15·應(yīng)用生態(tài)學(xué)2-2012

1、五、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),（一）生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的概念和意義1 概念 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（Ecosystem services）：對人類生存和生活質(zhì)量有貢獻的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù)Holdren和Ehrlich 1974Costanza (1997) 《世界生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和自然資本的價值》、《生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)：人類社會對自然生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)性》2 意義 與生態(tài)過程緊密結(jié)合，為自然生態(tài)系統(tǒng)的屬性 價值無限,（二）生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價值,Costan

2、za提出的方法：,估計各種生態(tài)系統(tǒng)的單位面積服務(wù)價值用各種生態(tài)系統(tǒng)在地球上的面積相乘，獲得各種生態(tài)系統(tǒng)價值彼此相加得到全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,,Bioscience 《美國生物多樣性經(jīng)濟價值初步估計》生物多樣性的恢復(fù)和保育對每個國家都很重要美國每年可獲得3千億美元（有機廢物處理、土壤形成、生物固氮等）,,《中國生物多樣性國情研究報告》（1998） 我國生物多樣性價值初步估計，直接使用價值2000億美元/年，間接使用價值達

3、4萬億/年,（三）生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)內(nèi)容,對于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的認識,只要自然生態(tài)系統(tǒng)存在，各種生態(tài)過程在正常的運行著，不管人們是否認識其意義和估計了它的價值，它都給居住在地球上的人類，提供著無償?shù)?、或有償?shù)姆?wù)。 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)都是客觀存在的，它是與生態(tài)過程緊密地結(jié)合在一起：生態(tài)系統(tǒng)包括其中各種生物種群，在自然界的運轉(zhuǎn)中，充滿了各種生態(tài)過程，同時也就產(chǎn)生了對人類的種種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)；由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在時間上是從不間斷的、所以從某種意義上說

4、，其總價值是無限大的。全人類的生存和社會的持續(xù)發(fā)展，都要依賴于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。,2. 最重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值多數(shù)是沒有進入市場的間接價值，對環(huán)境和生命維持系統(tǒng)的許多重大調(diào)節(jié)功能 例如：CO2和O2平衡，水土保持、土壤形成、凈化環(huán)境等。這部分價值在以往被人們認為是可以“免費”使用的、“公共的”、“自然恩施”，社會對此并沒有任何控制。 并且其價值明顯地大于可以作為買賣的直接價值。要使公眾和政府認識生物多樣性保育的重大意義，其主要困

5、難就在于人們?nèi)绾伟延袃r值的自然生態(tài)過程的種種機理都能認識和掌握，并加以定量，把非財政利益翻譯為財政利益。但是，傳統(tǒng)的經(jīng)濟學(xué)并沒有估計這類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的間接價值，因此，很多學(xué)者認為，發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟學(xué)是當前重要的任務(wù)。從這個意義上說，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價值，就是現(xiàn)在所稱為的自然資本，生態(tài)經(jīng)濟學(xué)的迫切職責，就是要把它估計出來。,3.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中，有不少是跨地區(qū)、超越國界的。例如，熱帶森林對于保護良好氣候和減少溫室氣體上具有重要的作用。不少屬于這

6、一類生物多樣性的生存價值（existence value），其價值不能從本地生物資源直接獲得，而依附于別的國家的、遙遠的生態(tài)系統(tǒng)。因為世界發(fā)展中國家多數(shù)為富有生物多樣性的，而發(fā)達國家由于其發(fā)達的企業(yè)，許多環(huán)境污染物（如燃料消費和化學(xué)物生產(chǎn)）的產(chǎn)生往往大部分來源于它們。國際保護署曾為此償還發(fā)展中國家某些債務(wù)，以交換其為生物多樣性的保護所做出的貢獻，即所謂‘以貨易貨的自然債務(wù)’的原則。同樣，我國東部人民也依賴與西部公眾的生物多樣性的保護。

7、廣東、浙江也有比較貧困的山區(qū)和沿海發(fā)達地區(qū)的區(qū)別，發(fā)達地區(qū)同樣應(yīng)該支持欠發(fā)達的山區(qū)。,,4. Costanza還提出，社會應(yīng)徹底檢查和修改其環(huán)境和經(jīng)濟政策，例如對濕地喪失收取稅收。當然，也有學(xué)者說，每個生態(tài)系統(tǒng)是不同的，通用的環(huán)境稅可能會導(dǎo)致某一些地區(qū)的過保護，和另一些地區(qū)的低保護。不過，后者顯然是可以通過試行和在實踐中的修正而解決的。 過保護和低保護的提法，表明了他們既反對只就發(fā)展經(jīng)濟而忽視自然保護、又反對只要保護不能開發(fā)的兩

8、種極端片的觀點。,Costanza等在估計生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值時劃分出17種項目,產(chǎn)品水供應(yīng)、土壤肥力形成和水土保持抗干擾和調(diào)節(jié)傳粉、傳播種子和生物防治休閑、娛樂和文化,(四)各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價值比較,,,生物多樣性價值的比較,63%來自海洋， 主要來自近海37%來自陸地 主要來自濕地，森林，河流湖泊，森林和草地和農(nóng)田系統(tǒng),各種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價值,全球8種生態(tài)系統(tǒng)各種服務(wù)項目價值,,,,,,,,,,,,

9、,,了解生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的意義,濕地在養(yǎng)分循環(huán)、抗干擾和調(diào)節(jié)、服務(wù)處理上具有特別重要的意義湖泊河流對水調(diào)節(jié)和水供應(yīng)、休閑旅游具有重要作用熱帶森林的提供項目較多，從養(yǎng)分循環(huán)，到防腐蝕，氣候調(diào)節(jié)和休閑旅游，基因資源等近海水域?qū)τ陴B(yǎng)分循環(huán)、食品生產(chǎn)和抗干擾調(diào)節(jié)也具有重要貢獻,(五) 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值估計的重要意義,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)估價較好的反映了自然資本的價值生態(tài)系統(tǒng)的許多服務(wù)項目，是人類幾乎無法用其他方式替代的各種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)項

10、目在各類生態(tài)系統(tǒng)上的相對價值，有助于說明其對于人類社會持續(xù)發(fā)展的相對重要性，從而為各級政府有關(guān)部門在制定具體方案和采取措施中提供背景值，也有利于解釋生物多樣性為什么正在損失,六、生態(tài)系統(tǒng)管理,（一）生態(tài)系統(tǒng)管理的定義生態(tài)系統(tǒng)管理（ecosystem management）：具有明確和可適應(yīng)的目標，通過政策、決議和實踐活動而實施的對生態(tài)系統(tǒng)的管理。,《SCIENCE》編輯部在1997/7/25出版的第277（5325）期組織了一批（包

11、括6篇文章和三個新聞）文章，總標題為“人類統(tǒng)治的生態(tài)系統(tǒng)”，其目的是鳥瞰“人類對地球影響”的研究進展。 文章題目是： 1、地球生態(tài)系統(tǒng)的人類統(tǒng)治現(xiàn)象。 2、生物防治與生態(tài)系統(tǒng)功能。 3、農(nóng)業(yè)集約化與生態(tài)系統(tǒng)特征。 4、漁業(yè)管理與海洋生態(tài)系統(tǒng)。 5、對將來的希望：恢復(fù)生態(tài)學(xué)與保護生物學(xué) 6、森林作為人類統(tǒng)治的生態(tài)系統(tǒng)。,,生態(tài)學(xué)家傳統(tǒng)地

12、研究原始的生態(tài)系統(tǒng)，但現(xiàn)在地球上人類的種種影響已經(jīng)達到各個角落，地球上幾乎已難找到一個不受人類影響的地方；現(xiàn)在科學(xué)家相信，地球上所有生態(tài)系統(tǒng)最后都要受人類不同程度的管理，管理者必然需要合理的科學(xué)建議。,1 生態(tài)系統(tǒng)管理的內(nèi)涵,生態(tài)系統(tǒng)管理必須有明確的目標，它是由決策者最后確定的，但同時又具有可適應(yīng)性，即可以根據(jù)實際情況進行修改生態(tài)系統(tǒng)管理是通過制定政策，簽定種種協(xié)議和具體的實踐活動而實施的,2 進行生態(tài)系統(tǒng)管理的原因,人口的增長

13、速度是前100年的5倍人類對自然資源的過度利用對環(huán)境的破壞 管理必須要有科學(xué)的依據(jù)和良好的管理制度和措施，并在管理過程中逐步完善。,3 生態(tài)系統(tǒng)管理的目標,管理必須使生態(tài)系統(tǒng)得以持續(xù)；要使生態(tài)系統(tǒng)同樣能對我們的后代提供產(chǎn)品和服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)健康： 組織、活力、彈性,4 生態(tài)系統(tǒng)管理與人類地位的雙重性,人對其他對象的管理人接受管理,5 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略與持續(xù)力,1972年，斯德哥爾摩的人類環(huán)境會議宣言：為了當代和后

14、代，保衛(wèi)和改善人類環(huán)境已成為人類的緊迫目標1983年，聯(lián)合國大會建立“世界環(huán)境與發(fā)展委員會”,《我們共同的未來》（1983）,可持續(xù)發(fā)展：即滿足當代人的需求，又不對后代人滿足其需求的能力構(gòu)成危害的發(fā)展。需求和發(fā)展,《保護地球：持續(xù)生存的戰(zhàn)略》,世界自然保護同盟（IUCN）聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）世界野生生物基金會（WWF）可持續(xù)發(fā)展的定義：在生存與不超過維持生態(tài)系統(tǒng)承受力的情況下，改善人類的生活質(zhì)量，發(fā)展不應(yīng)以其他集團

15、或后代為代價，也不應(yīng)危及其他物種的生存。,,生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)力（sustainability）應(yīng)包括價值、內(nèi)容和規(guī)模（尺度）三方面。依賴于受管理面積的大小，一般來說，受管理面積較小的區(qū)域，它與周圍景觀的相互作用就相對更強，因此要求有更強程度的管理。依賴于要求持續(xù)的過程的變化速率,6 生態(tài)系統(tǒng)管理的科學(xué)基礎(chǔ)-生態(tài)學(xué),生態(tài)系統(tǒng)管理的基礎(chǔ)是人類對于生態(tài)系統(tǒng)中各成分間的相互作用和各種生態(tài)過程的最好的理解--只有充分地了解生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，

16、包括種種生態(tài)過程，并根據(jù)這些規(guī)律性和社會情況來制定政策法令和選定各種措施，才能把生態(tài)系統(tǒng)管理好。人類在實踐上已經(jīng)具有一定的生態(tài)系統(tǒng)管理經(jīng)驗，例如農(nóng)田就是一種管理程度相當高的生態(tài)系統(tǒng)，還有河口的水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)、栽培的森林。但是，其目標一般只是為了獲得或利用產(chǎn)品，而忽視了這些高度管理生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其持續(xù)能力，并且這些也是密切依賴于包圍在其周圍的、很少受到管理的生態(tài)系統(tǒng)的。,面臨的問題：對環(huán)境的生物多樣性方面的信息相當貧乏；對生態(tài)系統(tǒng)的

17、的功能和動態(tài)普遍存在著知識不足對于超出管理界限外的生態(tài)系統(tǒng)的開放性和系統(tǒng)間相互連接認識不足，從而在管理者的思想上獲取經(jīng)濟效益和社會效益上的要求壓倒了受損生態(tài)系統(tǒng)帶來的未來風險。,強調(diào)的問題：,空間和時間尺度是極其重要的，生態(tài)系統(tǒng)的功能包括物質(zhì)和能量的流動，輸入和輸出，生物有機體之間的相互作用。對一個過程的管理和研究所確定時空界限往往不適用于另一過程的研究，因此生態(tài)系統(tǒng)的管理要求有更寬廣的視野。,,生態(tài)系統(tǒng)的功能的目的依賴于它的結(jié)構(gòu)、生

18、物多樣性和整體統(tǒng)一性，生態(tài)系統(tǒng)管理探求生物多樣性持續(xù)維持生態(tài)系統(tǒng)的目的是因為它能加強生態(tài)系統(tǒng)的抗干擾能力。因此，生態(tài)系統(tǒng)管理承認，任何一地生態(tài)系統(tǒng)的功能和復(fù)雜性是受周圍系統(tǒng)的重要影響的。生態(tài)系統(tǒng)在時空上都是有變動的，是動態(tài)的。,7 可適應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)管理,可適應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)管理（adaptive ecosystem management，AEM）： 現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)的知識是十分不完全的，而對任何一次管理活動都應(yīng)該視為是一種試驗。A

19、EM是一個反復(fù)的過程，把每次管理方案的實施活動視為試驗過程，并對其后果進行評估，比較，然后再設(shè)計，再進行新的實施試驗，螺旋式上升。,六、生物資源管理,有益生物種群的產(chǎn)量有害生物的防治與管理,（一）收獲理論,1 最大持續(xù)產(chǎn)量（maximum suatainable yield）,一種理論上預(yù)測最大持續(xù)產(chǎn)量的簡單方法—MSY法。,中心問題：收獲后應(yīng)保留多大種群和什么個體，以使種群的長期持續(xù)產(chǎn)量最大。,最大持續(xù)產(chǎn)量原理： dN/dt

20、 = rN(K-N)K 當N＝K／2時， dN/dt 最大， d(K/2)/dt = rK/4要使種群維持最大的產(chǎn)量（MSY） ，就應(yīng)該使資源種群保持在N ＝K／2的水平。 即 MSY ＝ rK/4,藍鳁鯨環(huán)境容納量為150000，種群增長率為0.053頭/頭/年NMSY=150000/2=75000頭MSY=rK/4=0.053×150000/4≌2000頭/年,,最大持

21、續(xù)產(chǎn)量受到的限制假設(shè)一個恒定不變的環(huán)境和一條不變的補充量曲線忽略種群的的年齡結(jié)構(gòu)，不考慮存活率和繁殖力隨年齡的變化用于估測補充量曲線的種群數(shù)據(jù)通常不理想，在生產(chǎn)實踐中，很難做出可靠的優(yōu)勢模型 MSY仍然是漁業(yè)生產(chǎn)中的優(yōu)勢模型。,2 配額限制與努力限制 配額（quota）限制 ：控制在一定時期內(nèi)收獲對象個體的數(shù)量或生物量，允許收獲者在每一季節(jié)或每年收獲一定數(shù)量的獵物種。 努力(effort)限制 ：控制在一定時期內(nèi)對獵

22、物種的收獲努力 。如出多少次船，撒多少網(wǎng)等等。,最大經(jīng)濟產(chǎn)量,3 環(huán)境波動與種群結(jié)構(gòu)動態(tài)庫模型預(yù)測：考慮不同年齡組的出生率 、生長率和死亡率來改善模型性能,（二）有害生物防治,有害生物：和人類竟爭食物或遮蔽所、傳播病原體、以各種方式威脅人類健康、舒適或安寧的生物類群。,1 有害生物防治的目標與技術(shù)類型 防治目標 ：降低有害生物到經(jīng)濟損害水平（EIL)。,EIL：作物價值最大地超過花費時的有害生物的密度，代表著最佳有害生物防治對策。

23、,2 技術(shù)類型 農(nóng)業(yè)防治：以農(nóng)業(yè)技術(shù)防治農(nóng)業(yè)病、蟲、雜草和鼠害。 如田間混合種植不同物種的作物，優(yōu)化撒種或收獲次數(shù)，進行抗病、抗蟲育種等。 生物防治：利用有害生物天敵來調(diào)節(jié)、控制有害生物種群。如利用有益昆蟲、微生物來致死害蟲和雜草。 化學(xué)防治：使用自然的或合成的化學(xué)藥劑控制有害生物。特點是見效快，效率高、受區(qū)域限制較小。特別對大面積，突發(fā)性病蟲草害可短期迅速控制。但也會產(chǎn)生一系列負的作用。 物理防治：采用物理措施防治有害生物

24、。如機械鏟除雜草，對害蟲進行燈光誘殺等等。 遺傳防治：通過遺傳操縱釋放不育性雄性以毀滅有害生物自身，或篩選有抗性的植物品種來對抗害蟲。,化學(xué)防治,公元前2500年，蘇美爾人使用硫化物防治害蟲1000年后，我國使用植物殺蟲劑1867年，美國使用巴黎綠抑制馬鈴薯甲蟲1882年，法國人使用波爾多溶液殺真菌,化學(xué)防治的問題,化學(xué)毒性和生物放大作用目標害蟲再起和次生害蟲爆發(fā) 天敵沒有害蟲恢復(fù)的快抗性進化,抗性管理對策

25、：,降低殺蟲劑使用的頻率，減少處理種群的范圍所有殺蟲劑的濃度，要足以殺死僅帶抗性基因一個拷貝的個體,公元340年左右，晉代嵇含《南方草木狀》，黃瓊蟻防治柑橘害蟲蒲蟄龍《害蟲防治的原理和方法》： 赤眼蜂防治稻縱卷葉螟、松毛蟲、玉米螟、棉鈴蟲； 平腹小蜂防治荔枝蝽 金小蜂防治棉紅鈴蟲,生物防治,生物防治類型,從一個地區(qū)引進天敵，這個區(qū)域通常是有害生物的發(fā)源地，經(jīng)典的生物防治接種（inoculation），與輸入

26、相似，但要定期釋放，因為它不能持續(xù)一年增補（augmentation），釋放當?shù)氐奶鞌骋栽鲅a現(xiàn)有的天敵數(shù)量大量釋放（inundation）天敵以及時殺死當時存在的有害生物,用于生物防治種類,昆蟲 澳大利亞瓢蟲、擬寄生隱毛蟲－吹棉蚧 智利小鈍綏螨－紅蜘蛛；麗蚜小蜂－白粉虱科蘇云金芽孢桿菌病毒真菌－昆蟲、雜草線蟲綱動物：與病原體的聯(lián)合,遺傳防治,通過輻射造成雄性不育，在與雌性交配后產(chǎn)出未受精的卵，以達到殺死害蟲是

27、遺傳防治的途徑之一。防治家畜害蟲旋麗蠅,有害生物的綜合管理是一種結(jié)合了物理、農(nóng)業(yè)、生物、化學(xué)防治，以及運用抗性品種的綜合防治對策。以生態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)，依賴于死亡因子，包括天敵和氣候，期望防治有害生物的目標在EIL以下，建立在對有害生物和天敵豐富度進行監(jiān)測的基礎(chǔ)上。,研究和制定綜合防治和綜合管理方案應(yīng)注意：,種群生態(tài)學(xué)的深入研究是綜合防治的基礎(chǔ)。綜合防治的一個重要原則是：允許有害生物在可允許密度的水平下繼續(xù)存在,把綜合防治提高到以