渤海海域生态系统服务功能价值评估

1、渤海海域生态系统服务功能价值评估    关键词：海洋，生态系统，服务功能，价值评估，渤海自Holder等提出生态系统服务的概念以来，国际上对生态系统服务功能及其价值评价的研究十分重视，生态学、环境经济学等领域的众多学者开展了大量研究，不断地充实与丰富生态系统服务功能的内涵，探索评价方法和评价技术。在国内，有关陆地生态系统服务功能价值评价研究取得了较大的进展，针对海洋生态系统服务功能价值评价研究较少。近年来，随着我国沿海地区社会经济的快速发展，海洋资源开发利用强度逐渐加大，近岸海域生境改变、资源衰减、污染加剧、富营养化等生态环境问题日益严峻，影响沿海地区海

2、洋经济和社会经济的可持续发展。因此，定量估算海域生态系统服务功能价值，可为有效保护生态环境、实现基于生态系统的海洋管理、促进海洋生态环境价值核算提供理论依据。1 研究区域概况渤海在自然地理环境中属于典型的半封闭型内海，具体位置在北纬37°0741°0、东经117°35121°10。海域面积7.7万km2，环渤海海岸线总长3784km，平均水深18m，小于10m水深的极浅海水域面积约占总面积的26%。最大水深86m，位于渤海海峡北部的老铁山水道南支的冲蚀谷底。渤海水体容积为1385km3，海域内大于500m2的海岛268个。渤海按海区特征分为辽东湾、渤海湾

3、、莱州湾、中央海区和渤海海峡五部分。渤海海域是北方生态系统的重要组成部分，既提供了巨大的生态和环境调节能力，也是环渤海地区赖以生存的区域环境。在行政区划中，直接毗邻于周边的有辽宁、河北、天津和山东等三省一市，但从自然地理和经济地理的直接关联中，环渤海100-200km半径范围内有北京、天津、辽宁、河北和山东三省二市。环渤海三省二市行政管辖总面积521077.24km2，占全国国土面积的5.4%；2005年末总人口22901万人，地区生产总值47205.92亿元，占全国GDP的25.78%。渤海沿海地区海洋经济发展迅速，2004年主要海洋产业总产值4201.4亿元，占全国主要海洋产业总产值的32

4、.72%；2005年5230.09亿元，占全国的30.8%；2006年6018亿元，占全国的32.7%。环渤海地区已经成为我国社会经济最发达的区域之一。但是，随着渤海沿岸地区经济的快速发展，渤海的生态环境正面临着前所未有的巨大压力。陆源污染物大量排放，造成近海海域甚至整个渤海海域的污染危机加重，受污染面积持续增加；渔业资源衰退，资源再生能力下降，生物多样性锐减，渤海正在趋于“荒漠化”，某些海区已成“死海”；富营养化现象十分严重，赤潮、溢油灾害事件频发；大量围垦、筑坝等不合理的海洋开发利用活动，导致滨海湿地大量丧失；渤海生态系统健康状况令人担忧。根据 2006年中国海洋环境质量公报，渤海生态监控

5、区均处于亚健康或不健康状态。渤海的生态服务功能和可持续利用能力严重衰减，正在威胁着环渤海地区海洋经济和区域经济社会的健康发展。2 海洋生态系统服务功能的价值评价方法从服务产生的载体、实现的途径和最终对人类的效应等三个方面来界定海洋生态系统服务的内涵，是指以海洋生态系统及其生物多样性为载体并通过系统内一定生态过程来实现的对人类有益的所有效应集合。基于千年生态系统评估报告生态系统服务功能分类，充分考虑我国海洋生态系统特征，海洋生态系统服务功能应包含食品生产、原料生产、氧气生产、提供基因资源、气候调节、废弃物处理、生物控制、干扰调节、休闲娱乐、文化价值、科研价值、初级生产、营养物质循环、生物多样性维

6、持等14项基本功能。根据服务功能的相似作用和性质，可以进一步概括为供给功能、调节功能、文化功能和支持功能4个功能组。综合考虑数据的可获取性、评价方法的实用性以及渤海海域实际的提供的生态服务功能，本文主要探讨食品生产、提供基因资源、氧气生产和气候调节、废弃物处理、生物控制、休闲娱乐、科研文化、初级生产、生物多样性支持等功能价值评估。主要采用市场价值法、成果参照法、替代工程法、或然价值法、替代法及估算模型等进行价值核算。3 渤海海域生态系统服务功能价值评估根据渤海海域生态系统提供的主要服务功能，采用适宜的评估方法，用货币化的形式量化生态系统服务功能价值。3.1 食品生产渤海海域水产资源比较丰富，2

7、004年渤海海域海洋捕捞产量1251716t，占环渤海地区水产品产量的12.3%。根据山东渔业统计年鉴2004和山东渔业统计年鉴2005，山东省海水捕捞产量占海水产品产量比重，与海水捕捞产值占海水产品产值的比重基本相同。假设渤海地区海水捕捞产量占海水产品产量比重，与海水捕捞产值占海水产品产值的比重相同，海水捕捞产值占环渤海地区水产品产值的比重即为12.3%，环渤海地区海洋水产品总产值为617.94亿元，估算得出渤海海域海洋捕捞产值约76.07亿元。采用市场价值法评估，渤海海域食品生产功能年价值为76.07亿元。3.2 提供基因资源2002年，De Groot提出生态系统提供基因资源的单位面积价

8、值为$6112ha-1·a-1，取其中间值为$59ha-1·a-1，即0.0472元(m2·a)，作为单位面积海域提供基因资源功能的价值。渤海海域面积为77000km2，采用成果参照法，计算得出渤海海域提供基因资源功能年价值为36.34亿元。3.3 氧气生产和气候调节渤海海域平均初级生产力约为112g(c)m2·a，面积为77000km2；目前国际上通用的碳税率通常为150USDt(按1美元=8元人民币计，固定CO2的成本为1200元t)，我国造林成本为250元t，取平均值725元t作为固定C02的成本；根据陈应发等人的研究，制造02的成本是370元t。

9、采用氧气生产和气候调节功能价值计算公式：PC=(1.63C1+1.19C2)XCS其中，PC为氧气生产和气候调节功能价值；XC代表单位面积浮游植物每年干物质的产量；C1、C2为固定C、释放O2的成本；S代表评价海域面积；式中的常数项表明，生产1g干物质可以吸收1.63gC02，释放1.19gO2。计算得出渤海海域氧气生产和气候调节功能年价值为 139.89亿元。3.4 生物控制Costanza等人1997年的研究成果显示，单位面积海岸带生物控制功能的价值为$38ha-1·a-1，2002年De Groot提出全球生态系统生物控制服务的单位价值为$278ha-1·a-1，中值

10、为$40ha-1·a-1，取二者的平均值$39ha-1·a-1，即0.0312元(m2·a)作为研究海域单位面积海域所提供的生物控制服务的价值。渤海海域面积为77000km2，计算得出渤海海域提供生物控制功能年价值为24.02亿元。3.5 废弃物处理废弃物处理功能价值又称为海洋环境容量价值。采用替代工程法，测算模型如下：Pi=XiCi式中，Pi为评价海域某一污染物每年的环境容量价值，Xi为评价海域该污染物每年的环境容量，Ci为评价海域该污染物的人工处理成本。选择COD和石油烃作为污染评价因子，参考国家海域使用金标准制定过程中所应用的数据，COD去除成本约为4300

11、元t。根据国务院排污费征收使用管理条例而制定的排污费征收标准管理办法，石油类去除成本取7000元t。在仅计算COD和石油烃等污染因子环境容量前提下，采用替代成本法，粗略估算渤海环境容量价值，结果如表1所示。根据环渤海三省一市地区经济社会发展总体规划以及各行业和专项发展规划，“十一五”期间，环渤海各省市沿海地区重点发展港口、物流、重大装备制造、船舶制造、石油开采、化工、钢铁、电厂、水产养殖及加工、滨海旅游等产业，渤海海域水质管理平均目标拟定为三类海水水质。在三类海水水质标准下，渤海海域环境容量年价值为43.25亿元，其中COD环境容量年价值为31.45亿元，石油烃的环境容量年价值为11.80亿元

12、。3.6 休闲娱乐环渤海沿岸景观资源较为丰富，有许多沙滩，名胜古迹，海滨风光秀丽，气候宜人，冬无严寒，夏无酷暑，大连、北戴河、烟台、青岛、威海等都是全国的旅游胜地，休闲娱乐功能显著。休闲娱乐功能价值评估采用成果参照法。福建省旅游用海调查结果显示：20022004年间旅游用海的年均纯收益约为51.51万元km2。由于休闲娱乐活动和地区社会经济发展水平高度相关，环渤海地区旅游用海效益，可参照福建地区旅游用海年均纯收益，采用地区人均GDP修正得到。根据2005年环渤海三省二市(人均GDP20613万元)、福建省(人均GDP18621万元)人均GDP修正系数1.11，环渤海海域的旅游用海的年纯收益为5

13、7.18万元km2，以此作为渤海海域单位面积休闲娱乐功能的年价值。由于休闲娱乐活动主要发生在近岸水域，休闲娱乐功能价值主要体现在浅海海域。环渤海地区近岸浅海海域的面积为47877.95km2，粗略估算休闲娱乐功能年价值为273.77亿元。3.7 科研文化参考陈仲新和张新时等(2000)对我国生态效益价值的估算，我国单位面积生态系统的平均科研文化价值为3.55万元km2·a。采用成果参照法，渤海海域面积为77000km2，计算得出渤海海域提供科研文化功能年价值为27.34亿元。3.8 初级生产初级生产功能价值评估可根据海域初级生产力与软体动物的转化关系、软体动物与贝类产品重量关系及贝类

14、产品在市场上的销售价格、销售利率等建立评估模型。其中，Pv为物质生产功能价值；P0为单位面积海域的初级生产力(以碳计)；E为转化效率，即初级生产力转化为软体动物的效率；为贝类产品混合含碳率；为贝类重量与软体组织重量的比；PS为贝类产品平均市场价格，为贝类产品销售利润率，S为可收获面积。根据Tait(1981)对沿岸海域生态系统的能流分析的估算方法(沿岸海域能流分析法)，沿岸海域的能量约10%转化为软体动物；根据卢振彬等人的研究表明，软体动物混合含碳率为8.33%，各类软体组织与其外壳的平均重量比为1：5.52。按现状贝壳含壳重的市场价格平均10元kg计，销售利润率为25%。渤海海域平均初级生产

15、力约为112g(c)m2·a，面积为77000km2；渤海海域初级生产功能价值为1428.7亿元a。3.9 物种多样性维持福建省海域物种多样性维持(维护生物多样性)功能价值0.47元m2·a。由于人们对物种多样性维持功能价值的认知与地区经济发展水平有关，可根据2005年环渤海三省二市、福建省人均GDP修正(修正系数为1.11)，得到渤海地区平均物种多样性维持功能价值为0.52元m2·a。渤海地区渤海海域面积为77000km2，平均物种多样性维持功能价值为0.52元m2·a。采用成果参照法，渤海海域物种多样性维持功能价值为401.71亿元。3.10 综合分

16、析海洋生态系统服务功能总价值就是各项生态系统服务功能价值的总和。计算模型为：其中，Pi表示第i种生态系统服务功能价值；i(=1，2，n)表示各项生态系统服务功能；r表示贴现率，取3%。根据各项生态服务功能价值计算结果，渤海海域生态服务功能年价值合计为2451.09亿元，总价值为81703亿元，其中供给功能价值为3747亿元，调节功能价值为6905.33亿元，文化功能价值为10037亿元，支持功能价值为61013.67亿元。4 主要结论与讨论4.1 渤海海域生态系统服务功能为81703亿元，以支持功能为主渤海海域生态系统服务功能价值为81703亿元，其中供给功能价值占4.59%，调节功能价值占8

17、.45%，文化功能价值占12.28%，支持功能价值占74.68%。渤海海域生态系统服务功能以支持功能为主(见图1)。4.2 渤海海域生态系统服务功能价值相当于近期地区GDP的1.73倍2005年，环渤海三省二市的地区生产总值为47205.92亿元，而渤海海域生态系统服务功能价值为81703亿元，相当于三省二市地区生产总值的1.73倍。渤海海域具有重要的生态地位，社会各界应该重视生态系统服务功能价值，制定合理的保护方案，充分发挥海域的生态功能。4.3 海域生态系统的间接使用价值大于直接使用价值按照价值构成进行比较，本研究评价的食品生产、提供基因资源、休闲娱乐等功能可看作渤海海域生态系统的直接使用

18、价值，气候调节、生物控制、废弃物处理、科研文化、初级生产、物种多样性维持等功能可看作渤海海域生态系统的间接使用价值。根据评价结果，渤海海域直接使用价值为12872.67亿元，间接使用价值为68830.33亿元，可看出，渤海海域生态系统的间接使用价值远远大于直接使用价值，如果没有间接使用价值的存在，生态系统的服务功能也将随之消失。因此，采取有效措施加强渤海海域污染治理、改善环境质量、提高环境容量、维持并改善物种多样性和初级生产力十分必要。4.4 海洋生态系统服务功能分类及评价方法有待完善由于作者研究水平的限制，对生态系统本身的机制了解不足，本研究中，海洋生态系统服务功能包含14项基本功能。进一步研究生态系统服务功能内涵和生态系统本身的作用机制，可能包含其它的功能。此外，现有各项功能之间也可能存在重复和交叉，有待进一步探索。关于生态系统服务功能评价方法，本研究在借鉴吸收前人研究成果的基础上，进行进一步尝试，评价方法的合理性、指标参数选取的精度还有待进一步研究。4.5 渤海海域生态系统服务功能评估价值与实际有偏差本研究