海洋生态系统服务功能及其价值评估的研究.pdf

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1、海洋生态系统服务功能及其价值评估的研究宋睿郑洪波张树深?大连理工大学环境与生命学院,大连?摘要?从分析国内外生态系统的研究进展以及各类生态系统服务功能入手,详细阐述了海洋生态系统的四大类别以及?项服务功能,并从对海洋生态系统服务功能及价值评估研究的展望分析?项功能出发,提出进一步研究应注意的若 干问题关键词?海洋?生态系统?服务功能?评价方法?!?,?,?!?!?代?引言生态 系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成、维持人类赖以生存的自然环境条件和效能?,它不仅为人类提供食品、医药及其他生产生活原料,还创造与维持了地球生命的支持系统,形成人类生存所必需的环境条件,是人类生存与现代文明的基础。

2、海洋作为全球生命支持系统的基本组成部分和实现人类社会可持续发展的资源基础,近年来由于人类的科学进步和社会的迅速发展,受到了严重威胁和破坏。目前,国内外针对陆地区域或单个生态系统资产估算的研究实践较多,但对海洋生态系统服务及其 自然资本经济价值的定量评估的理论和方法研究相对较少。认识不足、缺乏监控,造成海洋生态系统退化和价值损耗的案例很多。因此,有必要对海洋生态 系统的服务功能和生态价值进行详细 的研究。开展海洋生态系统服务功能及其价值评估的研究,对于进一步认识海洋,合理开发和保护海洋,促进人类社会的可持续发展具有重要的战略意义。本文在系统分析生态系统服务功能研究进展基础上,进一步探讨海洋生态系

3、统服务功能的内涵。具体将海洋生态系统服务功能划分为四大类别,同时对四大类别、?项服务功能进行详细阐述,针对各项服务功能提出具体分析评价方法。最后根据国内外研究现状,从海洋生态系统服务功能及价值评估研究的展望分析出发,提出进一步研究应关注的若干问题。?生态系统服务功能研究进展生态系统服务功能的研究始于?世纪?年代,但始终没有形成一个完整 的价值体系。直 到?年,?杂志发表了美国马里兰大学生态经济学研究所所长?等?人合写的论文?!?,得出整个生物圈目前所提供的生态系统服务价值为?万一?万亿美元?,平均值为?万亿美元?,而全世界目前的国民生产总值仅为?万亿美元?。该文章在全世界各领域得到普遍的关注和

4、反响,引发了人们对生态系统服务价值的广泛讨论?随后?杂志分 别以论坛或专题形式出版了有关生态系统服务功能及其价值评估研究的专刊,包括生态系统服务概念的分析、价值评估的理论探讨?以及对各类具体生态系统服务功能价值的分析与评估。直到?世纪?年代末,国外有关生态系统服务的概念及其价值理论、评估方法等开始引人 国内。国内学者通过分析、探讨生态系统服务功能的相关概念及其价值评估的理论与方法,针对不同区域、不同生态系统类型的生态系统服务功能的价值评估进行个案研究。?海洋生态系统服务功能研究进展海洋是一个庞大的生态系统,它包括不同层次的多个生态子系统。如沿岸生态系、河口及海湾生态系、藻场生态系、珊瑚礁生态系

5、、红树林生态系、上升流生态系、大洋和深海生态系等。海洋作为人类赖以生存和发展的基础,它向人类提供丰富的食品和原材料,是 自然界稳定的有机碳库、基因库和能源库,对于改善全球生态环境、维持生态平衡等具有十分重要的作用。由于海洋生态系统的特殊性,如果照搬邵?公。”?“?弊?叭?环漪保护匀承秘荟济?顶佣 印刀绷朋?幼陆地 的方法,将使建立海洋生态系统服务功能评估指标体系的难度增大。有的学者对海岸带生态系统、海滩生态系统 的个别生态系统服务功能进行了研究,也有些学者对整体海洋生态系统服务功能以及经济价值评估进行研究。石洪华等从整体上探讨了海洋生态系统服务功能的内涵,从整体上将海洋生态系统服务功能分为供给

6、、调节、文化和支持功能四大类,并针对海洋生态系统的一些典型的服务功能建立了相应的价值评估方法,初步建立起一个研究海洋生态系统的构筑体系,并结合国内外发展现状,提出了研究中应该注意的若干问题。目前有关海洋生态系统 的价值体系评估方法的建立还不够完善,尤其是关于其价值体系的研究还主要从整体上估算,对海洋生态系统动态性研究亚待改进。?目前研究存在的问题?相对于陆域生态系统,海洋生态系统研究较少无论从海洋生态系统服务功能指标的建立以及评价方法到各种类别的海洋生态系统,相对于陆地生态系统,海洋生态系统研究的深度和广度都明显不足。?各类生态系统服务功能的价值评价差距很大主要表现在对 同一生态系统的各种服务

7、或不同生态系统的某一种生态服务的价值评估研究结果差距很大。?缺少各类服务功能动态有机联系的评估在对具体生态系统或服务类型方面予以充分评估,而对生态系统服务功能本身的整体价值重视不够。各类生态系统服务功能的简单加和不能代表生态系统服务的总体价值,如何认定生态系统服务的整体价值是正确评估的重要前提。?海洋生态系统服务功能及评估方法海洋生态系统服务功能是指海洋生态系统与生态过程所形成、维持人类赖以生存的自然环境条件与效用。它具体的服务功能可以分为?个方面,见图?。一空困?一回应闷画图?海洋生态系统服 务功能分类?供给功能及评估方法供给功能是海洋生态系统最基本的功能,指海洋生态系统为人类提供食品、原材

8、料等产品,从而满足和维持人类物质需要的功能,主要包括食物供给、原料生产的功能。据统计,世界海洋渔业资源可捕获量大约为?亿?,为目前海洋渔获量的?倍,相当于全球总人口对蛋 白质总需求量的?倍。除了给人类提供大量的蛋白质食物外,海洋也是人类生产生活中很多重要材料的来源,为人类提供着丰富的化工原料、医药原料和装饰观赏材料等。由于食物供给和原材料的价值较为直观,目前被国内外学者通常采用市场 价值法来进行评估,就是直接利用产量和产品的市场价格来进行计算。计算公式如下?二艺?只式 中,?为物质产品价值?为第?类物质的生产面积?、为第?类物质的单产?只为第?类物质的市场价格。?调节功能及评估方法调节功能是指

9、人类从海洋生态系统 的调节过程中获得的服务功能和效益,主要包括大气调节、气候调节、废弃物处理、生物控制功能。?大气调节及评估方法海洋生态系统 的大气调节功能主要表现为海洋浮游植物通过光合作用吸收?,释放?,对维持大气中?与?的动态平衡起着不可替代的作用。对于固碳释氧两个方面的价值,国际上通常采用有效成本法以及意愿调查法,而我国主要采用碳税法和造林 成 本或者工业生产 氧气的价 格进行计算川。从光合作用方程式出发,按照化学计量,每固定或消耗单位重量的植物干物质所能吸收或释放的二氧化碳或氧气的量,进而由碳税法和工业生产氧气价格计算固碳释氧的价值。具体计算公式如下?。?。?。?,?。?。式中,矶为固

10、碳总价值,?。为单位面积海洋固碳量,?。为固碳价 格,?。为释氧总价值,?。为单位面积海洋释氧量,?。为释氧价格。?气候调节及评估方法气候调节是指海洋对全球降水、温度及其他由生物媒介参与的全球及地区性气候调节功能,海洋主要通过吸收温室气体调节气候。海洋对调节大气?平衡有着极其重要的作用,它通过缓和大气?浓度来调节大气温室效应。据测算全球大洋每年从大气吸收?约?亿?,占人为排放总量的?。海洋生态系统对全球气候的稳定和变动起着重要的作用。对海洋生态系统气候调节估算采用通过与同纬度内陆地区的差异效用进行保守估计。采用替代成本法,按照达到此温度差异所需空调耗电的价值作为海洋调节气候功能的价值。计算公式

11、如下:V=5xRxYx。式中,V为调解气候总价值,S为调节气候功能收益面积,R为实现此温度差异 所需布置的空调密度,Y为实现此温度差异空调所需消耗的电量,a为电费单价。5.2.3废物处理及评估方法海洋污染废弃物处理是指 由人类生产、生活产生的废水、废气及 固体废弃物等自然或人为的方式进人海洋,然后在海洋中稀释、扩散、浓度降低;随后经过海洋的物理、化学和生物处理后,最终转化为无害物质的功能。对于废物处理的评估方法目前国内外通常采用影子工程法。也就是说计算通过人工去除相同数量污染物的成本来估算此项服务功能的价值 5 j。5.2.4生物控制及评估方法在海洋生态系统中,有害生物主要包括两类:一类是能够

12、引起赤潮的藻类,另一类指包括一些能够产生毒素的海棉、腔肠动物和鱼类等。海洋生态系统可以通过自身的调节来减少这些有害生物对人类造成的危害。对于生物控制的评估通常采用 防护费用法,即假设海洋生态系统失去自身调节功能的情况下,以人为方法修复海洋中发生的上述现象所需要的成本价值。5.3支持功能及评估方法支持功能是保证海洋生态系统供给功能、调节功能和文化功能供给所必需的基础功能,支持功能对人类的影响是间接的或者通过较长时间才能发生的,具体包括营养物质循环、物种多样性维持功能。5.3.1营养物质循环及评估方法海洋生态系统主要通过垂直混和、水平输运和大气沉降3种物理途径汇集各种营养元素。进人海洋生态系统的各

13、种营养元素经过物理、化学反应被海洋浮游植物、鱼类等生物吸收,通过食物链,实现营养元素在海陆之间的循环。通常国内采用下式来计算营养物质循环的价值:P(t)=艺S(r)从(r)只(t)式 中,尸为营养元素价值,S为生态系统的面积,M为营养元素的持留量,尸为营养元素的价格。5.3.2生境提供(生物多样性维护)及评估方法海洋生物的生境包括气候条件、水文条件、海底状况等。海洋生态系统为已发现的大约2 1万种海洋生物提供着栖息的场所。该项服务应该包括由该生态系统所维持的生物多样性的价值(基因资源的价值)以及群众多样性的价值组成。对于这两项价值的评估,通常采用意愿调查法、重置成本法、影子价格法等,但在国际上

14、,主要采用意愿调查法。国内很多学者在计算此项服务功能价值时,通常采用将每种生物赋予一个单价,然后将一个生态区域的所有种类加和来进行计算。5.4文化娱乐功能及评估方法文化功能是指人们通过精神感受、知识获取、主观印象、消遣娱乐和美学体验等方式从海洋生态系统 中获得的非物质利益,主要包括休闲娱乐、文化价值和科研价值等功能。5.4.1休闲娱乐及评估方法休闲娱乐功能是指海洋提供给人们游泳、垂钓、潜水等功能,包括旅游功能和为当地居民提供的休闲功能。对于休闲娱乐的价值普遍采用替代市场技术中的旅行费用法或者模拟市场技术中的意愿调查法进行评价,其中,在国内的研究 中,采用前者的比较多。旅游服务价值=交通费住十宿

15、费饮食费十门票 费+旅游时间费用+其他费用,具体的计算模型有:乃刀。(:)=。(,)+。(:)+y()d(,)式中,P a为生态系统生态旅游服务价值;TV为旅行费用支出;几为旅游时间价值;只。为增加费用最大值;Y(x)为费用与旅游人次的函数关系;Y为增加 费用;x为旅游人次;t为年度囚。5.4.2文化科研及评估方法海洋生态系统的文化功能是指人们通过精神感受、知识获取、主观映象和美学体验从生态系统中获得的非物质利益,主要包括以海洋生态系统为基础形成并发展的颇具特色的民族文化多样性、精神和宗教价值、社会关系、知识系统(传说的和有形的)、教育价值、灵感、美学价值及文化遗产价值。对于科研价值的评估目前

16、没有较好的方法,目前国内通常采用的是将向海洋投入的科研经费作为国家或政府的支付意愿来计算海洋的科研价值。6展望根据国内外海洋生 态系统服务功能的研究现状,可以预测其发展趋势:(l)建立相对完善的海洋生态系统服务功能和毛 卜 VI公 0目 m毛 n栩缨q,议环漪琢功,与辉环经济(!蒯切 顶珊阳 卿价值评价的逻辑框架体系方法;(2)提高海洋生态系统服务功能研究的多样性;(3)在静态基础上,加强发展动态价值的评估,以及与其他服务功能的有机联系评估。海洋生态系统的服务是人类的宝贵财富,诸如食物供给、大气调节、气候调节等功能更是人类生存的基础。但是由于海洋生态系统的开放性使得它的生态系统服务具有无偿性和

17、外部性,这导致它成为一种最廉价的资源,以至于人类不计成本不计后果地开发利用它,导致海洋生态不断地受到破坏和恶化。从此看来,开展海洋生态系统服务功能及价值评估的研究不仅十分必要,而且十分迫切。只有正确认识和评估海洋生态系统的服务功能的价值,才能正确的指导人们合理和科学的开发海洋资源保护海洋生态。以环渤海的辽宁省为例,由于污水排放、船舶污染物排放、海滨度假村过度开发、渔业缺乏规范性等原因造成的海洋生态系统各项服务功能遭到日益严重的破坏,对其服务功能价值的评估则显得尤为重要。首先必须建立起相关海域的服务功能价值体系,针对各项服务功能进行有效评估,进而在继续发挥其具有优势的服务功能的同时,开发未开发的

18、潜在服务功能。例如,辽宁省海域从整体上看服务功能主要发挥在供给功能上,即海洋渔业的开发,这方面在继续保持的同时也应建立完善的法规使其更加规范化以不至于对供给功能带来破坏。调节功能方面,主要是人类活动的污染物排放对调节功能造成破坏,因此需要对海洋生态系统加以保护,避免过度排放进而破坏其调节功能。目前辽宁海域的文化娱乐功能还没有充分发挥出来,仅大连地区海域的旅游收人略为可观,而其他地区则应在这一方面加大投人,以充分发挥其文化娱乐功能。参考文献 l 欧阳志云,王效科,苗鸿.中国陆地生态系统服务功能及其生态经济价值的初步研究J.生态学报,1999,19(5):607一61 3.2Costa nzaR,

19、DArgeR,DeGr ootR,eta l.Thevalueofthewor ldsEoosyster nser vieesandNatur alCapitalJ.Natur e,1997,387:253一2 6 0.!3石洪华,郑伟,陈尚,等.海洋生态系统服务功能及其价值评估研究J.生态环境,2007(3):139一1 4 2.4 刘向华,马忠玉,刘子刚.我国生 态服务价值评估方法的述评J.热点分析,2005(7):130一1 3 2.5徐俏,何孟常,杨志峰,等.广州市生态系统服务功能价值评估 J.北京师范大学学报:自然科学版,200 3,39(2):26 8-272.6黄湘,李卫红.荒漠

20、生态系统服务功能及其价值研究J.环境科学与管理.20()6,31(7):64一7 3.(上接43页)量。在用水前,用水户需到水资源管理部门购买一定时期的需 水量,由管理部门将用水户购买的水量,通过主机写人用水户的智能卡中。用户用水时,将该卡插人系统分机,分机识别正确后,在控制柜显示器上显示分机内的水量 总数,用户将卡拨出后,即可正常用水。在使用过程中,分机内的剩余水量随用水量的递增而减少,当剩余水量达到设定的下限水量时,分机会发 出报警声提醒用户重新购买水量。若剩余水量用完,分机将 自动切断电源,停止供水,直到用户输人新买的水量后才能使用 o素和经常发生的纠纷;水资源智能管理系统的运行,加强了

21、取水计量管理,加大了水资源费的收缴力度,2006年多征收水资源费60万元,实现了管理与收费的双丰收。3应用效果水资源智能管理系统在凌源一期工程已经建设完成,运行的效果显著。由于实行了“先交费、后用水”的水资源费经管机制,提高了企业 的节水意识,节水效果明显;由于预收水资源费和收费标准、数额公开,用水过程、收费情况随时清晰可见,避免了漏抄、误抄、少抄等问题;有效地防止了工作人员违规行为的发生,避免了在用水计量和收费上的人为因4结语水资源智能管理系统对于加强取水计量管理,促进计划用水,保障水资源费足额征收,提高水资源管理水平,是一个强有力的手段,是水资源管理发展的必然结果。推广应用智能管理系统等先进科学的节水措施并纳人到区域资源管理的法规中,是实现水资源的可持续利用的有力保障。参考文献仁1李卫国.浅谈水资源智能管理系统及 应用仁 J I.山东水利,20()5(5):16一1 7.2盛常顺水资源智能管理系统的应用J.吉林水利,200 3(04):27一2 8.3贾效亮,贾惠颖.智能管理系统在地下水资源管理中的应用J.地下水,2001(2):86一8 7.