生态系统服务和管理.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第六章 生态系统服务与管理,第1页,本章主要内容,生态系统服务概述,生态系统服务内容,生态系统服务功效价值及其评定,全球主要生态系统类型服务功效价值,生态系统管理,第2页,第一节 生态系统服务概述,生态系统服务定义,第3页,一、研究进展,即使人类对生态系统服务功效研究才刚才起步，不过我们祖先早已就意识到了生态系统对人类社会发展支持作用.早在古希腊，柏拉图就认识到雅典人对森林破坏造成了水土流失和水井干涸.在中国风水林建立与保护也反应了人们对森林保护村庄与居住环境作用认识.,第4页,研究进展,在美国，George Marsh可能是第一个用文字记载生态系统服务功效作用人他在Man and Nature一书中记载：因为受人类活动巨大影响，在地中海地域“辽阔森林在山峰中消失，肥沃土壤被冲刷，肥沃草地因浇灌水井枯竭而荒凉，著名河流所以而干涸.”Marsh 也意识到了自然生态系统分解动植物尸体服务功效.同时他还指出，水、肥沃土壤，乃至我们所呼吸空气都是大自然与其生物所赐予.以后直到Aldo Leopold才开始深入地思索生态系统服务功效，认识到人类自己不可能替换生态系统服务功效，并指出：“土地伦理将人类从自然统治者地位还原成为自然界普通一员”.在这个时期，Fairfield Osborn研究了生态系统对维持社会经济发展意义，他指出，只要我们注意地球上可耕种及人类可居住地方，就能够发觉水、土壤、植物与动物是人类文明得以发展条件，乃至人类赖以生存基础.Vogt是第一个提出自然资本概念人，他在讨论国家债务时指出，我们耗竭自然资源(尤其土壤)资本，就会降低我们偿还债务能力.,第5页,研究进展,40年代以来生态系统概念与理论提出和发展，促进了人们对生态系统结构与功效认识与了解，并为人们硕士态系统服务功效提供了科学基础.自70年代以来，生态系统服务功效开始成为一个科学术语及生态学与生态经济学研究分支.Holdren与Ehrlich叙述了生态系统在土壤肥力与基因库维持中作用，并系统地讨论了生物多样性丧失将会怎样影响生态服务功效，以及能否用先进科学技术来替换自然生态系统服务功效等问题.并认为生态系统服务功效丧失快慢取决于生物多样性丧失速度，企图经过其它伎俩替换已丧失生态服务功效尝试是昂贵，而且从久远观点来看是失败.伴随这些文章引用，以后出现了自然服务功效一词和生态系统服务功效.生态系统服务功效这一术语逐步为人们所公认和普遍使用.,第6页,研究进展,国际科学联合会环境委员会于1991年组织了一次会议，主要讨论怎样开展生物多样性定量研究，促进了生物多样性与生态系统服务功效关系研究以及生态系统服务功效经济价值评定方法发展，并使这一课题逐步成为生态学研究新热点.美国生态学会组织了以Gretchen Daily负责研究小组，对生态系统服务功效进行了系统研究，而且形成了能反应当前这一课题研究最新进展论文集。,第7页,二、生态系统服务功效内涵,生态系统服务功效是指生态系统与生态过程所形成及所维持人类赖以生存自然环境条件与效用。,.它不但为人类提供了食品、医药及其它生产生活原料，还创造与维持了地球生命支持系统，形成了人类生存所必需环境条件.生态系统服务功效内涵能够包含有机质合成与生产、生物多样性产生与维持、调整气候、营养物质贮存与循环、土壤肥力更新与维持、环境净化与有害有毒物质降解、植物花粉传输与种子扩散、有害生物控制、减轻自然灾害等许多方面.,第8页,1.有机质生产与生态系统产品,生态系统经过第一性生产与次级生产、合成与生产了人类生存所必需有机质及其产品.据统计每年各类生态系统为人类提供粮食1.810,9,t，肉类约6.010,8,t，同时海洋还提供鱼约1.010,8,t.生态系统还为人类提供了木材、纤维、橡胶、医药资源，以及其它工业原料.生态系统还是主要能源起源，据预计，全世界每年约有15能源取自于生态系统，在发展中国家更是高达40.,第9页,2,生物多样性产生与维持,生物多样性是指从分子到景观各种层次生命形态集合.生态系统不但为各类生物物种提供繁衍生息场所，而且还为生物进化及生物多样性产生与形成提供了条件.同时，生态系统经过生物群落整体创造了适宜于生物生存环境.同物种不一样种群对气候因子扰动与化学环境改变含有不一样抵抗能力，各种多样生态系统为不一样种群生存提供了场所，从而能够防止某一环境因子变动而造成物种绝灭，并保留了丰富遗传基因信息.生态系统在为维持与保留生物多样性同时，还为农作物品种改良提供了基因库.据研究，人类已知约有8万种植物能够食用，而人类历史上仅利用了7000种植物，只有150种粮食植物被人类广泛种植与利用，其中82种作物提供了人类90食物.那些还未为人类驯化物种，都由生态系统所维持，它们既是人类潜在食物起源，还是农作物品种改良与新抗逆品种基因起源.生态系统还是当代医药最初起源，最新研究表明，在美国用途最广泛150种医药中，118种起源于自然，其中74源于植物，18起源于真菌，5起源于细菌，3起源于脊椎动物,9,10,26,.在全球，约有80人口依赖于传统医药，而传统医药85是与野生动植物相关.,第10页,3,调整气候,从人类诞生以来，地球气候改变比较猛烈，在2万年前冰期，地球上大多数陆地仍履盖着厚厚冰盖.尽管近1万年来，全球气候比较稳定，但其周期性改变，仍极大地影响了人类活动与人口分布，甚至在15501850年间，欧洲发生了所谓小冰期，气温显著降低.气候对地球上生命进化与生物分布起着主要作用，尽管普通认为地球气候改变主要是受太阳黑子及地球自转轨道改变影响.但生物本身在全球气候调整中也起着主要作用，比如，生态系统经过固定大气中CO,2,而减缓地球温室效应.生态系统还对区域性气候含有直接调整作用，植物经过发达根系从地下吸收水分，再经过叶片蒸腾，将水分返回大气，大面积森林蒸腾，能够造成雷雨，从而降低了该区域水分损失，而且还降低气温，如在亚马逊流域，50年降水量来自于森林蒸腾.,第11页,4,减轻洪涝与干旱灾害,每年，地球上总降水量约,1.1910,13,m,3,，大多数雨水首先由土壤吸收，然后再由植物利用，或转入地下水,.,但假如没有生态系统作用，雨水直接降到裸露地面，不但大大降低土壤对水分吸收量，使地面径流增加，还将造成土壤与营养物流失,.,在,New Hampshere,径流研究发觉，裸地平均径流增加,40,，而在森林砍伐后,4,个月，地表径流通比砍伐前增加,5,倍,.,据研究，喜马拉雅山大范围森林砍伐加剧了孟加拉国洪涝灾害，在非洲，大范围干旱可能也与大规模森林砍伐相关,.,我国,1998,年长江全流域洪涝灾害形成与中上游植被及中游湖泊降低、水源涵养能力下降、水土流失加剧亲密关系，已为人们所广泛认识,.,水土流失发生不但使土壤生产力下降，降低雨水可利用性，还造成下游可利用水资源量降低，水质下降,.,河道、水库淤积，降低发电能力，增加洪涝灾害发生可能性,.,在全球，仅水土流失造成水库淤造成损失约,60,亿美元,.,湿地调蓄洪水作用已为人们所熟知，泛洪区森林不但能减缓洪水速度，还能加速泥沙沉积，降低泥沙进入河道、湖泊与海洋,.,如,Mississippi,流域保留小面积湿地，在预防,Mississippi,河洪水起了主要作用,.,第12页,5,土壤生态服务功效,土壤是一个国家财富主要组分，但这份经过成千上万年积累形成财富，几年时间就能够流失殆尽.在世界历史上，肥沃土壤养育了早期文明，也有古代文明也因土壤生产力丧失而衰落,在今天，世界约有20土地因为人类活动影响而退化.除在水分循环中作用外，土壤生态服务功效最少能够归纳为5个方面,第13页,(1),为植物生长发育提供场所，,植物种子在土壤中发芽，扎根，生长，开花结果，在土壤支撑下，完成其生命周期.,第14页,(2),为植物保留并提供养分,，土壤中带负电荷微粒可吸附可交换营养物质，以供植物吸收.假如没有土壤微粒，营养物将会很快淋失.同时，土壤还作人工施肥缓冲介质，将营养物离子吸附在土壤中，在植物需要时释放.,第15页,(3),土壤在有机质还原中起着关键作用,.同时，在还原过程中，还将许多人类潜在病原物无害化.人类每年产生废弃物约1.310,11,t，其中约30%是源于人类活动，包含生活垃圾、工业固体废弃物、农作物残留物以及人与各种家畜有机废弃物.有幸是，自然界拥有一系列还原者，从秃鹰到细菌，它们能从各种废弃物复杂有机大分子中摄取能量.不一样种类微生物像流水线上工人，各自分解某种特定化合物，并合成新化合物，再由其它微生物利用，直到还原成最简单无机化合物.许多工业废弃物，如肥皂、农药、油、酸等都能被生态系统中微生物无害化与降解.,第16页,(4),由有机质还原形成简单无机物最终作为营养物返回植物,，有机质降解与营养物循环是同一过程两个方面.土壤肥力，即土壤为植物提供营养物能力，很大程度上取决于土壤中细菌、真菌、藻类、原生动物、线虫，蚯蚓等各种生物活性.细菌能够从大气中摄取氮，并将其转换成植物能够利用化学形态.在1hm,2,土地中蚯蚓每年能够加工10余吨有机物，从而能够大大改进土壤肥力及其理化性质,第17页,(5),土壤在N、C、S等大量营养元素循环中起着关键作用,，如，与土壤中C储量相比，植物作用相形见拙，据估算，土壤C贮量是全部植物中C总储量1.8倍，而土壤中N储量更是植物中总量19倍,第18页,6,传粉与种子扩散,大多数显花植物需要动物传粉才得以繁衍.据研究，在全世界已记载24万种显花植物中，有22万种需要动物传粉.假如没有动物传粉，不但会造成农作物大幅度减产，还会造成一些物种绝灭.据记载，已发觉传粉动物约10万种，包含鸟、蝙蝠与昆虫.动物在为植物传粉同时，也取得本身生长发育繁殖所需要食物与营养.动物还是植物扩散主要载体之一.,第19页,7,有害生物控制,与人类争夺食物、木材、棉花及其它农林产品生物，统称为有害生物，据预计每年有25%以上农产品被这些有害生物消耗.同时，还有成千上万种杂草直接与农作物争水、光和土壤营养.据预计，农作物99%潜在有害生物能得到自然天敌有效控制，从而给人类带来了巨大经济效益.因为化学农药大量使用，对农药产生抗性害虫越来越多，农药使用剂量也在不停提升.农药大量使用，不但严重地污染了环境，对人类健康造成潜在威胁，而且还降低了害虫自然控制能力，加剧了次要害虫暴发.,第20页,8,环境净化,陆地生态系统生物净化作用包含植物对大气污染净化作用和土壤-植物系统对土壤污染净化作用.植物净化大气主要是经过叶片作用实现.绿色植物净化大气作用主要有两个方面，一是吸收CO,2,，放出O,2,等，维持大气环境化学组成平衡；二是在植物抗生范围内能经过吸收而降低空气中硫化物、氮化物、卤素等有害物质含量.,第21页,三、生态系统服务功效价值特征,整体有用性：,空间固定性,用途多样性,连续有用性,共享性,负效益性,第22页,四、生态系统服务功效价值分类（一）分类系统,1.Mcneely将生物多样性经济价值分为可利用价值（Use value，UV）和非利用价值（Non-use values，NUV），可利用价值能够被深入划分为直接利用价值（direct use values，DUV）、间接利用价值（indirect use values，IUV）和可选择价值（option values，OV），即可能利用价值。非利用价值主要是存在价值（Existence values，EV）。,第23页,四、生态系统服务功效价值分类（一）分类系统,2.联合国环境规划署（UNEP）于1993年编写生物多样性国情研究指南中将生物多样性价值分为：显著实物形式直接价值、无显著实物形式直接价值、间接价值、选择价值、消极价值（Passive uses）。,国外还提出有其它分类系统，但与前二者在实质上差异不是很大。,第24页,（二）生态系统服务功效价值类型,1.,直接利用价值,主要是指生态系统产品所产生价值，它包含食品，医药及其它工农业生产原料，景观娱乐等带来直接价值.直接使用价值可用产品市场价格来预计.,第25页,（二）生态系统服务功效价值类型,2 间接利用价值,主要是指无法商品化生态系统服务功效，如维持生命物质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，维持大气化学平衡与稳定等支撑与维持地球生命支持系统功效.间接利用价值评定经常需要依据生态系统功效类型来确定，通常有防护费使用方法、恢复费使用方法、替换市场法等.,第26页,（二）生态系统服务功效价值类型,3 选择价值,选择价值是人们为了未来能直接利用与间接利用某种生态系统服务功效支付意愿.比如，人们为未来能利用生态系统涵养水源、净化大气以及游憩娱乐等功效支付意愿.人们常把选择价值喻为保险企业，即人们为自己确保未来能利用某种资源或效益而愿意支付一笔保险金.选择价值又可分为3类：即自己未来利用；子孙后代未来利用，又称之为遗产价值；及他人未来利用，也称之为替换消费.,第27页,（二）生态系统服务功效价值类型,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效能继续存在支付意愿.存在价值是生态系统本身含有价值，是一个与人类利用无关经济价值.换句话说，即使人类不存在，存在价值依然有，如生态系统中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一个过渡性价值，它可为经济学家和生态学家提供共同价值观.,第28页,五、生态系统服务功效价值评定方法,依据生物多样性各方面内容不一样价值表达形式，通常采取不一样计算方法对其进行评价：,（1）基于市场经济评价市场定价与替换消费（有市场存在物品和服务），包含直接市场价值法、费用支出法，替换花费法和生产成本法；,第29页,五、生态系统服务功效价值评定方法,（2）基于替换品市场经济评价环境偏好显示（观察人们市场行为而推测其显示偏好），包含旅行费使用方法、享乐价值法（HPM）、躲避行为和防护费使用方法（DE）等；,第30页,五、生态系统服务功效价值评定方法,（3）基于无市场公共物品评价方法条件价值评定法(CVM)，包含支付意愿（Willingness to pay，WTP）法、条件价值法等。,第31页,费用支出法,是从消费者角度来评价生态服务功效价值.费用支出法是一个古老又简单方法，它以人们对某种生态服务功效支出费用来表示其经济价值.比如，对于自然景观游憩效益，能够用游憩者支出费用总和(包含往返交通费、餐饮费用、住宿费、门票费、入场券、设施使用费、摄影费用、购置纪念品和土特产费用、购置或租借设备费以及停车费和电话费等全部支出费用)作为森林游憩经济价值.,第32页,市场价值法,市场价值法与费用支出法类似，但它可适合于没有费用支出但有市场价格生态服务功效价值评定.比如没有市场交换而在当地直接消耗生态系统产品，这些自然产品虽没有市场交换，但它们有市场价格，因而可按市场价格来确定它们经济价值.,第33页,市场价值法,市场价值法先定量地评价某种生态服务功效效果，再依据这些效果市场价格来评定其经济价值.在实际评价中，通常有两类评价过程.一是理论效果评价法，它可分为3个步骤：先计算某种生态系统服务功效定量值，如涵养水源量、CO,2,固定量、农作物增产量；再硕士态服务功效“影子价格”，如涵养水源定价可依据水库工程蓄水成本，固定CO,2,定价能够依据CO,2,市场价格；最终计算其总经济价值.二是环境损失评价法，这是与环境效果评价法类似一个生态经济评价方法.比如，评价保护土壤经济价值时，用生态系统破坏所造成土壤侵蚀量及土地退化、生产力下降损失来预计.理论上，市场价值法是一个合理方法，也是当前应用最广泛生态系统服务功效价值评价方法.但因为生态系统服务功效种类繁多，而且往往极难定量，实际评价时仍有许多困难.,第34页,旅行费使用方法,旅行费使用方法(TCM)，又叫费用支出法或游憩费使用方法，起源于怎样评价消费者从其所利用生态系统中取得效益。它是经过往返交通费、门票费、餐饮费、住宿费、设施运作费、摄影费、购置纪念品和土特产费用、购置或租借设备费以及停车费和电话费等旅行费用资料确定某项生态系统服务消费者剩下，并以此来估算该项生态系统服务价值。生态系统服务同普通商品不一样，它没有明确价格。消费者在进行生态系统服务消费时，往往不需要花钱，或者只支付少许入场费，而仅凭入场费极难反应出生态系统服务价值。以后，有些研究者发觉，尽管生态系统服务靠近于无偿供给，不过在进行消费时依然要付出代价。这主要表现在消费生态系统服务时，要花往返交通费、时间费用及其它相关费用。所以，能够经过综合考虑这些费用方法，来确立生态系统服务价值。,.,第35页,旅行费使用方法,TCM是发达国家最流行游憩价值评价标准方法，当然也是估算生态旅游价值方法。TCM是在5060年代提出并完善，随即遭到一些经济学家批评，但80年代后日益盛行，并广泛用于评价各种野外游憩活动利用价值。1984年，台湾使用此法对其森林游憩资源进行价值评定，其结果是台湾25个森林游憩区价值为160亿元台币。1987年，英国林业委员会依据众议院公共帐户委员会(PAC)推荐方法即TCM，对林业委国会所属90万hm2森林游憩价值进行系统评价，其结果为1005300万英镑。,第36页,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效价值评定中应用最广泛评定方法之一.条件价值法适合用于缺乏实际市场和替换市场交换商品价值评定，是“公共商品”价值评定一个特有主要方法，它能评价各种生态系统服务功效经济价值，包含直接利用价值、间接利用价值、存在价值和选择价值.,第37页,条件价值法,支付意愿能够表示一切商品价值，也是商品价值唯一合理表示方法.西方经济学认为：价值反应了人们对事物态度、观念、信仰和偏好，是人主观思想对客观事物认识结果；支付意愿是“人们一切行为价值表示自动指示器”，所以商品价值可表示为：商品价值人们对该商品支付意愿,第38页,条件价值法,支付意愿又由实际支出和消费者剩下两个部分组成.对于商品，因为商品有市场交换和市场价格，其支付意愿两个部分都能够求出.实际支出本质是商品价格，消费者剩下能够依据商品价格资料用公式求出.所以，商品价值能够依据其市场价格资料来计算.理论和实践都证实：对于有类似替换品商品，其消费者剩下很小，能够直接以其价格表示商品价值.,第39页,条件价值法,对于公共商品而言，因公共商品没有市场交换和市场价格，所以支付意愿两个部分(实际支出和消费者剩下)都不能求出，公共商品价值也所以无法经过市场交换和市场价格预计.当前，西方经济学发展了假设市场方法，即直接问询人们对某种公共商品支付意愿，以取得公共商品价值，这就是条件价值法,第40页,条件价值法,条件价值法属于模拟市场技术方法，它关键是直接调查咨询人们对生态服务功效支付意愿，并以支付意愿和净支付意愿来表示生态服务功效经济价值.在实际研究中，从消费者角度出发，在一系列假设问题下，经过调查、问卷、投标等方式来取得消费者支付意愿和净支付意愿，综合全部消费者支付意愿和净支付意愿来预计生态系统服务功效经济价值.,第41页生态系统服务功效与可连续发展,近几个世纪以来，伴随工业化进程，人们干预自然能力不停增强，森林采伐、湿地开发、生物资源开发利用，以及土地利用方式改变，全球生态系统格局发生了极大改变，自然生态系统面积降低，受人控制生态系统面积快速增加.同时，大量环境污染物进入生态系统，大大超出生态系统承载容量，进而破坏生态系统结构与功效，生态系统服务功效受到损害.生态系统调整大气化学环境，保育生物多样性及进化进程，维持土壤肥力等能力受到消弱，从而造成了全球性生态环境危机，使人类未来发展受到威胁.从这个角度了解可连续发展关键就是要经过维持与保护生态系统服务功效来保护人类生存环境，保护地球生命支持系统，维持一个可连续生物圈.当代研究也证实生态服务功效是人类生存与当代文明基础，科学技术能影响生态服务功效，但不能替换自然生态系统服务功效，维持生态服务功效是可连续发展基础.,第42页,