0.8, STBC-AM still outperforms simple adaptive modulation schemes.

Key words: Adaptive Modulation (AM); space-time block code (STBC); correlated fading channel

生态系统服务价值评估研究进展(全球)

收稿日期:2001-06-30;修订日期:2001-08-24 基金项目:国家重点基础研究发展规划(G 1998040800)、中国科学院“百人计划”生态系统管理的基础生态学过程研究项目和“知识创新工程”领域前沿项目(CX 10G-C00-01)资助。 作者简介:谢高地(1962～),男,博士,博士生导师,基地研究员,从事自然资源与环境领域的研究工作,先后在国内外学术刊物上发表有关自然资源、农业与环境方面的论文30余篇,出版环境研究专著1部。 全球生态系统服务价值评估研究进展 谢高地,鲁春霞,成升魁 (中国科学院地理科学与资源研究所,北京　100101) 摘要:随着人类对生态系统功能不可替代性的认识愈来愈深刻,生态系统服务功能研究愈来愈受到人们的重视。近年来,这一领域的研究已经取得了令人注目的进展。研究的重点主要集中在采用各种方法对自然资本的边际服务价值进行估计。评估的方法大都直接或间接地基于对生态系统服务的个人偿付意愿进行计量。对全球生态系统服务价值评估的代表是基于全球静态总平衡输入输出模型的评估和基于全球静态部分平衡模型的评估,中国对区域生态系统服务价值也进行了初步估算。生态系统功能与服务的复杂性、价值的多重认识、市场失效及价格空缺、实证的困难与自然资本总价值的无限性至今还制约着生态系统服务价值研究的发展,今后需要研究的领域及发展趋势是:(1)不同生态类型的各种服务价值研究; (2)生态系统服务空间异质性研究;(3)包含非线性及阈值的动态地区模型和全球模型;(4)改变帐户系统和 制订相应政策;(5)考虑生态系统服务损失的项目评估;(6)大规模的小幅度变化和小规模的大幅度变化边际研究。 关键词:生态系统服务;自然资本;价值评估 中图分类号:G 304 文献标识码:A 文章编号:1007-7588(2001)06-0005-05　 PR OGRESS IN EVA L UATING THE G LOBA L ECOSYSTEM SERVICES XIE G ao 2di ,LU Chun 2xia ,CHE NG Sheng 2kui (Institute o f G eographical Sciences and Natural Resources Research ,C AS ,Beijing ,100101,China ) Abstract :S ince there is a growing interest in the function of ecosystem services ,it has a significance to assess the marginal value of ecosystem services.M any researchers have focused on the marginal value of ecosystem services by various approaches ,in which great progress have been made.M ost methods used in the studies are based ,directly or indirectly ,on assessing individual willingness to pay for the ecosystem services.T o evaluate the global ecosystem services ,the input 2output m odel of static general equilibrium and partial equi 2librium are em ployed ;then the value of regional ecosystem services has been primarily assessed in China.H owever ,the further studies on ecosystem services are restricted by many factors ,such as the com plication of ecosystem services and their functions ,different value judgements ,im perfection of market ,difficulties for positive studies ,and so on.The in 2depth studies are suggested to be focused on :(1)values of different eco 2system services ;(2)spatial heterogeneity of ecosystem services ;(3)dynam ic regional and global m odels concerning non 2linearity and threshold ;(4)changing fiscal system and corresponding polices ;(5)evaluation on projects considering the expenses of ecosystem services ;(6)marginal effects of m inor change at large 2scale and great change at small 2scale. K ey w ords :Ecosystem services ;Natural capital ;Evaluation 许多环境经济学家视环境与生态系统为一种自然资本,其中有些自然资本是非常重要的、不可替代或无价的,可持续发展应该使自然环境资产不因时间流逝而 损坏,为保护自然资产,应该在人类的活动中实行绝对的克制;设定安全最低标准,并且把某些种类的发展判为禁区。如果经济活动导致自然资本减少,则应计算成 23卷第6期2001年11月资　源　科　学RES OURCES SCIE NCE V ol.23,N o.6N ov.,2001

城市生态系统服务功能理论与方法

生态系统服务功能价值评估是生态规划的重要理论和方法，本文参考了相关文献。 生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成、维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用 ,它不仅为人类提供食品、医药及其他生产生活原料,还制造与维持了地球生命支持系统,形成人类生存所必需的环境条件,是人类生存与现代文明的基础。 生态系统服务功能价值评估,能够定量反映区域土地利用变化对生态系统的综合阻碍。换言之，生态系统服务功能价值评估

可用于土地利用规划的环境阻碍评价，即分析计算规划方案的生态系统服务功能价值，与现状进行比较，从而能够对土地利用总体规划目标及规划方案的生态效益进行综合评估。 都市生态系统服务功能价值评价的技术路线为:首先,依照一定的标准,如人类对土地的开发利用方式或生态系统的自然状况,将研究区域内的生态系统进行分类;其次,依照不同的测算方法,计算各种类型生态系统服务的单位面积资本;最后,计算总资本,汇总得到总资本结构表。 1都市生态系统的服务功能 都市生态系统服务价值的估算一般包括对调节气候、固碳释氧、保持土壤、涵养水源、净化环境与减弱噪声等生态服务功能的价值评估: (1) 调节气候功能。深圳市地处南亚热带,都市植被的微气候效应极为显著。都市林地在夏季的降温作用可直接减少都市空调的使用,故而这项功能可用替代成本法即减少空调的耗电费用来衡量。 (2) 固碳释氧功能。由于目前尚缺乏公认的评估生态系统固定C O2 经济价值的方法,参考前人工作经验,比较运用造林成本法及

碳税法2 种方法,评估深圳市生态系统固定CO2 的间接经济价值;而生态系统释放氧气的价值用释放的氧气量与氧气价格的乘积衡量。 (3) 保持土壤功能。首先采纳无植被覆盖的土壤侵蚀量和森林、草地的实际侵蚀量之差来估算森林、草地每年减少的土壤侵蚀量;然后再评价森林、草地在减轻表土损失、肥力损失和泥沙淤积灾难3 方面的价值。 (4) 涵养水源功能。依照水量平衡评估林地、水域涵养水量。涵养水源价值为年涵养水量乘以水价,水价可用影子工程价格替代。 (5) 净化环境功能。采纳替代成本法,用其他治理环境污染措施的成本代替生态系统净化环境功能的价值。 (6) 减弱噪声功能。目前对森林生态系统降低噪声价值的估算多以造林成本的15 %计。 2生态系统服务功能的价值评估 生态系统服务功能的价值可分为直接利用价值(直接实物价值和直接服务价值,是生态系统产品所产生的价值) ,间接利用 价值(生态功能价值,是指无法商品化的生态系统服务功能) ,选

生态系统服务价值评估研究进展

第26卷第1期2006年1月 生 态 学 报ACT A EC O LOGIC A SI NIC A V ol.26,N o.1Jan.,2006 生态系统服务价值评估研究进展 ———国外学者观点杨光梅 1,2 ,李文华1,闵庆文 13 (11中国科学院地理科学与资源研究所,北京　100101;21中国科学院研究生院,北京　100039) 基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(30230090)收稿日期:2005205217;修订日期:2005211229 作者简介:杨光梅(1978～),女,博士生,山东诸诚人,主要从事生态经济研究.E 2mail :yanggm.04b @https://www.wendangku.net/doc/6610043598.html, ,gmyangj @https://www.wendangku.net/doc/6610043598.html, 致谢:甄霖副研究员协助修改本文,在此谨表谢意 3通讯作者Author for correspondence.E 2mail :minqw @https://www.wendangku.net/doc/6610043598.html, Found ation item :National Natural Science F oundation of China (N o.30230090)R eceived d ate :2005205217;Accepted d ate :2005211229 Biography :Y ANG G uang 2M ei ,Ph.D.candidate ,mainly engaged in ecological economics.E 2mail :yanggm.04b @https://www.wendangku.net/doc/6610043598.html, ,gmyangj @https://www.wendangku.net/doc/6610043598.html, 摘要:生态系统服务的价值评估是目前生态学研究热点和存在较多争议的领域之一。争论的焦点主要集中在生态系统服务货币化评估的必要性和有效性。通过对大量文献的检索,较为系统地总结了国外学者的观点,特别是引起诸多争论的主要原因:一是由于生态系统本身的复杂性,各项服务之间存在着相互依赖的关系,使生态系统服务的分类本身就缺乏严格的标准,同时存在着时间和空间上复杂的尺度转换问题,从而使生态系统服务的价值评估容易出现重复计算;二是由于经济学方法本身存在着一定的局限性,对于不同的评估对象和评估目标往往需要选取不同的评估方法,每一种生态系统服务通常可以有几种不同的评估方法,评估结果在很大的程度上依赖于选择的不同方法,从而使得到的结果间缺乏可比性;三是由于生态系统不同于经济系统,有时用经济学方法对生态系统进行评估时往往很难反映出自然系统的价值,特别是当人类对生态系统服务的偏好随着时间和新信息的出现而发生变化时,可能会出现更大的差异。今后的研究应当着力于上述困难的解决,以便使生态系统的评估结果更加客观可信,为生态补偿机制建立和生态系统管理等提供有力支撑。关键词:生态系统服务;价值评估;生态系统管理;经济学方法 文章编号:100020933(2006)0120205208　中图分类号:Q147,Q149　文献标识码:A R evie w of foreign opinions on evaluation of ecosystem services Y ANG G uang 2Mei 1,2 ,LI Wen 2Hua 1,MI N Qing 2Wen 13 　(11Institute o f G eographic Sciences and Natural Resources Research ,Beijing ,100101, China ;21Graduated School o f Chinese Academy o f Sciences ,Beijing 100039,China ).Acta Ecologica Sinica ,2006,26(1):205～212. Abstract :S ince the early 1960s ,especially after the publication of C ostanza ’s fam ous article in Nature in 1997,evaluation of ecosystem services has been one of the hottest and m ost debated issues in the field of ecology and ecological econom ics.Different opinions were expressed regarding the necessity and validity of evaluation using econom ic methods.The main difficulties for econom ic evaluation were discussed.Firstly ,the com plexity of ecosystem ,including interdependence and transition of spatial 2tem poral scaling of various ecological functions lead to repeated calculation and difficult in extrapolating evaluation results.Secondly ,the econom ic methods have their own lim itation and weakness.F or instance ,different methods have been chosen in accordance with evaluation objects and purposes ,and evaluation results rely very much on the methods selected.These cause non 2com parability between the https://www.wendangku.net/doc/6610043598.html,stly ,econom ic methods could not always reflect real values of natural ecosystems when preferences of human to ecosystem services change with time and appearance of new in formation.It is recommended that future studies should focus on the above issues so as to ensure an objective and reliable assessment result ,and provide a strong support for establishing ecological com pensation mechanisms and im proving ecosystem management.K ey w ords :ecosystem services ;evaluation ;ecosystem management ;econom ic methods

售后服务生态系统服务理论

（售后服务）生态系统服务 理论

生态系统服务理论 生态系统服务（EcosystemServices）是指人类直接或间接从生态系统得到的利益，主要包括向经济社会系统输入有用物质和能量、接受和转化来自经济社会系统的废弃物，以及直接向人类社会成员提供服务（如人们普遍享用洁净空气、水等舒适性资源）。和传统经济学意义上的服务（它实际上是壹种购买和消费同时进行的商品）不同，生态系统服务只有壹小部分能够进入市场被买卖，大多数生态系统服务是公共品或准公共品，无法进入市场。生态系统服务以长期服务流的形式出现，能够带来这些服务流的生态系统是自然资本。 生态系统是生命支持系统，人类经济社会赖以生存发展的基础，零自然资本意味着零人类福利。载人宇宙飞行和生物圈Ⅱ号实验的高昂代价表明，用纯粹的“非自然”资本代替自然资本是不可行的，人造资本和人力资本均需要依靠自然资本来构建。生态系统服务和自然资本对人类的总价值是无限大的，有意义的是生态系统服务和自然资本评价是对它们变动情况的评价。 于目前经济社会发展水平上，人们不得不经常于维护自然资本和增加人造资本之间进行取舍，于各种生态系统服务和自然资本的数量和质量组合之间进行选择，于不同的维护和激励政策措施之间进行比较。壹旦被迫进行这些选择，我们也就进入了评价过程，无论是道德方面的争论仍是评价对象的不可捉摸均无法阻止我们进行评价。以合适的方式评价生态系统服务和自然资本的变动有助于我们更全面地衡量综合国力，有助于我们选择更好地提高综合国力的路

径。以货币价值的形式表达不同的生态系统服务和自然资本变动尤其有助于我们进行比较、选择。 随着生态经济学、环境和自然资源经济学的发展，生态学家和经济学家于评价自然资本和生态系统服务的变动方面做了大量研究工作，将评价对象的价值分为直接和间接使用价值、选择价值、内于价值等，且针对评价对象的不同发展了直接市场法、替代市场法、假想市场法等评价方法。生态环境评价已经成为今天的生态经济学和环境经济学教科书中的壹个标准组成部分。Costanza等人（1997）关于全球生态系统服务和自然资本价值估算的研究工作，进壹步有力地推动和促进了关于生态系统服务的深入、系统和广泛研究。 注释专栏3.4 全球生态系统服务价值美国康斯坦扎等人于测算全球生态系统服务价值时，首先将全球生态系统服务分为17类子生态系统，之后采用或构造了物质量评价法、能值分析法、市场价值法、机会成本法、影子价格法、影子工程法、费用分析法、防护费用法、恢复费用法、人力资本法、资产价值法、旅行费用法、条件价值法等壹系列方法分别对每壹类子生态系统进行测算，最后进行加总求和，计算出全球生态系统每年能够产生的服务价值。每年的总价值为16～54万亿美元，平均为33万亿美元。33万亿美元是1997年全球GNP的1.8倍。他们的计算结果是：全球生态系统服务每年的总价值为16～

生态系统服务、功能与价值

生态系统服务、功能与价值 班级：09生物教育姓名：李虎学号：09124097 摘要：生态系统服务（Ecosystem Services）术语逐渐为人们所公认和普遍使用!生态系统服务是指人类直接或间接从生态系统得到的利益，主要包括向经济社会系统输入有用物质和能量、接受和转化来自经济社会系统的废弃物，以及直接向人类社会成员提供服务（如人们普遍享用洁净空气、水等舒适性资源）。与传统经济学意义上的服务（它实际上是一种购买和消费同时进行的商品）不同，生态系统服务只有一小部分能够进入市场被买卖，大多数生态系统服务是公共品或准公共品，无法进入市场。生态系统服务以长期服务流的形式出现，能够带来这些服务流的生态系统是自然资本。 前言：Holdern和Ehrlich于1974年首次提出了生态系统服务的概念生态学界就给予很大的重视尤其是Daliy主编的《生态系统服务：人类社会对自然生态系统的依赖性》一书为标志，一个研究生态系统服务的热潮正在兴起，各国领导人、科学家和公众对保护生物多样性的重要性认识和支持积极性都明显提高。 随着生态经济学、环境和自然资源经济学的发展，生态学家和经济学家在评价自然资本和生态系统服务的变动方面做了大量研究工作，将评价对象的价值分为直接和间接使用价值、选择价值、内在价值等，并针对评价对象的不同发展了直接市场法、替代市场法、假想市场法等评价方法。生态环境评价已经成为今天的生态经济学和环境经济学教科书中的一个标准组成部分。Costanza等人（1997）关于全球生态系统服务与自然资本价值估算的研究工作，进一步有力地推动和促进了关于生态系统服务的深入、系统和广泛研究。 讨论：生态系统服务这些年的研究对人类生活的影响，给人类生活带来的生活质量、能源、生态产品、休闲娱乐、气候调节、生物防治等等改变。生态系统服务，生态系统服务的功能、生态系统服务的价值都是值得我们一起探讨的。 在初中我们就学习了什么是生态系统，知道生态系统的功能，生态系统为人类提供畜牧、木材。水产、粮食等等，地球上的生态系统各种多样化，不同的生态系统给人类不同的服务，那么生态系统服务就是是指生态系统与生态过程所形成的及所维持的人类赖以生存的自然环境与效用。对于人类生存而言，生态系统的许多功能是无法在市场上买卖而又具有重要价值的各种服务。生态系统服务一般是指生命支持功能（如净化、循环、再生等），而不包括生态系统功能和生态系统提供的产品，例如：植物利用太阳能，将二氧化碳转化为有机物，用做食品、燃料、原料及建筑材料等，是生态系统服务的一个最基本的例子。另一项对人类至关重要的生态系统服务是有机废物的生物降解，如垃圾、废水。有些生态系统服务以间接的方式影响着人类。新的食品、纤维和药品都是由现存的、可用的品种和基因开发而来。人类能够从一个生物体向另一个生物体转移基因，却仍难以制造新的基因来满足新的要求。等等一些都是生态系统服务的项目。这些仅仅是生态系统服务项目的一部分，还有大多数的服务项目为人类的生活、生存提供了不少有利条件。具体的服务项目是随着人类经济的发展而有所改变的。 生态系统又有那些功能呢，下面简单的介绍其生态系统服务为人类做出贡献的一些方面。一、有机质的生产与生态系统产品，生物生产是生态系统服务的最基本功能，生态系统通过第一级生产与次级生产，合成与生产了人类生存所必需的有机质及其产品。二、生物多样性的产生与维护，生物多样性，不仅使生态系统服务的提供成为可能，而且也是人类开发新的食品、药品和品种的基因库。生物多样性还提供了一种缓冲和保险，可使生态系统受灾后的损失减小或限制在一定的范围内。生物多样性是维持生态系统稳定性的基本条件。由生物多样性产生的人类文化多样性，具有巨大的社会价值，是人类文明中重要的组成部分。 三、调节气候，植物每年大约向大气释放的氧气有27×1021t。生态系统中的绿色植物通过固定大气中的二氧化碳而减缓地球的温室效应。森林能够防风，植物蒸腾可保持空气的湿度，从而改善局部地区的小气候。森林对有林地区的气温具有良好的调节作用，使昼夜温度不致骤升骤降，夏季减轻干热，秋冬减轻霜冻。绿色植物尤其是高大林木所具有的防风、增湿，调温等改善气候的功能，对农业生产也是有利的。四、减缓灾害，生态系统复杂的组成与结构能涵养水分，减缓旱涝灾害。每年地球上总降水量约1.19×1012t，在降雨过程中覆盖于植被树冠与地表的枯枝落叶能减缓地表径流。植物生长有深广多层的根系，这些根系和死亡的植物组织维系和固着土壤，并且吸收和保持一部分水。雨季过后，植被与土壤中保持的

土地利用变化与生态系统服务进展

土地利用变化与生态系统服务的反馈机制研究进展 摘要 生态系统服务作为生态学与地理学的研究前沿和热点，受到众多学者与研究组织的关注。土地利用变化通过对生态系统格局与过程的影响，改变着生态系统产品与服务的提供能力。本文通过大量文献阅读，归纳出制约生态系统服务价值运用于土地管理实践的三大瓶颈，分别是：①数据的可靠性低、评估方法统一性差；②研究结果的实用性落后；③研究的深入性不够。最后，对该方面研究进行展望：①亟需提出可靠的理论框架，明确生态系统服务评价的方法与指标体系，使得评价方法与评价结果具有广泛一致性和可比性；②加强土地利用变化驱动因子与生态系统服务价值动态变化的互馈机制研究，开展基于生态系统服务价值的土地利用结构优化的深入研究。③加强与3S技术的结合应用，提高土地利用变化和生态系统服务变化的可视化和信息化程度。 1 背景 生态系统服务是指生态系统形成的及所维持的能够支持人类的生存以及发展的环境条件与效用，是人类赖以生存的基础，与人类福祉息息相关[1-2]。近年来，随着人们对生态系统服务功能重要性的理解逐渐加深，众多研究者在生态系统服务的产生原因、影响因素、管理措施等方面开展了大量的研究，尤其是针对人类活动、土地利用变化、生态系统服务价值以及人类福祉的相关研究引起了越来越多的关注，而这其中关于土地利用变化引起区域生态系统服务变化这一方面的研究越发受到学者的青睐[4-16]。 由于人类等活动引起土地利用变化，从而影响生态系统的结构与功能，然后改变生态系统服务价值，进而影响人类福扯。而土地利用变化与生态系统服务价值存在着相互影响又相互制约的关系，是一种互相的反馈调节机制，土地利用变化作为全球环境变化的核心领域，可以改变生态系统的结构和功能，从而对生态系统能够维持其服务功能起到决定性作用[17]。反之，生态系统服务价值的评估结果可以用于评估土地利用规划的生态效应，进而对土地利用规划具有指导性作用[18-19]。近年来，国内外学者越发重视且已经收获众多关于多种尺度上的土地利用变化与生态系统服务价值二者关系的研究成果，已经成为生态系统可持续研究

关于生态系统服务(功能)价值

关于生态系统服务（功能）价值 普遍定义： 生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用，包括对人类生存及生活质量有贡献的生态系统产品和生态系统功能。生态系统服务功能及其价值评估研究对于促进生态系统可持续管理具有重要作用。 生态系统服务功能及价值评估研究的最终目的是为生态系统管理决策者提供信息，避免对生态系统服务功能产生不经济行为，有利于生态系统的保护并最终有利于人类自身的可持续发展。 著名的权威定义： 1 Robert Costanza，＂The value of the world's ecosystem services and natural capital＂ （Nature 387, 253-260 Article）一文中的定义： 其中其所指的17项内容如下：

展，2000，22 (5)

关于生态系统服务功能价值的评价方法 生态系统服务功能的价值可以分为直接利用价值，间接利用价值，选择价值与存在价值。生态系统服务功能价值评估方法，因其功能类型不同而异。 生态系统服务功能的价值分类 1 直接利用价值：主要是指生态系统产品所产生的价值，它包括食品、医药及其它工农业生产原料，景观娱乐等带来的直接价值。直接使用价值可用产品的市场价格来估计。 2 间接利用价值：主要是指无法商品化的生态系统服务功能，如，维持生命物质的生物地化循环与水文循环，维持生物物种与遗传多样性，保护土壤肥力，净化环境，维持大气化学的平衡与稳定等支撑与维持地球生命支持系统的功能。间接利用价值的评估常常需要根据生态系统功能的类型来确定，通常有防护费用法，恢复费用法，替代市场法等。 3 选择价值：选择价值是人们为了将来能直接利用与间接利用某种生态系统服务功能的支付惫愿。例如，人们为将来能利用生态系统的涵养水源、净化大气以及游憩娱乐等功能的支付意愿。人们常把选择价值喻为保险公司，即人们为自己确保将来能利用某种资源或效益而愿意支付的一笔保险金。选择价值又可分为3 类：即自己将来利用：子孙后代将来利用，又称之为遗产价值；及别人将来利用，也称之为替代消费。 4 存在价值：存在价值亦称内在价值，是人们为确保生态系统服务功能能继续存在的支付惫愿。存在价值是生态系统本身具有的价值，是一种与人类利用无关的经济价值。换句话说，即使人类不存在，存在价值仍然有，如生态系统中的物种多样性与涵养水源能力等。存在价值是介于经济价值与生态价值之间的一种过渡性价值，它可为经济学家和生态学家提供了共同的价值观。 生态系统服务功能价值评估方法 根据生态经济学、环境经济学和资源经济学的研究成果，生态系统服务功能的经济价值评估的方法可分为两类：一是替代市场技术，它以“影子价格”和消费者剩余来表达生态服务功能的经济价值，评价方法多种多样．其中有费用支出法、市场价值法、机会成本法、旅行费用法和享乐价格法；二是模拟市场技术（又称假设市场技术），它以支付意愿和净支付意愿来表达生态服务功能的经济价值，其评价方法只有一种，即条件价值法。本文主要介绍目前常用的条件价值法、费用支出法与市场价值法。 1 条件价值法：也称调查法和假设评价法，它是生态系统服务功能价值评估中应用最广泛的主估方法之一。条件价值法适用于缺乏实际市场和替代市场交换的商品的价值评估，是“公共商品”价值评估的一种特有的重要方法，它能评价各种生态系统服务功能的经济价值，包括直接利用价值、间接利用价值、存在价值和选择价值。 支付意愿可以表示一切商品价值，也是商品价值的唯一合理表达方法。西方经济学认为：价值反映了人们对事物的态度、观念、信仰和偏好，是人的主观思想对客观事物认识的结果；支付意愿是“人们一切行为价值表达的自动指示器”, 因此商品的价值可表示为：商品的价值二人们对该商品的支付惫愿支付意愿又由实际支出和消费者剩余两个部分组成，, 对于商品，由于商品有市场交换和市场价格，其支付意愿的两个部分都可以求出。实际支出的本质是商品的价格，消费者剩余可以根据商品的价格资料用公式求出。因此，商品的价值可以根据其市场价格资料来计算。理论和实践都证明：对于有类似替代品的商品，其消费者剩余很小，可以直接以其价格表示商品的价值。 对于公共商品而言，由于公共商品没有市场交换和市场价格。因此，支付意原的两个部分（实际支出和消费者剩余）都不能求出，公共商品的价值也因此无法通过市场交换和市场价格估计。目前，西方经济学发展了假设市场方法，即直接询问人们对某种公共商品的支付惫愿，以获得公共商品的价值，这就是条件价值法。

生态系统服务理论

生态系统服务理论 生态系统服务（Ecosystem Services）是指人类直接或间接从生态系统得到的利益，主要包括向经济社会系统输入有用物质和能量、接受和转化来自经济社会系统的废弃物，以及直接向人类社会成员提供服务（如人们普遍享用洁净空气、水等舒适性资源）。与传统经济学意义上的服务（它实际上是一种购买和消费同时进行的商品）不同，生态系统服务只有一小部分能够进入市场被买卖，大多数生态系统服务是公共品或准公共品，无法进入市场。生态系统服务以长期服务流的形式出现，能够带来这些服务流的生态系统是自然资本。 生态系统是生命支持系统，人类经济社会赖以生存发展的基础，零自然资本意味着零人类福利。载人宇宙飞行和生物圈Ⅱ号实验的高昂代价表明，用纯粹的“非自然”资本代替自然资本是不可行的，人造资本和人力资本都需要依靠自然资本来构建。生态系统服务和自然资本对人类的总价值是无限大的，有意义的是生态系统服务和自然资本评价是对它们变动情况的评价。 在目前经济社会发展水平上，人们不得不经常在维护自然资本和增加人造资本之间进行取舍，在各种生态系统服务和自然资本的数量和质量组合之间进行选择，在不同的维护和激励政策措施之间进行比较。一旦被迫进行这些选择，我们也就进入了评价过程，无论是道德方面的争论还是评价对象的不可捉摸都无法阻止我们进行评价。以合适的方式评价生态系统服务和自然资本的变动有助于我们更全面地衡量综合国力，有助于我们选择更好地提高综合国力的路径。以货币价值的形式表达不同的生态系统服务和自然资本变动尤其有助于我们进行比较、选择。 随着生态经济学、环境和自然资源经济学的发展，生态学家和经济学家在评价自然资本和生态系统服务的变动方面做了大量研究工作，将评价对象的价值分为直接和间接使用价值、选择价值、内在价值等，并针对评价对象的不同发展了直接市场法、替代市场法、假想市场法等评价方法。生态环境评价已经成为今天的生态经济学和环境经济学教科书中的一个标准组成部分。Costanza等人（1997）关于全球生态系统服务与自然资本价值估算的研究工作，进一步有力地推动和促进了关于生态系统服务的深入、系统和广泛研究。 生命系统支持功能主要包括固定二氧化碳（Woodwell G. M.，Mackenzie F. T., 1995; Anderson D., 1990）稳定大气(Woodwell G.M., 1993)、调节气候(Meher-Homji V.M., 1992)、对干扰的缓冲、水文调节、水资源供应（Bruijnzeel L. A., 1990; Sfeir-Younis A., 1986）、水土保持、土壤熟化、营养元素循环(Ehrlich P. R.，Ehrlich A. H., 1992)、废弃物处理、传授花粉(Buchmann S. L.，Nabhan G. P., 1996; Nabhan G. P.，Buchmann S. L., 1997)、生物控制(Woodwell G. M., 1995; DeBach P., 1974; Naylor R，Ehrlich P., 1997)、提供生境（de Groot R., 1993）、食物生产、原材料供应(Vitousek P. et al., 1986)、遗传资源库、休闲娱乐场所、以及科研、教育、美学、艺术(Kulshreshtha S. N.，Gillies J. A., 1993)等。从经济和社会的高度来看，生命支持系统功能的特点有如下四个方面。 （1）外部经济效益.生命支持系统功能属于外部经济效益。外部经济效益是指不通过市场交换，某一经济主体受到其它经济主体活动的影响，其效益被有利者称为外部经济（External Economics），如林业部门栽树水利部门受益，旅游业旺服务业受益：其影响无利而有害者称为外部不经济（External Diseconomics），如水土流失、大气污染等公害。森林生态系统能给社会带来多种服务，如涵养水源、保持水土、固定二氧化碳、提供游憩、保护野生生物等，因此森林生态系统提供的服务属于典型的外部经济效益。目前，国内外的理论和实践证明：生态系统服务的价值主要表现在其作为生命支持系统的外部价值上，而不是表现在作为生产

生态系统服务功能

◆生态系统服务功能及其分类 生态系统服务（Ecosystem Services）是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用，它不仅给人类提供生存必需的食物、医药及工农业生产的原料，而且维持了人类赖以生存和发展的生命支持系统（Daily,1997；欧阳志云等，1999）。目前，得到国际广泛承认的生态系统服务功能分类系统是由MA工作组提出的分类方法（MAG，2002）。MA的生态服务功能分类系统将主要服务功能类型归纳为提供产品、调节、文化和支持四个大的功能组（图1）。产品提供功能是指生态系统生产或提供的产品；调节功能是指调节人类生态环境的生态系统服务功能；文化功能是指人们通过精神感受、知识获取、主观映象、消遣娱乐和美学体验从生态系统中获得的非物质利益；支持功能：保证其它所有生态系统服务功能提供所必需的基础功能。区别于产品提供功能、调节功能和文化服务功能，支持功能对人类的影响是间接的或者通过较长时间才能发生，而其它类型的服务则是相对直接的和短期影响于人类。一些服务，如侵蚀控制，根据其时间尺度和影响的直接程度，可以分别归类于支持功能和调节功能。由此可见，生态系统服务功能是人类文明和可持续发展地基础。 ◆生态系统服务功能价值评估 随着生态经济学、环境和自然资源经济学的发展，生态学家和经济学家在评价生态系统服务的变动方面做了大量研究工作，生态环境评价已经成为今天的生态经济学和环境经济学教科书中的一个标准组成部分。Costanza等人（1997）关于全球生态系统服务与自然资本价值估算的研究工作（全球生态系统服务每年的总价值为16～54万亿美元，平均为33万亿美元。33万亿美元是1997年全球GNP的1.8倍。），进一步有力地推动和促进了关于生态系统服务的深入、系统和广泛研究。目前生态系统服务功能价值评价地主要方法有（表2）： 生态系统服务功能主要价值评价方法

基于生态系统服务的生态承载力_概念_内涵与评估模型及应用_曹智

自然资源学报JOURNAL OF NATURAL RESOURCES 第30卷第1期2015年1月V ol.30No.1 Jan.,2015基于生态系统服务的生态承载力： 概念、内涵与评估模型及应用 曹智1,2，闵庆文1*，刘某承1，白艳莹1 （1.中国科学院地理科学与资源研究所，北京100101；2.中国科学院大学，北京100049） 摘要：生态承载力是生态学研究的难点之一，是较资源承载力、环境承载力等更为复杂和综合 的概念。论文在分析当前生态承载力研究进展的基础上提出以“生态系统—生态系统服务— 人口和经济（承载力）”为研究主线的基于生态系统服务的生态承载力（Ecosystem-Services- based Ecological Carrying Capacity ，ESECC ）的定义，即某个区域生态系统的结构、过程及其空 间格局决定的生态系统服务所能支撑的具有一定发展水平的人口和经济规模，并构建ESECC 评估模型：将所有与人类密切相关的生态系统服务纳入评估模型，把生态系统和人类活动看作 “黑箱”，针对每种生态系统服务分别评估其承载力，并根据“短板效应”取最小值作为区域生态承载力。最后以全球重要农业文化遗产“云南红河哈尼稻作梯田系统”核心保护区之一云南省 红河县为例对ESECC 评估模型进行案例研究。 关键词：生态承载力；生态系统服务；基于生态系统服务的生态承载力；全球重要农业文 化遗产；云南省红河县中图分类号：Q149 文献标志码：A 文章编号：1000-3037(2015)01-0001-11DOI ：10.11849/zrzyxb.2015.01.001 承载力研究起源于1798年的Malthus 人口论[1]。Malthus 在《人口原理》（An Essay on the Principle of Population ）中将粮食作为人口增长的限制因素，讨论了人口增长的极限问题，奠定了承载力研究的基本框架[2]。20世纪早期，承载力研究关注点集中在增长变量的变化规律上，生物学家利用实验室或野外条件下的动物、微生物种群数据对Lo-gistic 方程进行拟合研究[3-4]，验证种群数量极限的存在。1972年罗马俱乐部发表《增长的极限》，回归到Malthus 人口论的研究框架，将限制因素增加为粮食、资源和环境。《增长的极限》著作的发表引起了对全球可持续发展的关注，承载力研究也得到了推动。承载力被引入到了土地、水、矿产、环境等不同领域，发展了针对性更强的土地承载力、水资源承载力、矿产资源承载力、环境承载力等概念。 随着经济发展，各种资源环境要素都成为制约人类发展的限制因素，针对单一要素的承载力研究局限性越来越突出。学者提出生态承载力这一综合概念，用系统的思想试图解决人类活动受各种限制因素制约的问题。近几年来，生态承载力研究方法不断完 收稿日期：2013-11-22；修订日期：2014-03-31。 基金项目：中国科学院地理科学与资源研究所“一三五”战略科技计划项目（2012ZD007）；国家自然科学基金资助项目（31200376）。 第一作者简介：曹智（1989-），男，山东济南人，硕士生，研究方向为资源生态、土地利用和乡村发展。E-mail:caoz.11s@https://www.wendangku.net/doc/6610043598.html, *通信作者简介：闵庆文（1963-），男，江苏徐州人，研究员，博士，研究方向为资源生态安全与区域可持续发展。E-mail:minqw@https://www.wendangku.net/doc/6610043598.html,

生态系统服务模型

1.2.8生态系统服务评估模型（ecosystem services model） 生态系统服务及其价值评估已成为了生态学和生态经济学研究的热点（Daily, 1997; Costanza et al., 1997; De Groot et al., 2002）。国外生态系统服务功能价值的评估研究可以追溯到1925年比利时的Drumarx首次以对野生生物游憩的费用支出作为野生生物的经济价值。 1941年，美国的Dafdon首次用费用支出法核算出森林和野生生物的经济价值。1947年，美国的Flotting提出可根据旅行费用计算出其消费者剩余，并以消费者剩余作为游憩区的游憩价值;1959年，美国的Clawson修改旅行费用评估法;1964年，J. L. Knetch再次修改并完善了旅行费用评估法。同年，美国的Davis在研究湎因州森林的游憩价值时，首次提出并运用了条件价值法的报价技术。1972年，日本林业厅估算了全日本森林提供的生态功能价值。 1973年，Nordhau和Tobin提出用“经济福利准则”修改国民生产总值，由此引发了对环境资源进行估算的国际关注，许多学者先后提出多种方案来估算环境资源的价值（刘玉龙等，2005）。1991年国际科学联合会环境委员会召开了讨论如何开展生物多样性的定量研究的会议，促进了生物多样性的研究及其价值评估方法的发展。1993年联合国有关机构止式出版了《综合环境与经济核算手册》临时版本(简称SEEA)，对此前各国环境与经济综合核算的研究成果进行了较全面总结，并提供了环境与经济核算的总体思路与框架以及一些生态价值的核算方法(张建国,杨建洲.福建森林综合效益计算与评价[J].生态经济，1994,(5):1-6.)。1997年Costanza等人对全球主要类型的生态系统服务功能的价值进行了评估，揭开了生态系统服务功能价值研究的序幕。1997年，由Gretch Daily等人编著的《生态系统服务功能》一书，系统地阐述了生态系统服务功能的内容与评价方法，同时还分析了不同地区森林、湿地、海岸等生态系统服务功能价值评价的近20个实例(Daily G C. Natures Science: Societal Dependence on Natural Ecosystems[M]. Washington D C: Island Press, 1997.)，具有较高的学术价值。 生态系统服务评估方法因评估功能的类型不同有所差异，主要的评估方法如下表所示（）： 表1主要生态系统服务功能价值评估方法的比较 Tab.1 Contrast of major assessment methods on valuation of ecosystem service function 分类评估方法优点缺点主要文献 直接市场法费用支出法 生态环境价值可以得到 较为粗略的量化 费用统计不够全面合 理，不能真实反映游憩 地的实际游憩价值 彭建,2005; 范芳玉,2011 市场价值法 评估比较客观，争议较 少，可信度较高 数据要求高：全面，数 据量足够大 王伟，2005; 王凤珍，2011 机会成本法 比较客观全面地体现了 资源系统的生态价值 资源必须具有稀缺性 Bernard，2006；B.A. Bryan，2011 恢复和防护 费用法 可通过生态恢复费用或 防护费用量化生态环境 评估结果为最低的生态 环境价值 徐俏,2003; Rute，2010； 影子工程法 可以将难以直接估算的 生态价值用替代工程表 示出来 替代工程非唯一性，替 代工程时间、空间性差 异较大 Luis Diaz-Balteiro， 2008；陈朝祖，2009； Xuan Wang，2010 人力资本法 可以对难以量化的生命 价值进行量化 违背伦理道德，效益归 属问题以及理论上尚存 在缺陷 Catarina,2010; 替代市场法旅行费用法可以核算生态系统游憩 的使用价值，可以评价 不能核算生态系统的非 使用价值，可信度低于 Ram,2002; C.Meghan,2004;