生态系统服务

第五章生态系统服务第一节生态系统服务概述一、生态系统服务的定义生态系统服务，是指生态系统与生态过程所形成的及所维持的人类赖以生存的自然环境与效用。对于人类生存而言，生态系统的许多功能是无法在市场上买卖而又具有重要价值的各种服务。生态系统服务一般是指生命支持功能（如净化、循环、再生等），而不包括生态系统功能和生态系统提供的产品。1、植物利用太阳能，将二氧化碳转化为有机物，用做食品、燃料、原料及建筑材料等，是生态系统服务的一个最基本的例子。2、另一项对人类至关重要的生态系统服务是有机废物的生物降解，如垃圾、废水。3、有些生态系统服务以间接的方式影响着人类。新的食品、纤维和药品都是由现存的、可用的品种和基因开发而来。人类能够从一个生物体向另一个生物体转移基因，却仍难以制造新的基因来满足新的要求。二、生态系统服务的研究进展1、Holdern和Ehrlich于1974年首次提出了生态系统服务的概念。2、Daliy主编的《生态系统服务：人类社会对自然生态系统的依赖性》一书为标志，一个研究生态系统服务的热潮正在兴起。3、侯元兆等（1995）首次估算出我国森林资源总价值为13万亿元（人民币）。但只研究了森林生态系统公益的3种主要价值：即涵养水源、保护土壤、固定CO2和供给氧气价值。4、陈仲新、张新时（2000）等报道了中国生态系统服务的总价值，约为我国国民生产总值的1.73倍。纵观国内外的研究现状，在该领域的研究工作仍处于探索中，目前还没有一个完整的、全面考虑各种生态系统公益的价值评估体系；由于生态系统公益没有完全纳入商业市场或没有恰当的可与经济公益和生产资本相比较的价格（费用）的数量表示，因而在决策过程中没有受到足够的重视。第二节生态系统服务功能的主要内容生态系统服务的定义表明，它不仅为人类提供了食品、医药及其他生产生活原料，还创造与维持了地球生态支持系统，形成了人类生存所必需的环境条件。第二节生态系统服务功能的主要内容生态系统服务功能的主要内容包括：1、有机质的合成与生产；2、生物多样性的产生与维持；3、调节气候；4、营养物质贮存与循环；5、土壤肥力的更新与维持；6、环境净化与有害有毒物质的降解；7、植物花粉的传播与种子的扩散；8、有害生物的控制以及减轻自然灾害等许多方面。一、有机质的生产与生态系统产品生物生产是生态系统服务的最基本功能，生态系统通过第一级生产与次级生产，合成与生产了人类生存所必需的有机质及其产品。二、生物多样性的产生与维护生物多样性，不仅使生态系统服务的提供成为可能，而且也是人类开发新的食品、药品和品种的基因库。生物多样性还提供了一种缓冲和保险，可使生态系统受灾后的损失减小或限制在一定的范围内。生物多样性是维持生态系统稳定性的基本条件。由生物多样性产生的人类文化多样性，具有巨大的社会价值，是人类文明中重要的组成部分。三、调节气候植物每年大约向大气释放的氧气有27×1021t。生态系统中的绿色植物通过固定大气中的二氧化碳而减缓地球的温室效应。森林能够防风，植物蒸腾可保持空气的湿度，从而改善局部地区的小气候。森林对有林地区的气温具有良好的调节作用，使昼夜温度不致骤升骤降，夏季减轻干热，秋冬减轻霜冻。绿色植物尤其是高大林木所具有的防风、增湿，调温等改善气候的功能，对农业生产也是有利的。四、减缓灾害生态系统复杂的组成与结构能涵养水分，减缓旱涝灾害。每年地球上总降水量约1.19×1012t，在降雨过程中覆盖于植被树冠与地表的枯枝落叶能减缓地表径流。植物生长有深广多层的根系，这些根系和死亡的植物组织维系和固着土壤，并且吸收和保持一部分水。雨季过后，植被与土壤中保持的水分又缓缓流出，在旱季为下游地区蓄水供水。森林、草原等自然生态系统是天然蓄水库，被称为“水利的屏幕”。五、维持土壤功能生态系统对土壤的保护主要是由植物承担的。高大植物的林冠拦截雨水，削弱雨水对土壤的溅蚀力；地被植物拦截径流和蓄积水分，使水分下渗而减少径流冲刷；植物根系具有机械固土作用，根系分泌的有机物胶结土壤，使其坚固而耐受冲刷。五、维持土壤功能土壤的生态服务功能至少可归纳为5个方面：1、为植物的生长发育提供扬所。2、为植物保存并提供养分。3、土壤在有机质的还原中起着关键作用。许多无机废弃物，如肥皂、农药、油和酸等都能被生态系统中微生物无害化与降解。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，土壤肥力即土壤为植物提供营养物的能力，在很大程度上取决于土壤中的细菌、真菌、藻类和原生动物等各种生物的活性。5、土壤在氮、碳、硫等大量营养元素的循环中起着关键作用。六、传粉播种大多数显花植物需要动物传粉才得以繁衍，在全世界已记载的24万种显花植物中，有22万种需要动物传粉。农作物中，大约70％的物种需要动物传粉，发现传粉动物（主要是野生动物）约10万种，包括蜂、蝇、蝶和其他昆虫以及鸟类和蝙蝠等。仅蚂蚁传播的有花植物的种子就达3000种以上。七、控制有害生物全世界因病虫害每年损失的粮食约为10％—15％，棉花约为20％—25％，还有成千上万种杂草直接与农作物争夺水、光和土壤营养。在自然生态系统中，这些有害生物往往受到天敌的控制。八、净化环境陆地生态系统的生物净化作用包括植物对大气污染的净化作用和土壤植物系统对土壤污染的净化作用。湿地在水循环系统中发挥着重要作用。水生植物中的绝大多数种类对多种污染物具有很强的吸收净化能力。在生态环境的自净方面，人类还不能通过技术手段来摆脱对生态系统的依赖，如污水处理，即使工艺设备再复杂，最后阶段的处理还是要在生态系统（河流、湖泊、海洋、湿地）中完成。九、感官、心理和精神益处山间的一掬清泉，林间的几丝轻风令人感到肺腑俱净，脑醒神明。在远离自然的条件下，冷酷无情、心理病态、毒品依赖和缺乏自尊、自信得以滋生和发展。当前70％的疾病同精神的紧张压抑有关。在自然之中，上述病态的病因来源和强度大为减少，压抑减轻、心理生理病态和损伤愈合康复得顺利，人的头脑更为灵活，思维更加敏捷，记忆力改善，解决问题的能力增强。十、精神文化的源泉多种多样的生态系统养育了文化精神生活的多样性。美感是具有适应性的情感功能，它常同丰富的资源条件相伴。自然给人类的精神启迪和在人的文化生活中的重要性是无比宝贵的，也是无价的。第三节生态系统服务的功能价值及其评估一、生态系统服务功能价值的特征二、生态系统服务功能价值的分类三、生态系统服务功能价值的评估方法一、生态系统服务功能价值的特征1、整体有用性2、空间固定性3、用途多样性4、持续有用性5、共享性6、负效益性1、整体有用性生态资源的使用价值不是单个或部分要素对人类社会的有用性，而是各组成要素综合成生态系统之后，表现出来的有用性。2、空间固定性生态系统是在某个特定地域形成的，因而生态资源都具有一定的地域性，其使用价值，也具有地域性，或称空间固定性。3、用途多样性例如森林生态系统在提供木材产品的同时，它还具有调节气候、保持水土、固定二氧化碳和观赏旅游等多种用途。4、持续有用性生态资源只要利用适度，其多种使用价值可以长期存在和永续使用。5、共享性生态资源使用价值是生产者与非生产者、所有者与非所有者都可共享生态资源的使用价值。6、负效益性人类在生态系统中投入越来越多的劳动，如果投入不当，就会使生态系统恶化或污染，这样生态资源使用价值既可以表现对人类有益，又可以表现为有害，前者是正效益，后者为负效益。二、生态系统服务功能价值的分类（一）有关的分类系统1、UNEP系统2、中国价值分类体系1、UNEP系统联合国环境规划署（UNEP）于1993年组织一些专家编写了《生物多样性国情研究指南》，将生物多样性价值划分为5种类型，即：具显著实物形式的直接价值、无显著实物形式的直接价值、间接价值、选择价值和消极价值。2、中国价值分类体系1995-1997年进行的“中国生物多样性国情研究”项目，王健民提出生物多样性总经济价值包括直接使用价值、间接价值、潜在使用价值和存在价值四个方面。1、直接价值（1）显著实物型直接价值（2）非显著实物型直接价值2、间接价值3、选择价值4、遗产价值5、存在价值（二）生态系统服务功能价值类型及其内涵1、直接价值（1）显著实物型直接价值此类价值以生物资源提供给人类的直接产品形式出现。McNeely等将实物型直接价值又细分为消耗性使用价值和生产性使用价值。消耗性使用价值是指没有经过市场而被当地居民直接消耗的生物资源产品的价值，如薪柴和野味肉品。生产性使用价值是指经过市场交易的那部分生物资源产品的商品价值，如木材、药材、鱼、蔬菜、果品等。（2）非显著实物型直接价值此类价值体现在生物多样性为人类所提供的服务，虽然是无实物形式，但仍然是可以感觉且能够为个人直接消费的价值。如生态旅游、动植物园参观和观看动物表演，或作为研究对象提供给科学家进行生物、遗传、生态和地理等多科的研究。2、间接价值间接价值主要指生态系统的功能价值，或环境的服务价值。主要指生命支持系统相关的生态服务，如光合作用与有机物的合成、CO2固定、保护水源、维持营养物质循环、污染物的吸收与降解。3、选择价值选择价值是指个人和社会对生物资源和生物多样性潜在用途的将来利用，这种利用包括直接利用、间接利用、选择利用和潜在利用。选择价值的特点在于某一资源不是在现在被使用，而是有可能在将来被使用。4、遗产价值遗产价值是指当代人为将来某种资源保留给子孙后代而自愿支付的费用。如为保护大熊猫自愿捐献钱物。5、存在价值存在价值是指人们为确保某种资源继续存在而自愿支付的费用。如，有许多人（特别是在工业化国家）为了确保热雨林或某些珍稀濒危动物的永续存在而自愿捐献钱物，而自己并不打算将来到这些热带雨林观光或利用这些野生动物，所以存在价值似乎与伦理的准则和环境保护的责任有关。三、生态系统服务功能价值的评估方法1、市场价格法（1）市场价值法（2）费用支出法2、替代花费法3、可持续收入与绿色GNP（国民生产总值）1、市场价格法（1）市场价值法市场价值法即以生态系统提供的商品价值为依据，例如，森林每年提供的木材和林副产品的价值。（2）费用支出法费用支出法常常用于评价环境或生态系统的服务价值。它以人们对某种环境效益的支出费用来表示该效益的经济价值。例如对某一森林的游憩效益，包括往返交通费、餐饮费、住宿费、门票费、摄影费、购买纪念品费用。2、替代花费法例如，为获得与一片森林所产生的相同数量的氧气而建立制氧厂所需的费用；为获得因水土流失而丧失的N、P、K养分而生产等量化肥的费用。3、可持续收入与绿色GNP（国民生产总值）联合国统计委员会于1993年推出了新的国民经济核算体系SNA1993，将资源和环境损失引入国民经济核算体系中，即在GDP中扣除由于经济增长造成自然资源消耗、生态环境破坏的直接经济损失，以及为恢复生态平衡、挽回资源损失而必须支付的经济投资，初步形成了环境与经济综合核算体系，被称为“绿色国民账户”。第四节全球主要生态系统类型服务的功能价值一、全球生态系统服务的价值二、中国生态系统服务的价值一、全球生态系统服务的价值废弃物处理2.3×109美元，养分循环17×109美元等，总价值中大约63％来自海洋，37％来自陆地生态系统，（主要来自森林生态系统和湿地生态系统）全球各种生态系统的总价值33×109美元。二、中国生态系统服务的价值中国生态系统效益的总价值约为77834.48亿元人民币/年。其中陆地生态系统效益价值为56098.46亿元/年；海洋为21736.02亿元/年。思考题1、结合你的理解，谈一谈生态系统服务的概念及其功能价值的内涵。2、结合你的理解，谈一谈绿色国民账户对我们生活生产方式的影响。