生態系統服務定義
編輯生態系統服務或“生態服務”被定義為生態系統向人類提供的商品和服務。根據2006年千年生態系統評估(MA),生態系統服務是人們從生態系統中獲得的好處。MA還描繪了以下討論的四類生態系統服務——支持、供應、調節和文化。
到2010年,文獻中已經出現了對生態系統服務的各種工作定義和描述。例如,為了防止生態系統服務審計中的重復計算,生態系統和生物多樣性經濟學(TEEB)將MA中的支持服務替換為棲息地服務和生態系統功能,定義為生態系統結構和支持能力的過程之間相互作用的子集提供商品和服務的生態系統。
生態系統服務類別
編輯科學機構區分了四種不同類型的生態系統服務:調節服務、供應服務、文化服務和支持服務。一個生態系統不一定同時提供所有四種類型的服務;但鑒于任何生態系統的復雜性,通常認為人類受益于這些服務的組合。不同類型的生態系統(森林、海洋、珊瑚礁、紅樹林等)提供的服務在性質和結果上各不相同。事實上,一些服務直接影響鄰近人群的生計(如淡水、食物或審美價值等),而其他服務則影響人類受到間接影響的一般環境條件(如氣候變化、侵蝕法規或自然災害法規等)。
2005年千年生態系統評估報告將生態系統服務定義為人們從生態系統中獲得的利益,并區分了四類生態系統服務,其中所謂的支持服務被視為其他三類服務的基礎。
監管服務
供應服務
以下服務也稱為生態系統商品:
- 食物(包括海鮮和野味)、農作物、野生食物和香料
- 原材料(包括木材、毛皮、薪柴、有機物、飼料和肥料)
- 遺傳資源(包括作物改良基因和醫療保健)
- 生物礦物
- 藥用資源(包括藥物、化學模型以及測試和分析生物體)
- 能源(水電、生物質燃料)
- 觀賞資源(包括時裝、工藝品、珠寶、寵物、祭祀、裝飾品和紀念品,如毛皮、羽毛、象牙、蘭花、蝴蝶、觀賞魚、貝殼等)
文化服務
- 文化(包括以自然為主題的書籍、電影、繪畫、民間傳說、國家象征、廣告等)
- 精神和歷史(包括將自然用于宗教或遺產價值或自然)
- 休閑體驗(包括生態旅游、戶外運動和休閑)
- 科學和教育(包括利用自然系統進行學校游覽和科學發現)
- 治療(包括生態療法、社會林業和動物輔助療法)
配套服務
在某些類別中,這些可能與調節服務無關,但包括但不限于養分循環、初級生產、土壤形成、棲息地提供等服務。這些服務使生態系統能夠繼續提供食物供應、洪水調節和水凈化等服務。斯萊德等人。概述更多物種將最大化更多生態系統服務的情況
生態系統服務生態
編輯了解生態系統服務需要有堅實的生態學基礎,它描述了生物體與環境的基本原理和相互作用。由于這些實體相互作用的尺度可能從微生物到景觀、毫秒到數百萬年不等,剩下的xxx挑戰之一是描述它們之間的能量和物質流動。例如,森林地面的面積、其上的碎屑、土壤中的微生物以及土壤本身的特性都將有助于該森林提供碳封存、水凈化和侵蝕等生態系統服務的能力對流域內其他區域的預防。請注意,通常可以將多種服務捆綁在一起,當目標目標的利益得到保障時,也可能有輔助利益——同一片森林可能為其他生物提供棲息地以及人類娛樂,這也是生態系統服務。
地球生態系統的復雜性對科學家們提出了挑戰,因為他們試圖了解生物體、過程及其周圍環境之間的關系是如何交織在一起的。由于它與人類生態學有關,生態系統服務研究的建議研究議程包括以下步驟:
- 識別生態系統服務提供者(ESP)——提供特定生態系統服務的物種或種群——并描述它們的功能作用和關系;
- 確定影響ESP在其自然景觀中如何發揮作用的群落結構方面,例如穩定功能的補償反應和可能侵蝕它的非隨機滅絕序列;
- 評估影響服務提供的關鍵環境(非生物)因素;
- ESP及其服務的時空尺度測量。
最近,已經開發出一種技術,通過量化不同物種在效率和豐度方面的相對重要性來改進和標準化ESP功能的評估。這些參數提供了物種如何響應環境變化(即捕食者、資源可用性、氣候)的指示,并有助于識別在提供生態系統服務方面非常重要的物種。然而,一個嚴重的缺點是該技術沒有考慮相互作用的影響,這在維持生態系統方面通常既復雜又基本,并且可能涉及不容易被優先檢測的物種。即便如此,估計生態系統的功能結構并將其與有關個體物種特征的信息相結合,可以幫助我們了解生態系統的功能結構。環境變化中生態系統的復原力。
許多生態學家還認為,生態系統服務的提供可以通過生物多樣性來穩定。增加生物多樣性也有利于社會可用的各種生態系統服務。了解生物多樣性與生態系統穩定性之間的關系對于管理自然資源及其服務至關重要。
冗余假設
生態冗余的概念有時被稱為功能補償,并假設不止一個物種在生態系統中發揮特定作用。更具體地說,它的特點是特定物種在條件受到壓力時提高其提供服務的效率,以維持生態系統的總體穩定性。然而,這種對補償性物種的依賴增加會給生態系統帶來額外的壓力,并且往往會增加其對后續干擾的敏感性。冗余假設可以概括為物種冗余增強了生態系統的恢復力。
另一個想法使用飛機機翼上的鉚釘類比來比較每個物種的喪失對生態系統功能的指數影響。這有時被稱為鉚釘彈出。如果只有一個物種消失,整個生態系統效率的損失相對較小;但是,如果丟失了幾個物種,系統就會崩潰——類似于失去太多鉚釘的飛機。該假設假設物種在其角色上相對專業化,并且它們相互補償的能力低于冗余假設。因此,任何物種的喪失對生態系統的表現都至關重要。主要區別在于物種喪失影響整個生態系統功能的速度。
投資組合效應
第三種解釋,稱為投資組合效應,將生物多樣性與股票持有量進行比較,在這種情況下,多樣化可以xxx限度地減少投資的波動性,或者在這種情況下,xxx限度地減少生態系統服務不穩定的風險。這與反應多樣性的概念有關,其中一組物種將對給定的環境擾動表現出不同的反應。當一起考慮時,它們創建了一個保持服務完整性的穩定功能。
一些實驗已經在現場和實驗室中測試了這些假設。在英國的一個實驗室ECOTRON,可以模擬自然界的許多生物和非生物因素,研究重點是蚯蚓和共生細菌對植物根系的影響。這些實驗室實驗似乎支持鉚釘假說。然而,一項關于明尼蘇達州雪松溪保護區草原的研究支持冗余假設,許多其他實地研究也支持這一假設。
河口和沿海生態系統服務
編輯河口和沿海生態系統都是海洋生態系統。這些生態系統共同以多種方式提供四類生態系統服務:調節服務包括氣候調節以及廢物處理和疾病調節以及緩沖區。供應服務包括林產品、海產品、淡水、原材料、生化和遺傳資源。沿海生態系統的文化服務包括勵志方面、娛樂和旅游、科學和教育。沿海生態系統的支持服務包括養分循環、生物介導的棲息地和初級生產。
海岸及其鄰近地區和近海是當地生態系統的重要組成部分。河口淡水和咸水(微咸水)的混合物為海洋生物提供了許多營養。鹽沼、紅樹林和海灘也支持對食物鏈至關重要的植物、動物和昆蟲的多樣性。高水平的生物多樣性創造了高水平的生物活動,幾千年來一直吸引著人類活動。海岸還為生物提供賴以生存的基本材料,包括河口、濕地、海草、珊瑚礁,還有紅樹林。海岸為候鳥、海龜、海洋哺乳動物和珊瑚礁提供棲息地。
監管服務
調節服務是從調節生態系統過程中獲得的收益。就沿海和河口生態系統而言,這些服務包括氣候調節、廢物處理和疾病控制以及自然災害調節。
氣候調節
海洋生態系統的生物和非生物集合都在氣候調節中發揮作用。當涉及到大氣中的氣體時,它們就像海綿一樣,保留了大量的二氧化碳和其他溫室氣體(甲烷和一氧化二氮)。海洋植物也將二氧化碳用于光合作用,并有助于減少大氣中的二氧化碳。海洋吸收大氣中的熱量并通過水流重新分配熱量,而大氣過程(如蒸發和光的反射)使上覆大氣冷卻和變暖。因此,海洋溫度對于調節世界任何地方的大氣溫度都是必不可少的:如果沒有海洋,地球在白天將變得難以忍受,而在晚上,即使沒有結冰,地球也會變得寒冷。
廢物處理和疾病管制
海洋生態系統提供的另一項服務是廢物處理,從而有助于調節疾病。廢物可以通過跨海洋生態系統的運輸被稀釋和解毒;污染物從環境中去除,并在海洋生態系統中儲存、掩埋或回收:海洋生態系統通過微生物群落分解有機廢物,這些微生物群落過濾水,減少/限制富營養化的影響,并將有毒碳氫化合物分解成二氧化碳等基本成分、氮、磷和水。廢物被大量水稀釋并隨水流移動的事實導致疾病的調節和海鮮中有毒物質的減少。
緩沖區
關于生態系統服務的環境和經濟價值存在一些問題。有些人可能不了解一般環境和人類與自然環境的相互關系,這可能會引起誤解。盡管當今世界的環境意識正在迅速提高,但生態系統資本及其流動仍然知之甚少,威脅不斷施加,我們遭受著所謂的“公地悲劇”。現在,許多讓決策者了解當前與未來成本和收益的努力都涉及組織科學知識并將其轉化為經濟學,它以可比的單位對人類福祉的影響闡明了我們選擇的后果。這一過程的一個特別具有挑戰性的方面是,解釋從一個時空尺度收集的生態信息并不一定意味著它可以應用于另一個。了解與生態系統服務相關的生態過程動態對于幫助經濟決策至關重要。諸如服務的不可替代性或捆綁服務之類的加權因素也可以分配經濟價值,從而使目標實現變得更有效率。
生態系統服務的經濟估值還涉及社會交流和信息,這些領域仍然特別具有挑戰性,是許多研究人員關注的焦點。總的來說,這個想法是,盡管個人出于各種原因做出決定,但趨勢揭示了社會的總體偏好,從中可以推斷和分配服務的經濟價值。以貨幣形式評估生態系統服務的六種主要方法是:
- 避免的成本:服務使社會能夠避免在沒有這些服務的情況下會產生的成本(例如,濕地棲息地的廢物處理避免了健康成本)
- 重置成本:可以用人造系統替代服務(例如,恢復卡茨基爾流域的成本低于建造凈水廠的成本)
- 要素收入:服務提供增加收入(例如改善水質增加漁業的商業收益并提高漁民的收入)
- 旅行成本:服務需求可能需要旅行,其成本可以反映服務的隱含價值(例如生態旅游體驗的價值至少是游客愿意為到達那里所支付的費用)
- 享樂定價:服務需求可能反映在人們為相關商品支付的價格中(例如沿海房價超過內陸房價)
- 或有估值:服務需求可以通過提出涉及一些替代方案估值的假設情景來引發(例如,游客愿意為增加進入國家公園的機會付費)
1997年發表的一項同行評審研究估計,世界生態系統服務和自然資本的價值在每年16-54萬億美元之間,平均每年為33萬億美元。然而,Salles(2011)指出“生物多樣性的總價值是無限的,因此爭論什么是自然的總價值實際上是沒有意義的,因為我們不能沒有它”。
截至2012年,許多公司并未完全意識到它們對生態系統的依賴程度和影響以及可能產生的后果。同樣,環境管理系統和環境盡職調查工具更適合處理污染和自然資源消耗等傳統問題。大多數關注環境影響,而不是依賴。一些工具和方法可以幫助私營部門評估和評估生態系統服務,包括我們的生態系統、2008年企業生態系統服務審查、2007年的環境與可持續發展人工智能(ARIES)項目、自然價值倡議(2012)和InVEST(生態系統服務與權衡的綜合評估,2012年)
雖然人類對地球生態系統的依賴這一概念可以追溯到智人存在的開始,但“自然資本”一詞最早是由EFSchumacher于1973年在他的著作《小即美麗》中創造的。對生態系統如何為人類提供復雜服務的認識至少可以追溯到柏拉圖(約公元前400年),他明白砍伐森林會導致水土流失和泉水干涸。生態系統服務的現代觀念可能始于1864年馬什通過指出土壤肥力的變化來挑戰地球的自然資源是無限的這一觀念。在地中海。直到1940年代后期,三位主要作者——HenryFairfieldOsborn,Jr、WilliamVogt和AldoLeopold——才促進人們認識到人類對環境的依賴。
1956年,PaulSears提請注意生態系統在處理廢物和循環利用養分方面的關鍵作用。1970年,PaulEhrlich和RosaWeigert在他們的環境科學教科書中呼吁關注生態系統以及對人類生存的最微妙和最危險的威脅……人類自身活動對這些生態系統的潛在破壞人類物種的存在依賴于此。
環境服務一詞是在1970年的關鍵環境問題研究報告中引入的,其中列出了包括昆蟲授粉、漁業、氣候調節和洪水控制在內的服務。在隨后的幾年中,該術語的變體被使用,但最終“生態系統服務”成為科學文獻中的標準。
雖然GretchenDaily最初的定義區分了生態系統產品和生態系統服務,但RobertCostanza及其同事后來的工作以及千年生態系統評估的工作將所有這些都歸為生態系統服務。
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