生態系サービス

生態系サービスとは、人間が生態系から得る様々な恩恵のことです。自然環境の相互につながった生物的および非生物的要素は、作物の受粉、きれいな空気と水、廃棄物の分解、洪水調節などの恩恵をもたらします。生態系サービスは人間の幸福にとって不可欠です。それらは、きれいな水、食料、気候調節など、自然からの直接的および間接的な恩恵をもたらします。^{[ 1 ]}

生態系サービスはサービスのカテゴリーに分類され、これは2000年代初頭に国連のミレニアム生態系評価（MA）イニシアチブによって普及しました。これらのグループの定義方法は分類システムによって異なります。MAはサービスを4つの大まかなカテゴリーに分類しています。これらは、食料や水の生産などの供給サービス、気候や病気の制御などの調整サービス、栄養循環や酸素生成などの支援サービス、レクリエーション、観光、精神的な満足などの文化サービスです。 ^{[ 2 ]}

例えば、河口域や沿岸域の生態系は、さまざまな方法で4つのカテゴリーの生態系サービスを提供する海洋生態系です。第一に、供給サービスには海洋資源と遺伝資源が含まれます。^{[ 3 ]}第二に、支援サービスには栄養循環と一次生産が含まれます。第三に、調整サービスには炭素隔離（気候変動の緩和に役立ちます）と洪水制御が含まれます。最後に、文化サービスにはレクリエーションと観光が含まれます。生態系サービスの評価には、それらに経済的価値を割り当てることが含まれる場合があります。

生態系サービスまたはエコサービスは、生態系が人間に提供する財やサービスと定義されます。 ^{[ 4 ]} 2006年のミレニアム生態系評価（MA）によると、生態系サービスは「人々が生態系から得る利益」と定義されています。^{[ 2 ]}

グレッチェン・デイリーの当初の定義では生態系財と生態系サービスが区別されていたが、ロバート・コスタンザと同僚らの後の研究やMAの研究では、これら全てを生態系サービスとしてまとめていた。^{[ 5 ] [ 6 ]}

生態系サービスの分類は、分類システムによって異なります。ミレニアム生態系評価（MA）では、サービスを規制サービス、供給サービス、文化サービス、支援サービスの4つのグループに分類しており、いわゆる支援サービスは他の3つのカテゴリーのサービスの基礎とみなされています。^{[ 7 ]}

生態系は必ずしも 4 種類のサービスすべてを同時に提供するわけではありませんが、生態系の複雑な性質を考えると、人間はこれらのサービスの組み合わせから恩恵を受けると一般的に考えられています^{[ 8 ] [ 9 ]}。多様なタイプの生態系 (森林、海、サンゴ礁、マングローブ、牧草地など) が提供するサービスは、性質も結果も異なります。実際、一部のサービスは近隣の人間の生活に直接影響を与えます (淡水、食料、美的価値など) が、他のサービスは人間が間接的に影響を受ける一般的な環境条件に影響を与えます (気候変動、侵食の抑制、自然災害の抑制など)。^{[ 10 ]}

2010年までに、文献では生態系サービスのさまざまな作業定義と説明が発展してきた。^{[ 11 ]}例えば、生態系サービスの監査で二重カウントを防ぐために、『生態系と生物多様性の経済学』では、 MAの「サポートサービス」を「生息地サービス」に置き換え、「生態系機能」を「生態系の構造と、生態系が財やサービスを提供する能力を支えるプロセスとの相互作用のサブセット」と定義した。^{[ 12 ]}これは、文化的サービスと供給サービスのカテゴリーを使用するが、規制サービスと生息地サービスを「規制および維持サービス」のカテゴリーに統合した、生態系サービスの共通国際分類によってさらに発展した。^{[ 13 ]}

プロビジョニングサービス

供給サービスは「生態系から得られるすべての製品」で構成されます。以下のサービスは生態系財としても知られています。^{[ 14 ]}

• 食料（魚介類や狩猟肉を含む）、農作物、野生の食材、香辛料
• 原材料（木材、皮革、薪、有機物、飼料、肥料など）
• 遺伝資源（作物改良遺伝子、医療を含む）
• 生物起源鉱物
• 医療資源（医薬品、化学モデル、試験・分析用生物を含む）
• エネルギー（水力発電、バイオマス燃料）
• 装飾品（ファッション、工芸品、宝飾品、ペット、宗教的儀式、装飾品、毛皮、羽毛、象牙、蘭、蝶、観賞魚、貝殻などの土産物を含む）

森林由来の製品

森林と森林管理は、丸太、製材、パネル、集成材などの加工木材、パルプ、紙など、多種多様な木材製品を生産します。^{[ 15 ]}木材の生産に加えて、林業活動は、薪、木炭、木材チップ、未加工の丸太など、ほとんど加工されない製品も生み出すことがあります。^{[ 16 ]} 2018 年、主要な木材製品すべての世界的な生産と貿易は、過去最高の値を記録しました。 ^{[ 17 ]}丸太、製材、木質パネル、木材パルプ、木炭、ペレットの生産、輸入、輸出は、FAO が世界の森林製品統計の報告を開始した1947 年以来、最大量に達しました。^{[ 18 ] 2018 年、主要な木材製品グループの生産の伸びは、} 1% (木質パネル) から 5% (工業用丸太) の範囲でし^{た。[ 17 ]}最も急速な成長はアジア太平洋、北米、ヨーロッパ地域で発生しており、これはこれらの地域の経済成長が好調だったためと考えられる。^{[ 17 ]}欧州連合の領土の 40% 以上が森林で覆われている。この地域は近年、植林によって年間約 0.4% の割合で成長している。欧州連合では、年間森林成長量のわずか 60% しか伐採されていない。^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

森林は、飼料、芳香植物や薬用植物、野生の食料など、木材以外の林産物も提供します。世界中で約10億人が、野生の肉、食用昆虫、食用植物製品、キノコ、魚などの野生の食料に何らかの形で依存しており、これらには重要な微量栄養素が豊富に含まれていることがよくあります。^{[ 18 ]}森林の食料を栄養源として利用することの価値は、低所得国や中所得国に限ったものではありません。欧州連合（EU）では1億人以上が定期的に野生の食料を消費しています。^{[ 18 ]}都市部と農村部の両方で、約24億人が調理に木材由来のエネルギーを使用しています。^{[ 18 ]}

規制サービス

調節サービスとは、「生態系プロセスの調節から得られる利益」のことである。^{[ 22 ]}これらには以下が含まれる。

• 水と空気の浄化
• 炭素隔離（これは気候変動緩和に貢献する）
• 廃棄物の分解と解毒
• 捕食は獲物の個体数を調整する
• 生物的防除による害虫および病気の防除
• 受粉
• 撹乱制御、すなわち洪水防御^{[ 23 ]}

水質浄化

生態系サービスとしての浄水の例は次のとおりです。ニューヨーク市では、飲料水の水質が米国環境保護庁（EPA）が定める基準を下回ったため、当局は、以前は浄水という生態系サービスを提供していた汚染されたキャッツキル流域を再生することを選択しました。流域への下水や農薬の流入が減少すると、土壌による化学物質の吸収やろ過などの自然の非生物的プロセスと、根系や土壌微生物による生物的リサイクルによって、水質は政府基準を満たすレベルまで改善しました。この自然資本への投資コストは10億～15億ドルと推定され、浄水場の建設コスト60億～80億ドルと年間3億ドルの運営コストとは劇的に対照的でした。^{[ 24 ]}

受粉

米国の食料生産の 15〜30% はミツバチによる作物の受粉を必要としており、大規模農家のほとんどは、このサービスを提供するために外来種のミツバチを輸入しています。2005 年の研究^{[ 25 ]}では、カリフォルニアの農業地域では、野生のミツバチだけで部分的または完全な受粉サービスを提供したり、行動的相互作用を通じてミツバチが提供するサービスを強化したりできることがわかったと報告されています。しかし、集約的な農業慣行は、種の喪失を通じて受粉サービスを急速に低下させる可能性があります。残った種はこれを補うことができません。この研究の結果はまた、農場から 1〜2 km以内の野生のミツバチが利用できるチャパラルとオーク林の生息地の割合が、受粉サービスの提供を安定させ、強化できることを示唆しています。このような生態系要素の存在は、農家にとって保険のようなものとして機能します。 

受粉サービスを増やすもう 1 つの方法は、野生のミツバチが餌を探せる在来の花の量を増やすことです。これは、近隣の都市部に特定の花を植えることによって、あるいは農場自体に植えることによっても行うことができます^。 [ ^{26 ] [ 27 ] [ 28 ]}

緩衝地帯

沿岸および河口の生態系は、洪水、サイクロン、高潮、暴風雨などの自然災害や環境撹乱に対する緩衝地帯として機能します。その役割は、影響の一部を「吸収」し、それによって土地への影響を「軽減」することです。^{[ 29 ]}湿地（塩水沼、塩沼などを含む）とそこに生育する植生（樹木、根のマットなど）は、大量の水（地表水、雪解け水、雨、地下水）を保持し、その後ゆっくりと放出することで、洪水の可能性を低下させます。^{[ 30 ]}マングローブ林は、海岸線を潮汐侵食や潮流による侵食から保護します。このプロセスは、1999年にインドを襲ったサイクロン後に研究されました。マングローブ林に囲まれた村は、マングローブに保護されていない他の村よりも被害が少なかったです。^{[ 31 ]}

サポートサービス

支援サービスとは、他の生態系サービスが存在することを可能にするサービスのことです。これらは人間に間接的な影響を与え、その影響は長期間続きます。いくつかのサービスは、支援サービスと調整/文化/供給サービスの両方であると考えることができます。^{[ 32 ]}

生態系を支えるサービスには、例えば栄養循環、一次生産、土壌形成、生息地の提供などが含まれます。これらのサービスによって、生態系は食料供給、洪水調節、水質浄化といったサービスを提供し続けることが可能になります。

栄養循環

栄養循環とは、生物的および非生物的プロセスによって生態系を通して栄養素が移動することである。^{[ 33 ]}海洋は、炭素、窒素、リンなどの栄養素の巨大な貯蔵庫である。栄養素は海洋食物網の基本生物に吸収され、ある生物から別の生物へ、またある生態系から別の生態系へと伝達される。栄養素は、生物が死んで分解される際に、そのライフサイクルを通してリサイクルされ、栄養素は近隣の環境に放出される。「栄養循環のサービスは、すべての生物が生存するために栄養素の絶え間ない供給を必要とするため、最終的には他のすべての生態系サービスに影響を与える。」^{[ 29 ]}

一次生産

一次生産とは、光合成や化学合成などのプロセスを通じて、有機物、すなわち化学的に結合したエネルギーを生産することを指します。一次生産者によって生産される有機物は、すべての食物網の基盤を形成します。さらに、動物や人間を維持するために必要な分子である酸素（O2）を生成します。^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]}平均して、人間は1日に約550リットルの酸素を消費しますが、植物は10グラムの成長あたり1.5リットルの酸素を生成します。^{[ 38 ]}

河口域と沿岸海洋生態系はどちらも海洋生態系です。これらの生態系は、さまざまな方法で4つの生態系サービスを提供します。供給サービスには、森林産物、海洋産物、淡水、原材料、生化学資源、遺伝資源が含まれます。調節サービスには、炭素隔離（気候変動緩和への貢献）、廃棄物処理、疾病抑制、緩衝地帯が含まれます。沿岸生態系の支援サービスには、栄養循環、生物媒介生息地、一次生産が含まれます。沿岸生態系の文化的サービスには、インスピレーションを与える側面、レクリエーションと観光、科学と教育が含まれます。

海岸とその周辺の陸上および沖合の地域は、地域の生態系の重要な部分です。河口の淡水と海水（汽水）の混合は、海洋生物に多くの栄養分を提供します。塩性湿地、マングローブ、砂浜は、食物連鎖に不可欠な多様な植物、動物、昆虫も支えています。^{[ 47 ]}高い生物多様性は高い生物活動を生み出し、何千年にもわたって人間の活動を惹きつけてきました。海岸はまた、河口、湿地、海草、サンゴ礁、マングローブなど、生物が生きるために必要な物質を作り出します。海岸は渡り鳥、ウミガメ、海洋哺乳類、サンゴ礁の生息地を提供します。^{[ 48 ]}

生態系サービスの環境的および経済的価値については疑問が残る。^{[ 49 ]}環境全般や人類と自然環境との相互関係について認識していない人もいるため、誤解が生じる可能性がある。現代社会では環境意識が急速に向上しているものの、生態系資本とその流れは依然として十分に理解されておらず、脅威は依然として存在し、いわゆる「共有地の悲劇」に苦しんでいる。^{[ 50 ]}現在と将来のコストと便益について意思決定者に情報を提供する多くの取り組みは、科学的知識を経済学に整理・翻訳し、人間の幸福に対する影響を比較可能な単位で明確にするものである。^{[ 6 ]}このプロセスで特に難しい点は、ある時空間スケールで収集された生態学的情報を解釈しても、必ずしも別のスケールに適用できるとは限らないことである。生態系サービスに関連する生態学的プロセスのダイナミクスを理解することは、経済的意思決定を支援する上で不可欠である。^{[ 51 ]}サービスの代替不可能性やバンドルされたサービスなどの重み付け要因によって経済的価値を配分することで、目標達成がより効率的になることもあります。

生態系サービスの経済的評価には、社会的なコミュニケーションと情報も含まれており、これらは特に困難な分野であり、多くの研究者の焦点となっています。^{[ 52 ]}一般的に、個人はさまざまな理由で意思決定を行いますが、傾向は社会の集合的な嗜好を明らかにし、そこからサービスの経済的価値を推測して割り当てることができます。生態系サービスを金銭的に評価する6つの主要な方法は次のとおりです。^{[ 53 ]}

• 回避されたコスト：サービスによって社会は、それらのサービスがなかった場合に発生するはずだったコストを回避することができる（例：湿地生息地による廃棄物処理は医療費を回避する）。
• 代替コスト：サービスは人工システムで代替できる（例：キャッツキル流域の復元費用は浄水場の建設費用よりも安い）。
• 要素所得：サービスは所得の向上をもたらす（例：水質の改善は漁業の商業漁獲量を増加させ、漁師の所得を向上させる）。
• 移動コスト：サービス需要によっては移動が必要となる場合があり、そのコストはサービスの潜在的な価値を反映する可能性がある（例えば、エコツーリズム体験の価値は、少なくとも訪問者がそこへ行くために支払う意思のある金額である）。
• 快楽価格設定：サービス需要は、関連商品に対する人々の支払価格に反映される可能性がある（例：沿岸部の住宅価格は内陸部の住宅価格を上回る）。
• 条件付き評価法：代替案の評価を含む仮想シナリオを提示することで、サービス需要を引き出すことができる（例：国立公園へのアクセス向上に対して料金を支払う意思のある観光客）。

1997年に発表された査読済みの研究では、世界の生態系サービスと自然資本の価値は年間16兆ドルから54兆ドルの間であり、平均は年間33兆ドルと推定されています。^{[ 54 ]}しかし、Salles（2011）は「生物多様性の総価値は無限であるため、自然の総価値について議論することは実際には無意味です。なぜなら、私たちは自然なしでは生きていけないからです」と述べています。^{[ 55 ]}

2012年時点では、多くの企業は自社の生態系への依存度と影響、そして起こりうる影響を十分に認識していませんでした。同様に、環境管理システムや環境デューデリジェンスツールは、汚染や天然資源の消費といった「従来型」の問題に対処するのに適しています。ほとんどは環境への影響に焦点を当てており、依存度には焦点を当てていません。民間部門が生態系サービスの価値を評価し、評価するのに役立つツールや手法はいくつかあり、Our Ecosystem ^{[ 56 ]}、2008年の企業生態系サービスレビュー^{[ 57 ]}、2007年の環境と持続可能性のための人工知能（ARIES）プロジェクト^{[ 58 ]} 、 Natural Value Initiative（2012年）^{[ 59 ]}、InVEST（生態系サービスとトレードオフの統合評価、2012年）^{[ 60 ]などがあります。}

コスト比較の例として、米国国防総省の土地は、炭素貯蔵、気候変動への耐性、絶滅危惧種の生息地など、地域社会に相当な生態系サービスを提供していると言われています。^{[ 61 ] [ 62 ]} 2020年現在、エグリン空軍基地は年間約1億1000万ドルの生態系サービスを提供していると言われており、基地がない場合よりも4000万ドル多くなっています。^{[ 61 ]}

支払い

生態系サービスに対する支払い（PES）、または環境サービス（または便益）に対する支払いは、農家や土地所有者が土地を管理して何らかの生態系サービスを提供する代わりに提供されるインセンティブです。これらは「自発的な提供者への条件付き支払いを通じて環境サービスを追加的に提供するための透明なシステム」と定義されています。^{[ 63 ]}これらのプログラムは、市場における天然資源の保全を促進します。

生態系サービスに対する革新的な支払い方法

ラオス北部では、生態系サービスに対する参加型かつ公平性を重視した支払いにより、315の小規模農家が森林牧畜システムを採用することができました。農家や地方自治体と共同で設計されたこの取り組みは、農業生産性を低下させる土壌侵食や生態系サービスの喪失に対処するものでした。インセンティブ、研究に基づく意思決定支援ツール、在来種子システムの強化を組み合わせることで、このモデルは気候変動に強い農業と持続可能な生計のための拡張可能な道筋を提供します。^{[ 64 ]}

生態系サービスの評価に関して金銭的価格設定は継続されているものの、政策の実施と管理における課題は重大かつ相当なものである。共有資源の管理は、広範な学術的研究の対象となってきた。^{[ 65 ] [ 66 ] [ 67 ] [ 68 ] [ 69 ]}問題の定義から、実用的かつ持続可能な方法で適用できる解決策の発見まで、克服すべき課題は多い。選択肢を検討する際には、現在および将来の人間のニーズのバランスを取る必要があり、意思決定者はしばしば有効ではあるが不完全な情報に基づいて行動しなければならない。^{[ 70 ]}既存の法的政策は、通常、生態系の健康とサービスを保護するために必要な手段と一致しない人間の健康に基づく基準に関係しているため、不十分であると見なされることが多い。2000年に、入手可能な情報を改善するために、生態系サービスフレームワーク（ESF ^{[ 71 ]} ）の導入が提案された。これは、環境保護の生物物理学的側面と社会経済的側面を統合し、学際的な情報と専門用語を通して機関を導き、戦略的な選択を方向付けるように設計されている。

2005 年時点では、作物の受粉などのサービスや水などの資源に対して、地域から地方レベルでの共同管理の取り組みが適切であると考えられていました。 ^{[ 25 ] [ 65 ]} 1990 年代にますます人気が高まったもう 1 つのアプローチは、生態系サービスの保護のマーケティングです。サービスの支払いと取引は、炭素隔離源の保護や生態系サービス提供者の回復などの活動に対してクレジットを取得できる、世界的に出現している小規模な解決策です。場合によっては、そのようなクレジットを扱う銀行が設立され、保全会社が株式市場に上場し、経済活動との並行関係と社会の認識と結びつく機会がますます定義されています。^{[ 6 ]}しかし、実施には明確に定義された土地の権利が不可欠ですが、これは多くの開発途上国ではしばしば欠如しています。^{[ 72 ]}特に、森林が豊富な多くの開発途上国では、森林破壊に苦しんでおり、さまざまな森林利害関係者の間で紛争が発生しています。^{[ 72 ]}さらに、このようなグローバルな取引に関する懸念事項には、他の場所で犠牲になったサービスや資源に対する補償の不一致や、無責任な利用に対する誤った保証などが含まれます。2001 年現在、別のアプローチでは、生態系サービスの生物多様性ホットスポットの保護に重点が置かれています。多くの生態系サービスの保全がより伝統的な保全目標 (すなわち生物多様性) と一致するという認識から、それらの相互の成功を最大化するために目標を統合することが提案されています。これは、景観全体にわたってサービスの流れを可能にするネットワークを採用する場合に特に戦略的であり、投資家の多様化を通じてサービスを保護するための資金を確保することも容易になる可能性があります。^{[ 73 ] [ 74 ]}

例えば、2013年時点では、貝類の生産と回復によって提供される生態系サービスの評価に関心が寄せられていました。^{[ 75 ]}食物連鎖の下位に位置するキーストーン種であるカキなどの二枚貝は、周囲の多様な種にとって不可欠な多くの機能を果たすことで、複雑な種のコミュニティを支えています。また、一部の貝類は多くの生態学的プロセスに影響を与えたり制御したりする可能性があるという認識が高まっており、そのため、物理的、生物学的、または化学的に周囲の環境を変化させ、他の生物の健康に影響を与える生物である「生態系エンジニア」のリストに含まれています。^{[ 76 ]}貝類によって実行または影響を受ける多くの生態学的機能とプロセスは、粒子状物質をろ過し、水中の過剰な栄養素を制御することで水質問題を緩和する可能性があり、時間の経過とともに貴重な生態系サービスの流れを提供することで、人間の幸福に貢献しています。2018年時点では、生態系サービスの概念はまだ国際的および地域的な法制に適切に導入されていませんでした。^{[ 77 ]}

それにもかかわらず、国連の持続可能な開発目標15には、生態系サービスの保全、回復、持続可能な利用を確保するという目標がある。^{[ 78 ]}

すべての生態系サービスによって、毎年推定125兆ドルから140兆ドルが経済にもたらされています。^{[ 79 ] [ 19 ] [ 80 ]}しかし、これらのサービスの多くは、気候変動やその他の人為的影響により危険にさらされています。気候変動による生物群系範囲の変化により、2100年までに世界規模で生態系サービスが平均9%減少すると予想されています。^{[ 81 ]}

地球の生態系に対する人間の依存という概念はホモ・サピエンスの存在の始まりにまで遡るが、「自然資本」という用語は、 1973年にEFシューマッハーが著書『スモール・イズ・ビューティフル』で初めて用いた。^{[ 91 ]} 生態系が人類に複雑なサービスを提供できるという認識は、少なくともプラトン（紀元前400年頃）にまで遡り、彼は森林破壊が土壌侵食や泉の枯渇につながることを理解していた。 ^{[ 92 ] [ 93 ]}生態系サービスの現代的な考え方は、おそらく1864年にマーシュが地中海の土壌肥沃度 の変化を指摘し、地球の天然資源は無限であるという考えに異議を唱えたことから始まった。^{[ 94 ]} 1940年代後半になって初めて、ヘンリー・フェアフィールド・オズボーン・ジュニア、^{[ 95 ]}ウィリアム・ヴォークト、^{[ 96 ]}アルド・レオポルド^{[ 97 ]}の3人の主要な著者が、人間が環境に依存しているという認識を広めました。

1956年、ポール・シアーズは、廃棄物の処理と栄養素のリサイクルにおける生態系の重要な役割に注目した。^{[ 98 ]} 1970年、ポール・エーリックとローザ・ヴァイガートは、環境科学の教科書^{[ 99 ]}の中で「生態系」に注目し、「人類の存在に対する最も微妙で危険な脅威は 、人類自身の活動によって、人類の存在そのものが依存している生態系が破壊される可能性である」と述べた。

環境サービスという用語は、 1970年の「重大な環境問題の研究」報告書^{[ 100 ]}で初めて導入され、昆虫による受粉、漁業、気候調節、洪水制御などのサービスが列挙されました。その後、この用語のさまざまなバリエーションが使用されましたが、最終的に「生態系サービス」が科学文献の標準となりました^{[ 101 ] 。}

1990年代には、生態系サービスの議論に大きな影響を与えたグレッチェン・デイリーの『自然のサービス』 ^{[ 102 ] [ 103 ]}と、生態系サービスに経済的価値を付けようとした最初の研究であるコスタンザらの『世界の生態系サービスと自然資本の価値』^{[ 104 ]}という2つの画期的な著作が出版されました。

生態系サービスの概念は拡大を続け、社会経済的目標や保全目標も含まれるようになった。^{[ 92 ]}

• ミレニアム生態系評価
• 地球経済学
• 水生生態系サービスへの影響をモデル化するための水質評価・計画（WEAP）システム
• GecoServ – メキシコ湾生態系サービス評価データベース（世界中の研究が含まれていますが、メキシコ湾に関連する沿岸生態系のみを対象としています）