生态系统服务与价值评估.ppt

生态系统服务 森林生态系统 生态系统服务的定义生态系统服务 Ecosystemservices 又称生态系统公益 是指生态系统为人类社会的生产 消费 流通 还原和调控活动提供的有形或无形的自然产品 环境资源和生态损益的能力 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 二 生态系统最基本的两大服务功能 1 植物的光合作用植物利用太阳能 将二氧化碳转化为有机物 用作食品 燃料 原料及建筑材料等 是生态系统服务的一个最基本的例子 植物的光合作用 到目前为止 尽管 人工光合作用 是一个引人注目的研究领域 但还没有人造的替代物可以取代生态系统的服务功能 全球光合作用的净产量约为2 245 1011t a 而人类仅利用了其中的25 左右 因此 如果没有光合作用 当今的人类社会就不可能存在 2 有机废物的生物降解另一类对人类至关重要的生态系统服务是有机废物的生物降解 如垃圾 废水等 有机废物的生物降解 如果人类社会制造的废物不能得到分解将会堆积如山 微生物在污水 固体废物的处理中发挥着非常重要的作用 人类社会尚无法改进技术来摆脱对微生物的依赖 例 污水处理厂的设计思路就是努力使 分解 这项生态系统服务达到最大化 但无论工艺设备多复杂 最后阶段的处理还是要在河流 湖泊 海洋 湿地等生态系统中完成 它们是废物处理系统在技术上的延伸 承担了最后处理的 职责 三 生态系统服务的研究进展 1 Holdern和Ehrlich于1974年首次提出了生态系统服务的概念 2 Daliv主编的 生态系统服务 人类社会对自然生态系统的依赖性 一书为标志 一个研究生态系统服务的热潮正在兴起 3 侯元兆等 1995 首次估算出我国森林资源总价值为13万亿元 人民币 但只研究了森林生态系统公益的3种主要价值 即涵养水源 保护土壤 固定CO2和供给氧气价值 4 陈仲新 张新时 2000 等报道了中国生态系统服务的总价值 约为我国国民生产总值的1 73倍 四 生态系统服务功能的主要内容 1 有机质的生产与生态系统产品2 生物多样性的产生与维护3 调节气候4 减缓灾难5 维护土壤功能6 传粉播种7 控制有害生物8 净化环境9 感官 心理和精神调节10 美学和文化创造的源泉 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 或有用价值 非使用价值 nousevalue 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 二 生态系统服务功能价值的特征 一 整体有用性 二 空间固定性 三 用途多样性 四 持续有用性 五 共享性 六 负效益性 三 生态系统服务功能价值的分类 一 有关的分类系统1 McNeely系统2 UNEP系统3 Pearce系统4 OECD系统5 Pearce和Warford系统6 中国的价值分类体系 二 生态系统服务功能价值类型及其内涵 1 直接价值 1 显著实物型直接价值显著实物型直接价值是以生物资源提供给人类的直接产品的形式出现 此类价值以生物资源提供给人类的直接产品形式出现 2 非显著实物型直接价值非显著实物型直接价值体现在生物多样性为人类所提供的服务 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 生态系统服务功能价值类型及其内涵 2 间接价值间接价值主要指生态系统的功能价值 或环境的服务价值 主要指生命支持系统相关的生态服务 如光合作用与有机物的合成 CO2固定 保护水源 维持营养物质循环 污染物的吸收与降解等 3 选择价值选择价值是一种提前的意愿支付 选择价值是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 生态系统服务功能价值类型及其内涵 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 5 存在价值存在价值亦被称为内在价值 是指人们为确保某种资源继续存在 包括其知识存在 而自愿支付的费用 四 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 1 市场价值法计算公式 La PiRi式中 La为生态环境造成产品损失的价值 Pi为i种产品市场价格 Ri为i种产品生态破坏减少量 生态系统服务功能价值的评估方法 2 费用支出法费用支出法常常用于评价环境或生态系统的服务价值 费用支出法常有三种形式 总支出法 区内支出法 部分费用法2 替代花费法替代花费法是指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格 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 生态系统服务功能价值的评估方法 3 生产成本法 1 机会成本法计算公式 Lc Si Wi式中 Lc为资源损失成本的价值 Si为资源单位机会成本 Wi为资源损失的数量 2 恢复和保护费用法计算公式 Lb Ci式中 Lb为恢复前的经济损失 Ci为恢复所需的费用 3 影子工程法 生态系统服务功能价值的评估方法 二 环境偏好显示法1 旅行费用法旅行费用法 travelcostmethod TCM 是评估非市场物品最早的技术 是通过观察人们的市场行为来推测他们显示的偏好 它与条件价值评估法 CVM 有显著的差异 生态系统服务功能价值的评估方法 2 享乐价格法享乐价格法的原理 hedomicpricingmethod HPM 主要是人们赋予环境质量的价值 可以通过他们为优质环境物品享乐所支付的价格来推断 3 规避行为和防护费用法 生态系统服务功能价值的评估方法 三 条件价值评估用于评估生物多样性存在价值 遗产价值和选择价值的条件价值法 contingentvaluationmethod CVM 也叫意愿调查法 即直接向调查对象询问对减少环境危害的不同选择所愿意支付的价值 生态系统服务功能价值的评估方法 四 绿色国民经济账户1 可持续收入与绿色GNP 国内生产总值 绿色GNP 是 可持续发展 理论的产物 其重要意义在于对生态系统服务功能综合性的认可 对生产成本的核算更加科学 2 环境调整的经济账户体系与环境发展指标 地球之肺 森林 森林生态系统 森林生态系统 ForestEcosystem 是以乔木为主体的生物群落 包括植物 动物和微生物 及其非生物环境 光 热 水 气 土壤等 综合组成的生态系统 森林生态系统是陆地生态系统中面积最多 最重要的自然生态系统 与其他陆地生态系统相比 是生物种类最多 结构最复杂 能量转换和物质循环比较旺盛 生物生产力和现存量最大 稳定性程度较高和生态效益最强的生态系统 森林生态系统 森林的生物量占地球全部植物生物量的90 左右 它是世界上主要的有效碳贮库之一 比如说亚马逊热带雨林每年能够固定贮存2至3亿吨二氧化碳 相当于地球二氧化碳排放量的5 森林能够防风 植物的蒸腾作用能保持空气湿度 从而改善局部地区的小气候 森林对气温变化具有良好的调节作用 使昼夜温度不骤升骤降 夏季还能减轻干热 秋冬则能减轻霜冻 树木对PM2 5有很大的过滤作用 随着经济总量 城镇人口和能源消费持续增长 污染物排放量还将刚性增加 森林是天然的 净化器 对减少PM2 5具有突出作用 林木高大的树干和稠密的树冠 能改变风速和风向 对PM2 5有很大的阻挡和过滤吸附作用 当含PM2 5量大的气流通过树林时 随着风速降低 PM2 5会迅速下落 同时 林木的高蒸腾速率也能使周围保持较高的湿度 增加PM2 5的水分含量 有助于 加重 的PM2 5及时沉降 此外 林木的枝叶常凸凹不平 有的还长有绒毛或者能分泌出黏液或油脂 对PM2 5具有天然吸附作用 森林生态系统的服务功能 森林生态系统在生态过程中形成了人类赖以生存的自然环境条件与效用 主要包括森林在涵养水源 保育土壤 固碳释氧 积累营养物质 净化大气环境 森林防护 生物多样性保护和森林游憩等方面提供的生态服务功能 森林生态系统服务和功能的重要性及其现状 生态系统的服务和功能具有多样性 而森林生态系统又是地球生物圈的重要组成部分 是可再生资源和可再生能源 是维护生态平衡的重要调节器 但是人类在生产和发展过程中 由于对森林生态系统服务功能及其重要性缺乏深刻的了解和林业经营上的失误 导致了森林资源的大面积减少 对森林生态系统造成严重损害 但随着对可持续发展机制研究的深入 人们开始懂得维持与保护生态系统 尤其是森林生态系统 为什么要评估森林生态系统的服务功能价值 为了让人们加深对森林生态系统重要性的认识 生态系统服务价值的研究逐渐受到人们的重视 下面将系统阐述森林生态系统中一些生态服务功能价值评估和计算方法 如何评估森林生态系统的服务功能价值 在我国 森林生态系统服务功能研究起步较晚 目前常用的评价方法有如下几种 1 替代市场法2 模拟市场法3 林产品价值评估方法4 水源价值评估方法5 土壤保持价值评估方法6 净化大气价值评估方法 如何评估森林生态系统的服务功能价值 如何评估森林生态系统的服务功能价值 4 水源价值评估方法森林土壤的蓄水能力与蓄水量比无林的裸地大 森林的涵养水源功能效能可用影子工程法 即把森林作为一个巨大的 绿色水库 或者 绿色工程 那么它们调洪蓄水功能用等效益相关代替法 即影子价格法把森林拦蓄的水量转换成水利工程需要拦蓄这些水量所需要的费用 再乘以效益投入比例 就可得出森林水库蓄水调洪的经济效益 计算公式如下 V1 Sbm H H0 1 式 1 中 V1为森林蓄水调洪的效益经济评价价值 S为森林面积 H为森林蓄水调洪能力 H0为无林地的蓄水调洪能力 b为拦蓄1m3水的水库或堤坝建设费 m为效益投入比例 另外 森林涵养水源功能还表现为调节了江河年径流量格局 延长了丰水期 缩短了枯水期 从而提高了农田灌溉和工业供水的能力 由此而产生的效益即为森林增加水资源利用效益 其计算公式如下 V2 M P1A P2C 2 式 2 中 V2为森林增加水资源效益经济评价值 M为森林增加水资源利用总量 P1 P2分别为农田灌溉和工业供水费用价格 A C分别为农田灌溉和工业供水的利用系数 也有些研究者采用凋落物层和土壤蓄水能力法从物质量角度定量评价森林生态系统涵养水源功能的价值 如何评估森林生态系统的服务功能价值 5 土壤保持价值评估方法运用机会成本法和影子价格法 从保持土壤肥力 减少土地废弃地和减轻泥沙淤积灾害3个方面评价生态系统土壤保持经济效益 保持土壤肥力价值估算 土壤侵蚀使大量的土壤物质流失 主要是土壤中N P K的流失 通过测定森林土壤中N P K含量 再估算出森林生态系统保持土壤肥力的经济效益 减少土地废弃价值估算 根据土壤保持量和土壤表土平均厚度0 6m来推算因土壤侵蚀而造成的废弃土地面积 再用机会成本法计算因土地废弃而失去的年经济价值 减轻泥沙淤积价值估算 按照我国主要流域的泥沙运动规律 全国土壤流失的泥沙有24 淤积于水库 江河 湖泊 根据蓄水成本来计算森林生态系统减轻泥沙淤积灾害的经济效益 此外 也可用因土壤侵蚀而流入江河 湖泊的泥沙量 根据劳动成本法 即从河道或湖泊中挖取1t泥沙的费用来计算森林生态系统减少泥沙淤积灾害的经济效益 如何评估森林生态系统的服务功能价值 6 净化大气价值评估方法固定CO2价值估算 目前 国际上计算固定CO2价值的方法主要有碳税率法和造林成本法 西方一些国家使用碳税限制CO2等温室气体的排放 环境经济学家们通常使用瑞典的碳税率 释放O2价值估算 森林释放氧气的效益计量评价采用生产成本法 森林释放的氧气量根据氧气工业生产成本费用计算效益 吸收SO2价值估算 用单位面积森林每年吸收SO2的平均值乘以研究区域面积 得到每年森林吸收SO2的总量 再用影子工程的方法 根据近年污染治理过程中消减单位重量SO2的投资成本算出森林生态系统吸收SO2的价值 滞尘功能价值估算 用单位面积森林每年能截持的粉尘量 再乘以森林面积 得到每年森林截留粉尘的含量 运用替代消费法 以消减粉尘的成本来估算森林生态系统滞尘功能的价值 森林生态系统服务的年品均价值览表 森林生态系统服务的年品均价值览表 森林生态系统效益的总体评价 面积 1291177km2单位价值 1387USD hm2 a 1总价值 1790 75108USD a 1总价值 15433 98108RMB a 1 各类生态系统服务的价值比较 八种生态系统比较 单位面积价值最高的是湿地 14785美元 其次是湖泊河流 8494美元 然后是近海水域 4052美元 热带森林 2007美元 其他森林 302美元 海洋 252美元 草地 232美元 而农田最低 92美元 评估森林生态系统的服务功能价值的意义 较好的反映了自然资本的价值 它提高了公众对生物多样性保护的意识并且加强了政府保护生物多样性和生态系统的决心 过去的实践表明这是非常重要的 因为人们经常把发展经济和保护环境对立起来 从理论上说明 生态系统的许多服务项目 是人类无法用其他方式替代的 据估计 要想通过人类自己来解决这些服务 每年人均至少要花掉900万美元 各种生态系统服务项目在各类生态系统上的相对价值 有助于说明其对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价值 也有助于解释为什么生物多样性正在损失 三峡库区 森林植被 三峡库区森林植被的生态服务功能 三峡库区森林生态系统的生态服务总价值包括森林涵养水源 保育土壤 固碳释氧 积累营养物质 净化大气环境与生物多样性保护等六个方面 下面将就以下三个方面简略说明 三峡库区森林植被的生态服务功能 涵养水源从林冠层 枯落物层及土壤层3个生态作用层次对三峡库区4种主要森林类型的涵养水源功能进行了定量研究 结果表明 林内透雨量 树干径流量与降雨量 降雨强度呈二元线性关系 林冠截留率为16 91 67 84 平均为38 19 依次为针阔混交林 阔叶林 楠竹林 枯落物储量为16 21 32 42t hm2 平均为20 69t hm2 依次为灌木林 阔叶林 针阔混交林 楠竹林 各种森林生态系统能够截留的降雨量总量为450 3 686 3t hm2 针阔混交林的涵养水源功能最好 阔叶林 楠竹林次之 灌木林最小 三峡库区森林植被的生态服务功能 固碳释氧森林碳汇是最有效的固碳方式 三峡库区耕地只占16 左右 而林地占47 以上 因此增加或保持耕地土壤碳库的碳储量有很大的潜力 在三峡库区开发造林碳汇项目 将改变造林项目年年投入 一次回收的生产模式 在库区适宜发展林业地区内 应通过造林和再造林 建立农林复合系统等方式增强森林碳汇 通过减少毁林 改进采伐作业等措施来保护森林碳储存 通过沼气替代薪柴 耐用木质林产品替代能源密集型材料 采伐剩余物的回收利用 进行木材产品的深加工 循环使用来实现碳替代 不仅可以满足工业发展的原料需要 还可以解决库区水土流失问题 使得库区生态和工业发展都取得突破 三峡库区森林植被的生态服务功能 净化大气环境植物净化大气污染环境的作用主要是通过叶片吸收大气中的有毒物质 进而减少大气中的有毒物质含量 同时还能使某些有毒物质在体内分解转化为无毒物质 自行降解植物吸收大气中的有毒物质的量使相当大的 三峡库区森林植被的现状 1 森林资源总量不断攀升 但林分质量普遍不高自2000年试点实施退耕还林工程以来 国家林业局在三峡库区安排重点林业工程建设投资46 36亿元 完成造林任务1759 1万亩 特别是近几年来 结合六大林业工程的实施 库区林业增长速度是全国的4倍 森林覆盖率由1997年的21 9 提高到2009年的34 5 据对库区典型样地的调查显示 三峡库区的森林资源极为丰富 现共有41个森林群落 有种子植物5688种 占全国种子植物总数的21 其中珍稀濒危植物57种约占全国总数的14 但在这些森林资源中 林分质量不高的问题比较突出 三峡库区森林植被中天然林占67 33 人工林占32