生态系统服务

生态系统服务或“生态服务”被定义为生态系统向人类提供的商品和服务。根据2006年千年生态系统评估(MA)，生态系统服务是人们从生态系统中获得的好处。MA还描绘了以下讨论的四类生态系统服务——支持、供应、调节和文化。

到2010年，文献中已经出现了对生态系统服务的各种工作定义和描述。例如，为了防止生态系统服务审计中的重复计算，生态系统和生物多样性经济学(TEEB)将MA中的支持服务替换为栖息地服务和生态系统功能，定义为生态系统结构和支持能力的过程之间相互作用的子集提供商品和服务的生态系统。

科学机构区分了四种不同类型的生态系统服务：调节服务、供应服务、文化服务和支持服务。一个生态系统不一定同时提供所有四种类型的服务；但鉴于任何生态系统的复杂性，通常认为人类受益于这些服务的组合。不同类型的生态系统（森林、海洋、珊瑚礁、红树林等）提供的服务在性质和结果上各不相同。事实上，一些服务直接影响邻近人群的生计（如淡水、食物或审美价值等），而其他服务则影响人类受到间接影响的一般环境条件（如气候变化、侵蚀法规或自然灾害法规等）。

2005年千年生态系统评估报告将生态系统服务定义为人们从生态系统中获得的利益，并区分了四类生态系统服务，其中所谓的支持服务被视为其他三类服务的基础。

• 净化水和空气
• 碳封存和气候调节
• 废物分解和解毒
• 捕食调节猎物种群
• 生物防治病虫害防治__
• 授粉
• 扰动调节，即防洪

以下服务也称为生态系统商品：

• 食物（包括海鲜和野味）、农作物、野生食物和香料
• 原材料（包括木材、毛皮、薪柴、有机物、饲料和肥料）
• 遗传资源（包括作物改良基因和医疗保健）
• 生物矿物
• 药用资源（包括药物、化学模型以及测试和分析生物体）
• 能源（水电、生物质燃料）
• 观赏资源（包括时装、工艺品、珠宝、宠物、祭祀、装饰品和纪念品，如毛皮、羽毛、象牙、兰花、蝴蝶、观赏鱼、贝壳等）

• 文化（包括以自然为主题的书籍、电影、绘画、民间传说、国家象征、广告等）
• 精神和历史（包括将自然用于宗教或遗产价值或自然）
• 休闲体验（包括生态旅游、户外运动和休闲）
• 科学和教育（包括利用自然系统进行学校游览和科学发现）
• 治疗（包括生态疗法、社会林业和动物辅助疗法）

在某些类别中，这些可能与调节服务无关，但包括但不限于养分循环、初级生产、土壤形成、栖息地提供等服务。这些服务使生态系统能够继续提供食物供应、洪水调节和水净化等服务。斯莱德等人。概述更多物种将最大化更多生态系统服务的情况

了解生态系统服务需要有坚实的生态学基础，它描述了生物体与环境的基本原理和相互作用。由于这些实体相互作用的尺度可能从微生物到景观、毫秒到数百万年不等，剩下的xxx挑战之一是描述它们之间的能量和物质流动。例如，森林地面的面积、其上的碎屑、土壤中的微生物以及土壤本身的特性都将有助于该森林提供碳封存、水净化和侵蚀等生态系统服务的能力对流域内其他区域的预防。请注意，通常可以将多种服务捆绑在一起，当目标目标的利益得到保障时，也可能有辅助利益——同一片森林可能为其他生物提供栖息地以及人类娱乐，这也是生态系统服务。

地球生态系统的复杂性对科学家们提出了挑战，因为他们试图了解生物体、过程及其周围环境之间的关系是如何交织在一起的。由于它与人类生态学有关，生态系统服务研究的建议研究议程包括以下步骤：

• 识别生态系统服务提供者（ESP）——提供特定生态系统服务的物种或种群——并描述它们的功能作用和关系；
• 确定影响ESP在其自然景观中如何发挥作用的群落结构方面，例如稳定功能的补偿反应和可能侵蚀它的非随机灭绝序列；
• 评估影响服务提供的关键环境（非生物）因素；
• ESP及其服务的时空尺度测量。

最近，已经开发出一种技术，通过量化不同物种在效率和丰度方面的相对重要性来改进和标准化ESP功能的评估。这些参数提供了物种如何响应环境变化（即捕食者、资源可用性、气候）的指示，并有助于识别在提供生态系统服务方面非常重要的物种。然而，一个严重的缺点是该技术没有考虑相互作用的影响，这在维持生态系统方面通常既复杂又基本，并且可能涉及不容易被优先检测的物种。即便如此，估计生态系统的功能结构并将其与有关个体物种特征的信息相结合，可以帮助我们了解生态系统的功能结构。环境变化中生态系统的复原力。

许多生态学家还认为，生态系统服务的提供可以通过生物多样性来稳定。增加生物多样性也有利于社会可用的各种生态系统服务。了解生物多样性与生态系统稳定性之间的关系对于管理自然资源及其服务至关重要。

生态冗余的概念有时被称为功能补偿，并假设不止一个物种在生态系统中发挥特定作用。更具体地说，它的特点是特定物种在条件受到压力时提高其提供服务的效率，以维持生态系统的总体稳定性。然而，这种对补偿性物种的依赖增加会给生态系统带来额外的压力，并且往往会增加其对后续干扰的敏感性。冗余假设可以概括为物种冗余增强了生态系统的恢复力。

另一个想法使用飞机机翼上的铆钉类比来比较每个物种的丧失对生态系统功能的指数影响。这有时被称为铆钉弹出。如果只有一个物种消失，整个生态系统效率的损失相对较小；但是，如果丢失了几个物种，系统就会崩溃——类似于失去太多铆钉的飞机。该假设假设物种在其角色上相对专业化，并且它们相互补偿的能力低于冗余假设。因此，任何物种的丧失对生态系统的表现都至关重要。主要区别在于物种丧失影响整个生态系统功能的速度。

第三种解释，称为投资组合效应，将生物多样性与股票持有量进行比较，在这种情况下，多样化可以xxx限度地减少投资的波动性，或者在这种情况下，xxx限度地减少生态系统服务不稳定的风险。这与反应多样性的概念有关，其中一组物种将对给定的环境扰动表现出不同的反应。当一起考虑时，它们创建了一个保持服务完整性的稳定功能。

一些实验已经在现场和实验室中测试了这些假设。在英国的一个实验室ECOTRON，可以模拟自然界的许多生物和非生物因素，研究重点是蚯蚓和共生细菌对植物根系的影响。这些实验室实验似乎支持铆钉假说。然而，一项关于明尼苏达州雪松溪保护区草原的研究支持冗余假设，许多其他实地研究也支持这一假设。

河口和沿海生态系统都是海洋生态系统。这些生态系统共同以多种方式提供四类生态系统服务：调节服务包括气候调节以及废物处理和疾病调节以及缓冲区。供应服务包括林产品、海产品、淡水、原材料、生化和遗传资源。沿海生态系统的文化服务包括励志方面、娱乐和旅游、科学和教育。沿海生态系统的支持服务包括养分循环、生物介导的栖息地和初级生产。

海岸及其邻近地区和近海是当地生态系统的重要组成部分。河口淡水和咸水（微咸水）的混合物为海洋生物提供了许多营养。盐沼、红树林和海滩也支持对食物链至关重要的植物、动物和昆虫的多样性。高水平的生物多样性创造了高水平的生物活动，几千年来一直吸引着人类活动。海岸还为生物提供赖以生存的基本材料，包括河口、湿地、海草、珊瑚礁，还有红树林。海岸为候鸟、海龟、海洋哺乳动物和珊瑚礁提供栖息地。

调节服务是从调节生态系统过程中获得的收益。就沿海和河口生态系统而言，这些服务包括气候调节、废物处理和疾病控制以及自然灾害调节。

海洋生态系统的生物和非生物集合都在气候调节中发挥作用。当涉及到大气中的气体时，它们就像海绵一样，保留了大量的二氧化碳和其他温室气体（甲烷和一氧化二氮）。海洋植物也将二氧化碳用于光合作用，并有助于减少大气中的二氧化碳。海洋吸收大气中的热量并通过水流重新分配热量，而大气过程（如蒸发和光的反射）使上覆大气冷却和变暖。因此，海洋温度对于调节世界任何地方的大气温度都是必不可少的：如果没有海洋，地球在白天将变得难以忍受，而在晚上，即使没有结冰，地球也会变得寒冷。

海洋生态系统提供的另一项服务是废物处理，从而有助于调节疾病。废物可以通过跨海洋生态系统的运输被稀释和解毒；污染物从环境中去除，并在海洋生态系统中储存、掩埋或回收：海洋生态系统通过微生物群落分解有机废物，这些微生物群落过滤水，减少/限制富营养化的影响，并将有毒碳氢化合物分解成二氧化碳等基本成分、氮、磷和水。废物被大量水稀释并随水流移动的事实导致疾病的调节和海鲜中有毒物质的减少。

关于生态系统服务的环境和经济价值存在一些问题。有些人可能不了解一般环境和人类与自然环境的相互关系，这可能会引起误解。尽管当今世界的环境意识正在迅速提高，但生态系统资本及其流动仍然知之甚少，威胁不断施加，我们遭受着所谓的“公地悲剧”。现在，许多让决策者了解当前与未来成本和收益的努力都涉及组织科学知识并将其转化为经济学，它以可比的单位对人类福祉的影响阐明了我们选择的后果。这一过程的一个特别具有挑战性的方面是，解释从一个时空尺度收集的生态信息并不一定意味着它可以应用于另一个。了解与生态系统服务相关的生态过程动态对于帮助经济决策至关重要。诸如服务的不可替代性或捆绑服务之类的加权因素也可以分配经济价值，从而使目标实现变得更有效率。

生态系统服务的经济估值还涉及社会交流和信息，这些领域仍然特别具有挑战性，是许多研究人员关注的焦点。总的来说，这个想法是，尽管个人出于各种原因做出决定，但趋势揭示了社会的总体偏好，从中可以推断和分配服务的经济价值。以货币形式评估生态系统服务的六种主要方法是：

• 避免的成本：服务使社会能够避免在没有这些服务的情况下会产生的成本（例如，湿地栖息地的废物处理避免了健康成本）
• 重置成本：可以用人造系统替代服务（例如，恢复卡茨基尔流域的成本低于建造净水厂的成本）
• 要素收入：服务提供增加收入（例如改善水质增加渔业的商业收益并提高渔民的收入）
• 旅行成本：服务需求可能需要旅行，其成本可以反映服务的隐含价值（例如生态旅游体验的价值至少是游客愿意为到达那里所支付的费用）
• 享乐定价：服务需求可能反映在人们为相关商品支付的价格中（例如沿海房价超过内陆房价）
• 或有估值：服务需求可以通过提出涉及一些替代方案估值的假设情景来引发（例如，游客愿意为增加进入国家公园的机会付费）

1997年发表的一项同行评审研究估计，世界生态系统服务和自然资本的价值在每年16-54万亿美元之间，平均每年为33万亿美元。然而，Salles(2011)指出“生物多样性的总价值是无限的，因此争论什么是自然的总价值实际上是没有意义的，因为我们不能没有它”。

截至2012年，许多公司并未完全意识到它们对生态系统的依赖程度和影响以及可能产生的后果。同样，环境管理系统和环境尽职调查工具更适合处理污染和自然资源消耗等传统问题。大多数关注环境影响，而不是依赖。一些工具和方法可以帮助私营部门评估和评估生态系统服务，包括我们的生态系统、2008年企业生态系统服务审查、2007年的环境与可持续发展人工智能(ARIES)项目、自然价值倡议(2012)和InVEST(生态系统服务与权衡的综合评估，2012年）

虽然人类对地球生态系统的依赖这一概念可以追溯到智人存在的开始，但“自然资本”一词最早是由EFSchumacher于1973年在他的著作《小即美丽》中创造的。对生态系统如何为人类提供复杂服务的认识至少可以追溯到柏拉图（约公元前400年），他明白砍伐森林会导致水土流失和泉水干涸。生态系统服务的现代观念可能始于1864年马什通过指出土壤肥力的变化来挑战地球的自然资源是无限的这一观念。在地中海。直到1940年代后期，三位主要作者——HenryFairfieldOsborn,Jr、WilliamVogt和AldoLeopold——才促进人们认识到人类对环境的依赖。

1956年，PaulSears提请注意生态系统在处理废物和循环利用养分方面的关键作用。1970年，PaulEhrlich和RosaWeigert在他们的环境科学教科书中呼吁关注生态系统以及对人类生存的最微妙和最危险的威胁……人类自身活动对这些生态系统的潜在破坏人类物种的存在依赖于此。

环境服务一词是在1970年的关键环境问题研究报告中引入的，其中列出了包括昆虫授粉、渔业、气候调节和洪水控制在内的服务。在随后的几年中，该术语的变体被使用，但最终“生态系统服务”成为科学文献中的标准。

虽然GretchenDaily最初的定义区分了生态系统产品和生态系统服务，但RobertCostanza及其同事后来的工作以及千年生态系统评估的工作将所有这些都归为生态系统服务。