食物和水、防風固沙、減輕災害、調節氣候、涵養水源、保護生物多樣性、秀美河山、旅遊勝景……地球生命生存環境的養分循環都靠生態系統來維持，生態系統給予了人類許多生存與發展所需要的資源。
「生態系統服務是人類賴以生存和發展的基礎，但如何將生態系統服務納入管理決策是保障區域生態安全面臨的重大科學問題，也是當前國際生態學領域研究的前沿課題。」中國科學院院士傅伯傑告訴《中國科學報》記者。
中國科學院生態環境研究中心生態系統服務研究集體在傅伯傑的帶領下，圍繞該科學問題開展了近20年的研究。日前，該研究集體獲得了中科院2016年度傑出科技成就獎。
三個科學問題
土壤侵蝕面積佔國土面積30.7%，石漠化土地面積佔巖溶土地面積26.5％，2000至2010年野生動植物棲息地面積減少3.2%……長期以來，由於人類開發活動的影響，我國生態問題日益嚴峻，生態系統服務能力不強，保障國家生態安全迫切需要生態系統服務研究的科學支撐。
從生態文明建設重大科技需求、構建國家生態安全格局、加快建立生態補償機制三方面需求出發，生態系統服務研究要解決三個科學問題：「生態系統服務形成和相互作用機理」「生態系統服務集成評估方法」「生態系統服務與科學決策的整合途徑」。
「1997年，由中科院資助，中國生態區劃研究得到支持。此後，在科技部、國家自然科學基金委、環保部的支持下，歷時十幾年，我們初步回答了這三個科學問題，將基礎的理論、方法和技術應用以及支持國家決策貫穿起來。」傅伯傑回憶。生態系統服務研究集體開展了兩方面的工作。一是在生態系統服務科學創新上，揭示了生態系統服務的形成和相互作用機理，建立了集成評估方法；二是在國家生態保護重大需求方面，明確了重要生態功能區和生態安全保障對策。
將生態功能與社會福祉密切聯繫
生態過程和服務之間如何聯繫？生態系統服務之間的相互關係是生態學研究中一直欠缺的部分。但如今已有研究表明：「生態系統服務之間的關係有權衡和協同關係。固碳服務和水源涵養都是生態系統提供的服務，但它們也是一對矛盾。在南方這對矛盾不突出，而北方乾旱區造林，固碳量增強，則產水量減少。生態優化中就需要權衡和集成。」傅伯傑說。
通過長期研究，生態系統服務研究集體發展了連結生態系統過程與服務的研究方法，闡明了不同生態系統服務相互作用機理，建立了生態系統服務評估和優化模型系統，為生態優化的評估提供了基礎。其模型系統包括服務的權衡、變化分析以及情景預測。
更重要的是，他們找到了生態恢復背後的效應，提出了合理的恢復模式，為科學地恢復生態系統提供了依據。
「我們利用生產和生態函數轉化，將它們的要素剝離，再到最終結果；在價值評估上，把流域上下遊之間生態和生產關係理清楚。那麼它們的關係就逐漸明晰起來。」傅伯傑抽絲剝繭地解釋。《美國科學院院刊》專文評述他們在生態系統服務與生態補償方面的成果，認為該研究針對生態系統服務供給者、受益者開展定量評估，為如何通過整合途徑應對複雜的水資源管理挑戰提供了確鑿的證據，為定量評估遠程耦合系統的效應奠定了重要基礎，有助於設計良好的政策，推動生態系統服務的生產和人類福祉改善。
「我們以生態系統服務為紐帶，建立了多尺度利益相關者福祉的評估方法。成果發表在《美國科學院院刊》上。」傅伯傑介紹。這一方法在海河流域和陝南生態移民補償項目中得到應用，揭示了關注多個尺度利益相關者福祉對生態補償政策的關鍵作用。
獨特的視角、先進的方法，生態系統服務研究集體的成果得到國際的關注。近五年，《科學》、《自然子刊》、《美國科學院院刊》等國際一流科研期刊刊登了五篇相關論文。
而傅伯傑也因黃土高原的相關研究獲得了2005年國家自然科學獎二等獎和國際景觀生態學會傑出貢獻獎，當選聯合國「生物多樣性和生態系統服務政府間科學—政策平臺」（IPBES）第一屆多學科專家組成員。
生態功能區劃 前瞻又接地氣
毫無疑問，生態功能區劃的研究是具備戰略和前瞻性的。如今，生態功能區劃的思想成為每個城市和區域規劃必須考慮的要素。
「我們首先要回答生態保護是保護什麼；第二，中國幅員遼闊，哪些地方需要保護，哪些地方需要恢復，哪些地方可以開發。」生態系統服務研究集體核心成員、研究員歐陽志雲直指生態功能區劃研究的目標。
他們建立了生態功能區劃的原則、指標體系和區劃方法，基於生態系統特徵評價、生態敏感性評價和生態系統服務重要性評價，首次開展了全國生態功能區劃編制的工作，制定了生態功能區劃暫行規程，並在全國頒布實施。
該研究將生態系統服務理論與管理決策結合起來，創立了生態功能區劃理論與技術。全國生態功能區劃的首次編制，開闢了生態系統服務與生態安全新方向，支撐了國家重大生態保護與恢復政策的制定和實施。
「最終我們明確了對國家生態安全保障具有重要意義的63個重要生態功能區。」歐陽志雲說。
三位美國科學院院士在《自然》發表的研究述評中，對該研究給予了高度評價。他們認為「中國重要生態功能區模式及其政策創新，為整合生態保護與人類發展提供了新的範式，具有廣泛的應用前景」。
環保部認為，《全國生態功能區劃》成果是我國生態環境保護領域的重大基礎性工作……為促進我國生態保護工作由經驗型管理向科學型管理轉變、由定性型管理向定量型管理轉變、由傳統型管理向現代型管理轉變奠定了科學基礎。
該成果於2012年獲國家科技進步獎二等獎。目前，全國生態系統服務評價結果已應用於國家主體功能區規劃、生態保護紅線框架的劃定、國家生態轉移支付範圍的確定與調整，並且為新時期國家生態環境保護、生態安全格局的構建提供基礎。
2014年中國科學院組織的研究所國際評估中，評估專家組認為，生態環境研究中心該團隊在生態系統服務領域取得國際公認的重大突破，處於國際一流水平。
2016年，生態系統服務研究集體為主完成的《全國生態環境十年變化調查與評估報告》發布，李克強總理、張高麗副總理對此做了重要批示。
2016年，生態系統服務研究集體獲年度中國科學院傑出科技成就獎。中國科學院規定參與傑出科技成就獎評選的集體和個人，必須由推薦單位進行匯報。生態中心副主任莊緒亮負責匯報。
「我很緊張，這麼宏大且有意義的成果，我擔心萬一講漏一點都對不起參加研究的科學家。」他笑言答辯後出了一手心的汗。
最終中科院給出了這樣一個含金量十足的評價：該集體圍繞保障國家和區域生態安全中的關鍵科學問題開展創新研究，把我國生態系統服務研究推進到國際前沿水平，在科學創新和支撐國家生態保護重大需求方面做出了突出貢獻。
（原載於《中國科學報》 2017-02-27 第5版 創新周刊)