海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的內(nèi)涵和損失評(píng)估的進(jìn)展及爭(zhēng)議

張 蓬, 石 仞, 丁 麗, 孫禾琳, 葛林科

海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的內(nèi)涵和損失評(píng)估的進(jìn)展及爭(zhēng)議

張 蓬1, 2, 石 仞1, 丁 麗2, 孫禾琳2, 葛林科1, 2

(1. 陜西科技大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 陜西 西安 710021; 2. 國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 國(guó)家環(huán)境保護(hù)近岸海域生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 遼寧 大連 116023)

為實(shí)現(xiàn)充分補(bǔ)償污染事故造成的海洋生態(tài)環(huán)境損害的目的, 應(yīng)當(dāng)合理地評(píng)估生態(tài)環(huán)境損害的程度并將損失貨幣化。其中, 海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的損失評(píng)估是至關(guān)重要的組成部分。本文首先回顧了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的定義、分類指標(biāo)體系和價(jià)值的研究進(jìn)展, 然后提出目前評(píng)估海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的損害程度和貨幣化損害方法中存在的爭(zhēng)議和問(wèn)題, 包括: 衡量海洋環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)變化的指標(biāo)的單一性、文化服務(wù)的定義、指標(biāo)和估算方法的缺陷以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)基線的非穩(wěn)定性等。最后展望了海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)損失評(píng)估的未來(lái)發(fā)展方向, 提出需要深入研究的科學(xué)問(wèn)題和進(jìn)一步的管理要求。

海上污染事故; 海洋生態(tài)環(huán)境損害; 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值; 基線; 評(píng)估方法

海運(yùn)是化學(xué)品運(yùn)輸?shù)氖走x方式, 隨著海上運(yùn)輸業(yè)的蓬勃發(fā)展, 船載化學(xué)品和燃料油泄漏導(dǎo)致海洋環(huán)境污染事件時(shí)有發(fā)生, 造成海洋環(huán)境質(zhì)量、生物多樣性以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的損失。2016年6月2日, 我國(guó)最高人民法院正式發(fā)布了《關(guān)于充分發(fā)揮審判職能作用為推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)與綠色發(fā)展提供司法服務(wù)和保障的意見(jiàn)》, 明確規(guī)定責(zé)任人依法承擔(dān)生態(tài)環(huán)境修復(fù)費(fèi)用和生態(tài)環(huán)境服務(wù)功能的損失[1]。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 34546.3—2017 海洋生態(tài)損害評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》中明確了溢油事故導(dǎo)致海洋生態(tài)服務(wù)價(jià)值損失的計(jì)算框架。美國(guó)國(guó)家大氣與海洋管理局(NOAA)提出了生境等價(jià)分析(habitat equivalency analysis, HEA), 隨后進(jìn)一步發(fā)展了資源等價(jià)分析法(resource equivalency analysis, REA), 等價(jià)分析法成為美國(guó)國(guó)內(nèi)計(jì)算污染事件損失的首選方法。歐洲專門成立了“歐盟應(yīng)用資源等價(jià)分析法評(píng)估環(huán)境損害”項(xiàng)目(EAM), 開(kāi)展EAM的工具和案例研究[2-3]。由此可見(jiàn), 國(guó)內(nèi)外在立法和制度上支持生態(tài)服務(wù)損害的評(píng)估和索賠。

海洋和近岸生態(tài)系統(tǒng)被認(rèn)為是世界上最具生產(chǎn)力的生態(tài)系統(tǒng)之一, 海洋自然資源的生物和非生物部分對(duì)人類福利提供多種關(guān)鍵的生態(tài)服務(wù)[4-5]。評(píng)估海洋生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值是生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)中充滿爭(zhēng)議和挑戰(zhàn)的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一, 爭(zhēng)論的焦點(diǎn)在于海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的認(rèn)定和量化方法, 即將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的定義引入危險(xiǎn)品風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作以及實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)損害評(píng)估的方法[6]。首先, 本文簡(jiǎn)要論述了海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的定義、分類組成以及評(píng)估指標(biāo)和計(jì)算方法; 然后, 通過(guò)分析海洋污染事故導(dǎo)致的生態(tài)服務(wù)價(jià)值損失評(píng)估的案例, 總結(jié)目前存在的爭(zhēng)議和挑戰(zhàn); 最后, 展望海洋生態(tài)服務(wù)損害評(píng)估工作的未來(lái)的科研方向和管理要求, 提出相應(yīng)的建議。

1 海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的指標(biāo)體系和價(jià)值評(píng)估方法

1.1 海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的定義和范圍

最初, 研究者對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的分類只是從功能性出發(fā)的窮盡性舉例[7]?！扒晟鷳B(tài)系統(tǒng)評(píng)估(MEA)”將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的定義為: 人類從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的效益, 包括生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類可以產(chǎn)生直接影響的供給功能、調(diào)節(jié)功能和文化功能以及對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)其他功能具有重要作用的支持功能, 然后在這4大類的基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步地細(xì)分為二級(jí)分類[8-9]。Costanza等[10]將生態(tài)系統(tǒng)提供的產(chǎn)品和服務(wù)統(tǒng)稱為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù), 并將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分為17個(gè)類型。Patterson等[11]將海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為提供基于食物網(wǎng)生產(chǎn)過(guò)程的直接的物質(zhì)產(chǎn)出(如漁業(yè)生產(chǎn))、物質(zhì)循環(huán)、污染物和廢棄物的轉(zhuǎn)化分解和吸收、海濱娛樂(lè)旅游和休閑產(chǎn)業(yè)、沿岸土地形成以及文化和將來(lái)的科學(xué)價(jià)值等6項(xiàng)服務(wù)。我國(guó)“海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其價(jià)值評(píng)估”研究計(jì)劃將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)和支持服務(wù)4大類, 每一大類包含多項(xiàng)子服務(wù)[12]。就我國(guó)的典型生態(tài)系統(tǒng)而言, 森林生態(tài)系統(tǒng)提供的服務(wù)價(jià)值最高, 占總量的46.0%; 其中調(diào)節(jié)服務(wù)占4大類服務(wù)的比例最高, 高達(dá)71.31%[13]。丁廣瑞等[14]總結(jié)了我國(guó)近海海洋生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)指標(biāo)中排名靠前的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為: 食物生產(chǎn)、文化旅游、氣體調(diào)節(jié)、污染物處理、生物多樣性保護(hù)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)。

1.2 海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的估算方法和價(jià)值

生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值評(píng)估是表現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù)價(jià)值的過(guò)程。某些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值可以通過(guò)市場(chǎng)交易的方式直接或間接地表現(xiàn)出來(lái), 例如漁業(yè)資源、礦業(yè)資源等。然而, 有些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(如碳匯、氣候調(diào)節(jié)等)則完全被排除在市場(chǎng)交易之外, 因此, 人類的支付意愿無(wú)法通過(guò)市場(chǎng)價(jià)格體現(xiàn)。對(duì)于此類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù), 需要構(gòu)建一個(gè)虛擬的市場(chǎng), 模擬傳統(tǒng)市場(chǎng)中商品價(jià)格的形成機(jī)制[15-16]。表1列舉了國(guó)內(nèi)外主流的評(píng)估方法, 不同研究者計(jì)算的全球的海洋生態(tài)服務(wù)價(jià)值之間差距較大?？傮w而言, 開(kāi)放海區(qū)和大洋的服務(wù)價(jià)值最低, 典型的海洋生態(tài)系統(tǒng), 如海草床和珊瑚礁的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他類型生態(tài)系統(tǒng)。隨著人們對(duì)人類活動(dòng)和自然環(huán)境之間相互作用過(guò)程的理解不斷加深, 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的概念得到更為廣泛的認(rèn)可, 研究者們致力于新理論和新方法的研究, 推動(dòng)管理者、經(jīng)營(yíng)者和民眾等對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的進(jìn)一步關(guān)注。Costanza等[17]在2007年基于近期的生態(tài)數(shù)據(jù)和新的計(jì)算方法, 對(duì)全球的海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估, 其估算結(jié)果較1997年[10]有了大幅提高(表1)。同時(shí), 作者提倡建立多尺度、范圍更廣的多元化方法。通過(guò)這些方法估算與人類福利相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的貨幣價(jià)值, 對(duì)提高人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的理論認(rèn)識(shí)水平和實(shí)際估算工作發(fā)揮關(guān)鍵作用。

表1 國(guó)內(nèi)外學(xué)者估算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的方法及其貨幣價(jià)值

續(xù)表

注: 1 hm2=0.01 km2。自從1997年至今, 1美元對(duì)人民幣匯率: 6.5～8.29。國(guó)際元: 采用購(gòu)買力平價(jià)為轉(zhuǎn)換因子來(lái)折算不同國(guó)家的貨幣, 單位是“國(guó)際元”。

1.3 評(píng)估海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失的方法

日益增加的人類活動(dòng)的壓力和影響可能會(huì)導(dǎo)致海洋生境退化, 生物多樣性的損失, 嚴(yán)重地影響海洋生態(tài)系統(tǒng)為人類提供福利的能力, 充分評(píng)估和賠償受損的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)于維持海洋生態(tài)環(huán)境健康, 為人類提供可持續(xù)的福利具有重要的科學(xué)和管理意義。目前, 關(guān)于海洋生態(tài)損害的評(píng)估方法主要有兩類——基于受損海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的單位面積貨幣價(jià)值的經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估, 以及將受損的海洋生態(tài)與海洋資源修復(fù)到基線狀態(tài)的等價(jià)分析[24]。采用經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估的案例有:“?？松ね郀柕掀潯碧?hào)溢油事故給阿拉斯加海岸的休閑娛樂(lè)功能造成了380萬(wàn)美元的損失[25]。碳九泄漏事故造成生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)損失的總價(jià)值預(yù)估為1.93億元[26]。近年來(lái), 美國(guó)和歐盟采用的等價(jià)分析是基于生態(tài)修復(fù)評(píng)估生態(tài)服務(wù)損失的重要辦法, 目前已經(jīng)在較多案例中得以應(yīng)用。美國(guó)“World Prodigy”號(hào)在美國(guó)羅德島的布瑞頓礁擱淺, 索賠委員會(huì)向肇事方索賠567 000美元用于修復(fù)自然資源[27]。截止到2000年, 美國(guó)57起事故采用了自然資源損害評(píng)估(NRDA)的方法進(jìn)行索賠, 總計(jì)3.973億美元[28]。

生態(tài)服務(wù)損害評(píng)估的結(jié)果明顯地依賴于方法的選擇, 評(píng)價(jià)結(jié)果差別較大, 因此, 對(duì)于海洋生態(tài)服務(wù)損失估算的結(jié)果仍存在巨大的爭(zhēng)議。以“塔斯曼?！碧?hào)溢油事故為例, 高振會(huì)等[29]通過(guò)受損害海域的面積、生態(tài)功能損失率和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的單位面積貨幣價(jià)值的乘積估算海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)損失為738.17萬(wàn)元, 修復(fù)費(fèi)用共計(jì)4 964.92萬(wàn)元。李京梅等[30]基于REA的方法, 采用補(bǔ)償性修復(fù)計(jì)劃——種植鹽沼植物的成本估算了受損海域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為6 945.73萬(wàn)元。在實(shí)際的法庭審判中, 海洋生態(tài)服務(wù)損失的索賠未得到支持, 原因在于海洋生態(tài)服務(wù)功能損失的鑒定中缺少實(shí)際的原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和法定的計(jì)算流程。由此可見(jiàn), 需要進(jìn)一步的整合目前的研究成果, 形成一套公認(rèn)的理論體系, 進(jìn)而推進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)損失索賠的制度化發(fā)展, 使保障評(píng)估和索賠工作有法可依。

2 目前的海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)損失評(píng)估工作所面臨的挑戰(zhàn)

采用經(jīng)濟(jì)價(jià)值法評(píng)估生態(tài)服務(wù)損失的首要前提是獲得受損生態(tài)系統(tǒng)的單位面積貨幣價(jià)值當(dāng)量, 然而該值受到地域特征和生態(tài)環(huán)境類型的顯著影響, 在研究時(shí)間、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況和估算方法等多個(gè)因素的共同作用下, 同一類型生態(tài)系統(tǒng)的單位面積價(jià)值當(dāng)量跨越范圍很廣。例如, 面積小、位置偏遠(yuǎn)的珊瑚礁所能提供的休閑娛樂(lè)服務(wù)的貨幣價(jià)值可能小于0.1國(guó)際元/(公頃·年); 然而, 某些游客眾多的珊瑚礁的休閑娛樂(lè)服務(wù)價(jià)值則大于100萬(wàn)國(guó)際元/(公頃·年)。此外, 在實(shí)際環(huán)境中, 即使生態(tài)系統(tǒng)的類型相同, 其所提供的生態(tài)服務(wù)價(jià)值并不總是與生態(tài)環(huán)境的面積成正比, 這將為基于單位面積價(jià)值當(dāng)量的生態(tài)服務(wù)損失評(píng)估帶來(lái)偏差[19]。等價(jià)分析的理論模型規(guī)避了單位面積價(jià)值當(dāng)量選擇的問(wèn)題, 采用替代工程的成本補(bǔ)償損害。但是, 理論模型需要輸入的參數(shù)較多, 包括受損害的程度、受損害生態(tài)環(huán)境的面積、修復(fù)曲線形狀、貼現(xiàn)率、修復(fù)計(jì)劃的時(shí)長(zhǎng)、修復(fù)計(jì)劃提供最大收益的水平和時(shí)間等, 這些參數(shù)的選擇和精密度對(duì)模型運(yùn)算的結(jié)果產(chǎn)生顯著的影響[30-32]。

2.1 非物質(zhì)服務(wù)——文化功能的價(jià)值評(píng)估

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量的研究面臨的最大挑戰(zhàn)可能來(lái)自對(duì)一些無(wú)法直接或間接帶來(lái)物質(zhì)福利的服務(wù)的評(píng)估。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的非物質(zhì)福利屬于“文化服務(wù)”類。文化服務(wù)在提高生物多樣性和增強(qiáng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)方面具有最高的潛力, 因此, 研究者對(duì)文化服務(wù)價(jià)值的估算愈加重視[33]?！拔幕笔且粋€(gè)整合了非物質(zhì)、精神和經(jīng)驗(yàn)的概念, 當(dāng)計(jì)算其價(jià)值時(shí)常常引起研究者的爭(zhēng)論。首先, 文化的定義和范圍難以界定。目前文化的范圍包括美學(xué)景觀、休閑娛樂(lè)、文化繼承、科學(xué)體育、教育和精神/宗教價(jià)值[33-34]。某些與精神相關(guān)的景觀要素(如教堂、圣壇和圣殿等)被定義為精神服務(wù)的指標(biāo), 則不可以再歸類到旅游服務(wù)范疇[35]。其次, 文化服務(wù)的跨分類的現(xiàn)象非常普遍, 例如, 釣魚兼顧了休閑娛樂(lè)和食品供給的功能, 因此可能會(huì)造成重復(fù)計(jì)算[36]。最后, 仍未建立明確的文化服務(wù)的分類和表征指標(biāo)[35]。絕大多數(shù)研究關(guān)注對(duì)休閑娛樂(lè)價(jià)值的評(píng)估; 對(duì)科學(xué)研究?jī)r(jià)值的評(píng)估停滯不前, 是由于知識(shí)產(chǎn)業(yè)化所產(chǎn)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益以及轉(zhuǎn)化成為人類可利用的福利難以估算。目前, 僅有的科學(xué)研究?jī)r(jià)值估算是通過(guò)發(fā)表論文的數(shù)量和單篇科研經(jīng)費(fèi)進(jìn)行, 可比性較差。文化是通過(guò)一系列社會(huì)、相互溝通和生產(chǎn)活動(dòng)的過(guò)程來(lái)決定人與環(huán)境的相互作用, 文化的價(jià)值估算指標(biāo)體系框架應(yīng)當(dāng)更加細(xì)化, 選擇的指標(biāo)應(yīng)當(dāng)對(duì)人類與環(huán)境的相互作用的表現(xiàn)更加敏感[37-38]。

許多方法曾經(jīng)被用來(lái)評(píng)估文化服務(wù)價(jià)值, 這些方法隨著時(shí)間和地域而發(fā)生變化。最早MEA開(kāi)展了大量的問(wèn)卷調(diào)查, 獲得旅游者的支付意愿和旅游意愿, 進(jìn)而估算休閑娛樂(lè)服務(wù)的貨幣價(jià)值。另外, 有研究者選擇食物網(wǎng)為對(duì)象, 結(jié)合專家判斷設(shè)計(jì)問(wèn)卷調(diào)查, 構(gòu)建了基于食物網(wǎng)、營(yíng)養(yǎng)級(jí)與支付意愿之間的關(guān)系的新方評(píng)估文化服務(wù)貨幣價(jià)值的新方法[39]。由于問(wèn)卷調(diào)查需要投入大量的時(shí)間和經(jīng)費(fèi), 具有地理標(biāo)簽的照片和社交媒體成為新的替代方法, 這些照片同樣能夠反映公眾的意愿。通過(guò)文本挖掘、信息分類和因素分析等方法解析照片的內(nèi)容, 研究者可以多維度地區(qū)分文化服務(wù), 獲得文化服務(wù)的分類和頻率, 掌握旅游者和當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)海洋生態(tài)環(huán)境的使用狀況[33, 40-41]。

總而言之, 關(guān)于計(jì)算非物質(zhì)服務(wù)的方法可以分為3類: 基于市場(chǎng)價(jià)格法(可能有市場(chǎng)價(jià)值), 與花費(fèi)相關(guān)的揭示偏好(例如花費(fèi)在直接消費(fèi)或者時(shí)間花費(fèi)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)上)和陳述偏好(為增加或者增強(qiáng)某項(xiàng)服務(wù)愿意的支出), 或者是建立在花費(fèi)的基礎(chǔ)上的方法, 例如為了替代這項(xiàng)非物質(zhì)服務(wù)或者避免受到損害所需的花費(fèi)。這3種方法都有一個(gè)主要的缺陷: 每一項(xiàng)服務(wù)只能賦予“一個(gè)價(jià)值”[42-43]。而且, 與支付意愿相關(guān)的方法常常受到社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件、地理區(qū)域以及參與調(diào)查對(duì)象的生態(tài)認(rèn)知和教育程度、收入以及居住地等因素的影響[44]。既然目前的生態(tài)服務(wù)框架仍努力地將非物質(zhì)服務(wù)包含在內(nèi), 研究者日益認(rèn)識(shí)到: 要么修改生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的框架, 使其更好地依賴于環(huán)境的非經(jīng)濟(jì)因素和受益人; 要么采取全新的立場(chǎng)去審視“文化”的定義, 以及人類與自然的相互作用所導(dǎo)致的價(jià)值表現(xiàn)[45-46]。因此, 越來(lái)越多的研究者從當(dāng)?shù)厝?、管理者和旅游者的角度出發(fā), 探討他們的活動(dòng)與海洋生態(tài)系統(tǒng)的相互作用及其產(chǎn)生的影響, 而且探究生態(tài)指標(biāo)與生態(tài)環(huán)境提供的福利之間的關(guān)系。

2.2 表征生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化的指標(biāo)

通常, 海上污染事故并不會(huì)導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的完全損失, 無(wú)論采用經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估還是等價(jià)分析法, 確定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)損失的程度都是進(jìn)行損害評(píng)估的一個(gè)關(guān)鍵步驟。我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 34546.2—2017 海洋生態(tài)損害評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定溢油事故對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響程度s以生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)的變化率表示。在國(guó)內(nèi)外研究者應(yīng)用等價(jià)分析法評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)損害時(shí), 污染事故發(fā)生前后的生物指標(biāo)或者化學(xué)物質(zhì)的濃度常被用作衡量海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化程度的指標(biāo), 如表2所示。這兩類指標(biāo)可以較大程度地簡(jiǎn)化補(bǔ)償受損生態(tài)服務(wù)的替代工程的計(jì)算, 但是在許多情況下, 基于這兩類指標(biāo)評(píng)估事故對(duì)公共利益損害不夠客觀。生物指標(biāo)通常是采用一個(gè)生物過(guò)程、種類或者群落來(lái)評(píng)估環(huán)境質(zhì)量及其時(shí)間變化趨勢(shì)[47]。微生物、藻類、貝類、牡蠣和其他敏感的底棲生物種類, 常被用做生物監(jiān)測(cè)或生態(tài)系統(tǒng)的模型研究[48-50]。沉積物中化合物的含量易于測(cè)定, 然而不是總能準(zhǔn)確地反映生態(tài)環(huán)境的整體服務(wù)水平變化。就生物指標(biāo)而言, 對(duì)污染物濃度尤為敏感的底棲生物種群、魚卵和仔稚魚的變化對(duì)占主要地位的海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(如調(diào)節(jié)服務(wù)和供給服務(wù))的指示作用微乎其微。例如, 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值數(shù)據(jù)庫(kù)(ecosystem services valuation database, ESVD)列舉的海洋生態(tài)系統(tǒng)提供的調(diào)節(jié)服務(wù)(所占總服務(wù)比例范圍為: 48.8%～ 89.4%)包括: 氣候調(diào)節(jié)、水土保持、廢物處理和海水凈化、減少災(zāi)害以及營(yíng)養(yǎng)鹽循環(huán)等功能[19]。然而, 底棲和魚類生物量的變化與這些非生物的服務(wù)和福利之間存在著巨大的理論差距, 二者之間缺乏有效的定量關(guān)系。

表2 國(guó)內(nèi)外海洋污染事故實(shí)際案例所選擇的反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化的指標(biāo)

若以代替工程和修復(fù)受損生態(tài)環(huán)境為損失評(píng)估的手段, 根據(jù)受損害生態(tài)系統(tǒng)的類型選擇生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指標(biāo)具有一定的合理性和科學(xué)性, 但目前的案例中采用的指標(biāo)選擇少, 研究相對(duì)比較片面。修復(fù)的目的僅是恢復(fù)受損生態(tài)環(huán)境的主要的生物功能, 不能涵蓋生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化。Balcomb等[39]開(kāi)發(fā)了通過(guò)海洋食物網(wǎng)估算文化服務(wù)的方法, 該方法選擇的生物指標(biāo)則更為豐富, 包括浮游植物、貝類、水母、魚類、海鳥(niǎo)和哺乳動(dòng)物, 他的研究也為損害評(píng)估提供了新的思路。在未來(lái)的研究中, 應(yīng)該根據(jù)受損害區(qū)域的環(huán)境化學(xué)和食物網(wǎng)中代表生物的損失率、重要程度及其存在狀況, 將上述各個(gè)指標(biāo)賦予不同的分值, 整合成為一個(gè)能夠反映生態(tài)服務(wù)的變化的指標(biāo)。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)基線的確定

基于等價(jià)分析方法進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)損害評(píng)估的另外一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是確定評(píng)估的基線, 基線指在事故發(fā)生前自然資源和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的存在狀態(tài)?；€是確定污染的責(zé)任、明確合適的修復(fù)終點(diǎn)和評(píng)估損失程度的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。定義生態(tài)基線有兩個(gè)難點(diǎn): ①多數(shù)情況下, 研究者缺少未發(fā)生損害時(shí)描述生態(tài)系統(tǒng)功能的數(shù)據(jù), ②自然資源和生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)非穩(wěn)定和原始。生態(tài)基線包括3種類型: 靜態(tài)基線、動(dòng)態(tài)下降基線、動(dòng)態(tài)上升基線。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的恢復(fù)曲線常采用線性和邏輯斯蒂(Logistic)型; 在不同類型的基線和修復(fù)曲線情況下, 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)損失的計(jì)算結(jié)果存在巨大的差異。

僅從生態(tài)學(xué)定義出發(fā), 傳統(tǒng)的基線在研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)是不夠充分的, 基線還明顯地依賴于社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征。從獲得過(guò)渡期損失和確定補(bǔ)償修復(fù)范圍的目的出發(fā), 生態(tài)和經(jīng)濟(jì)學(xué)意義的基線之間是相互聯(lián)系的。在比較不同類型生態(tài)服務(wù)損失的方法體系中, 以貨幣為單位描述基線是一種更加簡(jiǎn)單和直觀的方法。整合基線貨幣價(jià)值具有兩個(gè)明顯的好處: 一是確定事故前對(duì)公民和社區(qū)具有特殊價(jià)值的資源和服務(wù)的可能性更高; 二是改進(jìn)了數(shù)據(jù)收集過(guò)程, 尤其在建立基線和預(yù)測(cè)價(jià)值時(shí), 能夠作為一種選擇生態(tài)變量的輔助方法。此外, 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的基線可能持續(xù)地退化或恢復(fù), 受到外部沖擊或其他因素的影響在短期內(nèi)非恒定; 而且, 基線會(huì)響應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)參數(shù)而發(fā)生變化, 社會(huì)經(jīng)濟(jì)參數(shù)的變化是可預(yù)測(cè)的, 因此, 確定評(píng)估基線的方法考慮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)貨幣價(jià)值的特征更為合理, 用貨幣價(jià)值來(lái)描述基線能夠?qū)Σ煌悇e的服務(wù)以及對(duì)不同利益相關(guān)者的損害進(jìn)行直觀、直接的比較[56]。

3 結(jié)論

保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境, 維持海洋生態(tài)服務(wù)價(jià)值水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展并非是二選一的關(guān)系。中國(guó)自2000至2010年之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境服務(wù)價(jià)值呈現(xiàn)同時(shí)增長(zhǎng)的趨勢(shì)[57]。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提升了人們對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的認(rèn)知水平和接受程度, 進(jìn)而推動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的指標(biāo)框架和計(jì)算方法框架研究的進(jìn)步。近幾十年來(lái), 中國(guó)在基礎(chǔ)應(yīng)用方面取得了豐碩的成果, 但總體而言, 相關(guān)研究多為引入型和跟蹤型研究, 原創(chuàng)性不足[58]。在將來(lái)亟待開(kāi)展的研究, 總結(jié)如下:

1) 整合海洋生態(tài)服務(wù)指標(biāo)體系的多個(gè)指標(biāo)評(píng)估服務(wù)價(jià)值損失。海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值由多項(xiàng)服務(wù)的價(jià)值組成, 指標(biāo)體系復(fù)雜。在采用等價(jià)分析的方法進(jìn)行服務(wù)價(jià)值損害評(píng)估時(shí), 為簡(jiǎn)化計(jì)算流程, 表征生態(tài)服務(wù)價(jià)值損失程度的指標(biāo)多為單一指標(biāo)。指標(biāo)的選取常帶有很強(qiáng)的主觀性, 同行研究之間無(wú)可比性。基于單項(xiàng)服務(wù)評(píng)價(jià)的結(jié)果可能與實(shí)際情況不符, 且無(wú)法避免單一指標(biāo)波動(dòng)的負(fù)面影響。因此, 建議將幾個(gè)有代表性的服務(wù)類型采取專家評(píng)估法等賦予一定權(quán)重, 將其整合成為一項(xiàng)服務(wù)指標(biāo), 根據(jù)該指標(biāo)的變化狀況定量地表達(dá)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的變化。

2) 生態(tài)服務(wù)價(jià)值中非物質(zhì)福利服務(wù)的評(píng)估。非物質(zhì)福利或者不具有市場(chǎng)價(jià)值的服務(wù)主要體現(xiàn)在文化服務(wù)當(dāng)中, 但是對(duì)文化服務(wù)價(jià)值的評(píng)估較為主觀, 難以給出客觀的方法, 因此, 需要重新審視文化的概念與內(nèi)涵, 對(duì)文化服務(wù)的表征指標(biāo)和表現(xiàn)形式進(jìn)行進(jìn)一步的梳理。

3) 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)基線的變化。在實(shí)際受損的海洋生態(tài)環(huán)境中, 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的基線極大可能處于變化狀態(tài), 篩選用于表征服務(wù)價(jià)值基線的指標(biāo)對(duì)揭示基線隨時(shí)間變化的趨勢(shì)至關(guān)重要。當(dāng)估算海上污染事故導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失時(shí), 未能考慮資源與生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值的空間流轉(zhuǎn)及其異地實(shí)現(xiàn)過(guò)程, 忽略了事故發(fā)生地的生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)能力, 不能預(yù)測(cè)基線的變化, 可能會(huì)導(dǎo)致評(píng)估產(chǎn)生偏差。因此, 基線的相關(guān)研究需要深入。

總而言之, 建立成熟的海洋生態(tài)服務(wù)價(jià)值分類框架和貨幣化方法框架, 推動(dòng)科學(xué)與政策的相互融合, 促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失的制度化進(jìn)程, 使生態(tài)服務(wù)價(jià)值研究更好地服務(wù)于決策和管理支撐, 對(duì)補(bǔ)償海洋受到污染后引起的生態(tài)服務(wù)功能損失和制定海洋開(kāi)發(fā)規(guī)劃具有重要的科學(xué)和管理意義。

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Progress and controversy in the connotation and theoretical models of the assessment of marine ecosystem service loss

ZHANG Peng1, 2, SHI Ren1, DING Li1, SUN He-lin1, GE Lin-ke1, 2

(1. School of Environmental Science and Engineering, Shaanxi University of Science & Technology, Xi’an 710021, China; 2. State Environmental Protection Key Laboratory of Coastal Ecosystem, National Marine Environmental Monitoring Center, Dalian 116023, China)

To achieve the complete compensation of marine environmental damage caused by ship-borne pollution incidents, the marine ecosystem loss should be assessed and evaluated properly. Therein, the ecosystem serviceloss is an essential component for ecological damage assessment. This paper reviewed the progress of the concept, scale, and category indicators of ecosystem service and payments for ecosystem service. Subsequently, some arguments and controversies on currently used payments for ecosystem service indicators and calculation method frames were elaborated, including the monotonicity of the indicator frame used in assessing the variation extent of the environmental quality and ecosystem service loss, concepts, calculation, and index of culture service as well as the choice of the ecosystem service value baseline. Finally, this paper proposed the future hotspots of ecological and economic research and scientific issues and management requirement of the marine payments for ecosystem service, from which the achievement made in the assessment of payments for ecosystem service would benefit both in scientific research and governing the exploration in marine eco-environment.

marine pollution incidents; marine eco-environment damage; ecosystem service value; baseline; evaluation methods

Apr. 7, 2020

F062.2

A

1000-3096(2022)1-0172-09

10.11759/hykx20210407001

2021-04-07;

2021-10-08

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016YFC1402405); 國(guó)家自然基金項(xiàng)目(22076112)

[The National Key Research and Development Program of China, No. 2016YFC1402405; National Natural Science Foundation of China, No. 22076112]

張蓬(1980—), 女, 山東東營(yíng)人, 教授, 博士, 從事生態(tài)損害評(píng)估方面研究, E-mail: zhangpeng4477@sust.edu.cn; 葛林科(1980—),通信作者, 男, 山東濟(jì)寧人, 教授, 博士, 主要從事環(huán)境科學(xué)方面研究, E-mail: gelinke@sust.edu.cn

(本文編輯: 叢培秀)