环境生态学-Chapter10-生态系统服务课件

环境生态学

第七章

生态系统服务环境生态学

第七章生态系统服务学习内容1生态系统服务的内涵2生态系统服务的特征3生态系统服务的评价学习内容1生态系统服务的内涵1生态系统服务的内涵1.1生态系统服务的定义1.2生态系统服务的分类1.3生态系统服务形成的过程1生态系统服务的内涵1.1生态系统服务的定义1.1生态系统服务的定义Daily(1997)等人将生态系统服务（ecosystemservices）定义为:生态系统与生态过程所形成的、维持人类生存的自然环境条件及其效用。它是通过生态系统的功能直接或间接得到的产品和服务。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、保持水土等。生态系统服务定义很多，可归纳为生态系统服务指对人类生存和生活质量有贡献的生态系统产品和服务。有人将ecosystemservices译为生态系统服务功能。1.1生态系统服务的定义Daily(1997)等人将生1.2生态系统服务的分类功能分类调节、承载、栖息、生产和信息服务(Daily,1997;Grootetal.,2002)支持、供给、调节和文化服务(MillenniumEcosystemAssessment)1.2生态系统服务的分类功能分类MA提出的生态系统服务的分类SupportingNutrientcyclingSoilformationPrimaryproduction……ProvisioningFoodFreshwaterWoodandfiberFuel……RegulatingClimateregulationFloodregulationDiseaseregulationWaterregulation……CulturalAestheticSpiritualEducationalRecreational……MA提出的生态系统服务的分类SupportingProvis61.3生态系统服务形成的过程生态系统非生物环境特征、生物特征和生态过程及其相互作用是生态系统服务形成的内在机制。生态系统非生物环境特征、生物特征和生态过程之间相互作用的结果体现为生态系统功能。生态系统功能是生态系统服务的基础，生态系统服务是生态系统功能的表现。人类活动是（农业）生态系统服务形成的重要的驱动力。1.3生态系统服务形成的过程生态系统非生物环境特征、生物特1.3生态系统服务形成的过程结合生态系统服务功能的主要内容（课本P196），解释生态系统非生物环境特征、生物特征和生态过程及其相互作用是生态系统服务形成的内在机制。1.3生态系统服务形成的过程结合生态系统服务功能的主要内容2生态系统服务的特征2.1服务行为的非市场性2.2服务价值的外部性2.3服务过程的不可逆性2.4服务功能的不可替代性2.5服务空间的连续性和差异性2生态系统服务的特征2.1服务行为的非市场性2.1服务行为的非市场性公共商品：不通过市场经济机构即市场交换用以满足公共需求的产品或服务就称为公共商品(PublicGoods)。公共商品的两大特点：非涉它性，即一个人消费该商品时不影响另一个人的消费；

非排它性，

即没有理由排除一些人消费这些商品，

如新鲜的空气、

无污染的水源。2.1服务行为的非市场性公共商品：不通过市场经济机构即市场2.1服务行为的非市场性非实物型生态服务的经济价值并不能通过商业市场反映出来，因难以量化和反映其价值而往往被忽视。这种忽视导致了人类在对自然资源的开发利用过程中存在着短期行为，造成了对生态环境的严重破坏，最终对生态系统的服务功能造成损害，使生态系统向人类提供的福利减少，直接威胁到人类可持续发展的生态基础。2.1服务行为的非市场性非实物型生态服务的经济价值并不能通2.2服务价值的外部性外部性：指社会成员(包括组织和个人)从事经济活动时，其成本与后果不完全由该行为人承担，也即行为举动与行为后果的不一致性。外部经济：某人或某企业的经济活动会给社会上其他成员带来好处，但该人或者该企业却不能由此得到补偿。外部不经济：某人或者某企业的经济活动会给社会上其他人带来损害，但该人或该企业却不必为这种损害进行补偿。2.2服务价值的外部性外部性：指社会成员(包括组织和个人)2.2服务价值的外部性外部性扭曲了市场主体成本与收益的关系，会导致市场无效率甚至失灵，而外部不经济如果不能够得到遏制，经济发展所赖以存在的环境将持续恶化，最终将使经济失去发展的条件。2.2服务价值的外部性外部性扭曲了市场主体成本与收益的关系讨论农作物秸秆焚烧污染的外部性农户的私人成本和社会成本不一致；农民在做生产决策的时候往往没有动机去考虑空气污染的社会成本；如果没有政策干预，作为理性经济人的污染者将不会自动采取措施来减少污染。讨论农作物秸秆焚烧污染的外部性农户的私人成本和社会成本不一致2.3服务过程的不可逆性生态系统具有自我调节功能，不受剧烈破坏性影响下，生物资源的服务功能可以视为可更新资源。但是，生态系统资源的总存量不会递增，并且由于庞大的系统性和复杂性，自身调节速度缓慢。由于人类的改造、破坏速度大于生态系统调节速度,生态系统的资源总存量出现不可逆转性迅速下降，

当下降到一定阈值时，将会导致生态系统资源的耗竭和物种的灭绝，

最终导致生态系统服务功能的耗竭。2.3服务过程的不可逆性生态系统具有自我调节功能，不受剧烈2.4服务功能的不可替代性人类活动可以影响但不能替代生态系统服务。生态系统结构具有不可复制性和不可替代性。动植物互利共生所形成的各种关系式生物协同进化的结果，因此，生态系统的许多服务是人工所不能替代的。/wiki/File:Wiki_bio2_sunset_001.jpg生物圈二号（Biosphere2）位于美国亚利桑那州图森市北部，是爱德华·P·巴斯及其他人员主持建造的人造封闭生态系统。占地1.3万平方米，大约有8层楼高，为圆顶形密封钢架结构玻璃建筑物。2.4服务功能的不可替代性人类活动可以影响但不能替代生态系2.5服务空间的连续性和差异性生态系统是一个连续的资源系统，

空间上难以分割，表现出共有性质。所以，

生态系统的服务功能同样具有连续性。其权属表现形式可以分为全球共有(太阳、大气等)、多国共有、国家所有和地区所有4个层次。空间连续性带来的产权不明晰是造成生态系统资源市场外部性的原因之一，例如，跨界水体污染。生态条件具有空间差异性,特定空间特征也影响着生态系统服务的发挥或实现。2.5服务空间的连续性和差异性生态系统是一个连续的资源系统新安江流域的水环境生态补偿“谁污染，谁治理；谁受益，谁补偿”新安江-千岛湖-富春江新安江流域的水环境生态补偿“谁污染，谁治理；谁受益，谁补偿”3生态系统服务的评价3.1生态系统服务的评价方法3.2全球生态系统服务价值评估3.3生态系统服务价值评估技术3生态系统服务的评价3.1生态系统服务的评价方法3.1生态系统服务的评价方法能值分析法物质量评价方法价值量评价方法3.1生态系统服务的评价方法能值分析法能值转化率利用能值转换率可以计算能量、物质或货币的能值能值（sej）=能值转换率（sej/J）×能量（J）能值（sej）=能值转换率（sej/g）×物质（g）能值（sej）=能值货币率（sej/￥）×货币（￥）资源类型原始单位能值转化率sej/unit参考文献太阳辐射能J1Odum,1996风能J1.47×103Campbell,1998电能J2.69×105Odum,1996农药g2.49×1010Brandt-Williams,2000氮肥g4.05×1010Brandt-Williams,2000……表部分常见资源的能值转化率能值转化率利用能值转换率可以计算能量、物质或货币的能值资源类能值分析法的优势和局限性能值分析方法的优势使不同类别的能量转换为同一客观标准，从而进行定量比较。把生态系统与人类社会经济系统统一起来，有助于调整生态环境与经济发展的关系。能值分析方法的局限性产品的能值转换率计算需对生产该产品的系统作能值分析，这种分析复杂且难度大。一些物质与太阳能关系很弱,甚至没有关系，

如地球中的矿物质元素等，

很难用太阳能焦耳来度量。能值不能反映人类对生态系统服务的需求性,也不能反映生态系统服务的稀缺性。能值分析法的优势和局限性能值分析方法的优势物质量评价方法的优势和局限性物质量评价方法的优势评价结果比较客观，不会随生态系统所提供的服务的稀缺性增加而大幅度增加，

对于空间尺度较大的区域生态系统或关键的生态系统更是如此。物质量评价方法的局限性得出的结果不能引起人们对生态系统服务的足够重视，进而影响人们对生态系统服务的持续利用。得出的各单项生态系统服务的量纲不同，无法进行加总。物质量评价方法的优势和局限性物质量评价方法的优势价值量评价方法的优势和局限性价值量评价方法的优势结果是货币值，

因此，

既能将不同生态系统与同一项生态系统服务进行比较，

也能将某一生态系统的各单项服务综合起来。人们对货币值有明显的感知，运用价值量评价方法得出的结果能引起人们对区域生态系统服务足够的重视，促进人们对生态系统服务的持续利用。生态系统服务价值量评价研究能促进环境核算，将其纳入国民经济核算体系，

最终实现绿色

GDP。价值量评价方法的优势和局限性价值量评价方法的优势价值量评价方法的优势和局限性价值量评价方法的局限性价值量反映了人类对生态系统服务的支付意愿，

使其结果存在主观性。随着人类对生态系统的加剧利用，生态资源的稀缺性增加，生态系统为人类提供的服务的价值会愈来愈高。价值量评价方法的优势和局限性价值量评价方法的局限性生态系统服务价值评估的意义必须研究生态系统服务的经济价值，并将其纳入国民经济核算体系，才能促进自然资本开发的合理决策，避免损害生态系统服务的短期经济行为，有利于生态系统的保护并最终有利于人类自身的可持续发展。生态系统服务价值评估的意义必须研究生态系统服务的经济价值，并3.2全球生态系统服务价值评估1997年，Costanza根据已出版的研究报告和少数原始数据进行最低估计，获得全球生态系统提供的服务总价值为：每年平均33万亿（16-54亿）美元，与之相比，1997年全球GNP的年总量为18万亿美元，即全球生态系统服务总价值大约为当年全球GNP的1.8倍。3.2全球生态系统服务价值评估1997年，Costanza环境生态学---Chapter10_生态系统服务课件湿地的主要生态系统服务提供产品.湿地生态系统能够为人类提供大量的农产品和原材料；防洪减灾.湿地是一个巨大的蓄水库,可储存过量的降水、减弱洪水对下游的危害。调节作用.湿地在调节地表径流和净化水质的同时还能调节区域气候以及沉淀、吸附、分解、转化和吸收污染物.保护生物多样性.湿地具有丰富的生物多样性和巨大的基因库.社会文化载体.许多湿地已成为集航运、观光和休闲等功能于一体的优良景观,同时不少湿地包含着的丰富的历史文化遗产,具有科学研究及教育价值.湿地的主要生态系统服务提供产品.湿地生态系统能够为人类提供3.3生态系统服务价值评估技术3.3.1实际市场评估技术3.3.2替代(隐含)市场评估技术3.3.3假想(模拟)市场评估技术3.3生态系统服务价值评估技术3.3.1实际市场评估技术3.3.1实际市场评估技术对具有实际市场的生态系统产品和服务,可以这些物品和服务的市场价格作为生态系统服务货币价值的一种近似。代表性方法市场价值法：是以生态系统提供的商品价值为依据的一种估算方法。费用支出法：以人们对某种环境效益的支出费用来表示该效益的经济价值。没能计算消费者剩余。3.3.1实际市场评估技术对具有实际市场的生态系统产品和服3.3.2替代(隐含)市场评估技术生态系统的某些服务虽然没有直接的市场,但具有这些服务的替代品的市场和价格,通过估算替代品的花费来代替某些生态服务的经济价值。

代表性方法替代花费法：以使用技术手段获得与某种生态系统服务相同的结果所需的生产费用为依据间接估算生态系统服务的价值。生产成本法：生态破坏的经济损失以及为消除这些损失而需支付的费用。3.3.2替代(隐含)市场评估技术生态系统的某些服务虽然没3.3.3假想(模拟)市场评估技术对没有市场交易和实际市场价格的生态系统产品和服务(纯公共物品)，只有人为地构造假想市场来衡量生态系统服务和环境资源的价值。代表性方法条件价值法(contingentvaluationmethod,CVM)：是一种直接调查方法,直接询问人们对某种生态系统服务的支付意愿(WTP)或对某种生态系统服务损失的接受赔偿意愿(WTA),以人们的支付意愿或受偿意愿来估计生态系统服务的经济价值。3.3.3假想(模拟)市场评估技术对没有市场交易和实际市场条件价值法评估的问卷设计例子假想市场设计“黑洼水库除险加固方案的实施需要大量费用，国家划拨的经费不够用来开展水库游憩功能提升工程。游憩功能的提升，滁州市民都将是受益者。您的家庭是否愿意一次性支付

50元来支持黑洼水库游憩功能提升工程？”。条件价值法评估的问卷设计例子假想市场设计复习题名词解释：生态系统服务；外部性；条件价值法。论述题：从生态系统服务的特征出发，分析生态系统服务受损的原因和保护方法。简答题：以一种类型的生态系统为例，解释该类生态系统的主要生态系统服务。复习题名词解释：生态系统服务；外部性；条件价值法。推荐资料谢高地,肖玉,鲁春霞.生态系统服务研究:进展、局限和基本范式.植物生态学报,2006,30(2):191-199.谢高地,鲁春霞,成升魁.全球生态系统服务价值评估研究进展.资源科学,2001,23(6):5-9.王振波,于杰,刘晓雯.生态系统服务功能与生态补偿关系的研究.中国人口

资源与环境,2009,19,6:17-22.推荐资料谢高地,肖玉,鲁春霞.生态系统服务研究:进环境生态学

第七章

生态系统服务环境生态学

第七章生态系统服务学习内容1生态系统服务的内涵2生态系统服务的特征3生态系统服务的评价学习内容1生态系统服务的内涵1生态系统服务的内涵1.1生态系统服务的定义1.2生态系统服务的分类1.3生态系统服务形成的过程1生态系统服务的内涵1.1生态系统服务的定义1.1生态系统服务的定义Daily(1997)等人将生态系统服务（ecosystemservices）定义为:生态系统与生态过程所形成的、维持人类生存的自然环境条件及其效用。它是通过生态系统的功能直接或间接得到的产品和服务。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、保持水土等。生态系统服务定义很多，可归纳为生态系统服务指对人类生存和生活质量有贡献的生态系统产品和服务。有人将ecosystemservices译为生态系统服务功能。1.1生态系统服务的定义Daily(1997)等人将生1.2生态系统服务的分类功能分类调节、承载、栖息、生产和信息服务(Daily,1997;Grootetal.,2002)支持、供给、调节和文化服务(MillenniumEcosystemAssessment)1.2生态系统服务的分类功能分类MA提出的生态系统服务的分类SupportingNutrientcyclingSoilformationPrimaryproduction……ProvisioningFoodFreshwaterWoodandfiberFuel……RegulatingClimateregulationFloodregulationDiseaseregulationWaterregulation……CulturalAestheticSpiritualEducationalRecreational……MA提出的生态系统服务的分类SupportingProvis421.3生态系统服务形成的过程生态系统非生物环境特征、生物特征和生态过程及其相互作用是生态系统服务形成的内在机制。生态系统非生物环境特征、生物特征和生态过程之间相互作用的结果体现为生态系统功能。生态系统功能是生态系统服务的基础，生态系统服务是生态系统功能的表现。人类活动是（农业）生态系统服务形成的重要的驱动力。1.3生态系统服务形成的过程生态系统非生物环境特征、生物特1.3生态系统服务形成的过程结合生态系统服务功能的主要内容（课本P196），解释生态系统非生物环境特征、生物特征和生态过程及其相互作用是生态系统服务形成的内在机制。1.3生态系统服务形成的过程结合生态系统服务功能的主要内容2生态系统服务的特征2.1服务行为的非市场性2.2服务价值的外部性2.3服务过程的不可逆性2.4服务功能的不可替代性2.5服务空间的连续性和差异性2生态系统服务的特征2.1服务行为的非市场性2.1服务行为的非市场性公共商品：不通过市场经济机构即市场交换用以满足公共需求的产品或服务就称为公共商品(PublicGoods)。公共商品的两大特点：非涉它性，即一个人消费该商品时不影响另一个人的消费；

非排它性，

即没有理由排除一些人消费这些商品，

如新鲜的空气、

无污染的水源。2.1服务行为的非市场性公共商品：不通过市场经济机构即市场2.1服务行为的非市场性非实物型生态服务的经济价值并不能通过商业市场反映出来，因难以量化和反映其价值而往往被忽视。这种忽视导致了人类在对自然资源的开发利用过程中存在着短期行为，造成了对生态环境的严重破坏，最终对生态系统的服务功能造成损害，使生态系统向人类提供的福利减少，直接威胁到人类可持续发展的生态基础。2.1服务行为的非市场性非实物型生态服务的经济价值并不能通2.2服务价值的外部性外部性：指社会成员(包括组织和个人)从事经济活动时，其成本与后果不完全由该行为人承担，也即行为举动与行为后果的不一致性。外部经济：某人或某企业的经济活动会给社会上其他成员带来好处，但该人或者该企业却不能由此得到补偿。外部不经济：某人或者某企业的经济活动会给社会上其他人带来损害，但该人或该企业却不必为这种损害进行补偿。2.2服务价值的外部性外部性：指社会成员(包括组织和个人)2.2服务价值的外部性外部性扭曲了市场主体成本与收益的关系，会导致市场无效率甚至失灵，而外部不经济如果不能够得到遏制，经济发展所赖以存在的环境将持续恶化，最终将使经济失去发展的条件。2.2服务价值的外部性外部性扭曲了市场主体成本与收益的关系讨论农作物秸秆焚烧污染的外部性农户的私人成本和社会成本不一致；农民在做生产决策的时候往往没有动机去考虑空气污染的社会成本；如果没有政策干预，作为理性经济人的污染者将不会自动采取措施来减少污染。讨论农作物秸秆焚烧污染的外部性农户的私人成本和社会成本不一致2.3服务过程的不可逆性生态系统具有自我调节功能，不受剧烈破坏性影响下，生物资源的服务功能可以视为可更新资源。但是，生态系统资源的总存量不会递增，并且由于庞大的系统性和复杂性，自身调节速度缓慢。由于人类的改造、破坏速度大于生态系统调节速度,生态系统的资源总存量出现不可逆转性迅速下降，

当下降到一定阈值时，将会导致生态系统资源的耗竭和物种的灭绝，

最终导致生态系统服务功能的耗竭。2.3服务过程的不可逆性生态系统具有自我调节功能，不受剧烈2.4服务功能的不可替代性人类活动可以影响但不能替代生态系统服务。生态系统结构具有不可复制性和不可替代性。动植物互利共生所形成的各种关系式生物协同进化的结果，因此，生态系统的许多服务是人工所不能替代的。/wiki/File:Wiki_bio2_sunset_001.jpg生物圈二号（Biosphere2）位于美国亚利桑那州图森市北部，是爱德华·P·巴斯及其他人员主持建造的人造封闭生态系统。占地1.3万平方米，大约有8层楼高，为圆顶形密封钢架结构玻璃建筑物。2.4服务功能的不可替代性人类活动可以影响但不能替代生态系2.5服务空间的连续性和差异性生态系统是一个连续的资源系统，

空间上难以分割，表现出共有性质。所以，

生态系统的服务功能同样具有连续性。其权属表现形式可以分为全球共有(太阳、大气等)、多国共有、国家所有和地区所有4个层次。空间连续性带来的产权不明晰是造成生态系统资源市场外部性的原因之一，例如，跨界水体污染。生态条件具有空间差异性,特定空间特征也影响着生态系统服务的发挥或实现。2.5服务空间的连续性和差异性生态系统是一个连续的资源系统新安江流域的水环境生态补偿“谁污染，谁治理；谁受益，谁补偿”新安江-千岛湖-富春江新安江流域的水环境生态补偿“谁污染，谁治理；谁受益，谁补偿”3生态系统服务的评价3.1生态系统服务的评价方法3.2全球生态系统服务价值评估3.3生态系统服务价值评估技术3生态系统服务的评价3.1生态系统服务的评价方法3.1生态系统服务的评价方法能值分析法物质量评价方法价值量评价方法3.1生态系统服务的评价方法能值分析法能值转化率利用能值转换率可以计算能量、物质或货币的能值能值（sej）=能值转换率（sej/J）×能量（J）能值（sej）=能值转换率（sej/g）×物质（g）能值（sej）=能值货币率（sej/￥）×货币（￥）资源类型原始单位能值转化率sej/unit参考文献太阳辐射能J1Odum,1996风能J1.47×103Campbell,1998电能J2.69×105Odum,1996农药g2.49×1010Brandt-Williams,2000氮肥g4.05×1010Brandt-Williams,2000……表部分常见资源的能值转化率能值转化率利用能值转换率可以计算能量、物质或货币的能值资源类能值分析法的优势和局限性能值分析方法的优势使不同类别的能量转换为同一客观标准，从而进行定量比较。把生态系统与人类社会经济系统统一起来，有助于调整生态环境与经济发展的关系。能值分析方法的局限性产品的能值转换率计算需对生产该产品的系统作能值分析，这种分析复杂且难度大。一些物质与太阳能关系很弱,甚至没有关系，

如地球中的矿物质元素等，

很难用太阳能焦耳来度量。能值不能反映人类对生态系统服务的需求性,也不能反映生态系统服务的稀缺性。能值分析法的优势和局限性能值分析方法的优势物质量评价方法的优势和局限性物质量评价方法的优势评价结果比较客观，不会随生态系统所提供的服务的稀缺性增加而大幅度增加，

对于空间尺度较大的区域生态系统或关键的生态系统更是如此。物质量评价方法的局限性得出的结果不能引起人们对生态系统服务的足够重视，进而影响人们对生态系统服务的持续利用。得出的各单项生态系统服务的量纲不同，无法进行加总。物质量评价方法的优势和局限性物质量评价方法的优势价值量评价方法的优势和局限性价值量评价方法的优势结果是货币值，

因此，

既能将不同生态系统与同一项生态系统服务进行比较，

也能将某一生态系统的各单项服务综合起来。人们对货币值有明显的感知，运用价值量评价方法得出的结果能引起人们对区域生态系统服务足够的重视，促进人们对生态系统服务的持续利用。生态系统服务价值量评价研究能促进环境核算，将其纳入国民经济核算体系，

最终实现绿色

GDP。价值量评价方法的优势和局限性价值量评价方法的优势价值量评价方法的优势和局限性价值量评价方法的局限性价值量反映了人类对生态系统服务的支付意愿，

使其结果存在主观性。随着人类对生态系统的加剧利用，生态资源的稀缺性增加，生态系统为人类提供的服务的价值会愈来愈高。价值量评价方法的优势和局限性价值量评价方法的局限性生态系统服务价值评估的意义必须研究生态系统服务的经济价值，并将其纳入国民经济核算体系，才能促进自然资本开发的合理决策，避免损害生态系统服务的短期经济行为，有利于生态系统的保护并最终有利于人类自身的可持续发展。生态系统服务价值评估的意义必须研究生态系统服务的经济价值，并3.2全球生态系统服务价值评估1997年，Costanza根据已出版的研究报告和少数原始数据进行最低估计，获得全球生态系统提供的服务总价值为：每年平均33万亿（16-54亿）美元，与之相比，1997年全球GNP的年总量为18万亿美元，即全球生态系统服务总价值大约为当年全球GNP的1.8倍。3.2全球生态系统服务价值评估1997年，Costanza环境生态学---Chapter10_生态系统服务课件湿地的主要生态系统服务提供产品.湿地生态系统能够为人类提供大量的农产品和原材料；防洪减灾.湿地是一个巨大的蓄水库,可储存过量的降水、减弱洪水对下游的危害。调节作用.湿地在调节地表径流和净化水质的同时还能调节区域气候以及沉淀、吸附、分解、转化和吸收污染物.保护生物多样性.湿地具有丰富的生物多样性和巨大的基因库.社会文化载体.许多湿地已成为集航运、观光和休闲等功能于一体的优良景观,同时不少湿地包含着的丰富的历史文化遗产,具有科学研究及教育价值.湿地的主要生态系统服务提供产品.湿地生态系统能够为人类提供3.3生态系统服务价值评估技术3.3