沿海省市海洋/陸地生態(tài)服務價值估算及相互作用關系

孟 珊

(武漢大學 中國中部發(fā)展研究院，湖北 武漢 430072)

1 引言

生態(tài)系統(tǒng)服務是指通過生態(tài)系統(tǒng)的結構、過程和功能直接或間接得到的生命支持產(chǎn)品和服務，自然資產(chǎn)含有多種與其生態(tài)服務功能相應的價值[1]。目前，生態(tài)系統(tǒng)的服務價值已經(jīng)得到了學者們越來越多的關注，Costanza[2]分析了世界生態(tài)系統(tǒng)服務與自然資本的價值，引發(fā)了關于生態(tài)系統(tǒng)服務價值的大討論；2001年聯(lián)合國秘書長安南宣布啟動為期四年的“千年生態(tài)系統(tǒng)評估(MA)”；2005年英國著名評論周刊《經(jīng)濟學家》(The Economist)在其封面故事中表達了對全球環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)服務的關注。

陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)提供了大量的生態(tài)功能，直接或間接地提供給人類的利益和經(jīng)濟價值。隨著陸地資源的日趨枯竭和生態(tài)環(huán)境的破壞，陸地資源環(huán)境已經(jīng)遠不能滿足經(jīng)濟發(fā)展的需要，人們已經(jīng)將目光轉(zhuǎn)移到更為遼闊的海洋。相形之下，陸地的生態(tài)服務價值，不管是按行政區(qū)劃分的省、市、縣，還是按功能劃分的高原、平原、森林和草地都得到了較多的關注。然而同海洋生態(tài)服務價值一樣，陸地生態(tài)服務價值的估算也存在了很多問題，這些問題導致了分析比較時的差異。目前還沒有被廣泛接受的評價大范圍海域生態(tài)系統(tǒng)服務價值方法，而過多的采用Costanza[2]的1997年研究結論，造成了各年海洋生態(tài)系統(tǒng)服務價值相同，且與面積線性相關的結論。生態(tài)系統(tǒng)是一個動態(tài)的系統(tǒng)，處于不斷演替之中，因此其服務也就發(fā)生著同樣的演變，但大體上目前的生態(tài)服務價值評估往往集中在同一個時間的一個服務。此外，當前研究主要針對于單個生態(tài)系統(tǒng)進行評價，對海洋生態(tài)系統(tǒng)服務價值和陸地生態(tài)服務價值之間關系進行評價的研究較為少見。

綜上所述，本研究借鑒前人研究成果，盡可能多的綜合生態(tài)系統(tǒng)服務價值的子價值，并盡可能少的采取靜態(tài)分析相關系數(shù)，以達到采用同一標準，構建評估框架對我國各沿海省市海洋和陸地系統(tǒng)服務價值全面地、動態(tài)地評價。由于海洋和陸地生態(tài)服務價值差距較大，因此從人均生態(tài)服務價值視角對海洋和陸地生態(tài)服務價值進行分析。同時對于海洋和陸地生態(tài)服務總價值采用Pearson相關系數(shù)和互競指數(shù)兩個指標進行作用關系分析，并以總生態(tài)系統(tǒng)服務指數(shù)來分析各沿海省市生態(tài)服務價值的差異。

2 研究方法

2.1 海洋/陸地生態(tài)服務價值

根據(jù)《海洋生態(tài)資本評估技術導則(GB/T28058-2011)》將海洋生態(tài)資本分為海洋生態(tài)資源存量和海洋生態(tài)系統(tǒng)服務兩大類，其中海洋生態(tài)系統(tǒng)服務是當前專家和學者研究的重點，因此本研究只對海洋生態(tài)系統(tǒng)的服務價值進行評估。根據(jù)前人研究成果和國際標準將海洋生態(tài)系統(tǒng)服務劃分為四大類13個指標[3]。陸地生態(tài)服務價值的評估主要基于謝高地等[4]提出的“中國生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務價值當量”以及各沿海省市陸地各類型土地變化情況進行計算。對于謝高地等[4]未提及的各項子生態(tài)服務價值，依據(jù)Costanza[2]給出的數(shù)值以及實際情況進行合理估算。如表1所示。

2.2 多項生態(tài)系統(tǒng)服務相互作用關系

根據(jù)潘影[5]對供給和調(diào)節(jié)生態(tài)服務相互作用的研究，從海洋—陸地生態(tài)服務價值的相關系數(shù)和互競指數(shù)兩個方面進行分析。

2.2.1 Pearson相關系數(shù)

Pearson相關系數(shù)用來度量定距型變量間的線性相關關系，其公式為：

(1)

表1 海洋/陸地生態(tài)服務價值框架

式(1)中n為樣本數(shù)，xi和yi分別為兩個變量的變量值，r表示Pearson相關系數(shù)且-1≤r≤1。當r∈(0,1]時，兩生態(tài)服務價值間為協(xié)同關系；當r∈[-1,0)時，兩生態(tài)服務價值間為互競關系[6，7]。

2.2.2 總生態(tài)系統(tǒng)服務指數(shù)(TES)

大多沿海省市由于陸海面積的差距，導致其陸地和海洋生態(tài)服務價值相差較大，有時甚至不在同一個數(shù)量級上，因此如果簡單將陸地和海洋的生態(tài)服務價值加起來，容易忽略其中一些數(shù)量級較小的部分。因此采取總生態(tài)系統(tǒng)服務指數(shù)對海洋和陸地的總生態(tài)服務價值進行評估，其公式為：

(2)

2.3 數(shù)據(jù)來源

海洋生態(tài)服務價值的相關數(shù)據(jù)來自于各年的《中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒》《中國海洋統(tǒng)計年鑒》《中國能源統(tǒng)計年鑒》等。近海面積的確定依據(jù)國家海洋局編制的《海域勘界管理辦法》“渤海區(qū)域從起點向海止于12海里處，瓊州海峽窄于24海里部分”，及相關研究[6]。陸地生態(tài)服務價值的相關數(shù)據(jù)來自于各年的《中國統(tǒng)計年鑒》《中國區(qū)域經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》《中國能源統(tǒng)計年鑒》，及各省統(tǒng)計年鑒等。

3 結果分析

由于我國各沿海省市的面積和人口均有較大差別，面積最大的廣西省約是面積最小的上海市面積的37倍，人口數(shù)最大的廣東省約是人口數(shù)最小的天津市人口數(shù)的7倍(2014年數(shù)據(jù))，因此單純地比較生態(tài)服務價值總量意義并不明顯。本文研究從人均海洋/陸地生態(tài)服務價值視角進行分析。而對于總生態(tài)服務價值，則從二者之間的相互關系和總生態(tài)系統(tǒng)服務指數(shù)兩個角度進行分析。

3.1 人均海洋/陸地生態(tài)服務價值

根據(jù)表1的生態(tài)服務價值框架，結合我國各沿海省市人口各年人口情況，計算得到人均海洋/陸地生態(tài)服務價值，并以2003年為基準，根據(jù)各年各省市的GDP指數(shù)進行折算，結果如表2所示。

表2 人均海洋/陸地生態(tài)服務價值 元/人

從表2中可以發(fā)現(xiàn)，各省市陸域生態(tài)服務價值遠大于海洋生態(tài)服務價值，除天津和上海兩個直轄市以外，其它9個沿海省市的陸域生態(tài)服務價值是其海洋生態(tài)服務價值的3倍以上，最大可達到20倍(廣西)。本研究是基于近海面積計算的海洋生態(tài)服務價值，也就是說研究結果并不意味著海洋生態(tài)服務價值總量(包括遠海的海洋生態(tài)服務價值)遠小于陸域，而只是沿海地區(qū)居民可以直接感受到的海洋生態(tài)服務價值遠小于陸域。從時間維度來看，各個沿海省市的陸域生態(tài)服務價值基本上呈現(xiàn)出下降或不變兩個趨勢，其中差別在于當所有省市都減少森林、耕地等面積以擴張城市等建筑面積時，部分省市利用建成的土地融入了與減少面積相持平的服務價值。這一部分省市的陸域生態(tài)服務價值基本持平或者稍有上漲，而其它省市的陸域生態(tài)服務價值則下降。海洋生態(tài)服務價值基本呈現(xiàn)出上漲的趨勢，這是由于沿海省市逐步加大對海洋發(fā)展的重視程度，人們將海洋生態(tài)服務價值轉(zhuǎn)化為貨幣價值的能力更強了。在目前大部分省市無法將流失的陸域水土轉(zhuǎn)化為至少等量的貨幣價值之前，海洋是繼續(xù)發(fā)展的重點，因此從海洋生態(tài)服務中獲取更大更多的價值是當今研究的關鍵。

3.2 海洋/陸地生態(tài)系統(tǒng)服務相互作用關系

根據(jù)公式(1)和公式(2)計算得到各沿海省市海洋/陸地生態(tài)系統(tǒng)服務相互作用關系，如表3所示。

表3 海洋/陸地生態(tài)系統(tǒng)服務相互作用情況

注：*和**分別表示在10%和5%的水平上顯著

從表3中可以看到，除福建和海南海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)服務的Pearson相關系數(shù)和互競指數(shù)(TO)小于0以外，其余各沿海省市海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)服務的Pearson相關系數(shù)和互競指數(shù)(TO)均大于0，其中天津的Pearson相關系數(shù)在10%的水平上顯著，其余省市的Pearson相關系數(shù)在5%的水平上顯著。這是因為2010年天津市海洋生態(tài)服務價值大幅躍升，此后3年又呈現(xiàn)出下降的趨勢，而陸地生態(tài)服務價值則呈現(xiàn)出緩慢上升的趨勢。2010年天津市海洋生態(tài)服務價值的躍升得益于科研投入大幅度增加。這一計算結果表明，福建和海南的海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值呈現(xiàn)互競關系，顯著性不明顯；其余各沿海省市的海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值呈現(xiàn)協(xié)同關系，顯著性較為明顯。福建省Pearson相關系數(shù)不顯著是由于2011～2014年海洋和陸域生態(tài)服務價值呈現(xiàn)出截然相反的變化，即陸域生態(tài)服務價值緩慢上升，海洋生態(tài)服務價值逐步下降，這是因為2011～2014年福建的海洋供給服務價值下降造成的，原材料供給的下降是導致福建海洋供給服務價值下降的主因。海南海洋和陸域Pearson相關系數(shù)不顯著是因為海南陸域面積相對較小，陸域生態(tài)服務價值呈現(xiàn)上升趨勢；而海洋面積較大，其海洋生態(tài)服務價值基本保持不變，因此二者相關性并不顯著。

2003～2014年的互競系數(shù)也證實Pearson相關系數(shù)的結果。福建和海南的海南海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)服務的互競系數(shù)小于0，表明其呈現(xiàn)互競關系，而海南-22.230的互競系數(shù)表明其海南海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)服務發(fā)展極為不協(xié)調(diào)，結合海南的海洋/陸地生態(tài)服務價值來看，海南處于逐步發(fā)展海洋生態(tài)服務價值而犧牲陸地生態(tài)服務價值的情況。其余各沿海省市的互競系數(shù)在1左右，海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)服務呈現(xiàn)出共同發(fā)展的協(xié)同態(tài)勢。

4 結論

隨著經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)惡化逐步加劇，生態(tài)系統(tǒng)的服務對整個經(jīng)濟社會的貢獻不斷凸顯，將生態(tài)服務價值化有助于決策者正視生態(tài)價值，并為政策制定提供合理依據(jù)。借鑒前人對海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值的計算，分別構建盡可能全面的海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值框架，在盡量少利用專家評價法的原則上，對我國沿海十一省市的海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值進行了動態(tài)的測度，結果顯示陸地生態(tài)服務價值遠大于海洋生態(tài)服務價值。從人均生態(tài)服務價值角度對二者進行比較，除天津和上海兩個直轄市以外，其它9個沿海省市的陸域生態(tài)服務價值是其海洋生態(tài)服務價值的3倍以上，最大可達到20倍。時間維度上，各省市的人均陸地生態(tài)服務價值不變或減少，人均海洋生態(tài)服務價值緩慢增加；空間維度上，地廣人稀的海南、廣西的等地人均生態(tài)服務價值較高。這表明了控制人口和將發(fā)展方向轉(zhuǎn)向海洋具有巨大的潛力。

通過Pearson相關系數(shù)和互競指數(shù)的計算發(fā)現(xiàn)，除福建和海南海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)服務呈現(xiàn)互競關系外，其余各沿海省市的海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)服務均呈現(xiàn)出協(xié)同發(fā)展關系。根據(jù)Pearson相關系數(shù)的顯著性來看，呈現(xiàn)互競關系的福建和海南不顯著，其余省市的協(xié)同關系大多在95%的顯著性水平上，說明我國沿海省市的海洋和陸地生態(tài)服務價值總體上呈現(xiàn)協(xié)同發(fā)展的態(tài)勢。總生態(tài)系統(tǒng)服務指數(shù)的結果顯示，生態(tài)服務價值和土地及海洋面積有較大相關性，即擁有較大陸地和近海面積的省市擁有較大的總生態(tài)系統(tǒng)服務指數(shù)。但這并不是絕對的，浙江雖然陸地面積不大，但仍然擁有較大的總生態(tài)系統(tǒng)服務指數(shù)。這說明總生態(tài)系統(tǒng)服務指數(shù)一方面受人為因素有較強的影響，良好的經(jīng)濟發(fā)展和社會進步會提升生態(tài)服務價值，另一方面也表明海洋生態(tài)服務價值的重要地位，所以提升海洋生態(tài)服務價值是提升總生態(tài)系統(tǒng)服務指數(shù)的關鍵，也是未來發(fā)展的方向所在。