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1、 南京师范大学博士学位论文滩涂生态系统服务功能评估与垦区生态系统优化研究?以赣榆、射阳垦区为例姓名:陈洪全申请学位级别:博士专业:自然地理学指导教师:张忍顺20060401南京师范大学博士学位论文摘要生态系统服务功能是指人类从生态系统中获得的效益。这种效益包括供给功能如粮食与水的供给、调节功能如调节洪涝、干旱、士地退化、以及疾病等、支持功能如士壤形成与养分循环等和文化功能如娱乐、精神、宗教以及其它非物质方面的效益。对生态系统为人类发展提供重要物品和服务能力的评估称为生态系统服务功能评估。自从世纪年代生态系统服务功被提出以来,对生态系统服务功能及其评估研究,愈来愈被重视,成为生态经济学、环境经济
2、学等的热点。联合国千年生态系统评估计划,简称将生态系统与人类干白利作为评估的重点。本论文运用地理学,生态学、环境学、经济学等理论和方法,对江苏沿海滩涂生态系统的结构、功能、驱动力进行了初步研究,并以射阳为例,对滩涂生态系统服务功能价值进行了评估,提出了江苏沿海滩涂生态系统优化与管理的设想.研究结论如下:沿海滩涂生态系统属于海滨湿地生态系统,以滩涂为载体,以潮间带为核心,包括部分潮上带和潮下带。江苏淤泥质海岸滩涂生态系统结构分为天然潮滩和人工垦区.天然潮滩分为草滩和光滩;人工垦区分为农田、林地,养殖地、盐田及建设用地等.界定滩涂生态系统,既可以估算滩涂生态系统服务功能的物质量和价值量,又避免以内
3、陆湿地生态系统代替沿海滩涂生态系统。围垦是滩涂生态系统变化的重要驱动力,围垦通过土地利用和地覆被改变滩涂生态系统结构和功能。滩涂围垦受自然和社会经济因素影响。外来种互花米草具有强生命力、高生产力和扩张优势,服务功能价值大,已成为江苏沿海许多岸段的主要建群物种,其立地条件及生态位对拟围垦区起围高程及围堤走向有着指示作用.根据物质生产、气候调节,水分调节、净化环境、土壤形成与保持、干扰调节、维持生物多样性、养分循环、休闲及文化等项服务功能价值计算,得出射阳滩涂生态系统服务功能总价值为.元/年,其中,物质生产价值.元/年,非物质生产价值. 元/年.非物质生产价值是物质生产价值的近.倍.非物质生产价值
4、中,贡献最大的是环境净化功能,占全部功能价值的/以上,如果加上气候调节、水分调节等功能价值,其调节功能总价值约占整个滩涂生态系统非物质生产服务功能总价值的/。滩涂生态系统调节功能巨大、物质产品供给能力强,为重要的生物栖息地。围垦提高了滩涂生态系统的物质产品供给能力,产生了巨大的直接经济效益;但围垦导致滩涂生态系统调节与支持功能下降,生态效益受到严重影响。射阳潮滩湿地生态系统服务功能单位价值为元/舻,高于全球同类生态系统平均水平.围垦前射阳滩涂生态系统服务功能总价值为.元/年,围垦后总价值为.元/年,减少.南京师范大学博士学位论文。元/年,是物质产品增加值的四倍多。江苏沿海滩涂生产总值与生态系统
5、效益价值之比为:.。射阳沿海滩涂生产总值与生态系统效益价值之比为:.,低于全国及世界平均水平。维护滩涂生态系统的生态特征和基本功能,最大限度地发挥滩涂生态系统的各种效益,保证滩涂生态系统的可持续发展是滩涂生态系统优化与管理的根本目标。对策包括加强滩涂管理的立法和机构建设,建立滩涂生态系统补偿机制,发挥滩涂生态系统空间异质性优势,促进垦区内部生态系统优化,实行滩涂生态系统动态管理。关键词:滩涂生态系统;服务功能;围垦;评估;优化,。/奄?南京师范大学博士学位论文 . , 。 雏. . / .“,. 咖四 . 执:.,弛曲峙刚髓 . . . .:.,:.础枷, 锄印 嬲溉. 础 . :.吐,“啪
6、.口.缸龃 . .曲目妇. 埘倒 . .七锄墟. 掣% .盯硎 . . . 南京师范大学博士学位论文. . , . ./.【./, . .糟.; /./., .,.:,南京师范大学博士学位论文前言人类社会的快速发展,特别是人类社会对经济发展速度的盲目追求使得人类赖以生存的各种生态系统退化严重,导致这些生态系统为人类提供的服务功能也在逐步降,使人类社会的可持续发展受到严重威胁。年月日国际环境日,一个在联合国有关机构以及世界银行、全球环境基金会等支持下的全球性生态评估计划“千年生态系统评估计划” ,简称正式启动,其目标是通过收集和整合已有的生态学数据、信息和知识,对全球、区域、国家和局地不同尺度的
7、生态系统进行评估,为决策者提供生态系统演变状况、生态系统变化后在支撑生命系统所需物品和服务方面所造成的后果、生态系统响应对策选择等方面的科学信息,指导和影响决策者的行动,最终改善生态系统的管理状况,满足人类社会发展的需要赵士洞等,。海岸带是世界上自然资源和生物多样性极其丰富的生态系统之一。具有高生产力和高生物量的特点,这里既是生态过渡带,也是人类活动集中带。国际地圈生物圈计划年就将海岸带陆海相互作用研究作为核心内容之一.我国正在开展的近海海洋综合调查与评价项目,也将海岸带生态环境评价作为主要内容之一.根据等研究表明,全球生态系统服务价值的%集中在海洋生态系统,而这部分价值主要来自海岸带生态系统
8、。沿海滩涂是海岸带的重要组成部分,滩涂生态系统是较其它生态系统更为开放的巨系统,其服务功能评估更复杂、意义更大.江苏省海岸带面积广阔、区位独特,这里分布有太平洋西岸最大的淤泥质湿地.一方面经济发展、人口增加,城市化进程加快,需要更多的土地;另一方面环境污染加剧,自然灾害增加、生物多样性减少,需要保护更多的湿地。维护滩涂生态系统的生态特征和基本功能,最大限度地发挥滩涂生态系统的各种效益,保证滩涂生态系统的可持续发展成为江苏沿海滩涂保护与利用的根本目标。江苏淤泥质海岸滩涂生态系统由潮滩湿地与垦区组成。潮滩分为天然盐沼滩,人工米草滩和光滩;垦区分为农田、林地、养殖地、盐田及城镇用地等。滩涂生态系统服
9、务功能包括物质生产、气候调节、水分调节、净化环境、土壤形成与保持、干扰调节、维持生物多样性、养分循环、休闲与文化等。江苏沿海滩涂生态系统物质生产丰富,具有巨大的净化环境功能、强大的调节能力,为重要的生物栖息地。引起滩涂生态系统变化的营力分为直接驱动力和间接驱动力。其中,围垦是滩涂生态系统结构和功能变化的重要因素。一方面,围垦产生巨大的经济社会效益。自宋代修筑范公堤以来,江苏已累计围垦开发沿海滩涂 ,解决了近万人口的温饱问题陈吉余,;另一方面,围垦导致滩涂湿地减少,生态系统调节功能下降,生态效益受到严重影响.多年来,围垦已使江苏沿海失去天然盐沼湿地近.如果没有大面积盐沼湿地,江苏中部海区就会像其
10、它海区一样,爆发大规模赤潮,仅此就会使近岸渔业产值损失;/以上钦佩,.射阳县位于江苏沿海中部,潍涂生态系统类型较齐全,垦区面积居江苏省沿海县市,南京师范大学博士学位论文区前列,国家级珍禽自然保护区核心区分布其中,以射阳县为例,进行滩涂生态系统物质量和价值量评估,具有很好的示范性。正如报告指出的那样,合理的政策和管理措施通常可以扭转生态系统的退化趋势,并增强其对人类福利的贡献。生态系统优化与管理是维护生态系统结构和功能,实现生态系统可持续性的有效过程。滩涂生态系统优化与管理对策包括加强滩涂管理的立法和机构建设,建立滩涂生态系统补偿机制,发挥滩涂生态系统空间异质性优势,促进垦区内部生态系统优化,实
11、行滩涂生态系统动态管理。论文以滩涂生态系统的结构、功能、驱动力、效益及调控为土线。全文分为七章。第一章,绪论,提出论文选题依据,论述研究的理论基础、目标及技术路线,揭示研究特色及创新点;第二章,滩涂生态系统结构,在介绍生态系统分类的基础上,提出滩涂生态系统的概念、组成、结构和特点,并分析滩涂生态系统构成的生物及环境因素;第三章,滩涂生态系统服务功能,在评述、等生态系统服务功能分类基础上,构建江苏滩涂生态系统服务功能分类体系;第四章,滩涂生态系统变化的驱动力,以海州湾顶区为例,重点论述围垦驱动力及外来物种互花米草生境对围垦的影响;第五章,滩涂生态系统服务功能价值评估,以射阳为例,对滩涂生态系统服
12、务功能的价值量进行估算,分析射阳滩涂生态系统直接经济价值和间接经济价值,并对围垦前后滩涂生态系统服务功能进行对比研究;第六章,垦区生态系统优化与管理,在分析围垦对滩涂生态系统服务功能影响的基础上,构建滩涂生态系统功能一效益综合评价模型,提出滩涂生态系统优化与管理的目标及对镱;第七章,结论与讨论,概括研究的主要结论与成果,提出研究不足及展望.学位论文独创性声明本人郑重声明:、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。、本论文中除引文外,所有实验、数据和有哭材料均是真实的。、本论文中除引文和致谢的内容外,不包含其他人或其它机构已经发表或
13、撰写过的研究成果。、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。作者签名日 期学位论文使用授权声明本人完全了解南京师范大学有关保留、使用学位论文的规定,学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版;有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅:有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索;有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。作者签名:南京师范大学博士学位论文第一章绪论第一节问题的提出江苏省位于我国船每中部,大陆每岸线北起绣针河口,南到长江口北岸,全长,占全国大陆海岸线的.%,据任美锷等,江苏省海
14、岸带及海涂资源综合考察报告,江苏沿海理论深度零米以上滩涂面积. ,约占全国滩涂总面积的/,滩涂总面积、平均每海岸滩涂占有量都居全国沿海省、市、区之首。江苏滩涂开发历史悠久,从油猎樵采,到煮禽造盐;从废灶兴垦,到“海上苏东”,自宋代修筑范公堤以来,江苏己累计围睦开发沿筒濉涂,解决了近万人口的温饱问题陈占余,。到年江苏沿海滩涂实现社会总产值亿元,其中,工业总产值.亿元,农林牧渔总产值.亿元,沿海滩涂己成为江苏新的经济增长极。对年来江苏沿海滩涂围垦开发成就的评价.生存空间的扩大江苏省土地面积.,占全国总面积的.%,在全国省级行政区中除直辖市外仅大于浙江、宁夏、台湾和海南,年底总人口.万,占全国总人口
15、的.%,人口密度达人/,在全国各省区中位居前列。人多地少的矛盾相当突出。建国以来,江苏沿海滩涂经历了三次大规模围垦,共围成垦区多个,垦区面积达. ,解决了.万人口的生存生活问题陈宏友,为维护社会稳定、实现全省经济社会可持续发展提供了重要的空间基础。还接受安置了上千名三峡移民,支持了国家重点工程建设。.物质供应的增加年江苏滩涂实现社会经济总值亿元。在已嗣垦区中,农业种植面积. ,水产养殖面积. ,盐业面积.,林业面积.,其他用地. .年沿海垦区生产粮食近万,棉花万,油料近万,水产品产量万其中。海水产品万,原盐产量万,出栏生猪.万头,肉牛头,羊.万只。家禽万羽,禽蛋.万。沿海垦区粮食产量占全省.%
16、,棉花产量占全省的.%,水产品产量占全省的.%其中,海水产品产量占全省的.%,原盐产量占全省的%.沿海垦区已成为全省重要的农副产品生产基地。.占补平衡的保证年来,在.垦区中,经过开发利用已形成各类农业用地约。其中增加耕地.同时,随着垦区养殖用地不断改造,耕地的面积还会继续增加.而江苏人均耕地.,由于经济建设与城镇化发展,每年需要占用耕地 .根据年江苏省农村统计年鉴,自年至年,全省耕地面积减少约 。,平均年减少 ;而同期人口却增加了万人,年均增加万人。因此,滩涂围垦为保证全省耕地“占补平衡”,缓解耕地压力,作出了巨大贡献.南京师范大学博士学位论文.经济收入的提高长期以来,江苏沿海地区以渔业与种植
17、业为主。由于人多地少,土地盐碱化严重,种植业生产率不高;同时,随着海洋生物资源的减少,捕捞业又受到冲击,许多先富起来的商业村出现“返贫”现象。江苏沿商地区的经济水平在全国沿海地区属于“洼地”。经过几十年的滩涂围垦,一方面,增加了耕地面积,加强了农田基本建设;另一方面,调整产业结构,扩大了经营类型,农、林、牧、副、渔全面发展,当地农渔民的经济收入大大提高.据赣榆县宋庄镇统计,年垦区农渔民的收入为临近地区的近倍。另外,随着滩涂的围垦,也为渔民转产提供了出路,并增加了社会就业的机会。.生命财产的安全江苏霹岸线平直,沿岸遭受台风及风暴潮危害较大,年修筑的“范公堤”如今己离海张忍顺,.此后,随着海退陆进
18、,海堤不断东移,但标准不高;而且,在侵蚀岸段,水土流失、岸线崩塌等现象时有发生,沿海地区人民的生产活动与安全受到直接威胁。通过滩涂围垦,在原有的海堤外面新筑了高标准海堤,累计长度超过陈宏友等,极大地提高了抵御台风暴潮等自然灾害的能力,有效保障了沿海人民的生命财产安全;沿海近千长的人工防护林带,既可以防风固土,又成为人造“氧吧”.同时,随着滩涂围垦,人们滩上作业及出海通道变得便捷,大大提高了劳动效益:而且,原来杂乱无章的荒滩,也变成了“田成块,树成行”的新景观,增加了大自然的美感。图江苏垦区分布对沿海滩涂围垦引发的环境与生态问题的反恩.自然湿地面积减少南京师范大学博士学位论文根据江苏沿海滩涂自然
19、特点及其财力、技术等因素,过去,江苏滩涂围垦多选用高滩围垦方式。在已围.%的垦区中,属于天然盐沼湿地面积约. %。尽管垦区内的池塘、河网、养殖水面、盐田等都成为新的人工湿地,但是,原来几乎性质一致、连成一片的滩涂湿地破分割成若干块不同种类的人工湿地,不仅使滩涂湿地的自然景观遭到破坏,也大大降低了滩涂湿地调节气候、涵养水分、抵御风暴潮及护岸保田等能力。.生物多样性下降海岸带是海陆相互作用的过度带,是海陆物质与能量交换最强烈的地区王建,生物资源及生物多样性极其丰富。滩涂围垦减少了潮上带及潮间带原生生物的栖息空间,影响了海陆之间的物质与能晕直接交换,而且,由于围垦改善了滩面的通行状况,加大了人们生物
20、采捕量。加重了生物资源的破坏陈宏友,。据在射阳河口至东沙港口的调查,年时在这一区域的文蛤平均密度为只,到年已不足只/,年平均下降幅度达%.另外。由于促淤及护堤的需要,加速了互花米草、大米草等外来物种的扩张,整个江苏沿海互花米草分布面积达.寸以上,成为全国最大的互花米草盐沼分布区张忍顺,也影响了生物多样性发展.海岸动态变化加剧滩涂围垦在短时间内使原来平滑的岸线突然向外伸张,潮滩大面积突然减小,影响了沿岸的潮流及泥沙的流场、流向、流速,改变了海岸自然演变的渐进过程,导致海岸的冲淤状况发生变化。在侵蚀岸段当起围高程降低到平均高潮线以下,导致海岸侵蚀作用加剧,例如年代在平均高潮线附近及以下匡围的小型虾
21、场冲垮较多;在淤长岸段,围垦初期又可使堤前淤积加快.由于潮滩大面积减少,拦截了部分滩面的落潮归潮水量.张忍顺在研究围垦对沿海水闸捧水的影响时发现,在秋季大潮汛及风暴潮时。滩涂围垦使东台河闸落潮滩面归潮水量减少量达到扣%,对排水能力产生一定的影响。滩涂围垦还加速了潮沟系统的外迁。.污染程度加重滩涂围垦实际上是通过人为措施将潮上带及潮问带滩涂置换成生产用地。据统计,江苏垦区年每时农田每年施用的化肥折合纯量、施用农药量分别为.和.,虽然低于全省平均.和.数量,但与原生滩涂湿地相比,化肥、农药已产生一定污染;垦区水产养殖,其残饵、残药、化肥及排泄废弃物等对环境也产生污染。如果对虾、鱼类按照每年每亩排放
22、。蟹、贝类按照每年每亩排放计陈宏友,年江苏垦区.叶的海水养殖区,共排放;另外,随着滩涂围垦,一部分污染企业如造纸、化工、水泥、火力等也进入垦区,带来新的污染源。同时,由于滩涂湿地面积的减少,污染物的自净能力也下降.滩涂围垦,也改变了天然湿地的自然景观及异质性李加林等,原有的自然风光被人工景观所代替,滩涂的文化旅游价值也受到一定影响.南京师范大学博士学位论文对千年生态系统评估的响应.滩涂围垦与生态系统评估生态系统是撸在一定空间内生物因子与非物质因子,通过物质循环和能量流动而相互作用、相且依存形成的生态学功能单位。生态系统大至全球生物圈,小至潮问带一条小潮内;既包括森林,海洋、湿地等自然生态系统,
23、又有农田、城市、水库等人工生态系统。生态系统是地球生命支持系统的基本组成单元,它为人类生存和发展提供粮食、木材、燃料、纤维等产品,以及净化水源、保持水土、清洁空气和调节气候等服务。维持、改进和增强生态系统功能,是人类生存和社会经济发展的基本保证赵士洞,。不同的生态系统,组成、结构和功能不一样,为人们提供的物品和服务也不尽相同。一个生态系统对生产某些物品和某些服务可能是状况良好的,而对于其他方面可能是状况不良的.例如滩涂围垦,从粮食生产角度来看,转变后的生态系统可能处于一个良好状态;但是从湿地的气候调节作用及维持生物多样性角度来看,转变后的生态系统的服务功能在下降.对生态系统为人类发展提供重要物
24、品和服务能力的评估称为生态系统服务功能评估.滩涂作为区域生态系统,有着自身的结构和功能,为人类提供着多种的物品与服务.滩涂围垦的效益包括经济,社会、生态三个方面,要全面评价很困难.长期以来,人们仅仅把围垦过程中的水利、路道、电力等经济投入作为成本,把从围垦后获得的市场化的商品和服务价值作为效益,注重了货币化的经济价值,忽视了滩涂本身非货币化的资源环境价值.如果从生态系统服务功能出发。将围垦前湿地生态系统的服务功能与围垦后垦区生态系统的服务功能进行对比,就能比较科学、全面的评价围垦活动的价值及利弊。对滩涂围垦利用进行生态评估,可以对人类活动影响下的生态系统物品和服务的得失进行权衡,从生态系统的物
25、品和服务中获得更多综合利益的机会.千年生态系统评估的响应年月日国际环境日,一个在联合国有关机构以及世界银行,全球环境基金会等支持下的全球性生态评估计划。千年生态系统评估计划”,简称正式启动,其核心工作为:对生态系统的现状进行评估;预测今后几十年中在人口增加,经济增长、技术进步,以及气候变化等驱动力的作用下生态系统的未来变化情景;提出为改进生态系统提供各类产品和服务功能而进行的生态系统管理工作应采取的各种对策 ;在一些重要地。其目标是:通过收集和整区启动若干个区域性生态系统评估计划合已有的生态学数据、信息和知识,对全球、区域、国家和局地不同尺度的生态系统进行评估,为决策者提供生态系统演变状况、生
26、态系统变化后在支撑生命系统所需物品和服务方面所造成的后果、生态系统响应对策选择等方面的科学信息,指导和影响决策者的行动,最终改善生态系统的管理状况,满足人类社会发展的需要生态系统与人类福利:评估框架.。千年生态系统评估计划”与生物多样性公约、联合国控制荒漠化公约、拉姆萨湿地公约和迁徙物种公约等国际公约组织协作.中国政府积极支持。千年生态系统评南京师范大学博士学位论文估计划”,并于年月启动“中国话部生态综合评估项目”,简称,该项目是哑全球生态系统评估项目的案例之一,目的是通过在框架下的合作,开展综合自然和社会因素的生态系统评估和案例研究,建立适宜于中国不同地区实际闯题的生态系统评估模型和综合评估
27、方法,有效地提高我国生态系统管理和决策水平,加强生态评估方面的能力建设,改善生态系统功能,逐步形成可持续的生态系统。年月日,联合国在北京、伦敦、华盛顿、东京等全球八大城市同步发布了千年生态评估综合报告,个国家的多名科学家经过年的研究表明,人类赖以生存的生态系统有%正处在不断退化状态,自然资源的/已被损耗;近年来,新增耕地面积比世纪和世纪的总和还多,目前约/的陆地表面已变成耕地;年以来,世界上约有%的红树林和%的珊瑚礁被毁,另外有超过%的珊瑚礁严重退化。我国政府同时发布了“中国西部生态综合评估项目成果一,对中国西部生态系统及其服务功能的现状、演变规律和未来情景进行了全面的评估。评估结果表明:近年
28、来我国西部地区生态系统多样性呈增加趋势,是我国的重要碳汇。但由于气候变化和人类活动双重驱动力的作用,永久冰雪面积持续减小,荒漠面积增加,各类生态系统存在不同程度的退化;就生态系统承载力而言,整个西部地区整体上还有少量承载潜力,但部分地区有超载现象。决定,在年完成最终的全球评估报告后,将在世界各地,各国和区域层次,进行亚全球尺度的评估。作为千年生态系统评估计划重要内容的海滨生态系统评估,正悄然兴起。第二节国内外研究综述年英国植物群落学家首先提出生态系统概念,后经过、等众多生态学家逐步完善,形成了被公认为生态学界至今为至最重要的概念一生态系统,即在一定时间和空间范围内,生物与生物之问、生物与自然环
29、境之间相互作用,通过物质循环、能量流动和信息传递,形成特定的营养结构和生物多样性,这样一个功能单位就被称着生态系统戴星翼等,。生态系统的组成包括生物群落与非生物的自然环境两大部分。阳光、氧气、二氧化碳、水、植物营养素无机盐是自然环境的最主要成分,生物残体如落叶,秸杆、动物和微生物尸体及其分解产生的有机质也是自然环境的重要成分。自然环境为生物提供能量和养分,还为生物提供生命活动所需的媒质,如水,空气和土壤。而活的生物群落构成生态系统精密有序的结构,是生态系统中最活跃的因素。物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的三大基本功能,也是生态系统的动力.国外生态系统服务功能及其价值评估研究进展自从提出生
30、态系统概念之后,以生态系统为基础的生态学研究已形成了科学的体系,并且从注重生态系统结构研究逐渐向生态系统功能的研究方向发展。世纪年代南京师范大学博士学位论文以来,生态系统服务开始成为一个科学术语及生态学与生态经济学研究的分支。在的人类对全球环境的影响报告中首次提出了生态系统服务功能的“”一词,并列出了自然生态系统对人类的“环境服务”功能,包括害虫控制、昆虫传粉、渔业、土壤形成、水保持、气候调节、洪水控制、物质循环与大气组成等方面。和将其拓展为“全球环境服务功能”,并在环境服务功能的清单上增加了生态系统对土壤肥力与基因库维持的作用时.接着又提出了。全球生态公共功能”,提出了“自然的服务” ,最后
31、等将其确定为“生态系统服务功能”,他们系统研究了生物多样性的丧失将会对生态服务功能有何影响,以及能否用先进的科学技术替代自然生态系统的服务功能等问题。年%的自然功能 一书论述了不同生态系统对人类生产生活带来的影响,成为第一本系统论述自然对人类服务的著作.随着这些文章的引用,生态系统服务功能这一术语逐渐为人们所公认和普遍使用。这一阶段的研究主要集中在对生态系统服务功能的分析上。世纪年代以来,由于环境问题的日益严重,以及环境经济学、生态经济学等学科的发展,生态系统服务功能的研究备受人们的关注,从生态系统过程、生态系统服务功能及其间接经济价值等多方面开展综合研究,不断充实和丰富生态系统服务的内涵,探
32、索其评价技术及生态经济的评估方法,生态系统评估逐渐成为生态学和生态经济学研究的前沿和热点。年,国际科学联合会环境委员会曾成立负责的专门研究组以研究生物多样性间接经济价值及其评估方法,以及生物多样性与生态系统服务功能关系。.美国生态学会组织了以 负责的研究小组,对生态系统服务功能进行了系统的研究,.主编的自然服务:社会有赖于自然生态系统. ;一书对生态系统服务功能这一研究领域的概念内涵、发展历史及评估方法进行了回顾综述,认为生态系统服务功能应当包括空气和水的净化、干旱和洪涝灾害的控制、对废弃物的分解,种子的传播等,并分专题对不同生态系统的服务功能如土壤和森林的生态服务功能、淡水和湿地的生态服务功
33、能等进行了研究.年联合其他位学者在上发表了世界生态系统服务” 与自然资本的价值 一文,将地球生物圈分为公海、海湾、海草/海藻床、珊瑚礁、大陆架、热带森林,温带森林、草厕牧场、潮水沼泽/红树林、沼泽/洪泛区、河流湖泊、沙漠、冻土、冰/岩石、农田和城市等种生态系统类型,生态系统的服务归纳为气体调节、气候调节、干扰调节、水分调节、水分供应、控制侵蚀和保持沉积物、土壤形成、养分循环、废弃物处理,传粉、生物控制、避难所,食品生产、原材料、基因资源、休闲娱乐、文化等种类型,分别按不同生物群落用货币形式进行测算,并根据生物群区的总面积推算出所有生物群区的服务价值,首次得出全球生态系统每年的服务价值为”扩美元
34、,平均”美元,其中,海岸带生态系统服务价值为.”美元,占全球生态系统服务价值的.。以南京师范大学博士学位论文: 主编的“”著作和等在发表的论文为标志,生态系统服务的价值研究进入一个新的阶段。与此同时,许多学者从不同的角度对生态系统的服务功能及其价值评估进行了研究。其中,开展较多的是对森林生态系统的单项服务价值进行评估研究,如等对亚马孙热带雨林的非木材林产品的价值评估,等和等对热带雨林生态旅游价值的研究,等对森林的休闲、景观和美学价值的研究。等对国际上有关自然资本与生态系统服务价值的研究结果进行了汇总分析,对世界生物多样性与美国生物多样性的经济价值进行了对比研究,估算出世界生物多样性在废物处理、
35、土壤形成、氮固定、化学物质的生物降解、动植物基因改良、生物技术、害虫的生物控制、寄生植物抵抗力、多年生作物、农作物授粉、渔业、狩猎、海产品、其他野生食物、木材生产、生态旅游、药用植物、森林固定等方面的经济效益,其结果为世界生物多样性的年度经济价值为. ”美元王晓鸿等,.海岸带生态系统的价值评估研究也成为全球生态系统服务功能评估的一个重要方面.年等对占美国海岸湿地资源的路易斯安那海岸沼泽地进行了评估,所计入的价值有商业捕鱼、捕毛皮兽、游乐和防风暴王晓鸿等,;.和研究了珊瑚礁生态系统的服务功能,将其分为物理结构服务,生物服务、生物地服务、信息服务和社会/文化服务.研究了与海岸附近捕鱼业和水产业紧密
36、相关的红树林生态系统的生态和生物物理特征,估算出每年由红树林支持捕鱼业的市场价值的每公顷美元;和研究了鱼类种群的生态系统服务功能.进入世纪,随着“千年生态系统评估计划”的实施,生态系统服务功能的研究已成为全球政府、企业、个人的关注的热点,此时。生态系统及其服务功能与人类福祉之间的关系以及生态系统及其服务功能变化的驱动力成为生态系统评估研究的重点.国内生态系统服务功能及其价值评估研究进展我国的生态系统服务功能及其价值评估工作,开始于世纪舳年代的森林资源价值核算研究.年许涤新率先开展生态经济学的研究,首次将生态因素与经济因素结合起来.考虑辛琨,肖笃宁,。年马世骏发表的“社会经济自然复合生态系统”一
37、文,代表我国生态学家开始涉足经济学领域徐嵩龄,。年中国林学会召开的“森林综合效益计量评价学术讨论会”系列报道了有关森林生态系统公益的研究蒋延玲等,。侯元兆等对我国森林资源涵养水源,保育土壤、固定和供给氧气等三方面的经济总价值进行估算,得出我国森林资源在这三方面每年产生的经济价值为亿元人民币徐中民等,.年李金昌等出版了生态价值论一书,以森林生态系统为例全面总结了森林生态服务计量的理论和方法,并提出用社会发展阶段系数来校正生态价值核算结果。此外,肖寒等,成克武等、吴刚等先后进行了一些森林资源价值核算的理论与案例研究。南京师范大学博士学位论文世纪年代中期以来,我国的生态学者开始系统地进行生态系统服务
38、功能及其价值的研究工作。年欧阳志云等以生态系统为例探讨了中国生物多样性闻接价值:年由胡涛等人组织了中国环境经济学研讨班,所发表的论文涉及环境污染损失计算、环境效益评价、自然资源定价、生物多样性生态价值等辛琨,肖笃,。张新时根据等研究,按照面积比例对我国生态系统的服务功能经济价值进行了评估,得出我国生态系统服务功能的经济价值约为”人民币辛琨,肖笃宁,.欧阳志云等系统阐述了生态系统的概念、内涵及其评价方法,并以海南岛生态系统为例开展了生态系统服务功能评价的研究工作,后又对中国陆地生态系统服务功能的价值进行了初步估算,得出我国陆地生态系统服务功能经济价值每年为.”人民币。薛达元等、蒋延龄、欧阳志云等
39、、谢高地等参考等研究成果先后对我国的森林生态系统、水生态系统、草地生态系统服务功能进行了评估.宗跃光等将等单纯自然资本的测算推广到自然资本、经济资本和社会资本的综合测算,对区域生态系统服务功能及区域综合经济可持续发展状况进行了评估.陈仲新、张新时参考等人的分类方法与经济参数对中国生态系统功能与效益进行了价值估算,并对中国各省区生态系统效益进行了捧序和对比,得出中国生态系统效益的总价值.人民币/,其中陆地生态系统效益.人民币,海洋生态系统效益.人民币/在陆地生态系统中,湿地生态系统效益占.%,在海洋生态系统中,海岸带生态系统效益占.%.我国对海洋带生态系统的服务功能评估研究,从世纪年代开始,许启
40、望等开展了“海洋资源核算的初步研究”,对海洋水产、海洋油气、海岸土地、盐田、港址、旅游等资源的计价和核算作了探索,为海岸带资源与生态系统价值核算奠定了基础。刘容子对我国滩涂资源价值量进行核算时,将滩涂作为一种特殊的。土地采用收益还原法和产值法,分别计算了我国滩涂和盐田的价值量。黄贤金则从土地估价的角度提出了适宜海涂资源经济评价的方法.韩维东等首次从生态系统角度,使用市场价值法、影子工程法、机会成本法和替代花费法等对我国沿海现存的的红树林生态系统的服务功能进行评估。得出我国红树林生态系统在生物量生产、抗风消浪护岸、保护土壤、固碳以减弱温室效应和释放嘎、物种栖息地、林地养分积累、污染物生物降解和病
41、虫害等方面的生态功能总价值.人民/。辛琨,肖笃宁运用环境经济学、资源经济学、模糊数学等方法,对辽河三角洲的盘锦湿地生态系统的物质生产、气体调节、水调节、净化、栖息地、文化,休闲等七大服务功能进行了评估,得出该地湿地生态系统的服务功能价值为.人民币/,是当地国民生产总值的.倍.杨清伟等采用等分类系统和相关服务的单位价值,估算出广东?海南海岸带生态系统服务价值.亿美元其中陆地.亿美元,海域.亿美元恤。李加林、张忍顺采用能值分析,市场价值和替代价格等方法对江苏互花米草海滩生态系统服务功能进行评估,得出江苏互花米草海滩生态系统服务价值.。人民币/,其中直接经济价值.南京师范大学博士学位论文人民币/,间
42、接经济价值.,人民币/。李占玲等从效益分析方面,分析了上虞市滩涂湿地围垦前后生态环境功能效益与社会效益。王伟等根据理论价值与实际价值,研究了三烊湿地生态系统服务功能及其价值。郭伟、朱大奎等从环境影响评价方面,分析了深圳围海造地对海洋环境及海岸带生态承载力的影响;孙玲等运用等人的方法计算了年至年大丰市滩涂生态系统服务价值损失达.万美元,减少.%。国内外研究评述自从付纪年代生态系统服务功能“”被捉出以来,对生态系统服务功能及其评估研究,愈来愈被重视,成为生态经济学、环境经济学的热点,尽管对生态系统的某些服务功能是否具有价值以及全部用经济价值来衡量生态系统的功能是否合理还有争议,但是,这方面的研究工
43、作在全球范围内迅速展开,特别是对生态系统供给功能主要指为人类提供食物、药材,以及工农业原材料等的价值评价已日趋完善.生态系统服务功能评估已在理论、方法及实证研究方面取得了许多重要成果,尤其是等分类体系及评估指标,已成为该顿域的研究范式.但是,由于生态系统的复杂性、价值取向的多元性等,使得生态系统服务功能评估研究面临着许多新的课题。.国内外研究的成就.生态系统服务功能的概念及内涵界定目前人类关于生态系统服务功能的研究历史较短,对生态系统服务功能的概念正逐渐完善.认为生态系统服务功能是指生态系统及其物种所形成,维持人类生存的自然环境条件及其效用。该定义包括三层涵义:生态系统服务功能对人类生存的支持
44、;发挥服务功能的主体是自然生态系统;自然生态系统通过状况与过程发挥作用。进一步明确了生态系统服务功能是对人类生存和生活质量有贡献的生态系统产品和生态系统功能,生态系统服务是生态系统产品和生态系统的功能统一,而生态系统的开放性是生态系统服务功能的前提。生态系统服务功能包括生态系统提供人类生活消费和产品和保证人类生活质量的功能。与生态系统产品相比,生态系统功能对人类的影响更加深刻而广泛.生态系统功能并不等于生态系统服务,生态系统服务是由生态系统功能产生的,但并不一定与生态系统功能一一对应,有些情况下一种生态系统服务是由两种或两种以上功能所共同产生;在另外一些情况下,一种生态系统功能可以提供两种或两
45、种以上服务。等将全球生态系统服务功能分为气体调节、气候调节、干扰调节、水分调节、水分供应、控制侵蚀和保持沉积物、土壤形成、养分循环,废弃物处理、传粉、生物控制、避难所、食品生产、原材料、基因资源、休闲娱乐,文化等种类型.国内外很多生态系统服务功能评估均以此生态系统分类方案进行.生态系统服务功能评估方法生态系统具有多种属性、用途和功能。其中有些生态系统部分产品和服务如食物生产、南京师范大学博士学位论文水供应等,其价值可以在买卖过程中由市场决定,简单地表示为货币数额。可是,另外一些生态系统的产品和服务如调节气候、废物处理、生态美学等,很难直接从市场上找到价格。赵景柱等归纳了生态系统服务功能的定量评
46、估方法主要有三类:能值分析法、物质量评价法和价值量评价法。并以此对个国家生态系统服务价值进行了测算。能值分析法是指用太阳能值计量生态系统为人类提供的服务或产品,也就是用生态系统的产品或服务在形成过程中直接或间接消耗的太阳能焦耳总量表示,实际上是通过生态系统净同化能量或者有效经济产品同化量来衡量生态系统提供产品和服务:物质量评价法是指从物质量的角度对生态系统提供的各项服务进行定量评价。物质量实际上是指生态系统或其中的物种提供的产品和服务中所包括的净光合作用生产量或经济产量;价值评价法是指从货币价值量的角度对生态系统提供的服务进行定量评价,包括市场价值法、机会成本法、影子价格法、影子工程法、费用分析法、人力资本法、旅行费用法、条件价值法等。由于价值量评价方法计算生态系统服务功能的结果都是货币值,具有明显的可比性,因而运用最多.基于全球静态总平衡输入输出模型的评估是常用
