基于海洋生态系统服务功能的评估方法与海洋管理应用_刘旭

基于海洋生态系统服务功能的评估方法与海洋
管理应用
刘旭1, 2，赵桂慎3，蔡文博1，梁颖祺1，姜珊1，田杰1，付敏1，周冰1，孙晓宇1
（1. 国家海洋环境预报中心，北京 100081；2. 北京林业大学 经济管理学院，北京 100083；3. 中国农业大学 资源与环境学院，北京 100193）
摘要：海洋生态系统服务价值评估是当前海洋管理和生态经济学领域的研究热点，为揭示海洋生态系统对人类的重要影响提供了可量化参考依据。

文章论述了国内外海洋生态系统服务价值的研究现状和最新进展，分别从价值评估、评估模型和海洋管理应用三个方面进行了归纳分析，提出今后应重点加强海洋生态系统服务价值评估的标准化、海洋生态系统服务价值模型开发和海洋生态系统综合管理与应用等方面的研究。

关键词：海洋生态系统服务价值；评估方法；模型评估；海洋管理
中图分类号：X826；F062.2 文献标识码：A 文章编号：1671-4407(2015)12-146-04
Reviews on Marine Ecosystem Services Valuation and Applying to Marine Management
LIU Xu 1, 2, ZHAO Guishen 3, CAI Wenbo 1, LIANG Yingqi 1, JIANG Shan 1, TIAN Jie 1, FU Min 1, ZHOU Bing 1, SUN Xiaoyu 1
(1. National Marine Environmental Forecasting Center, Beijing 100081, China;
2. College of Economics and Management, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China;
3. College of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193, China)Abstract: Marine ecosystem services has become one of the hotspots in the field of marine management and ecological economics, and provided quantitative evidence concerning the importance of the ecosystem for human-beings. In this paper, we first discussed ESV method in cases valuation, model valuation and applying to marine management. We pointed out that the scientific communities should focus on several topics in the near future to deepen the research of the value of marine ecosystem. These topics include standardization of valuation marine ecosystem services, dynamic valuation models and meeting the requirements of marine ecosystem management and decision making.Key words: marine ecosystem services; evaluation method; models; marine management
基金项目：国家海洋局公益项目“海洋渔业安全环境保障服务系统关键技术研究及示范应用”（201205006）；北京市生态学重点学科资助项目（XK10019440）
作者简介：刘旭（1986～ ），女，硕士生，助理工程师，从事海洋环境风险评估研究；赵桂慎（1971～ ），男，博士，副教授，主要从事生态经济与区域可持续发展研究。

通讯作者：赵桂慎
1 引言
目前，海洋生态系统正面临着海洋资源利用不当、海岸带空间匮乏、海洋生态环境恶化、生物多样性和气候变化等多重压力[1]。

海洋生态系统服务价值为改善和有效利用海洋生态资源，保障海洋生态系统与人类需求相协调，促进海洋经济的可持续发展等方面提供了可量化指标[2]
，为决策者处理经济发展和海洋生态保护之间的矛盾提供了科学依据，也为海洋生态功能区划和海洋生态建设提供定量化标准[3]。

近年来，海洋生态系统服务逐渐成为海洋生态环
境和海洋管理领域的研究热点。

以“ecosystem services ”和“marine ”为关键词在权威论文索引数据库ISI Web of Knowledge 进行主题检索，共被收录文章1276篇。

2009年以后，每年发表国际高水平研究论文突破100篇，见图1。

以“生态系统服务”和“海洋”为关键词模糊匹配在中国期刊全文数据库查询，共检索到514篇文章，2009年以后平均每年发表论文达到60篇。

其中，研究论文发表机构主要为中国海洋大学、厦门大学、国家海洋局第一海洋研究所和国家海洋局第三海洋研究所，以上四家机构占到国内研究论文发表总数量的80%以上。

目前，我国生态系统服务研究主要集中于城市、森林
和湿地生态系统，分别占总研究论文总数的36%、25%和17%，见图2。

海洋生态系统为人类提供了近70%全球生态系统服务价值[4]，针对海洋生态系统服务功能和价值的研究与我国其他相关研究成果相比论文总数较少，仅占论文总量的7%，主要集中于框架建设和案例评估、对方法
的创新和应用等方面还需更深入的探讨和分析。

4%
3%
图2 中国各生态系统服务价值研究论文比例分布图
2 海洋生态系统服务价值评估
MA 将生态系统服务定义为人类从生态系统获得的各种效益[5]。

《海洋生态资本评估技术导则》（GB/T 28058-2011）将海洋生态系统服务定义为人类从海洋生态系统获得的效益，包括海洋供给服务、海洋调节服务、海洋文化服务和海洋支持服务[6]。

海洋生态系统服务价值的内涵为一定时期内海洋生态系统服务的货币化价值，包括海洋供给服务价值、海洋调节服务价值、海洋文化服务价值和海洋支持服务价值[6]。

国外研究者对海洋生态系统进行了大量的案例研究。

Folke ，Hammer 和Jansson 以波罗地海为研究 对象，研究结果表明当地的工业、农业和渔业对生态系统服务价值提高具有限制作用[7]。

Moberg 和Folke 分析了4种不同类型珊瑚礁产生的服务功能，包括物质生产、物理结构服务、
生物服务、生物地球化学服务、信息服务和社会文化服务共6项[8]。

Barbier 采用生产函数法对泰国南部和墨西哥
坎佩切湾红树林生态系统对当地渔业资源的影响进行了评估[9]。

Moberg 和Ronnback 在总结前人研究的基础上，进一步对红树林、海草床和珊瑚礁等热带海洋景观的服务种类进行了归纳，其中红树林生态系统提供18项服务功能，海草床生态系统提供13项服务功能，珊瑚礁生态系统提供10项服务功能[10]。

Bhat 采用旅行费用法和选择价值法对弗罗里达湾珊瑚礁的娱乐价值进行了评估，为政府环境政策方案比选提供了可量化依据[11]。

2007年Ecological Economics 出版了专刊，主题为台风对海岸带生态系统的影响。

Jorge 对西班牙加泰罗尼亚海岸进行了生态服务价值评估，2004年总价值为31.95亿美元[2]。

Tiziana 基于生态系统服务价值，以英国南部海岸带为研究对象，分析了应用决策支持系统（DSS ）管理海岸带的效应[3]。

Camino 采用专家调查问卷法，建立了海岸带生态服务价值评估综合指标体系，并应用于整个欧洲海岸带生态系统，为海岸带保护提供了定量分析工具[1]。

Kazumi 采用调查问卷法，
以814名日本居民对海洋文化的支付意愿相关因素进行了研究，研究结果表明支付意愿与海洋文化价值密切相关[12]。

Geoffery 采用矩阵法定量分析了南佛罗里达州海岸带生态
压力、生态现状和生态系统服务功能之间的关系，研究结果表明研究区域内淡水输送的生态压力最大，鱼类、甲壳
类、珍稀物种、海鸟生态风险最大，生态系统存在价值的风险最大[13]。

我国对海洋生态系统服务价值的关注度也在不断提高。

韩维栋等人采用价值评估法对我国现存的1.36×104 km 2红树林生态系统服务价值进行了评估，评估结果为23.65亿元/年[14]。

杨清伟、蓝崇钰和辛琨基于Costanza 等人的分类体系和单位面积服务价值，估算了广东省海岸带生态系统服务价值[15]。

2005年，国家海洋局启动了“海洋生态系统服务功能及其价值评估”。

张朝晖对海洋生态系统服务的理论和方法进行了系统研究，并以养殖型海域桑沟湾为例进行了实证分析，对指标体系的可行性和准确性进行了探讨和比较[16]。

韩秋影等人评估了广西合浦海草床生态系统服务价值[17]。

王其翔对海洋生态系统服务价值的理论和方法进行了更为深入的探讨，分别采用能值分析法和价值评估法对黄海生态系统服务价值进行了评估[18]。

刘晶以青岛灵山岛为研究对象，分别评估了灵山岛植被固碳制氧价值、潮间带生物价值及灵山岛人文自然景观的旅游价值[19]。

蒋隽对广西省防城港GEF 示范区红树林生态系统服务价值进行了评估，结果表明当地海洋渔业和养殖业实际上已取代农业成为红树林海岸村庄的主导产业[20]。

王兆礼等人运用《海洋生态资本评估技术导则》（
GB/T28058-
图1 几年来国内外有关海洋生态系统服务价值的论文发展趋势
2011）分析了深澳湾浅海养殖生态系统服务功能，表明龙须菜和牡蛎养殖在深澳湾浅海养殖生态系统服务中具有决定性作用[21]。

3 海洋生态系统服务模型评估
随着生态系统服务功能在决策中重要性的凸显，人们对生态系统服务功能重要性认识愈加深刻，对生态系统服务功能评估方法和模型的需求也与日俱增，各种评估模型的迅速发展为决策提供了环境决策辅助分析的大量信息[22]。

同时，遥感技术、GIS技术和各种观测手段的不断发展[23]，为模型外推应用于实际生态系统提供了技术支撑，也提高了生态系统服务功能模型评估的准确性。

目前，应用较广泛的是由美国斯坦福大学、TNC和世界自然基金会合作联合开发的InVEST（the integrate valua-tion of ecosystem services and tradeoffs），生态系统服务功能综合估价和权衡得失评估模型[24]。

INVEST模型基于GIS 平台，具有免费开源、多级设计、多个模块等特点，可进行多尺度多情境量化生态系统服务价值的优势[25]。

InVEST 2.4.4新增了海洋生态系统评估功能，包含了海洋保护、美学价值、水产养殖、生境风险评估、叠置分析和波能评估等多个模块[26]。

美国佛蒙特大学开发的ARIES（artificial intelligence for ecosystem services）评估模型，从生态系统服务的提供者、使用者和服务消亡过程的角度，模拟了生态系统服务流的空间动态过程[27]。

目前，该模型仅在研究案例收集区域（美国西华盛顿地区、佛蒙特州、奥兰治县、圣佩德罗河流域、多米尼加共和国、墨西哥韦拉克鲁斯市、马达加斯加）的评估准确度较高，适用于其他区域的全球模型还在研制阶段。

该模型基于GUMBO（global unified metamodel of the biosphere）和MIMES（multi-scale integrated models of ecosystem services）整合了生态系统中的各个生态过程，可以对生态系统的输入—输出进行动态模拟评估。

免费的模型还包括SolVEs和Envision，SolVEs主要用于评估生态系统服务价值中的文化功能价值；Envision 基于情景分析法，评估不同条件下生态系统服务价值水平。

付费的模型包括EcoMetrix、EcoAIM和ESValue。

EcoMetrix基于生产力评估生态系统服务价值；EcoAIM评估不同决策影响下的生态系统服务价值变化；ESValue从偏好的角度评估自然资源管理对生态系统服务价值的影响。

4 海洋生态系统服务价值管理应用
4.1 海岸带空间管理应用
随着海洋开发的深入发展，人类对海洋空间资源利用愈加迫切，并已逐渐成为人类生活和生产基地[28]，因此海岸带空间管理成为海洋管理领域的应用研究热点之一。

生态系统服务价值作为连接自然生态系统与海洋生产开发活动的生态经济指标，为评估海岸带空间管理提供了决策辅助信息。

2006年联合国教科文组织召开了第一次国际海洋专题讨论会，探索如何通过制定海洋空间规划来实施基于生态系统的海洋利用管理。

2008年，联合国教科文组织编制了《海洋空间管理倡议》，主要包括如何可持续地发掘其海洋空间的经济潜力。

基于生态系统的海洋空间管理是海洋管理的新范式，是海洋生态环境和生态服务价值可持续发展的重要保障，统一协调多部门用海矛盾。

海洋空间综合管理的优势在于改变了以往单一事件管理和多部门分头管理的困境，更加重视多重人类影响下的综合影响和累计效应[29]。

在涉及多部门综合管理时，生态服务价值成为衡量费用-效益管理指标的重要因素。

近年来，国外对如何将海洋生态系统服务应用于海洋空间管理的实施原则、实施困难和前景等方面进行了讨论[29]。

我国基于生态系统和生态系统服务的海洋空间管理主要集中于填海工程对海洋环境生态服务的影响和评估等方面。

彭本荣等人在对海岸带生态系统服务价值进行系统地理论分析基础上，以围填海对厦门西海岸生态系统服务价值的影响为例进行实证研究，并据此推断出现有海域使用金制定标准偏低的结论[30]。

王静分别采用收益成本法和剩余法对围填海的成本收益进行核算[31]。

李铁军以胶州湾泛亚码头工程为研究对象，通过建立海洋生态系统服务价值指标体系，分析工程前后海洋生态服务价值的变化[32]。

陈伟琪和王萱从理论和评估方法上对围填海造成的海岸带生态系统服务价值损耗进行了初步探讨[33]。

王萱进一步探讨了填海工程对海岸带生态系统服务功能中水质净化功能的影响，通过不同填海面积价值损耗比较，推断出随着填海面积增大，水质净化功能服务价值损耗增大，单位面积损失增大，并显示出积累效应[34]。

刘旭分别采用价值评估法、能值分析法、生物多样性经验公式法建立了填海工程对海洋生态系统服务损耗的指标体系和评估方法，并用于实践研究[35]。

4.2 渔业资源管理应用
与所有自然资源一样，渔业资源也具有服务价值[36]。

1981年，Munro就指出渔业资源构成了资本资产，与工厂和机器等人造资本相似，渔业资源能随时为社会产生回报流。

基于生态系统服务的理论，唐议将渔业资源定义为对于人类生存发展及其对于其他生命系统的服务作用而具有价值，是维系人类生存系统的一种自然资本。

除了这种以满足人类的需求和维持生命系统为基础的价值外，渔业资源也同样作为一种生命系统因其存在而具有价值，既包括
了物质供应产生的价值，也包括精神服务产生的价值[36]。

目前，对渔业资源服务价值的认识还存在局限性，大多只考虑到渔业的供给功能，忽略了其他生态服务功能，导致了渔业捕捞能力过剩，渔业资源使用过度，渔业水域生态环境恶化等问题
[37]。

国际上，提出基于生态的渔业管
理，增强对渔业资源服务价值的全面认识，是渔业资源管理特别是基于生态系统的渔业资源管理的重要基础[38]。

5 挑战和前景
虽然生态系统服务价值研究已经在国内外取得了很大的进展，但由于生态系统的内在复杂性和多样性，评估方法的不确定性等因素，目前该领域还存在很多问题亟待解决。

5.1 海洋生态系统服务价值评价指标体系和评估方法标
准化问题
从国外的发展趋势来看，生态系统服务价值的评估逐渐从大尺度区域向小尺度区域发展。

我国的发展趋势则是从小尺度逐渐向大尺度方向发展。

国家海洋局颁布了《海洋生态资本评估技术导则》（GB/T 28058-2011），规范了海洋生态系统服务功能和价值的内涵和评估方法。

但是，对于具体指标参数的选取和计算尚未明确规定。

我国相关研究成果和报告对于《海洋生态资本评估技术导则》（GB/T 28058-2011）的如何应用尚未形成统一定论和模式，还需进一步深入探讨，将规范的评估过程和方法应用于具体案例，形成海洋生态系统评估标准化流程。

5.2 海洋生态系统服务价值模型开发研究与应用
由于生态系统自身的复杂性、模型结构和模拟方法的不确定性等多重原因，模型评估生态系统服务功能和价值存在较大不确定性。

因此，如何提高模型评估结果的可靠性是模型评估需要解决的首要问题。

另外，如何在将海洋生态系统简化为模型进行研究后，再将模型应用于大尺度的真实性评估，也是亟需解决的问题之一。

目前，生态系统服务功能评估模型大多由国外开发引进后进行再开发，如何针对我国海洋环境特点开发出本土化模型成为我国海洋生态模型研究领域的研究重点之一。

5.3 海洋生态系统服务价值的管理应用研究
生态系统系统服务价值的提出，改变了以往生态环境和经济发展的博弈状态，而是把生态环境看作成本投入，从新的环境经济学的视角为海洋环境规划发展和利用提供决策辅助支撑。

如何将海洋生态系统服务价值评估的研究成果应用于海洋管理和海洋可持续利用，将海洋生态系统服务意识贯穿于大众用海的日常生产生活中去，建立起科学成果服务于社会的桥梁，也是海洋管理需要进一步深入
探讨的重要课题之一。

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第三，按照国际通用的治污有效投资标准，无论是京津，还是河北，均远未达到治污有效投资标准，三方更需群策群力、合作共赢，加速实现产业转型升级及经济发展方式的转变，以更佳的经济效益、以更多的治污投入，为尽早达到国际通用的治污投资有效标准、尽快提升协同治污效应而发奋努力。

第四，从京津冀目前治污投资效率来言，北京尚好，但津冀欠佳，其效率尚达不到40%的水准。

因此，津冀两地应积极主动、全力争取同北京的合作与支持，无论在提升治污资金的使用效率上，还是在通过技术进步、实现产业转型升级的路径上，均需主动作为，加大力度。

第五，京津冀协同发展是国家战略，也是党和政府的意志和体现。

因此，从中央层面而言，也应对京津冀的协同发展予以更加重视，无论从宏观指导上，还是从政策、资金、技术、人才等各方面，均应加以倾斜与扶持，尤其对河北应更加关怀与照顾（治污任务最重，经济实力最
弱），以此加速提升京津冀治污协同效应，加速京津冀协同发展。

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（责任编辑：冯胜军）
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