应用生态学二生态系统服务

生态系统服务第1页一、全球生态系统服务价值第一次评定

生态系统服务（ecosystemservices）是指对人类生存和生活质量有贡献生态系统产品（goods）和服务(services)。

产品是指在市场上用货币表现商品，服务是不能在市场上买卖，但含有主要价值生态系统性能，如净化环境、保持水土、减轻灾害等。自Holdren和Ehrlich（1974）提出生态系统服务概念以来，生态学界就给予很大重视，尤其是美国马里兰大学生态经济学研究所所长Costanza等（1997）在《Nature》杂志发表关于《世界生态系统服务和自然资本价值》文章和出版Daily《生态系统服务：人类社会对自然生态系统依赖性》一书以后，一个硕士态系统服务热潮正在兴起，各国领导、科学家和公众对保护生物多样性主要性认识和支持主动性都显然地提升。

第2页

Castanza依据已出版研究汇报和少数原始数据进行最低预计，取得全球生态系统提供服务总价值为：每年平均33万亿（16-54亿）美圆，与之相比，1997年全球GNP年总量为18万亿美圆，即全球生态系统服务总价值大约为当年全球GNP1.8倍。下表是Roush简化后数据。

第3页全球生态系统服务价值（引自Roush,Science,276:1029,1997）___________________________________________________________生态系统 面积价值全球价值（百万hm2） ($/hm2.a)（$万亿/a)—————————————————————————————海洋 33,200 252 8.4

近海水域 3102 4052 12.6

热带森林 1900 3.8

其它森林 2955 302 0.9

草地 3898 232 0.9

湿地 330 14,785 4.9

湖泊河流 200 8498 1.7

农田 1400 92 0.1

全球总价值

=

33.3万亿美圆—————————————————————————————第4页八种生态系统比较，说明单位面积价值最高是湿地（$14785）,其次是湖泊河流（$8.494），然后是近海水域($4.052)，热带森林（$2.007），其它森林（$302），海洋（$252）草地，而农田最低（$9)第5页森林生态系统意义，尤其是热带森林，是大家谈得最多：中小学书本都有介绍：如保持水土、调整气候，净化空气、提供野生动物栖息地等。湿地主要生态系统服务功效是：1）湿地是初级生产力最高生态系统，如芦苇塘；与森林比较，其不进行生产支持组织量；2）湿地又称“自然之肾”、调整自然界谈水量，含有抗干旱和抗洪水能力。3）湿地在养分循环上含有尤其主要意义；4）湿地在净化环境污染物方面有主要作用。5）鸟类等生物多样性很高。第6页

继Costanza之后，BioScience(Dec1997，47（11）：747)又报道了《美国生物多样性经济价值初步预计》文章，预计美国每年从生物多样性，如有机废物处理、土壤形成和生物固氮等，能够取得3千亿美圆。依据1998年出版由国家环境保护局主编《中国生物多样性国情研究汇报》发表我国生物多样性价值初步统计，直接使用价值达亿美圆/年，间接使用价值达4万亿美圆/年。第7页对于生态系统服务，有几点认识是值得强调：1。只要自然生态系统存在，各种生态过程在正常运行着，不管人们是否定识其意义和估计了它价值，它都给居住在地球上人类，提供着无偿、或有偿服务。生态系统服务都是客观存在，它是与生态过程紧密地结合在一起。生态系统，包括其中各种生物种群，在自然界运转中，充满了各种生态过程，同时也就产生了对人类种种生态系统服务。其次，由于生态系统服务在时间上是从不间断、所以从某种意义上说，其总价值是无限大。全人类生存和社会持续发展，都要依赖于生态系统服务。

第8页2。最主要生态系统服务价值多数是没有进入市场间接价值，对环境和生命维持系统许多重大调整功效，比如CO2和O2平衡，水土保持、土壤形成、净化环境等。这部分价值在以往被人们认为是能够“无偿”使用、“公共”、“自然恩施”，社会对此并没有任何控制。而且其价值显著地大于能够作为买卖直接价值。要使公众和政府认识生物多样性保育重大意义，其主要困难就在于人们怎样把有价值自然生态过程种种机理都能认识和掌握，并加以定量，把非财政利益翻译为财政利益。不过，传统经济学并没有预计这类生态系统服务间接价值，所以，很多学者认为，发展生态经济学是当前主要任务。从这个意义上说，生态系统服务价值，就是现在所称为自然资本，生态经济学迫切职责，就是要把它预计出来。第9页3。生态系统服务中，有不少是跨地域、超越国界，比如热带森林对于保护良好气候和降低温室气体上含有主要作用。不少属于这一类生物多样性生存价值（existencevalue），其价值不能从当地生物资源直接取得，而依附于别国家、遥远生态系统。因为世界发展中国家多数为富有生物多样性，而发达国家因为其发达企业，许多环境污染物（如燃料消费和化学物生产）产生往往大部分起源于它们。国际保护署曾为此偿还发展中国家一些债务，以交换其为生物多样性保护所做出贡献，即所谓‘以货易货自然债务’标准。一样，我国东部人民也依赖与西部公众生物多样性保护。广东北部是山区，东南部是发达地域，一样应该支持欠发达山区。第10页4。Costanza还提出，据此研究能够得到一个主要结论：社会应彻底检验和修改其环境和经济政策，比如对湿地丧失收取税收。当然，也有学者说，每个生态系统是不一样，通用环境税可能会造成某一些地域过保护，和另一些地域低保护。不过，后者显然是能够经过试行和在实践中修正而处理。过保护和低保护提法，表明了他们既反对只就发展经济而忽略自然保护、又反对只要保护不能开发两种极端片观点。第11页5。Holmhand等（1999）把生态系统服务划分为基本和需求推进两类，前者指维持生态系统功效和稳定性所必须，它们都是人类生存基本前提，通常没有与市场经济价值发生直接联络。后者如食品、水产养殖和药用植物种植产品等，它们由人类需求和直接经济价值所驱动，并依赖于自然生态系统。

所以对于人类而言，获取产品和维持稳定生存条件基本生态系统服务之间经常有一个权衡（trade-off）问题。

比如，过多种植和养殖系统必定会影响到自然生态系统对人类提供基本服务。对此怎样进行协调，正确定量评定两类生态系统服务价值也是正确做出决议基础。而这一点正是人们所轻易忽略。第12页

下表提供了各种生态系统服务项目在各类生态系统中相对主要性，尽管Costanza数据是初步，不过对于我们了解各类生态系统在那些服务方面最为要紧是有参考意义。

第13页

全球各种生态系统服务年平均价值

1234567891011121314151617生物每1ha全球群落气体气候干扰水调水供防侵土壤养分废物传粉生物避难食物原材基因休闲文化价值总值调整调整调整节应蚀形成循环处理防治所生产料资源游乐

海洋38————118—5150762528.381海岸88————3.677—38893482624.05212.568热带林2235682451092287323154111222.0073.813其它森林880108745025362302894草地7032918725236702232960湿地1334.539153.800

4.17730425610657488114.7854.879湖泊/河流5.445

2.117665412308.4981.700农田1424—54—92128

总计13416841.7791.1151.6925765317.0752.2771174171241.386721798153.10533.268

第14页比如：1）湿地在养分循环、抗干扰和调整、废物处理上含有尤其主要意义；2）湖泊河流对水调整和水供给、闲旅游含有主要作用；3）热带森林提供项目较多，从养分循环、原材料提供、到防侵蚀、气候调整和休闲旅游、基因资源等；3）近海水域对于养分循环、食品生产和抗干扰调整也含有不少贡献。把这些点与我们以前所学生态学知识相联络起来，不但很轻易得到了解，而且证实我们所学生态学原理应用价值，并说明生态学工作者年对各级领导能提出有价值提议。第15页总结生态系统服务价值预计主要意义

其主要意义表现在：1）

生态系统服务估价很好地反应了自然资本(naturalcapital)价值，它在提升公众对生物多样性主要性意识和国家领导人作出保护生物多样性和生态系统决议决心。过去实践表明这是非常主要，因为人们通常轻易把发展经济与保护自然环境对立起来。2）

它从理论上说明，生态系统许多服务项目，是人类几乎无法用其它方式替换。据预计，要想经过人类自己来处理这些服务，每年最少要花人均九百万美元。3）

各种生态系统服务项目在各类生态系统上相对价值，有利于说明其对于人类社会连续发展相对主要性，从而为各级政府相关部门在制订详细方案和采取办法中提供了背景值。也有利于解释生物多样性为何正在损失。

第16页

毕竟这项研究还是初步，也存在不少问题。比如，在地球上生态系统中，人们对荒漠、冻原等生态系统还没有充分研究资料；即使已经有很多资料生态系统，也会有些人们忽略或没有认识主要服务项目；在不一样洲和不一样区域同一类生态系统，其生态过程也可能有主要区分，它们也必定会影响到其服务价值。因为生态系统生态学理论本身还处于还未充分发展阶段，所以，全球生态系统服务价值研究只能说是一个探索性研究，不可防止地有其不足。不过，最主要是，这项研究刺激了生态系统服务深入研究，包含生态系统模型构建、自然生态与社会经济结合、全球生态系统更深层次研究。第17页二、对于生态系统服务价值评估争论Costanza(1997)文章在Nature发表以后，媒体反响很大，到年2月，科学期刊引用就达到375篇，还有四种刊物出版了“生态系统服务价值评估”专刊或论坛（EcologicalEconomics1999年2期，BioScience2000年4期，Ecosystem2000年3期，EnvironmentalScienceandTechnology2000年8期）。这一方面说明了问题重大，这些概念和方法有助于指导人类在发展经济与保护自然之间进行权衡时作出科学和合理决策，以使人类社会得以持续生存和发展。其次也表明还有许多争论。下面以Ecosystem2000年3期某些观点进行简单介绍。ECOSYSTEMS（其主编是CarpenterandTurner）,2000,vol3,Issue1组织了一批文章，专门讨论：生态系统服务价值评估（valuationofecosystemservices）

第18页第一篇：OpeningtheBlackBoxes:EcosystemScienceandEconomicValuationStephenR.Carpenter*andMonicaTurner该文章题目就是打开黑箱。他们在强调评定意义时，并指出经济学家和生态学家对此还有不少争论。所以，他们邀请了各方著名自然和社会科学家，写文章讨论生态系统服务评定问题。SocialGoalsandtheValuationofEcosystemServicesRobertCostanza：综述了评定动机，并区分了造成研究路径和方法不一样三种目标：efficiency，fairness（公平），sustainability。第19页EcosystemValuationunderUncertaintyandIrreversibilityJean-PaulChavas

综述了经济学家评定这个问题各种路径，并指出了这种评定是在不确定和不可逆性情形下进行。ShadowPricinginEconomicsDavidA。Starret

预示了从经济学价值概念看生态学评定“阴暗面”。

ValuatingEcosystemServicesGeoffreyHeal讨论了从经济学评定前景,并认为生态学家可能把焦点投放到激励机智上将会有更加好效果。ValuationofEcosystemServicesinInstitutionalContextLowellPritchardJretal

指出，生态学价值是自然-社会互作动态改变结果，并认为在选择对策时考虑可适应管理主要性，这是处理生态、社会、和政治不确定性比很好方法。

第20页

很显著，在当初条件下，对于生态系统服务评定问题看法是很不一致，争论是相当大。

我们就以Heal文章结论来说：“强调对于生态系统及其服务进行评定，这可能是错了位，经济学不可能对自然环境对社会主要性作出估价，只有生物学才能做。经济学作用是帮助设计制度，使制度为保护主要自然系统提供激励机制，并调整人类对于生物圈影响，使其保持连续。（比如，热带森林保护与它成为二氧化碳汇，假如给森林土地全部者$100-150/公顷`年.)。（这正说明两个学科还没有很好结合）。还有学者构想，要考虑生态系统复杂性和弹性，用非线形和动态行为、可适应制度（adaptiveinstitution）来综合经济学和生态学两种评定方法（Pritchardetal，Ecosystems，3：36-40，）,可能是最有希望。不过，这只是一个有价值思绪，在当初还没有见到这么研究论文。第21页三、生态系统服务价值研究最近进展

今年EcologicalEconomics年3期是关于生态系统服务价值及其动态专刊，它反应了这方面进展

SPECIALISSUE:TheDynamicsandValueofEcosystemServices:IntegratingEconomicandEcologicalPerspectives这期专刊题目是生态系统服务价值及其动态，专刊包含12篇论文，目标是说明生态系统服务价值评定概念与方法。这是国家生态分析和综合中心(NCEAS)支持三年研究结果。这些文章覆盖了生态系统服务和动态问题概念、经验和模型方面。……它对于长久争论问题提出了新回答，在研究过程中也发觉了关于生态系统服务价值评定许多新有兴趣问题.

第22页（一）我认为下面这篇文章是最主要：

ModelingthedynamicsoftheintegratedearthsystemandthevalueofglobalecosystemservicesusingtheGUMBOmodelpp.529-560

RoelofBoumans

,RobertCostanzaa

1,JoshuaFarleya

1,MatthewA.Wilsona

1,RosimeiryPortelab,JanRotmansc,FerdinandoVillaaandMonicaGrassod它报道一个新模型：全球统一、生物圈、meta-模型（globalunifiedmetamodelofthebiosphere(GUMBO)

）

，为何叫meta-模型，因为它综合和简化了现有自然和社会科学中现有全球动态模型，是中等复杂程度模型。模型目标是模拟综合地球系统，预计生态系统服务价值和动态。

GUMBO模型有

234状态变量,930总变量和1715参数.GUMBO是在动态地球系统中关于人类技术、经济生产和福利、和生态系统服务之间包含动态反馈第一个全球模型。第23页Fig.1.BasicstructureofGUMBO.Thehydrosphere,lithosphere,andbiospherearereproducedforeachof11biomes.STELLAdiagramstoindicatethegeneralcomplexityofthestructureofeachspherearegiveninFigs.2–9.Thefullmodelandequationsareavailablefordownloadat:http:///GUMBO.GUMBO包含若干子模型，模拟经过气圈、岩圈、水圈和生物圈碳、水和营养物流。社会和经济动态在人类圈之内模拟。

GUMBO连接这五个圈，经过11biomes,包含了地球整个表面。第24页

对每一个biomes11种生态系统服务动态进行了模拟和价值预计。14个关键变量含有1900-年定量时间系列数据，经相关分析，其平均R2是0.922。在假设了未来技术改变、投资对策和其它原因情况下，模拟了未来，并预计了各种情况下能够支持经济活动和人类福利生态系统服务价值。用这个方法预计全球生态系统服务价值大约是年世界总生产值（GWP）4.5times.本模型能够下载，而且在普通PC机上运行，允许使用人探讨系统复杂打通，预测各种假设下情况。

第25页（二）模型是怎样预计市场和非市场价值？下篇文章作了回答

PaulC.SuttonandRobertCostanza

Globalestimatesofmarketandnon-marketvaluesderivedfromnighttimesatelliteimagery,landcover,andecosystemservicevaluation（509-527）用1km2精度两类人造卫星图象预计全球市场和非市场