生态学与水利工程的生态影响.ppt

1、生态系统服务功能与水利生态系统服务功能与水利工程的生态影响评价工程的生态影响评价欧阳志云欧阳志云中国科学院生态环境研究中心中国科学院生态环境研究中心报告内容生态系统与生态系统服务功能水利工程的生态影响怒江水电开发的生态影响评价 水利工程的生态影响水利工程的生态影响生态学研究生物与其环境之间相互关系的一门科学n生物：动物，植物，微生物，人n环境：气候，地理，生物，人工环境n生物如何适应环境n环境如何影响生物n人的活动如何影响环境n环境的变化如何影响人类 生态系统与生态系统服务功能生态系统与生态系统服务功能生态学分支n按生态系统划分n森林生态学，草原生态学，湖泊生态学，湿地生态学，荒漠生态学，海洋

2、生态学，农业生态学，城市生态学，n按生态系统组分划分n植物生态学，动物生态学，微生物生态学，能量生态学，人类生态学，等n按生态学等级划分n生理生态学，种群生态学，群落生态学，生态系统生态学，景观生态学，区域生态学，全球生态学，等n按生态学研究方法划分n分子生态学，数学生态学，系统生态学n按生态环境问题划分n污染生态学，恢复生态学，保护生态学，产业生态学，生态工程，生态规划 等 生态系统与生态系统服务功能生态系统与生态系统服务功能个体，种群，群落个体：具有完整生物功能（繁殖）的单元n一株树，一株草，一个人，一只老鼠，一个细菌种群：在一定生境（栖息地）单元，同种个体的集合n一个城市(村，居民区)人

3、口数量n一套居室的蟑螂（老鼠）n一片森林中的油松数量群落：在一定空间与时间范围内不同种群的集合n一片森林的所有植物（和动物）n一片草地的所有植物（和动物）n一个鱼塘中的鱼（水生生物）生态系统与生态系统服务功能生态系统与生态系统服务功能生态系统生态系统：在一定空间与时间范围内，生物与其环境组成的相互作用的整体 一片森林，一片草地，一个湖泊，一条河流/河段，一个城市n生态系统结构：组分n非生物组分：气温，水分，光照，土壤，营养物质n生物组分：植物，动物，微生物，人n生态系统结构：功能n生产者：植物n消费者：动物n分解者：微生物 生态系统与生态系统服务功能生态系统与生态系统服务功能食物链，营养级，生

4、态效率n食物链：通过取食关系形成的生物链n植物昆虫鸟n浮游植物浮游动物鱼鸟n生物富集：有害物质通过食物链在高级营养级生物体内富集鱼浓度升高的现象n营养级n植物是生产者n植食动物：一级消费者n肉食动物：二级消费者n生态效率n不同营养级之间的能量利用与转换效率n不同营养级之间的营养物质利用与转换效率 生态系统与生态系统服务功能生态系统与生态系统服务功能生态过程n能流：植物固定的能量（太阳能）沿食物链在各营养级转换与传递的过程n物质循环：营养物质通过植物从土壤或空气中吸收与转换后，沿食物链在各营养级转换与传递，再回到土壤与空气中的过程n生态演替：生态群落从简单到复杂的顺序发展过程n裸地草地灌丛森林n

5、湖泊沼泽湿地草地森林n反馈控制：通过生物间的相互关系，使生态系统内各种群达到动态平衡，并维持生态系统结构与功能的稳定性n自组织：生态系统通过长期演替而形成的具有自我发展、自我恢复，并成为功能整体的过程 生态系统与生态系统服务功能生态系统与生态系统服务功能当前全球性生态环境问题当前全球性生态环境问题全球气候变化全球气候变化生物多样性丧失生物多样性丧失土地退化土地退化环境污染环境污染我国生态环境问题我国生态环境问题土地退化（草原退化、沙漠化、石漠化）土地退化（草原退化、沙漠化、石漠化）水资源过度开发与水污染水资源过度开发与水污染酸雨酸雨水土流失水土流失生物多样性威胁生物多样性威胁 生态系统与生态系

6、统服务功能生态系统与生态系统服务功能生态系统服务功能生态系统服务功能Ecosystem services refers to a wide range of conditions and processes through which natural ecosystems,and the species that are part of them,help sustain and fulfill human life.(Daily,1997)Ecosystem goods and services represent the benefits human populations derive,

7、directly or indirectly,from ecosystem functions(Costanza et al.1997).Ecosystem services are the benefits people obtain from ecosystems(MA,2003)生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成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及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用 生态系统为人类生存与发展提供的生态环境和产品生态系统为人类生存与发展提供的生态环境和产品 生态系统与生态系统服务功能生态系统与生态系统服务功

8、能生态系统服务功能生态系统服务功能Ecosystem Services产品提供功能产品提供功能Provisioning services调节功能调节功能Regulating services文化功能文化功能Cultural services支持功能支持功能Supporting services食品食品纤维纤维木材木材生物燃料生物燃料生物化学产品与医药生物化学产品与医药观赏和环境用植物观赏和环境用植物遗传基因库遗传基因库淡水资源淡水资源水电水电空气质量调节空气质量调节气候调节气候调节水土保持水土保持水质净化水质净化废弃物处理废弃物处理人类疾病控制人类疾病控制生物控制生物控制授粉授粉风暴控制风暴控

9、制文化多样性文化多样性精神和宗教价值精神和宗教价值知识系统知识系统教育价值教育价值灵感灵感美学价值美学价值社会关系社会关系文化遗产价值文化遗产价值休闲旅游休闲旅游初级生产，固定碳，产氧，土壤形成，初级生产，固定碳，产氧，土壤形成，生物地化循环，水循环，生境生物地化循环，水循环，生境 生态系统与生态系统服务功能生态系统与生态系统服务功能生态系统服务功能研究的意义生态系统服务功能是人类文明的基础现代技术不能替代生态系统服务功能人类活动已对生态系统服务功能造成损害，并是当前全球性生态环境危机的根源之一生态系统服务功能评价是将人类对自然与生态系统的认识成果应用于经济决策的桥梁 生态系统与生态系统服务功

10、能生态系统与生态系统服务功能指标体系及价值评价方法，指标体系及价值评价方法，CostanzaCostanza等，等，19971997年年生态系统服务生态系统服务生态系统功能生态系统功能举举 例例1气体调节气体调节大气化学成分调节大气化学成分调节CO2/O2平衡、平衡、O3防护防护UV-B和和SOx水平水平2气候调节气候调节全球温度、降水等气候过程的生物全球温度、降水等气候过程的生物调节作用调节作用温室气体调节以及影响云形成的温室气体调节以及影响云形成的DMS生成生成3干扰调节干扰调节对环境波动容纳、延迟和整合能力对环境波动容纳、延迟和整合能力防止风暴、控制洪水、干旱恢复等环境变化的反应能力防止

11、风暴、控制洪水、干旱恢复等环境变化的反应能力4水调节水调节调节水文循环过程调节水文循环过程农业、工业或交通的水分供给农业、工业或交通的水分供给5水供给水供给水分的保持与储存水分的保持与储存集水区、水库和含水层的水分供给集水区、水库和含水层的水分供给6控制土壤侵蚀控制土壤侵蚀生态系统内的土壤保持生态系统内的土壤保持风、径流等运移过程的土壤侵蚀和在湖泊、湿地的累积风、径流等运移过程的土壤侵蚀和在湖泊、湿地的累积7土壤形成土壤形成成土过程成土过程岩石风化和有机物质的积累岩石风化和有机物质的积累8养分循环养分循环养分获取、形成、内部循环和存储养分获取、形成、内部循环和存储固固N和和N、P、K等元素的养

12、分循环等元素的养分循环9废物处理废物处理有毒物质的转移和分解有毒物质的转移和分解废弃物处理、污染控制和毒物降解废弃物处理、污染控制和毒物降解10传粉传粉植物配子的移动植物配子的移动植物种群繁殖授粉者的提供植物种群繁殖授粉者的提供11生物控制生物控制对种群的营养级动态调节对种群的营养级动态调节捕食者对猎物种类的控制、顶级捕食者对食草动物的控制捕食者对猎物种类的控制、顶级捕食者对食草动物的控制12庇护庇护为定居和临时种群提供栖息地为定居和临时种群提供栖息地迁徙种的繁育和栖息地、本地种栖息地或越冬场所迁徙种的繁育和栖息地、本地种栖息地或越冬场所13食物生产食物生产总初级生产力中可提取的食物总初级生产

13、力中可提取的食物鱼、猎物、作物、果实的捕获与采集，给养的农业和渔业鱼、猎物、作物、果实的捕获与采集，给养的农业和渔业14原材料原材料总初级生产力中可提取的原材料总初级生产力中可提取的原材料木材、燃料和饲料的生产木材、燃料和饲料的生产15遗传资源遗传资源特有的生物材料和产品来源特有的生物材料和产品来源药物、抵抗植物病原和作物害虫的基因、装饰物种药物、抵抗植物病原和作物害虫的基因、装饰物种16休闲休闲提供休闲娱乐提供休闲娱乐生态旅游、体育、钓鱼等户外休闲娱乐生态旅游、体育、钓鱼等户外休闲娱乐17文化文化提供非商业用途提供非商业用途生态美学、艺术、教育、精神或科学价值生态美学、艺术、教育、精神或科学

14、价值全球生态系统服务功能进行的价值评价，全球生态系统服务功能进行的价值评价，3333万亿美元万亿美元生物多样性（生物多样性（Biodiversity）：动植物生命支持）：动植物生命支持(Sustenance of Plant and Animal Life)特有物种的进化特有物种的进化(Evolution of unique species)野生生物生产野生生物生产(Production of harvested wildlife)：水鸟类，尤其是雁鸭：水鸟类，尤其是雁鸭(Waterfowl)被毛哺乳动物（被毛哺乳动物（Fur-bearing mammals,e.g:muskrats）爬行动物

15、（如：鳄雨）爬行动物（如：鳄雨）(Reptiles,e.g:alligators)鱼和甲壳水生动物鱼和甲壳水生动物(Fish and shellfish)非开发性娱乐野生生物的生产非开发性娱乐野生生物的生产(Production of wildlife for nonexploritative recreation)木材及其它纤维生产木材及其它纤维生产(Production of wood and other fibers)水资源（水资源（Water Resource）：产品输入提供）：产品输入提供(Provision of Production Inputs)水质改善水质改善(water q

16、uality improvement)洪水减缓和解除洪水减缓和解除(flood mitigation and abatement)水分蓄积水分蓄积(water conservation)全球生物地球化学循环（全球生物地球化学循环（Global Biogeochemical Cycles）碳累集碳累集(carbon accumulation)沼气产生沼气产生(methane production)除氮除氮(denitrification)硫还原硫还原(sulfur reduction)Ewel(1997)：湿地生态系统服务功能类型：湿地生态系统服务功能类型 指标体系及价值评价方法 生态系统与生态

17、系统服务功能生态系统与生态系统服务功能Woodward（2001）:湿地生态系统服务功能类型湿地生态系统服务功能类型 功功 能能有价值的产品和（或）服务（内容）有价值的产品和（或）服务（内容）价值评价方法价值评价方法地下水补给地下水补给增加水量增加水量NFI或或RC地下水排泄地下水排泄增加下游渔业生产增加下游渔业生产NFI、RC或或TC水质控制水质控制水质净化成本减少水质净化成本减少NFI或或RC养分贮留、迁移和转化养分贮留、迁移和转化水质净化成本减少水质净化成本减少NFI或或RC水生生物生境水生生物生境提高商业和（或）娱乐渔业提高商业和（或）娱乐渔业NFI、RC、TC或或CV陆生或鸟类生境陆

18、生或鸟类生境野生动物娱乐观赏和狩猎野生动物娱乐观赏和狩猎TC或或CV生物量生产和输出生物量生产和输出食物纤维生产食物纤维生产NFI洪水控制和暴雨减缓洪水控制和暴雨减缓减少洪水和严重暴雨损失减少洪水和严重暴雨损失NFIH或或RC沉积物稳定化沉积物稳定化减少侵蚀减少侵蚀NFI或或RC综合环境（综合环境（Overall environment）为周围提供宜人环境的价值为周围提供宜人环境的价值HP注：注：NFINet Factor Income;RCReplacement Cost;TCTravel Cost;CVContingent Valuation;HPHedonic Pricing 指标体系及

19、价值评价方法 生态系统与生态系统服务功能生态系统与生态系统服务功能地表水生态经济价值评价指标欧阳志云等，2002，2004注注:“”:“”表示具备该类生态效益并可以进行价值评估；表示具备该类生态效益并可以进行价值评估；“”表示不具备该类生态效益或由于数据原因本研究暂没有进行表示不具备该类生态效益或由于数据原因本研究暂没有进行价值评估。价值评估。服务功能生态系统类型 供水发电航运产品生产休闲娱乐调蓄洪水河流输沙蓄积水分土壤保持净化功能C固定生物多样性维持河 流水 库湖 泊沼 泽 生态系统与生态系统服务功能生态系统与生态系统服务功能生态经济价值构成直接使用价值直接使用价值v生活、工业及农业用水生活

20、、工业及农业用水v水电水电v内陆航运内陆航运v水产品水产品v旅游旅游间接使用价值n调蓄洪水n河流输沙n水资源蓄积n土壤保持n水质净化nC 固定n生物多样性保护 生态系统与生态系统服务功能生态系统与生态系统服务功能报告内容生态系统与生态系统服务功能水利工程的生态影响怒江水电开发的生态影响评价 水利工程的生态影响水利工程的生态影响水利工程n 防洪、农田水利、水力发电、航运、跨流域调防洪、农田水利、水力发电、航运、跨流域调水、城乡供水、海岸防护、围海工程和滩涂利水、城乡供水、海岸防护、围海工程和滩涂利用等工程用等工程n 兴建水利工程是人类改造自然的一种实践活动兴建水利工程是人类改造自然的一种实践活动

21、n 兴建水利工程是人类通过工程手段对自然界的兴建水利工程是人类通过工程手段对自然界的水进行控制、条件、治理水进行控制、条件、治理n 兴建水利工程的目的是为了减轻和免除水旱灾兴建水利工程的目的是为了减轻和免除水旱灾害，满足人类社会发展的需求害，满足人类社会发展的需求 水利工程的生态影响水利工程的生态影响水利工程n 防洪、农田水利、水力发电、航运、跨流域调防洪、农田水利、水力发电、航运、跨流域调水、城乡供水、海岸防护、围海工程和滩涂利水、城乡供水、海岸防护、围海工程和滩涂利用等工程用等工程n 兴建水利工程是人类改造自然的一种实践活动兴建水利工程是人类改造自然的一种实践活动n 兴建水利工程是人类通过

22、工程手段对自然界的兴建水利工程是人类通过工程手段对自然界的水进行控制、条件、治理水进行控制、条件、治理n 兴建水利工程的目的是为了减轻和免除水旱灾兴建水利工程的目的是为了减轻和免除水旱灾害，满足人类社会发展的需求害，满足人类社会发展的需求 水利工程的生态影响水利工程的生态影响水利工程的生态影响水坝阻隔的影响水坝阻隔的影响n 导致河流生态系统片断化导致河流生态系统片断化n 改变河流的自然流态，打破了河流生态系统平衡，改变河流的自然流态，打破了河流生态系统平衡，改变河流的生态过程改变河流的生态过程n 导致河流断流导致河流断流n 洄游鱼类的迁徙途径破坏（长、中、短距离洄游）洄游鱼类的迁徙途径破坏（长

23、、中、短距离洄游）n 上游泥沙淤积上游泥沙淤积n 下游河道冲刷下游河道冲刷 水利工程的生态影响水利工程的生态影响水利工程的生态影响蓄水的影响蓄水的影响n 改变水体形态，河流改变水体形态，河流 水库水库(改变生态系统类型改变生态系统类型)n 局部气候改变：温度、湿度升高局部气候改变：温度、湿度升高n 周边地下水位升高：土地盐碱化和沼泽化周边地下水位升高：土地盐碱化和沼泽化n 地方病，传染病地方病，传染病n 诱发地质灾害：地震、滑坡诱发地质灾害：地震、滑坡n 水污染，水体富营养化水污染，水体富营养化n 水面蒸发量增加水面蒸发量增加n 河流断流，河流生境丧失河流断流，河流生境丧失n 下游流量减少，海

24、水上溯下游流量减少，海水上溯n 下游湿地减少，生物多样性受威胁下游湿地减少，生物多样性受威胁 水利工程的生态影响水利工程的生态影响水利工程的生态影响淹没的影响淹没的影响n 淹没耕地，导致移民淹没耕地，导致移民n 自然景观自然景观n 文化遗产、历史遗迹文化遗产、历史遗迹n 动植物栖息地丧失动植物栖息地丧失n 特有物种、重要物种种群衰退，局部灭绝特有物种、重要物种种群衰退，局部灭绝 水利工程的生态影响水利工程的生态影响水利工程的生态影响建设期的影响建设期的影响n 植被破坏植被破坏n 自然景观自然景观n 水土流失水土流失n 地质灾害地质灾害n 文化遗产、历史遗迹文化遗产、历史遗迹n 环境污染环境污染

25、n 交通建设所造成生态破坏交通建设所造成生态破坏n 移民开发所造成生态破坏移民开发所造成生态破坏 水利工程的生态影响水利工程的生态影响水利工程的生态安全生态安全生态安全n 水利工程建设与运行不会导致生态系统退化，不会水利工程建设与运行不会导致生态系统退化，不会引起新的生态环境问题引起新的生态环境问题n 物种的绝灭（鱼类、陆生动植物）物种的绝灭（鱼类、陆生动植物）n 自然景观、文化遗产、历史遗迹破坏自然景观、文化遗产、历史遗迹破坏n 河流的断流和湿地的丧失河流的断流和湿地的丧失n 河口生态退化、咸水上溯河口生态退化、咸水上溯n 传染病和地方病爆发传染病和地方病爆发n 土地退化土地退化n 生态环境

26、的变化对水利工程的不利影响生态环境的变化对水利工程的不利影响 水利工程的生态影响水利工程的生态影响水利工程的生态安全生态安全生态安全n 水利工程建设与运行不会导致生态系统退化，不会水利工程建设与运行不会导致生态系统退化，不会引起新的生态环境问题引起新的生态环境问题n 生态环境的变化对水利工程的不利影响生态环境的变化对水利工程的不利影响n 水利工程地质灾害水利工程水利工程地质灾害水利工程n 水利工程水土流失泥沙淤积水利工程水利工程水土流失泥沙淤积水利工程n 水利工程环境污染水利工程水利工程环境污染水利工程 水利工程的生态影响水利工程的生态影响水利工程的生态安全生态安全评价：生态风险评价生态安全评

27、价：生态风险评价n明确具有重要生态功能的关键区域明确具有重要生态功能的关键区域n明确可能生态环境问题明确可能生态环境问题n分析发生的可能性及其生态后果分析发生的可能性及其生态后果 水利工程的生态影响水利工程的生态影响报告内容生态系统与生态系统服务功能水利工程的生态影响怒江水电开发的陆地生态影响评价 水利工程的生态影响水利工程的生态影响 怒江水电开发规划生态影响评价怒江水电开发规划生态影响评价主要内容 怒江水电开发规划生态影响评价怒江水电开发规划生态影响评价 项目工程分析生态环境现状调查和评价生态环境影响预测和评价生物多样性编制生态环境影响评价报告书地质灾害水源涵养人群健康生态景观碳平衡水土流失

28、养分循环综合评价对策和建议局地气候调节土壤质量土地利用现状生物量植被类型与特征土壤类型与性质生物多样性水土流失影响因子识别 怒江水电开发规划生态影响评价怒江水电开发规划生态影响评价生态调查n土地利用调查土地利用调查n植被调查植被调查n生物多样性调查（特有种，保护对象）生物多样性调查（特有种，保护对象）n土壤调查土壤调查n水土流失调查水土流失调查n自然景观与文化遗迹自然景观与文化遗迹n公众调查（地方病，意愿）公众调查（地方病，意愿）水利工程的生态影响水利工程的生态影响生态调查 水利工程的生态影响水利工程的生态影响冷杉林带亚高山灌丛草甸亚热带季风雨林（包括干热河谷灌丛及沟谷雨林）亚高山灌丛草甸75

29、010001250150017502000225025002750300032503500375040004250碧罗雪山（N2620 E9900）半湿性常绿阔叶林山地湿性常绿阔叶林及云南松次生林冷杉林以云南松或云南松次生林为主常绿阔叶林为主湿性常绿阔叶林为主云南铁杉林为主高黎贡山（N2600 E9840）余甘子灌木丛玉米地云南松林尖叶木犀榄灌丛、玉米地云南松林油桐林、玉米地等云南松林、旱冬瓜+云南松更新地青冈林、板栗林、油桐林、玉米地等2000 m1500 m1000 m600 m A B C D生态调查通过对怒江中下游通过对怒江中下游13个坝区的现场样地调查以及已有文献个坝区的现场样地调查

30、以及已有文献资料的统计，资料的统计，13个坝区水淹没区共有种子植物个坝区水淹没区共有种子植物132科科429属属715种种及及53变种和亚种，其中裸子植物变种和亚种，其中裸子植物3科科3属属4种，双子叶植物种，双子叶植物113科科337属属560种及种及50变种和亚种，单子叶植物变种和亚种，单子叶植物16科科89属属151种及种及3变变种（见附录种（见附录1）。）。松塔坝区水淹没区计有种子植物松塔坝区水淹没区计有种子植物111科科310属属477种及种及39变种变种和亚种，其中裸子植物和亚种，其中裸子植物2科科2属属3种，双子叶植物种，双子叶植物93科科241属属372种种及及36变种和亚种，

31、单子叶植物变种和亚种，单子叶植物16科科67属属102种及种及3变种。变种。光坡坝区水淹没区计有种子植物光坡坝区水淹没区计有种子植物30科科48属属54种及种及2变种，其变种，其中双子叶植物中双子叶植物25科科41属属47种及种及2变种，单子叶植物变种，单子叶植物5科科7属属7种。种。水利工程的生态影响水利工程的生态影响生态调查 水利工程的生态影响水利工程的生态影响生态影响评价n 土地利用与植被变化土地利用与植被变化n 水坝覆盖和水库淹没的水坝覆盖和水库淹没的影响影响n 道路修建和施工的影响道路修建和施工的影响n 移民的影响移民的影响n 生物多样性预测与评价生物多样性预测与评价n 生态系统生态

32、系统n 陆生植物陆生植物n 陆生动物陆生动物n 昆虫资源昆虫资源 水利工程的生态影响水利工程的生态影响n 景观资源景观资源n 景观和景点的淹没景观和景点的淹没n 景观的影响景观的影响n 生态系统服务功能预测与评价生态系统服务功能预测与评价n 产品和旅游价值产品和旅游价值n 森林碳贮存功能森林碳贮存功能n 森林水源涵养功能森林水源涵养功能n 土壤保持功能土壤保持功能n 传染病传染病生态调查 水利工程的生态影响水利工程的生态影响光坡（1）水淹没区有种子植物30科48属54种及2变种，其中云南特有种3种、国家II级保护植物1种，余下的物种均为常见植物种类，且多分布在淹没区上限；（2）龙陵县的勐糯乡发现疣粒野生稻的3个分布点，该地点正好位于光坡电站的淹没区；（3）淹没区和影响区活动的保护动物分别为25种和27种；（4）对植被和生态系统的影响极小；（5）景观资源视域损失率7%，坝址高差损失率9%，对急流高山峡谷影响不太明显；（6）淹没耕地63亩，占淹没区总耕地面积的0.11；淹没森林8258.2亩，占淹没区森林总面积的7.72；（7）需要移民34人，占移民总数的0.07。生态影响评价 水利工程的生态影响水利工程的生态影响谢 谢！