内容正文:
地理选择性必修3 · 第一章第一节 · 自然环境的服务功能
第一节自然环境的服务功能讲义
学习目标
本节学习目标
1. 理解自然环境服务功能的概念及其重要性
1. 掌握自然环境服务功能的四大分类:供给服务、调节服务、文化服务、支撑服务
1. 能够举例说明各类服务功能的具体表现
1. 理解可持续利用自然环境服务功能的意义
1. 运用所学知识分析修建水坝等人类活动对自然环境服务功能的影响
一、自然环境服务功能的概念
1. 概念引入
人类不仅从自然环境中获得食物、淡水、木材、各种矿产等物质资源,还享受了自然环境提供的质量良好的空气、舒适的气候以及娱乐和审美体验等。这些人类从自然环境中获得的各种益处,就是自然环境的服务功能。
自然环境是人类生存和发展的基础。正如习近平总书记所指出的:“绿水青山就是金山银山”,自然生态是有价值的,保护自然就是增值自然价值和自然资本的过程。
图1-1 一棵树的生态价值(供给木材、调节气候、涵养水源、净化空气等)
2. 核心概念
概念卡片
自然环境服务功能:指人类从自然环境中获得的各种益处,包括有形的物质供给和无形的精神享受、生态调节等。
自然资本:指自然界中能够为人类提供服务的自然资源和自然环境的存量,如森林、土壤、水体、大气等。
生态系统服务:与自然环境服务功能含义相近,是联合国千年生态系统评估(MA)提出的概念框架。
二、自然环境服务功能的分类
根据联合国千年生态系统评估(Millennium Ecosystem Assessment, 2003),自然环境的服务功能可分为四大类:供给服务、调节服务、文化服务和支撑服务。这四类服务相互联系、相互依存,共同维持着地球生命支持系统。
图1-2自然环境服务功能分类关系图
图1-3自然环境服务功能扇形分类图
1. 四大服务功能一览表
服务类型
核心作用
典型实例
供给服务
提供自然资源,满足生存发展需求
食物、淡水、木材、矿产、燃料、纤维
调节服务
提供适宜生存环境,化解环境问题
调节气候、净化空气、涵养水源、防风固沙
文化服务
提供精神享受、审美体验
旅游观光、休闲娱乐、美学价值、教育科研
支撑服务
维持自然环境自身稳定状态
光合作用、养分循环、土壤形成、维持生物多样性
2. 供给服务(Provisioning Services)
自然环境的供给服务主要是为人类提供自然资源,满足人类生存和发展的空间与物质、能量需求。这是人类开发利用强度最大的一类服务。
主要内容包括:
1. 食物供给:农作物、畜牧产品、水产品、野生食物等
1. 淡水资源:河流、湖泊、地下水等提供的人类生产生活用水
1. 原材料:木材、纤维(棉花、麻类)、橡胶、树脂等
1. 能源资源:煤炭、石油、天然气、薪柴、生物质能等
1. 矿产资源:金属矿产、非金属矿产等
1. 遗传资源与生化药剂:药用植物、基因资源等
重点提示
供给服务是人类赖以生存的物质基础,但随着经济发展,人类从自然环境中获取资源的种类和数量不断增加,如果超过自然环境的供给能力,就会导致资源枯竭和环境退化。
3. 调节服务(Regulating Services)
自然环境的调节服务为人类提供相对适宜的生存环境。如自然界中的水能够调节温度的波动幅度、净化空气、容纳和降解人类排放的废弃物等。人类社会发展带来的许多环境问题,需要通过自然环境的调节服务来化解。
图1-4森林的调节服务功能(净化空气、调节气候)
主要内容包括:
1. 气候调节:森林、海洋等吸收二氧化碳,调节区域和全球气候
1. 水文调节:森林涵养水源、湿地调蓄洪水、地下水补给等
1. 空气净化:植被吸收二氧化硫等污染物,释放氧气
1. 水质净化:湿地、土壤等过滤和降解水体污染物
1. 防风固沙:植被降低风速、固定土壤、防止沙漠化
1. 病虫害控制:生态系统中的天敌控制害虫种群
拓展思考
森林被称为“地球之肺”,不仅因为森林通过光合作用释放氧气(支撑服务),还因为森林能吸收二氧化碳、调节区域气候(调节服务)。一片森林的价值远远不止其作为林产品的经济价值。
4. 文化服务(Cultural Services)
自然环境的文化服务是指人类从自然环境中获得的精神享受、审美体验等非物质收益,可以陶冶人们的情操,丰富人类的精神世界。
图1-5 森林景观的文化服务——审美体验与精神享受
主要内容包括:
1. 旅游观光:自然景观(名山大川、森林、海滨等)吸引游客
1. 休闲娱乐:登山、徒步、露营、观鸟等户外活动的场所
1. 美学价值:自然景观激发艺术创作(文学、绘画、音乐等)
1. 精神与宗教价值:某些自然场所具有神圣意义或精神寄托
1. 教育与科研:自然生态系统是科学研究和科普教育的重要基地
典型实例
张家界国家森林公园每年吸引数百万游客,不仅提供了美学享受和休闲场所(文化服务),其森林生态系统还在持续提供涵养水源、净化空气的调节服务和木材等供给服务。这正是自然环境多功能性的体现。
5. 支撑服务(Supporting Services)
自然环境支撑服务的作用是维持自然环境自身的相对稳定状态。支撑服务是其他三类服务的基础,没有支撑服务,供给服务、调节服务和文化服务都无法持续。
图1-6水循环——支撑服务的基础过程之一
主要内容包括:
1. 光合作用:植物利用太阳能将CO₂和H₂O转化为有机物,释放O₂
1. 养分循环:碳、氮、磷等元素在生物与环境之间循环
1. 土壤形成:岩石风化与有机质积累形成肥沃土壤
1. 维持生物多样性:为物种提供栖息地,维持基因库
1. 初级生产:将太阳能转化为生物能,支撑食物链
关键区别
支撑服务 vs 调节服务:
支撑服务是其他所有服务的基础(如养分循环、土壤形成),通常不直接被人类利用;调节服务是生态系统对环境过程的主动调节(如气候调节、水质净化),人类可以直接受益。
6. 四类服务功能的关系
四类服务功能并不是孤立的,而是相互联系、相互依存的有机整体。支撑服务是基础,为其他三类服务提供根本保障;供给服务、调节服务和文化服务是人类可以直接感知和利用的服务。
关系特征
说明
层次性
支撑服务处于最底层,是其他服务的基础;供给、调节、文化服务建立在支撑服务之上
整体性
四类服务构成一个整体,任何一类的破坏都可能影响其他类别
协同性
同一生态系统可以同时提供多种服务(如森林既供木材又调节气候)
权衡性
过度利用某一类服务可能损害其他服务(如过度砍伐损害调节功能)
三、案例分析:森林的综合服务功能
以森林为例,一片森林不仅要计算它作为林产品的经济价值,也要计算其作为空气“净化器”、土壤“稳定器”、洪涝“控制器”、生物栖息地、旅游休憩地等的生态和文化价值。
图1-7森林:地球的“绿色肺脏”——综合服务功能的典型代表
森林的四大服务功能
服务类型
森林的具体表现
供给服务
提供木材、竹材、果实、药材、树脂、食用菌等林产品
调节服务
调节气候(碳汇)、净化空气、涵养水源、保持水土、防风固沙、降低噪声
文化服务
森林旅游、康养、休闲游憩、美学欣赏、科研教育
支撑服务
光合作用释放氧气、养分循环、土壤形成、为野生动植物提供栖息地、维持生物多样性
知识拓展
我国森林覆盖率已达24.02%,森林面积2.31亿公顷,贡献了全球约1/4的新增绿化面积。森林既是水库、钱库、粮库,也是碳库,是气候的天然调节器,也是众多陆地生物栖息的家园。
据估计,全球GDP的一半以上依赖于森林等生态系统服务。1990—2020年全球共有4.2亿公顷森林因砍伐而消失,遏制毁林是减缓气候变化最具成本效益的行动之一。
四、可持续利用自然环境的服务
1. 可持续利用的原则
自然环境服务功能是人类生存和发展的基础。然而,如果人类对自然环境的开发利用超过了其自我修复能力,就会导致服务功能退化甚至丧失。因此,可持续利用自然环境服务是人类社会发展的必然要求。
核心原则:
1. 适度利用:不超过自然环境的承载能力和自我修复能力
1. 统筹兼顾:综合考虑四类服务功能,避免顾此失彼
1. 代际公平:满足当代人需求的同时,不损害后代人的利益
1. 因地制宜:根据不同地区自然环境特点,制定合理的利用方案
2. 案例分析:修建水坝对自然环境服务功能的影响
修建水坝是人类利用自然环境服务的典型案例。水坝可以提供发电、灌溉、供水、防洪等多种供给服务和调节服务,但同时也可能对自然环境的其他服务功能产生负面影响。
图1-8 水坝建设对自然环境服务功能的正负面影响
水坝的正面影响(服务功能增强):
1. 供给服务:提供清洁水电能源、灌溉用水、城市供水
1. 调节服务:调蓄洪水、调节河流径流、改善下游水文条件
水坝的负面影响(服务功能减弱):
1. 支撑服务:阻断鱼类洄游通道,影响水生生物繁殖;改变河流自然径流,影响下游生态系统
1. 文化服务:淹没历史文化遗产、自然景观和居民点
1. 调节服务:水库蓄水可能导致地质灾害风险增加;泥沙淤积影响下游土壤肥力
综合研判
修建水坝的启示:
任何一项开发自然环境的工程,都应综合考虑其对四类服务功能的影响。需要在经济效益与生态保护之间寻找平衡,实现自然环境的可持续利用。这正体现了“绿水青山就是金山银山”的理念——保护生态环境就是保护生产力。
五、本节小结
知识框架
知识模块
核心要点
概念
自然环境服务功能 = 人类从自然环境获得的各种益处
分类
供给服务、调节服务、文化服务、支撑服务(四大类)
供给服务
提供物质资源:食物、水、木材、矿产、能源等
调节服务
维持适宜环境:气候调节、净化、涵养水源、防风固沙等
文化服务
非物质收益:旅游、审美、精神享受、教育科研等
支撑服务
维持系统稳定:光合作用、养分循环、土壤形成、生物多样性
可持续利用
适度利用、统筹兼顾、代际公平、因地制宜
案例分析
修建水坝——增强供给和调节服务,但可能损害支撑和文化服务
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