海洋牧場生態(tài)效益的內(nèi)涵與提升路徑

劉偉峰，劉大海，管松，姜偉

（自然資源部第一海洋研究所，山東青島 266061）

引言

海洋牧場是以增殖養(yǎng)護漁業(yè)資源和改善海域生態(tài)環(huán)境為目的、實現(xiàn)漁業(yè)資源可持續(xù)利用的漁業(yè)模式[1,2]，是一種綜合采用人工魚礁、海藻床和海草床建設、生物增殖放流、配套設施建設、監(jiān)測管理等手段的系統(tǒng)性漁業(yè)資源增殖方式。健康的生態(tài)系統(tǒng)是海洋牧場可持續(xù)發(fā)展的根基與源泉，經(jīng)濟效益和生態(tài)效益均顯著應是海洋牧場優(yōu)于池塘養(yǎng)殖、網(wǎng)箱養(yǎng)殖、底播養(yǎng)殖等傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式的重要特征。然而，全國海洋牧場建設過程中普遍存在偏重經(jīng)濟效益、忽視生態(tài)效益的現(xiàn)象[3-5]，某些地方一味追求眼前經(jīng)濟利益而未能充分考慮生態(tài)環(huán)境的改善，甚至造成一系列負面生態(tài)效應。因此，如何實現(xiàn)生態(tài)效益與經(jīng)濟效益協(xié)同高效增長，是當前中國海洋牧場建設和管理中迫切需要解決的問題。要提升海洋牧場的生態(tài)效益，就必須對其內(nèi)涵和提升路徑有清晰的認識。關于海洋牧場的生態(tài)效益，有的用環(huán)境因子和生物量等指標的變化來描述[6,7]；也有用生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能變化來評估[8-13]；還有的完全以生態(tài)系統(tǒng)服務替代，與經(jīng)濟效益和社會效益混為一談[14,15]，至今尚未有清晰明確的定義，更缺乏清晰完備的提升路徑。本文秉承自然生態(tài)與社會經(jīng)濟共同發(fā)展的理念，基于生態(tài)系統(tǒng)服務理論，厘清海洋牧場生態(tài)效益的內(nèi)涵，進而探索其提升路徑，以期為提升中國海洋牧場的生態(tài)效益提供一定的理論依據(jù)和工作思路。

1 海洋牧場生態(tài)效益的內(nèi)涵

1.1 生態(tài)效益與生態(tài)系統(tǒng)服務的關系

1.1.1 生態(tài)效益的概念

生態(tài)效益的概念自20 世紀80 年代提出以來，就已在中國學界和社會生活中得到廣泛應用，但至今仍沒有明確的科學定義和統(tǒng)一的分類體系[16]。生態(tài)效益概念提出的初衷是作為一種價值判斷基準，提高人們對生態(tài)環(huán)境保護重要性的認識，避免因過分追求社會效益和經(jīng)濟效益而造成對生態(tài)環(huán)境不可恢復的破壞和自然資源的未來短缺。在實際進行評價時，廣義的生態(tài)效益包括了全部由生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的人類福祉，而狹義的生態(tài)效益則不包括生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和社會效益。將生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和社會效益包含到生態(tài)效益中，難免會弱化生態(tài)效益的本意。基于生態(tài)效益的形成本質和提出目的，生態(tài)效益可定義為：生態(tài)系統(tǒng)對人類的生活環(huán)境和生產(chǎn)條件所產(chǎn)生的有益影響，其反映了生態(tài)系統(tǒng)能夠為人類生存和社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供適宜的生活環(huán)境和優(yōu)良的生產(chǎn)條件的能力，是對傳統(tǒng)評價人類福祉的社會效益和經(jīng)濟效益的補充[16]。

1.1.2 生態(tài)系統(tǒng)服務的概念與分類

生態(tài)系統(tǒng)服務的概念自1981 年提出后[17]，逐步得到國際學術界的接受，內(nèi)涵也不斷地得到完善[18]。生態(tài)系統(tǒng)的價值在于其對于人類的有用性，體現(xiàn)在向人類社會提供滿足生產(chǎn)和生活需要的服務。生態(tài)系統(tǒng)服務來源于生態(tài)系統(tǒng)的組分，并通過其生態(tài)系統(tǒng)功能得以實現(xiàn)。生態(tài)系統(tǒng)功能是生態(tài)系統(tǒng)服務的基礎，是生態(tài)系統(tǒng)本身所具備的一種獨立于人類而存在的自然屬性[19]；生態(tài)系統(tǒng)服務是生態(tài)系統(tǒng)功能的表現(xiàn)，是從滿足人類的需要出發(fā)而關注的生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟學屬性[20]。

根據(jù)2003 年聯(lián)合國千年生態(tài)系統(tǒng)評估報告，生態(tài)系統(tǒng)服務是指人類從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的效益，包括生態(tài)系統(tǒng)對人類可以產(chǎn)生直接影響的供給服務、調(diào)節(jié)服務、文化服務以及對維持生態(tài)系統(tǒng)其他服務具有重要作用的支持服務[21]。由于全球生態(tài)系統(tǒng)的多樣性和復雜性，不同生態(tài)系統(tǒng)的服務功能必然會存在一定差異。海洋生態(tài)系統(tǒng)因獨具特征的形態(tài)、結構和功能，而具有不同于其他生態(tài)系統(tǒng)的服務價值。2005 年中國國家海洋局基于聯(lián)合國千年生態(tài)系統(tǒng)評估研究成果，建立了更契合中國海洋生態(tài)系統(tǒng)特征的分類體系，將海洋生態(tài)系統(tǒng)服務分為4 類14 項（表1）[22,23]。

1.1.3 生態(tài)效益與生態(tài)系統(tǒng)服務的區(qū)別與聯(lián)系

近年來，隨著生態(tài)系統(tǒng)服務概念的引入，生態(tài)效益一詞在生態(tài)學界有被取代之勢，但在社會生活中因更容易理解而仍被高頻使用。廣義的生態(tài)效益的內(nèi)涵與生態(tài)系統(tǒng)服務是相同的，均包括了全部由生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的人類福祉，也因此覆蓋了部分經(jīng)濟效益和社會效益。例如，生態(tài)系統(tǒng)的供給服務，向人類提供的是能夠進入市場交易的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品，屬于傳統(tǒng)的經(jīng)濟效益；生態(tài)系統(tǒng)的文化服務，指人類通過休閑娛樂、精神感受、知識獲取等方式從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的非物質利益，屬于經(jīng)濟效益和社會效益范疇。供給服務和文化服務的提供離不開人類活動的主動參與，是其屬于經(jīng)濟效益和社會效益范疇的根本原因。廣義的生態(tài)效益概念，會弱化強調(diào)生態(tài)保護的本意，甚至掩蓋過分追求經(jīng)濟效益和社會效益而造成的生態(tài)破壞后果。狹義的生態(tài)效益摒棄了生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和社會效益，僅指無需人類活動主動參與就能提供的調(diào)節(jié)服務和支持服務，更能凸顯生態(tài)系統(tǒng)對人類生存和社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的長期價值。因此，作為與經(jīng)濟效益和社會效益相對等的價值判斷指標，生態(tài)效益應當采用狹義的概念（表1）。

表1 海洋生態(tài)效益與生態(tài)系統(tǒng)服務的對比

1.2 海洋牧場的生態(tài)效益

1.2.1 海洋牧場生態(tài)效益的組成要素

海洋牧場是基于海洋生態(tài)系統(tǒng)原理，在特定海域，通過一系列人工措施構建或修復海洋生物繁殖、生長、索餌或避敵所需的場所[1,2]，是一個經(jīng)過人工改造后的海域生態(tài)系統(tǒng)。在人工措施的作用下，原海域生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生物組分和非生物環(huán)境有所改變，生態(tài)系統(tǒng)功能得以增強，生態(tài)系統(tǒng)服務和生態(tài)效益得到提升。因而，海洋牧場的生態(tài)效益不是從無到有地產(chǎn)生，而是源于原海域生態(tài)系統(tǒng)，受人工措施作用，本質上是原海域的生態(tài)效益與人工措施形成的生態(tài)效益增量（生態(tài)增益）的疊加，并將隨著生態(tài)增益的變化而變化，可用公式表示如下：

式中，R為海洋牧場建成后的生態(tài)效益；O 為海洋牧場建設前原海域生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)效益，可視為常量；G為海洋牧場采取的人工措施形成的生態(tài)效益增量（生態(tài)增益）。

據(jù)調(diào)查，中國已建海洋牧場所改造的海域生態(tài)系統(tǒng)一般有兩種，一種是尚未開發(fā)利用的原生海域，另一種則是已建的水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)。原海域的生態(tài)效益是海洋牧場生態(tài)效益的基礎，但真正能反映出海洋牧場生態(tài)修復效果的，卻是人工措施形成的生態(tài)增益。因此，具有明顯生態(tài)增益的海洋牧場才符合可持續(xù)發(fā)展要求。

1.2.2 海洋牧場生態(tài)增益的形成

海洋牧場的生態(tài)增益是在人工措施的作用下產(chǎn)生的，國內(nèi)外海洋牧場建設通常采取的人工措施包括人工魚礁投放、海藻海草移植、漁業(yè)生物放流、配套設施建設和監(jiān)測管理等[2-4,24]。

（1）人工魚礁投放。人工魚礁是一種人為設置在水域中的構造物，利用生物對水中物體的行為特性，將生物對象誘集到特定場所進行捕撈或保護的一種設施。其生態(tài)作用主要表現(xiàn)在兩方面：一是，通過在礁體周邊產(chǎn)生擾流和上升流[25,26]，促使近底層的有機物和營養(yǎng)鹽向上遷移，促進真光層內(nèi)的浮游植物的繁殖與生長，提升海域的初級生產(chǎn)力；從而，既可為漁業(yè)生物提供充足餌料，又可加速對水體內(nèi)氮、磷的吸收和轉化[6]，增加對二氧化碳的吸收和氧氣的釋放，對增強海域自凈能力、穩(wěn)定大氣組成和凈化空氣起到積極作用。二是，為戀礁性魚類提供了庇護所，并增加了貝類和藻類的附著面積，加之礁體周圍水流流速的減弱和餌料生物的豐富，為漁業(yè)生物營造了適宜的棲息環(huán)境和索餌繁殖場所[27,28]，促進了生物量的增長和營養(yǎng)物質的循環(huán)。

人工魚礁由于打破了原有的生態(tài)平衡，難免會產(chǎn)生一定的生態(tài)負面影響。一是，中國沿海常見的人工魚礁一般為2～3m 高，礁體堆積會減弱底層海流，進而引起底部水體交換不暢、污染物沉積加速等一系列環(huán)境問題[29]；二是，人工魚礁改變了海域的自然屬性，徹底破壞了原有底棲生境，加之人工增殖放流物種的入侵，可能導致原有的生物多樣性減少，甚至造成珍稀瀕危野生物種資源喪失[30,31]。

（2）海藻海草移植。海藻海草移植是指在適宜生長的海域直接移植海藻、海草幼苗或成熟的植株，以構建海藻床或海草床[32]。這樣既提高了底棲初級生產(chǎn)力，為漁業(yè)生物提供了餌料和棲息場所；又可加速吸收和轉化水體內(nèi)的氮、磷等營養(yǎng)元素，促進沉積物—水界面的可交換態(tài)營養(yǎng)鹽的釋放，達到改良海域水質和底質環(huán)境的效果[33,34]；同時在抑制赤潮和綠潮生物大量繁殖、固碳釋氧、減少海底地貌侵蝕和抵抗風暴潮災害方面也起著十分重要的作用[35]。

移植的海藻或海草苗種一般為人工培育的常見物種，因此可能會改變該海域原有的底棲植物種群結構，甚至造成生境侵蝕和生物多樣性減少[31]。例如，在珊瑚礁區(qū)域移植海藻，可能導致原生珊瑚礁退化[36]。

（3）漁業(yè)生物放流。生物放流是指用人工方法直接向海域投放漁業(yè)生物的卵子、幼體或成體，增加漁業(yè)資源種群數(shù)量，結合營造的人工魚礁、海藻床或海草床等棲息生境，吸引放流的漁業(yè)生物在此聚集，以改善因過度捕撈而破壞的群落結構，實現(xiàn)漁業(yè)資源的增殖[8]。漁業(yè)生物通過攝食行為促進了生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的營養(yǎng)物質循環(huán)，對于控制藻類生長、抑制赤潮和綠潮災害起到一定的積極作用。

由于生物放流的苗種為人工培育物種，將與野生物種產(chǎn)生食物競爭。如果盲目追求某一漁業(yè)品種種群數(shù)量的增長，放流規(guī)模將超過生態(tài)承載能力，擠壓原生物種的生存空間，導致生物多樣性的減少[31,32]，甚至擾亂野生物種的自然基因堆，造成基因污染甚至喪失[32,37]。例如，韓國的統(tǒng)營牧場就因為過度放流某種魚類而破壞了水域生態(tài)，至今難以恢復[38]。

（4）配套設施建設。海洋牧場依托優(yōu)良的水域環(huán)境和豐富的生物資源，通過建設多功能平臺等配套設施，主要用于開展旅游觀光、休閑垂釣、海底探險等活動。例如，美國長期以來一直將開發(fā)休閑漁業(yè)作為海洋牧場建設的主要目標。此外，不少海洋牧場還建設有筏架、網(wǎng)箱、工船等養(yǎng)殖設施[2-4]，本質上與傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式相同，主要目的為提高漁業(yè)資源產(chǎn)量，但并無生態(tài)增益貢獻。

多功能平臺的生態(tài)負效應與人工魚礁相似，會破壞原有的底棲生境，但程度相對較輕；平臺運營過程中產(chǎn)生的生活污水和垃圾，如處置不當還會對海域環(huán)境造成污染。筏架、網(wǎng)箱、工船等養(yǎng)殖設施存在與傳統(tǒng)養(yǎng)殖相同的環(huán)境污染，并增加了赤潮和綠潮等災害發(fā)生的風險。

（5）監(jiān)測管理。對資源實施科學管理，強調(diào)監(jiān)測評估的重要性，是海洋牧場區(qū)別于單純增殖放流、投放人工魚礁等較初級的資源增殖活動的顯著特征。監(jiān)測管理是指通過水下實時在線監(jiān)測等技術手段，采集能夠反映海洋牧場資源和環(huán)境狀況的各種數(shù)據(jù)，評估和預測其發(fā)展變化趨勢，為海洋牧場的發(fā)展和保護提供科學依據(jù)。監(jiān)測管理措施不直接產(chǎn)生生態(tài)效應，但有助于促進其他人工措施生態(tài)正效應的產(chǎn)生。

綜上，海洋牧場生態(tài)增益的形成，源于各項人工措施的正負生態(tài)效應，如表2 所示。不同人工措施的生態(tài)效應不同，海藻海草移植的生態(tài)正效應最為顯著，人工魚礁投放次之；配套設施建設不僅無生態(tài)正效應，反而存在明顯的生態(tài)負效應。各項生態(tài)系統(tǒng)服務的增益也不相同，氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、干擾調(diào)節(jié)、初級生產(chǎn)、營養(yǎng)物質循環(huán)等服務的提升是可期的，生物多樣性維持服務減弱的風險較大，廢物處理、生物控制等服務的變化則存在不確定性。

表2 海洋牧場生態(tài)增益與人工措施的響應關系

2 海洋牧場生態(tài)效益的提升路徑

2.1 目標導向與實現(xiàn)路徑

海洋牧場生態(tài)效益的提升取決于人工措施形成的生態(tài)增益。生態(tài)增益雖是可期的，但并非必然，其完全取決于人工措施正負生態(tài)效應的產(chǎn)生。因此，海洋牧場生態(tài)效益的最大化，須以人工措施形成的生態(tài)增益最大化為目標，以人工措施生態(tài)正效應的最大化和生態(tài)負效應的最小化為導向。要實現(xiàn)該目標，就必須基于生態(tài)優(yōu)先原則對人工措施進行科學管控。管控的核心任務是保證人工措施的科學性和合理性，管控措施應該貫穿海洋牧場建設前、建設中和運行期的全過程，從規(guī)劃布局、建設標準、監(jiān)測管理三個方面推進，如圖1 所示。

2.2 統(tǒng)籌規(guī)劃布局

2.2.1 強化生態(tài)底線約束

國土空間規(guī)劃是國家空間發(fā)展的指南，是各類開發(fā)保護建設活動的基本依據(jù)。為保障海洋牧場的健康有序發(fā)展，必須強化國土空間規(guī)劃的指導約束作用，以保障海洋生態(tài)健康和海域資源高效利用為基準，在海洋空間劃定海洋牧場的建設禁止線。一是，嚴守海洋生態(tài)保護紅線，嚴禁任何類型的海洋牧場侵占；二是，保護未劃入生態(tài)保護紅線的其他海洋生態(tài)敏感區(qū)，禁止在離岸較近水域、重點河口和海灣、海草床、海藻床、珊瑚礁等區(qū)域投放人工魚礁；三是，維護好天然漁業(yè)資源產(chǎn)卵場環(huán)境條件的穩(wěn)定和洄游通道的暢通，禁止筏架、網(wǎng)箱等養(yǎng)殖設施型海洋牧場擠占。

2.2.2 科學確定選址布局

圖1 海洋牧場生態(tài)效益提升的目標導向與實現(xiàn)路徑

海洋牧場建設規(guī)劃是涉及海域空間利用的專項規(guī)劃，是海洋牧場產(chǎn)業(yè)發(fā)展的行動指南。海洋牧場建設規(guī)劃的編制，除了遵從國土空間規(guī)劃的底線約束外，還應科學確定海洋牧場的選址與布局。一是，基于生態(tài)環(huán)境適宜性評估，明確適宜建設海洋牧場的區(qū)域；選址區(qū)域應確保底質能夠維持人工魚礁的長期穩(wěn)定，環(huán)境條件適宜移植的海藻或海草生長，餌料能夠滿足放流的漁業(yè)生物生存需求等，以確保具備實現(xiàn)漁業(yè)增殖和生態(tài)修復功能。二是，根據(jù)生態(tài)承載能力評估，限定海洋牧場（特別是人工魚礁）的最大允許建設規(guī)模；建設規(guī)模應確保海域資源能夠充分利用，并且還需為海上交通、海底工程、礦產(chǎn)開采等其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展預留空間，以促進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。

2.2.3 強化生態(tài)影響評價

單個海洋牧場建設對海域生態(tài)系統(tǒng)的負面影響可能不明顯，但大規(guī)模的區(qū)域性海洋牧場（特別是人工魚礁）建設的負面生態(tài)影響必須引起重視。海洋牧場建設規(guī)劃編制過程中，應科學預測規(guī)劃方案實施可能對海域生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的整體影響，客觀評估海洋生態(tài)系統(tǒng)服務的變化及對人類長遠利益的影響。如果海洋牧場建設對海域生態(tài)系統(tǒng)和人類長遠利益有重大影響，就必須對規(guī)劃方案做出調(diào)整和優(yōu)化，直至影響可以接受。

2.3 規(guī)范建設標準

2.3.1 規(guī)范海洋牧場的認定

以凸顯生態(tài)修復功能為本，建立海洋牧場的認定標準，劃清海洋牧場與傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)的界限，杜絕以建設海洋牧場之名行海水養(yǎng)殖之實，改變以往重經(jīng)濟輕生態(tài)的思想。

2.3.2 規(guī)范人工魚礁設計和投放準則

一是，規(guī)范礁體設計。礁體必須采用綠色環(huán)保、親生物性的材料，避免產(chǎn)生環(huán)境污染；同時既要確保人工魚礁能夠提供足夠的內(nèi)部空間和附著面積，滿足漁業(yè)生物的棲息需求；又要能夠產(chǎn)生上升流，促進近底層營養(yǎng)物質的向上遷移。二是，明確礁體投放選址要求。礁體投放后應確保不沉降、不滑移，能夠保持長期穩(wěn)定。三是，規(guī)范礁體間距、礁群規(guī)模和魚礁面積占比。建立人工魚礁用海面積控制指標，在滿足生物棲息需求的前提下，最大限度地降低人工魚礁的建設規(guī)模，集約節(jié)約利用海域資源。

2.3.3 規(guī)范生物放流和移植準則

一是，規(guī)范生物苗種選擇。漁業(yè)生物放流、海藻海草移植的苗種應選擇當?shù)爻Ｒ娢锓N，確保該物種既能夠正常生存，又不存在生境破壞風險。二是，規(guī)范生物放流和移植規(guī)模?；谶x址海域的生態(tài)承載能力，合理確定放流或移植的生物量，確保不超過海域生態(tài)容納量。

2.3.4 規(guī)范配套設施建設標準

一是，規(guī)范多功能平臺等配套設施的建設標準。在滿足使用需求的前提下，限定最大允許用海規(guī)模，最大程度地減少對海域自然屬性的改變。二是，規(guī)范配套設施的環(huán)保設計。嚴格落實海洋環(huán)境管理要求，確保采用綠色環(huán)保的建筑材料，實現(xiàn)污水、固體廢物等污染物向海零排放。

2.4 強化監(jiān)測管理

2.4.1 加強跟蹤監(jiān)測

構建海洋牧場實時監(jiān)測系統(tǒng)與輔助決策信息平臺，對海洋牧場的生態(tài)狀況進行跟蹤監(jiān)測。通過對人工魚礁穩(wěn)定性的監(jiān)控，對生物資源和環(huán)境質量的監(jiān)測，實時掌握海洋牧場生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能變化。

2.4.2 強化實施效果評估

建立海洋牧場生態(tài)效益評估技術規(guī)范，對人工措施實施后的生態(tài)效益變化情況（特別是生物多樣性維持服務）進行科學評估，為后續(xù)海洋牧場的建設、管理和可持續(xù)發(fā)展提供決策支持。

3 結論

（1）生態(tài)效益作為反映海洋牧場可持續(xù)發(fā)展能力的評價指標，須劃清與經(jīng)濟效益和社會效益的界限，故應采用狹義的內(nèi)涵，僅包含海洋生態(tài)系統(tǒng)服務中無需人類活動主動參與實現(xiàn)的調(diào)節(jié)服務和支持服務。海洋牧場的生態(tài)效益本質上是海域原有的生態(tài)效益與人工措施形成的生態(tài)增益的疊加，生態(tài)增益則是各項人工措施正負生態(tài)效應共同作用的結果。不同人工措施的生態(tài)效應不同，海藻海草移植的生態(tài)正效應最為顯著，配套設施建設的生態(tài)負效應最為明顯；各項生態(tài)系統(tǒng)服務的增益也不相同，氣體調(diào)節(jié)、初級生產(chǎn)等5項服務的提升是可期的，生物多樣性維持服務減弱的風險則較大。具有明顯生態(tài)增益的海洋牧場，才符合可持續(xù)發(fā)展要求，對其生態(tài)效益內(nèi)涵的揭示，有助于提升我國海洋牧場建設的生態(tài)意識。

（2）海洋牧場生態(tài)效益的最大化，須以人工措施形成的生態(tài)增益最大化為目標，以人工措施生態(tài)正效應的最大化和生態(tài)負效應的最小化為導向，以基于生態(tài)優(yōu)先原則對人工措施的科學管控為實現(xiàn)路徑。管控措施應以保證人工措施的科學性和合理性為核心，涵蓋統(tǒng)籌規(guī)劃布局、規(guī)范建設標準、強化監(jiān)測管理三個方面，貫穿海洋牧場建設前、建設中和運行期的全過程。提出的實現(xiàn)路徑，可為提升我國海洋牧場的生態(tài)效益提供思路。