海洋健康指數(shù)及其在中國的應用前景*

劉志國，葉屬峰，鄧邦平，蔡 芃

（1．國家海洋局東海環(huán)境監(jiān)測中心 上海 200137；2．海洋赤潮災害立體監(jiān)測技術與應用國家海洋局重點實驗室 上海 200081）

海洋健康指數(shù)及其在中國的應用前景*

劉志國1，2，葉屬峰1，2，鄧邦平1，2，蔡 芃1，2

（1．國家海洋局東海環(huán)境監(jiān)測中心 上海 200137；2．海洋赤潮災害立體監(jiān)測技術與應用國家海洋局重點實驗室 上海 200081）

為保障從海洋獲得可持續(xù)的收益，需要一個全面和定量的評估和監(jiān)測人類—海洋生態(tài)系統(tǒng)健康及可持續(xù)性的綜合指標。海洋健康指數(shù)為我們提供了一個新的全面評估海洋生態(tài)系統(tǒng)健康的方法。文章介紹了海洋健康指數(shù)的概念、評估方法及全球評估結果，并針對中國的海洋環(huán)境現(xiàn)狀，對其在中國的應用價值和未來發(fā)展前景進行了初步探討。

海洋生態(tài)系統(tǒng)；生態(tài)系統(tǒng)健康；海洋健康指數(shù)

海洋占據(jù)了地球約70%的面積，是世界上獨一無二的最大資產。根據(jù)Costanza及其同事1997年估算所有生態(tài)系統(tǒng)服務的全球商業(yè)價值為每年33萬億美元，而海洋提供的生態(tài)系統(tǒng)服務價值每年達23萬億美元，超過每年總價值的2／3［1］。目前，全球70億人當中，有將近一半的人生活在海岸帶及其附近區(qū)域。人類通過過度捕撈、海岸帶開發(fā)和污染改變了海洋生態(tài)系統(tǒng)，雖然通過這些活動獲益，但卻降低了海洋生態(tài)系統(tǒng)為現(xiàn)在和未來提供服務的能力［2］。因此，迫切需要一種新的評估方法來指導人類持續(xù)發(fā)展和海洋生態(tài)系統(tǒng)健康之間的矛盾關系，對不同區(qū)域和時段的海洋生態(tài)系統(tǒng)健康進行橫向和縱向的比較。

海洋健康指數(shù)（ocean health index，OHI）是一個評估海洋為人類提供福祉的能力及其可持續(xù)性的綜合指標［3］。作為一種科學嚴謹?shù)闹笖?shù)，海洋健康指數(shù)揭示了海洋健康的變化及趨勢，可從不同的時間和空間尺度對海洋生態(tài)系統(tǒng)健康進行評價和比較，從而促使公眾、政府和企業(yè)共同努力來改善海洋健康的薄弱環(huán)節(jié)。2012年8月16日出版的《Nature》，公布了采用該指標體系計算的全球海洋生態(tài)系統(tǒng)的評價結果。這一成果很快引起了多方關注，該指數(shù)可能將作為在聯(lián)合國 《生物多樣性公約》的一個重要指標，并在聯(lián)合國大會的第一次全球綜合海洋評估被采用。本文對海洋健康指數(shù)的計算方法和結果進行了總結歸納，結合我國海洋生態(tài)系統(tǒng)的實際情況，對海洋生態(tài)系統(tǒng)在我國的應用前景進行了初步的分析和探討，以期推進我國海洋生態(tài)系統(tǒng)管理的發(fā)展。

1 海洋健康指數(shù)的框架和意義

1.1 海洋健康指數(shù)的框架和分析方法

（1）評價框架。海洋健康指數(shù)是在堅實的科學基礎上，通過整合和收集研究數(shù)據(jù)并進行科學分析，建立了一套多角度的、全面的評估和監(jiān)測海洋健康的體系，將多項指數(shù)歸納為10個目標 （Goal），從食物供給、非商業(yè)捕撈、天然產品、碳匯、生計、旅游與度假、清潔的水、生物多樣性、地區(qū)歸屬感、海岸帶保護等這10個目標來評估海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康 （圖1和表1）。這10個目標在保證數(shù)據(jù)一致性的基礎上，既可以單獨評估，也可以在一個地區(qū)、國家甚至整個海洋的尺度上進行整體評估與比較。

式中：I為海洋健康指數(shù)得分；αi為各目標權重；Ii為各目標得分，它是由當前狀況和近期未來狀況來共同確定，即

式中：Ii為目標i得分；xi為當前狀況為近期未來狀況。

當前目標i的狀況xi代表當前值 （Xi）同參考值的比值，取值范圍最終限定在0～100之間，即

圖1 海洋健康計算概念框架

表1 海洋健康指數(shù)10個評估目標及其參照點的選取

式中：δ為貼現(xiàn)率；β代表趨勢對壓力和抵抗的相對重要程度。

（3）指標權重。OHI在進行全球評估時，為了考慮數(shù)據(jù)的可比性，10個目標的權重被認為是同等地位的，采用了等權重的分配方式。但同時該系統(tǒng)也提供了不同的權重體系，各目標的權重被分為了高 （0．15）、中（0．10）和低 （0．05）3個檔次，以體現(xiàn)不同的價值觀 （保護主義者、非開發(fā)者、開發(fā)者和大強度開發(fā)）（表2）。然而并非所有的地區(qū)都適用于10個目標的評估內容，這時不涉及部分的權重將被重新分配到其他參評部分當中。

表2 不同潛在價值體系下的10個目標指標權重

1.2 全球海洋健康評價結果

海洋健康指數(shù)動用了近100個全球數(shù)據(jù)庫來評估上述10個目標。數(shù)據(jù)分析在美國國家生態(tài)學分析與綜合研究中心的主導下由多方合作完成。每一個評估目標的狀況都將被用作計算海洋健康指數(shù)的分數(shù)，分數(shù)通過百分制表示。除了對全球海洋的健康進行評價以外，也將對地區(qū)的海洋健康做出評價。海洋健康指數(shù)除了提供全球性的得分之外，也對全球171個專屬經(jīng)濟區(qū)進行了打分。

英國 《自然》雜志8月15日發(fā)布的研究報告結果顯示，全球海洋總平均分正好為60分，這表明全球海洋健康狀況差強人意，還有很大的改善空間［3］。從各國的評價得分來看，全球各國海域的得分的分布范圍在36分～86分之間，其中1／3低于50分，只有5%的沿海國家得分高于70分，得到最低分36分的海域位于西非沿海，而最高分86分由太平洋上的賈維斯島海域獲得。從不同區(qū)域來看西非、中東和中美洲國家得分較低，部分北歐、加拿大、澳大利亞和熱帶島國和未開發(fā)區(qū)域得分較高。

1.3 海洋健康指數(shù)的意義

海洋健康指數(shù)揭示了海洋健康的變化及趨勢，從而促使公眾、政府和企業(yè)共同努力來改善海洋健康的薄弱環(huán)節(jié)。海洋健康指數(shù)是一種兼顧人類利益和海洋及自身生物需求的新方法。海洋健康指數(shù)提供了一個標準化的、定量的、透明直觀的且具可擴展性的評價方法，以用于科學家、管理者、決策者和公眾更好地了解、跟蹤和參與生態(tài)系統(tǒng)的狀況和戰(zhàn)略，以改善海洋生態(tài)系統(tǒng)健康。

首先，通過海洋健康指數(shù)的評價結果，我們既可以獲得全球海洋健康的綜合分布態(tài)勢，也可以了解某單一方面的分布格局，從而從全球尺度了解不同區(qū)域海洋健康的現(xiàn)狀，并了解自身所處的健康等級。國家間的和單個方面得分的得分差異，為我們理解海洋健康的原因和后果提供了新的視野。整體的指標結果符合預期的單峰分布，所有國家的分數(shù)不超過86分而大多數(shù)低于70?！白匀划a品”“碳匯”和 “海岸帶保護”造成了國家間的差異，因為其數(shù)值的扁平型分布，且目標分值差異很大；而 “食物供給”與 “旅游和休閑”則影響最大，因為通常來說該項得分很低?！奥糜魏托蓍e”被證實很難由受限制的數(shù)據(jù)進行模擬，從而導致很多國家的該項得分很低?！吧锒鄻有浴敝笜朔謹?shù)很高，但是這個結果準確地反映出已知海洋生物相對較少的風險，且該項目標的參考價值不在于原始性的種類豐富而是所有物種種群的穩(wěn)定。

其次，比較單方面的得分能為全球尺度和國家尺度的海洋健康的改善提供指導。除一些發(fā)達國家在漁業(yè)管理獲得成果外，通過野生漁業(yè)捕撈和養(yǎng)殖獲得的食物供給遠小于通過這兩種途徑能夠獲得的供給量?！昂０稁ПＷo”可以影響很多指標 （“碳匯”“海岸帶保護”和 “生物多樣性”），同樣也會降低很多國家的指數(shù)得分。提高紅樹林、鹽沼、沼澤和海藻床的保護和恢復能夠通過影響多個方面顯著提升海洋健康。更有效和全面的海岸帶和物種保護能夠直接提高 “區(qū)域歸屬感”和 “生物多樣性”方面的得分，間接提高生態(tài)承載力。努力改善海洋帶民生、環(huán)境敏感的沿海城市化區(qū)域，提高衛(wèi)生基礎設施水平將會提高 “海岸帶生計和經(jīng)濟”“旅游和休閑”和 “清潔的水”方面的得分。

再次，該指數(shù)反映的是人類－自然生態(tài)系統(tǒng)的健康，也給管理者提供了改善海洋生態(tài)系統(tǒng)健康的不同途徑。既可通過良好的保護——保護生物多樣性高的地區(qū) （存在價值）和歸屬感 （文化和美學價值）獲得高分，也可通過高度開發(fā)——提供食物和自然資源來獲得高分。獲得相同或相似的得分的國家給出了不同途徑獲得相同指標得分的實例。如，美國和英國分數(shù)分別為63和61，但是獲得這兩個分數(shù)的各方面的得分存在很大差異。英國在 “食物供給”和 “自然產品”方面獲得高分，而美國在“海岸帶保護”和 “海岸帶生境和經(jīng)濟”得分更高。以賈維斯島由于保護程度很高且很多開采性指標不適用于該島而獲得高分；而德國則因在8個評估目標表現(xiàn)良好而也能獲得高分。

2 海洋健康指數(shù)在中國的應用前景

2.1 我國海洋生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

我國海洋環(huán)境的主要問題表現(xiàn)在：海洋生態(tài)系統(tǒng)退化，濱海濕地散失，生物多樣性和珍稀物種日趨減少；海洋生態(tài)災害頻發(fā)，赤潮、綠潮等災害性生態(tài)異?，F(xiàn)象頻現(xiàn)；陸源入海污染嚴重，主要河流污染物總量龐大、超標問題日益嚴重；海洋生態(tài)服務功能受損，局部功能破壞，生境破碎化；漁業(yè)資源種群再生能力下降，近海過度捕撈，產卵場和棲息地喪失，養(yǎng)殖污染；河口生態(tài)環(huán)境負面效應凸顯，大型水利工程的興建對河口及近海生態(tài)環(huán)境的負面效應已逐步顯現(xiàn)。

《2011年中國海洋環(huán)境質量公報》結果顯示，我國管轄海域海水環(huán)境狀況總體較好，但近岸海域海水污染依然嚴重。主要污染區(qū)域分布在黃海北部近岸、遼東灣、渤海灣、江蘇沿岸、長江口、杭州灣、浙江北部近岸、珠江口等海域［4］。“十一五”期間近岸海域生態(tài)系統(tǒng)健康狀況惡化趨勢尚未得到有效緩解，大部分海灣、河口、濱海濕地等生態(tài)系統(tǒng)仍處于亞健康狀況。至2010年，處于健康、亞健康和不健康狀態(tài)的海洋生態(tài)監(jiān)控區(qū)分別占14%、76%和10%。主要表現(xiàn)在水體富營養(yǎng)化、河口產卵產退化、生境喪失或改變、生物種群結構異常等［5］。

2.2 海洋生態(tài)系統(tǒng)健康的研究進展

目前，我國海洋生態(tài)系統(tǒng)健康評價還處于實驗和摸索階段，尚未形成一套成熟的方法，這一學科涉及的研究領域較寬，內容較多，制約海洋生態(tài)系統(tǒng)維持和發(fā)展的因素，及相互之間的關系也較為復雜。這就導致了海洋生態(tài)系統(tǒng)健康評價研究的復雜性、多學科綜合性和多因子的系統(tǒng)性。

目前國內從理論和事件上對海洋健康的評價已經(jīng)開展了一些研究，并獲得了一些研究成果。研究方法上大體可以歸納為指標物種或特定物質指示法和指標體系法兩種［6］。從方法的比較來看，指標體系法較為合理科學，指標物種法存在著一些明顯的缺點：① 指示物種的篩選標準不明確，有些采用了不合適的類群，對于海洋生態(tài)系統(tǒng)來說，很難選擇到合適的類群來表征其狀態(tài)；② 指示物種的一些監(jiān)測參數(shù)的選擇也會給評價帶來偏差。鑒于海洋自身的特點，很難選擇合適的監(jiān)測參數(shù)。從研究區(qū)域來看，已在遼河口、海河口、萊州灣、膠州灣、長江口、珠江口［7－12］等不同區(qū)域開展了很多實例研究，并對不同區(qū)域的海洋健康狀況獲得了認識。國家海洋局也制定了 《近岸海洋生態(tài)健康評價指南》（HY／T087－2005），每年公布我國海洋生態(tài)監(jiān)控區(qū)健康狀況。但從整體上來說，我國海洋生態(tài)系統(tǒng)健康評價還處于探索階段，尚未形成成熟的評價方法，其結果評價具有區(qū)域性和階段性。

2.3 海洋健康指數(shù)在中國的應用前景

在全球評價結果中，中國海域得分為53分，低于全球平均水平，表明我國海洋生態(tài)系統(tǒng)健康狀況整體較差。就其不同方面的得分而言，各方面差異很大，得分最高的為 “非商業(yè)捕撈”獲得了89分，最低的 “旅游與度假”為0分，雖然其計算的方法和數(shù)據(jù)獲取途徑可能仍存在爭議，但通過不同評估目標的比較，能夠反映出目前我國海洋健康的一些不足之處。通過不同評估目標的得分比較，可以看到我國在“碳匯”、 “海岸帶保護”、 “旅游與度假”、 “生計”、 “地區(qū)歸屬感”和 “清潔的水”等評估目標尚存很大的改善空間 （表3）。

表3 中國海洋健康指數(shù)的10個評估目標得分及成因

海洋健康指數(shù)的提出為我國海洋環(huán)境健康提出了一種新的思路和方法，雖然海洋健康指數(shù)已經(jīng)成功的對全球的海洋健康狀況進行了評估，但在中國的海洋生態(tài)系統(tǒng)健康評價中并不能完全套用，需進行相應的修改和完善。

（1）評估指標的修訂。由于海洋生態(tài)系統(tǒng)的巨大和復雜，篩選合適的指標來評價其健康存在一定難度。海洋生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標的度量存在很大難度，尚需做更多工作，雖然OHI提供了一套完整的評價指標體系，但其在中國的適用性有待于進一步的驗證，其評價目標和指標也有待于根據(jù)我國的實際情況進行修改和完善。如在評價目標層方面 “地區(qū)歸屬感”主要針對島嶼國家和具有傳統(tǒng)海洋文化的國家和地區(qū)，對于我國的適用性并不強。在具體評價指標方面，“旅游與度假”中采用了 “國際到達人數(shù)”來取代實際旅游人數(shù)，實際上忽略了數(shù)量龐大的國內旅游人數(shù)；計算方法的優(yōu)化，在當前的海洋健康指數(shù)中，許多指標的計算采用了相對優(yōu)劣的比較方法，如在 “旅游與度假”這一目標的評價當中，以人口基數(shù)作為參考指標，造成了國家間分數(shù)懸殊，大部分多人口國家得分過低，該目標的得分實際上成為國家人口多少的比較。在實際應用當中，應根據(jù)我國國情對計算方法進行優(yōu)化，以反映實際問題。另外，各目標和指標的權重目前是根據(jù)全球評估的需要而設置，需根據(jù)中國海洋環(huán)境的實際情況和特征重新分配計算。

（2）保證數(shù)據(jù)的可獲取性和銜接性。海洋健康指數(shù)的計算指標數(shù)量繁多、綜合性強，橫跨環(huán)境、生物、經(jīng)濟、旅游等多個領域。如“生計”和 “旅游與度假”中涉及就業(yè)率、人均收入、旅游人數(shù)等許多數(shù)據(jù)為其他部門掌握，在實際操作中可建立與其他相關部門的溝通機制，以保證數(shù)據(jù)的獲取，部分難以獲得的指標可采用易獲取的數(shù)據(jù)集作為替代性指標。另外，應注意和已有數(shù)據(jù)的銜接性，如在多個評估目標中均涉及生態(tài)系統(tǒng)類型，在我國的實際應用中可采用目前已采用的 “河口生態(tài)系統(tǒng)、海灣生態(tài)系統(tǒng)、灘涂濕地生態(tài)系統(tǒng)、珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)、紅樹林生態(tài)系統(tǒng)、海草床生態(tài)系統(tǒng)”的分類方法，以保證數(shù)據(jù)的完整度和與以往數(shù)據(jù)的銜接性。

（3）簡明性和可操作性。評估指標概念應當明確，易測易得。評價指標的選擇要考慮我國的經(jīng)濟發(fā)展水平，無論從方法學和人力、物力上，均要符合我國現(xiàn)有生產力水平，同時還要考慮各技術部門的技術能力。為保證評價指標的準確性和完整性，評價指標要可測量，數(shù)據(jù)便于統(tǒng)計和計算，有足夠的數(shù)據(jù)量，并在時間上能夠獲得延續(xù)。當前海洋健康指數(shù)的指標體系涉及各個行業(yè)的上百項指標，且計算方法復雜，因此可適當篩選代表性指標作為各個目標的評價指標，并適當簡化計算方法。

（4）試點與推廣。在海洋健康指數(shù)的具體實現(xiàn)方法上，可采用理論研究—實驗示范—全面推廣的研究模式實施。首先在OHI評價的研究體系上，結合已有研究成果，建立適用于中國海域的海洋健康體系評價方法，隨后在典型區(qū)域進行示范工作，待完善成熟后，全國推行。

3 結束語

我國目前已經(jīng)進入到一個以建設以人為本，社會經(jīng)濟全面發(fā)展為目標的和諧社會的歷史新時期。當前我們所面臨的情況是，一方面我國經(jīng)濟快速發(fā)展，取得了舉世矚目的成就；另一方面，由于人口多、經(jīng)濟結構不合理和有些地方對自然資源的掠奪式開發(fā)等原因，仍然面臨著過度捕撈、魚類產卵場嚴重退化、海洋富營養(yǎng)化、海岸侵蝕、生境喪失或改變、赤潮次數(shù)增加、外來物種入侵等生態(tài)問題。這兩方面的矛盾已經(jīng)成為嚴重制約我國社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的障礙。解決這一矛盾的根本出路在于更新觀念、調整政策、改善對生態(tài)系統(tǒng)的管理，保持海洋生態(tài)系統(tǒng)健康，并提高向人類社會提供服務的能力。采用OHI提出的理念和建立的方法，結合我國實際情況，通過各個部門間的相互合作，在各個尺度上系統(tǒng)、全面地開展海洋生態(tài)系統(tǒng)評估工作，為各級決策機構和管理部門提供生態(tài)、環(huán)境決策方面的科學依據(jù)，是一項亟待開展的工作和任務。

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［5］ 國家海洋局．2010年中國海洋環(huán)境質量公報［EB／OL］．（2012－06－30）［2012－11－05］．http：／／www．soa．gov．cn／soa／hygb／hjgb／webinfo／2010／06／1305507673142596．htm．

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國家高技術發(fā)展計劃項目（“863”計劃）（2007AA092001；2006AA09Z169）；海洋公益專項（200805080）；國家海洋局重點實驗室開放研究基金課題（MATHAB20120203）．