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在生态系统退化问题日益严峻的当下，研究人员开展了 “全球生态系统服务供需关系（ESSD）” 主题研究。他们分析 2000 - 2020 年 4 种关键生态系统服务的供需动态，发现 ESSD 空间上多为高供给 - 低需求，且受气候和人类活动双向影响。该研究为生态系统管理提供重要依据。
随着全球环境问题的加剧，生态系统服务（ESs，指人类从生态系统结构、功能和过程中间接或直接获得的益处）的可持续性受到了前所未有的关注。生态系统服务的供给与需求之间的平衡，对于维持生态系统的稳定和人类社会的可持续发展至关重要。然而，以往的研究大多集中在局部尺度，对于气候变化和人类活动在全球尺度上对生态系统服务供需关系（ESSD）的影响，人们知之甚少。在食物安全、气候变暖、土壤退化和水资源短缺等问题日益突出的背景下，开展全球尺度的 ESSD 研究显得尤为迫切。
为了解决这些问题，来自多个单位的研究人员合作开展了一项研究，相关成果发表在《Environmental Science and Ecotechnology》上。研究人员旨在揭示 2000 - 2020 年全球食物生产、碳固存、土壤保持和产水量这四种关键生态系统服务的 ESSD 在空间和数量匹配关系上的变化，并量化气候变化和人类活动对 ESSD 关系的影响，从而为可持续的全球生态系统管理提供决策支持。
研究人员运用了多种技术方法。在数据处理方面，对土地利用、植被指数、土壤、温度和降水等多种数据进行收集和预处理，并将数据重采样至 1×1 km 以保证空间分辨率一致。在评估生态系统服务供需时，分别采用不同的计算方法，如基于线性关系估算食物生产供给，依据光合作用原理计算碳固存供给等；需求则根据人口密度等因素进行估算。通过一元线性回归和 Theil - Sen 中位数法等进行趋势分析，利用四象限模型和供需比模型评估 ESSD 关系，运用 Spearman 相关性分析和多元回归残差分析量化气候变化和人类活动的影响。
研究结果如下：
- 全球生态系统服务供需的时空变化：从 2000 年到 2020 年，食物生产、碳固存和土壤保持的供给总体呈上升趋势，而产水量供给下降；食物生产、碳固存和产水量的需求增加，土壤保持需求下降。空间上，不同生态系统服务的供需变化趋势各异，且在不同区域有不同表现。在国家层面，不同国家在生态系统服务供给和需求的变化上也各有特点。
- 全球生态系统服务供需关系的动态变化：
- 空间匹配动态：全球四种关键 ESSD 的空间匹配关系主要为高供给 - 低需求（H - L），且这种不匹配在不同生态系统服务中的分布区域有所不同。与 2000 年相比，2020 年食物生产、碳固存和土壤保持的 H - L 和高供给 - 高需求（H - H）不匹配面积增加，低供给 - 高需求（L - H）和低供给 - 低需求（L - L）不匹配面积减少；产水量除 L - H 不匹配面积减少外，其他类型面积均增加。
- 数量匹配动态：研究期间，四种关键生态系统服务的供需比均为正值，即供给大于需求，但不同服务的供需比变化趋势不同。食物生产和土壤保持的供需比增加，碳固存和产水量的供需比下降。同时，不同生态系统服务的盈余和赤字区域在全球的分布也有所变化，且多数区域的生态系统服务状态在研究期间保持稳定，但部分区域存在从赤字到盈余或从盈余到赤字的转变。
- 气候变化和人类活动对全球生态系统服务供需关系的影响：
- 相关性：气候变化因素（降水和温度）与四种关键 ESSD 关系的相关性在不同区域有正有负。降水与所有 ESSD 关系在多数区域呈正相关，但强度不同；温度除与食物生产 ESSD 关系在多数区域呈正相关外，与其他三种 ESSD 关系多呈负相关。
- 影响类型：总体而言，气候变化和人类活动对食物生产和土壤保持的 ESSD 关系多产生积极影响，导致盈余；对碳固存和产水量的 ESSD 关系多产生消极影响，导致赤字。不同生态系统服务的 ESSD 关系受两者综合影响或单独影响的程度不同，且在空间上同一区域的不同 ESSD 关系受两者的影响也不尽相同。
- 贡献度：平均来看，人类活动对食物生产和碳固存的 ESSD 关系贡献更大，气候变化对土壤保持和产水量的 ESSD 关系贡献更大。在空间上，两者的贡献呈现出一定的互补模式，但产水量的这种模式不太明显。
研究结论表明，在研究期间，除土壤保持需求和产水量供给下降外，ESSD 水平总体有所上升。空间上，四种 ESSD 主要呈现 L - L 匹配和 H - L 不匹配模式；数量匹配关系有明显的阶段性变化且总体趋于盈余。气候变化和人类活动对不同生态系统服务的 ESSD 关系影响不同，在食物生产和碳固存方面，人类活动影响更大；在土壤保持和产水量方面，气候变化作用更显著。
在讨论部分，研究人员指出了研究存在的一些局限性。例如，数据来源和统计标准的差异可能导致研究结果存在不确定性，评估 ESSD 所使用的传统经验模型也可能引入误差。此外，研究中对食物生产、碳固存和产水量需求的空间映射方法不够全面，未能充分反映人类对 ESs 需求的多样性；在分析气候变化和人类活动的贡献时，忽略了其他驱动因素，且将人类活动作为单一因素处理，未考虑不同类型人类活动的差异影响。
尽管存在这些不足，该研究依然具有重要意义。它首次在全球尺度上全面分析了 ESSD 的时空动态变化，量化了气候变化和人类活动的影响，为理解全球生态系统服务的供需关系提供了重要依据。这有助于决策者制定更具针对性的生态系统管理政策，在应对气候变化和合理规划人类活动时，更好地平衡生态系统服务的供给和需求，推动全球生态系统的可持续发展。
