普通生態(tài)學(xué)：第15章 應(yīng)用生態(tài)學(xué)2-2013

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(xiàn)的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù) Holdren和Ehrlich 1974 Costanza (1997) 世界生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和自然資本的價(jià)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(jià)值無限,二）生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值,Costanza提出的方法,估計(jì)各種生態(tài)系統(tǒng)的單位面積服務(wù)價(jià)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(jià)值 彼此相加得到全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,Bioscience 美國生物多樣性經(jīng)濟(jì)價(jià)值初

2、步估計(jì) 生物多樣性的恢復(fù)和保育對每個(gè)國家都很重要 美國每年可獲得3千億美元（有機(jī)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(bào)告（1998） 我國生物多樣性價(jià)值初步估計(jì)，直接使用價(jià)值2000億美元/年，間接使用價(jià)值達(dá)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(rèn)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(yùn)行著，不管人們是否認(rèn)識其意義和估計(jì)了它的價(jià)值，它都給居住在地球上的人類，提供著無償?shù)摹⒒蛴袃數(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(yùn)轉(zhuǎn)中，充滿了各種生態(tài)過程，同時(shí)也就產(chǎn)生了對人類的種種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)；

3、 由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在時(shí)間上是從不間斷的、所以從某種意義上說，其總價(jià)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(jià)值多數(shù)是沒有進(jìn)入市場的間接價(jià)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(jià)值在以往被人們認(rèn)為是可以“免費(fèi)”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(jià)值明顯地大于可以作為買賣的直接價(jià)值。 要使公眾和政府認(rèn)識生物多樣性保育的重大意義，其主要困難就在于人們?nèi)绾伟延袃r(jià)值的自然生態(tài)過程的種種機(jī)理都能認(rèn)識和掌握，并加以定量，把非財(cái)政利益翻譯為財(cái)政利益。但是，傳

4、統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)學(xué)并沒有估計(jì)這類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的間接價(jià)值，因此，很多學(xué)者認(rèn)為，發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)是當(dāng)前重要的任務(wù)。 從這個(gè)意義上說，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值，就是現(xiàn)在所稱為的自然資本，生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)的迫切職責(zé)，就是要把它估計(jì)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(hù)良好氣候和減少溫室氣體上具有重要的作用。不少屬于這一類生物多樣性的生存價(jià)值（existence value），其價(jià)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(yuǎn)的生態(tài)系統(tǒng)。 因?yàn)槭澜绨l(fā)展中國家多數(shù)為富有生物多樣性的，而發(fā)達(dá)國家由于其發(fā)達(dá)的企業(yè)，許多環(huán)境污染物（如燃料消費(fèi)和化學(xué)物生產(chǎn)）的產(chǎn)生往往大部分來源于它們。國際

5、保護(hù)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(hù)所做出的貢獻(xiàn)，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(hù)。廣東、浙江也有比較貧困的山區(qū)和沿海發(fā)達(dá)地區(qū)的區(qū)別，發(fā)達(dá)地區(qū)同樣應(yīng)該支持欠發(fā)達(dá)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(jì)政策，例如對濕地喪失收取稅收。當(dāng)然，也有學(xué)者說，每個(gè)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(hù)，和另一些地區(qū)的低保護(hù)。不過，后者顯然是可以通過試行和在實(shí)踐中的修正而解決的。 過保護(hù)和低保護(hù)的提法，表明了他們既反對只就發(fā)展經(jīng)濟(jì)而忽視自然保護(hù)、又反對只要保護(hù)不能開發(fā)的兩種極端片的

6、觀點(diǎn),Costanza等在估計(jì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)劃分出17種項(xiàng)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(jià)值比較,生物多樣性價(jià)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(jià)值,全球8種生態(tài)系統(tǒng)各種服務(wù)項(xiàng)目價(jià)值,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(xiàng)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

7、循環(huán)、食品生產(chǎn)和抗干擾調(diào)節(jié)也具有重要貢獻(xiàn),五) 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估計(jì)的重要意義,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)估價(jià)較好的反映了自然資本的價(jià)值 生態(tài)系統(tǒng)的許多服務(wù)項(xiàng)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(xiàng)目在各類生態(tài)系統(tǒng)上的相對價(jià)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(biāo)，通過政策、決議和實(shí)踐活動(dòng)而實(shí)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

8、（5325）期組織了一批（包括6篇文章和三個(gè)新聞）文章，總標(biāo)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(jìn)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(hù)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(dá)到各個(gè)角落，地球上幾乎已難找到一個(gè)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

9、須有明確的目標(biāo)，它是由決策者最后確定的，但同時(shí)又具有可適應(yīng)性，即可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)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(shí)踐活動(dòng)而實(shí)施的,2 進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)管理的原因,人口的增長速度是前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(biāo),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：

10、 為了當(dāng)代和后代，保衛(wèi)和改善人類環(huán)境已成為人類的緊迫目標(biāo) 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(dāng)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(hù)地球：持續(xù)生存的戰(zhàn)略,世界自然保護(hù)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(tuán)或后代為代價(jià)，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(jià)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

11、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(qiáng)，因此要求有更強(qiáng)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，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(shí)踐上已經(jīng)具有一定的生態(tài)系統(tǒng)管理經(jīng)驗(yàn)，例如農(nóng)田就是一種管理程度相當(dāng)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(biāo)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

12、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(dāng)貧乏； 對生態(tài)系統(tǒng)的的功能和動(dòng)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(rèn)識不足，從而在管理者的思想上獲取經(jīng)濟(jì)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(fēng)險(xiǎn),強(qiáng)調(diào)的問題,空間和時(shí)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(dòng)，輸入和輸出，生物有機(jī)體之間的相互作用。對一個(gè)過程的管理和研究所確定時(shí)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

13、統(tǒng)的目的是因?yàn)樗芗訌?qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的抗干擾能力。因此，生態(tài)系統(tǒng)管理承認(rèn)，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(shí)空上都是有變動(dòng)的，是動(dòng)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(dòng)都應(yīng)該視為是一種試驗(yàn)。AEM是一個(gè)反復(fù)的過程，把每次管理方案的實(shí)施活動(dòng)視為試驗(yàn)過程，并對其后果進(jìn)行評估，比較，然后再設(shè)計(jì)，再進(jìn)行新的實(shí)施試驗(yàn)，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

14、 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(gè)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 = rN(K-N)K 當(dāng)NK2時(shí)， 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 K2的水平。 即 MSY rK/4,藍(lán)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=0.053150000/42000頭/年,最大持續(xù)產(chǎn)量受到的限制 假設(shè)一個(gè)恒定不變的環(huán)境和一條不變的

15、補(bǔ)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(bǔ)充量曲線的種群數(shù)據(jù)通常不理想，在生產(chǎn)實(shí)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(shí)期內(nèi)收獲對象個(gè)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(shí)期內(nèi)對獵物種的收獲努力 。如出多少次船，撒多少網(wǎng)等等,最大經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量,3 環(huán)境波動(dòng)與種群結(jié)構(gòu) 動(dòng)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?fàn)幨澄锘蛘诒嗡鞑ゲ≡w、以各種

16、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(biāo)與技術(shù)類型 防治目標(biāo) ：降低有害生物到經(jīng)濟(jì)損害水平（EIL,EIL：作物價(jià)值最大地超過花費(fèi)時(shí)的有害生物的密度，代表著最佳有害生物防治對策,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(jìn)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(diǎn)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(fù)的作用。 物理防治

17、：采用物理措施防治有害生物。如機(jī)械鏟除雜草，對害蟲進(jìn)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(biāo)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(jìn)化,抗性管理對策,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(gè)拷貝的個(gè)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(gè)地區(qū)引進(jìn)天敵，這個(gè)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），與輸入相似，但要定期釋放，因?yàn)樗荒艹掷m(xù)一年 增補(bǔ)（augmentation），釋放當(dāng)?shù)氐奶鞌骋栽鲅a(bǔ)現(xiàn)有的天敵數(shù)量 大量釋放（inundation）天敵以及時(shí)殺死當(dāng)時(shí)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