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(生态学专业论文)广东热带退化森林生态系统恢复的生态经济价值研究.pdf.pdf 免费下载
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摘要 论文题目:广东热带退化森林生态系统恢复的生态经济价值研究 专业生态学 博士生:虞依娜 指导教师:彭少麟教授 摘要 本研究以恢复生态学、生态经济学和经济学理论为指导,在对相关领域的研究进 行系统分析的基础上,以广东小良退化生态系统作为研究案例,探讨了生态恢复经济 学的概念,建立了生态恢复经济学的评估指标体系;采用价值评估方法对退化生态系 统恢复过程的生态经济价值进行动态评估。评估生态恢复过程的经济价值,建立相关 的理论与方法,对于科学合理管理森林资源实现可持续发展具有现实的意义。本研 究试图为生态恢复经济学的学:科发展提供基础性理论,为生态恢复的实践提供理论支 撑,为我国可持续发展的政策与生态保护提供科学依据。主要工作和研究成果为: 1 探讨了生态恢复经济学的理论 首次提出了生态恢复经济学的涵义。生态恢复经济学是建立在动态性、发展性和 生态性基础e 的多种理论有机整合,是通过运用恢复生态学和经济学理论而交叉形成 的生态经济分支学科。可以说,生态恢复经济是指利用生态退化与生态恢复的经济规 鹪进行各种经济活动所获得的效益。生态恢复经济学则是以人类可持续利用为核心, 研究生态系统退化、恢复和重建过程中生态系统与经济系统之间的客观运动规律及其 机理的一门科学。 首次建立了生态恢复经济学的评估指标体系。生态恢复经济学评估指标体系主要 包括服务功能和经济价值两部分指标。服务功能包括产品服务功能调节服务功能和 文化服务功能;经济价值包括直接使用价值、间接使用价值、选择价值和非使用价值。 i 广东热带退化生态系统恢复的生态经济价值评估研究 2 实例评估了热带广东小良退化生态系统的生态恢复经济价值的动态过程 以广东热带退化生态系统小良为研究案例,对其恢复过程中的生态经济价值进行 了动态评估。随着广东热带退化生态系统小良植被的不断阪毙生态环境得到改善其 林木生长量不断提蔬土壤侵蚀减少,退化生态系统经过恢复所提供的服务功能总量 及其单位面积价值逐渐提高。经过4 5 年的恢复,小良退化生态系统的恢复经济价值从 初始状态5 0 9 元厅眦2 上升到1 1 9 0 7 0 元压l m 2 。随着恢复时间的变化,其增长趋势逐渐放 缓。o 一1 5 年,恢复经济价值一直是以超过1 白勺:速度增长,1 5 年后其增长速度开始降低 2 0 年后逐渐平缓分别是7 8 、4 僦、4 7 、2 、蹴、1 似。如果按照价值枷戋来 进行比较,研究表明直接经济价值由初始状态的1 0 1 元压m 2 升至4 5 年后的3 2 7 8 2 元 恤n 2 ;间接经济价值由初始状态的4 0 8 元脯升至4 5 年后的8 6 2 8 8 元腊,间接经济 价值是直接经济价值的3 倍以上。由于价格消费指数跟人们实际经济生活紧密相联, 受经济增长影响较大。因此,研究中对生态恢复经济价值动态评价选取价格消费指数 进行调整。退化生态系统经过长时间的恢复以后它可为人类提供许多生态经济价值 间接经济价值大于直接经济价值,而且这种价值对人类的贡献与提供产品本身同样重 要。 从各项服务功能在退化生态系统恢复过程中所提供的价值量来雹释放氧气 固 碳 林木产品( 直接使用价值) 保持土壤 调节气候 涵养水源。各项服务功能的 经济价值表现趋势各不相同:土壤保持服务功能和调节气温两者的表现最明显。当恢 复到2 0 年后土壤保持量基本保持不变其土壤保持经济价值也出现同样的趋孰而调 节气温价值恢复到1 5 年时,其价值开始出现波动性增长。 3 首次论证了生态恢复经济价值具有库兹涅茨曲线的特征 在退化生态系统恢复初规随着人均g d p 增长,生态恢复经济价值差距由低到商 到达某个临界点( 拐点) 后,随着人均g d p 增长生态恢复经济价值的差距又由高趋 低。即退化生态系统生态恢复经济价值差别与经济增长之间呈倒u 形关联。这种关 系与库兹涅茨提出的收入差别与经济增长之间关系相似称之为生态恢复经济库兹涅 摘要 茨曲线。所以本研究认为在生态恢复经济发展过程中存在库兹涅茨曲线规律,并把它 称之为生态恢复经济库兹涅茨曲线。 关键词:生态恢复经济学;动态评估;评估体系;库兹涅茨曲线;小良退化生态系统 m 广东热带退化生态系统恢复的生态经济价值评估研究 t i t l e :r e s 昀r c ho nt h e e c o l o 垂c a l e c 伽o m i cv a l u ef o rt h e r e s t o m t i 蚰0 ft r o p i 船ld e g m d e df o i 髑te c o 呵s t e m si i lg o n g d 伽g m a j o r :e c o l o g y n a m e :y i i i ay u s u p e r v i s o r :p i 0 s h a o hp e n g a b s t r a c t p 1 e 鼢吐陀a r c :也b 日s o do n 也e 也d 筋o f 恐咖硪妇le 0 0 b g 蜘0 0 0 b g i c a le c o n o m y , 黜疵s ,a n da l s 0 曲驴崎i s0 fa l l 妇岫斌t a k e n 位x i a o l i a l l g 蛔谢e d e c 0 啊肌勰ac 蹴吣删缸吐鼬巧0 n ne c 0 舛e i l l 咖i o l l ,a n d 肌 砌硫驰e n l 幻魁硎妇e 。0 b 野硼a l s or a i 姒w en 础a 蛳僦n 0 n 恤融e 。o 啊锄批砌妇a p p 慨o f v 机妇s s l i 删m e 蜕哪 触硫0 n r e 渤硎o n 卸s ) ,s 胁v a t u a t 妣i sc r u 僦t 0s c 缸疵1 1 1 a n a g r 锄觚o f 南烈 r e s o 螂a i l d 以娜龇d e v e b p 吨t l 】i s 删削屯0 舭蜘毗痂n 蛐断 此a c a d 疵sd 觥b p i m mo f e c o b 舀c a l 脚捌曲ne c 0 i d m i c sa n dp 、,i d e 伍。0 血st 0 脚 印衙此呻出o f 位e 0 0 驯 e l i l i l ,a n d 胁概i l 幽a 础疵鼬硫 南re c o $ 蜘珥删b l lt h el m 证础a i 】d r e s u l c sa r e 嬲旬u o w s : 1 1 km 疵so fe b 酉豫触哺硫e 。o n 此sw i 骶e 印b 正1 kd 茚血i c no f e c o l 0 舀c a lr e 站d 贼i o ne 0 0 m 孟c sw 凇a l s op d p o s e d 缸珥e s e mr e 锄c h 缅妇盘吼矗i i i ti s $ 幽i so f i m i 黟也e 0 商篙w n 妇吐匝孤艴掩o f 由j 1 1 m l i 岛d e 、,e 砸do c o b 舀c a l ,m h i s b r a i k 血划l e 脚i c so fe 。o l o g 谢e c o 肛此s e c o l o g i 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曲呻帜:c i v eo f 妇山删o f 融s e n 慨矗嘲mi i l 妇烈咖i o n p m c 嚣so f d e 乎a d e de $ s f a 坞也ev 址u e 孤【l 咄吐w 鹊o r d e r e da s0 2r e h e f ( 知:b o n 鳓呻舭n s o i lc o l l s l 眺n c 妣础硫 c 0 i l s i 舭i la i l da l s 0 ,妇 t e b 即c yo fe a c :hv a l u ew a sd i 伍b 删,s o i lc o l l s 坝v a 士i o ns e r 、,i c e 五m m j o na n dt h ec l i r 瑚i 士e v 广东热带退化生态系统恢复的生态经济价值评估研究 豫目l j a 妇眦t h ei m 或r e m 批】el 赋,a 脑陀删衙2 0 照妇s o nc o l l s e r 蕊n 删n c d 舭,恤s o i l c o n 。c o r 邺v a l u e 删妇黜蝴蛐位 l l u eo f c l i i 瑚t er e 呲i o nn i _ | c t u a 士e d 船l5y 昀r s 代鳓0 r 缸妇1 3 h l 弘删r e 打c 1 1 ,k u z 瞅sc m r ew 勰c l a j m e d 洫e c o b 西c a lr | es c | 凹加e c o m i 昭 衙妇凰衄a n d 曲e 。0 b g i c a l ne 0 0 似捌蛐c 帆惝即p o 烈h l e a r 炒s t a g eo f 陀敷脚t i o no fm ed e 伊a d i e de 0 0 夥s c a :i l ,m ee 0 0 l o g 谢。c o i 砌m 谢v a j u 砒i o n 硫r e a s e d 毓b wt 0h j g h 砌妇哩膨栅删她a n d 恤i r 姗a s 迦抵,i a t 硫 抵腿删咖妇删n 删幻a 倒妇l e v e l a s p e r c a 曲g d p 删u p ;船 帆证d e c l l 僦n 如删mi 腑洲- 蜊触螂晰煳黝砒酬 陀咖吼i ( me o o m i 血sv a l u ea n dp e r p hg d p 1 1 凼r e 破卸w 弱如1 i l a r 幻o p e r 础矗瑚艘a l l d 删d e v e b p i l l gr a i s e d 埘s 硫n k 唧r d :e c o b g j c a lr j e 曲d 斌b n o m 记s ,由m a i l l i ce 、j 姒i d 坞e 、】a l u a | t 妣如d e xs ) ,s c e l :i l , v i 论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导 下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的 内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过 的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均己 在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由 本人承担。 学位论文作者签名: 存螂 扣。年,月骝日 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规 定,即:学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构 送交论文的电子版和纸质版,有权将学位论文用于非赢利目的的 少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅,有权 将学位论文的内容编入有关数据库进行检索,可以采用复印、缩 印或其他方法保存学位论文。 溉黼张触唧 日期:懈,月疆日 第一章前言 1 1 问题的提出 第一章前言 生态系统服务功能提供给人类的价值是巨大的,是人类生存与现代文明的基础, 没有生态服务功能的存在将会导致全球生态系统的崩溃。地球形成已有4 7 亿年历史 生物圈在地球匕也存在了3 4 亿年之久。与它们相比人类拥有的二三百万年历史显然 是微不足道的。然而,密集的人类活动、快速的工业和土地开发、高污染型的产业发 展对生态环境的胁迫效应以正反馈形式发展。水体、大气、土壤和生境严重污染农 田、森林、草原和湿地的生态遭到严重破坏。生态系统初级和次级生产力降低、生物 多样性减少或丧失、土壤养分维持能力和物质循环效率降低、生态服务功能及生态系 统健康持续下降等问题给环境保护、社会经济可持续发展以及人民健康造成了严重影 响。因此保护现有的自然生态系统、综合整治与恢复退化的生态系统已成为人类亟 待解决的重要课题。 恢复生态系统服务价值与人类对生态系绕恢复重要性的认识程度、生态系统及其 服务的稀缺程度、经济社会发展对生态系统的依赖程峻等众多因素有关恢复过程中 的生态价值不可能是不变的。客观、动态和科学地评价退化生态系统恢复过程的经济 价值,对于提高人们的环境保护意识改进人们的森林经营管理水平更好地处理社 会经济发展与生态环境保护之间的关系进而建立人与自然的和诣具有重要理论与现 实意义。然而,国内外许多学者对生态系统经济价值的研究无论是从全球和区域、单 个生态系统服务价值的评估研究还是生态系统单项服务价值的评估研究总体来说都 是对于独立的自然生态系统服务价值而言的,而对于退化生态系统恢复经济价值方面 的研究很少( c 0 璐t 锄现甜以,1 9 9 7 ;吣1 9 9 7 ;h e 证甜以,2 0 0 6 ;n l i s ,1 9 8 6 ;p e a r o e 甜 以,1 9 8 9 ;1 9 9 3 ;1 9 9 4 ;1 9 9 5 ;收鸭1 9 8 7 ;陈仲新和张新时,2 0 0 0 ;戴星翼等2 0 0 5 ;闵庆 广东热带退化生态系统恢复的生态经济价值评估研究 文和胡盹2 0 0 4 ;欧阳志云等,1 9 9 9 苟赵景柱等,2 0 0 0 ;赵同谦等2 0 0 4 ) 。目前,许多 生态系统恢复价值的研究主要集中在生态功能成功恢复的评估( k o ( a ,刃以,2 0 0 0 ; z o d k ra n dc aj l a :坝l y ,2 0 0 0 ) 以及恢复工作中起重要作用的生态服务功能和经济价值的 静态评估( 嘶2 0 0 0 ;蛐h a n dh 矗出l s e n ,2 0 0 4 ;即t 甜碰,2 c h d l ;r o z a s ,甜以, 2 0 0 5 ;t o r 】g 以,2 0 0 7 ) 。因此,尽管目前对退化生态系统生态经济价值的研究已经引 起相关学者的关注,但关于生态恢复经济价值的些方面还有待深入探讨。如退化生 态系统恢复过程中的经济价值动态变化,生态恢复经济学理论的探讨,经济理论在生 态恢复经济中的应用等。 在认识退化生态系统恢复发展一般规律的基础上对恢复过程发展阶段的生态恢 复经济价值做出判既揭示退化生态系统在某一时期的经济动态发展特征,特别是一 些具有转折意义的经济动态特征,是理解退化生态系绕恢复发展过程形成具有方向 性和针对性的政策思路的关键。我国自1 9 8 3 年中国林学会开展森林综合效益评价研究 以来( 王浩等,2 0 0 4 ) ,对生态系统的生态价值做了许多有益的探索,但要比较准确地 评价退化生态系统恢复服务功能价值,指导生态恢复工作尚存在许多亟待解决的问题。 退化生态系统恢复这领域的复杂性、长期性和时间上的连续性决定着生态恢 复过程的动态变化。在目前:缺乏对退化生态系统恢复的经济价值的动态性评估,从 而不能够很好地反映整个恢复过程中的服务价值的变化。 本研究旨在恢复生态学和经济学的理论基础上,综合运用恢复生态学和经济学的 方法通过动态模拟,评估热带小良退化生态系统长期恢复过程中的服务功能生态量 与价值的动态变化规律。同时,通过借鉴恢复生态学和经济学的理论,探索生态恢复 经济学的理论模式,引起人们对恢复生态系统经济价值足够的重视更好地为生态恢 复工作提供指导,为我国可持续发展的政策与生态保护提供科学依据。 2 第一章前言 1 2 研究的目的和意义 1 2 1 研究目的 本文研究目的为: ( 1 ) 通过探讨生态恢复经济学的概念、研究对象、特征和学科地位,建立生态恢复 经济学的评估指标体系,为今后深入开展类似的研究提供借鉴。 ( 2 ) 通过生态恢复经济价值的动态评估研究,进步明确退化生态系统恢复过程中 的变化特征,科学合理地进行生态恢复,为社会提供良好的生态环境从而有利于实 现区域可持续发展。 ( 3 ) 从库兹涅茨曲线角度论证退化生态系绕恢复经济价值发展的趋势,提高人们对 退化生态系统恢复工作的重视程度;通过对生态恢复经济价值的合理评估,帮助人们 正确认识生态恢复动态经济价值,为生态系统生态补偿制度的实施提供定量的依据。 根据以上研究目的,本文探讨了生态恢复经济学的理论;分析了退化生态系统恢 复过程中己恢复的生态服务功能,通过价值评估方法估算了不同恢复时段生态恢复经 济价值动态变化;提出生态恢复经济库兹涅茨曲线。 1 2 2 研究意义 1 2 2 1 生态恢复与保护投资的需要 恢复与重建是生态系统结构调整优化和功能增强的过程也是在生态系统约束下 的经济系统结构优化与发展的过程。通过本项研究,可揭示热带退化生态系统恢复与 保护的各种效益,尤其是生态系统的价值。目前此项价值在国家资源收益账户上尚不 能见到,然而它确实存在,而且以多种生态服务形式惠及人类。研究还可揭示热带退 化森林生态系统恢复与保护对生态资本与服务功能增长的动态规律,增强人们对生态 恢复经济价值规律的认识,加强对生态恢复与保护的投资。退化生态系统恢复的非使 3 广东热带退化生态系统恢复的生态经济价值评估研究 用价值,它是一种潜在的无形价值,其数值非常巨大,旦为大家接受,将大大改变 人们对生态系统的价值观念。研究结果表明,生态恢复经济价值表现为长期的持续陛 效益,在不同恢复阶段表现出不同的特征。这将鼓励决策者和投资者加大保护生物多 样的力度和投资强度,促进生态系统的恢复、保护与管理。 定量研究退化生态系绕恢复经济内涵和服务价值发生的过程,使人们能在个新 的层面匕来认识生态阪复与人类的关系,有助于人们对它在发挥其生态作用方面取得 新的共识,有利于人们建立更加先进的管理思想,明确科学的经营方针,制定合理的 经营方案,按照可持续发展的思想和原则,充分发挣恢复生态系统的服务功能,促进 国民经济的可持续发展。 1 2 2 2 人类福利与消除贫困的需要 长期以来,福利一直是经济学研究的个重要领域。福利是指收入、财富给人们 带来的效用,或者说是指人类的需要得到满足程度( 德尔和韦尔瑟芬,1 9 9 9 ) 。福利 分为个人福利与社会福利,个人福利是指个人需要得到满足的程度;社会福利是指所 有个人的共同福利,或者称之为所有个人福利的总和。 生态系统服务可为社会经济发展提供重要的支撑作用,福利作为人类需要的满足 程度,二者之间的关系体现了人与自然的关系。实现社会可持续发展的重要任务之一 是消除贫困,从而提高j l 类福利。生态系统评估的核心内容是生态系统服务功能的变 化及其对人类福利的影响。其中,人类福利包含多个方面的内在如维持高质量生活的 基本物质需求、自由权与选择权、良好的社会关系,以及安全等;贫困是对福利的强 行剥夺;它也具有多个方面的含义。但是人们对福利和贫困的体验与表达与其周围 情况密切相羌它反映了当地的自然、社龛以及个人因素如地理、环境、年龄、性 别,以及文化状况等。尽管如此在此背景下提高生态系统的供给功能、调节功能、文 化功能,以及支持功能,都是人类福利不可或缺的重要方面( m m e n n i i ne c 0 咖 a s s e 豁m e m ( m a ) 2 0 0 5 ) 。 4 第一章前言 1 2 2 3 绿色g d p 核算体系建立的需要 绿色g d p 核算有三个方面的前提:第个是g d p 核算的基础,第二个是实物量 核算的基础,第三是估价方式。目前世界匕还没有个就所有的资源消耗成本、所有 的资源损失进行估算的体系,更不用说完整的绿色g d p 数据。目前有很多国家都在 研究绿色g d p 核算体系,但由于估价困难还没有 提出规范完整的绿色g d p 数据。 森林有再生性,有自然恢复的特点,但是如果森林的砍伐速度超过种植速度就会导致 整个数量下降。海洋资源也是如此,海洋能够自生,但是如果过渡捕捞也会导致下降。 森林、海洋这些存量的下降不单纯是自身的变动,还有其他的十分复杂的因素。众所 周知,森林具有涵养水源、防风固沙等重要的作用。如果破坏一片森林而导致物种灭 绝、水土流失等,那这片森林的价值是多少呢? 因此,绿色g d p 的核算体系也是较 复杂的( 逝巡垂丝婆酗型璺巡础a k 皿硼獬船1 7 8 ) 。 本研究正是试图通过对典型区域森林植被价值的核算,提出比较实用的估算,为 绿色g d p 核算体系研究提供具体的案例和参考。 1 2 2 4 区域可持续发展的需要 经济增长是经济发展的主要目的之一,而经济增长必然在一定程度e 造成资源的 消耗和环境的污染。随着人类对资源环境问题认识的不断加深,可持续发展理论越来 越被人们所接受并深入到每个领域。对发展中国家来说,人们在追求现代化的同时, 往往对自然环境造成了巨大的破坏,并反过来严重影响了人们的生存质量,这是个 经常要面临的问题。为了避免这恶性循环,近些年中国政府正在调整自己的宏观战 略,走可持续发展之路。 社会发展, 类经济、政治和文化福利在不断提高。但由于人类对自然资源的不 合理开茂严重地损害了生态系统服务功能。联合国环境与发展大会( 1 9 9 3 ) :2 1 世 纪议程中提出: “提供对树木、森林和林地所具社会、经济和生态价值纳入国民经 济核算制的各种方法,建议研制、采用和加强核算森林经济的非经济价值的国家方案”。 广东热带退化生态系统恢复的生态经济价值评估研究 可持续发展的观点与生态价值观是相辅相成的,创造高的生态价值才有可能真正实现 可持续发展。因此,通过生态恢复创造生态价值,是区域可持续发展的重要指标。 1 3 研究内容及技术路线 1 3 1 研究内容 本论文研究主要包括以下几项内容: ( 1 ) 生态恢复经济学的科学概念及其评估指标体系的建立 在对恢复生态学、经济学和生态经济学理论研究的基础上,探讨了恢复生态学的 概念、研究对象、特点以及学科地位,并建立生态恢复经济学的评估f 标体系。 ( 2 ) 生态恢复经济价值的动态模拟分析 利用建立的退化森林生态系统生态恢复经济价值评估指标体系与方法,分别估算 小良退化森林生态系统不同恢复时期生态恢复服务功能的总经济价值以及各项服务功 能所能提供的价值,并进行动态模拟分析不同恢复时期的经济价值。 ( 3 ) 库兹涅茨曲线在生孝恢复经济中的应用 在对库兹涅茨曲线和环境库兹涅茨曲线理论研究的基础上,探讨生态恢复经济库 兹涅茨曲线,拟合生蓉恢复经济库兹涅茨曲线方程。 1 3 2 技术路线 本研究在搜集大量资料的基础上,首先回顾国内外生态系统眼务价值研究和广东 热带退化森林生态系统恢复工作研究,在综述结果的基础上提出目前研究所存在的不 足。其次在j i 灰复生态学、生态经济学和经济学理论研究基础匕探 寸生态恢复经济学相 关理论,提出生态恢复经济学的概念、研究对象、特征和学科地位,建立生态恢复经 济价值评估的指标体系。再次在分析热带小良水土保持站多年监测结果以及其他相关 6 第一章前言 试验成果,并查阅大量统计年鉴的基础匕,估算热带小茜毛退化生态系统生态恢复经济 价值的动态变化。最后根据经济学理论,探讨生态恢复经济库兹涅茨曲线。 具体的技术路线瓜图1 - 1 ) : 7 广东热带退化生态系统恢复的生态经济价值评估研究 第二章国内外研究综述 研究退化生态系统恢复经济价值动态变化过程,首先要对生态系统服务功能和生 态系统服务价值相关研究进行了解。同时,把广东热带退化生态系统作为研究对象开 展生态恢复经济评估研究。 2 1 生态系统服务功能的研究 生态系统服务功能理论可以比较清晰地描述人对自然的依赖性( 彭少麟2 0 0 7 ) 。 人们通过运用这种知识,对各种社会、经济和技术发展方式的长远影响进行评价,以 防止或减少对生态系统的破坏( c 0 n s t s z a 甜以,1 9 9 7 ;董全,1 9 9 9 ) 。 2 1 1 生态服务功能概念 在生态服务功能这科学术语明确提出来以前,人们就在长期的生产活动中逐渐 认识到自然对人类社会发展的巨大作用。 美国学者m 卸曲( 1 8 6 4 ) 在其著作人与自然中对“资源无限 这个长期以来的 错误认识提出了质疑与批评,他认为空气、水、土壤和各种动植物都是大自然与其生 物赐予我们的宝贵财富,生态系统具有服务功能作用。但是鉴于当时处于工业革命时 期,他的研究没有得到充分重视。 l 肋p o h ( 1 9 4 9 ) 才开始深入地思考生态系统的服务功能,认识到人类自己不可能 替代生态系统服务功能。 1 9 6 0 年,寂静的春天( 卡逊1 9 7 9 ) 的发表,为人类敲响了生态危机的警钟。 学者们从不同学科角度对生态系统与 类关系展开了大量的相关研究。 第二章国内外研究综述 s c i 强( 1 9 7 0 ) 的人类对全球环境的影响报告最早提出生态系统服务功能的概 念,同时歹i j 举了生态系统对人类的环境服务功能。它是个里程碑,标志着生态系统 服务功能研究的开端。 h o j d 崩l 和n 柚c h ( 1 9 7 4 ) 将生态系统服务功能拓展为诠:球环境服务功能并 在环境服务功能清单匕增加了生态系统对土壤肥力和基因库的维持功能。随后,e m i c h 等在1 9 7 7 年又提出了t 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( w 矗嘶a l l 1 9 7 7 ) 。 日h 和e b m c h ( 1 9 8 1 ) 使用了“生态系统服务 词,它很快为许多生态学 家所引用。 g o r d o nh e 豫( 1 9 9 2 ) 的自然服务书论述了不同生态系统对人类生产生活带 来的影响,这是第本系统论述自然对人类服务的著作。这阶段的研究主要集中在 对生态系统服务功能类型的分析上。 c o 或锄z a 以( 1 9 9 7 ) 和d a 毋甜以( 1 9 9 7 ) 认为生态系统服;拗能是指生态系统与 生态过程所形成与维持人类赖以生存的自然环境条件与功能。c o 删锄z a 甜以将生态 系统提供的商品和服务统称为生态系统服务。 董全( 1 9 9 9 ) 将生态系统眼务定义为:“自然生物过程产生和维持的环境资源的条 件和服务 ,该定义暗含了生态系统服务对人类生存的支持,同时指出是自然过程产 生和维持的,并通过环境资源条件和服务对人类社会起作用。 陈国阶等( 2 0 0 5 ) 认为,生态功能是生态系统维持其结构的演化过程与生境相互 作用的本能和存在形式。狭义而言,是为生态系统本身的稳定、演化和进所需要的本 能。广义而言,是生态系统与周边环境相互作用的过程及其对环境的影响和作用,不 具有人类的功利目标。生态系统服务是为人类提供价值和效益的生态过程及其功能表 现,是生态功能按人类价值取向的需要为人类提供服务的那部分功能,或者说,是生 态系统及其过程为人类提供服务的价值表现。 9 广东热带退化生态系统恢复的生态经济价值评估研究 m m e n n i i 】me c o s y s t e m 船鳓:i 】e :i 吐( 2 0 0 5 ) 认为生态系统服务功能是指人们从生态 系统获取的效益。这一定义中生态系统服务功能的来源既包括自然生态系统,也包括 人类改造的生态系统;包含了生态系统为人类提供直接和间接的、有形和无形的效益。 综合匕述定义,生态系统服务是指自然生态系统及其组成产生的对人类生存和发 展有支持作用的状况和过程。也就是自然生态系统的结构和功能是维持和生产对人类 的生存和发展有支持和满足作用的产品、资源和环境。退化生态系绕恢复的本质就是 恢复并维持生态系统的服务功能( 彭少麟,2 0 0 7 ) 。 2 1 2 生态服务功能的分类 d a 埘( 1 9 9 7 ) 在他的专著中通过1 嵋设列出了生命支持系统必需的1 3 项功能: 大气和水的净化、洪涝干旱的缓解、废物的去毒和降解、土壤及肥力的形成和更新、 作物蔬菜传粉、潜在农业害虫的控制、种子扩散和养分迁移、生物多样性维持、紫外 线防护、气候稳定化、适当的温度范围和风力、多种文化和美学刺激。 c o n s t a n z a 甜以( 1 9 9 7 ) 在评估全球生态服务功能时,提出1 7 种功能:大气调节、 气候调节、干扰调节、水量调节、水资源保持、侵馓与沉积物滞留控制、土壤保持、 土壤形成、营养元素循环、+ 废物处理、授粉、生物量控制、栖息地、食物生产、原材 料生产、基因资源、娱乐和文化。 欧阳志云和王如松( 2 0 0 0 ) 总结概括了八大生态服务功能:有机质的生产与生态 系统产品、生物多样性的产生与维持、调节气候、减轻洪涝与干旱灾害、土壤肥力的 更新与维持、传粉与种子的扩散、有害生物的控制、环境净化。 综合以上研究,生态系统服务包括自然资本的物流、能流和信息流,它们与人造 资本和人力资本结合在起产生人类的福利。生态系统服务是生态系统功能的表现, 通常从总体匕可将生态系统服务功能分为三大类 毗甜以,2 0 0 6 ) :生活与白电物质 的提供、生命支持系统的维持以及精神生活的享受。第类是生态系统通过第性生 产与第二性生产为人类提供的直接商品或是将来有可能形成商品的部分,如食物、木 l o 第二章国内外研究综述 材、燃料、工业原料、药品等人类所必需产品;第二类是易被人们忽视的支撑与维持 人类生存环境和生命支持系统的功能,如生物多样性、气候调节、传粉与种子扩散等; 第三类是生态系统为人类提供娱乐消闲与美学享受,如登山、野游、渔猎、漂流、划 船、滑雪等等。退化生态系统进行恢复工作就是为了恢复其生态服务功能( 彭少麟, 2 0 0 7 ) 。 ( 1 ) 产品提供功能 太阳能的固定与转化。绿色植物通过光合作用固定太阳能,进而使光能通过绿 色植物进入食物链,为所有物种包括 、类提供生命维持的能量来源。 有机质的生产与生态系统产品。生态系统服务功能及其价值是研究生态系统通 过第性生产与次级生产、合成的人类生存所必需的有机质及其产品。据统计每年各 类生态系统为人类提供粮食1 8 亿t ,肉类约6 亿t ( w b r hr e :s 0 瞰璐h l s 曲晚1 9 9 4 ) , 同时海洋还提供鱼约1 亿t ( i n 黼n a 啦璐删a n da 鲥c l l k i 聆o r 鲫_ 1 i z a 如n ( i j n f a o ) , 1 9 9 4 ) 。生态系统还为人类提供了木材、纤维、橡胶、医药资源,以及其它工业原料。 生态系统还是重要的能源来源,据估计,全世界每年约有1 5 的能源取自生态系统, 在发展中国家更是高达4 0 ( h a l l 甜以,1 9 9 3 ) 。 ( 2 ) 调节功能 调节气候。生态系统对大气候及局部气候具有直接的调节作用,包括对温度、 降水和气流的影响,从而可以缓冲极端气候对人类的不利影响( 欧阳志云等1 9 9 9 a ,b ) , 植物通过从发达的根系从地下吸收水分,再通过叶片蒸腾,将水分返回大气。大面积 的森林蒸腾,可以导致雷雨,从而减少了该区域水分的损失,如在亚马逊流域,5 0 的年降水量来自森林蒸腾( s a 蜥,1 9 8 7 ) 。 涵养水源及稳定水文。在集水区内发育良好的植被具有调节径流的作用。植物 根系深入土壤,使土壤对雨水更具有渗透性。有植被地段比裸地的径流较为缓慢和均 匀。般在森林覆盖地区雨季可减弱洪水( s a k i t i ,1 9 8 7 ) 。在n e wh a 哪,s h 骶的径流研 究中发现,裸地平均径流增加4 0 ,而在森林砍伐后的4 个月,地表径流比砍伐前增 广东热带退化生态系统恢复的生态经济价值评估研究 加5 倍( b o n 瑚n n ,1 9 6 8 ) 。我国1 9 9 8 年长江全流域洪涝灾害的形成与中上游植被及中 游湖泊减少、水源涵养能力下降、水土流失加剧有密切关系,并且己为人们所广泛认 识( 李文华,1 9 9 9 ) 。 土壤保持功能。土壤是个国家财富的重要组成部分,但这份通过成千e 万年 积累形成的财富,几年的时间就可以流失殆尽。在世界历史上,肥沃的土壤养育了早 期的文明,也有的古代文明也因土壤生产力的丧失而衰落( a d a r 璐甜以,1 9 8 1 ) 。除在 水分循环中的作用外,土壤的生态服务功能至少可以归纳为以下几个方面:为植物的 生长发育提供场所,植物种子在土壤中发芽,扎根,生长,开花结果,在土壤的支撑 下,完成其生命周期;为植物提供养分,土壤中带负电荷的微粒可吸附可交换的营养 物质,以供植物吸收,如果没有土壤微粒营养物将会很快淋失;同时,土壤还能够作 为 、工施肥的缓冲介质,将营养吸附在土壤中,在植物需要时释放;土壤在有机质的 还原中起着关键作用,在还原过程中将许多人生态系统的服务价值类潜在的病原物无 害化。人类每年产生的废弃物约1 3 0 0 亿t ,其中约3 0 是源于人类活动,包括生活垃 圾、工业固体废弃物、农作物残留物以及人与各种家畜的有机废弃物i c o u s e k 甜以, 1 9 8 6 ) 。所幸的是,自然界拥有一系列的还原者,从秃鹰到细菌,它们能从各种废弃物 的复杂有机大分子中摄取能量。不同种类的微生物像流水线上的工人,各自分解某种 特定的化合物,并合成新的化合物,再由其它微生物利用,直至还原成最简单的无机 化合物。许多工业废弃物,如肥皂、农药、油、酸等都能被生态系统中的微生物无害 化与降解。 传粉与种子的扩散。大多数显花植物需要动物传粉才得以繁衍。据研究,在 全世界己记载的2 4 万种显花植物中,有2 2 万种需要动物传粉。如果没有动物的传粉, 不仅会导致农作物大幅度的减产,还会导致一些物种的绝灭( s e h k s i l l g e r ,1 9 9 1 ) 。据 记载,已发现传粉动物约1 0 万种,包括鸟、蝙蝠与昆虫。动物在为植物传粉的同时, 也取得自身生长发育繁殖所需要的食物与营养,动物还是植物扩散的主要载体之一。 1 2 第二章国内外研究综述 生态系统的功能包括传粉、基因流、异花授精的繁殖功能以及生物之间、生物与环境 之间的相互作用,对于维持进化过程和环境效益有重要意义( 欧阳志云等1 9 9 9 a ) 。 有害生物的控制。据估计每年有2 5 以上的农产品被这些有害生物消耗 ( p :衄即t a l 甜碰,1 9 8 9 ) ,同时,还有成千匕万杂草直接与农作物争水、光和土壤营养。 农作物9 9 的潜在有害生物能得到自然天敌的有效控制( d eb a 血1 9 7 4 ) ,从而给人类 带来了巨大的经济效益0 蛔加r a i 】de b 此l l ,1 9 8 2 ) 。由于化学农药的大量使用,对农药 产生抗性的害虫越来越多,农药1 蔓朔剂量也在不断提高。农药的大量使用,不仅导致 严重地污染了环境,对人类健康造成潜在威胁,而目还减少了害虫的自然控制能力, 加剧了次要害虫的爆发m n a l 黜:s e a r c l l i l ,1 9 8 9 ) 。 环境净化。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 土壤一植物系统对土壤污染的净化作用。植物净化大气主要是通过叶片的作用实现的。 绿色植物净化大气的作用主要有两个方面,一是吸收c 0 2 放出0 2 等维持大气环境化 学组成的平衡;二是在植物抗生范围内能通过吸收而减少空气中硫化物、氮化物、卤 素等有害物质的含量。s 0 2 在有害气体中数量最多,分布最广,危害较大。一般生长 在s 晓污染地区植物叶中s 0 2 的含量比周围正常叶子的含硫量高5 1 0 倍。只要不超过 一定的限度,植物不出现伤害症状,植物为大气的天然净化器。据研究,当污染源附 近的s 0 2 浓度为o 2 7 毽脚时,在距污染源1 0 0 m 1 5 0 0 m 处,非绿化带浓度为 0 1 6 n 彰h 1 3 ,绿化带浓度为o 0 8 n 篷;o ,比非绿化带低o 0 8 n 咖n ( 欧阳志云等1 9 9 9 a ) 。 粉尘是大气污染的重要污染物之一,植物特别是树木对烟灰、粉尘有明显的阻挡、过 滤和吸附作用。研究发现云杉、松树、水青岗,每公顷树木年阻尘量分别为3 2 咖m 2 , 松树3 4 4 讹m 2 ,水青岗6 8 讹矗( 欧阳志云等1 9 9 9 a ) 。树木的减尘滞尘作用可以使空 气得到某种程度匕的净化,树木因为形体高大,枝叶茂盛,具有降低风速的作用,可 使大粒的灰尘因风速减小而沉降于地面,叶表面因为粗糙不平、多绒毛,有油脂和粘 性物质,又能吸附、滞留粘着部分粉尘,从而使含尘量相对减少。研究表明( 欧阳 志云等1 9 9 9 a ,b ) ,在个生长季节里,水泥厂p f 瓶的黑松林每公顷可滞尘4 4 k g 。 广东热带退化生态系统恢复的生态经济价值评估研究 生物多样性的产生与维持。生态系统不仅为各类生物物种提供繁衍生息的场 所,而目还为生物进化及生物多样性的产生与形成提供了条件。同时,生态系统通过 生物群落的整体创造了适宜于生物生存的环境。同物种不同的种群对气候因子的扰动 与化学环境的变化具有不同的抵抗能力,多种多样的生态系统为不同种群的生存提供 了场所,从而可以避免某环境因子变动而导致物种的绝灭,并保存了丰富的遗传基 因信息。生态系统是现代医药的最初来源。最新研究表明,在美国用途最广泛的1 5 0 种医药中,1 1 8 种来源于自然,其中7 4 源于植物,1 8 来源于真菌,5 来源于细菌, 3 来源于脊椎动物瑚啪m l 甜口f ,1 9 8 5 ;蹦1 1 e 近精1 9 8 9 ;g r 的,1 9 9 7 ) 。在全球,约有8 0 的人口依赖于传统医药,而传统医药的8 5 是与野生动植物有关的。 固碳供氧。植物的光合作用以c 0 2 为生产原料,将它固定在植物各种器官和 组织中,同时释放人类和所有动物生存不可缺少的0 2 。恢复措施对维护大气中的c 0 2 的稳定具有重要作用,成为氧气的“天然制造厂 。c 0 2 排放是温室效应的主要原因 之一,它的排放和污染成为国际社会的热点问题之一,各国政府承诺减少导致温室效 应的气体的排放,因此植被恢复措施有助于缓和全
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