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土地生态评价 一 地生态系统二 土地生态系统服务功能评价三 土地生态系统安全及其评价四 土地生态足迹和生态包袱评价 土地生态评价概念 指在一般土地评价的基础上 选择对环境最有意义的生态特性进行补充评价 重点对土地生态价值和功能的评价 为土地生态设计和土地生态规划提供服务 国内进程 公元前200年 管子 地员篇 就专门论述了水 土和植物的关系 此后 至今两千年的时间里 齐民要术 农桑辑要 授时通考 陈敷农书 等记载农业经验的书记不断涌现 都为生态学的产生积淀了厚实的历史基础 我国从20世纪80年代开始重视土地生态问题 研究方向 目前 众多的学者在土地生态评价方面已经进行了大量研究 并形成了几个研究方向 区域土地生态评价 土地生态退化评价 土地生态环境评价 包括危险性评价 敏感性评价和质量评价 土地生态系统评价 包括结构和功能评价 稳定性和可持续评价 服务功能评价 土地生态风险评价 然而 直至今天 土地生态评价还未形成系统的理论和方法 一 土地生态系统 土地生态系统的概念指一定地域范围内 土地上无生命体 环境条件 与同一地域范围内的生命体 植物 动物 微生物等 之间形成的一个能量流动和物质循环的有机综合体 土地生态系统的结构 1 多种多样 2 空间结构复杂 3 通过营养结构把生物与环境联系起来 主要有林地生态系统 农田生态系统 草地生态系统 水域生态系统 荒漠生态系统和城市生态系统 水平结构 层次性 和垂直结构 土地生态系统的基本性质 1 土地生态系统的结构具有整体性 2 土地生态系统具有开放性 3 土地生态系统具有区域性 4 土地生态系统具有动态性 二 土地生态系统服务功能评价 概念 生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用 1 生态系统服务功能的内涵 生态系统服务功能类型 4个层次和17个类型 生产功能 包括生态系统的产品和生物多样性的维持等 基本功能 包括传粉 传播种子 生物防治 土壤形成等 环境效应 包括改良减缓干旱和洪涝灾害 调节气候 净化空气 废物处理等 娱乐价值 包括休闲 娱乐 文化 艺术素养 生态美学等 生态系统服务价值 1997年 Costanza等最先估算了全球生物圈的各种生态系统的服务价值 标志着生态系统服务价值评估研究已经成为生态经济学研究的热点 2003年 谢高地等结合中国实际情况 制定出中国平均状态的不同生态系统单位面积生态服务价值 2 生态系统服务功能的价值评估 生态系统服务功能的价值分类 四类 直接利用价值 间接利用价值 选择价值 存在价值 直接利用价值 生态系统产品所产生的价值 包括食品 医药及其他工农业生产原料 景观娱乐等带来的直接价值 评估方法 用产品的市场价格估算 间接利用价值 指无法商品化的生态系统服务功能 如维持生命物质的生物地化循环与水文循环 维持生物物种与遗传多样性 保护土壤能力 净化环境 维持大气化学平衡与稳定等支撑与维持地球生命支持系统的功能 评估方法 根据生态系统功能的类型确定 主要有防护费用法 恢复费用法和替代市场法等 选择价值 人们为了将来能直接利用与间接利用某种生态系统服务功能的支付意愿 如人们为了将来能利用生态系统的涵养水源 净化空气及游憩娱乐等功能的支付意愿 相当于人们为了将来能用到的某种资源或效益而愿意支付的一笔保险金 类型 自己将来利用 子孙后代将来利用 遗传价值 别人将来利用 替代消费 评估方法 根据人们愿意支付的金额估算 16 存在价值 指人们为确保生态系统服务功能继续存在的支付意愿 它是生态系统本身具有的价值 与人类存在与否无关 如生态系统中的物种多样性与涵养水源能力等 存在价值是介于经济价值与生态价值之间的过渡性价值 它可为经济学家和生态学家提供共同的价值观 评估方法 与间接利用价值相似 采用防护费用法 恢复费用法和替代市场法等 2 生态系统服务功能价值评估方法 根据生态经济学 环境经济学和资源经济学的研究成果 生态系统服务功能经济价值评估的方法主要分两类 一是替代市场技术 它是以 影子价格 和消费者剩余来表达生态系统服务功能的经济价值 其评估方法主要有 费用支出法 市场价值法 机会成本法 旅游费用法和享乐价格法等 二是模拟市场技术 它以支付意愿和净支付意愿来表达生态系统服务功能的经济价值 其评估方法是 条件价值法 条件价值法 调查法 假设评价法和假设是长发 应用最广的方法 含义 直接询问人们对某种公共商品的支付意愿 以获得公共商品的价值 属于模拟市场技术方法 适用条件 缺乏实际市场和替代市场交换的商品的价值评估 是 公共商品 价值评估的一种特有方法 条件价值法 功能 能评价各种生态系统服务功能的经济价值 包括直接利用价值 间接利用价值 存在价值和选择价值 核心 直接调查询问人们对生态系统服务功能的支付意愿 并以支付意愿和净支付意愿来表达生态系统服务功能的经济价值 实际研究中 常通过调查 问卷 投标等方式来获得消费者的支付意愿和净支付意愿 综合所有消费者的支付意愿和净支付意愿来估计生态系统服务功能的经济价值 条件价值法 支付意愿 是商品价值的合理表达方法 可以表示一切商品价值 是人们一切行为价值表达的自动指示器 商品的价值 人们对该商品的支付意愿支付意愿 实际支出 消费者剩余实际支出 商品的价格 消费者剩余 根据商品的价格资料用公式求出 所以商品的价值可以根据市场价格资料来计算 条件价值法 对有类似替代品的商品对公共商品 因消费者剩余很小 可以直接以其价格表示商品的价值 因没有市场交换和市场价格 就不能通过其来估算商品的价值 就只能通过条件价值法估算商品的价值 22 费用支出法 含义 指以人们对某种生态系统服务功能的支付费用来表示其经济价值 费用支出法是从消费者角度来评价生态系统服务功能的经济价值 是一种古老而简单的评价方法 市场价值法 含义 指先定量地评价某种生态系统服务功能的效果 再根据这些效果的市场价格来评价其经济价值的方法 适用条件 适用于没有费用支出的但有市场价格的生态系统服务功能价值评估 实际做法 环境效果评价法和环境损失评价法 环境效果评价法的步骤 1 计算某种生态系统服务功能的定量值 如涵养水源的量 co2固定量 2 研究生态系统服务功能的 影子价格 如固定co2定价可以根据其市场价格计算 3 计算其总经济价值 环境损失评价法 与环境效果评价法相似 是一种间接的方法 优点是一种较合理的评价方法 应用广泛 缺点生态系统功能种类繁多 很难定量 实际应用较少 生态系统服务功能价值评估的难题 尽管生态系统服务功能已有多种价值化的评估方法 但要对系统服务功能进行准确的价值计算还存在较大的困难 其原因可以归纳为两个方面 生态系统的复杂性 生态系统服务信息的模糊性 研究展望 生态系统服务功能的价值评估的相关研究在20世纪末才得到学术界的广泛关注 在许多方面还需进一步升入 目前对区域生态服务系统服务的价值化评估还主要针对单一功能或单一类型的生态系统类型 普遍采用先分类计算 再加总方法 较少有对生态系统的复合功能进行价值评估 不同生态类型服务价值系数的取得多以科学家的研究成果作为基础 较少全面调查和综合考虑所有利益相关者的价值认知 三 土地生态系统安全及其评价 生态系统安全的提出 随着社会 经济的快速发展 人口 资源 环境的矛盾日益突出 一系列的土地生态问题相继出现 致使我国的土地生态安全受到了前所未有的沉重压力 土地生态安全对于国家 地区的经济发展和未来土地资源环境的合理 高效利用起着至关重要的作用 1 如何改善和解决土地生态安全问题已受到诸多学者的关注 土地生态安全评价作为土地生态安全研究的1个重要方向 2 为制定保障土地生态安全的决策提供着重要的科学依据 极具理论价值和现实意义 1 生态系统安全的提出与发展 生态安全的概念 广义 包括自然生态安全 经济生态安全和社会生态安全 是生态系统完整性和健康的整体水平的反映 狭义 指自然和半自然生态系统的安全 即生态系统完整性和健康的整体水平的反映 综合概念 人类在生产 生活与健康等方面不受生态破坏与影响的保障程度 包括饮用水与食物安全 空气质量与绿色环境等基本要素 生态安全类型 根据系统功能健康情况 健康系统 生态系统是稳定和可持续的 在时间上能够维持它的组织结构和自治 保持对威胁的恢复力 不健康系统 生态系统的安全状况处于受威胁之中 生态安全的特性 先验性 研究对象具有特定性和针对性 研究内容主要发生在生态脆弱区 评价标准具有相对性和发展性 不同国家 地区 时代 其标准时不同的 研究要体现人类的能动性 要研究如何建立生态安全保障体系 2 土地生态安全评价 定义 研究对象 是针对土地利用的宏观结构调整与布局对环境与生态的可能影响做出的预测性评估 他对于避免规划造成的环境影响和维护区域生态安全有着重要意义 以自然地理景观为主要研究对象 如地理区 生态区 以受人类活动影响显著地区为主要研究对象 如行政区 经济区 土地生态安全评价研究尺度 地理区 生态区 流域 丘陵地区多进行的是大小尺度 如跨省区域尺度 也存在个别的小尺度案例 如限于尺度 镇域尺度 行政区 6个行政尺度涉及了4个 即省域 市域 县域和镇域 但研究多集中在省域和市域尺度 指标体系的构建 国内学者从不同角度 不同区域对土地生态安全评价指标体系进行了广泛研究 常见的评价指标体系有2种 压力 状态 响应概念框架模型 pressure state response P S R 自然 经济 社会概念框架模型 压力 状态 响应概念框架模型 生态环境问题被表述为3种不同但又相互联系的指标类型 压力指标反映人类活动给生态环境造成的负荷 状态指标表征生态环境质量 自然资源与生态系统的状况 响应指标表征人类面临生态环境问题所采取的对策与措施 压力 状态 响应概念框架模型 自然 经济 社会概念框架模型 评价方法 3 生态风险评价 生态风险 指在一定区域内 具有不确定性的事故或灾害对生态系统及其组分可能产生的作用 并导致生态系统结构和功能的损失 危及生态系统的安全和健康 产生的原因 自然因素 社会经济因素 人类生产实践因素 土壤沙漠化 水资源危机 市场因素 资金的投入产出因素 传统的经营方式和技术产生的生态风险因素 生态风险的特点 文本 文本 生态风险评价的内容 风险源分析暴露分析危害分析受体分析 4 生态系统健康评价 生态系统健康的特点1 不受对生态系统有严重危害的生态系统威胁综合征的影响 2 具有恢复力 能够从自然的或人为的正常干扰中恢复过来 3 在没有或几乎没有投入的情况下 具有自我维持能力 4 不影响相临系统 健康的生态系统不会对别的系统造成压力 5 不受风险因素的影响 6 在经济上可行 7 维持人类和其他有机群落的健康 生态系统健康评价指标 1 活力2 恢复力3 组织结构4 维持生态系统服务5 管理的选择6 减少投入 7 对相临系统的危害8 人类健康影响 4 生态系统健康评价 生态系统的健康评价指标 活力 组织结构 恢复力生态系统健康评价程序 参照人类健康检查程序 医生检查并确定症状 检测症状的主要指标 做出初步诊断 进行进一步检测 根据以上检测报告综合判断 开处方提出治疗方案 生态系统健康度量方法 生态系统健康指数 计算公式 HI V O R其中 HI为系统健康指数 是可持续性的一个度量 V为系统活力 是系统活力 新陈代谢和初级生产力的主要指标 O为系统组织指数 是系统组织的相对程度0 1间的指数 包括它的多样性和相关性 R为系统恢复力 是系统弹性的相对程度0 1间的指数 四 土地生态足迹和生态包袱评价 生态足迹 ecologicalfootprint 人类需要的能够持续地提供资源或消纳废物的 具有生物生产力的地域空间 生态 物生产性面积 1 生态足 痕迹 计算步骤 1 划分消费项目 计算消费量 2 将各消费量折算为生物生产性土地面积 3 汇总生态足迹 4 计算区域生态承载力 并与生态足迹比较 分析可持续发展的程度 生态足迹 评价优点 概念形象 角度新颖 内涵丰富 可操作性强缺点 自然功能不全 静态分析启示1 实现可持续发展目标任重道远2 美国是生态足迹最大的国家3 生态盈余的国家大多地广人稀 减少生态赤字维护生态平衡的方法 1 保护生态环境的重要性和迫切性 2 采用有效的生态技术来提高单位面积的自然生产量 3 充分利用可再生资源代替不可再生资源 4 维护好各类生态系统 5 减少不必要的消耗 2 生态包袱 指人类为获得有用物质和生产产品而动用的没有直接进入交易和生产过程的物料 又称隐藏流 生态包袱的计算方法计算生态包袱应考虑所有的物质 包括直接使用和间接动用的物质 一件产品的生态包袱R等于该产品含有的和生产中消耗的各种物质的重量wi乘以各自的生态包袱系数yi再求和作为该产品的物质投入总重量 再减去产品自身的重量w 生态包袱计算的关键 找出所有的投入 1 能量消耗 如电力等 也应作为 物质 投入 2 还必须追加 投入的投入 及其生态包袱 如因电力投入引起的煤炭投入和煤炭的生态包袱 钢铁投入引起的铁矿石投入和铁矿石的生态包袱等 五 土地生态管理及影响评价 概念 指基于对生态系统组成 结构和功能过程的最佳理解 在一定的时空尺度范围内将人类价值和社会经济条件整合到生态系统经营中 以恢复或维持生态系统整体性和可持续性 生态系统管理的目标 实现生态系统的可持续性 生态系统管理的要素 1 有明确的管理目标2 有确定的系统边界和单元3 对生态系统有深刻理解4 有适宜的尺度和等级结构5 应理解生态系统的不