第五章：生态系统服务

第五章生态系统服务《环境生态学导论》（第二版）盛连喜主编普通高等教育“十一五”国家级规划教材目录第一节生态系统服务的定义与研究进展•一、生态系统服务的内涵及其意义•二、生态系统服务研究的发展第二节生态系统服务功能的主要内容•一、有机质的生产与生态系统产品二、生物多样性的产生与维护三、调节气候•四、减缓灾害五、维持土壤功能六、传粉播种七、控制有害生物八、净化环境•九、感官、心理和精神调节十、美学和文化创作的源泉第三节生态系统服务的功能价值及其评估•一、环境经济学与资源价值二、生态系统服务功能价值的特征•三、生态系统服务功能价值的分类四、生态系统服务功能价值的评估方法第四节全球主要生态系统服务的功能价值•一、全球生态系统服务的价值二、中国生态系统服务的价值•三、生态系统服务价值研究实例第一节第一节生态系统服务的定义与研究进展•一、生态系统服务的内涵及其意义•二、生态系统服务研究的发展一、生态系统服务的内涵及其意义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。但服务、功能与产品三者是紧密相关的。生态系统功能是构建生物有机体生理功能的过程，是维持为人类提供各种产品和服务的基础。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。生态系统服务二、生态系统服务研究的发展Costanza等13位生态学家估算了全球生态系统功能的效益总价值。GorgeMarsh是第一个用文字记载生态系统服务功能作用的人。Vogt第一次提出了自然资本的概念。Holdern和Ehrlich于1974年首次提出了生态系统服务的概念。Daliy《生态系统服务：人类社会对自然生态系统的依赖性》第二节第二节生态系统服务功能的主要内容•一、有机质的生产与生态系统产品二、生物多样性的产生与维护•三、调节气候四、减缓灾害五、维持土壤功能•六、传粉播种七、控制有害生物八、净化环境•九、感官、心理和精神调节十、美学和文化创作的源泉一、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。生态系统还是重要的能源来源。自然生产的多样性高而集约性低。二、生物多样性的产生与维护生物多样性形成了一种“超结构”，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少或限制在一定的范围内。三、调节气候绿色植物具有的防风、增湿、调温等改善气候的功能。绿色植物在生物生产中同时调节着大气中氧气变化，保证生命活动的基本气候条件。森林的生物量占地球全部植物生物量的90%左右，是主要的有效碳贮库之一。四、减缓灾害森林、草原等自然生态系统是天然蓄水库，被称为“水利的屏幕”生态系统复杂的组成与结构还能涵养水分，减缓旱涝灾害。五、维持土壤功能3．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。生态系统对土壤的保护主要是由植物承担的：1．高大植物的林冠拦截雨水，削弱雨水对土壤的溅蚀力；2．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；1．为植物的生长发育提供场所；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；4．土壤肥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。土壤的生态服务功能：六、传粉播种有些种类的植物还需要动物传播和散步种子。大多数鲜花植物需要动物传粉才得以繁衍，这是动、植物互利共生的一种形式，是人工所不能代替的。七、控制有害生物在自然生态系统中，有害生物往往受到天敌的控制，有人估计，对农作物在有害的生物中，有99%的种类可以利用自然天敌而得到有效控制，这不仅可以给人类带来了巨大的经济效益，而更重要的是减少了化学农药的大量使用，以及对环境的污染和对人类健康的威胁，增强自然生态系统的自我调控能力。八、净化环境湿地在水循环系统中发挥着重要作用，由于湿地中生长着大量的水生植物，而且其中的绝大多数种类又对多种污染物具有很强的吸收净化能力。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。九、感官、心理和精神调节人类在长期自然历史演化过程中形成了与生俱来的欣赏自然享受生命的能力和对自然的情感心理依赖。十、美学和文化创作的源泉自然生态环境深刻地影响着人们的美学倾向、艺术创造和宗教信仰。自然是人的精神上高层次追求和发展的重要源泉。第三节第三节生态系统服务的功能价值及其评估•一、环境经济学与资源价值•二、生态系统服务功能价值的特征•三、生态系统服务功能价值的分类•四、生态系统服务功能价值的评估方法二、环境经济学与资源价值环境经济学家将环境资源的价值称为总经济价值（totaleconomicvalue,TEV），包括两个部分：使用价值（usevalue,UV），或有用性价值；非使用价值（nonusevalue,NUV）或内在价值。使用价值是指当某一物品被使用或消费的时候，满足人们某种需要或偏好的能力；非使用价值则相当于生态学家所认为的某种物品的内在属性，它与人们是否使用它无关。一、生态系统服务功能价值的特征6．负效益性使用价值：如粮食、果品、畜禽、水产品、林木等。生态效益：如水土保持、调节气候、防风固沙、娱乐休息等对社会和人民生活也起着非常重要的作用。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．共享性生物资源和环境资源结合起来形成“生态资源”产生生态效益，具有如下特征：二、生态系统服务功能价值的分类根据产品是否具实物性将生物资源价值分为：（一）有关的分类系统1．McNeely系统根据产品是否经过市场贸易和是否被消耗的性质将这两类价值划分：消耗性使用价值生产性使用价值非消耗性使用价值选择价值存在价值间接价值直接价值联合国环境规划署《生物多样性国情研究指南》（1993）将生物多样性价值划分为：Pearce，1994年将环境资源的价值分为：2．UNEP系统3．Pearce系统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消极价值直接使用价值间接使用价值遗产价值存在价值使用价值：非使用价值：选择价值4．OECD系统总经济价值总经济价值非使用价值选择价值遗传价值存在价值间接使用价值直接使用价值可直接消费的产品功能效益将来的直接和间接使用价值为后代保留使用价值和非使用价值认识到继续存在的价值例如基于道德信念•食物•生物量•娱乐•健康•生态功能•防洪•风暴防护•生物多样性•保护生境•生境•不可逆转的改变•生境•濒危物种对个人而言，价值的“有形性”减少OECD生物多样性经济价值分类系统（薛达元，1997）6．中国价值分类体系“准选择价值”——产生于作出了现在进行保护还是开发的决策之后的信息的价值5．Peaece和Warford系统总经济价值直接使用价值间接价值潜在使用价值存在价值潜在选择价值潜在保留价值有机物质生产维持大气CO2和O2的平衡营养物质循环与贮存水土保持涵养水源产品及加工品直接使用价值：服务价值：旅游观光价值科学文化价值畜力使役价值林业农业畜牧业渔业医药业工业消耗性利用价值（二）生态系统服务功能价值类型及其内涵1．直接价值显著实物型直接价值指没有经过市场而被当地居民直接消耗的生物，如薪柴和野味肉品等。消耗性使用价值生产性使用价值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、薪材、野味等产品对国民经济具有重要影响。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等等。2．间接价值主要是指生态系统的功能价值，或环境的服务价值，国外常称之为“环境的公益效能”。这里的环境效能主要指生命支持系统相关的生态服务。生态系统的功能价值趋向于对地方社区或全社会提供服务，常高于直接价值。生态系统的间接价值与直接价值之间有直接的依赖关系，直接价值经常有间接价值衍生出来。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。选择价值不一定都是正的。支付愿望可分为3种情况：3．选择价值为自己将来利用为自己子孙后代将来利用为别人将来利用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。遗产价值还体现在当代人为他们的后代将来能受益于某种资源存在的知识而自愿支付其保护费用。遗产价值反映了代际间利他主义动机和遗产动机，可表述为代际间“替代消费”和代际间利他主义。存在价值又被称为内在价值，是指人们为确保某种资源继续存在而自愿支付的费用。存在价值是资源本身具有的一种经济价值，是与人类利用无关的经济价值，也与人类存在与否无关。5．存在价值三、生态系统服务功能价值的评估方法（一）市场定价与替代花费法1．市场价格法市场价值法即以生态系统提供的商品价值为依据：iiiiaRPL1La——生态环境造成产品损失的价值；Pi——i种产品市场价格；Ri——i种产品生态破坏减少量。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。有3种形式：费用支出法总支出法区内支出法部分费用法游客的费用总支出。游客在游览区内支出的费用。游客支出的部分费用如以交通费、门票费、餐饮费和住宿费。不能真实地反映自然资源的实际价值；许多费用并不是为享受而支出；该方法适用于游客多的地点。缺点：2．替代花费法某些环境效益和服务虽然没有直接的市场可买卖交易，但具有这些效益或服务的替代品的市场和价值，通过估算替代品的花费而代替某些环境效益或服务的价值，称为替代花费法。缺点：在于生态系统的许多功能是无法用技术手段代替的，而且难以准确计量。3．生产成本法生态代价：生态破坏的经济损失以及为消除这些损失而须支付的费用，统称“生态代价”。人们把失去使用机会的方案中能获得的最大收益称为该资源选择方案的机会成本。其中：Lc——资源损失成本的价值；Si——资源单位机会成本；Wi——资源损失的数量。机会成本法iiiiaRPL1一种资源破坏了，我们可以把恢复它或保护它不受污染或不受破坏所需要的费用，作为该环境资源被破坏带来的经济损失。iiibCL1Lb——恢复前的经济损失Ci——恢复所需的费用恢复和保护费用法恢复费用技术的一种特殊形式，它是在生态环境破坏以后，人工建造一个工程来代替原来的环境功能。影子工程法通过旅行费用而代替进入景点的价格求出环境物品的消费者剩余。根据环境物品价格与购买数量之间的经验关系，即：（二）环境偏好显示法1．旅行费用法（TCM）Q=f（p，X）主要用于户外娱乐活动。用来评价某一地点，或一组地点的研究。总消费者剩余，非总旅游价值。Q——购买的数量p——价格X——一系列社会经济变量其中：2．享乐价格法（HPM）HPM的主要步骤有：①度量环境属性；②描述享乐价格函数；③数据收集；④相关性分析；⑤获得环境改善的需求曲线通过需求曲线了解个人对环境的支付意愿。HPM主要适用于评估当地空气和水质的变化、噪声骚扰，特别是飞机和公路交通噪声；对社区福利舒适程度的影响及在城市贫穷地区街区改进计划的影响评估等。规避行为的主要形式有：3．规避行为和防护费用法规避行为的主要步骤有：①识别有害的环境因素；②确定受影响的人群；③信息来源。①防护费用；②购买环境的替代品；③搬迁。有些商品可被视为环境质量的替代物。当环境质量改善时，在这些替代品上的花费将会下降（OECD，1995）。规避行为主要被用于评估大气、水或噪声污染；土壤侵蚀、土地滑坡或洪水、土壤肥力、土地退化及海域和海岸带的污染和侵蚀等。局限性：①研究留下的人对环境变化的反应会低估环境的实际破坏程度；②人们不能找到完全替代环境质量的物品，仅能部分替代环境；③购买环境替代品常常是在采取行动前忍受一定程度的环境损害；④防护费用法