海洋環(huán)境生態(tài)學(xué) 第四章生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué) 第五章海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)課件_第1頁(yè)
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第四章生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)介紹的是關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)和概念。掌握這些知識(shí),有利于我們?nèi)?、綜合地認(rèn)識(shí)包括人類本身在內(nèi)的生物、環(huán)境以及它們的相互關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)工程的理論指導(dǎo)和技術(shù)基礎(chǔ)。對(duì)于當(dāng)前的恢復(fù)生態(tài)學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)管理等應(yīng)用領(lǐng)域而言,仍是其基礎(chǔ)核心。第四章生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的基本功能第三節(jié)海洋生態(tài)系統(tǒng)的主要類型第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一、生態(tài)系統(tǒng)的組成要素及功能二、生態(tài)系統(tǒng)的物種結(jié)構(gòu)三、生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)四、生態(tài)系統(tǒng)的空間和時(shí)間結(jié)構(gòu)一、生態(tài)系統(tǒng)的組成要素及功能生態(tài)系統(tǒng)就是在一定空間中共同棲居著的所有生物(即生物群落)與其環(huán)境之間由于不斷地進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)而形成的統(tǒng)一整體。生態(tài)系統(tǒng)這個(gè)概念主要在于強(qiáng)調(diào)生物與環(huán)境的整體性,它在生態(tài)學(xué)思想中的主要功能在于強(qiáng)調(diào)相互關(guān)系、相互依存和因果聯(lián)系。

一、生態(tài)系統(tǒng)的組成要素及功能一、生態(tài)系統(tǒng)的組成要素及功能二、生態(tài)系統(tǒng)的物種結(jié)構(gòu)1.物種結(jié)構(gòu)2.物種在生態(tài)系統(tǒng)中的作用1.物種結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)中,除了在生物群落中介紹的優(yōu)勢(shì)種、建群種、伴生種及偶見(jiàn)種外,關(guān)鍵種和冗余種也對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定具有重要的意義。1.物種結(jié)構(gòu)(1)關(guān)鍵種不同的物種在生態(tài)系統(tǒng)中所處的地位不同,一些珍稀、特有、龐大的對(duì)其他物種具有不成比例影響的物種,在維護(hù)生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定方面起著重要作用。如果它們消失或削弱,整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)就可能要發(fā)生根本性的變化,這樣的物種稱為關(guān)鍵種。【舉例】加利福尼亞淺海生態(tài)系統(tǒng):如果海獺消失,將會(huì)永遠(yuǎn)改變加利福尼亞淺海生態(tài)系統(tǒng)。這是因?yàn)楹+H主要以一種多刺、硬殼的海膽為食物,海膽以茂密的海草為食物。如果海獺不能控制海膽的數(shù)量,海膽將會(huì)過(guò)量啃吃海草,造成一片貧瘠的海底世界。1.物種結(jié)構(gòu)(2)冗余種在一些生物群落中有些種是冗余的,這些種的去除不會(huì)引起生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)其他物種的丟失,同時(shí)對(duì)整個(gè)群落和生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能不會(huì)造成太大的影響。Gitary等(1996)指出,在生態(tài)系統(tǒng)中,有許多物種成群地結(jié)合在一起,扮演著相同的角色,這些物種必然有幾個(gè)是冗余種。2.物種在生態(tài)系統(tǒng)中的作用(1)鉚釘假說(shuō)Ehrlich等(1981)提出了鉚釘假說(shuō)(river-popperhypothesis)。該假說(shuō)認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)中每個(gè)物種具有同樣重要的功能,一個(gè)鉚釘或一個(gè)關(guān)鍵種的丟失或滅絕都會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故或系統(tǒng)的變故。(2)冗余假說(shuō)Walker(1992)首次提出了冗余假說(shuō)(redundancyhypothesis)。Walker(1992,1995)指出,生態(tài)系統(tǒng)中物種作用有顯著地不同,某些物種在生態(tài)功能上有相當(dāng)程度的重疊。從物種的角度看,一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中物種的作用是不同的。冗余是生態(tài)系統(tǒng)功能喪失的一種保險(xiǎn)。三、生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)1.食物鏈2.食物網(wǎng)3.營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔1.食物鏈?zhǔn)澄镦湥╢oodchain):指生物之間通過(guò)捕食與被食形成一環(huán)套一環(huán)的鏈狀營(yíng)養(yǎng)關(guān)系。捕食食物鏈和碎屑食物鏈?zhǔn)亲钪饕膬纱箢愋汀?.食物網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)中許多食物鏈縱橫交錯(cuò),形成網(wǎng)狀營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。食物網(wǎng)更真實(shí)地反映生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各種生物有機(jī)體之間的營(yíng)養(yǎng)位置和相互關(guān)系。食物網(wǎng)越復(fù)雜,生態(tài)系統(tǒng)抵抗外力干擾的能力就越強(qiáng),食物網(wǎng)越簡(jiǎn)單,生態(tài)系統(tǒng)就越容易發(fā)生波動(dòng)和毀滅。2.食物網(wǎng)(1)食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)簡(jiǎn)化食物網(wǎng):將一些具有相似功能地位(生態(tài)位)的等值種(equivalentspecies)歸為一類,稱為功能群(functionalgroup),或同資源種團(tuán)(guild),即將同樣食性且具有同樣捕食者的不同物種歸并為一個(gè)營(yíng)養(yǎng)物種(trophicspecies),以營(yíng)養(yǎng)物種來(lái)描繪食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)。2.食物網(wǎng)【舉例】Steele(1974)分析北海食物網(wǎng),包括四個(gè)營(yíng)養(yǎng)層次,其中的種類僅歸劃到大類(如上層魚(yú)類、底層魚(yú)類、大魚(yú)等),并且劃出兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)通道。2.食物網(wǎng)人類捕撈頭足類(如日本槍烏賊)大型中上層魚(yú)類(如藍(lán)點(diǎn)馬鮫)小型中上層魚(yú)類(如鳀魚(yú)、黃鯽)底層魚(yú)類(如小黃魚(yú)、鲆鰈類)梭魚(yú)底棲生物浮游動(dòng)物浮游植物長(zhǎng)尾類(如褐蝦)4321頂級(jí)營(yíng)養(yǎng)層次黃海簡(jiǎn)化食物網(wǎng)和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)(根據(jù)1985~1986年主要資源種群生物量繪制,Tang,1993)2.食物網(wǎng)根據(jù)物種在食物網(wǎng)中所處的位置可以分為三種基本類型:①頂位種②中位種③基位種2.食物網(wǎng)(2)食物網(wǎng)的控制機(jī)理“自上而下”(top-down)指較低營(yíng)養(yǎng)階層的種群結(jié)構(gòu)(數(shù)量、生物量、物種多樣性等)依賴于較高營(yíng)養(yǎng)階層物種(捕食者控制)的影響,稱為下行效應(yīng)(top-downeffect)?!白韵露稀保╞ottom-top)指較低營(yíng)養(yǎng)階層的密度、生物量等(由資源限制)決定較高營(yíng)養(yǎng)階層的種群結(jié)構(gòu),稱為上行效應(yīng)(bottom-upeffect)。3.營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔(1)營(yíng)養(yǎng)級(jí)(trophiclevel)營(yíng)養(yǎng)級(jí),指食物鏈上的各個(gè)環(huán)節(jié),也可指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和。由于食物鏈的環(huán)節(jié)受到限制。生態(tài)系統(tǒng)中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)目一般限于3-5個(gè)。營(yíng)養(yǎng)級(jí)的位置越高,其中的生物種類和數(shù)量就越少;當(dāng)少到一定程度,則不能再維持另一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)中生物的生存。淺海食物網(wǎng)中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的關(guān)系(據(jù)鄧景耀等,1987)

3.營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔(2)生態(tài)金字塔(ecologicalpyramids)依據(jù)營(yíng)養(yǎng)級(jí)由低到高,并依據(jù)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)量大小劃圖構(gòu)成。數(shù)量單位若分別采用生物量單位、能量單位和個(gè)體數(shù)量單位,則分別生物量金字塔、能量金字塔和數(shù)量金字塔。其中,能量金字塔恒為正錐體。四、生態(tài)系統(tǒng)的空間和時(shí)間結(jié)構(gòu)1.空間結(jié)構(gòu)2.時(shí)間結(jié)構(gòu)1.空間結(jié)構(gòu)(1)生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)自然生態(tài)系統(tǒng)有明顯的分層現(xiàn)象?!九e例】如湖泊、池塘等水域生態(tài)系中,浮游植物主要在表層進(jìn)行光合作用,浮游動(dòng)物和魚(yú)蝦等生活在水中,蛤、蚌棲息于水底,而底層沉積物有大量的細(xì)菌等微生物生活;海洋生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)層僅位于光線可透入的表層,其下方廣大水體和底部沉積物中的異養(yǎng)代謝最為強(qiáng)烈。1.空間結(jié)構(gòu)Ⅰ.非生物環(huán)境:太陽(yáng)、水等;Ⅱ.生產(chǎn)者:陸地是綠色植物,水域中是浮游植物;Ⅲ.消費(fèi)者:(A)陸地有蝗蟲(chóng)、田鼠等,水域中是浮游動(dòng)物,(B)食碎屑動(dòng)物,陸地土壤有無(wú)脊椎動(dòng)物,水域中多為底棲無(wú)脊椎動(dòng)物,(C)食肉動(dòng)物(鷹或大魚(yú));Ⅳ.分解者:細(xì)菌和真菌

1.空間結(jié)構(gòu)(2)生態(tài)系統(tǒng)的水平結(jié)構(gòu)自然生態(tài)系統(tǒng)的在水平分布上有明顯的局部不均勻性,主要是由環(huán)境條件的不均勻性引起。2.時(shí)間結(jié)構(gòu)一般可用三個(gè)時(shí)間段來(lái)量度:①長(zhǎng)時(shí)間量度,以生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化為主要內(nèi)容;②中等時(shí)間量度,以群落演替為主要內(nèi)容;③以晝夜、季節(jié)和年份等短時(shí)間量度的周期性變化。第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的基本功能生態(tài)系統(tǒng)的基本功能包括能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞三大基本功能以及生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展和反饋調(diào)節(jié)等方面的功能。生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(如食物網(wǎng)、營(yíng)養(yǎng)級(jí)等)是實(shí)現(xiàn)這些功能的物質(zhì)保證。第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的基本功能一、生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)二、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)三、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)四、生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞五、生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)一、生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)1.初級(jí)生產(chǎn)2.次級(jí)生產(chǎn)

1.初級(jí)生產(chǎn)初級(jí)生產(chǎn)力(primaryproductivity)指生態(tài)系統(tǒng)中自養(yǎng)生物通過(guò)光合作用或化學(xué)合成制造有機(jī)物的速率。通常用單位面積及單位時(shí)間內(nèi)所生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)干重(g·m-2·a-1、mg·m-2·d-1)、有機(jī)碳(gC·m-2·a-1、mgC·m-2·d-1)或固定的能量(J/m2·a)表示。有時(shí)也將初級(jí)生產(chǎn)力稱為初級(jí)生產(chǎn)量(primaryproduction),此時(shí)的初級(jí)生產(chǎn)量含有時(shí)間概念,其計(jì)算單位一樣。1.初級(jí)生產(chǎn)總初級(jí)生產(chǎn)量(GP或PG):指生態(tài)系統(tǒng)中自養(yǎng)生物的全部生產(chǎn)量,也稱為總初級(jí)生產(chǎn)力。凈初級(jí)生產(chǎn)量(NP或PN):指從總初級(jí)生產(chǎn)量減去自養(yǎng)生物的呼吸消耗量(Ra)所剩余的量。也稱為凈初級(jí)生產(chǎn)力。GP=NP+Ra1.初級(jí)生產(chǎn)初級(jí)生產(chǎn)力的測(cè)定方法收獲量測(cè)定法氧氣測(cè)定法二氧化碳測(cè)定法放射性標(biāo)記物測(cè)定法葉綠素測(cè)定法

1.初級(jí)生產(chǎn)Whittaker(1975)估計(jì)全球的凈初級(jí)生產(chǎn)量為170×109

tC/a。其中,陸地115×109

tC/a,海洋55×109

tC/a。70年代后的估計(jì)平均約40×109

tC/a(30-56×109tC/a),較原先的估計(jì)增加1倍;另外,F(xiàn)ield(1998)根據(jù)衛(wèi)星遙感提供的吸收有效光合輻射(APAR)和平均光能利用效率,估計(jì)全球的初級(jí)生產(chǎn)量為104.9×109

tC/a。其中,陸地56.4×109

tC/a,海洋48.5×109

tC/a。

2.次級(jí)生產(chǎn)種群能量收支公式:C=A+FUC-動(dòng)物從外界攝取的食物能;A-被同化能量;FU-糞尿能。A項(xiàng)可分解如下:A=P+RP-凈次級(jí)生產(chǎn)量;R-呼吸量,指轉(zhuǎn)化為熱量并在生命過(guò)程中失去的那部分同化量。因此,凈次級(jí)生產(chǎn)量P=C-FU-R。二、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)1.研究能量傳遞規(guī)律的熱力學(xué)定律2.能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)的特點(diǎn)3.普適生態(tài)系統(tǒng)能流模型1.研究能量傳遞規(guī)律的熱力學(xué)定律能量在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的傳遞和轉(zhuǎn)化規(guī)律服從熱力學(xué)的兩個(gè)定律,即熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律。熱力學(xué)第一定律又稱為能量守恒定律。熱力學(xué)第二定律式對(duì)能量傳遞和轉(zhuǎn)化的一個(gè)重要概括,即在封閉系統(tǒng)中,一切過(guò)程都伴隨著能量的改變,在能量的傳遞和轉(zhuǎn)化過(guò)程中,除了一部分可以繼續(xù)傳遞和做功的能量外,總有一部分以熱的形式消散,這部分能量使系統(tǒng)的熵和無(wú)序性增加。2.能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)的特點(diǎn)圖1.2生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)(轉(zhuǎn)引自夏偉生,1984)分解者(微生物)初級(jí)消費(fèi)者(草食動(dòng)物)次級(jí)消費(fèi)者(肉食動(dòng)物)太陽(yáng)能熱熱生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)物的流通無(wú)機(jī)物的流通能量的流動(dòng)空氣中水中土壤中生產(chǎn)者(綠色植物)熱2.能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)的特點(diǎn)(1)能流在生態(tài)系統(tǒng)中和在物理系統(tǒng)中不同(2)能量是單向流動(dòng)①太陽(yáng)的輻射能以光能的形式輸入生態(tài)系統(tǒng)后,不能再以光能的形式返回;②自養(yǎng)生物被異養(yǎng)生物攝食后,能量不能再返回給自養(yǎng)生物;③能量只是一次性流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng),是不可逆的。(3)能量在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的過(guò)程是不斷遞減的過(guò)程(4)能量在流動(dòng)中質(zhì)量逐漸提高3.普適生態(tài)系統(tǒng)能流模型美國(guó)生態(tài)學(xué)家Odum(1959)把生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)概括為一個(gè)普適的模型。從該模型可以看出外部能量的輸入情況以及能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動(dòng)路線及歸宿。在生態(tài)系統(tǒng)能流過(guò)程中,能量從一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)到另一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的轉(zhuǎn)化效率大致是5%-30%之間。平均來(lái)說(shuō),從植物到植食動(dòng)物的轉(zhuǎn)化效率大約是10%,從植食動(dòng)物到肉食動(dòng)物的轉(zhuǎn)化效率大約是15%。

3.普適生態(tài)系統(tǒng)能流模型L=太陽(yáng)總輻射;PG=總初級(jí)生產(chǎn)量;PN=凈初級(jí)生產(chǎn)量;R=呼吸量;C=消耗量;A=同化量;P=次級(jí)生產(chǎn)量;NU=未利用量;FU=糞尿量

三、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)生命的維持不但需要能量,而且也依賴于各種化學(xué)元素的供應(yīng)。生態(tài)系統(tǒng)中的能量來(lái)源于太陽(yáng),物質(zhì)則是由地球供應(yīng)的。生物地球化學(xué)過(guò)程是海洋生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ),支撐著海洋食物生產(chǎn)。

三、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)(cycleofmatter)指物質(zhì)或元素在生態(tài)系統(tǒng)中的生物有機(jī)體和無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)活動(dòng)過(guò)程。通過(guò)植物光合作用的吸收,環(huán)境物質(zhì)或元素進(jìn)入生產(chǎn)者體內(nèi),再經(jīng)過(guò)食物鏈,在各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間傳遞、轉(zhuǎn)化,當(dāng)生物死亡后,機(jī)體內(nèi)各種有機(jī)物質(zhì)被微生物分解成為無(wú)機(jī)物釋回環(huán)境中,然后再一次被植物吸收利用,重新進(jìn)入食物鏈,參加生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)再循環(huán)。任何物質(zhì)或元素都處在循環(huán)的某個(gè)階段。在生態(tài)系統(tǒng)中能量不斷流動(dòng),而物質(zhì)不斷循環(huán)。

三、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)1.物質(zhì)循環(huán)的模式2.物質(zhì)循環(huán)的類型3.有毒物質(zhì)循環(huán)1.物質(zhì)循環(huán)的模式(1)庫(kù)庫(kù)是由存在于生態(tài)系統(tǒng)某些生物或非生物成分中一定數(shù)量的化合物所構(gòu)成的。庫(kù)(pool)表示某一物質(zhì)在生物或非生物環(huán)境中貯存的數(shù)量。物質(zhì)循環(huán)就是某物質(zhì)或元素在庫(kù)與庫(kù)之間的遷移。貯存庫(kù)(reservoirpool)指庫(kù)中的物質(zhì)貯存容量很大,且物質(zhì)通過(guò)庫(kù)的遷移速度緩慢。交換庫(kù)或循環(huán)庫(kù)(exchangeorcyclingpool)指庫(kù)中的物質(zhì)貯存容量較小,但物質(zhì)通過(guò)庫(kù)的遷移速度快。如海洋生物體中的有機(jī)碳庫(kù)和海水中的二氧化碳庫(kù)。1.物質(zhì)循環(huán)的模式(2)流通流通率指物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中庫(kù)與庫(kù)之間流通的速率,用單位時(shí)間、單位面積(或體積)通過(guò)的數(shù)量來(lái)表示。為了表示一個(gè)特定的流通過(guò)程對(duì)有關(guān)庫(kù)的相對(duì)重要性,常用周轉(zhuǎn)率和周轉(zhuǎn)時(shí)間來(lái)表示。周轉(zhuǎn)率指某物質(zhì)的流通率與庫(kù)含量之比,周轉(zhuǎn)率的倒數(shù)即為周轉(zhuǎn)時(shí)間。周轉(zhuǎn)率越快,周轉(zhuǎn)時(shí)間就越短。2.物質(zhì)循環(huán)的類型生物地化循環(huán)(biogeochemicalcycle)指生態(tài)系統(tǒng)之間各種物質(zhì)或元素的輸入和輸出以及它們?cè)诖髿馊Α⑺?、土壤圈、巖石圈之間的交換。生物地化循環(huán)的類型生物地化循環(huán)按物質(zhì)的主要貯存庫(kù)分為水循環(huán)(watercycle)氣態(tài)循環(huán)(gaseouscycle)沉積循環(huán)(sedimentarycycle)

2.物質(zhì)循環(huán)的類型(1)水循環(huán)的主要途徑是由太陽(yáng)能所推動(dòng)的由大氣、海洋和陸地形成的一個(gè)全球性水循環(huán)系統(tǒng)。水循環(huán)的生態(tài)學(xué)意義在于通過(guò)它的循環(huán)為陸地生物、淡水生物和人類提供淡水來(lái)源。水還是很好的溶劑,絕大多數(shù)物質(zhì)都是先溶于水,才能遷移并被生物利用。因此其他物質(zhì)的循環(huán)都是與水循環(huán)結(jié)合在一起進(jìn)行的。水循環(huán)是地球上太陽(yáng)能所推動(dòng)的各種循環(huán)中的一個(gè)中心循環(huán)。沒(méi)有水循環(huán),生命就不能維持,生態(tài)系統(tǒng)也無(wú)法開(kāi)動(dòng)起來(lái)。2.物質(zhì)循環(huán)的類型(2)氣態(tài)循環(huán)指循環(huán)物質(zhì)的主要貯存庫(kù)是大氣,并在大氣中以氣態(tài)出現(xiàn);屬氣態(tài)循環(huán)的物質(zhì)以氧、碳、氮為代表,氣態(tài)循環(huán)把海洋和大氣緊密聯(lián)系起來(lái)。海洋生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的基本圖解

海-氣交換海洋生物的光合與呼吸作用平衡碳的沉降與沉積海洋生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)

1、海-氣交換1)大氣的CO2除生物呼吸、分解作用的來(lái)源外,火山爆發(fā),特別是化石燃料的燃燒,使大氣中的CO2含量大大增高。2)通過(guò)海氣交換,海洋從大氣吸收的CO2比釋放到大氣中的CO2多。2、海洋生物的光合與呼吸作用平衡1)海洋生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的基本途徑是光合作用(包括化學(xué)合成)與呼吸和分解作用的平衡,這一過(guò)程不改變海水CO2中的濃度。海洋生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)

2、海洋生物的光合與呼吸作用平衡2)生產(chǎn)者通過(guò)光合作用吸收CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳,其中,一部分用于自身呼吸(產(chǎn)生CO2),其余的通過(guò)攝食沿著一個(gè)個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞。每一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)吸收的有機(jī)碳,一部分用來(lái)構(gòu)成該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量,另一部分用于呼吸消耗。

3)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)有機(jī)體的死亡、分解,生成CO2(或CH4)進(jìn)入海水中,重新又被植物(或化能合成細(xì)菌)所利用,參加生態(tài)系統(tǒng)的再循環(huán)。海洋生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)

3、碳的沉降與沉積

1)海洋生物泵(biologicalpump)指海洋中由有機(jī)物生產(chǎn)、消費(fèi)、傳遞、沉降和分解等一系列生物學(xué)過(guò)程構(gòu)成的碳從表層向深層的轉(zhuǎn)移。其中,海水中CO2通過(guò)光合作用或形成碳酸鈣外殼或骨骼結(jié)合到生物中去。

2)碳酸鹽泵(carbonatepump)指含碳酸鹽成分的外殼或骨骼在海洋生物死亡后,含碳酸鹽成分的物質(zhì)沉降到海底,以及造礁珊瑚構(gòu)成的碳酸鈣沉積。海洋生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)

3、碳的沉降與沉積

3)可燃冰指在低溫高壓和缺氧的海底,由細(xì)菌分解有機(jī)物生成的CH4所形成的白色固體狀天然氣水合物。4)通過(guò)海洋生物泵(包括碳酸鹽泵)的作用,一方面,有機(jī)物不斷向下傳輸,其中一部分難降解的有機(jī)物可能長(zhǎng)期埋藏海底,開(kāi)始成為化石能源;另一方面,碳酸鹽泵使一部分可溶性碳形成碳酸鈣沉積。提高海-氣界面碳凈通量的可能途徑1、海洋生物泵引起海水中C的沉降及沉積,使大氣CO2進(jìn)入海洋,實(shí)現(xiàn)海洋對(duì)大氣CO2的凈吸收。2、提高海-氣界面碳通量的主要設(shè)想是通過(guò)提高某些海區(qū)新生產(chǎn)力,加速海洋生物泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。3、某些營(yíng)養(yǎng)鹽(N、P、Si)充足但缺Fe的海域(如南大洋、赤道太平洋的東部和西部等),通過(guò)人為補(bǔ)充少量Fe,可顯著提高這些的初級(jí)生產(chǎn)力,加大對(duì)大氣CO2的吸收。2.物質(zhì)循環(huán)的類型(3)沉積循環(huán)是指循環(huán)物質(zhì)的主要貯存庫(kù)是巖石圈和土壤圈,基本上與大氣無(wú)關(guān)。屬沉積循環(huán)的物質(zhì)以磷、硅等為代表,還有鈣、鉀、鎂、鐵、錳、銅等金屬元素。

3.有毒物質(zhì)循環(huán)(1)有毒物質(zhì)有毒物質(zhì)(toxicsubstance)某種物質(zhì)進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)后,使環(huán)境正常組成和性質(zhì)發(fā)生變化,在一定時(shí)間內(nèi)直接或間接地有害于人或生物時(shí),就稱為有毒物質(zhì)(toxicsubstance)或者稱為污染物(pollutant)。有毒物質(zhì)包括兩類:無(wú)機(jī)的(主要指重金屬、氟化物和氰化物等)有機(jī)的(主要有酚類、有機(jī)氯農(nóng)藥等)3.有毒物質(zhì)循環(huán)(2)有毒物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)有毒物質(zhì)循環(huán)和其他物質(zhì)循環(huán)一樣,在食物鏈營(yíng)養(yǎng)級(jí)上進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)。但有毒物質(zhì)也有著它自己的特點(diǎn):①有毒物質(zhì)進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的途徑是多種多樣的。②大多數(shù)有毒物質(zhì)在生物體內(nèi)具有濃縮現(xiàn)象,在代謝過(guò)程中不能被排除,而生物體同化,長(zhǎng)期停留在生物體內(nèi),造成有機(jī)體中毒、死亡。③有毒物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境會(huì)經(jīng)歷遷移(transplant)和轉(zhuǎn)化(transformation)過(guò)程,使一些有毒物質(zhì)毒性可能降低,而另一些物質(zhì)的毒性則可能增加(例如汞的生物甲基化)。四、生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞1.信息傳遞生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞,指生態(tài)系統(tǒng)各組分之間存在有信息傳遞與聯(lián)系。信息傳遞是生態(tài)學(xué)中一個(gè)比較新的研究領(lǐng)域,也是生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域的前沿,有關(guān)這方面內(nèi)容,還很不系統(tǒng)。2.信息聯(lián)系的類型(1)營(yíng)養(yǎng)信息食物鏈、食物網(wǎng)就代表著一種信息傳遞系統(tǒng)。【舉例】主要以鳀魚(yú)為食的藍(lán)點(diǎn)馬鮫數(shù)量的消長(zhǎng),與鳀魚(yú)數(shù)量關(guān)系密切。2.信息聯(lián)系的類型(2)化學(xué)信息在生態(tài)系統(tǒng)中生物代謝產(chǎn)生的物質(zhì),如酶、維生素、生長(zhǎng)素、抗生素、性引誘劑均屬于傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)。化學(xué)信息顯著影響種間和種內(nèi)的關(guān)系。有的相互制約,有的相互促進(jìn),有的相互吸引,也有的相互排斥?;瘜W(xué)信息在生態(tài)系統(tǒng)中是廣泛存在的,而對(duì)它的研究則是近幾年發(fā)展較快的一個(gè)方面,并逐步形成一個(gè)分支學(xué)科——化學(xué)生態(tài)學(xué)。2.信息聯(lián)系的類型(3)物理信息聲、光、熱、電、磁色等都屬于生態(tài)系統(tǒng)中的物理信息,如鳴叫、咆哮、閃光、艷麗的色彩都屬于物理信息,這些信息對(duì)生物而言,同樣是有的吸引、有的排斥、有的表示警告、有的則是恐嚇等等。2.信息聯(lián)系的類型(4)行為信息許多植物的異常表現(xiàn)以及動(dòng)物的異常行動(dòng)均屬于行為信息。如飛舞、炫耀、求偶等,這些信息有的表示識(shí)別,有的表示威脅、挑戰(zhàn),有的則表示從屬,有的則為了繁殖等。彈涂魚(yú)的求偶行為。到了繁殖季節(jié)雄花跳會(huì)用胸鰭撐起身體,張大嘴巴,同時(shí)不斷豎起帶有非常漂亮的背鰭,以吸引附近雌魚(yú)的注意。

五、生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)1.生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)2.生態(tài)系統(tǒng)平衡1.生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)(feedbackregulation)指系統(tǒng)的輸入導(dǎo)致系統(tǒng)的輸出,而輸出又反過(guò)來(lái)影響輸入,如此反復(fù)。

1.生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)正反饋(positivefeedback)指系統(tǒng)的輸入導(dǎo)致的輸出反過(guò)來(lái)使輸入得到促進(jìn)和加強(qiáng),從而引起更大的輸出,使生態(tài)系統(tǒng)中最初所發(fā)生的變化不斷得到加強(qiáng)。正反饋不能保持系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)。【舉例】生物的生長(zhǎng)過(guò)程、種群的最初數(shù)量增長(zhǎng)過(guò)程;水體污染導(dǎo)致魚(yú)類死亡,而死亡魚(yú)體的腐爛導(dǎo)致水質(zhì)的進(jìn)一步惡化。1.生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)負(fù)反饋(negativefeedback)指系統(tǒng)的輸出反過(guò)來(lái)使輸入得到削弱和減低,從而引起輸入逐漸減小,使生態(tài)系統(tǒng)中最初所發(fā)生的變化不斷得到削弱(如種群的密度調(diào)節(jié)等)。負(fù)反饋可使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到和保持穩(wěn)定。但負(fù)反饋的調(diào)節(jié)有一定限度。相互作用種群間數(shù)量的消長(zhǎng)是正反饋和負(fù)反饋相互作用最明顯的例子。2.生態(tài)系統(tǒng)平衡生態(tài)平衡指生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)發(fā)育和調(diào)節(jié)所達(dá)到的一種穩(wěn)定狀況,又稱為生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)(homeostasis),它包括生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能保持相對(duì)穩(wěn)定,物質(zhì)和能量的輸入和輸出保持相對(duì)平衡,以及在外來(lái)干擾下能通過(guò)自我調(diào)節(jié)恢復(fù)到原初的穩(wěn)定狀態(tài)。生態(tài)平衡是動(dòng)態(tài)平衡(因能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)總在不斷進(jìn)行),并通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)反饋調(diào)節(jié)得到保持。2.生態(tài)系統(tǒng)平衡生態(tài)系統(tǒng)中各組分之間及其與環(huán)境之間不斷進(jìn)行著的物質(zhì)、能量和信息的交換,這種交換維系了系統(tǒng)與環(huán)境、系統(tǒng)內(nèi)部各組分之間的關(guān)系,形成了一個(gè)動(dòng)態(tài)的、可以實(shí)行反饋調(diào)控和相對(duì)獨(dú)立的體系。生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)反饋調(diào)節(jié)有一定限度,超過(guò)這個(gè)限度,就會(huì)引起生態(tài)失衡。如強(qiáng)烈的外部干擾以及人類活動(dòng)(污染、捕撈)都可引起生態(tài)失衡,甚至生態(tài)系統(tǒng)的崩潰?!九e例】例如現(xiàn)在頻繁發(fā)生的“赤潮”和“水華”兩種現(xiàn)象,就是生態(tài)系統(tǒng)平衡失調(diào)而引起的結(jié)果。2.生態(tài)系統(tǒng)平衡為了正確處理人和自然的關(guān)系,必須認(rèn)識(shí)到人類賴以生存的自然界和生物圈是一個(gè)高度復(fù)雜的且具有自我調(diào)節(jié)功能的生態(tài)系統(tǒng),保持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。因此,人類的活動(dòng)除了要講究經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益外,還必須特別注意生態(tài)效益和生態(tài)后果,以便在改造自然的同時(shí)能基本保持生物圈的穩(wěn)定和平衡。推薦參考書(shū)李冠國(guó),范振剛.海洋生態(tài)學(xué).北京:高等教育出版社,2004年1月第1版.沈國(guó)英,施并章.海洋生態(tài)學(xué).北京:科學(xué)出版社,2002.孫儒泳等.基礎(chǔ)生態(tài)學(xué).北京:高等教育出版社,2002第三節(jié)海洋生態(tài)系統(tǒng)的主要類型一、沿岸、淺海生態(tài)系統(tǒng)二、巖岸潮間帶和大型海藻場(chǎng)三、河口生態(tài)系統(tǒng)四、紅樹(shù)林沼澤五、珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)六、近岸上升流生態(tài)系統(tǒng)七、大洋生態(tài)系統(tǒng)八、熱液口區(qū)與冷滲口區(qū)一、沿岸、淺海生態(tài)系統(tǒng)1、環(huán)境特征潮間帶(intertidalzone):高低潮線之間的海域,海洋與陸地之間的過(guò)渡帶,受潮汐的強(qiáng)烈影響,環(huán)境梯度明顯,環(huán)境類型多樣。退潮后暴露于空氣,干旱及影響攝食;溫度變化劇烈,可能超過(guò)耐受上限或使其體質(zhì)變?nèi)酰资芷渌蜃拥亩蝹?;鹽度變化劇烈,尤其是潮池地帶(低潮時(shí)大雨或劇烈蒸發(fā));波浪:沖刷作用可剝離或沖走一些生物、改變生物的分布、增加溶解氧、減少光照;底質(zhì)很復(fù)雜,不同類型的底質(zhì)棲息著與之相適應(yīng)的生物;由于潮間帶瀕臨大陸,污染物質(zhì)容易在此積累。

一、沿岸、淺海生態(tài)系統(tǒng)1、環(huán)境特征(1)潮間帶各種理化因子變化復(fù)雜多變,生境最主要的特點(diǎn)是交替暴露于空氣和淹沒(méi)于水中。環(huán)境條件惡劣,要求生物不僅對(duì)溫度、鹽度的變化有較大的適應(yīng)性,而且對(duì)干燥有很大的耐受力??购档挚垢?、低溫抵抗機(jī)械性沖擊呼吸鹽度藤壺彈涂魚(yú)海藻一、沿岸、淺海生態(tài)系統(tǒng)1、環(huán)境特征

(2)自潮間帶向外海延伸,水文、理化因子變化梯度逐漸減小。(3)淺海區(qū)由于大陸輸送以及水體垂直混合,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得到充分供應(yīng),因而水域生產(chǎn)力水平高,生物資源豐富,常形成重要的漁場(chǎng),近90%的海洋捕撈來(lái)自沿岸、淺海區(qū)。(4)沿岸、淺海區(qū)是受人類干擾最嚴(yán)重的海區(qū)。一、沿岸、淺海生態(tài)系統(tǒng)2、生物群落特征

(1)潮間帶的生物種類能耐受惡劣環(huán)境條件的考驗(yàn),特別對(duì)干燥有很大的耐受力。耐受干燥的能力大小是潮間帶生物垂直分帶的主要原因。藤壺紅???、沿岸、淺海生態(tài)系統(tǒng)2、生物群落特征(2)淺海區(qū)生物群落的特點(diǎn)浮游植物:

硅藻和甲藻是主要類別。超微型的自養(yǎng)生物也是很重要的類群。

浮游動(dòng)物:種類繁多

①季節(jié)性浮游動(dòng)物:底棲生物和游泳生物的幼體。②終生浮游動(dòng)物:主要是橈足類、磷蝦類等甲殼動(dòng)物,有孔蟲(chóng)、放射蟲(chóng)、纖毛蟲(chóng)及水母類也常見(jiàn)。圓篩藻鐘蟲(chóng)Salpafusiformis硅藻一、沿岸、淺海生態(tài)系統(tǒng)2、生物群落特征(2)淺海區(qū)生物群落的特點(diǎn)鯡魚(yú)小黃魚(yú)底棲生物:潮間帶尤為重要

植物:底棲硅藻&大型海藻

底棲動(dòng)物:幾乎包括各個(gè)門(mén)類的代表,種類組成與底質(zhì)類型有密切關(guān)系。游泳生物:種類多,數(shù)量大。主要是各種魚(yú)類,世界主要漁場(chǎng)幾乎全部位于大陸架或大陸架附近。按FAO統(tǒng)計(jì),占世界海洋魚(yú)類總產(chǎn)量一半的6種魚(yú)依次是:鳀魚(yú)、大西洋鯡、大西洋普鱈、鯖魚(yú)、阿拉斯加狹鱈和南非沙丁魚(yú)。二、巖岸潮間帶和大型海藻場(chǎng)1、巖岸潮間帶(1)巖岸潮間帶包括附著藻類、附著或固著動(dòng)物和能移動(dòng)的各種動(dòng)物。(2)生物群落垂直分帶非常明顯?!九e例】潮間帶較上部生活的代表種類是藤壺,藤壺帶下方牡蠣占優(yōu)勢(shì),再下方以貽貝數(shù)量較多。二、巖岸潮間帶和大型海藻場(chǎng)1、巖岸潮間帶(3)決定分帶的主要原因:物理因素:主要是暴露在空氣中的時(shí)間長(zhǎng)短生物因素:捕食作用和空間競(jìng)爭(zhēng)生物的適應(yīng)性蘇格蘭海濱兩種藤壺的垂直分布二、巖岸潮間帶和大型海藻場(chǎng)1、巖岸潮間帶

(4)全球巖岸潮間帶底棲藻類的生產(chǎn)量有較大差別。熱帶地區(qū)的生產(chǎn)量主要受高溫和強(qiáng)烈光照所限制高緯度地區(qū)受冰凍和侵蝕的限制溫帶地區(qū)水下大型海藻得到充分的發(fā)展。

二、巖岸潮間帶和大型海藻場(chǎng)2、大型海藻場(chǎng)(1)冷溫帶的潮下帶附近多分布著大型褐藻類。這些褐藻類生物量很大,故被稱為“海藻森林”。

(2)生境特征底質(zhì):硬質(zhì)底部光線:清澈海區(qū),藻場(chǎng)可延伸至20-30m深處。溫度:僅分布在冷水區(qū)。暖溫帶和熱帶海區(qū)則不出現(xiàn)大型藻場(chǎng)。(3)大型海藻多具一年周期的生長(zhǎng)和枯死節(jié)律。另外,藻場(chǎng)在平時(shí)也會(huì)受到波浪的作用而被部分破壞。二、巖岸潮間帶和大型海藻場(chǎng)浮囊

藻柄

葉片

附著器

示一種海藻植物體的結(jié)構(gòu)(仿Nybakken,1982)

二、巖岸潮間帶和大型海藻場(chǎng)2、大型海藻場(chǎng)(4)生物群落及關(guān)鍵種大型海藻提供了藻場(chǎng)生物群落的框架,其巨大葉片上附著微型或小型動(dòng)植物,各種定居的或臨時(shí)性棲居在這里的無(wú)脊椎動(dòng)物和魚(yú)類構(gòu)成復(fù)雜的生物群落,群落中的頂級(jí)捕食者(如海獺等)構(gòu)成這類生物群落的關(guān)鍵種。(5)生產(chǎn)力和營(yíng)養(yǎng)關(guān)系盡管大型海藻類有很高的生產(chǎn)力,但只有少數(shù)無(wú)脊椎動(dòng)物(如海膽和草食性腹足類)能直接嚙食這些海藻。估計(jì)只有10%的初級(jí)產(chǎn)量通過(guò)直接攝食進(jìn)入食物網(wǎng),其余90%通過(guò)碎屑或溶解有機(jī)質(zhì)進(jìn)入食物鏈的。三、河口生態(tài)系統(tǒng)1、環(huán)境特征(1)鹽度具周期性和季節(jié)性變化。周期性變化與潮汐、流量有密切的關(guān)系。(2)河口區(qū)的溫度變化也較開(kāi)闊海區(qū)和相鄰的近岸區(qū)大,表層水比底層水溫度變化范圍大。(3)河口區(qū)的底質(zhì)基本上是柔軟的泥質(zhì)底,而沉積的顆粒有機(jī)物,使河口底質(zhì)富含有機(jī)質(zhì)。三、河口生態(tài)系統(tǒng)1、環(huán)境特征(4)河口水中有大量的懸浮顆粒,其混濁度較高。在混濁度很高時(shí),浮游植物的產(chǎn)量能達(dá)到可忽略不計(jì)的程度。(5)河口區(qū)除了陸源營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充之外,還具有滯留營(yíng)養(yǎng)物的水文和生物機(jī)制。

河口灣的水循環(huán)模式--“營(yíng)養(yǎng)物收集器”

三、河口生態(tài)系統(tǒng)2、群落特征(1)河口區(qū)生物種類種類多樣性較低,但某些種群的豐度卻很大。廣溫、廣鹽和耐低氧是河口生物的重要特征。(2)河口灣植物在整年內(nèi)都能進(jìn)行光合作用,這些植物包括浮游植物、小型底棲藻類和海草、沼澤草和海藻等大型水生植物等。(3)河口浮游動(dòng)物的特點(diǎn)是季節(jié)浮游動(dòng)物種類較多,而終生浮游動(dòng)物的種類較少。三、河口生態(tài)系統(tǒng)2、群落特征(4)游泳生物終生生活在河口區(qū)的只有一些少數(shù)種類,而階段性生活在河口區(qū)的卻是大量的。特別是許多海洋經(jīng)濟(jì)動(dòng)物的產(chǎn)卵場(chǎng)和幼年期(幼魚(yú)、幼蝦)的索餌肥育場(chǎng)都在河口附近水域。(5)河口區(qū)底部有大量有機(jī)碎屑,因而底棲動(dòng)物的碎屑食性和濾食性種類比捕食性較種類多。四、紅樹(shù)林沼澤1、紅樹(shù)林沼澤是熱帶、亞熱帶海岸淤泥淺灘所特有的生態(tài)系統(tǒng)。具有穩(wěn)定和保護(hù)熱帶海岸的重要作用。2、紅樹(shù)植物是能耐受海水鹽度的挺水陸地植物,具有表面根、支柱根、氣生根等根系幫助其呼吸及抵抗風(fēng)浪沖擊。果實(shí)在樹(shù)上發(fā)芽形成幼苗,等到成熟時(shí)才下落,插入松軟的海灘淤泥中。

紅樹(shù)林海岸紅樹(shù)植物的葉、花典型的紅樹(shù)生活周期四、紅樹(shù)林沼澤3、紅樹(shù)林沼澤常有一些陸生動(dòng)物,樹(shù)干和樹(shù)根部生活著各種附著底棲動(dòng)物和各種表上、表內(nèi)無(wú)脊椎動(dòng)物,還有隨潮水進(jìn)入紅樹(shù)林區(qū)覓食的各種海洋動(dòng)物。但總的生物多樣性并不很高。4、紅樹(shù)林沼澤生產(chǎn)力很高,生產(chǎn)者除紅樹(shù)外,還包括很多藻類;碎屑有機(jī)物豐富,為紅樹(shù)林沼澤和鄰近海區(qū)消費(fèi)者提供充足的食物。五、珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)1、珊瑚礁生物群落在熱帶沿岸區(qū)的廣大海域。珊瑚礁是由造礁珊瑚(體內(nèi)有共生動(dòng)黃藻)死亡骨骼、含鈣藻類以及各種軟體動(dòng)物的貝殼共同形成的碳酸鈣沉積環(huán)境。五、珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)2、珊瑚礁生物群落是海洋中多樣性程度最高的群落,原因在于,珊瑚礁生境復(fù)雜以及每個(gè)種占據(jù)很狹窄的生態(tài)位。3、在珊瑚-藻類的互利共生當(dāng)中,藻類的光合作用供給珊瑚蟲(chóng)能量,而珊瑚蟲(chóng)的代謝供給藻類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),從而使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)并不豐富的海域具有很高的營(yíng)養(yǎng)循環(huán)效率。環(huán)礁五、珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)4、珊瑚礁生物群落代表自然生態(tài)系最高初級(jí)生產(chǎn)力水平,同時(shí),其食物鏈、食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。5、珊瑚礁生物群落的初級(jí)生產(chǎn)與群落呼吸消耗基本平衡,具有頂極群落的特征。六、近岸上升流生態(tài)系統(tǒng)1、上升流區(qū)理化環(huán)境特征相對(duì)于其鄰近海區(qū):(1)低溫:上升流區(qū)表層水溫比同緯度海區(qū)的表層水溫低;(2)低溶氧:上升流區(qū)表層水溶氧的飽和度較低;(3)高營(yíng)養(yǎng)鹽含量:因底層(或次表層)海水無(wú)機(jī)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽較豐富;(4)高鹽度、高密度。因表層流場(chǎng)的水平輻散,使表層以下的海水垂直上升的流動(dòng)六、近岸上升流生態(tài)系統(tǒng)2、上升流區(qū)生物群落的特征(1)生物群落中的浮游植物粒徑較大;(2)浮游植物生物量和初級(jí)生產(chǎn)力水平很高;近岸上升流是重要的高生產(chǎn)力區(qū),也是重要的漁場(chǎng)?!九e例】秘魯漁場(chǎng)、浙江沿岸漁場(chǎng)(3)浮游動(dòng)物中冷水性種類和數(shù)量比例增加;(4)群落多樣性水平較低;(5)食物鏈環(huán)節(jié)較少;(6)游泳生物(魚(yú)類)生命周期較短,偏向于r-選擇的類型。七、大洋生態(tài)系統(tǒng)1、生境特征(1)大洋區(qū)是大陸架之外的整個(gè)水體和海底。相對(duì)于近岸淺海區(qū),大洋區(qū)的環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定。(2)大部分大洋表層的陽(yáng)光充足,透光層深度多超過(guò)100m。透光層的下方是大洋最主要的部分,那里光線微弱或因無(wú)光而不能進(jìn)行光合作用。(3)深海底部的廣大面積都覆蓋以微細(xì)的沉積物,通常稱為“軟泥”(北方主要是硅藻外殼,其他水域主要是含鈣外殼,如球房蟲(chóng)的外殼)。七、大洋生態(tài)系統(tǒng)2、生物群落特征(1)大洋的初級(jí)生產(chǎn)者以“微微型浮游植物”占優(yōu)勢(shì),生產(chǎn)力較低。(2)大洋水層食物鏈長(zhǎng)(平均可達(dá)6個(gè)環(huán)節(jié)),營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)基本上在透光層礦化和再循環(huán)。(3)深海動(dòng)物對(duì)黑暗、低溫、高壓環(huán)境形成各種適應(yīng)機(jī)制。(4)深海底棲生物的生物量隨深度增加迅速遞減,但多樣性水平很高,并有很多特有種類。(5)深海動(dòng)物的食物稀少,生產(chǎn)力很低,依靠上方水層沉降的一些未完全分解的動(dòng)植物尸體和有機(jī)碎屑為生。七、大洋生態(tài)系統(tǒng)3、深海動(dòng)物的適應(yīng)機(jī)制七、大洋生態(tài)系統(tǒng)3、深海動(dòng)物的適應(yīng)機(jī)制(1)對(duì)黑暗的適應(yīng)通過(guò)發(fā)光器產(chǎn)生光線(如燈籠魚(yú)和星光魚(yú)等)

有特別發(fā)達(dá)的眼睛對(duì)微弱光線產(chǎn)生反應(yīng);在完全黑暗的水層,眼睛很小或完全退化。(2)對(duì)食物稀少的適應(yīng)具有很大的口,能吞食很大的捕獲物。有一些魚(yú)類具發(fā)光器官起誘餌作用(如鮟鱇魚(yú)的背鰭高度延伸特化)

七、大洋生態(tài)系統(tǒng)3、深海動(dòng)物的適應(yīng)機(jī)制(3)對(duì)種群稀少的適應(yīng)有些種類的雌性個(gè)體具有“補(bǔ)雄”,即雄性個(gè)體寄生在雌體上。(鮟鱇魚(yú))(4)對(duì)高壓的適應(yīng)深海不易形成鈣的沉淀,多數(shù)深海動(dòng)物缺少鈣質(zhì)骨骼;多數(shù)深水魚(yú)類沒(méi)有鰾,以減少動(dòng)物體和外界環(huán)境的壓力差。(5)對(duì)柔軟底質(zhì)的適應(yīng)深海底棲生物都具有長(zhǎng)的附肢,豐富的刺、柄和其他的支持方式。

【舉例】深海蟹類的附肢特別長(zhǎng),海綿、水蝗蟲(chóng)、海百合都具有長(zhǎng)柄;鼎足魚(yú)的胸鰭和尾鰭條特別細(xì)長(zhǎng),能以三角鼎立之勢(shì)站在海底,還可跳躍前進(jìn)。

八、熱液口區(qū)與冷滲口區(qū)1、熱液口區(qū)(1)海底的裂縫中擴(kuò)散出的熱液H2S含量很高,支持周圍生境中能氧化H2S的大量細(xì)菌依靠化能合成作用生活。(2)細(xì)菌的生物量很大,在海底形成厚厚的絲狀細(xì)菌墊,并與個(gè)體巨大的蠕蟲(chóng)和雙殼類動(dòng)物共生。(3)軟體動(dòng)物、多毛類和甲殼類占所有熱液口生物種類的90%以上,其中,某些種類生物量很大,但這類群落的物種多樣性并不高,而深海其他生境的種類多樣性通常很高。圖10深海熱液口及大型動(dòng)物圖11深海熱液口的巨型紅色管棲蠕蟲(chóng)(Riftiapachyptila)(左上為熱液涌出口)圖12沖繩海槽伊豆名海穴的熱液涌出口圖13深海熱液口的多毛類(左)及雙殼類(右)蛟龍?zhí)柹顫摪?、熱液口區(qū)與冷滲口區(qū)1、熱液口區(qū)(4)熱液口生物群落一般都很小,直徑僅25-60m,通常只有20-30年的活動(dòng)期限,舊熱液口不斷被關(guān)閉,新的又不斷出現(xiàn)。

(5)熱液口的環(huán)境特征可能與生物圈進(jìn)化初期的海洋環(huán)境相類似,也有地球上的生命來(lái)源并進(jìn)化與熱液口狀況相似條件的可能。八、熱液口區(qū)與冷滲口區(qū)2、冷滲口區(qū)(1)海底滲出的含有濃度很高的硫化物和甲烷的超鹽水,含有濃度很高的硫化物和甲烷,但與熱液口的高溫不同,這里水溫是低的,因此稱為冷滲口。(2)大量密集成層的白色細(xì)菌覆蓋在冷滲口底面,并出現(xiàn)一些特殊的動(dòng)物,如巨大的蠕蟲(chóng)、貽貝、蛤類等??梢?jiàn),熱液口與冷滲口的群落有很大相似。本章思考題1. 生態(tài)系統(tǒng)有哪些主要組成成分,它們是如何構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的?2. 食物鏈包括哪些類型,在生態(tài)系統(tǒng)中有什么意義?3. 簡(jiǎn)述生態(tài)系統(tǒng)的基本功能。4. 簡(jiǎn)述初級(jí)生產(chǎn)力的概念,測(cè)定初級(jí)生產(chǎn)力的主要方法有哪些?5. 概括出生態(tài)系統(tǒng)次級(jí)生產(chǎn)過(guò)程一般模式。6. 提出一個(gè)普適生態(tài)系統(tǒng)能流模型。7. 簡(jiǎn)述生物地化循環(huán)的三種基本類型。8. 生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞主要有哪幾種類型?9. 什么是負(fù)反饋調(diào)節(jié),它對(duì)維護(hù)生態(tài)平衡有什么意義?10.海洋生態(tài)系統(tǒng)可以分為哪些主要類型?各自具有哪些環(huán)境特征和生物群落特征?第五章海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)第一節(jié)海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的定義與研究進(jìn)展第二節(jié)海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容第三節(jié)海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的功能價(jià)值第一節(jié)海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的定義與研究進(jìn)展一、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的定義

二、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究進(jìn)展一、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的定義1.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)

2.海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)

1.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)Costanza等(1997)則將生態(tài)系統(tǒng)提供的產(chǎn)品(Goods)和服務(wù)(Services)統(tǒng)稱為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),并將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為如下17個(gè)類型:氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、擾動(dòng)調(diào)節(jié)、水調(diào)節(jié)、水供給、控制侵蝕和保持沉積物、土壤形成、養(yǎng)分循環(huán)、廢物處理、傳粉、生物控制、避難所、食物生產(chǎn)、原材料、基因資源、休閑、文化服務(wù)。Cairns(1997)認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是對(duì)人類生存和福利所必需的那些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。Degroot等(2002)認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是提供滿足人類需要的產(chǎn)品和服務(wù)能力的自然過(guò)程和組成;“千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估”(MA,2003)中對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的定義為:人類從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的效益,包括生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類可以產(chǎn)生直接影響的供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)和文化服務(wù)以及對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)其它服務(wù)具有重要作用的支持服務(wù)。1.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)一般是指生命支持功能(如凈化、循環(huán)、再生等),而不包括生態(tài)系統(tǒng)功能和生態(tài)系統(tǒng)提供的產(chǎn)品。植物利用太陽(yáng)能,將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物,用做食品、燃料、原料及建筑材料等。另一項(xiàng)對(duì)人類至關(guān)重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是有機(jī)廢物的生物降解。產(chǎn)品服務(wù)功能1.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)定義指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過(guò)程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境與效用。(Daily,1997)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)功能的另一種表現(xiàn)形式。2.海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指海洋生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)過(guò)程所形成和發(fā)揮出來(lái)的對(duì)人類、社會(huì)及自然環(huán)境有益的全部效益與服務(wù)。

海洋的某些服務(wù)功能?如提供油氣、海砂、航運(yùn)、海洋向大氣輸送水汽等,與海洋生物過(guò)程沒(méi)有直接關(guān)系。假如沒(méi)有生物,海砂照樣有,船舶同樣航行,生物的出現(xiàn)沒(méi)有增加其服務(wù)功能。因此,盡管它們可以認(rèn)為是海洋的服務(wù)功能,但是不屬于海洋生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能。赤潮?2.海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)2.海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)2.海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)2.海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)二、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究進(jìn)展

1.國(guó)外古希臘柏拉圖認(rèn)識(shí)到人對(duì)森林的破壞導(dǎo)致了水土流失和水井的干涸。Marsh第一個(gè)用文字記載生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能作用。Leopold開(kāi)始深入地思考生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能,認(rèn)識(shí)到人類不可能替代生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能。Osborn研究了生態(tài)系統(tǒng)對(duì)維持社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的意義。Vogt(1948)第一次提出了自然資本的概念,在討論國(guó)家債務(wù)時(shí)指出,消耗自然資源資本,將會(huì)降低償還債務(wù)的能力。二、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究進(jìn)展

1.國(guó)外20世紀(jì)40年代以來(lái)隨著生態(tài)系統(tǒng)概念與理論的提出,促進(jìn)了人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的認(rèn)識(shí)與了解,并為人們研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提供了科學(xué)基礎(chǔ)。Holdern和Ehrlich于1974年首次提出了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的概念,Cairns、Costanza等先后發(fā)表文章加以論述。美國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)組織了以Daily負(fù)責(zé)的研究小組,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的功能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。二、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究進(jìn)展

1.國(guó)外Daily主編的《生態(tài)系統(tǒng)服務(wù):人類社會(huì)對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的依賴性》,研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)熱潮興起。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,更多人主張生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)應(yīng)包括產(chǎn)品。Costanza等把生態(tài)系統(tǒng)提供的商品和服務(wù)統(tǒng)稱為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。二、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究進(jìn)展

1.國(guó)外20世紀(jì)50年代開(kāi)始生態(tài)系統(tǒng)綜合效益評(píng)價(jià)研究,而對(duì)生態(tài)系統(tǒng)公益的經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估則是在80年代末隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而逐漸興起的。20世紀(jì)80年代末以來(lái),試圖用經(jīng)濟(jì)價(jià)值來(lái)估算生態(tài)系統(tǒng)功能,但由于生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性和不確定性困擾著工作的進(jìn)展。1997年Costanza等提出了對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的估價(jià)方法。二、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究進(jìn)展

1.國(guó)外Costanza等13位生態(tài)學(xué)家估算了全球16種主要生態(tài)系統(tǒng)的17大類生態(tài)系統(tǒng)功能的效益總價(jià)值。Pimentel等指出全球僅水土流失導(dǎo)致水庫(kù)淤積所造成的損失約60億美元。分析與評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值已成為當(dāng)前生態(tài)學(xué)與生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)研究的前沿課題。二、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究進(jìn)展

2.國(guó)內(nèi)我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究起步較晚。1990年中國(guó)林學(xué)會(huì)召開(kāi)的“森林綜合效益計(jì)量評(píng)價(jià)學(xué)術(shù)研討會(huì)”,系統(tǒng)報(bào)道了有關(guān)森林生態(tài)系統(tǒng)公益的研究。侯元兆等(1995)首次估算出我國(guó)森林資源總價(jià)值為13萬(wàn)億元,但只研究了森林生態(tài)系統(tǒng)公益的3種主要價(jià)值:涵養(yǎng)水源、保護(hù)土壤和固定二氧化碳和供給氧氣價(jià)值。畢緒岱等(1998)概述了河北省森林涵養(yǎng)水源、固持土壤等7項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)公益的價(jià)值為162.28億元/年。鄭易生(1990)等人開(kāi)展了中國(guó)典型生態(tài)區(qū)生態(tài)破壞現(xiàn)狀及其經(jīng)濟(jì)損失的分析評(píng)價(jià),對(duì)全國(guó)礦產(chǎn)資源、土地資源、水資源、森林資源、海洋資源和草地資源的價(jià)值量進(jìn)行了核算研究,并編制了“中國(guó)生物多樣性國(guó)情研究報(bào)告”。

二、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究進(jìn)展

2.國(guó)內(nèi)白效明(1986)等對(duì)長(zhǎng)白山林區(qū)在涵養(yǎng)水源、保持水土、保護(hù)鳥(niǎo)類、凈化大氣和保護(hù)農(nóng)田五方面的價(jià)值進(jìn)行了估算。陳仲新、張新時(shí)(2000)等報(bào)道了中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總價(jià)值。周廣勝(1999)報(bào)道了中國(guó)38種主要森林生態(tài)系統(tǒng)公益的總價(jià)值為117.401億美元,森林的營(yíng)養(yǎng)循環(huán)對(duì)其生態(tài)系統(tǒng)公益價(jià)值的貢獻(xiàn)最大,占40%。肖寒、歐陽(yáng)志云(2000)對(duì)海南島尖峰嶺地區(qū)熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行了估算。雷明(1998)對(duì)我國(guó)1992年綠色GDP指標(biāo)進(jìn)行了核算。

二、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究進(jìn)展

2.國(guó)內(nèi)我國(guó)海洋生態(tài)系統(tǒng)效益價(jià)值初步估算結(jié)果為21736.02億元/年,為全球海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的12.04%,但卻占我國(guó)GDP(1994年)的48.30%。其中近岸海域和海岸帶的生態(tài)系統(tǒng)效益價(jià)值高達(dá)12223.04億元/年。二、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究進(jìn)展

2.國(guó)內(nèi)我國(guó)海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究進(jìn)展張朝暉等,海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究進(jìn)展,生態(tài)學(xué)雜志,2007,26(6):925-932曾江寧等,海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與價(jià)值評(píng)估研究進(jìn)展,海洋開(kāi)發(fā)與管理,2005,4:12-16康旭等,近海海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與價(jià)值評(píng)估研究進(jìn)展,海洋開(kāi)發(fā)與管理,2010,27(5):60-64推薦參考書(shū)李冠國(guó),范振剛.海洋生態(tài)學(xué).北京:高等教育出版社,2004孫儒泳等.基礎(chǔ)生態(tài)學(xué).北京:高等教育出版社,2002.蔡曉明等.生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué).北京:科學(xué)出版社,2000.薛達(dá)元.生物多樣性經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,1997.第五章海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)第一節(jié)海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的定義與研究進(jìn)展第二節(jié)海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容第三節(jié)海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的功能價(jià)值第二節(jié)海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容

一、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容

二、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容

一、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容自然生態(tài)系統(tǒng)為人類提供服務(wù)的內(nèi)容非常廣泛和豐富,它主要包括對(duì)人類生存價(jià)值、對(duì)人類經(jīng)濟(jì)價(jià)值和對(duì)人類精神價(jià)值的意義等。美國(guó)生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家Costanza(1997)將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提供的產(chǎn)品(如食物)和服務(wù)(如廢物同化作用)予以系統(tǒng)地分析和歸納,共分為:氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、干擾調(diào)節(jié)、水調(diào)節(jié)、水供應(yīng)、控制侵蝕和保持沉積物、土壤形成、養(yǎng)分循環(huán)、廢物處理、傳粉、生物防治、避難所、食物生產(chǎn)、原材料、基因資源、休閑娛樂(lè)和文化17大類。一、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容一、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容目前,將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為四類(1)物質(zhì)產(chǎn)品服務(wù):從生態(tài)系統(tǒng)獲得的產(chǎn)品有食物、淡水、燃料、木材、纖維、生物化學(xué)品、基因資源等;(2)生態(tài)調(diào)控服務(wù):從生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程調(diào)控獲得的利益,如氣候調(diào)控、疾病調(diào)控、水調(diào)控、水凈化、授粉等;(3)文化服務(wù):從生態(tài)系統(tǒng)獲得的非物質(zhì)利益,如精神和宗教的、娛樂(lè)和旅游、美學(xué)的、靈感的、教育的、風(fēng)水、文化遺產(chǎn)等;(4)支持服務(wù):對(duì)于所有其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生產(chǎn)所必需的服務(wù),如土壤形成、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、初級(jí)生產(chǎn)等。

1.有機(jī)質(zhì)的生產(chǎn)與生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品生物生產(chǎn)是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的最基本功能,其通過(guò)第一級(jí)生產(chǎn)與次級(jí)生產(chǎn),合成與生產(chǎn)了人類生存所必需的有機(jī)質(zhì)及其產(chǎn)品。植物利用太陽(yáng)能,將二氧化碳等物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有機(jī)物,用作人類的食品、燃料、原料及建筑材料等。生態(tài)系統(tǒng)還為人類提供了木材、纖維、橡膠、醫(yī)藥資源以及其他工業(yè)原料。生態(tài)系統(tǒng)還是重要的能源來(lái)源,據(jù)估計(jì),全世界每年約有15%的能源取自于生態(tài)系統(tǒng),在發(fā)展中國(guó)家高達(dá)40%。2.生物多樣性的產(chǎn)生與維護(hù)生物多樣性形成了一種超結(jié)構(gòu),不僅使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的提供成為可能,而且也是人類開(kāi)發(fā)新的食品、藥品和品種的基因庫(kù)。生物多樣性還提供了一種緩沖和保險(xiǎn),可使生態(tài)系統(tǒng)受災(zāi)后的損失減少或限制在一定的范圍內(nèi)。生物多樣性使維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本條件。由生物多樣性產(chǎn)生的人類文化多樣性,具有巨大的社會(huì)價(jià)值,是人類文明中重要的組成部分。

3.調(diào)節(jié)氣候綠色植物進(jìn)行光合作用放出氧氣,每年大約向大氣釋放的氧氣有27×1021t。所以生態(tài)系統(tǒng)中的綠色植物在生物生產(chǎn)中同時(shí)調(diào)節(jié)著大氣中的氧氣變化,保證生命活動(dòng)的基本氣候條件。森林具有固定二氧化碳、防風(fēng)、增濕和調(diào)溫等功能,對(duì)區(qū)域性乃至全球氣候具有直接的調(diào)節(jié)作用。

4.減緩災(zāi)害植物高強(qiáng)度大面積的蒸騰蒸散可以導(dǎo)致區(qū)域降雨,而且還降低了氣溫,使生態(tài)系統(tǒng)中水分得到有效地循環(huán)與利用。生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜的組成與結(jié)構(gòu)還能涵養(yǎng)水分,減緩旱澇災(zāi)害。森林、草原等自然生態(tài)系統(tǒng)是天然蓄水庫(kù)。

5.維持土壤功能土壤是農(nóng)業(yè)之本,是一種幾乎不可再生的資源,土壤層是經(jīng)過(guò)自然生態(tài)系統(tǒng)千百年的生物和物理過(guò)程產(chǎn)生和積累而成的。生態(tài)系統(tǒng)對(duì)土壤的保護(hù)主要是由植物承擔(dān)的。高大植物的林冠攔截雨水,削弱雨水對(duì)土壤的濺蝕力;地被植物攔截徑流和蓄積水分,使水分下滲而減少?gòu)搅鳑_刷;根系具有機(jī)械固土作用,根系分泌的有機(jī)物膠結(jié)土壤,使其堅(jiān)固耐受沖刷。6.傳粉播種大多數(shù)顯花植物需要?jiǎng)游飩鞣鄄诺靡苑毖埽@是動(dòng)植物互利共生的一種形式,是人工所不能替代的。在全世界已記載的24萬(wàn)種顯花植物中,有22萬(wàn)種需要?jiǎng)游飩鞣邸^r(nóng)作物中,大約70%的物種需要?jiǎng)游飩鞣?。已發(fā)現(xiàn)傳粉動(dòng)物約10萬(wàn)種。

7.控制有害生物在自然生態(tài)系統(tǒng)中,有害生物往往受到天敵的控制。對(duì)農(nóng)作物潛在有害的生物中,有99%的種類可以利用自然天敵而得到有效控制。給人類帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益,更重要的的是減少了化學(xué)農(nóng)藥的大量使用,以及對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人類健康的威脅,增強(qiáng)自然生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)控能力。

8.凈化環(huán)境生命的最基本特征是不斷地進(jìn)行新陳代謝。該過(guò)程保證了物質(zhì)循環(huán),同時(shí)有效地防止了物質(zhì)的過(guò)度積累所形成的污染。陸地生態(tài)系統(tǒng)的生物凈化作用,包括植物對(duì)大氣污染的凈化作用和土壤-植物系統(tǒng)對(duì)土壤污染的凈化作用。濕地在水循環(huán)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用,濕地中生長(zhǎng)著大量的水生植物,其中的絕大多數(shù)種類對(duì)多種污染物具有很強(qiáng)的吸收凈化能力。在生態(tài)環(huán)境的自凈方面,人類還不能通過(guò)技術(shù)手段來(lái)擺脫對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的依賴,如污水處理的最后階段還是要在生態(tài)系統(tǒng)(河流、湖泊、海洋濕地)中完成。

9.感觀、心理和精神益處人類在長(zhǎng)期自然歷史演化過(guò)程中形成了與生俱來(lái)的欣賞自然、享受生命的能力和對(duì)自然的情感心理依賴,常常促使人們從感官到心理到高層精神追求的活動(dòng),讓人們?cè)谡w上在人格上發(fā)展和升華。大量研究表明,人在自然中,壓抑減輕、心理生理病態(tài)和損傷愈合康復(fù)的順利。在自然中,人的性格和理性得以豐富健全的發(fā)展。

10.精神文化的源泉自然生態(tài)環(huán)境深刻地影響著人們的美學(xué)傾向、藝術(shù)創(chuàng)造和宗教信仰。自然是人的精神上高層次追求和發(fā)展的重要源泉。人類對(duì)自然的好奇心是科學(xué)技術(shù)和宗教發(fā)展的永恒動(dòng)力。多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)育了文化精神生活的多樣性。

二、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容海洋占據(jù)了地球表面的71%,是地球上最大的生物棲息空間。海洋(21萬(wàn)億美元/年)在全球范圍(33.3萬(wàn)億美元/年)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)所提供的服務(wù)中約占2/3。海洋在全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中占有重要的位置。二、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容調(diào)節(jié)氣候調(diào)節(jié)大氣化學(xué)成分提供人類的蛋白質(zhì)消費(fèi)全球的水分平衡、營(yíng)養(yǎng)元素和碳的循環(huán)過(guò)剩營(yíng)養(yǎng)和污染物的消除與降解眾多鳥(niǎo)類保障人類健康和珍稀動(dòng)物的棲息地提供原始材料以及為提供醫(yī)藥資源和休閑文化等二、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容二、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容(1)供給功能:指海洋生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)或提供產(chǎn)品的功能:食品生產(chǎn)指海洋生態(tài)系統(tǒng)提供給人類的貝類、魚(yú)類、蝦蟹、海藻等海產(chǎn)品的功能。原料生產(chǎn)指海洋生態(tài)系統(tǒng)提供醫(yī)藥原料、化工原料和裝飾觀賞材料的功能。魚(yú)蝦蟹貝藻均可作為醫(yī)藥原料和工業(yè)原料。氧氣提供海洋植物通過(guò)光合過(guò)程生產(chǎn)的氧氣,進(jìn)入大氣中提供人類享用。提供基因資源海洋野生動(dòng)物為改良養(yǎng)殖品種提供基因資源。二、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容二、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容(2)調(diào)節(jié)功能:指調(diào)節(jié)人類生態(tài)環(huán)境的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能:氣候調(diào)節(jié)

通過(guò)調(diào)節(jié)空氣氣溫/濕度,生產(chǎn)/吸收溫室氣體調(diào)節(jié)氣候。廢棄物處理指人類生產(chǎn)、生活產(chǎn)生的廢水、廢氣等通過(guò)地面徑流、直接排放、大氣沉降等方式進(jìn)入海洋,經(jīng)過(guò)凈化最終轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的功能。海洋分解、降解、吸收、轉(zhuǎn)化廢棄物,可大大減少垃圾處理費(fèi)用。生物控制在近海富營(yíng)養(yǎng)化海區(qū),浮游動(dòng)物和養(yǎng)殖貝類起到抑制赤潮生物的作用,減少對(duì)人體健康的損害。干擾調(diào)節(jié)草灘、紅樹(shù)林和珊瑚礁都起到減輕風(fēng)暴、海浪對(duì)海岸、堤壩、工程設(shè)施的破壞。二、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容二、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容(3)文化功能:指人們通過(guò)精神感受、知識(shí)獲取、主觀印象、消遣娛樂(lè)和美學(xué)體驗(yàn)從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的非物質(zhì)利益。休閑娛樂(lè)海洋提供人們游玩、觀光、游泳、垂釣、潛水等方面的功能文化用途海洋提供影視劇創(chuàng)作、文學(xué)創(chuàng)作、教育、美學(xué)、音樂(lè)等的場(chǎng)所和靈感的功能;科研價(jià)值海洋提供的科研場(chǎng)所和材料的功能。二、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容二、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容(4)支持功能:保證生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能所必需的基礎(chǔ)功能。初級(jí)生產(chǎn)

通過(guò)浮游植物、其它海洋植物和細(xì)菌生產(chǎn)固定有機(jī)碳,為海洋生態(tài)系統(tǒng)提供物質(zhì)和能量來(lái)源。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)①氮磷硅等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在海洋生物體、水體和沉積物內(nèi)部及其相互之間的循環(huán)支撐著海洋生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn);②海洋生態(tài)系統(tǒng)在全球物質(zhì)循環(huán)過(guò)程中為陸地生態(tài)系統(tǒng)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。通過(guò)大氣沉降、入海河流、地表徑流、排污等方式進(jìn)入海洋的氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被海洋生物分解、利用,進(jìn)入食物鏈循環(huán),通過(guò)收獲水產(chǎn)品方式從海洋回到陸地,部分彌補(bǔ)陸地生態(tài)系統(tǒng)的損失。二、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容(4)支持功能:保證生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能所必需的基礎(chǔ)功能。物種多樣性維持海洋不僅生活著豐富的生物種群,還為其提供重要的產(chǎn)卵場(chǎng)、越冬場(chǎng)和避難所等庇護(hù)場(chǎng)所。如濱海濕地、珊瑚礁就維持著很高的生物多樣性。與供給功能、調(diào)節(jié)功能和文化服務(wù)功能不同,支持功能對(duì)人類的影響是間接的或者通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間才能發(fā)生,而其它類型的服務(wù)則是相對(duì)直接的和短期影響于人類。第三節(jié)海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的功能價(jià)值及其評(píng)估一、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的特征二、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的分類三、主要生態(tài)系統(tǒng)類型服務(wù)的功能價(jià)值四、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值五、服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估方法一、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的特征具有使用價(jià)值如糧食、果品、畜禽、水產(chǎn)品和林木等生態(tài)效益如水土保持、調(diào)節(jié)氣候、防風(fēng)固沙和娛樂(lè)休閑等,對(duì)社會(huì)和人民生活起著重要的作用由生物資源和環(huán)境資源結(jié)合起來(lái)形成的“生態(tài)資源”所產(chǎn)生的生態(tài)效益。

一、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的特征1.整體有用性生態(tài)資源的使用價(jià)值不是單個(gè)或部分要素對(duì)人類社會(huì)的有用性,而是各組成要素綜合成生態(tài)系統(tǒng)之后表現(xiàn)出來(lái)的有用性,這與單個(gè)要素直接或間接地轉(zhuǎn)化為商品的有用性完全不同。如:海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)一、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的特征2.空間固定性生態(tài)系統(tǒng)是在某個(gè)特定地域形成的,因而生態(tài)資源都具有一定的地域性,或稱空間固定性。一、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的特征3.用途多樣性商品的使用價(jià)值比較單一,而生態(tài)資源的使用價(jià)值則具有多樣性。一、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的特征4.持續(xù)有用性一般商品的使用價(jià)值在經(jīng)過(guò)人們一定時(shí)期的消費(fèi)后便會(huì)消失,而生態(tài)資源只要利用適度,其多種使用價(jià)值可以長(zhǎng)期存在和永續(xù)使用。一、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的特征5.共享性生態(tài)資源使用價(jià)值的生產(chǎn)者與非生產(chǎn)者、所有者與非所有者都可共享生態(tài)資源的使用價(jià)值。一、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的特征6.負(fù)效益性人類若利用生態(tài)系統(tǒng)不當(dāng),就會(huì)使生態(tài)系統(tǒng)惡化或污染,這樣生態(tài)資源使用價(jià)值既可以表現(xiàn)對(duì)人類有益,又可以表現(xiàn)為有害,前者是正效益,后者為負(fù)效益。二、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的分類1.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值類型及其內(nèi)涵2.有關(guān)的分類系統(tǒng)1.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值類型及其內(nèi)涵(1)直接價(jià)值其產(chǎn)品形式分為:顯著實(shí)物型直接價(jià)值非顯著實(shí)物型直接價(jià)值1.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值類型及其內(nèi)涵(1)直接價(jià)值①顯著實(shí)物型直接價(jià)值以生物資源提供給人類的直接產(chǎn)品形式出現(xiàn)。McNeely等根據(jù)生物資源產(chǎn)品的市場(chǎng)流通情況,又細(xì)分為消耗性使用價(jià)值和生產(chǎn)性使用價(jià)值。消耗性使用價(jià)值指沒(méi)有經(jīng)過(guò)市場(chǎng)而被當(dāng)?shù)鼐用裰苯酉牡纳镔Y源產(chǎn)品的價(jià)值,如薪柴和野味肉品等。生產(chǎn)性使用價(jià)值指經(jīng)過(guò)市場(chǎng)交易的那部分生物資源產(chǎn)品的商品價(jià)值,如木材、藥材、魚(yú)、糧食、蔬菜和果品等。這些產(chǎn)品對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有重要影響。特別是對(duì)于發(fā)展中國(guó)家,野生生物資源對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)率遠(yuǎn)大于工業(yè)化國(guó)家。1.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值類型及其內(nèi)涵(1)直接價(jià)值②非顯著實(shí)物型直接價(jià)值體現(xiàn)在生物多樣性為人類所提供的服務(wù),雖無(wú)實(shí)物形式,但仍然是可以感覺(jué)且能夠?yàn)閭€(gè)人直接消費(fèi)的價(jià)值。生物多樣性為人類提供直接的非消耗性利用方面的服務(wù)如生態(tài)旅游、動(dòng)植物園參觀和觀看動(dòng)物表演,或以文學(xué)作品、舞臺(tái)藝術(shù)、影視圖片為載體的生物多樣性的文化享受,或作為研究對(duì)象提供給科學(xué)家進(jìn)行生物、生態(tài)和地理等多學(xué)科的研究等。

1.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值類型及其內(nèi)涵(2)間接價(jià)值主要指生態(tài)系統(tǒng)的功能價(jià)值,或環(huán)境的服務(wù)價(jià)值,國(guó)外常稱之為“環(huán)境的公益效能”。其范疇很廣,包括選擇價(jià)值、遺產(chǎn)價(jià)值和存在價(jià)值。環(huán)境效能主要指生命支持系統(tǒng)相關(guān)的生態(tài)服務(wù),如光合作用與有機(jī)物的合成、二氧化碳的固定、保護(hù)水源、維持營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、污染物的吸收與降解。生態(tài)系統(tǒng)的間接價(jià)值與直接價(jià)值之間有直接的依賴關(guān)系,直接價(jià)值經(jīng)常由間接價(jià)值衍生出來(lái)。因?yàn)槭斋@的動(dòng)植物的生長(zhǎng)必須得到所在環(huán)境提供服務(wù)的支持,非消耗性或非生產(chǎn)性使用價(jià)值的物種在生態(tài)系統(tǒng)中可能起著支持消耗性或生產(chǎn)性使用價(jià)值物種的作用。1.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值類型及其內(nèi)涵(3)選擇價(jià)值指?jìng)€(gè)人和社會(huì)對(duì)生物資源和生物多樣性潛在用途的將來(lái)利用,這種利用包括直接利用、間接利用、選擇利用和潛在利用。選擇價(jià)值的支付愿望可分為3種情況:為自己將來(lái)利用;為自己子孫后代將來(lái)利用(有人稱為遺產(chǎn)價(jià)值);為別人將來(lái)利用(有人稱之為替代消費(fèi))。若使用貨幣來(lái)計(jì)量選擇價(jià)值,則相當(dāng)于人們?yōu)榇_保自己或別人將來(lái)能利用某種資源或獲得某種效益而預(yù)先支付的一筆保險(xiǎn)金,這種支付意愿(WTP)的數(shù)值則相當(dāng)于某一資源的選擇價(jià)值,如森林的保護(hù)、海洋保護(hù)區(qū)。準(zhǔn)選擇價(jià)值:指一種對(duì)未來(lái)效益的認(rèn)知價(jià)值,是作出保護(hù)或開(kāi)發(fā)選擇之后的信息價(jià)值。1.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值類型及其內(nèi)涵(4)遺產(chǎn)價(jià)值指當(dāng)代人為將來(lái)某種資源保留給子孫后代而自愿支付的費(fèi)用。遺產(chǎn)價(jià)值還體現(xiàn)在當(dāng)代人為他們的后代將來(lái)能收益于某種資源存在的知識(shí)而自愿支付其保護(hù)費(fèi)用。如為使后代知道海洋中擁有鯨、亞馬遜河擁有大量熱帶雨林等自愿捐獻(xiàn)錢(qián)物。遺產(chǎn)價(jià)值反映了代際間利他主義動(dòng)機(jī)和遺產(chǎn)動(dòng)機(jī),可表述為代際間“替代消費(fèi)”和代際間利他主義。1.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值類型及其內(nèi)涵(5)存在價(jià)值存在價(jià)值也稱為內(nèi)在價(jià)值,是指人們?yōu)榇_保某種資源繼續(xù)存在(包括其知識(shí)價(jià)值)而自愿支付的費(fèi)用。存在價(jià)值是資源本身具有的一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值,是與人類利用(包括現(xiàn)在利用、將來(lái)利用和選擇利用)無(wú)關(guān)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,也與人類存在與否無(wú)關(guān)。如有許多人(特別是在工業(yè)化國(guó)家)為了確保熱帶雨林或某些珍稀瀕危動(dòng)物的永續(xù)存在而自愿捐獻(xiàn)錢(qián)物,而自己并不打算將來(lái)到這些熱帶雨林觀光或利用這些野生動(dòng)物。2.有關(guān)的分類系統(tǒng)(1)McNeely系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品是否具實(shí)物性:直接價(jià)值和間接價(jià)值根據(jù)其產(chǎn)品是否經(jīng)過(guò)市場(chǎng)貿(mào)易和是否被消耗,進(jìn)一步分為:消耗性使用價(jià)值生產(chǎn)性使用價(jià)值非消耗性使用價(jià)值選擇價(jià)值存在價(jià)值2.有關(guān)的分類系統(tǒng)(2)UNEP系統(tǒng)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)1993年編寫(xiě)的《生物多樣性國(guó)情研究指南》中將生物多樣性價(jià)值分為5種類型:具顯著實(shí)物形式的直接價(jià)值無(wú)顯著實(shí)物形式的直接價(jià)值間接價(jià)值選擇價(jià)值消極價(jià)值2.有關(guān)的分類系統(tǒng)(3)Pearce系統(tǒng)英國(guó)著名環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)家皮爾斯1994年將環(huán)境資源的價(jià)值分為2個(gè)部分。直接使用價(jià)值間接使用價(jià)值選擇價(jià)值遺產(chǎn)價(jià)值存在價(jià)值使用價(jià)值非使用價(jià)值環(huán)境資源的價(jià)值2.有關(guān)的分類系統(tǒng)(4)OECD系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)1995年出版的《環(huán)境項(xiàng)目和政策的評(píng)價(jià)指南》基本上沿用了皮爾斯的分類系統(tǒng);但其在分類體系框架圖上將選擇價(jià)值和遺傳價(jià)值、存在價(jià)值放在一個(gè)框內(nèi),意味著選擇價(jià)值是介于使用價(jià)值和非使用價(jià)值之間。

2.有關(guān)的分類系統(tǒng)OCED生物多樣性經(jīng)濟(jì)價(jià)值分類系統(tǒng)(薛達(dá)元,1997)2.有關(guān)的分類系統(tǒng)(5)Pearce和Warford系統(tǒng)皮爾斯和沃福德合著的《世界無(wú)末日:經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展》一書(shū)中,提出了“準(zhǔn)選擇價(jià)值”(quasi-optionvalue)的概念,并將此解釋為“產(chǎn)生于作出了現(xiàn)在進(jìn)行保護(hù)還是開(kāi)發(fā)的決策之后的信息的價(jià)值”,它是指對(duì)未來(lái)效益的認(rèn)識(shí)價(jià)值。在總的分類框架中,準(zhǔn)選擇價(jià)值劃歸在非使用價(jià)值欄下與存在價(jià)值并列,從而與選擇價(jià)值截然分開(kāi),代表了不同的概念。2.有關(guān)的分類系統(tǒng)(6)中國(guó)價(jià)值分類體系1994年國(guó)家科委組織了自然資源核算研究,在對(duì)森林環(huán)境資源價(jià)值評(píng)估的研究中,也提出了使用價(jià)值和非使用價(jià)值的劃分,并提及到選擇價(jià)值和存在價(jià)值的概念(國(guó)家科委社發(fā)司,1995)?!爸袊?guó)生物多樣性國(guó)情研究”項(xiàng)目研究中,王健民等根據(jù)UNEP生物多樣性國(guó)情研究指南要求,并參照有關(guān)文獻(xiàn)和實(shí)際,提出生物多樣性總經(jīng)濟(jì)價(jià)值包括直接使用價(jià)值、間接價(jià)值、潛在使用價(jià)值和存在價(jià)值四個(gè)方面。2.有關(guān)的分類系統(tǒng)中國(guó)生物多樣性國(guó)情研究報(bào)告的價(jià)值分類體系(薛達(dá)元,1997)

三、主要生態(tài)系統(tǒng)類型服務(wù)的功能價(jià)值1.全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值2.中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值1.全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值Costanza等13位生態(tài)學(xué)家采用直接或間接地對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的意愿支付的估計(jì),對(duì)全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行了總的估計(jì)。全球各種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總價(jià)值為33.268×109美元(按1994年價(jià)格計(jì)算),是當(dāng)時(shí)全球GDP的1.8倍。從生態(tài)系統(tǒng)類型看,總價(jià)值中大約有63%來(lái)自海洋,其中大多來(lái)自海濱亞生態(tài)系統(tǒng);37%來(lái)自陸地生態(tài)系統(tǒng),主要來(lái)自森林生態(tài)系統(tǒng)和濕地生態(tài)系統(tǒng)。全球各種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的年平均價(jià)值單位:美元/(hm2·a)2.中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值張新時(shí)院士采用了Costanza等人的計(jì)算方法對(duì)中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行了價(jià)值估算。總價(jià)值約為77834.48億元人民幣/年(以1994年人民幣為基準(zhǔn))。其中,陸地生態(tài)系統(tǒng)效益價(jià)值為56089.46億元/年;海洋為21736.02億元/年。1994年我國(guó)的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)為45006億元,中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)每年提供的效益價(jià)值為GDP的1.73倍。中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)效益的總體評(píng)價(jià)

四、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值全球海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值高達(dá)20.949萬(wàn)億美元/年,平均給人類提供大約為5.77萬(wàn)美元/年·平方公里的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值,沿海地區(qū)平均大約為40.52萬(wàn)美元/年·平方公里。其中,全球河口面積為1.8×108平方公里,在養(yǎng)分循環(huán)、干擾調(diào)節(jié)、生物防治、棲息地/庇護(hù)所、原材料、食物生產(chǎn)、休閑娛樂(lè)、科研文化等方面具有巨大服務(wù)功能價(jià)值,年平均總價(jià)值4.11×109美元(合22.832美元/年·平方公里),占全球各種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)年平均價(jià)值(33.268×109美元/年·平方公里)的12.35%,全球海洋年平均總價(jià)值的19.62%,為海岸帶年平均總價(jià)值的30%。其中,養(yǎng)分循環(huán)、干擾調(diào)節(jié)、生物防治、棲息地/庇護(hù)所四個(gè)方面的服務(wù)價(jià)值占97.23%。四、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值有關(guān)專家對(duì)我國(guó)海洋生態(tài)系統(tǒng)效益價(jià)值做了初步的估算,結(jié)果為21736.02億元/年,雖為全球海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的12.04%,但卻占我國(guó)GDP(1994年)的48.30%。其中近岸海域和海岸帶的生態(tài)系統(tǒng)效益價(jià)值亦高達(dá)12223.04億元/年,分別占中國(guó)海洋生態(tài)系統(tǒng)效益總價(jià)值的27.93%和15.70%。

四、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值國(guó)家海洋局于2005年啟動(dòng)了為期5年“海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其價(jià)值評(píng)估”研究計(jì)劃。目標(biāo)是建立具有我國(guó)海洋生態(tài)特征,適應(yīng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能定量模型和服務(wù)價(jià)值計(jì)算方法,并基于GIS技術(shù)開(kāi)發(fā)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估系統(tǒng),應(yīng)用于評(píng)估渤海、黃海、東海和南海四大生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值和11個(gè)沿海省市區(qū)的近海服務(wù)價(jià)值。評(píng)估赤潮、病原生物和外來(lái)種導(dǎo)致的海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失,為實(shí)現(xiàn)人海和諧的海洋開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)布局和用?;顒?dòng)提供定量評(píng)估技術(shù)支持,為基于生態(tài)系統(tǒng)的海洋管理提供理論支撐。五、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估方法常規(guī)市場(chǎng)評(píng)估方法替代市場(chǎng)評(píng)估方法假想市場(chǎng)評(píng)估方法(一)常規(guī)市場(chǎng)評(píng)估方法常規(guī)市場(chǎng)評(píng)估技術(shù)把生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)或環(huán)境質(zhì)量看做是一個(gè)生產(chǎn)要素,生產(chǎn)要素的變化將導(dǎo)致生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本的變化,進(jìn)而影響價(jià)格和產(chǎn)出水平的變化,而價(jià)格和產(chǎn)出水平的變化是可以觀測(cè)的。常規(guī)市場(chǎng)評(píng)估方法是以直接市場(chǎng)價(jià)值計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值及其變化。1、市場(chǎng)價(jià)格法該方法適用于有實(shí)際市場(chǎng)價(jià)格的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值評(píng)估,如海洋生態(tài)系統(tǒng)食品生產(chǎn)服務(wù)的評(píng)估。由于市場(chǎng)價(jià)格法是基于可觀察的市場(chǎng)行為和數(shù)據(jù),評(píng)估出來(lái)的價(jià)值具有客觀性、可接受性等優(yōu)點(diǎn)。但市場(chǎng)價(jià)格法也有其局限性,表現(xiàn)在以下方面:①適用范圍窄,只有少數(shù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具有市場(chǎng)交易。②由于市場(chǎng)失靈的存在,市場(chǎng)有時(shí)并不能反映生

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