85李文华_生态系统服务与生态补偿

生态系统服务与生态补偿李文华中国科学院地理科学与资源研究所生态系统与生态系统服务¾生态系统（Ecosystem）是指植物、动物和微生物群落和他们的无生命环境交互作用形成的一个动态复合体。他们是生物圈中昀基本的功能单元，也是生态学研究昀重要的单位。¾生态系统服务（EcosystemServices）生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的环境条件与效用(Daily1997)，即人类从生态系统中获得的利益生态系统服务是当代研究的热点¾朴素的认知¾20世纪70年代出现在科学舞台¾20世纪90年代ICSU环境委员会支持开展定量研究¾1997：美国生态学会组织了以Daily负责的研究小组，对生态系统服务功能进行了系统的研究¾1997：Costanza在Nature上的文章¾2001：联合国千年评估计划（MA）¾2004：美国生态学会，“拥挤地球的生态科学和可持续性”生态系统服务与人类福祉生态系统服务功能产品提供功能调节功能文化功能支持功能食品纤维木材生物燃料生物化学产品与医药观赏和环境用植物遗传基因库淡水资源水电空气质量调节气候调节水土保持水质净化废弃物处理人类疾病控制生物控制授粉风暴控制文化多样性精神和宗教价值知识系统教育价值灵感美学价值社会关系文化遗产价值休闲旅游初级生产，固定碳，产氧，土壤形成，生物地化循环，水循环，生境生态系统的不可代替性„„生物圈生物圈22号（号（Biosphere2Biosphere2）是美国建于亚利桑那州图森市以北）是美国建于亚利桑那州图森市以北沙漠中的一座微型人工生态循环系统，因把地球本身称作生沙漠中的一座微型人工生态循环系统，因把地球本身称作生物圈物圈11号而得此名，历时号而得此名，历时88年，占地年，占地1.281.28公顷，耗资公顷，耗资1.51.5亿美元亿美元方建成。尽管设计者耗资方建成。尽管设计者耗资22亿美金进行精心设计、施工并让这亿美金进行精心设计、施工并让这一模拟的一模拟的““生物圈生物圈””进行运转，结果还是不能满足进行运转，结果还是不能满足88个人预期个人预期22年的物质和生理等多方面的需要。年的物质和生理等多方面的需要。生物圈2号有5个生物群落:热带雨林、热带稀树草原、海洋、沼泽、沙漠，和两个人工生物群落：集约农业区和居住区。为了尽量贴近自然环境，该圈中的土壤、草皮、海水、淡水均取自外界的不同地理区间，通过一定的人工处理再利用。圈内共有约4000个物种，其中动植物约3000种，微生物约1000种，分别取自澳大利亚、非洲、南美、北美等地元素化学循环平衡失调。生物圈2号的启示¾“生物圈2号”的实验以失败告终。¾元素化学循环平衡失调。¾土壤及其微生物，连同里面的动物和人呼吸释放的二氧化碳大大超过了植物所能利用的数量，植物制造的氧气又被大量的呼吸及分解过程迅速消耗。¾CO2浓度由昀初的500ppm，迅速升至4000ppm。而O2浓度从21％一度下降到14％。¾物种关系失调。¾“生物圈2号”引进的生物主要是生产者，动物、真菌和细菌的种类和数量都较少。传粉的昆虫消失，导致有些植物不能结果。引入的25种脊椎动物中有19种消失。由于动物的种类和数量减少，植物很少被动物取食，加之缺少细菌和真菌的分解，导致枯枝落叶大量堆积，物质循环不能正常进行。生态系统服务生态系统功能举例1气体调节大气化学成分调节CO2/O2平衡、O3防护UV-B和SOx水平2气候调节全球温度、降水等气候过程的生物调节作用温室气体调节以及影响云形成的DMS生成3干扰调节对环境波动容纳、延迟和整合能力防止风暴、控制洪水、干旱恢复等环境变化的反应能力4水调节调节水文循环过程农业、工业或交通的水分供给5水供给水分的保持与储存集水区、水库和含水层的水分供给6控制土壤侵蚀生态系统内的土壤保持风、径流等运移过程的土壤侵蚀和在湖泊、湿地的累积7土壤形成成土过程岩石风化和有机物质的积累8养分循环养分获取、形成、内部循环和存储固N和N、P、K等元素的养分循环9废物处理有毒物质的转移和分解废弃物处理、污染控制和毒物降解10传粉植物配子的移动植物种群繁殖授粉者的提供11生物控制对种群的营养级动态调节捕食者对猎物种类的控制、顶级捕食者对食草动物的控制12庇护为定居和临时种群提供栖息地迁徙种的繁育和栖息地、本地种栖息地或越冬场所13食物生产总初级生产力中可提取的食物鱼、猎物、作物、果实的捕获与采集，给养的农业和渔业14原材料总初级生产力中可提取的原材料木材、燃料和饲料的生产15遗传资源特有的生物材料和产品来源药物、抵抗植物病原和作物害虫的基因、装饰物种16休闲提供休闲娱乐生态旅游、体育、钓鱼等户外休闲娱乐17文化提供非商业用途生态美学、艺术、教育、精神或科学价值全球，33万亿美元，Costanza等，1997年12.68.44.93.81.70.90.90.102468101214海岸海洋湿地热带森林湖泊河流其他森林草地农田生态系统全球价值(万亿$/a)全球不同生态系统年提供服务价值千年生态系统评估（MA）¾2001.启动，在《生物多样性公约》、《防治荒漠化公约》《湿地公约》、《迁徙物种公约》支持下，为期四年，95国家，1360科学家参加¾目标：将生态系统服务功能评价作为主线，对全球生态系统评价，推动将生态学知识与人类对自然的认识成果应用于经济决策中。¾满足决策者对生态系统与人类福芷之间相互联系方面科学信息的要求评估的发现之一作物畜禽淡水养殖碳储存。。。鱼类捕捞野生动物薪碳燃料遗传资源生化产品淡水空气质量调节气候调节水土流失调控水质净化病虫害控制授粉减缓自然灾害精神与宗教伦理木材纤维水文调节病虫害调节户外旅游加强退化不确定60%生态系统服务功能退化林地覆被快速变化的地区渔业捕捞量渔业捕捞水深评估的发现之二¾人类对生态系统的改变已经极大地促进了人类福祉的提高和社会经济的发展，但是，获取效益的成本却日益上升。生态系统出现非线性变化的风险已经加大，包括变化加速、突变，以及潜在的不可逆变化物种的灭绝速度1992年纽芬兰东海岸鳕鱼资源突然崩溃评估的发现之三¾21世纪的上半页，生态系统服务可能呈显著恶化状态；¾大多数驱动力或者正保持着稳定的作用状态、或者作用强度正在增强；¾土地覆被变化、资源过度开发、外来入侵物种、富营养化污染生态系统变化的驱动力评估的发现之四¾我们在满足日益增长的生态系统服务需求的同时，有可能部分扭转生态系统的退化状况¾它需要重大的政策、体制和方法改革，而我们还没有着手这些工作¾通过消除负面的利害关系，或者通过正面的协同共生，我们可以找到保护和提高特定生态系统服务美国生态学会（ESA:ECO-VISIONS)按生态学研究重要性排序的关键性科学问题研究生态系统服务的科学生物多样性，物种组合及生态系统功能生物地球化学循环的生态学研究传染病的生态和进化研究生物入侵土地利用和生境的变迁淡水资源和海岸带环境2006年英国生态学会提出了14个主题，100个与政策制订相关的生态学问题，第一个主题就是生态系统服务功能研究当前研究重点生态系统服务功能的形成机制¾生态系统服务功能形成机制¾生态系统结构－过程－服务¾生态服务功能替代技术的经济成本与生态环境代价经济活动与资源开发的生态效应¾人类活动对生态系统服务功能的影响¾不同生态系统管理方式对生态系统服务的影响生态系统服务价值化方法与应用¾森林、草地、湿地、水体、海岸带、农田、城市生态系统服务功能评价在政策和资源管理中的应用生态系统服务功能中国生态系统服务研究成果¾评估了不同尺度上和多种类型的生态系统¾提高了公众生态系统保护和管理意识¾为生态补偿提供科学基础¾森林生态服务价值评估方法初步规范化中国已开展的生态系统服务评估尺度类型国家流域省城市Zone共计区域717614448森林824251235104草地3552217农田23611湿地4242131河流334313海洋156共计2356384370230中国森林生态系统服务价值评估中国区域生态系统服务价值评估案例分布森林生态系统服务功能评估规范¾中华人民共和国林业行业标准，2008.5.1¾评估指标体系：¾8个类别：涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、森林防护、生物多样性保护、森林游憩¾14个评估指标：调节水量、净化水质，固土、保肥，固碳、释氧，林木营养积累，提供负离子、吸收污染物、降低噪音、滞尘，森林防护，物种保育，森林游憩¾评估公式¾评估社会公告数据表（推荐使用价格）¾启示与思考调节水量净化水质固土保肥固碳释氧林木营养积累提供负离子吸收污染物降低噪音滞尘森林防护物种保育森林游憩涵养水源保育土壤固碳释氧积累营养物质固碳释氧森林防护生物多样性保护森林游憩森林生态系统服务功能评估指标体系评估指标指标类别2008.5.1中国森林生态系统服务价值涵养水源保育土壤固碳释氧营养物质净化空气生物多样性总价值全国40574.309920.5715593.552077.067931.9024050.23100147.61北京87.4412.6353.2310.8718.6752.56235.40天津7.471.526.841.592.116.5826.11河北760.9970.98335.3866.72100.02264.001598.09山西338.28217.11168.5825.2682.00222.711053.95内蒙古2249.581005.001334.16361.821097.151108.917156.61辽宁716.03332.83420.6461.88123.60618.572273.55吉林939.76424.41574.4689.46287.18766.053081.32黑龙江3161.111248.001777.29314.83699.761378.198579.18上海7.391.524.382.011.306.4923.09江苏245.7325.9578.0641.1720.6594.52506.08浙江1125.48452.90383.52106.28248.90720.073037.16安徽512.24242.50238.4983.35155.00523.161754.73福建1639.59325.52492.4638.53301.781177.983975.86江西2976.96162.91878.40161.34336.82697.165213.59山东475.9531.54215.4229.8254.90128.19935.82河南557.13111.09248.1411.4078.42295.971302.15湖北1368.05184.62387.8323.05212.141107.443283.13广西3208.26455.921423.55105.54664.601882.347740.20中国林业科学研究院2009.09价值估算存在的问题¾生态系统功能基础研究的缺乏¾指标的选取的任意性¾计算方法的差异性和重复计算问题¾非市场部分估值的不确定性¾理论数据与现实的矛盾成绩巨大，缺乏战略安排指标选择的差异性服务类型中国森林陕西森林海南森林贡嘎山森林重庆四面山森林茂兰岩溶森林直接经济价值林果产品+++旅游服务+++间接经济价值固定CO2++++++释放O2++++涵养水源++++++保持水土++++++提供栖息地+文化科研+气候调节++营养循环+净化空气+++生物多样性+服务类型河北安徽甘肃辽宁广东青海西藏新疆直接经济价值林果产品+++旅游服务++++++间接经济价值固碳释氧++++++++涵养水源++++++++保持水土++++++++培育土壤++调节水质+++净化空气++++++++积累养分+生物多样性++促进就业++评估方法的差异性¾同一生态系统具有不同的服务种类¾同一服务具有不同的评估方法¾同一服务具有不同的单位价格类型具体评价方法方法特点生产价格要素不变市场价值法生产价格要素变化将生态系统作为生产中的一个要素，其变化影响产量和预期收益的变化机会成本法（OC）以其它利用