生态系统服务理论与实践.ppt

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 1997净化空气 缓解干旱和洪水 废物分解和解毒 产生 更新土壤和土壤肥力 植物授粉 农业害虫控制 稳定局部气候 缓解气温骤变 风和海浪 支持不同的人类文化传统 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 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 Le netal 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 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 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财富以满足人民日益增长的美好生活需要 也要提供更多优质生态产品以满足人民日益增长的优美生态环境需要 实施重要生态系统保护和修复重大工程 优化生态安全屏障体系 构建生态廊道和生物多样性保护网络 提升生态系统质量和稳定性 习近平 十九大报告 生态补偿机制研究的意义 科学目标 传统的环境保护方法的不足 一条腿走路 生态补偿机制研究的意义 生态补偿机制研究的意义 当前 未来 公众对生态系统服务的巨大需求 生态系统服务量 生态补偿机制研究的意义 促进区域公平正义 生态补偿机制研究的内容 副目标 生态补偿机制研究的内容 定义内涵 过程机制 补偿标准 补偿主体 补偿方式 生态补偿机制的定义 定义 内涵 生态补偿机制研究的内容 定义 内涵 生态补偿机制的定义 生态补偿机制的定义 Wunder 2005 1 一种自愿的交易 2 明确定义的生态服务 ES 或可能保障这种服务的土地利用 3 至少有一个生态系统服务购买者4 一个生态系统服务提供者 5 当且仅当服务提供者保障服务的供给 有条件的 Wunder 2005 indefiningPESas a avoluntarytransactionwhere b awell definedenvironmentalservice oralanduselikelytosecurethatservice c isbeing bought bya minimumone servicebuyer d froma minimumone serviceprovider e ifandonlyiftheserviceprovidersecuresserviceprovision conditionality 生态补偿机制的定义 生态补偿机制是一种将环境非市场的 具有外部性的价值转化为对环境保护者财政激励的经济制度 徐中民 2011 生态补偿机制研究的内容 定义 内涵 生态补偿机制的内涵 对生态环境本身保护 恢复 或破坏的成本进行补偿或赔偿 将经济效益的外部性内部化的行为 对个人或区域保护生态系统和生态建设的投入或放弃发展机会的损失的经济补偿 对具有重大生态价值的区域或对象进行保护性投入 副目标 扶贫 增加贫困人口的生计资本 生态补偿机制研究的内容 定义 内涵 经济学研究 1 理解自然过程 土地利用 水文影响 碳购买者 水使用者的福利 受益者的福利 降低排放 生态系统服务 水资源服务 碳蓄积 多样性保护 支付 3 给服务提供者付费 确定生态系统服务及其供给 2 向服务使用者收费 生态补偿机制研究的内容 定义 内涵 生态补偿机制研究的内容 补偿标准 补多少 钱 物 采用PES保护森林 生态补偿机制研究的内容 补偿标准 补偿标准 提供生态服务的机会成本 生态系统服务的价值 生态补偿机制研究的内容 补偿标准 生态补偿机制研究的内容 补偿标准 机会成本如何确定 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 研究区概况 研究区概况 1990年黄冈市域湖泊水体信息 数据与方法 一 原理 数据与方法 一 数据与方法 一 选用完全覆盖研究区域的landsatTM遥感数据为基本数据源 研究时相分别为2000年8月3日 2010年8月20日 空间分率为30m 30m 2期影像的成像时间基本一致 在进行时序演化分析时具有可比性 数据与方法 一 黄冈地区湖泊信息的提取 应用erdasimagine9 1遥感应用软件进行建模提取 数据与方法 一 通过提取操作实现的水体信息局部截图 数据与方法 一 将水体img格式数据导入arcgis9 0软件中 添加行政边界数据 得到如下结果 数据与方法 二 的获取 图12000年黄冈市域湖泊信息提取 图22010年黄冈市域湖泊信息提取 数据与方法 一 利用arcgis9 0软件的遥感影像属性表的统计功能 统计黄冈地区湖泊像元 求算湖泊面积 数据与方法 二 S的获取 表1 黄冈市2000年湖泊像元个数统计 表2 黄冈市2010年湖泊像元个数统计 表3黄冈市2000年与2010年湖泊面积 数据与方法 一 注意不同的数据源及时间 数据与方法 二 的获取 基点 谢高地 2008 一个基于专家知识的生态系统服务价值化方法 数据与方法 二 的获取 数据与方法 二 的获取 数据与方法 二 的获取 数据与方法 二 的获取 数据与方法 二 的获取 假设 单位面积湖泊生态系统服务价值