海洋生态系统服务的产生与实现

在阐述海洋生态系统服务内涵的基础上,分析了海洋生态系统服务的产生过程和实现途径,将海洋生态系统每一组分和(或)功能与其所提供的服务联系起来,给出了从每种组分和(或)功能到相应的服务所经过的生理生态过程.结果表明,海洋生态系统的服务一部分是生物组分和(或)系统整体直接提供,另一部分是通过系统功能产生.系统内的各种生理生态过程不直接产生服务.服务的实现包括海洋生态系统途径和海洋生态经济系统途径两种.     

人工鱼礁构建对海洋生态系统服务价值的影响——以深圳杨梅坑人工鱼礁区为例

基于深圳杨梅坑人工鱼礁区2008年的研究和统计数据,采用生态系统服务价值方法,系统分析了杨梅坑人工鱼礁建设对海洋生态系统的影响.结果表明:与深圳附近海域相比,杨梅坑人工鱼礁构建后旅游娱乐服务价值所占比例由87%降至42%,食品供给服务价值所占比例由7%升至27%,原材料供给、气候调节、空气质量调节、水质净化调节、有害生物和疾病的生物调节与控制、知识扩展服务价值所占比例少许提高;2008年,深圳杨梅坑人工鱼礁区单位面积服务价值为1714.7万元.km-2,远高于深圳市近海海洋生态系统的平均值和全球近海生态系统的平均值.人工鱼礁生态系统影响并改变了区域海洋生态系统服务价值结构,提高了区域生态系统服务价值,对于合理开发与利用海洋资源、修复受损的海洋生态环境和渔业资源有着重要意义.利用生态系统服务价值方法对人工鱼礁构建区进行评价,可以更好地反映人工鱼礁构建效益,能有效促进我国人工鱼礁建设的发展、提高海洋生态系统管理水平.     

海洋生态系统服务的研究进展

综合了国际和国内对海洋生态系统服务的研究成果,总结归纳了海洋生态系统服务在基础理论、价值评估和应用研究等3个方面的进展.在众多的定义中,Daily(1997)的定义得到了生态学家们的普遍认可,而MA(2003)的概念更倾向于管理中应用.目前对生态系统服务的分类并不一致,MA的分类体系更为实用和便于评估.对海洋生态系统服务还缺乏系统的基础理论研究和适用的分类体系.在价值评估方面,多位学者对生态系统服务的社会价值与生态价值进行了探讨.尽管有多种技术方法可以了解人们的支付意愿,但对于不具有市场的服务价值的评估方法还有待进一步完善.应用研究主要集中在人类活动与生态系统服务之间的关系,以指导生态系统服务的管理与可持续利用.对如何更好地将生态系统服务的理论应用于实际管理和政策制定作了探讨与展望.     

基于文献计量的海洋生态系统服务研究热点与趋势分析

海洋为人类提供了自然资源和生存环境两方面的基础服务,研究海洋生态系统服务对提升海洋资本在推进实现联合国可持续发展目标(SDGs)中的作用具有重要意义。运用文献计量方法,以WEB OF SCIENCE数据库及CNKI数据库为数据源,检索国内外海洋生态系统服务相关文献,运用Bibexcel、Ucient和Netdraw等软件分别得到高频关键词、关键词共现网络可视图,并通过SPSS进行聚类分析。分析结果表明:①国内外发文量均成上升趋势,国外起始于1992年,与国内相比起始时间较早,增长幅度较大;②从关键词频次上看,国外多偏重于对气候变化和生物多样性与生态系统服务权衡与协同关系等的研究,国内则多偏重于生态系统服务价值的研究;③国外研究的热点为ecosystem services,climate change,biodiversity,fisheries,marine protected areas等,国内研究的热点为"评估"、"海洋生态补偿"、"价值"等;④根据聚类分析,国外研究方向一是侧重于海洋开发利用过程中的生态保护问题,二是气候变化对生态系统服务功能的影响,研究单元以各类生态系统为主,国内研究方向集中于定量评估和案例验证,研究单元多为行政区划范围。综上,海洋生态系统服务定量研究是当前海洋生态系统生态学研究的重点和热点,未来海洋资本的估算是海洋生态系统服务研究的趋势,我国的海洋生态服务研究需要加强海洋资本估算研究。     

海洋生态资本理论框架下的生态系统服务评估

海洋生态资本指能够直接或间接作用于人类社会经济生产、提供有用的产品流或服务流的海洋生态资源。海洋生态资本价值由海洋生态资源存量价值和海洋生态系统服务价值组成。海洋生态资本评估包括海洋生态资源存量评估和海洋生态系统服务评估。在海洋生态资本理论框架体系下,针对我国近海生态系统服务的开发与利用情况,建立了评估海洋生态系统服务的物质量和价值量的技术框架。基于物质量可量化、价值量可货币化、数据可获得性三条评估原则,筛选出9个指标定量评估海洋生态系统服务的物质量和价值量,并给出了对应的评估方法、计算公式、参数和数据来源。海洋供给服务采用养殖生产、捕捞生产和氧气生产3个指标评估;海洋供给服务采用气候调节、废弃物处理2个指标评估;海洋文化服务采用休闲娱乐、科研服务2个指标评估;海洋支持服务采用物种多样性维持、生态系统多样性维持2个指标评估。养殖生产、捕捞生产等指标采用市场价格法进行评估;氧气生产、废弃物处理、科研服务等指标采用替代成本法进行评估;气候调节指标采用替代市场价格法进行评估;休闲娱乐指标采用旅行费用法或收入替代法进行评估;物种多样性维持、生态系统多样性维持等指标采用条件价值法进行评估。该套方法体系已经应用于山东省7个沿海地级市和福建省东山湾、罗源湾的近海生态系统服务价值评估,已经得到学术界和海洋管理部门的认可,被国家标准《海洋生态资本评估技术导则》吸收采用。该套方法紧密切合国家生态文明建设需求,可为海洋主管部门的生态资本核算、生态补偿业务、环评审批提供关键技术手段,也为海洋生态系统服务的精确评估提供了科学基础。     

全球变化与生态系统研究现状与展望

全球变化与生态系统研究是一个宏观与微观相互交叉、多学科相互渗透的前沿科学领域, 重点研究生态系统结构和功能对全球变化的响应及反馈作用, 其目标是实现人类对生态系统服务的可持续利用。《植物生态学报》的《全球变化与生态系统》专辑在对国内外全球变化研究进行历史回顾和综合分析的基础上, 总结了全球变化与生态系统研究的阶段性重大进展及存在的主要问题, 并对全球变化研究的前沿方向进行展望和建议。根据研究内容和对象, 该专辑系统地综述了不同全球变化因子, 包括CO₂和O₃浓度升高、气候变暖、降水格局改变、氮沉降增加、土地利用变化等对陆地植物生理生态、群落结构及生态系统功能等的影响以及全球变化对海洋生态系统的影响; 探讨生态系统关键过程以及生物多样性的变化; 在明确全球变化生态效应的基础上, 阐明这些影响对气候和环境变化的反馈机制, 为构筑全球变化的适应对策提供生态学理论基础。     

珠海万山海域生态系统服务价值与能值评估

采用生态系统服务货币价值和能值价值分析方法,对珠海万山区2007-2012年海洋生态系统服务价值变化进行分析.结果表明:研究期间,珠海万山区海洋生态系统服务货币价值和能值价值分别由772163万元和1.04× 1022 sej上升至1151284万元和1.97×1022 sej.货币价值和能值价值都能对海洋生态系统服务价值的变动趋势进行预测,但两者所反映的价值结构有所不同,生态能值更能客观地评价生态系统服务价值.生态文明建设对于合理开发海洋资源,优化海洋生态系统服务功能有着重要意义,是推动海洋生态系统服务结构发展的内在驱动力.     

Global change and ecosystems research progress and prospect

全球变化与生态系统研究是一个宏观与微观相互交叉、多学科相互渗透的前沿科学领域, 重点研究生态系统结构和功能对全球变化的响应及反馈作用, 其目标是实现人类对生态系统服务的可持续利用。《植物生态学报》的《全球变化与生态系统》专辑在对国内外全球变化研究进行历史回顾和综合分析的基础上, 总结了全球变化与生态系统研究的阶段性重大进展及存在的主要问题, 并对全球变化研究的前沿方向进行展望和建议。根据研究内容和对象, 该专辑系统地综述了不同全球变化因子, 包括CO₂和O₃浓度升高、气候变暖、降水格局改变、氮沉降增加、土地利用变化等对陆地植物生理生态、群落结构及生态系统功能等的影响以及全球变化对海洋生态系统的影响; 探讨生态系统关键过程以及生物多样性的变化; 在明确全球变化生态效应的基础上, 阐明这些影响对气候和环境变化的反馈机制, 为构筑全球变化的适应对策提供生态学理论基础。     

海洋生态系统服务价值评估研究综述

海洋生态系统服务是通过海洋生态系统的功能结构和生态过程,以物品和服务等方式直接或间接地给人类提供的效益。海洋生态系统服务价值衡量了海洋生态系统对人类经济社会的贡献度,加快海洋强国建设,急需加强海洋生态系统服务价值评价。通过对市场价值法、替代市场法和假想市场法三大类海洋生态系统服务价值评估方法进行比较分析后可知,各类方法各有利弊,但是,存在不同方法耦合和方法优化选择的空间。通过海岸带、近海、远洋等典型海洋生态系统服务价值评估的研究案例展现了海洋生态系统服务价值评估在海洋资源开发与保护的政策选择、海洋生态补偿与环境损害赔偿的价格决定中的重要作用。海洋生态系统服务价值评估研究前景广阔,在内涵认知深入化、评估方法科学化、评估指标体系化、结果应用广泛化等方面仍有进一步拓展空间。     

生物多样性和生态系统服务:实现东亚热带和亚热带的生态安全

东亚热带和亚热带地区拥有全球陆地生物多样性的15–25%,然而该区域大部分地区的生物多样性因经济的快速发展而面临威胁。实现与生物多样性保护相适应的经济发展需要对自然为人类、社会以及经济提供的惠益进行正确的理解和评价。这些惠益也被称为生态系统服务,且可以多种方式进行分类。大多数生态系统服务的产生依赖于野生物种和生态系统,尽管其质量和数量与野生物种的多样性之间往往没有简单的关联。许多全国范围内的生态系统服务评估已经进行,但这些评估往往过于简单,通常只针对少数几个易于量化的生态系统服务,并没有包括一些对当地居民来说最重要的生态系统服务,因此,依照该评估制定的政策往往是不恰当的。生态系统服务来源于自然资本,即自然资源总量,如果这个资本耗尽,它所能提供的生态系统服务就会减少。生态安全是通过保护或恢复地区重要生态系统服务所需的关键自然资本来实现的。尽管中国的一些生态系统服务有所改善,但东亚热带和亚热带地区大部分生态系统服务总体趋于恶化。要在以人类为主导的世界实现区域生态安全,需要在全球、区域、国家和地方各层面上采取行动。     

How Can We Identify and Communicate the Ecological Value of Deep-Sea Ecosystem Services?

Submarine canyons are considered biodiversity hotspots which have been identified for their important roles in connecting the deep sea with shallower waters. To date, a huge gap exists between the high importance that scientists associate with deep-sea ecosystem services and the communication of this knowledge to decision makers and to the wider public, who remain largely ignorant of the importance of these services. The connectivity and complexity of marine ecosystems makes knowledge transfer very challenging, and new communication tools are necessary to increase understanding of ecological values beyond the science community. We show how the Ecosystem Principles Approach, a method that explains the importance of ocean processes via easily understandable ecological principles, might overcome this challenge for deep-sea ecosystem services. Scientists were asked to help develop a list of clear and concise ecosystem principles for the functioning of submarine canyons through a Delphi process to facilitate future transfers of ecological knowledge. These ecosystem principles describe ecosystem processes, link such processes to ecosystem services, and provide spatial and temporal information on the connectivity between deep and shallow waters. They also elucidate unique characteristics of submarine canyons. Our Ecosystem Principles Approach was successful in integrating ecological information into the ecosystem services assessment process. It therefore has a high potential to be the next step towards a wider implementation of ecological values in marine planning. We believe that successful communication of ecological knowledge is the key to a wider public support for ocean conservation, and that this endeavour has to be driven by scientists in their own interest as major deep-sea stakeholders.     

1985年以来黄河三角洲孤东海岸演变与生态损益分析

研究围填海前后的海岸带生态系统服务价值变化对促进海域管理和海洋资源可持续发展具有重要意义。以黄河三角洲孤东海岸为例,依据1985—2005年该地区剖面地形实测资料以及利津水文站的水沙资料,利用海岸地形演变方法对冲淤数据进行了处理,并结合生态系统服务价值理论方法,分析了围填海前后的生态系统服务价值变化。结果表明:孤东海岸剖面表现为严重侵蚀下切,其中海洋作用占主导地位。根据冲淤演变结论,孤东海域可被分为堤内区、堤根区、堤前区和远岸区,1985—2005年各区生态系统服务价值变化情况表明,孤东海域围堤后生态系统服务价值损失巨大,并且随建堤时间增长而日益增大,而丁坝的修建可以有效改善沉积环境,减少生态损失。     

Pathways to bridge the biophysical realism gap in ecosystem services mapping approaches

The mapping of ecosystem service supply has become quite common in ecosystem service assessment practice for terrestrial ecosystems, but land cover remains the most common indicator for ecosystems ability to deliver ecosystem services. For marine ecosystems, practice is even less advanced, with a clear deficit in spatially-explicit assessments of ecosystem service supply. This situation, which generates considerable uncertainty in the assessment of ecosystems’ ability to support current and future human well-being, contrasts with increasing understanding of the role of terrestrial and marine biodiversity for ecosystem functioning and thereby for ecosystem services. This paper provides a synthesis of available approaches, models and tools, and data sources, that are able to better link ecosystem service mapping to current understanding of the role of ecosystem service providing organisms and land/seascape structure in ecosystem functioning. Based on a review of literature, models and associated geo-referenced metrics are classified according to the way in which land or marine use, ecological processes and especially biodiversity effects are represented. We distinguish five types of models: proxy-based, phenomenological, niche-based, trait-based and full-process. Examples from each model type are presented and data requirements considered. Our synthesis demonstrates that the current understanding of the role of biota in ecosystem services can effectively be incorporated into mapping approaches and opens avenues for further model development using hybrid approaches tailored to available resources. We end by discussing ways to resolve sources of uncertainty associated with model representation of biotic processes and with data availability.     

生态系统服务的生态学机制研究进展

全面认识和理解生态系统服务的生态学机制是加强生态系统服务功能管理的前提,但目前从生态系统服务的生态学机制研究中提供给管理者的信息还非常有限.针对生态系统服务功能的物质基础(生境、生态系统结构和生态系统过程),目前生态系统服务的生态学机制研究主要集中在3个方面:生物多样性与生态系统服务功能关系;生态系统服务功能的时空尺度特征;气候和土地利用变化对生态系统服务功能的影响机制.在综述上述3方面进展的基础上,提出了今后的研究方向.     

Marine ecosystem services: Linking indicators to their classification

There is a multitude of ecosystem service classifications available within the literature, each with its own advantages and drawbacks. Elements of them have been used to tailor a generic ecosystem service classification for the marine environment and then for a case study site within the North Sea: the Dogger Bank. Indicators for each of the ecosystem services, deemed relevant to the case study site, were identified. Each indicator was then assessed against a set of agreed criteria to ensure its relevance and applicability to environmental management. This paper identifies the need to distinguish between indicators of ecosystem services that are entirely ecological in nature (and largely reveal the potential of an ecosystem to provide ecosystem services), indicators for the ecological processes contributing to the delivery of these services, and indicators of benefits that reveal the realized human use or enjoyment of an ecosystem service. It highlights some of the difficulties faced in selecting meaningful indicators, such as problems of specificity, spatial disconnect and the considerable uncertainty about marine species, habitats and the processes, functions and services they contribute to.     

生态系统服务研究：进展、局限和基本范式

 生态系统服务是生态学研究的热点问题。该文首先从概念、分类、价值评估理论、评估案例等方面总结了目前国内外生态系统服务的研究现状。然后评述了目前生态系统服务研究存在的局限性,包括：评估结果的准确性问题、生态资产与生态系统服务的混淆、物理量评估方法的不确定性、价值量评估的不确定性以及生态系统功能与服务的复杂性。针对这些研究的局限,文章提出了生态系统服务研究的基本范式,包括：严格区分生态资产和生态系统服务、生态系统服务评估必须基于生态观测或生态模型以及区域生态系统服务评估应区分不同样元。最后,文章展望了今后生态系统服务研究的课题：生态系统服务与生态系统结构及生态过程的关联性和复杂关系的研究,人类干扰下生态系统服务的响应与反馈研究,生态系统服务变化对人类福利的影响研究,政策机制对生态系统服务的影响研究以及不同生态系统类型的各种生态服务价值研究等方面。     

2010年来黄土高原景观生态研究进展

严重的水土流失以及不合理的土地利用加剧了黄土高原土地资源的退化,导致该地区生态环境脆弱、生态系统服务不断下降。针对黄土高原地区存在的问题,我国学者基于景观生态学原理和方法,围绕"景观格局演变-驱动机制-水土流失过程-生态系统服务"的框架开展了大量研究,取得了一系列研究成果。通过梳理和总结2010年以来黄土高原地区景观生态学研究的现状和特点,指出了目前研究中存在的问题和不足,突出表现在区域比较研究、景观格局与生态过程耦合研究、生态服务权衡方法和模型构建等方面比较缺乏。建议未来黄土高原的景观生态学研究应加强区域尺度上的综合研究和不同地区之间的比较研究,深化景观格局演变的形成机理;进一步开展景观格局与过程的定量识别方法学研究,开发格局-过程耦合模型;加强生态系统过程与服务研究,同时开展相应的实证性研究,研发适宜的生态服务权衡模型,进而深入探讨区域生态系统服务的权衡机制。     

生态恢复中生态系统服务的演变:趋势、过程与评估

经过10余年的发展,生态系统服务已经成为生态恢复研究关注的前沿和热点。生态恢复改变了生态系统格局与过程,对生态系统服务的产生和提供具有重要影响。但是目前对于生态系统服务在生态恢复过程中的演化仍缺少系统性研究。对国内外相关研究的最新成果进行综述,总结了生态系统服务评估中框架的构建和方法的选择(参数转移法、系统模型法和定量指标法),介绍了生态恢复对生态系统服务的促进作用、生态系统服务的演变过程以及不同生态系统服务间的协同与权衡关系,分析了社会经济因素对生态恢复和生态系统服务维持的影响。最后结合我国生态恢复实践,提出未来生态恢复和生态系统服务研究可以从深化作用机制研究、推动服务评估创新、增强研究成果应用3方面深化和拓展。