海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值及評估研究進展

吳素文，宋軍，張燕,3，袁澤軼，張躍

（1.大連海洋大學(xué)海洋科技與環(huán)境學(xué)院，遼寧 大連 116023；2.大連海洋大學(xué)應(yīng)用海洋學(xué)研究所，遼寧 大連 116023；3.遼寧省近岸海洋環(huán)境科學(xué)與技術(shù)重點實驗室，遼寧 大連 116023；4.國家海洋信息中心，天津 300171）

1 引言

海洋不僅為地球上的生物提供賴以生存的環(huán)境，更為人類提供資源與服務(wù)。隨著資源的過度利用、污染和自然災(zāi)害等情況的發(fā)生，生態(tài)系統(tǒng)不斷遭到破壞，人類必須采取必要的手段和措施維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這就需要我們了解海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的產(chǎn)生機制和具體類型，針對具體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能采取相應(yīng)的維護措施和管理手段，使生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮最大的效用為人類提供福利。人類開發(fā)自然資源必須采取生態(tài)補償措施，使生態(tài)破壞者和生態(tài)保護受益者分別付出成本和支付費用，同時使生態(tài)保護者得到激勵，因此，有必要對資源開發(fā)所造成的生態(tài)損失定量評估。由此可見，海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值及評估研究對海洋資源可持續(xù)開發(fā)利用、國民經(jīng)濟核算、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)有償使用、生態(tài)賠償或補償和海岸帶綜合管理等均具有重要支撐作用。許多學(xué)者圍繞海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)理論[1-3]、評估方法[4-6]和應(yīng)用實踐[7-9]開展了諸多研究。本文將梳理已有研究成果，從海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及價值概念發(fā)展、生態(tài)系統(tǒng)功能分類即評估指標(biāo)體系、評估方法及應(yīng)用等方面進行討論分析，最后對未來研究中需要進一步拓展的內(nèi)容提出建議，以期為海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估研究提供借鑒。

2 海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)內(nèi)涵及發(fā)展

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的理念最早由Holdren 等[10]在1974年提出。1997年，Costanza等[11]通過大量研究，從社會科學(xué)的角度提出生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)品和產(chǎn)生的服務(wù)都屬于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)范疇[12]。同年，Daily[13]從生態(tài)學(xué)的學(xué)科視角指出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)為人類生存提供的生態(tài)過程以及條件的統(tǒng)稱[5]。2003 年，千年生態(tài)系統(tǒng)評估機構(gòu)（Millennium Ecosystem Assessment，MEA）經(jīng)過大量分析和研究[14]，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)闡述為人類從生態(tài)系統(tǒng)中得到的好處或者惠益[15]。這3 種定義方法是目前最普遍的主流觀點，且受到絕大部分學(xué)者的認(rèn)可和引用[16-19]。海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)被認(rèn)為是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)概念在海洋生態(tài)系統(tǒng)的具體解釋，它的提出縮短了海洋生態(tài)管理和社會發(fā)展的差距[8]。目前，海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)并沒有被廣為接受的定義[20]，我國以及外國學(xué)者基于不同的立場和角度對其進行界定。

從服務(wù)產(chǎn)生的過程角度，有兩種定義方法。一種是張朝暉等[1-2]借助服務(wù)實現(xiàn)的途徑、載體及對人們產(chǎn)生的效應(yīng)這3個方面將海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)定義為：以海洋生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性為載體，憑借系統(tǒng)之中相應(yīng)的生態(tài)過程來完成，同時針對人類有益的一切效應(yīng)集合。王其翔等[3,20]將海洋生態(tài)服務(wù)體系從4個層面來界定，分別是服務(wù)對象、物質(zhì)基礎(chǔ)、產(chǎn)生過程和實現(xiàn)途徑，通過細(xì)致研究可以看出其涵蓋了3方面內(nèi)容，包括生物組分、系統(tǒng)本身以及系統(tǒng)功能的產(chǎn)生。另一種定義方法是從學(xué)科視角來闡明海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。Daily 等[13,21-22]從生態(tài)學(xué)角度強調(diào)服務(wù)產(chǎn)生的條件和過程，而Boyd 等[23-25]從經(jīng)濟學(xué)角度強調(diào)了服務(wù)產(chǎn)生的產(chǎn)品和服務(wù)，從海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值層面來講，其涵蓋的內(nèi)容就是服務(wù)以及產(chǎn)品效用[26]。沈滿洪等[15]基于經(jīng)濟學(xué)角度合并生態(tài)學(xué)觀點，認(rèn)為海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)主要是借助海洋生態(tài)系統(tǒng)本身的功能結(jié)構(gòu)以及生態(tài)過程，基于服務(wù)和物品等方式間接或直接為人類提供效用。綜上所述，海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究應(yīng)該充分結(jié)合生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟學(xué)視角進行綜合分析[27-28]。

3 海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分類

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分類是對其價值評估的基礎(chǔ)，是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值及評估研究的基本內(nèi)容之一。最初，Costanza 等[11]把全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具體劃分成17 類，Daily[13]劃分成13 類。MEA 把生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具體劃分成4 類[14]，分別是供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)和支持服務(wù)，同時把4種服務(wù)劃分成21小類。de Groot等[29]把生態(tài)系統(tǒng)劃分為4個功能，分別是生產(chǎn)、調(diào)節(jié)、棲息地和信息，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)演變成4 類，包括供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、棲息地服務(wù)和文化服務(wù)，共包含22種服務(wù)。本文及其他主要功能分類對比見表1。

以上為諸多學(xué)者廣為接受的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能主流分類方式。最初人們對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類只是單純列舉其功能的多樣性[15]。例如，Costanza列舉的17 種服務(wù)中與海洋相關(guān)的服務(wù)有13 種，但在對海洋生態(tài)系統(tǒng)價值評估時，卻只考慮了其中10種，忽略了氣候調(diào)節(jié)、侵蝕控制和沉積物滯留以及基因資源3 種重要服務(wù)的價值。Daily 的分類則以傾向生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的性質(zhì)和價值為目的，列舉生命維持功能，13 種服務(wù)中與海洋相關(guān)的有11 種，概括性較高。MEA 綜合了Costanza 和Daily 的觀點，認(rèn)為有些服務(wù)是重疊的，為了避免重復(fù)計算，以實際評估為目的，首次把生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)歸納為4 類。de Groot 的分類是由功能分類演變而來，并將服務(wù)歸納為4 大類，22 種服務(wù)中海洋可提供的服務(wù)有20種，但在對海洋相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)進行評估時，只對其中18種服務(wù)進行估值，并未對海洋提供的空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)和生物控制的服務(wù)價值進行研究。以上分類方式雖各不相同，但無論哪種分類方式均涉及人類生存所需的物質(zhì)來源、精神需求和生存環(huán)境。海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分類是根據(jù)其內(nèi)容和作用將具體服務(wù)劃分歸入各分類體系中[2,30]。海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分類主要關(guān)注3 個問題：一是以海洋生態(tài)系統(tǒng)功能為基礎(chǔ)，不同生態(tài)系統(tǒng)類型其功能也不同，需針對具體的海洋生態(tài)系統(tǒng)類型分析其生態(tài)功能類型；二是避免重復(fù)性，同一種生態(tài)過程可能提供多種服務(wù)，一種服務(wù)也可由多個生態(tài)過程共同作用產(chǎn)生，在歸類時需注意避免服務(wù)的重復(fù)性；三是分類體系的建立必須便于對服務(wù)價值開展實際應(yīng)用評估。目前，應(yīng)用范圍最廣的分類體系是MEA 分類模式。本文在MEA 分類框架下，對海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能子類別進行分析討論。

3.1 供給服務(wù)

供給服務(wù)也稱商品生產(chǎn)服務(wù)[19]。MEA 分類中，涉及海洋的有食物、燃料、生物化學(xué)和基因資源。陳尚等[4,31-32]從經(jīng)濟學(xué)生產(chǎn)要素角度考慮，在此基礎(chǔ)上將氧氣生產(chǎn)視為生產(chǎn)環(huán)境與條件要素，歸入供給服務(wù)范圍。Liquete 等[33]將海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給服務(wù)分為食物供應(yīng)、蓄水和供水以及生物原料與生物燃料。本文認(rèn)為，基因資源是其他商品生產(chǎn)的基礎(chǔ)[19]，但更多的價值體現(xiàn)在育苗育種和基因工程藥物研發(fā)的應(yīng)用上，其價值通過科研來實現(xiàn)，因此將基因資源歸入文化服務(wù)的科研價值。氧氣生產(chǎn)雖然能夠產(chǎn)出氧氣供應(yīng)，但由于氧氣不像魚類和藻類能夠在市場上進行直接交易，它作為維持人類生存環(huán)境必不可少的要素具有調(diào)節(jié)大氣組成的功能。氧氣生產(chǎn)不宜單獨作為一種服務(wù)，而是作為產(chǎn)生調(diào)節(jié)服務(wù)的一種功能過程。蓄水與供水的產(chǎn)生并沒有海洋生態(tài)系統(tǒng)生物組分的參與，不屬于海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。燃料、生物化學(xué)及生物原料與生物燃料都可歸納為原材料。因此將供給服務(wù)分為食品供給和原材料供給。本文及其他主要供給服務(wù)分類對比見表2。

表2 海洋生態(tài)系統(tǒng)供給服務(wù)的主要分類對比Table 2 Comparison of main categories of marine ecosystem supply services

3.2 調(diào)節(jié)服務(wù)

海洋調(diào)節(jié)服務(wù)是指海洋生態(tài)系統(tǒng)通過生物地球化學(xué)循環(huán)和海洋生物圈過程調(diào)節(jié)水質(zhì)、氣候、干擾和各種生物過程等產(chǎn)生的服務(wù)[24,34]。調(diào)節(jié)服務(wù)經(jīng)由多種生態(tài)過程而實現(xiàn)，因此，一些學(xué)者認(rèn)為調(diào)節(jié)服務(wù)屬于功能過程，不屬于服務(wù)[23,35]，本文贊同只要有人類受益，功能和過程就是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的觀點[36]。一般認(rèn)為，海洋的調(diào)節(jié)服務(wù)功能主要包括：氧氣釋放和吸收有害氣體，使空氣質(zhì)量得到調(diào)節(jié)和改善的大氣調(diào)節(jié)功能；吸收溫室氣體從而調(diào)節(jié)氣候的氣候調(diào)節(jié)功能，但海洋產(chǎn)生氧氣和吸收二氧化碳的過程是同時進行的，所以有時候也將氣體調(diào)節(jié)和氣候調(diào)節(jié)歸為一類[15]；體現(xiàn)海水自凈能力的水質(zhì)凈化功能；海洋生態(tài)系統(tǒng)進行生物控制并調(diào)節(jié)有害生物和疾病的功能；海洋生態(tài)系統(tǒng)對自然災(zāi)害如風(fēng)暴或臺風(fēng)等起到的緩沖、防護和控制侵蝕功能。MEA等基于調(diào)節(jié)服務(wù)實現(xiàn)的生態(tài)過程劃分了調(diào)節(jié)服務(wù)的子類。MEA[14]指出，與海洋相關(guān)的調(diào)節(jié)服務(wù)有氣候調(diào)節(jié)、水凈化和疾病調(diào)節(jié)，此疾病調(diào)節(jié)指的是人類病原體數(shù)量的調(diào)節(jié)。相較MEA 的分類，張朝暉等[2]增加了空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)，并把侵蝕控制和風(fēng)暴防護統(tǒng)稱為干擾調(diào)節(jié)。另外，張朝暉的有害生物與疾病的生物調(diào)節(jié)與控制是生物群落的病害調(diào)控。張彪等[37]提出了生態(tài)安全保障服務(wù)的概念，與海洋相關(guān)的類別有氣候調(diào)節(jié)、大氣調(diào)節(jié)、水質(zhì)凈化和物種保護，雖表達(dá)不同但內(nèi)涵相近。本文在分類方式上將MEA的疾病調(diào)節(jié)（人類）和張朝暉的有害生物與疾病的生物調(diào)節(jié)與控制（生物群落）歸納為生物控制，最終把海洋生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)劃分為：大氣調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水質(zhì)凈化、干擾調(diào)節(jié)和生物控制。本文及其他主要調(diào)節(jié)服務(wù)分類對比見表3。

表3 海洋生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)的主要分類對比Table 3 Comparison of main categories of marine ecosystem regulation services

3.3 文化服務(wù)

將海洋生態(tài)系統(tǒng)支持多種人類文化、提升人類精神美學(xué)和智力刺激的服務(wù)稱為海洋文化服務(wù)[13,34]。文化服務(wù)的分類一般沿用Costanza 等[11]的思路分為娛樂和文化兩種。Peterson 等[38]認(rèn)為海洋生態(tài)系統(tǒng)除了能夠提供濱海旅游休閑和文化用途外，還具有科研價值。國內(nèi)學(xué)者石洪華等[6,22]在Costanza分類基礎(chǔ)上，也增加了科研價值這項服務(wù)。MEA的分類雖然詳實，但并未提及科研價值。晁暉等[25]將海洋文化服務(wù)分為基因資源、休閑娛樂和文化服務(wù)3 類，科研價值除了以海洋生物基因資源為基礎(chǔ)進行研發(fā)，還包括將海洋作為實驗場進行的科研活動，本文認(rèn)為使用科研價值這一分類比基因資源更加準(zhǔn)確。Hattam 等[39]通過專家咨詢的方式提出更多元化的分類，將海洋生態(tài)系統(tǒng)文化服務(wù)分為認(rèn)知發(fā)展、精神體驗、休閑娛樂旅游、設(shè)計靈感、審美體驗、文化多樣性和文化遺產(chǎn)?？紤]到服務(wù)分類標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以人類福利為目的[36]，且分類過于具體不便于價值評估的應(yīng)用，本文最終將海洋文化服務(wù)歸納為科研價值、休閑娛樂和文化用途3 類。本文及其他主要文化服務(wù)分類對比見表4。

表4 海洋生態(tài)系統(tǒng)文化服務(wù)的主要分類對比Table 4 Comparison of main categories of marine ecosystem cultural services

3.4 支持服務(wù)

支持服務(wù)屬于基礎(chǔ)服務(wù)。早期，人們就意識到營養(yǎng)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要組成部分，但沒有對其進行歸類，直到2003 年MEA 將營養(yǎng)循環(huán)和初級生產(chǎn)同時歸入支持服務(wù)[14]。國內(nèi)學(xué)者沿用MEA的研究結(jié)論，結(jié)合Daily 的生態(tài)學(xué)思想，把海洋生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)分為初級生產(chǎn)、營養(yǎng)循環(huán)和物種多樣性維持3 種[6,15]。de Groot 等[29]則提出了遺傳多樣性服務(wù)。實際上生物多樣性除了包含物種多樣性和遺傳多樣性以外，還包括生態(tài)系統(tǒng)多樣性和功能多樣性[40]，不能簡單地將物種多樣性、遺傳多樣性和生物多樣性等同，因此更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆诸愂鞘褂蒙锒鄻有跃S持服務(wù)[26]。關(guān)于支持服務(wù)存在一些爭議，有學(xué)者認(rèn)為支持服務(wù)是產(chǎn)生服務(wù)的一種手段[35]，因此未將其列入生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類體系[41]；de Groot 認(rèn)為棲息地為生物提供了育兒場所，保證了生態(tài)系統(tǒng)正常運行，才使其他服務(wù)成為可能，因此提出生境服務(wù)。綜合國內(nèi)外的研究成果，本文認(rèn)為支持服務(wù)不僅可提供初級生產(chǎn)、物質(zhì)循環(huán)和生物多樣性維持，還可提供生境[2]。本文及其他主要支持服務(wù)分類對比見表5。

表5 海洋生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)的主要分類對比Table 5 Comparison of main categories of marine ecosystem support services

4 海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估

4.1 評估方法

生態(tài)系統(tǒng)為人類直接或間接提供的利益即為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，該價值由商品價值和生態(tài)系統(tǒng)功能價值兩部分組成[11]。由于生態(tài)系統(tǒng)的價值不能全部體現(xiàn)在商品市場中，對生態(tài)系統(tǒng)的評價存在困難，且具有很大的不確定性，但評價工作又與人類對生態(tài)系統(tǒng)的選擇和決定密不可分，因此生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估一直是生態(tài)經(jīng)濟學(xué)研究的熱點。Daily[13]對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的概念、類型和評估方法做了比較系統(tǒng)的研究，然而只是停留在理論階段。Costanza 等[11]評估了16 個生物群落的17 個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的經(jīng)濟價值。首先估算每種生態(tài)系統(tǒng)類型單位面積生態(tài)系統(tǒng)功能的價值，通過計算各類生態(tài)系統(tǒng)類型的面積與其單位價值的乘積，對全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行貨幣化，最終認(rèn)為全球每年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值平均為33萬億美元，是每年全球國民生產(chǎn)總值的1.8 倍。盡管該數(shù)值如此巨大，但Costanza 認(rèn)為由于許多因素的不確定性，上述數(shù)字仍是保守估計。陳仲新等[42]和謝高地等[43]等參照Costanza 的評估框架，結(jié)合中國特有的生態(tài)系統(tǒng)類型和社會經(jīng)濟狀況對其進行改進，估算了中國陸地和近海的生態(tài)效益價值，其數(shù)值均十分可觀。國內(nèi)外學(xué)者圍繞生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估方法開展了諸多研究，主要采用的方法包括旅行費用法、重置成本法和條件價值法等。

在海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估過程中，食品供給和原材料供給屬于直接使用價值，主要采用市場價值法，通過研究對象的商品市場價格直接評估經(jīng)濟價值，該方法比較成熟，易于操作和實現(xiàn)。物質(zhì)循環(huán)、初級生產(chǎn)、生物多樣性維持和提供生境屬于間接使用價值和非使用價值，僅作為構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)功能基礎(chǔ)的生態(tài)過程，其價值已經(jīng)反映在其他3 類服務(wù)中，將其納入估價可能導(dǎo)致重復(fù)計算[24]。調(diào)節(jié)服務(wù)和文化服務(wù)屬于直接使用價值和間接使用價值，是目前研究的熱點領(lǐng)域，本文將結(jié)合近幾年研究成果進行討論。

氣候調(diào)節(jié)主要是通過海洋生物泵、碳酸鹽泵和溶解度泵的作用降低空氣二氧化碳含量[44]。海洋生態(tài)系統(tǒng)的功能價值強調(diào)生物的作用，因此只考慮有生物組分參與的生物泵和碳酸鹽泵吸收二氧化碳。氣候調(diào)節(jié)價值量計算分為物質(zhì)的量和價值的量兩部分。氣候調(diào)節(jié)物質(zhì)的量，即海洋生態(tài)系統(tǒng)固定的二氧化碳的量，開闊大洋的物質(zhì)的量主要由浮游植物和漂浮的大型藻類光合作用產(chǎn)生。我國海岸線綿長，近岸生態(tài)系統(tǒng)類型豐富，以杭州灣為界，具有明顯南北差異，杭州灣以南以基巖性海岸、紅樹林和熱帶珊瑚礁為主，以北以砂質(zhì)、基巖性海岸和淤泥質(zhì)海灘為主。近岸海域物質(zhì)的量的計算需結(jié)合評估海域近岸生態(tài)類型來確定，例如，紅樹林、珊瑚礁和海草床作為濱海3 大生態(tài)系統(tǒng)類型，其固碳價值一直是研究的重點領(lǐng)域。養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)是近岸生態(tài)系統(tǒng)的另一個重要組成部分，養(yǎng)殖海域的物質(zhì)的量由養(yǎng)殖大型藻類的光合作用產(chǎn)生，養(yǎng)殖貝類以二氧化碳為原料形成殼體實現(xiàn)永久去除。但應(yīng)注意某些以浮游植物和藻類為食的生物屬于次級生產(chǎn)，其固碳量已涵蓋在前者中，應(yīng)避免重復(fù)計算。綜上所述，本文將物質(zhì)的量總結(jié)為生物泵固碳、濱海濕地固碳和養(yǎng)殖生物固碳。采用替代成本法計算價值的量，固碳的單價可采用造林成本、碳稅或二氧化碳排放權(quán)的市場交易價格替代。我國造林成本為260.9 元/t C，該值為1990 年的數(shù)值，參考價值較低。碳稅法和二氧化碳排放權(quán)交易（簡稱“碳交易”）價格法是目前常用的替代方法，然而目前我國并未正式推行碳稅制度，當(dāng)前常用的固碳替代價格為瑞典碳稅150美元/t C，未必適用于我國海域?qū)嶋H情況。碳稅作為一個稅種，其值相對固定，變更程序復(fù)雜，靈活性較差；相對而言，碳交易將二氧化碳作為市場上一種可交換的產(chǎn)品，調(diào)整程序簡單且更為靈活。2021 年2 月1 日《碳排放權(quán)交易管理辦法（試行）》正式施行，全國碳市場正式啟動，因此，本文認(rèn)為，采用評估當(dāng)年碳交易的平均市場價格作為固碳的價格替代更為合理。已有研究評估指標(biāo)與本文評估指標(biāo)對比情況見表6。

表6 氣候調(diào)節(jié)價值評估Table 6 Evaluation of climate regulation value

大氣調(diào)節(jié)一般通過氧氣生產(chǎn)量的價值進行核算。大氣調(diào)節(jié)價值量計算分為物質(zhì)的量和價值的量兩部分。主流觀點認(rèn)為大氣調(diào)節(jié)物質(zhì)的量，即海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的氧氣量，主要由浮游植物和大型藻類的產(chǎn)氧量確定。開闊大洋的氧氣由浮游植物和漂浮大型藻類產(chǎn)生，近岸海域物質(zhì)的量的計算需結(jié)合海域近岸生態(tài)類型確定，因此物質(zhì)的量評估內(nèi)容總結(jié)為浮游植物和漂浮大型藻類固碳、濱海濕地（海草床和紅樹林）固碳以及養(yǎng)殖生物（大型藻類）固碳。價值的量采用替代成本法計算，其生態(tài)系統(tǒng)制氧的單價可采用造林成本法和工業(yè)制氧成本法替代。我國造林成本為1990 年固定價格352.93 元/t O2，參考價值較低。2002 年調(diào)查的工業(yè)制氧成本價格為400 元/t O2，由于存在價格波動，需以評估年份的我國工業(yè)制氧平均生產(chǎn)成本為準(zhǔn)。已有研究評估指標(biāo)與本文評估指標(biāo)對比情況見表7。

表7 大氣調(diào)節(jié)價值評估Table 7 Evaluation of atmospheric regulation value

水質(zhì)凈化的價值分為物質(zhì)的量和價值的量兩部分。我國海洋污染物以氮和磷為主。目前，海洋生態(tài)系統(tǒng)凈化污染物的量有3 種計量方式：以生物體內(nèi)氮、磷含量計、以排海污染物量計和以環(huán)境容量計。環(huán)境容量法的計算結(jié)果取決于評估海域?qū)λ|(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)高，則價值量低；水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)低，則價值量高，結(jié)果不具有唯一性。本文傾向于將另外兩種方法相結(jié)合。對于水質(zhì)污染嚴(yán)重地區(qū)，污染物排放量已超過海域的自凈能力，僅以排海污染物量難以準(zhǔn)確定量，需結(jié)合評估海域?qū)嶋H水質(zhì)；對于一類和二類優(yōu)良水質(zhì)海域，可采用排海污染物量法；對于三類以上污染較嚴(yán)重海域，可采用評估海域能夠吸收污染的生物體內(nèi)氮和磷含量計算。具體生物體需結(jié)合評估海域?qū)嶋H生態(tài)類型來確定，主要涵蓋浮游植物、濕地植被和養(yǎng)殖生物（魚類、甲殼類、貝類和藻類等）。價值的量可采用價值轉(zhuǎn)移法直接計算，該方法雖然簡單易操作，無需預(yù)先計算水質(zhì)凈化物質(zhì)的量，但通常引用Costanza的全球生態(tài)價值當(dāng)量，未必適用于我國的經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r和生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀。在已知物質(zhì)的量的前提下，可采用替代成本法計算其價值，以人工污水處理成本替代水質(zhì)凈化服務(wù)的單價。目前常采用的城市污水處理廠成本，一般取值為氮1.5 元/kg，磷2.5 元/kg，本文認(rèn)為應(yīng)結(jié)合評估年份重新核算處理成本。已有研究評估指標(biāo)與本文評估指標(biāo)對比情況見表8。

表8 水質(zhì)凈化價值評估Table 8 Evaluation of water purification value

生物控制多指海洋生態(tài)系統(tǒng)對赤潮的自我調(diào)控，其價值可以用避免災(zāi)害損失的經(jīng)濟數(shù)據(jù)計算。已知同期其他海域發(fā)生赤潮造成的損失，利用評估海域面積占其他已知海域面積的比重，計算評估海域赤潮損失，作為生物控制的價值。

我國對干擾調(diào)節(jié)價值的研究較少，目前多采用有調(diào)節(jié)區(qū)與無調(diào)節(jié)區(qū)損失差值計算[2]，或采用人工防波堤結(jié)構(gòu)替代成本的重置成本方法[54]。幾十年來，中國主要依靠海堤來抵御沿海的臺風(fēng)、風(fēng)暴潮和災(zāi)害性海浪。1980—2015 年期間，中國沿海工程的長度從5 322 km增加到13 316 km，盡管它們?yōu)闇p少沿海的臺風(fēng)、風(fēng)暴潮和災(zāi)害性海浪造成的總經(jīng)濟損失做出了巨大貢獻(xiàn)，但人工防波堤防御能力不如沿海濕地有效[55]。另外，人工建造的替代方案并不是最具成本效益的服務(wù)方式，重置成本法高估了臺風(fēng)、風(fēng)暴潮和災(zāi)害性海浪防護服務(wù)的凈效益。對此，國外學(xué)者采用預(yù)期損害函數(shù)法，對海岸防護服務(wù)進行建模，并估計包括沼澤、紅樹林、珊瑚礁、海草床、沙灘和沙丘等近岸生態(tài)系統(tǒng)在沿海區(qū)域避免的預(yù)期損害或死亡來作為臺風(fēng)、風(fēng)暴潮和災(zāi)害性海浪防護的價值[56]。另一種方法為通過建立沿海保護能力、沿海暴露和人類保護需求3 個指標(biāo)構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)級聯(lián)模型，以評估沿海生態(tài)系統(tǒng)波能衰減、洪水調(diào)節(jié)、侵蝕控制或泥沙淤積服務(wù)價值。這種分析可以在不同的時空尺度上進行復(fù)制，因此也適用于我國[57]。

國內(nèi)外學(xué)者常采用各種不同形式的問卷調(diào)查方式評估文化服務(wù)價值，例如條件價值法、選擇實驗法和幸福指數(shù)法等[58-61]，對于主觀性較強的文化服務(wù)來說，是相對合理的評估方法。我國學(xué)者還結(jié)合替代成本法對休閑娛樂和科研價值進行評估。休閑娛樂價值采用評估海域景區(qū)收入作為休閑娛樂替代價值，科研價值則采用以評估海域為研究對象或?qū)嶒瀳龅匕l(fā)表的論文數(shù)量及投入的科研經(jīng)費來替代[48]。

4.2 評估應(yīng)用

海洋生態(tài)系統(tǒng)具有獨特的流動性、異地實現(xiàn)性和局地依賴性等特點，價值評估難度遠(yuǎn)大于陸地。國內(nèi)外的研究主要集中在珊瑚礁[62]、海草床[63]、紅樹林[15]、河口[64]和濕地[65]等典型的生態(tài)系統(tǒng)類型。海洋生態(tài)系統(tǒng)價值評估應(yīng)用主要分為兩種類型：現(xiàn)存價值評估和損失價值評估。

海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)現(xiàn)存價值評估可以為政府決策提供指導(dǎo)，依據(jù)評估結(jié)果對海域進行合理開發(fā)、選擇性開發(fā)或進行保護。Brenner等[66]使用價值轉(zhuǎn)移法對西班牙卡塔蘭海岸地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的非市場價值進行估算，研究發(fā)現(xiàn)評估區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)年流量價值貢獻(xiàn)比重最大的依次為生境40.9%、營養(yǎng)循環(huán)17.2%、水供應(yīng)12.7%、審美和娛樂9%和干擾調(diào)節(jié)8.7%等。由此可見，對于一個海洋生態(tài)系統(tǒng)，不同服務(wù)類型價值的權(quán)重也不同，權(quán)重較高的“核心”服務(wù)對于人類福祉的貢獻(xiàn)最大，在價值評估時應(yīng)當(dāng)作為重點并著重保護，而權(quán)重極小的價值類型可以適當(dāng)取舍并進行合理開發(fā)。Badola等[67]結(jié)合問卷調(diào)查和避免損害成本法將評估區(qū)域印度比塔卡尼卡劃分為堤壩保護區(qū)域、無保護區(qū)域和紅樹林保護區(qū)域，并對紅樹林的海岸防護價值進行估算。結(jié)果顯示，在沒有紅樹林保護但有堤壩保護的村莊，每戶家庭所遭受的損失最大（153.74美元），其次是沒有任何保護的村莊（44.02 美元）和受紅樹林保護的村莊（33.31美元）。由此可見，人工海防雖然建造和維修費用昂貴，但是防護效果并不明顯。對于政府來說，應(yīng)當(dāng)綜合考慮開發(fā)帶來的經(jīng)濟收益與面對自然災(zāi)害支出的人工維修費用，決定是否維持生態(tài)系統(tǒng)的自然狀態(tài)。在項目規(guī)劃之前，應(yīng)該充分權(quán)衡自然生態(tài)系統(tǒng)與經(jīng)濟發(fā)展的利弊。

近年來，人們把海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值研究轉(zhuǎn)向因為某些人為因素產(chǎn)生生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)損失價值的研究上[68]，即海洋生態(tài)系統(tǒng)損失價值評估。海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具備公共物品性和異地實現(xiàn)性，使得人們誤以為享受到的服務(wù)是“免費”的，往往只有在其喪失時，才引起關(guān)注[69]。隋玉正等[70]采用直接市場法、影子工程法、替代花費法和成果參照等方法對浙江省洞頭縣圍填海造陸導(dǎo)致的海島周圍海域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值損失進行評估，研究表明，供給服務(wù)價值損失最大，占總服務(wù)價值的85.73%。洞頭縣的主要食品供給服務(wù)主要來源于自身的資源性海洋生物，這表明，圍填海造成的生態(tài)價值損失嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用竦纳鐣＠健avrud等[71]在對溢油造成海洋生態(tài)價值損失的研究中發(fā)現(xiàn)，被調(diào)查的挪威居民家庭對溢油損失問卷調(diào)查的響應(yīng)率僅為17.2%～20.7%，這說明人們對于海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的認(rèn)識程度較低。在接受條件價值法評估的家庭中，人們對于避免溢油損害的支付意愿隨著損害的增加而增大，這表明，當(dāng)溢油發(fā)生時人們才意識到溢油威脅到了自身的利益，人們愿意支付更多的費用避免更大的損失。由此可見，對于發(fā)生生態(tài)價值損失后的價值評估能夠提醒人們海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要性，從而采取一定的補償和賠償措施修復(fù)環(huán)境和彌補損失，但其更重要的意義是為自然資源管理和保護決策提供信息。Derous等[72]基于地理信息系統(tǒng)軟件形成生態(tài)價值區(qū)域圖，用于支持海域空間規(guī)劃、海洋產(chǎn)業(yè)布局和海洋防災(zāi)減災(zāi)的海洋管理決策。

5 展望

隨著海洋資源不合理開發(fā)利用和環(huán)境污染等問題的日益嚴(yán)重，海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的概念、分類體系和評估方法越來越受到關(guān)注，概念和分類的進步能夠促進生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)框架和分類系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，有效推進價值評估。由于海洋生態(tài)系統(tǒng)運行機制十分復(fù)雜，現(xiàn)有的知識儲備和技術(shù)水平往往難以反映其實際價值，海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估在未來仍有很大的發(fā)展空間。針對已有的問題，海洋生態(tài)系統(tǒng)價值評估方法與應(yīng)用可以在以下方面進行拓展：

（1）建立體現(xiàn)主要功能、標(biāo)準(zhǔn)化和避免重復(fù)的評估指標(biāo)體系。現(xiàn)有的評估往往都是以人的認(rèn)知為標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致一些生態(tài)系統(tǒng)功能被忽視。應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識當(dāng)前和未來生態(tài)系統(tǒng)的功能價值，尤其是對人類有益的重要的生態(tài)功能價值。利用主要的生態(tài)功能構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的評估指標(biāo)體系，使不同區(qū)域的評估結(jié)果具有可比性。目前的評估指標(biāo)體系只是針對特定功能設(shè)定的，不同區(qū)域的評估結(jié)果因其不同的評估指標(biāo)體系和數(shù)據(jù)可靠度等原因差異較大。未來應(yīng)當(dāng)著重研發(fā)更加科學(xué)合理的評估指標(biāo)體系，強化參數(shù)之間的聯(lián)系，針對特定研究區(qū)域選擇最優(yōu)化的指標(biāo)體系。在計算價值量時，不應(yīng)單獨考慮某一種功能的價值量，而應(yīng)將各指標(biāo)綜合考察，避免功能價值的重復(fù)計算。

（2）開展海洋微生物碳泵（marine Microbial Carbon Pump，MCP）固碳價值研究。二十年來，我國在海洋碳匯研究領(lǐng)域取得了長足進展。我國科學(xué)家提出的MCP被科學(xué)雜志評論為“龐大碳庫的幕后推手”，而如此高效的生物固碳價值在目前的海洋生態(tài)價值評估領(lǐng)域中卻未曾體現(xiàn)，使得氣候調(diào)節(jié)價值被嚴(yán)重低估。因此，應(yīng)完善海洋生態(tài)系統(tǒng)固碳的評價體系，不僅要考慮生物泵和碳酸鹽泵沉淀埋藏的有機碳和無機碳，更要考慮MCP 固碳的產(chǎn)物——惰性溶解有機碳，將工作重點放在MCP固碳價值的研究中[73]。

（3）生態(tài)價值的評估應(yīng)當(dāng)將生態(tài)系統(tǒng)正效應(yīng)和負(fù)效應(yīng)綜合考慮。雖然海洋總體上是碳匯區(qū)域，但實際上海洋既能吸收大氣中的二氧化碳，也能向大氣釋放二氧化碳。例如，我國南海是碳源，東海是碳匯，黃海和渤海維持吸收和釋放的平衡，可見海洋碳匯具有明顯的時空差異性[44]。目前對氣候調(diào)節(jié)價值的研究，只考慮海洋生態(tài)系統(tǒng)的碳匯作用，造成固碳價值偏高。因此，在評估固碳價值時必須考慮評估區(qū)域所屬海域狀況，扣除海洋碳源產(chǎn)生的負(fù)效應(yīng)。目前水質(zhì)凈化價值僅考慮海洋生態(tài)系統(tǒng)對有機物和營養(yǎng)鹽等污染物的自凈去除作用，該方法僅適用于無人工養(yǎng)殖海域的自然生態(tài)系統(tǒng)；而在沿岸養(yǎng)殖區(qū)域，養(yǎng)殖動物投喂過程中剩余飼料以及未被消化的飼料所形成的排泄物，使水體造成不同程度的污染。因此，對于養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)凈化價值的計算，應(yīng)扣除養(yǎng)殖水體自身污染源產(chǎn)生的負(fù)效應(yīng)。

（4）結(jié)合我國國情提高方法適用性。我國廣闊的海域面積提供了大量的海洋生物資源和服務(wù)功能，但在價值評估的實踐中仍存在不足。例如評估參數(shù)的選用，氣候調(diào)節(jié)通常采用瑞典碳稅作為二氧化碳的價格替代，對此，需加快我國碳稅率推行速度，使價值評估的結(jié)果更能體現(xiàn)我國經(jīng)濟發(fā)展水平；氣候調(diào)節(jié)和大氣調(diào)節(jié)采用造林成本法作為二氧化碳和氧氣的價格替代，需避免使用時間較久遠(yuǎn)的參數(shù)并及時更新，從而體現(xiàn)我國經(jīng)濟發(fā)展的時效性。我國海水養(yǎng)殖面積和產(chǎn)量多年來位居世界第一，主要養(yǎng)殖對象為貝類和藻類等。作為海洋經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)，海水養(yǎng)殖業(yè)在解決食物供給問題上發(fā)揮的作用有目共睹，而其碳匯的作用是近幾年才被關(guān)注的。目前我國通過收獲海水養(yǎng)殖的貝類和藻類可直接從海中移除170 余萬噸的碳，由于海水養(yǎng)殖在近海碳循環(huán)、固碳過程及量化的研究剛剛起步，漁業(yè)碳匯的計量標(biāo)準(zhǔn)、潛力評估和政策法規(guī)均有待建立和完善。因此，有必要對已經(jīng)初步建立的漁業(yè)碳匯計量方法以及我國漁業(yè)碳匯的潛力和價值評估進行充分地研究，推進漁業(yè)低碳經(jīng)濟的迅速發(fā)展。

（5）強化海洋生態(tài)價值評估的多學(xué)科融合。海洋生態(tài)價值評估應(yīng)該強化與環(huán)境生態(tài)學(xué)、人口統(tǒng)計學(xué)、社會經(jīng)濟學(xué)、社會福利學(xué)、海洋學(xué)和微生物學(xué)等學(xué)科的聯(lián)系。一方面，可以利用學(xué)科交叉性，為評估工作提供理論支撐；另一方面，可增加價值評估結(jié)果的實用性，體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)為人類服務(wù)的意義。

致謝：感謝國家科技資源共享服務(wù)平臺——國家海洋科學(xué)數(shù)據(jù)中心大連分中心（http://odc.dlou.edu.cn/)的數(shù)據(jù)資料支持。