生态系统服务.ppt

《生态系统服务.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生态系统服务.ppt（30页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、生态系统服务 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一、一、全球全球生态系统服务价值的第一次评估生态系统服务价值的第一次评估生态系统服务（ecosystemservices）是指对人类生存和生活质量有贡献的生态系统产品（生态系统产品（goods）和服务）和服务(services)。产品是指在市场上用货币表现的商品，服务是不能在市场上买卖，但具有重要价值的生态系统的性能，如净化环境、保持水土、减轻灾害等。自Holdren和Ehrlich（1974）提出生态系

2、统服务概念以来，生态学界就给予很大重视，尤其是美国马里兰大学生态经济学研究所所长Costanza等（1997）在Nature杂志发表关于世界生态系统世界生态系统服务和自然资本的价值服务和自然资本的价值文章和出版Daily的生态系统服务：人生态系统服务：人类社会对自然生态系统的依赖性类社会对自然生态系统的依赖性一书以后，一个研究生态系统服务的热潮正在兴起，各国领导、科学家和公众对保护生物多样性的重要性认识和支持积极性都显然地提高。Castanza根据已出版的研究报告和少数原始数据进行最低估计，获得全球生态系统全球生态系统提供的服务总价值为：提供的服务总价值为：每年平均每年平均33万亿（万亿（16

3、-54亿）美圆亿）美圆，与之相比，1997年全球GNP的年总量为18万亿美圆，即全球生态系统服务总价值大约为当年全球为当年全球GNP的的1.8倍倍。下表是Roush简化后的数据。全球生态系统服务的价值（引自 Roush,Science,276:1029,1997）_生态系统 面积 价值 全球价值 （百万hm2）($/hm2.a)（$万亿/a)海洋 33,200 252 8.4近海水域 3102 4052 12.6热带森林 1900 2007 3.8其它森林 2955 302 0.9草地 3898 232 0.9湿地 330 14,785 4.9湖泊河流 200 8498 1.7农田 1400

4、92 0.1 全球总价值全球总价值 =33.333.3万亿美圆万亿美圆 八种生态系统的比较，说明单位面积价值最高的是湿地（$14785）,其次是湖泊河流（$8.494），然后是近海水域($4.052)，热带森林（$2.007），其它森林（$302），海洋（$252）草地，而农田最低（$9)森林生态系统的意义，尤其是热带森林，是大家谈得最多的：中小学课本都有介绍：如保持水土、调节气候，净化空气、提供野生动物栖息地等。湿地的主要生态系统服务功能是：1）湿地是初级生产力最高的生态系统最高的生态系统，如芦苇塘；与森林比较，其不进行生产的支持组织的量的；2）湿地又称“自然之肾自然之肾”、调节自然界的谈水

5、量，具有抗干旱和抗洪水的能力。3）湿地湿地在养分循环养分循环上具有特别重要意义；4）湿地在净化环境污染物净化环境污染物方面有重要的作用。5）鸟类等生物多样性很高生物多样性很高。继Costanza之后，BioScience(Dec1997，47（11）：747)又报道了美国生物多样性经济价美国生物多样性经济价值初步估计值初步估计的文章，估计美国每年从生物多样性，如有机废物处理、土壤形成和生物固氮等，可以获得3千亿美圆千亿美圆。根据1998年出版由国家环境保护局主编的中国中国生物多样性国情研究报告生物多样性国情研究报告发表的我国生物多样性价值初步统计，直接使用价值达直接使用价值达2000亿美圆亿美

6、圆/年，年，间接使用价值达间接使用价值达4万亿美圆万亿美圆/年年。对于生态系统服务，有几点认识是值得强调的对于生态系统服务，有几点认识是值得强调的：1。只要自然生态系统存在，各种生态过程在正常的运行着，不管只要自然生态系统存在，各种生态过程在正常的运行着，不管人们是否认识其意义和估计了它的价值，它都给居住在地球上的人人们是否认识其意义和估计了它的价值，它都给居住在地球上的人类，提供着无偿的、或有偿的服务。类，提供着无偿的、或有偿的服务。生态系统服务都是生态系统服务都是客观存在客观存在的，的，它是与生态过程紧密地结合在一起的它是与生态过程紧密地结合在一起的。生态系统，包括其中各种生。生态系统，包

7、括其中各种生物种群，在自然界的运转中，充满了各种生态过程，同时也就产生物种群，在自然界的运转中，充满了各种生态过程，同时也就产生了对人类的种种生态系统服务。另一方面，了对人类的种种生态系统服务。另一方面，由于生态系统服务在时由于生态系统服务在时间上是从不间断的、所以从某种意义上说，其总价值是无限大的间上是从不间断的、所以从某种意义上说，其总价值是无限大的。全人类的生存和社会的持续发展，都要依赖于生态系统服务。全人类的生存和社会的持续发展，都要依赖于生态系统服务。2。最重要的生态系统服务价值多数是没有进入市场的间接价值，对环境和生命维持系统的许多重大调节功能，例如CO2和O2平衡，水土保持、土壤

8、形成、净化环境等。这部分价值在以往被人们认为是可以“免费”使用的、“公共的”、“自然恩施”，社会对此并没有任何控制。并且其价值明显地大于可以作为买卖的直接价值。要使公众和政府认识生物多样性保育的重大意义，其主要困难就在于人们如何把有价值的自然生态过程的种种机理都能认识和掌握，并加以定量，把非财政利益翻译为财政利益。但是，传统的经传统的经济学并没有估计这类生态系统服务的间接价值，因此，很多学者认济学并没有估计这类生态系统服务的间接价值，因此，很多学者认为，发展生态经济学是当前重要的任务。为，发展生态经济学是当前重要的任务。从这个意义上说，生态系统服务的价值，就是现在所称为的自从这个意义上说，生态

9、系统服务的价值，就是现在所称为的自然资本，生态经济学的迫切职责，就是要把它估计出来。然资本，生态经济学的迫切职责，就是要把它估计出来。3。生态系统服务中，有不少是跨地区跨地区、超越国界超越国界的，例如热带森林对于保护良好气候和减少温室气体上具有重要的作用。不少属于这一类生物多样性的生存价值（existence value），其价值不能从本地生物资源直接获得，而依附于别的国家的、遥远的生态系统。因为世界发展中国家多数为富有生物多样性的，而发达国家由于其发达的企业，许多环境污染物（如燃料消费和化学物生产）的产生往往大部分来源于它们。国际保护署曾为此偿还发展中国家某些债务，以交换其为生物多样性的保护

10、所做出的贡献，即所谓以货易货的自然债务的原则。同样，我国东部人民也依赖与西部公众的生物多样性的保护。广东北部是山区，东南部是发达地区，同样应该支持欠发达的山区。4。Costanza还提出，据此研究可以得到一个重要结论：社会应彻底检查和修改其环境和经济政策，例如对湿地丧失收取税收。当然，也有学者说，每个生态系统是不同的，通用的环境税可能会导致某一些地区的过保护，和另一些地区的低保护。不过，后者显然是可以通过试行和在实践中的修正而解决的。过保护和低保护的提法，表明了他们既反对只就发展经济而忽视自然保护、又反对只要保护不能开发的两种极端片的观点。5。Holmhand等（1999）把生态系统服务划分为

11、基本的和需求推动的两类，前者指维持生态系统功能和稳定性所必须的，它们都是人类生存的基本前提，通常没有与市场的经济价值发生直接的联系。后者如食品、水产养殖和药用植物种植的产品等，它们由人类需求和直接经济价值所驱动，并依赖于自然生态系统。因此对于人类而言，获取产品和维持稳定生存条件的基获取产品和维持稳定生存条件的基本生态系统服务之间常常有一个权衡（本生态系统服务之间常常有一个权衡（trade-off）问题）问题。例如，过多的种植和养殖系统必然会影响到自然生态系统对人类提供的基本服务。对此如何进行协调，正确的定量的评估两类生态系统服务的价值也是正确做出决策的基础。而这一点正是人们所容易忽视的。下表提

12、供了各种生态系统服务项目在各类生态系统中的相对重要性，尽管Costanza的数据是初步的，但是对对于于我我们们了了解解各各类类生生态态系系统统在在那那些些服服务务方面最为要紧是有参考意义的方面最为要紧是有参考意义的。全球各种生态系统服务的年平均价值全球各种生态系统服务的年平均价值1234567891011121314151617生物生物每每1ha全球全球群落群落气体气体气候气候干扰干扰水调水调水供水供防侵防侵土壤土壤养分养分废物废物传粉传粉生物生物避难避难食物食物原材原材基因基因休闲休闲文化文化价值价值总值总值调节调节调节调节调节调节节节应应蚀蚀形成形成循环循环处理处理防治防治所所生产生产料料

13、资源资源游乐游乐海洋海洋381185150762528.381海岸海岸883.67738893482624.05212.568热带林热带林2235682451092287323154111222.0073.813其他森林其他森林880108745025362302894草地草地7032918725236702232960湿地湿地1334.539153.8004.17730425610657488114.7854.879湖泊湖泊/河流河流5.4452.117665412308.4981.700农田农田14245492128总计总计13416841.7791.1151.6925765317.075

14、2.2771174171241.386721798153.10533.268例如：1）湿地湿地在养分循环、抗干扰和调节、废物处理上具有特别重要意义；2）湖泊河流湖泊河流对水调节和水供应、闲旅游具有重要作用；3）热带森林热带森林的提供项目较多，从养分循环、原材料提供、到防侵蚀、气候调节和休闲旅游、基因资源等；3）近海水域近海水域对于养分循环、食品生产和抗干扰调节也具有不少贡献。把这些点与我们以前所学的生态学知识相联系起来，不但很容易得到理解，而且证明我们所学生态学原理的应用价值，并说明生态学工作者年对各级领导能提出有价值的建议。总结生态系统服务价值估计的重要意义总结生态系统服务价值估计的重要意义

15、 其重要意义表现在：1）生态系统服务估价较好地反映了自然资本生态系统服务估价较好地反映了自然资本(naturalcapital)的的价值价值，它在提高公众对生物多样性重要性意识和国家领导人作出保护生物多样性和生态系统的决策的决心。过去的实践表明这是非常重要的，因为人们通常容易把发展经济与保护自然环境对立起来。2）它从理论上说明，生态系统的许多服务项目，是人类几乎无法它从理论上说明，生态系统的许多服务项目，是人类几乎无法用其它方式替代的用其它方式替代的。据估计，要想通过人类自己来解决这些服务，每年至少要花人均九百万美元。3）各种生态系统服务项目在各类生态系统上的相对价值，有助于各种生态系统服务项

16、目在各类生态系统上的相对价值，有助于说明其对于人类社会持续发展的相对重要性说明其对于人类社会持续发展的相对重要性，从而为各级政府有关部门在制定具体方案和采取措施中提供了背景值。也有助于解释生物多样性为什么正在损失。毕竟这项研究还是初步的，也存在不少问题毕竟这项研究还是初步的，也存在不少问题。例如，在地球上的生态系统中，人们对荒漠、冻原等生态系统还没有充分研究资料；即使已经有很多资料的生态系统，也会有人们忽视或没有认识的重要服务项目；在不同洲和不同区域的同一类生态系统，其生态过程也可能有重要的区别，它们也必然会影响到其服务的价值。因为生态系统生态学的理论本身还处于尚未充分发展的阶段，所以，全球生

17、态系统服务价值的研究只能说是一种探索性的研究，不可避免地有其局限性。但是，最重要的是，这项研究刺激了生态系统服务的进一但是，最重要的是，这项研究刺激了生态系统服务的进一步研究，包括步研究，包括生态系统模型的构建、自然生态与社会经济生态系统模型的构建、自然生态与社会经济的结合、全球生态系统更深层次的研究的结合、全球生态系统更深层次的研究。二、对于生态系统服务价值评估的争论二、对于生态系统服务价值评估的争论Costanza(1997)的文章在Nature发表以后，媒体反响很大，到2002年2月，科学期刊的引用就达到375篇，还有四种刊物出版了“生态系统服务价值评估”的专刊或论坛（Ecologica

18、lEconomics1999年2期，BioScience2000年4期，Ecosystem2000年3期，EnvironmentalScienceandTechnology2000年8期）。这一方面说明了问题的重大，这些概念和方法有助于指导人类在发展经济与保护自然之这些概念和方法有助于指导人类在发展经济与保护自然之间进行权衡时作出科学和合理的决策，以使人类社会得以间进行权衡时作出科学和合理的决策，以使人类社会得以持续生存和发展。持续生存和发展。另一方面也表明还有许多争论。下面以Ecosystem2000年3期的某些观点进行简单介绍。ECOSYSTEMS（其主编是（其主编是Carpenter a

19、nd Turner）,2000,vol 3,Issue 1 组织了一批文章，专门讨论：组织了一批文章，专门讨论：生态系统服务价值的评估生态系统服务价值的评估（valuationofecosystemservices）第一篇：第一篇：OpeningtheBlackBoxes:EcosystemScienceandEconomicValuationStephenR.Carpenter*andMonicaTurner该文章题目就是打开黑箱。他们在强调评估意义时，并指出经济学家和生态学家对此还有不少争论。因此，他们邀请了各方著名的自然和社会科学家，写文章讨论生态系统服务的评估问题。SocialGoal

20、sandtheValuationofEcosystemServicesRobertCostanza：综述了评估的动机，并区分了导致研究途径和方法不同的三种目的：efficiency，fairness（公平），sustainability。Ecosystem Valuation under Uncertainty and IrreversibilityJean-Paul Chavas 综述了经济学家评估这个问题的各种途径，并指综述了经济学家评估这个问题的各种途径，并指出了这种评估是在不确定的和不可逆性的情形下进行的。出了这种评估是在不确定的和不可逆性的情形下进行的。Shadow Pricing

21、in Economics David A。Starret 预示了从经济学价值概预示了从经济学价值概念看生态学评估的念看生态学评估的“阴暗面阴暗面”。ValuatingEcosystemServicesGeoffreyHeal讨论了从经济学评估的前景讨论了从经济学评估的前景,并认为生态学家可能把并认为生态学家可能把焦点投放到激励机智上将会有更好的效果。焦点投放到激励机智上将会有更好的效果。ValuationofEcosystemServicesinInstitutionalContextLowellPritchardJretal指出，生态学价值是自然指出，生态学价值是自然-社会互作社会互作的动态

22、变化结果，并认为在选择对策时考虑可适应管理的的动态变化结果，并认为在选择对策时考虑可适应管理的重要性，这是解决生态的、社会的、和政治的不确定性的重要性，这是解决生态的、社会的、和政治的不确定性的比较好的方法。比较好的方法。很明显，在当时的条件下，对于生态系统服务的评估问题的看很明显，在当时的条件下，对于生态系统服务的评估问题的看法是很不一致的，争论是相当大的。法是很不一致的，争论是相当大的。我们就以Heal文章的结论来说：“强调对于生态系统及其服务进行评估，这可能是错了位，经济学不可能对自然环境对社会的重要性作出估价，只有生物学才能做。经济学的作用是帮助设计制度，使制度为保护重要的自然系统提供

23、激励机制，并调节人类对于生物圈的影响，使其保持持续。（例如，热带森林保护与它成为二氧化碳汇，如果给森林土地所有者$100-150/公顷年.)。（这正说明两个学科还没有很好的结合）。还有学者设想，要考虑生态系统的复杂性和弹性，用非线形和动态行为、可适应制度（adaptiveinstitution）来综合经济学和生态学两种评估方法（Pritchardetal，Ecosystems，3：36-40，2000）,可能是最有希望的。但是，这只是一种有价值的思路，在当时还没有见到这样的研究论文。三、生态系统服务价值研究的最近进展三、生态系统服务价值研究的最近进展今年的今年的EcologicalEconom

24、ics2002年年3期是关于生态系统服务期是关于生态系统服务价值及其动态的专刊，它反映了这方面的进展价值及其动态的专刊，它反映了这方面的进展SPECIALISSUE:TheDynamicsandValueofEcosystemServices:IntegratingEconomicandEcologicalPerspectives这期专刊的题目是生态系统服务的价值及其动态，专刊包括这期专刊的题目是生态系统服务的价值及其动态，专刊包括12篇篇论文，目的是说明生态系统服务价值评估的概念与方法。论文，目的是说明生态系统服务价值评估的概念与方法。这是国家生态分析和综合中心这是国家生态分析和综合中心(N

25、CEAS)支持的三年研究结果。这些支持的三年研究结果。这些文章覆盖了生态系统服务和动态问题的概念的、经验的和模型的文章覆盖了生态系统服务和动态问题的概念的、经验的和模型的方面。方面。它对于长期争论的问题提出了新的回答，在研究过程它对于长期争论的问题提出了新的回答，在研究过程中也发现了关于生态系统服务价值评估的许多新的有兴趣的问题中也发现了关于生态系统服务价值评估的许多新的有兴趣的问题.（一）我认为下面这篇文章是最重要的（一）我认为下面这篇文章是最重要的：Modelingthedynamicsoftheintegratedearthsystemandthevalueofglobalecosyst

26、emservicesusingtheGUMBOmodelpp.529-560RoelofBoumans,RobertCostanzaa1,JoshuaFarleya1,MatthewA.Wilsona1,RosimeiryPortelab,JanRotmansc,FerdinandoVillaaandMonicaGrassod它报道一个新的模型它报道一个新的模型：全球统一的、生物圈的、：全球统一的、生物圈的、meta-模型（模型（globalunifiedmetamodelofthebiosphere(GUMBO)），为什么叫为什么叫meta-模型，因为它模型，因为它综合和简化了现有的自然和社

27、会科学综合和简化了现有的自然和社会科学中现有的全球动态模型，是中等复杂程度的模型。中现有的全球动态模型，是中等复杂程度的模型。模型的目的是模型的目的是模拟综合地球系统，估计生态系统服务的价值和动态。模拟综合地球系统，估计生态系统服务的价值和动态。GUMBO模型有234状态变量状态变量,930总变量和总变量和1715参数参数.GUMBO是在动态地球系统中关于人类技术、经济生产和福利、和是在动态地球系统中关于人类技术、经济生产和福利、和生态系统服务之间包括动态反馈的生态系统服务之间包括动态反馈的第一个全球模型。第一个全球模型。Fig.1.Basic structure of GUMBO.The h

28、ydrosphere,lithosphere,and biosphere are reproduced for each of 11 biomes.STELLAdiagrams to indicate the general complexity of the structure of each sphere are given in Figs.29.The full model and equations areavailable for download at:http:/iee.umces.edu/GUMBO.GUMBO包括若干子模型，模拟通过气圈、岩圈、水圈和生物圈的碳、水和包括若干子

29、模型，模拟通过气圈、岩圈、水圈和生物圈的碳、水和营养物流。社会和经济动态在人类圈之内模拟。营养物流。社会和经济动态在人类圈之内模拟。GUMBO连接这五个圈，通过连接这五个圈，通过11biomes,包括了地球的整个表面包括了地球的整个表面。对每一个对每一个biomes的的11种生态系统服务的动态进行了模拟和种生态系统服务的动态进行了模拟和价值估计。价值估计。14个关键变量具有个关键变量具有1900-2000年的定量的时间系列数据，年的定量的时间系列数据，经相关分析，其平均经相关分析，其平均R2是是0.922。在假设了未来的技术变化、投资对策和其它因素的情况下，模拟了未来，并估计了各种情况下能够支

30、持经济活动和人类福利的生态系统服务价值。用这个方法估计的全球生态用这个方法估计的全球生态系统服务价值大约是系统服务价值大约是2000年世界总生产值（年世界总生产值（GWP）的）的4.5times.本模型能够下载，并且在一般的PC机上运行，允许使用人探讨系统的复杂打通，预测各种假设下的情况。（二）（二）模型是怎样估计市场和非市场价值的？下篇文章作了回答模型是怎样估计市场和非市场价值的？下篇文章作了回答PaulC.SuttonandRobertCostanzaGlobalestimatesofmarketandnon-marketvaluesderivedfromnighttimesatellit

31、eimagery,landcover,andecosystemservicevaluation（509-527）用用1km2精度的两类人造卫星图象估计全球市场和非市场的价值。精度的两类人造卫星图象估计全球市场和非市场的价值。GDP(国内生产总值国内生产总值)与被测国家散发的光能总量与被测国家散发的光能总量(LE)（用夜间卫（用夜间卫星图象）是相关的。星图象）是相关的。散发的散发的LE，在空间上比整个国家的，在空间上比整个国家的GDP更加更加能说明问题，可能是更正确的指标，它可以直接观察，并容易以年能说明问题，可能是更正确的指标，它可以直接观察，并容易以年为基础更新。为基础更新。就我们所知，这是

32、第一张这样高精确度就我们所知，这是第一张这样高精确度(1km2)的全的全球市场经济活动产出图。球市场经济活动产出图。ESP（生态系统服务生产总值、生态系统服务生产总值、Ecosystemservicesproduct)是一种是一种重要的非市场价值。我们用重要的非市场价值。我们用IGBP土地覆盖数据集和单位生态系统土地覆盖数据集和单位生态系统服务价值服务价值（Costanzaetal.ValuingEcosystemServiceswithEfficiency,FairnessandSustainabilityasGoals.Natures Services,IslandPress,Washin

33、gtonDC,pp.49-70）估计了生态系统服务生产估计了生态系统服务生产，即，即1km2精度的精度的ESP值。值。按国家计算，并且绘出了每平方公里象素的全球图。结果显按国家计算，并且绘出了每平方公里象素的全球图。结果显示了示了GDP,ESP,和和SEP的详细空间分布格局。这些图可以从下面的详细空间分布格局。这些图可以从下面的网址获得的网址获得：http:/www.du.edu/psutton/esiindexisee/EcolEconESI.htm全球分布：全球分布：GDP集中在北半球工业发达国家，集中在北半球工业发达国家，ESP集中在热带地区、湿地和其它海岸系统。集中在热带地区、湿地和其

34、它海岸系统。GDP/capita依然集中在北半球工业发达国家；而依然集中在北半球工业发达国家；而ESP/capita则分别比较复杂，有不同情况。则分别比较复杂，有不同情况。（三）生态系统服务价值的评估（三）生态系统服务价值的评估MurrayG.PattersonEcologicalproductionbasedpricingofbiosphereprocessesP.457-478本文应用本文应用1994年的生物圈数据所作的生态学评价结果表明，生年的生物圈数据所作的生态学评价结果表明，生态系统服务的总价值接近于态系统服务的总价值接近于$US25trillion，这个值与，这个值与Costanzaetal.(1997)研究的值研究的值$US33trillion是可以相比较的是可以相比较的。我们分析的结果也显示，全部可市场化产品的市场价格与影子生态价格(shadowecologicalprice)是彼此相符的，只有化石燃料是被市场所低估的。