生态系统管理与可持续发展1.ppt

1、第七章 生态系统健康与生态恢复,7.1生态系统管理,7.1 生态系统管理,（一）、生态系统管理的概念,利用生态学、经济学、社会学和管理学的原理仔细地和专业地管理生态系统的生产或恢复，或长期维持生态系统的整体性和理想的条件、利用、产品、价值和服务（Overbay,1992）。 生态系统管理有明确的管理目标，并执行一定的政策和规划，基于实践和研究并根据实际情况作调整，基于对生态系统作用和过程的最佳理解，管理过程必须维持生态系统组成、结构和功能的可持续性（美国生态学会，1996）。,生态系统管理是考虑了组成生态系统的所有生物体及生态过程，并基于对生态系统的最佳理解的土地利用决策和土地管理实践过程。生

2、态系统管理包括维持生态系统结构、功能的可持续性，认识生态系统的时空动态，生态系统功能依赖于生态系统的结构和多样性，土地利用决策必须考虑整个生态系统（Dale et al., 1997）。 生态系统管理是实现生态系统与社会经济系统间的可持续性的平衡及生态系统功能的发挥。,上述这些定义在许多方面有重复，大多数定义强调在生态系统与社会经济系统间的可持续性的平衡，部分定义强调生态系统的功能特征。 我们认为所有这些定义并没有矛盾，生态系统管理要求我们越过生态系统中什么是有价值的和什么是没价值的问题，而主要集中在自然系统与社会经济系统重叠区的问题上。 主要包括以下几个方面：,（二）、生态系统管理的内涵,生

3、态系统管理要求融合生态学的知识和社会科学技术，并把人类、社会价值整合进生态系统； 生态系统管理的对象包括自然和人类干扰的系统； 生态系统功能可用生物多样性和生产力来衡量； 生态系统管理要求科学家与管理者定义生态系统退化的阈值；,生态系统管理要求人类利用和对生态系统的影响方面的系统的科学的研究结果作指导； 生态系统管理要求人们理解和接受生态功能的部分损失，并利用科学知识做出最小损害生态系统整体性的管理选择； 态系统管理的时间和空间尺度应与管理目标相适应； 生态系统管理要求发现生态系统退化的根源，并在其退化前采取措施。,（三） 生态系统管理的发展进程,表7-1 美国生态系统管理的历史发展过程,（四

4、）、生态系统管理的内容,植物个体及种群尺度上：气候与微气候、地形与微地形、土壤的理化特征、消费者的层次、植物的生理生态特征、植物固定碳的格局、植物遗传、共生、营养和水分条件。 群落及生态系统尺度上：气候与微气候、地形与微地形、种类组成与多度、土壤的理化特征、消费者的层次、植物组织的流通率及分解、活体与死的有机质空间分布、植物对水分和营养利用的形态适应、共生、营养和水分条件。,景观尺度上：气候、地形、群落与生态系统类型、土壤物理特征、生态类型的空间分布。景观尺度是评价动物生境的最佳尺度。 生物圈尺度上：气候、地形和植被类型。由于空间尺度太大，一些生态学过程的速率较慢。气候是植被分布的决定因子，时

5、间尺度不重要，海拔对种类的影响可以忽略。,（五）、生态系统管理的原则,（六）、案例：美国太平洋西北部成过熟林管理计划,背景介绍：19世纪中叶移民到达之前，大面积的森林覆盖了卡斯凯德山脉(Cascade Mountain)两侧的大面积地区。在这种景观内，自然干扰和土著人的火烧干扰维持着林地演替系列阶段的多样性，大约60%-70%的森林面积是由针叶树种混交的成过熟林（林分年龄在150年以上）。19世纪末、20世纪初的采伐运输业以及20世纪70年代的短期轮伐使成过熟林持续下降和破碎化，北部斑纹猫头鹰数量减少。科学家、政策制定者和活动家为保护残存的成过熟林生态系统的遗迹寻求必要的依据。,1993年，克

6、林顿总统发起了“国家森林最高级会议”，商讨解决在大西洋西北部联邦森林资源管理和利用上僵局的方案。为此，林务局建立了森林生态系统管理评估组(FEMAT)，要求FEMAT提出太平洋西北部成过熟林的具有不同管理需求的（生态学和社会学上的）可供选择的办法和后果预测 。 FEMAT的报告作为开展生态系统管理和有关方法论的范例。该报告概括美国林务局和土地管理局实现计划的四个方面：1.新管理体制的形成和执照的发放；2.10个适应性管理区域计划过程的发起；3.对关键流域、河岸保护区的项目进行流域分析；4.对演替后期的管理进行评价。,1993年，克林顿总统发起了“国家森林最高级会议”，商讨解决在大西洋西北部联邦

7、森林资源管理和利用上僵局的方案。为此，林务局建立了森林生态系统管理评估组(FEMAT)，要求FEMAT提出太平洋西北部成过熟林的具有不同管理需求的（生态学和社会学上的）可供选择的办法和后果预测 。 FEMAT的报告作为开展生态系统管理和有关方法论的范例。该报告概括美国林务局和土地管理局实现计划的四个方面：1.新管理体制的形成和执照的发放；2.10个适应性管理区域计划过程的发起；3.对关键流域、河岸保护区的项目进行流域分析；4.对演替后期的管理进行评价。,7.3 生态系统的服务功能,7.3.1 生态系统服务功能的概念,定义： 生态系统的服务功能是指人类直接或间接地从生态系统结构功能（即生态系统中

8、的生境、生物或系统性质及过程）中获取的利益，生态系统不仅为人类提供了食品、医药及其他生活原料，更重要的是维持人类赖以生存的生命支持系统，维持生命物质的生物地化循环及水文循环，维持生物物种与遗传多样性，净化环境，维持大气化学的平衡与稳定，为人类生存与现代文明提供重要作用（Daily,1995,1997; Costanza, 1997,任海等，2001）。,特点：生态系统产品和生态系统功能的统一，具有生产和生态双重属性；生态系统服务的基础和前提是生态系统的开放性。 退化生态系统的恢复目标：恢复并维持生态系统的服务功能，包括生态系统的产品、生物多样性、土壤形成、种子传播、废物的去毒和分解、保护海岸带

9、、防止紫外线辐射、净化空气和水体、调节气候等。,表7-2 生态系统的服务功能(Costanza,1997),7.3.2 生态系统服务功能的内容,生产生态系统产品：生态系统可以为人类提供动植物产品。据统计，每年各类生态系统为人类提供粮食1.8X108t，肉类产品约6.0X108t，海洋提供鱼类产品约1.0X108t。 提供栖息休憩场所：陆地和水生生态系统为野生鸟、兽、虫、鱼提供必要的栖息环境，为人们提供狩猎、垂钓、休闲等活动提供场所。,产生和维持生物多样性：生态系统通过生物群落的整体创造了适宜于生物生存；不同种群对外来扰动与环境变化具有不同的抵抗能力；不同生态系统为不同种群的生存提供了场所。从而

10、可以避免某一因子的变动而导致物种的灭绝，保存了丰富的遗传基因信息。 调节气候：生态系统在全球、区域、小流域和小生境等不通的空间尺度上影响着气候。如温室气体排放、降水调节。,减缓旱涝灾害：涵养水源、拦截雨水、减少径流、固持土壤。 维持土壤功能：维持土壤的生产能力、维持土壤的生物功能、维持碳源、减少温室气体的排放、土壤污染的修复与改良、地下水的净化与保存。 传播花粉种子：维持动物传播花粉、种子的功能，提高物种和生态系统的多样性，促进退化种群的恢复。,有害生物的控制：自然生态系统的生态过程维持供养了有害生物的天地或竞争者，限制了有害生物的数量。各种生态系统过程结合起来，保障和提高了生态系统的稳定性，

11、保证了生态系统的服务功能。 净化环境：植物对大气污染的净化作用、土壤植物系统对土壤污染的净化作用、藻类对水体污染的控制和净化作用、肉食或腐食动物对有机体的净化作用等，通过摄取、吸收和分解的自然生物学过程保证了物质在自然生态系统中的有效循环利用，防止了物质的过分积累所形成的污染。,景观学与精神文化功能：自然生态系统对人类的情感活动有重要影响作用。洁净空气和水，相对和谐的景观，有利于人的身心健康。自然生态环境深刻地影响着人们的美学倾向、艺术创造、宗教信仰。各地独特的动植物区系和生态环境在漫长的文化发展过程中塑造了当地人们的特定行为习俗和性格特征，决定了当地的生产生活方式，孕育了各具特色的地方文化。

12、,7.3.3 生态系统服务功能价值的评估,生态系统服务功能的价值分类：直接利用价值、间接利用价值、选择价值和存在价值。 直接利用价值：食品、医药及其它工农业生产原料、旅游和娱乐等带来的直接价值。直接使用价值可以用产品的市场价格来估计。 间接利用价值：生物地球化学循环与水文循环、维持生物多样性、保持土壤肥力等。间接利用价值的评估根据生态系统功能的类型来折算，通常有防护费用法、恢复费用法、替代市场法等。, 选择价值：为了将来能直接或间接利用某种生态服务功能的支付意愿。如人们为将来能利用森林涵养水源、净化大气以及休憩娱乐等功能而愿意支付的费用。比较典型的例子是退耕还林还草工程的生态补偿。 存在价值：

13、生态系统本身具有的内在价值，是人们为确保生态系统服务功能能继续存在的支付意愿。例如，森林调节气候的作用是不以人的意志为转移的。存在价值介于经济价值与生态价值之间，它为经济学家和生态学家提供共同的价值观。,生态系统服务功能价值的评估方法：替代市场技术、模拟市场技术。 替代市场技术：以“影子价格”和消费者剩余价值来表达生态系统服务功能的经济价值。评价方法主要有费用支出法、市场价值法、机会成本法、旅行费用法和享乐价格法。 模拟市场技术：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，评价方法只有条件价值法一种。它是生态系统服务价值评估中应用最广泛的评估方法之一。,条件价值法：也称调查法和假设

14、评价法。其核心是直接咨询（调查、问卷、投标等）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。 优点：适用于缺乏实际市场和替代市场交换商品的价值评估，是“公共商品”价值评估的一种特有的重要方法，它能评估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。 缺点：费工、费时，操作难度大。,费用支出法：从消费者的角度来评价生态系统服务功能的价值。它以人们对某种生态系统服务功能的支出费用来表示其经济价值。例如：森林公园的生态系统服务功能可以用游客的消费支出作为其价值。 优点：直观、简捷、容易操作。 缺点：适用范围较小，无法估

15、测自然生态系统或非盈利为目的生态系统的服务功能价值。准确性不高，容易低估生态系统服务功能的经济价值。,市场价值法：与费用支出法类似，但它可适合于没有费用支出的但有市场价格的生态系统服务功能的价值评估。例如，评价保护土壤的经济价值时，可用生态系统破坏造成的土壤侵蚀量、土地退化、生产力下降的损失来估计。 优点：适用范围较广、内容较为全面。 缺点：操作难度大，无法实现所有服务功能的定量化；误判率较高，容易过高或过低的估计某一生态系统的服务功能价值。 * R.Costanza et al. The value of the worlds ecosystem services and natural c

16、apital. Nature, 1997, 386: 253-260.,表7-3 中国生态系统的服务功能价值及其与全球比较,表7-4 中国各类生态系统的服务功能价值,表7-5 中国各省区生态系统的服务价值分析与排序,中国天然草地生态服务价值： * 单价订正：Pij = (bj/B)Pi 式中，Pij: 单位面积草地的生态服务价值； bj: j类草地的生物量； B: 单位面积草地的平均生物量； Pi:生态系统各类服务功能参考基准单价 i = 1,2,3,17代表生态系统各类生态服 务功能； j = 1,2,3,18代表草地类型,* j类草地生态系统服务总价值： Vj = AjPij 式中，Vj:

17、 j类草地的生态服务总价值； Aj: j类草地的面积； Pij: j类草地的i类服务功能(i = 1,2,3,17) * 区域草地生态系统服务总价值： V = AjPij 式中，V: 区域草地的生态服务总价值 (i = 1,2,3,17； j = 1,2,3,18),表7-6 中国各类生态系统的服务功能价值,表7-7 不同区域草地生态系统服务价值（108USD/a）,7.3.4 人工生态系统的服务功能,人工生态系统的作用：代替自然生态系统，通过人工管理，实现退化生态系统的恢复。 人工生态系统与自然生态系统服务功能的区别：在小尺度和有限时段内有效低提供某一种服务，而自然生态系统可以同时提供多项服

18、务。 人工生态系统替代自然生态系统的可行性：“生物圈2号”试验。,7.3.5 生态系统服务功能的保护途径,加强科学研究：充分理解生态系统服务与人类生活质量之间的关系。 增加经济投入：生态系统服务价值的恢复需要一定的经济代价。“退耕还林（草）”工程就是以粮食换生态的一项生态建设措施。 加强政府管理：生态系统的保护和管理中，政府的作用是巨大的，很多国家建立环境管理机构，以统筹、规划、协调有关环境保护的方针、政策和立法。,保护人民的参与：只有把全社会力量动员起来，才能保证生态建设的成功与持续发展。 加强环保教育：在资源管理、分配和适用过程中，除了需要科学知识和工程体系外，还要求人们具有环保意识，环保教育是提高全民环保素质的基础。 加强经济管理：将环境问题纳入市场体系和经济体制，为生态服务划价，将生态系统服务功能的丧失考虑进去，达到保护的目的,第二节 生态系统的保育,生态系统保育(护)是指协调、控制生态系统发展的方向或人类活动，平衡长期和短期目标，并获得最大的利益。 原理：平衡长期和短期的人类需求和生态系统的长期完整性。完整性是指在没有功能损失的条件下，生态系统得以容忍并调节外界压力和胁迫的能力。,一、概念与原理,目的： 支撑人类的生产与生活； 维持生物多样性的水平； 维持遗传特征； 维持生态特征和生物地球化学循环； 保持未来选择的机会； 保持美学价值。