1.3　研究方案

1.3.1　研究目的

本书是基于我国生态系统野外台站（CERN和ChinaFLUX）的观测数据，通过分析现有关于生态系统碳汇服务、水源涵养、土壤保持和生物多样性保持服务及价值评估方法，选择或者创建适宜的评估方法，刻画我国不同典型生态系统碳汇服务、水源涵养、土壤保持和生物多样性保持服务及价值的动态变化，对比分析它们之间的差异，探讨其形成过程，以期丰富生态系统服务价值评估和生态系统服务及价值动态过程的研究工作。

1.3.2　研究内容

本书主要以我国生态系统野外台站和文献数据为基础，选择具有代表性的森林、草地和农田生态系统类型，以日、月和年为时间尺度，研究碳汇服务、水源涵养、土壤保持、生物多样性保持等几类典型生态系统服务及价值的流量过程，刻画生态系统服务价值的动态变化特征。

1.3.2.1　碳汇服务

选择长白山森林生态系统定位研究站（CBF）、千烟洲红壤丘陵区综合开发试验站（QYF）、鼎湖山森林生态系统定位研究站（DHS）、内蒙古草原生态系统定位研究站（NMG）、海北高寒草甸生态系统定位研究站（HBG）、禹城农业综合试验站（YCA）为研究站点，采用涡度相关法，计算年内生态系统固定碳的物理量，采用人工固碳法计算价值量，刻画年内各生态系统碳固定服务及价值的流量过程，对比分析森林、草地和农田生态系统年内碳固定服务的动态特征。

以现有生物量生长方程以及植被含碳量为基础，采用人工固碳法，刻画森林生态系统碳汇服务及价值在年际之间的变化曲线，揭示森林生态系统在生命周期内碳汇服务的动态变化规律。

1.3.2.2　水源涵养

运用综合评价法、水资源费法和替代工程法，评价长白山森林生态系统定位研究站（CBF）、鼎湖山森林生态系统定位研究站（DHS）、西双版纳热带季节雨林生态系统定位研究站（BNF）4种类型森林生态系统的水调节和水供给服务及价值，刻画4种类型森林的水源涵养服务及价值在年内动态变化过程曲线，并进行对比，分析其差异。

运用土壤含水量法和替代工程法，评价内蒙古草原生态系统定位研究站（NMG）、海北高寒草甸生态系统定位研究站（HBG）等草地生态系统的水调节服务的价值，刻画两种类型草地的水源涵养服务价值在年内的动态变化过程曲线，并进行对比，分析其差异。

运用土壤含水量法和替代工程法，评估禹城农业综合试验站（YCA）、常熟农业生态系统试验站（CSA）和千烟洲农业生态系统（QYZ）等农田生态系统水调节服务及价值，刻画两种类型农田的水源涵养服务价值在年内和年际间的变化过程曲线，并进行对比，分析其差异。

对比分析森林、草地和农田生态系统水源涵养服务及其价值的年内动态特征，探讨不同类型生态系统水源涵养服务的供给规律。

运用综合评价法，分析了北京东灵山暖温带落叶阔叶林的调节水量在年内的变化过程。

1.3.2.3　土壤保持

以长白山森林生态系统定位研究站（CBF）、千烟洲红壤丘陵区综合开发试验站（QYF）、鼎湖山森林生态系统定位研究站（DHS）、西双版纳热带季节雨林生态系统定位研究站（BNF）为研究站点，运用通用土壤流失方程（USLE）计算日尺度、月尺度和年尺度上的土壤保持量，采用影子价格法、机会成本法和替代工程法计算土壤保持价值，评价各森林生态系统土壤保持服务及价值，刻画并对比分析不同森林生态系统土壤保持服务及价值的年内动态变化过程。

以内蒙古草原生态系统定位研究站（NMG）、海北高寒草甸生态系统定位研究站（HBG）为研究站点，运用风蚀模型，计算日尺度、月尺度和年尺度上的土壤保持量，采用影子价格法、机会成本法和替代工程法计算土壤保持价值，刻画并对比各草地生态系统土壤保持服务及价值的年内的动态变化过程。

我国农田生态系统分布广泛，土壤侵蚀情况复杂，既有以风力侵蚀为主的，也有以水力侵蚀为主的，基于数据可获得性，本研究主要选取黄土高原区的盐亭农田生态系统野外站（YTA）和长武农田生态系统国家野外站（CWA）为研究站点，运用通用土壤流失方程（USLE）计算日尺度、月尺度和年尺度上的土壤保持量，采用影子价格法、机会成本法和替代工程法计算土壤保持价值，刻画并对比分析不同农田生态系统土壤保持服务及价值的年内动态变化过程。

对比分析森林、草地和农田生态系统土壤保持服务及其价值的年内动态变化过程，探讨不同类型生态系统提供土壤保持服务的规律。

运用土壤流失方程（USLE）研究了北京东灵山落叶阔叶林土壤保持量在年内的变化过程。

1.3.2.4　生物多样性保持

生态系统在保育物种多样性方面起最主要的作用，物种多样性主要在年际之间发生变化。因此，本研究主要以长白山森林生态系统定位研究站（CBF）、千烟洲红壤丘陵区综合开发试验站（QYF）、鼎湖山森林生态系统定位研究站（DHS）、西双版纳热带季节雨林生态系统定位研究站（BNF）为研究区域，运用Shannon-Wiener指数，评估和分析不同类型森林生态系统的生物多样性维持价值，刻画年际之间的价值动态变化过程曲线。

1.3.3　研究思路

首先，在文献阅读的基础上，确定森林、草地、农田生态系统的重点生态系统服务类型为碳汇服务、水源涵养、土壤保持、生物多样性保持等；其次，分析4种生态系统服务在不同生态系统类型中的内涵及差异；之后，以CERN、ChinaFLUX以及文献数据为研究基础，运用适宜的物理量方法和价值量方法，刻画日尺度、月尺度和年尺度上不同生态系统类型提供上述4种生态服务的物理量和价值量流量过程；然后，对比同一种生态系统服务动态变化特征在不同类型生态系统之间的差异；最后，根据上述研究成果，探讨、总结4种生态系统服务提供的规律，包括影响因素、变异特征等；在此基础上确定适合我国国情的生态系统服务价值评估方法。研究思路框架如图1.2所示。