生态系统管理与可持续发展课件.ppt

1、第七章第七章 生态系统健康与生态恢复生态系统健康与生态恢复 7.1生态系统管理7.1 7.1 生态系统管理生态系统管理 （一）、生态系统管理的概念（一）、生态系统管理的概念n利用生态学、经济学、社会学和管理学的原理仔利用生态学、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、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（产品、价值和服务（Overbay,1992Overbay,1992）。）。n生态系统管理有明确的管理目标，并执行一定的生态系统管理有明确的管理目标，并执行一

2、定的政策和规划，基于实践和研究并根据实际情况作政策和规划，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，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，可持续性（美国生态学会，19961996）。）。n生态系统管理是考虑了组成生态系统的所有生物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。生态系统管土地利用决策和土地管理实践过程。生态系统管理包括维持生态系统

3、结构、功能的可持续性，认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（整个生态系统（Dale et al.,1997Dale et al.,1997）。）。n生态系统管理是实现生态系统与社会经济系统间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。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

4、系统间的可持续性的平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。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。会经济系统重叠区的问题上。主要包括以下几个方面：主要包括以下几个方面：（二）、生态系统管理的内涵（二）、生态系统管理的内涵n生态系统管理要求融合生态学的知识和社会科学生态系统管理要求融合

5、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；技术，并把人类、社会价值整合进生态系统；n生态系统管理的对象包括自然和人类干扰的系统；生态系统管理的对象包括自然和人类干扰的系统；n生态系统功能可用生物多样性和生产力来衡量；生态系统功能可用生物多样性和生产力来衡量；n生态系统管理要求科学家与管理者定义生态系统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；退化的阈值；n生态系统管理要求人类利用和对生态系统的影响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；方面的系统的科学的研究结果作指导；n生态系统管理要求人们理解和接受生态功能的部生态系统管理要

6、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；整体性的管理选择；n态系统管理的时间和空间尺度应与管理目标相适态系统管理的时间和空间尺度应与管理目标相适应；应；n生态系统管理要求发现生态系统退化的根源，并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。在其退化前采取措施。（三）（三）生态系统管理的发展进程生态系统管理的发展进程表表7-1 7-1 美国生态系统管理的历史发展过程美国生态系统管理的历史发展过程（四）、生态系统管理的内容（四）、生态系统管理的内容n植物个体及种群尺度上：气候与微气候、地形与

7、微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、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。营养和水分条件。n群落及生态系统尺度上：气候与微气候、地形与微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、机质空间分布、植物对水分和营养

8、利用的形态适应、共生、营养和水分条件。共生、营养和水分条件。n景观尺度上：气候、地形、群落与生态系统类型、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。评价动物生境的最佳尺度。n生物圈尺度上：气候、地形和植被类型。由于空间生物圈尺度上：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，时间尺度不重要，海拔对种类被分布的决定因子，时间尺度不重要，海拔对种类的影响可以忽略。的影响可以忽略。（五）、生态系统

9、管理的原则（五）、生态系统管理的原则管理目标是社会的抉择管理目标是社会的抉择指导性原则指导性原则生态系统的管理必须考虑人的因素生态系统的管理必须考虑人的因素生态系统必须在自然的分界内管理生态系统必须在自然的分界内管理管理必须认识到变化是必然的管理必须认识到变化是必然的生态系统的管理必须在适当的尺度内生态系统的管理必须在适当的尺度内进行，保护必须利用各级保护区进行，保护必须利用各级保护区生态系统管理需要从全球考虑，从局部着手生态系统管理需要从全球考虑，从局部着手操作性原则操作性原则生态系统必须维持或加强生态系统结构与功能生态系统必须维持或加强生态系统结构与功能决策者应当以源于科学的适当工具为指导

10、决策者应当以源于科学的适当工具为指导生态系统管理者必须谨慎行事生态系统管理者必须谨慎行事多学科交叉的途径是必要的多学科交叉的途径是必要的（六）、案例：美国太平洋西北部成（六）、案例：美国太平洋西北部成过熟林管理计划过熟林管理计划n背景介绍：背景介绍：1919世纪中叶移民到达之前，大面积的森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林覆盖了卡斯凯德山脉(Cascade Mountain)(Cascade Mountain)两侧的两侧的大面积地区。在这种景观内，自然干扰和土著人的大面积地区。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，大约火烧干扰维持着林地演替

11、系列阶段的多样性，大约60%-70%60%-70%的森林面积是由针叶树种混交的成过熟林的森林面积是由针叶树种混交的成过熟林（林分年龄在（林分年龄在150150年以上）。年以上）。1919世纪末、世纪末、2020世纪初世纪初的采伐运输业以及的采伐运输业以及2020世纪世纪7070年代的短期轮伐使成过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。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。林生态系统的遗迹寻求必要的依据。n19931993年，克林顿总统发起了

12、年，克林顿总统发起了“国家森林最高级会国家森林最高级会议议”，商讨解决在大西洋西北部联邦森林资源管理，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态系统管理评估组(FEMAT)(FEMAT)，要求，要求FEMATFEMAT提出太平洋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社会学上的）可供选择的办法和后果预测 。nFEMATFEMAT的报告作为开展生态系统管理和有关方法论的报告作为开展生态系统管理和有关方法

13、论的范例。该报告概括美国林务局和土地管理局实现的范例。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：计划的四个方面：1.1.新管理体制的形成和执照的发新管理体制的形成和执照的发放；放；2.102.10个适应性管理区域计划过程的发起；个适应性管理区域计划过程的发起；3.3.对对关键流域、河岸保护区的项目进行流域分析；关键流域、河岸保护区的项目进行流域分析；4.4.对对演替后期的管理进行评价。演替后期的管理进行评价。n19931993年，克林顿总统发起了年，克林顿总统发起了“国家森林最高级会国家森林最高级会议议”，商讨解决在大西洋西北部联邦森林资源管理，商讨解决在大西洋西北部联邦森林资源管理

14、和利用上僵局的方案。为此，林务局建立了森林生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态系统管理评估组(FEMAT)(FEMAT)，要求，要求FEMATFEMAT提出太平洋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社会学上的）可供选择的办法和后果预测 。nFEMATFEMAT的报告作为开展生态系统管理和有关方法论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：计划的四个方面：1.1.新管理体制

15、的形成和执照的发新管理体制的形成和执照的发放；放；2.102.10个适应性管理区域计划过程的发起；个适应性管理区域计划过程的发起；3.3.对对关键流域、河岸保护区的项目进行流域分析；关键流域、河岸保护区的项目进行流域分析；4.4.对对演替后期的管理进行评价。演替后期的管理进行评价。7.3 7.3 生态系统的生态系统的服务功能服务功能7.3.1 生态系统服务功能的概念生态系统服务功能的概念n定义：定义：生态系统的服务功能是指人类直接或间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（即生态系统中的生接地从生态系统结构功能（即生态系统中的生境、生物或系统性质及过程）中获取的利益，境、生物

16、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（存与现代文明提供重要作用（Daily,1995,1997;Daily,1995,1997;CostanzaCostanza,1997,1997

17、,任海等，任海等，20012001）。）。n特点：生态系统产品和生态系统功能的统一，具特点：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。前提是生态系统的开放性。n退化生态系统的恢复目标：恢复并维持生态系统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、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、保护土壤形成、种子传播、废物的去毒和分解、保护海岸带、防止紫外线辐射、净化空气和水体、调海岸带、防止紫外线辐射、净化空气和水体、

18、调节气候等。节气候等。表表7-2 7-2 生态系统的服务功能生态系统的服务功能(Costanza,1997)(Costanza,1997)7.3.2 生态系统服务功能的内容生态系统服务功能的内容n生产生态系统产品：生态系统可以为人类提供生产生态系统产品：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动植物产品。据统计，每年各类生态系统为人类提供粮食类提供粮食1.8X101.8X108 8t t，肉类产品约，肉类产品约6.0X106.0X108 8t t，海洋提供鱼类产品约海洋提供鱼类产品约1.0X101.0X108 8t t。n提供栖息休憩场所：陆地和水生生态系统为野提供栖息休

19、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。们提供狩猎、垂钓、休闲等活动提供场所。n产生和维持生物多样性：生态系统通过生物群落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。从而可以避系统为不同种群的生存提供了场所。从而可以避免某一因子的变动而导致物种的灭绝，保存了丰免某一因子的变动而导致物种的灭绝，

20、保存了丰富的遗传基因信息。富的遗传基因信息。n调节气候：生态系统在全球、区域、小流域和小调节气候：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。体排放、降水调节。n减缓旱涝灾害：涵养水源、拦截雨水、减少径流、减缓旱涝灾害：涵养水源、拦截雨水、减少径流、固持土壤。固持土壤。n维持土壤功能：维持土壤的生产能力、维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、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。土壤污染的修复与改良、地下水

21、的净化与保存。n传播花粉种子：维持动物传播花粉、种子的功能，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，促进退化种群的提高物种和生态系统的多样性，促进退化种群的恢复。恢复。n有害生物的控制：自然生态系统的生态过程维持有害生物的控制：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，保证了生态系统的服提高了生态系统的稳定性，保证了生态系统的服务功能。务功能。n净化环境：植物对大气污染的净化作用、土壤净化

22、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。环利用，防止了物质的过分积累所形成的污染。n景观学与精神文化功能：自然生态系统对人类的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，相对情感活动有重要影

23、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，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。孕育了各具特色的地方文化。7.3.3 生态系统服务功能价值的评估生态系统服务功能价值的评估n生态系统服务功能的价值分类：直接利用

24、价值、间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。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。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、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，通常有防的评估根据生态系统功能的类型来折算，通常

25、有防护费用法、恢复费用法、替代市场法等。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的费用。比较典型的例子是退耕还林还草工程的生态补偿。态补偿。存在价值：生态系统本身具有的内在价值，是人存在价值：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。们为确保生态系统服务功能能继续

26、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。经济学家和生态学家提供共同的价值观。n生态系统服务功能价值的评估方法：替代市场技术、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。模拟市场技术。替代市场技术：以替代市场技术：以“影子价格影子价格”和消费者剩余价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、旅主

27、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。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。广泛的评估方法之一。n条件价值法：也称调查法和假设评价法。其核心是条件价值法：也称调查法和假设评价法。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

28、支付意愿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。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，是的价值评估，是“公共商品公共商品”价值评估的一种特有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。价值和选择价值。缺点：费工、费时，操作难度大。缺点：费工、费时，操作难度大。n费用支出法：从消费者的角度来评价生态系统服

29、务费用支出法：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。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。优点：直观、简捷、容易操作。缺点：适用范围较小，无法估测自然生态系统或缺点：适用范围较小，无法估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。高，容易低估生态系

30、统服务功能的经济价值。n市场价值法：与费用支出法类似，但它可适合于没市场价值法：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。产力下降的损失来估计。优点：适用范围较广、内容较为全面。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

31、过低的估计某一生量化；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。态系统的服务功能价值。*R.CostanzaR.Costanza et al.The value of the worlds ecosystem services et al.The value of the worlds ecosystem services and natural capital.Nature,1997,386:253-260.and natural capital.Nature,1997,386:253-260.表表7-3 7-3 中国生态系统的服务功能价值及其与全球比较中国生态系统的服务功

32、能价值及其与全球比较表表7-4 7-4 中国各类生态系统的服务功能价值中国各类生态系统的服务功能价值表表7-5 7-5 中国各省区生态系统的服务价值分析与排序中国各省区生态系统的服务价值分析与排序n中国天然草地生态服务价值：中国天然草地生态服务价值：*单价订正：单价订正：P Pijij=(b=(bj j/B)P/B)Pi i 式中，式中，P Pijij:单位面积草地的生态服务价值；单位面积草地的生态服务价值；b bj j:j:j类草地的生物量；类草地的生物量；B:B:单位面积草地的平均生物量；单位面积草地的平均生物量；P Pi i:生态系统各类服务功能参考基准单价生态系统各类服务功能参考基准单

33、价 i=1,2,3,17i=1,2,3,17代表生态系统各类生态服代表生态系统各类生态服 务功能；务功能；j=1,2,3,18j=1,2,3,18代表草地类型代表草地类型 *j j类草地生态系统服务总价值：类草地生态系统服务总价值：V Vj j=AAj jP Pijij 式中，式中，V Vj j:j:j类草地的生态服务总价值；类草地的生态服务总价值；A Aj j:j:j类草地的面积；类草地的面积；P Pijij:j:j类草地的类草地的i i类服务功能类服务功能(i=(i=1,2,3,17)1,2,3,17)*区域草地生态系统服务总价值：区域草地生态系统服务总价值：V=AV=Aj jP Piji

34、j 式中，式中，V:V:区域草地的生态服务总价值区域草地的生态服务总价值 (i=1,2,3(i=1,2,3,17,17；j=1,2,3j=1,2,3,18),18)表表7-6 7-6 中国各类生态系统的服务功能价值中国各类生态系统的服务功能价值表表7-7 7-7 不同区域草地生态系统服务价值（不同区域草地生态系统服务价值（10108 8USD/aUSD/a）7.3.4 人工生态系统的服务功能人工生态系统的服务功能n人工生态系统的作用：代替自然生态系统，通过人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。工管理，实现退化生态系统的恢复。n人工生态系统与自然生态系统服

35、务功能的区别：在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务。然生态系统可以同时提供多项服务。n人工生态系统替代自然生态系统的可行性：人工生态系统替代自然生态系统的可行性：“生物生物圈圈2 2号号”试验。试验。7.3.5 生态系统服务功能的保护途径生态系统服务功能的保护途径n加强科学研究：充分理解生态系统服务与人类生活加强科学研究：充分理解生态系统服务与人类生活质量之间的关系。质量之间的关系。n增加经济投入：生态系统服务价值的恢复需要一定增加经济投入：生态系统服务价值的恢复需要

36、一定的经济代价。的经济代价。“退耕还林（草）退耕还林（草）”工程就是以粮食工程就是以粮食换生态的一项生态建设措施。换生态的一项生态建设措施。n加强政府管理：生态系统的保护和管理中，政府的加强政府管理：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。筹、规划、协调有关环境保护的方针、政策和立法。n保护人民的参与：只有把全社会力量动员起来，才保护人民的参与：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。能保证生态建设的成功与持续发展。n加强环保教育：在资源管理、分配和适

37、用过程中，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。环保意识，环保教育是提高全民环保素质的基础。n加强经济管理：将环境问题纳入市场体系和经济体加强经济管理：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，达到保护的目的考虑进去，达到保护的目的第二节第二节 生态系统的保育生态系统的保育 n生态系统保育生态系统保育(护护)是指协调、控制生态系统发展是指协调、控制生态系统发展的方向或人类活

38、动，平衡长期和短期目标，并获的方向或人类活动，平衡长期和短期目标，并获得最大的利益。得最大的利益。n原理：平衡长期和短期的人类需求和生态系统的原理：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下，生态系统得以容忍并调节外界压力和胁迫的能力。能力。一、概念与原理一、概念与原理n目的：目的：支撑人类的生产与生活；支撑人类的生产与生活；维持生物多样性的水平；维持生物多样性的水平；维持遗传特征；维持遗传特征；维持生态特征和生物地球化学循环；维持生态特征和生物地球化学循环；保持未来选择的

39、机会；保持未来选择的机会；保持美学价值。保持美学价值。二、生态保育的内容与原则二、生态保育的内容与原则n保护生命支持系统：即保护地球适合于生命的生态保护生命支持系统：即保护地球适合于生命的生态学过程，包括气候形成、水源涵养、空气净化、水学过程，包括气候形成、水源涵养、空气净化、水量调节、元素循环、土壤形成等。量调节、元素循环、土壤形成等。n保护生物多样性：即保护植物、动物和其它生物的保护生物多样性：即保护植物、动物和其它生物的所有种类，每个物种贮藏的遗传信息、生境、生态所有种类，每个物种贮藏的遗传信息、生境、生态系统和景观。系统和景观。n保护可再生资源：保护野生和家养生物资源以及产保护可再生资

40、源：保护野生和家养生物资源以及产生这些资源的海洋和陆地生态系统，包括森林、草生这些资源的海洋和陆地生态系统，包括森林、草原、农田等。原、农田等。n原则：可持续社会的原则原则：可持续社会的原则 尊重和关心生命群落；尊重和关心生命群落；改善人类的生活质量；改善人类的生活质量；保护地球的生命力和多样性；保护地球的生命力和多样性；尽量降低非再生资源的消耗；尽量降低非再生资源的消耗；维持地球的承载力；维持地球的承载力；改变个人的态度和行为；改变个人的态度和行为；使社区能够关心自身的环境；使社区能够关心自身的环境；为国家提供发展与保护的综合方案；为国家提供发展与保护的综合方案；创造一个全球性联盟。创造一个

41、全球性联盟。n农业、林业或渔业的合理实践；农业、林业或渔业的合理实践；n陆地或海洋野生物种的适度采获；陆地或海洋野生物种的适度采获；n调节废物和潜在污染物的释放；调节废物和潜在污染物的释放；n保护土壤免于侵蚀以及水资源的管理（工程措保护土壤免于侵蚀以及水资源的管理（工程措施）；施）；n建立自然保护区。建立自然保护区。三、生态保育的方法三、生态保育的方法7.4.1、生态系统健康的概念、生态系统健康的概念n定义：是指生态系统没有病痛反应、稳定且可定义：是指生态系统没有病痛反应、稳定且可持续发展，即生态系统随着时间的进程有活力持续发展，即生态系统随着时间的进程有活力并且能维持其组织及自主性。并且能维

42、持其组织及自主性。n内容：包括从短期到长期的时间尺度、从地方内容：包括从短期到长期的时间尺度、从地方到区域的空间尺度的社会、生态、经济功能及到区域的空间尺度的社会、生态、经济功能及从地方、区域到全球胁迫下的生态环境问题。从地方、区域到全球胁迫下的生态环境问题。n目标：保护和增强区域环境容量的恢复力，维目标：保护和增强区域环境容量的恢复力，维持生产力并保持自然界为人类服务的功能。持生产力并保持自然界为人类服务的功能。7.4.2、生态系统对胁迫的反应、生态系统对胁迫的反应n胁迫因子：过度开发利用（对陆地、水体生态胁迫因子：过度开发利用（对陆地、水体生态系统的过度收获）、物理重建（土地利用系统的过度

43、收获）、物理重建（土地利用/土地土地覆盖变化）、外来种的引入（外来种对乡土种覆盖变化）、外来种的引入（外来种对乡土种的竞争与排斥）、自然干扰（火灾、地震等）。的竞争与排斥）、自然干扰（火灾、地震等）。n胁迫类型：单因子胁迫和多因子胁迫。多因子胁迫类型：单因子胁迫和多因子胁迫。多因子胁迫会产生累积效应，增加生态系统的变异程胁迫会产生累积效应，增加生态系统的变异程度。度。n胁迫反应：死亡（消亡）；退化（偏离轨道）；胁迫反应：死亡（消亡）；退化（偏离轨道）；恢复（恢复或接近原状）；健康。恢复（恢复或接近原状）；健康。表表7-7 7-7 不同生态系统对同一胁迫的反应不同生态系统对同一胁迫的反应(Rap

44、port,1998)(Rapport,1998)人类对生态系统人类对生态系统的胁迫的胁迫 收获收获 废弃物废弃物 物理重建物理重建 外来种入侵外来种入侵 极端事件极端事件 生态系统结构与生态系统结构与功能的改变功能的改变 生物多样性降低生物多样性降低 恢复力下降恢复力下降 疾病增加疾病增加 r-r-对策种增加对策种增加 富营养化富营养化 生态系统服务生态系统服务价值降低价值降低 洪水增加洪水增加 水质变差水质变差 空气质量下降空气质量下降 野生生物减少野生生物减少 旅游质量下降旅游质量下降 人类健康风险人类健康风险人类社会反应人类社会反应 改进环境管理改进环境管理 减少对环境的压力减少对环境的

45、压力增进生态系统健康增进生态系统健康图图7-1 7-1 人类活动与生态系统健康的关系人类活动与生态系统健康的关系7.4.3 生态系统健康的标准生态系统健康的标准n活力：生态系统的能量输入和营养循环量。在活力：生态系统的能量输入和营养循环量。在一定范围内生态系统的能量输入越多，物质循一定范围内生态系统的能量输入越多，物质循环越快，活力就越高。环越快，活力就越高。n恢复力恢复力(弹性弹性)：系统克服压力及反弹恢复的容：系统克服压力及反弹恢复的容量。一般而言，受胁迫生态系统比不受胁迫生量。一般而言，受胁迫生态系统比不受胁迫生态系统的恢复力小。态系统的恢复力小。n组织：即系统的复杂性。一般认为，生态系

46、统组织：即系统的复杂性。一般认为，生态系统的组织越复杂就越健康。的组织越复杂就越健康。n生态系统服务功能的维持：健康的生态系统服生态系统服务功能的维持：健康的生态系统服务功能较强。务功能较强。n管理选择：健康的生态系统具有多种用途和管管理选择：健康的生态系统具有多种用途和管理，不健康的生态系统不再具有多种用途和管理，不健康的生态系统不再具有多种用途和管理选择。理选择。n外部输入：健康的生态系统对外部输入的依赖外部输入：健康的生态系统对外部输入的依赖程度降低。程度降低。n对相邻生态系统的破坏：健康的生态系统对临对相邻生态系统的破坏：健康的生态系统对临近生态系统几乎没有破坏。近生态系统几乎没有破坏

47、。n对人类健康的影响：健康的生态系统对人类的对人类健康的影响：健康的生态系统对人类的健康没有影响或影响较小。健康没有影响或影响较小。*其中，其中，活力、恢复力和组织活力、恢复力和组织是最重要的是最重要的3 3个指标。个指标。7.4.4 7.4.4 生态系统健康的评估与预测生态系统健康的评估与预测 （一）、生态系统健康的评估指标（一）、生态系统健康的评估指标n生态风险评价：评估人类活动或自然灾害对生生态风险评价：评估人类活动或自然灾害对生态系统组分的伤害概率。评价的主要步骤包括态系统组分的伤害概率。评价的主要步骤包括调查研究、风险评估、风险定性和定量化、风调查研究、风险评估、风险定性和定量化、风

48、险管理等。但可操作性不强，无法直接用于生险管理等。但可操作性不强，无法直接用于生态系统健康评价。态系统健康评价。n生态健康评价：为了更方便实现生态系统健康研生态健康评价：为了更方便实现生态系统健康研究的最终目的究的最终目的 有效管理，有效管理，UlanowiczUlanowicz和和RapportRapport提出用活力（提出用活力（V V）、组织）、组织(O)(O)和恢复力和恢复力(R)(R)三项指标来评判生态系统的健康程度。三项指标来评判生态系统的健康程度。生态系统健康指数（生态系统健康指数（HIHI）的测定公式为：）的测定公式为：HI=V HI=V O O R R 式中，式中，V V是系

49、统活力、新陈代谢和初级生产力的是系统活力、新陈代谢和初级生产力的主要标准；主要标准；O O为系统组织指数（为系统组织指数（0 0 1 1），是系统），是系统组织的相对程度，包括多样性和相关性；组织的相对程度，包括多样性和相关性；R R为系统为系统弹性指数（弹性指数（0 0 1 1），是系统弹性的相对程度。），是系统弹性的相对程度。（二）、评估指标的度量（二）、评估指标的度量n活力的测量：活力的测量：UlanowiczUlanowicz提出用网络分析法计提出用网络分析法计算系统的总产量（算系统的总产量（TSTTST）和净输入（）和净输入（NINI）。）。TSTTST就是在单位时间内沿着各个体的交

50、换途径的物就是在单位时间内沿着各个体的交换途径的物质转移量的简单相加（质转移量的简单相加（TST=.TijTST=.Tij），而），而NINI则可则可直接从直接从TSTTST中分离出来。中分离出来。n组织的测量：组织的测量：UlanowiczUlanowicz提出用网络分析法建提出用网络分析法建立了组织的测量与预测方程。立了组织的测量与预测方程。n恢复力的测量：生态系统的最大胁迫（恢复力的测量：生态系统的最大胁迫（MSMS）与）与恢复时间（恢复时间（RTRT）与的比值（）与的比值（MS/RTMS/RT）。）。7.4.5、生态系统健康的等级理论、生态系统健康的等级理论基因库基因库基因流基因流基因