生态系统服务理论与实践

生态系统服务理论与实践何栋材教授/博士天水师范学院资源与环境工程学院2017-12-25提纲生态系统与人类福利国外生态系统服务研究进展国内生态系统服务研究进展生态系统服务付费（PES）生态系统服务与主体功能区战略研究案例：湖泊生态系统服务与价值评估瞥一眼太阳，看一眼月亮和星星，凝视大地上绿色的美丽。现在，开始想……（HILDDEGARDVONBINGEN,1098-1179)生态系统与人类福利生态系统与人类福利生态系统与人类福利生态系统生态功能自然资产生态服务自然资产价值生态服务价值资本价值一次性交易价值资本利润每年提供的价值ecosystemservices的一个概念框架生态系统与人类福利国外生态系统服务研究进展生态系统服务功能概念诞生于20世纪60年代——King,1966;Helliwell,1969；20世纪70和80年代起步阶段——Holdrenetal.,1974;Ehrlich,1977,1981；20世纪90年代发展阶段——Daily,1997;Costanzaetal.,1997;Pimenteletal.,1997；进入21世纪以来，蓬勃发展阶段——Daily,2000;Schneider,2001;deGroot,2002;Farberetal.,2002;MA,2003;Turneretal.,2003。概念提出——生态系统服务研究的缘起SCEP《人类对全球环境的影响报告》:提出了生态系统的服务功能，并列出了自然生态系统的“环境服务功能”,如：害虫控制、昆虫授粉、气候调节和物质循环等。Holdren等（1974）:拓展为“全球环境服务功能”并在环境服务功能清单上增加了生态系统对土壤肥力和基因库的维持功能。随后Ehrlich（1977）又提出了“全球生态系统公共服务功能”，后来逐渐演化出“自然服务功能”（Westman,1977）。最后由Ehrlich等（1981）:将其确定为“生态系统服务”。现有概念生态系统服务功能(EC)是指:生态系统及其生态过程所形成与维持的人类赖以生存的环境条件与效用（Daily,1997）。Costanza等（1997），将生态系统的服务功能(EC)定义为:生态系统物品和服务，代表人类直接或者间接从生态系统功能中获得的利益。千年生态系统评估（MA）结合Costanza等和Daily的定义，将生态服务功能定义为:人们从生态系统中获得的利益（WGMEA,2003）。分类功能分类，如调节、承载、栖息、生产和信息服务（Daily,1997,1999;deGrootetal.,2002），是目前主要的分类方法，也更加便于生态系统服务功能评价工作的开展；组织分类，如与某些物种相关的服务，或者与生物实体的组织相关（Norberg,1999）；描述分类，如可更新资源物品、不可更新资源物品、物理结构服务、生物服务、生物地化服务、信息服务以及社会和文化服务（Mobergetal.,2003）其他分类：一次性服务，连续性服务；有形服务，无形服务。Daily,19971.净化空气；2.缓解干旱和洪水；3.废物分解和解毒；4.产生、更新土壤和土壤肥力；5.植物授粉；6.农业害虫控制；7.稳定局部气候；8.缓解气温骤变、风和海浪；9.支持不同的人类文化传统；10.提供美学和文化、娱乐。分类（示例）Costanza,1997气体调节气候调节扰乱调节水调节和水供应侵蚀控制和沉积保存土壤形成营养循环废物处理授粉生物控制庇护食物生产原料、遗传资源、娱乐、文化等17种类型MA（WGMEA,2003）供给（食物、淡水、薪材）调节（气候管理、疾病控制）文化（精神、娱乐、美学）支持（土壤形成、养分循环）形成和变化机制生态系统是生态服务与功能形成和维持的物质基础。在生态系统服务功能形成和维持过程中，生物多样性通过它在管理生态系统属性和过程中所起的作用与生态系统服务功能产生密切联系（Costanzaetal.,1997;Daily,1997;Naeem,2001;Loreauetal.,2002）。Colwell等（2000）和Gaston（2000）研究认为，影响生态系统服务功能变化的因素包括：外来的或内在的不同因素。外来的非生命因素如气候和地理，决定生态系统属性和过程存在的边界。在边界以内生物因素如丰富度、分布、动态和物种间功能变异的程度；调节生态系统过程的数量和变异如生产或分解。价值评价理论（Pearce,1995;McNeelyetal.,1990;Turner,1991）：生态系统服务总经济价值(Totalecosystemvalue)使用价值UseValue非使用价值Nonusevalue直接使用价值Directusevalue间接使用价值Indirectusevalue选择价值Optionvalue遗赠价值Bequestvalue存在价值Existencevalue可直接消耗的量功能效益将来的直接或间接使用价值为后代遗留下来的使用价值和非使用价值的价值继续存在的价值生物量娱乐生态功能生物控制生物多样性保护栖息地生存栖息地不可逆改变生存栖息地濒危物种价值评估的原因和目的1、有人认为人类和环境之间的相互作用并没有被社会价值体系决定，而是被决定生态系统内部相互作用的法则所决定（Limburgetal.,2002）。2、科学地表述生态系统物品或服务的价值，改善福利衡量的基础，表现社会公平和生态可持续性（Howarth&Farber,2002）。3、使社会决策机制尽力处理稀缺资源在各种竞争需求之间的分配（Dailyetal.,2000），表达生态系统服务功能边际变化对人们评价的其他事物的影响（Batabyaletal.,2003）。4、为PaymentsforEcosystmeServices(PES)服务。5、为环境管理、环境规划提供依据价值评价方法：经济学评价方法：市场基础评估技术、代理市场评估技术以及模拟市场评估技术（Chee,2004）。能值评价方法：能值核算以生产非货币化和货币化资源、服务和商品的太阳能单位（称为太阳能值）来表示其价值（Odum,2000）。效益转化方法：效益转换通常定义为在一个地方（研究地）估计的经济价值通过市场为基础或非市场基础的经济评价技术转换到另外的地方（政策地）（Brouwer,2000;Ruijgrok,2001;Leónetal.,2002;Barton,2002）。评价实例（全球）——Costanza,1997：Costanza等(1997)将全球生态系统根据土地覆盖区分为远洋，海湾，森林，草原，湿地，湖泊河流，农田等十五类生物群落，以生态服务供求曲线为一条垂直直线为假定条件，逐项估计了各种生态系统的各项生态系统服务价值。评价实例（全球）1：Costanzaetal.,1997图1全球生态系统服务价值组成气体管理气候管理干扰管理水管理水供应侵蚀控制土壤形成营养循环废物处理授粉生物控制息栖地食物生产原材料基因资源娱乐文化总价值:33万亿营养循环:51.7%文化价值:9.4%废物处理:6.9%扰乱管理:5.4%水供应:5.1%食物生产:4.2%评价实例1（全球）—Costanzaetal.,1997：单位面积服务价值服务价值构成（$/m2)（109$/a)（%）海洋0.05772094962.97远洋0.0252838125.19海岸0.40521256837.78海湾2.2832411012.35海草1.9004380111.43珊瑚礁0.60753751.13大陆架0.1610428312.87陆地0.08041231937.03森林0.0969470614.15热带森林0.2007381311.46温带森林0.03028942.69草地0.02329062.72湿地1.4765487914.67湖藻湿地0.999016484.95沼泽湿地1.958032319.71湖泊河流0.849817005.11农田0.00921280.38全球价值33268100评价实例1（全球）—Costanzaetal.,1997：Globalmapofthevalueofecosystemservices一个很有争议的评估2005年MA：生态系统服务MA：生态系统改变对人类福利的影响：国外研究现状评述：（1）从20世纪70年代开始至20世纪90年代中期，主要是对生态系统服务功能的概念、内涵和生态服务类型以及分类进行研究。同期，也在积极探讨有关生态资产和生态系统服务的价值评价理论和方法，为以后生态系统价值评估的开展和区域、全球生态系统服务评估框架的建立提供了重要的理论基础。20世纪90年代中期以来，生态系统服务及其价值评估的研究变成生态学研究的一个热点，广泛开展。（2）不同研究者采用了不同的研究角度Daily等：主要从生态学基础探讨生态系统服务及其价值Costanza等：则更多从经济学的角度研究生态系统服务的经济价值Turner：注重生态系统服务经济价值评估的技术与方法Naeem：更关注生态系统服务功能变化的机制千年生态系统评估（MA）：更加全面地关注生态系统服务与人类福利之间关系、变化的驱动因子、评价的尺度、评价技术与方法。国内生态系统服务研究进展我国真正开展生态服务功能研究，主要还是在1997年受COSTANZA论文的影响，一些学者自发地开展了该领域的探索。迄今为止，国家还没有重大的项目经费支持该领域研究。比较大的专门支持项目有：国家自然科学重点基金项目：我国典型生态系统的生态系统服务功能和经济价值评估，2001-2005科技部国际合作项目：中国西部生态系统千年评估，2002-2005其他途径：（1）各研究机构的领域前沿项目；（2）自然科学基金面上自由申请项目；（3）973，攻关等项目中的某个专题、某个方面等。国家环保局：中国生态系统服务功能区划在理论介绍方面刘晓荻（1998）：强调对于生态系统服务认识的重要性；欧阳志云（1999）：分析了生态系统服务功能特征；孙刚等（1999）：对生态系统服务与价值分类；李金昌等（1999）：初步总结了生态价值的含义与方法；诸大建（2000）：认为自然资本发起了一场新的产业革命；周亚萍等（2001）：讨论了生态质量与生态系统服务功能；谢高地等（2001）：对全球生态系统服务价值评估的评价。在生态价值的鉴别、量化和货币化方面生态系统服务的价值体现，即生态价值的鉴别、量化和货币化都很困难，目前世界上还没有关于生态价值成熟的定价方法，多是采用一些替代法计算，但由于不同人对参数选取的差异，所得结果往往差异很大。一般对生态系统的估价，都按不同的生态类型进行。在这一方面：钟声等（1998）介绍了环境价值评估的旅行费用法；孙刚（2000c，2000d）对生态系统服务的划价与核算方法的讨论；赵景柱等（2000）提出了生态系统服务的物质量与价值量评价方法;粟娟等(2000):引进了基于能量生态学理论能值分析方法张志强，杨开忠等（2000）：生态空间分析方法。研究现状评述：从20世纪90年代中期至今，生态系统服务功能研究在国内逐渐发展起来。最初研究更多的集中在对国外生态系统服务概念、内涵、评估方法的介绍以及对生态系统服务功能理论的探讨。1997年Costanza等有关全球生态系统服务功能经济价值的研究引起了国内学者的注意。众多专家和学者开始对全球、区域、城市以及单一生态系统或者单个物种生态系统服务及其价值评估理论与方法进行积极探讨。总的来说，我国系统的研究起步较晚，申请该领域研究经费困难，支持不强，取得的重大原创性成果还不多。尽管如此，近年来也出现了不少的工作，在多方面都有所进展，一方面研究水平正在与国际水平接近，另一方面，研究成果对国家的生态政策产生了重大影响。生态系统服务付费（PES）——生态补偿研究生态补偿机制研究的意义我们要建设的现代化是人与自然和谐共生的现代化，既要创造更多物质财富和精神