InVEST模型

InVEST模型—生態系統服務和交易的綜合評估模型（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs）是美國史丹福大學、大自然保護協會（TNC）與世界自然基金會（WWF）聯合開發的，旨在通過模擬不同土地覆被情景下生態服務系統物質量和價值量的變化，為決策者權衡人類活動的效益和影響提供科學依據，用於生態系統服務功能評估的模型系統InVEST模型填補了這一領域的空白，實現了生態系統服務功能價值定量評估的空間化。該模型較以往生態系統服務功能評估方法的最大優點是評估結果的可視化表達，解決了以往生態系統服務功能評估用文字抽象表述而不夠直觀的問題。

基本介紹

• 中文名：生態系統服務和交易的綜合評估模型 
• 外文名：Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs 
• 開發機構：美國史丹福大學、WWF、TNC 
• 項目支撐：Natural Capital Project 

開發目的

InVEST模型設計初衷是為了有效進行自然資源管理決策，InVEST模型可以量化生態系統服務功能並以圖的形式表達出來，從而識別出在何處投資可能提高人類和大自然的福利，十分適合分析多種服務和多種目標InVEST的多功能，多模組設計為政府部門、非盈利的社會機構和企業決策者對多種資源的多種用途評估提供了一個有效的工具。 評估結果有助於管理合理開發利用土地等資源、保護生物多樣性、協調生態系統保護與經濟發展之間的關係，維繫社會和自然的利益平衡。

主要功能模組

InVEST從最初發布至今，共發布了7版，模型提供了多種生態系統服務功能評估，包括淡水生態系統評估、海洋生態系統評估和陸地生態系統評估三大模組，每個模組又分別包含了具體的評估項目。 淡水生態系統評估包括產水量、洪峰調節、水質和土壤侵蝕； 海洋生態系統評估包括生成海岸線、海岸保護、美感評估、水產養殖、生境風險評估、疊置分析、波能評估；陸地生態系統評估包括生物多樣性、碳儲量、授粉和木材生產量。下圖為InVEST模型結構圖。

InVEST模型結構圖

圖1InVEST模型結構圖

模型套用

該模型已經在國外荷蘭的多梅爾河，中美洲的厄瓜多、委內瑞拉、哥倫比亞、貝里斯城海岸，亞洲印度尼西亞，非洲坦尚尼亞，美國俄亥俄州、夏威夷等地成功得到套用。InVEST模型已經在這些國家或地區為區域生態系統服務與流域管理、自然資本保育、生態系統服務付費、生態系統生產力變化等方面提供了重要參考。國內學者利用該模型在水源涵養、水源供給、產水量、生物多樣性、碳儲等生態功能評價方面進行了嘗試，但InVEST模型在沉積物保留生態效益評估方面的研究成果還不多見。

圖2 三江源地區水源供給功能評估（潘韜，等，2013）

InVEST模型結構圖

圖3 都江堰市水源涵養功能評估（傅 斌，等，2013）

生態系統服務評估模型

生態系統服務及其價值評估已成為了生態學和生態經濟學研究的熱點（Daily, 1997; Costanza et al., 1997; De Groot et al., 2002）。國外生態系統服務功能價值的評估研究可以追溯到1925年比利時的Drumarx首次以對野生生物遊憩的費用支出作為野生生物的經濟價值。1941年，美國的Dafdon首次用費用支出法核算出森林和野生生物的經濟價值。1947年，美國的Flotting提出可根據旅行費用計算出其消費者剩餘，並以消費者剩餘作為遊憩區的遊憩價值;1959年，美國的Clawson修改旅行費用評估法;1964年，J. L. Knetch再次修改並完善了旅行費用評估法。同年，美國的Davis在研究湎因州森林的遊憩價值時，首次提出並運用了條件價值法的報價技術。1972年，日本林業廳估算了全日本森林提供的生態功能價值。1973年，Nordhau和Tobin提出用“經濟福利準則”修改國民生產總值，由此引發了對環境資源進行估算的國際關注，許多學者先後提出多種方案來估算環境資源的價值（劉玉龍等，2005）。1991年國際科學聯合會環境委員會召開了討論如何開展生物多樣性的定量研究的會議，促進了生物多樣性的研究及其價值評估方法的發展。1993年聯合國有關機構正式出版了《綜合環境與經濟核算手冊》臨時版本(簡稱SEEA)，對此前各國環境與經濟綜合核算的研究成果進行了較全面總結，並提供了環境與經濟核算的總體思路與框架以及一些生態價值的核算方法(張建國,楊建洲.福建森林綜合效益計算與評價[J].生態經濟，1994,(5):1-6.)。1997年Costanza等人對全球主要類型的生態系統服務功能的價值進行了評估，揭開了生態系統服務功能價值研究的序幕。1997年，由Gretch Daily等人編著的《生態系統服務功能》一書，系統地闡述了生態系統服務功能的內容與評價方法，同時還分析了不同地區森林、濕地、海岸等生態系統服務功能價值評價的近20個實例(Daily G C. Natures Science: Societal Dependence on Natural Ecosystems[M]. Washington D C: Island Press, 1997.)，具有較高的學術價值。

主要的評估方法比較

表1 主要生態系統服務功能價值評估方法的比較

分類	評估方法	優點	缺點	主要文獻
直接市場法	費用支出法	生態環境價值可以得到較為粗略的量化	費用統計不夠全面合理，不能真實反映遊憩地的實際遊憩價值	彭建,2005; 范芳玉,2011
	市場價值法	評估比較客觀，爭議較少，可信度較高	數據要求高：全面，數據量足夠大	王偉，2005; 王鳳珍，2011
	機會成本法	比較客觀全面地體現了資源系統的生態價值	資源必須具有稀缺性	Bernard，2006； B.A. Bryan，2011
	恢復和防護費用法	可通過生態恢復費用或防護費用量化生態環境	評估結果為最低的生態環境價值	徐俏,2003; Rute，2010；
	影子工程法	可以將難以直接估算的生態價值用替代工程表示出來	替代工程非唯一性，替代工程時間、空間性差異較大	Luis Diaz-Balteiro，2008；陳朝祖，2009； Xuan Wang，2010
	人力資本法	可以對難以量化的生命價值進行量化	違背倫理道德，效益歸屬問題以及理論上尚存在缺陷	Catarina,2010;
替代市場法	旅行費用法	可以核算生態系統遊憩的使用價值，可以評價無市場價格的生態環境價值。	不能核算生態系統的非使用價值，可信度低於直接市場法	Ram,2002; C.Meghan,2004; Christopher,2008
	享樂價格法	通過側面的比較分析可以求出生態環境的價值	主觀性較強，受其它因素的影響較大，可信度低於直接市場法	Stephanie,2008; Ibon,2011
模擬市場法	條件價值法	適用於缺乏實際市場和替代市場交換的商品的價值評估，能評價各種生態系統服務功能的經濟價值，適宜於非實用價值占較大比重的獨特景觀和文物古蹟價值的評價	實際評價結果常出現重大的偏差，調查結果的準確與否很大程度L依賴於調查方案的設計和被調查的對象等諸多因素，可信度低於替代市場法	Arrow K,1993; 劉玉龍，2005； E.J. Sattout 2007

主要評估模型對比

表2 主要生態系統服務功能價值評估模型的比較

評估方法	優點	缺點	主要文獻
InVEST模型（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs）	把握了較好的總體格局，並體現了人類活動對生境的威脅程度和影響範圍,有多個子模型（水量模型，水質淨化模型，土壤保持模型，水電模型等）可供選擇。	對數據變化十分敏感，生物多樣性保護評估結果不能以經濟價值表示。	Erik Nelson,2009;周彬,2010
生態足跡模型	客觀反映人類對生態系統（生態基礎設施）的需求與供給之間的矛盾，指示自然資源的壓力狀態。	產量因子存在偏差,計算結果有高估地區生態狀態的可能，只涉及自然資源，對於人類可持續發展的其他方面難以測算。	Gossling, 2002; Hubacek,2003; 曹寶,2007
CITYgreen模型	可用於城市森林（小區域如一個公園、一個社區範圍，大區域整個市區）進行結構分析與生態效益評價，同時將結果以報告形式輸出。	基於GIS軟體ArcView開發，對遙感圖像要求較高。	胡志斌,2003; Solecki,2005; 占珊,2008
VER模型（Ecological Value at Risk）	將生態服務價值的定量化與生態風險分析的數學模型相結合，可以進行基於生態服務價值的生態風險分析研究。	要求數據量較大，數學模型是借鑑金融分析市場組合的VAR方法，並設定了假設條件，如系統各部分價值服從常態分配等。	Philippe, 2001; 劉強，2006

模型成果發表情況

[1]韓晉榕. 基於InVEST模型的城市擴張對碳儲量的影響分析[D].東北師範大學,2013.

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[3]吳季秋. 基於CA-Markov和InVEST模型的海南八門灣海灣生態綜合評價[D].海南大學,2012.

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[8]黃從紅. 基於InVEST模型的生態系統服務功能研究[D].北京林業大學,2014.

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