海南洋浦圍填海造地的海洋生態系統服務功能價值損失評估＊

王衍，孫士超

（海南省海洋監測預報中心 ?？?570204）

海洋是全球三大生態系統之一，在氣候調節、物種庇護、漁業生產、環境調節等很多領域發揮著重要的生態系統服務功能，是維護地球生命系統的重要保障［1－2］。

圍填海造地是一種徹底將自然海洋空間改變為陸地空間的海洋開發利用活動，其對海洋生態系統服務功能的影響已經引起了國內外學者的廣泛關注［3－5］。王萱等［6］對福建同安灣圍填海造地的生態系統服務損害的貨幣化價值進行了預測評估；索安寧等［7－8］對曹妃甸圍填海造地的生態環境影響及生態服務功能價值損失進行了系統評估；張惠等［9］對青島前灣圍填海造地的海洋生態系統服務功能價值損失進行了評估。綜述國內的圍填海生態系統服務功能價值，可以發現這些研究多集中于北方的暖溫帶和亞熱帶海域，而對華南地區熱帶海域的圍填海造地的海洋生態系統服務功能損害少有研究。為揭示熱帶海域圍填海造地的海洋生態系統服務功能損害問題，本文選取海南洋浦圍填海造地為例，結合熱帶海域的生態系統服務功能特征，通過建立圍填海造地的生態系統服務功能價值損失評估方法，詳細評估海南洋浦圍填海造地的海洋生態系統服務功能價值損失，以期為熱帶海域圍填海造地的生態環境損害提供剖析思路。

1 研究區域

海南洋浦經濟開發區位于海南省儋州市的洋浦半島，是1992年3月國務院批準成立的國家級經濟開發區，是我國首例由外商成片開發的開發區。開發區內面積30 km2，區外規劃用地70 km2，區內常住人口約4萬人。洋浦經濟開發區毗鄰的洋浦灣是一個向西南方向敞開的弧形海灣，洋浦灣內有一內灣——新英灣（又叫儋州灣），新英灣和洋浦灣共同構成洋浦潮汐汊道海灣。洋浦灣北岸與新英灣北岸均為基巖海岸，海岸陡峭，高度為10 m左右。西北側岸段則在基巖海岸基礎上發育一條向西南方向延伸的狹長沙嘴，長度達2.8 km，并與其南側的小鏟灘毗鄰，構成了海灣西北側的洋浦鼻（咀）岸段。洋浦經濟開發區毗鄰海域是我國重要的漁業資源水域，可捕撈的海洋生物資源有紅魚、石斑魚、馬鮫魚等魚類600多種，青蟹、白疊貝、珍珠貝等底棲動物100余種。毗鄰海域有珊瑚、紅樹林等生態旅游資源。2010年以來，洋浦經濟開發區為了發展臨海工業的需要，先后在開發區西海岸填海造地650 hm2，布置了洋浦天然氣加工利用基地、蓮花山臨港石化工業園、蓮花山臨港石化物流園等11個項目，形成了海南洋浦經濟開發區臨海工業聚集區。洋浦經濟開發區圍填海造地空間分布見圖1。

圖1 洋浦經濟開發區圍填海造地分布

2 圍填海造地的海洋生態系統服務功能價值損失評估方法

根據海洋生態系統服務功能特征［10］，將洋浦圍填海造地的生態系統服務功能價值損失歸納為供給功能損失、環境調節功能損失、服務支持功能損失和文化娛樂功能損失4大類8項生態服務功能損失類型，包括水產養殖生產功能、災害調節與控制功能、氣候調節功能、污染物凈化功能、生物多樣性維持功能、旅游休閑娛樂功能和文化知識擴展功能。各服務功能類型的具體估算方法如下。

2.1 水產養殖生產功能損失評估

圍填海造地使原來的海域轉化為陸地，損害了海域原有的海水生產功能，其價值可以根據市場價值法，用被填海域海水生產價值的利潤來估算。洋浦經濟開發圍填海的食品損失價值損失包括2部分：一部分為人工養殖水產品的價值損失；另一部分為海域自然生物量的價值損失。

2.1.1 人工養殖水產品的價值損失估算

人工養殖水產品價值損失的估算模型為

式中：P11為海水人工養殖的價值損失；R為每年單位面積的產值；C為養殖成本；S為圍填海域面積。取利潤率為20%，則P11＝0.2（R－C）S。

洋浦經濟開發區圍填海造地工程范圍內有7宗養殖用海，7宗養殖用海項目使用海域總面積為158.382 hm2。養殖方式基本為網箱養殖，養殖品種主要為軍曹魚、石斑魚、鯛魚，平均養殖產量為19.00 t/hm2。根據對海南省水產養殖市場調研，石斑魚市場批發價格平均為4萬元/t，軍曹魚市場批發價格平均為3.2萬元/t，取它們的平均值3.6萬元/t。根據海南省2013年水產養殖調查，魚類水產養殖總投入平均占總收入的20.76%。海域水產養殖年限按50 a計算，養殖水產品生長周期約為2 a，則洋浦經濟開發區圍填海造地導致的人工養殖價值損失估算如下：

2.1.2 海域自然生物量的價值損失估算

洋浦灣附近海域的生物物種繁多，除魚類、貝類等常見的水產資源外，還有海參、珊瑚、白蝶貝、海藻等海洋生物。2010年3月調查共捕獲魚類生物22種，其中尾數占優勢的魚類是褐籃子魚（Siganusfuscescens）、五 帶 笛 鯛 （Lutjanus spilurus）和黑斑鲾（Leiognathusdaura），其漁獲量分別占總漁獲量的20%、11%和10%，漁獲重量的優勢種是褐籃子魚（Siganusfuscescens）、五帶笛鯛（Lutjanusspilurus）和黑斑鲾（Leiognathusdaura），其漁獲量分別占總漁獲量的24%、6.7%和2.3%。

本文主要估算漁業捕撈的魚類、貝類、藻類等水產品。漁業捕撈水產品的估算應扣除人類將此項服務帶到市場的成本。圍填海造地造成海域自然生物量價值損失評估，一方面可依據海域貝類生物量的價值損失估算；另一方面也可直接估算自然海域魚類、貝類、藻類的直接生物量價值損失。海域貝類生物量價值損失評估模型為

式中：P12為海域水產品價值損失；X為初級生產力；E為初級生產力轉化為軟體動物的轉化率；S為圍填海域面積；a為貝類產品混合含碳率；b為貝類重量與軟體動物重量的比；P為貝類產品平均市場價格 。

根據Tait R.V.對近岸海域生態系統能流的分析［11］，10%的初級生產力會轉化為軟體動物，盧振彬等［12］人的研究表明，軟體動物混合含碳率為8.33%，貝類重量與軟體組織平均重量的比為4∶1。貝類產品平均市場價格為20元/kg，銷售利潤率取60%，魚貝類生長周期約為兩年。

2010年3月洋浦港鄰近海域初級生產力水平調查結果顯示，調查海域初級生產力水平范圍在385～4 419 mg/（m2·d）（以碳計），平均為1 530 mg/（m2·d）（以碳計）。

海南洋浦經濟區圍填海造地650 hm2，除去人工養殖海域面積150.95 hm2，則導致499.05 hm2的海域漁業資源自然生物量價值損失計算如下。

貝類軟體組織生物量損失為

貝類損失的價值為

即洋浦經濟區圍填海造地650 hm2造成海域自然生物量損失價值為50.19億元。

2.2 海洋生物多樣性維持及基因資源供給功能損失評估

北部灣海域浮游植物年生產量高，生物餌料十分豐富，水生物種多樣性極高，是多種魚、蝦、蟹、貝類繁殖、棲息、生長的良好場所，具有十分重要的物種多樣性維持生態功能。洋浦經濟開發區附近海域位于北回歸線以南的熱帶海洋區域，區域內海洋生物種類眾多，擁有紅樹林、白蝶貝等珍稀生物資源，具有較高的基因資源價值。海洋生態系統的基因資源供給服務功能價值，目前尚沒有公認成熟的評估方法，可采用成果參照法進行估算。2002年DE Groot提出全球各類生態系統提供基因資源的單位面積價值介于6～112美元/（hm2·a）之間［13］?？紤]到洋浦經濟開發區附近海域位于熱帶海區，擁有豐富的生物資源和生物多樣性，同時參考胡小穎［14］、索安寧等［8］研究，本文取單位面積海域物種多樣性維持及基因資源供給功能價值為2 100元/（hm2·a）。

洋浦經濟開發區圍填海造地650 hm2導致的海洋生物多樣性維持及基因資源供給功能價值損失為

即洋浦經濟開發區圍填海造地650 hm2導致海洋生物多樣性維持及基因資源供給功能價值損失為0.682 5億元。

2.3 海洋氣候調節服務功能損失評估

海洋生態系統的氣候調節服務來源于海洋生態系統及各種生態過程通過對溫室氣體的吸收和固定，達到對某一區域或全球氣候的調節作用。海洋生態系統的氣候調節服務主要來源于海洋生物光合作用生長過程對CO2、CH4、NXO（過氧化氮）、CFC（氟氯烴）等溫室氣體的吸收和固定。由于溫室氣體的數量與區域或全球的平均氣溫呈正相關，所以海洋的氣候調節服務評估可采用海洋生態系統對溫室氣體的固定數量來確定。

海洋浮游生物光合作用反應方程式

可知，海洋浮游生物每生產162 g的干物質可吸收固定264 g的二氧化碳，同時也釋放108 g的氧，即海洋浮游生物每生產1 g干物質可固定1.63 g二氧化碳，同時釋放1.19 g的氧。

圍填海造地的海洋生態系統氣候調節服務功能價值損失計算公式為

式中：VOC為氣候調節服務的價值損失；PPi為評價海域固定i類溫室氣體的數量；Ci為固定單位數量溫室氣體的費用。

根據光合作用方程式可以推算出植物每生產1 g干物質，需要吸收1.63 g二氧化碳。根據目前國際上通用的碳稅率標準和我國的實際情況，采用我國的造林成本260元/t和國際碳稅標準150美元/t的平均值635元/t作為碳稅標準。

海洋浮游生物光合作用生長過程在固定溫室氣體二氧化碳的同時，還釋放一定數量氧氣。其計量指標可以采用氧氣的釋放數量費用，有害氣體的吸收數量費用等，計算公式為

式中：VOA為空氣質量調節的價值；QEi為評價海域釋放的氧氣數量；Ci為生產單位數量i氣體的費用；QAj為評價海域吸收的j類有害氣體數量；Cj為處理單位數量j類氣體的費用。由于其他有害氣體計算比較復雜，本研究只計算海洋生態系統氧氣釋放的價值。根據光合作用方程式可以推算出植物每生產1 g干物質，可以釋放1.19 g氧氣，氧氣吸收價值采用工業制造氧氣的費用400元/t作為估算標準［15］。

根據2010年3月洋浦港鄰近海域初級生產力水平調查結果，洋浦海域初級生產力水平范圍在385～4 419 mg/（m2·d）（以碳計），平均為1 530 mg/（m2·d）（以碳計）。洋浦經濟開發區圍填海造地650 hm2造成的海域氣候調節功能價值損失計算如下。

固定溫室氣體CO2的功能損失數量為

固定溫室氣體CO2功能損失的價值為

釋放有益氣體O2的功能損失數量為

釋放有益氣體O2的功能損失價值為

2.4 海洋災害調節與控制功能損失評估

2002年De Groot［13］提出全球生態系統生物控制服務的單位價值為2～78美元/（hm2·a）。海南洋浦經濟開發區附近海域為熱帶海域，臺風、風暴潮等海洋災害問題突出，海岸帶生態系統在防護臺風等自然災害方面發揮著重要的作用。因此，取二者的最高值78美元/（hm2·a），即487.72元/（hm2·a）作為洋浦經濟開發區單位面積海域所提供的生物控制服務功能的估算價值基準。

洋浦經濟開發區圍填海造地650 hm2，導致此區域海域轉變成為陸地，完全喪失海岸災害調節與控制功能，造成的海岸災害調節與控制功能損失價值為

即洋浦經濟開發區圍填海造地650 hm2導致的海岸災害調節與控制功能價值損失0.158 5億元。

2.5 海洋污染物凈化功能損失評估

陸源入海污染物質通過海洋生態系統的生物、化學、水文等一系列海洋生態過程而轉化為無毒無害的物質，其作用的性質與污水處理工廠相似。海洋生態系統的污染物凈化功能主要體現在對進入近海海域引起海水富營養化的氮元素和磷元素的固定，以及對COD和石油烴的去除等方面。污染物處理功能大小與海洋環境容量價值密切相關［16］，采用影子工程法間接估算洋浦經濟開發區圍填海造地造成的污染物處理服務功能價值損失，其估算公式如下：

式中：Pi為評價海域某一污染物每年的環境容量價值；Xi為評價海域該污染物每年的環境容量；Ci為評價海域該污染物的人工處理成本。選擇無機氮、無機磷和石油類作為污染評價因子。2010年3月份調查獲得的洋浦經濟開發區圍填海造地海域水體主要污染物濃度見表2。

表1 洋浦經濟開發區圍填海海域海洋水體主要污染物濃度 mg/L

由表1可以看出，根據海南省海洋功能區劃，洋浦經濟開發區圍填海造地海域屬于工業與城鎮建設功能區，工業與城鎮建設功能區水體環境質量管理要求達到第三類水體質量標準，具體指標為石油類0.030 mg/L、無機氮0.400 mg/L、無機磷0.030 mg/L。依據調查得到的石油類、無機氮和無機磷水體濃度和三類海水水質標準，可計算得到石油類的環境容量為0.021 mg/L、無機氮的環境容量為0.330 mg/L、無機磷的環境容量為0.028 mg/L。洋浦經濟開發區圍填海造地650 hm2造成石油類、無機氮、無機磷的環境容量損失估算如下。圍填海區域平均水深7 m。

石油類：650 hm2×7 m×0.021 mg/L×50＝46.638 t

無機氮：650 hm2×7 m×0.330 mg/L×50＝749.613 t

無機磷：650 hm2×7m×0.028 mg/L×50＝62.563 t

根據國務院《排污費征收使用管理條例》，石油類去除成本取7 000元/t。無機氮的去除成本為1 500元/t，磷酸鹽的去除成為為2 500元/t，采用替代成本法，估算洋浦經濟開發區圍填海區域的環境容量及其充分利用該容量進行污染物凈化的生態服務功能價值。

石油類：46.638 t×7 000元/t＝32.64萬元

無機氮：749.613 t×1 500元/t＝112.44萬元

無機磷：62.563 t×2 500元/t＝15.64萬元

以上總和為32.64萬元＋112.44萬元＋15.64萬元＝160.72萬元。即洋浦經濟開發區圍填海造地650 hm2造成的海洋污染物凈化功能價值損失為160.72萬元。根據洋浦經濟開發區附近海域的水動力環境觀測結果，近岸海域海水循環周期為3個月，則50 a的海域污染凈化功能價值損失為3.21億元。

2.6 海洋文化服務功能損失評估

海洋生態系統所產生和吸引的科學研究以及對人類知識的補充等貢獻，可以通過對該地區進行的科學研究投入數量以及獲得的科學研究成果數量來間接計算此項服務［11］。在實際操作中，由于各類科研投入部門不一，形式多樣，科研成果數量類型復雜，難以量化。當前洋浦經濟開發區所在的洋浦半島正處于開發大發展的起步階段，在水產養殖、海洋開發技術、海洋生態環境保護和海洋經濟產業等方面具有典型而重要的研究價值。1997年Costanza等［17］提出近岸海洋水域單位面積的精神文化服務價值約為5 425美元/（km2·a），我國陳仲新等［18］根據中國生態系統的實際現狀計算出中國各類生態系統單位面積的平均科研文化價值約為3.55萬元/（km2·a）。采用成果參照法，本研究取以上二者的平均值3.47萬元/（km2·a）。則洋浦經濟開發區圍填海造地650 hm2造成的海洋文化服務功能損失價值為

即洋浦經濟開發區圍填海造地650 hm2造成的海洋文化服務功能損失價值為0.11億元。

2.7 海洋旅游娛樂服務功能損失評估

海岸景觀和海岸優質的生態環境是旅游娛樂休閑產業的重要基礎資源，據調查分析海南省儋州市旅游業80%與海岸和海洋有關，濱海旅游是區域旅游業的重要內容。2012年洋浦經濟開發區所在的儋州市全面共接待國內外游客63.83萬人次，旅游收入4.72億元。儋州市海岸線長度為267.30 km，其中本次圍填海造地占用海岸線8.206 km，形成工業與港口區域，徹底失去旅游娛樂功能價值。旅游收入的80%為海岸與海洋旅游收入，則單位海岸線的旅游收入為141.26萬元/km。

洋浦經濟開發區圍填海造地650 hm2占用海岸線8.21 km，造成的旅游娛樂功能價值損失計算如下

141.26萬元/km×8.21 km×50 a＝5.80億元。

即洋浦經濟開發區圍填海造地占用海岸線8.206 km造成的旅游娛樂功能價值損失5.80億元。

3 結果分析

評估結果表明（表2），洋浦經濟開發區圍填海造地650 m2的生態系統服務功能價值損失總計達到84.35萬元。在這些海域生態系統服務功能價值損失組成中，以物質供給功能組價值損失量最大，為71.65億元，主要為圍填海造地海域的水產養殖功能損失和自然海域漁業生產功能的損失，占洋浦經濟開發區圍填海造地生態系統服務功能價值損失總量的84.94%；其次為環境調節功能，損失的生態系統服務功能價值為6.11億元，占圍填海造地的生態服務功能價值損失總量的7.25%；文化娛樂功能組的服務功能價值損失量位居第三，達到5.91億元，占洋浦經濟開發區圍填海造地的生態系統服務功能價值損失量的7.01%；服務支持功能組的生態系統服務功能價值損失最小，只有生物多樣性維持功能1項，價值損失0.68億元，僅占洋浦經濟開發區圍填海造地的總生態服務功能價值損失量的0.81%。

表2 曹妃甸圍填海工程的海域生態服務功能損害價值

在具體的8項生態系統服務類型中，自然海域的漁業資源生產功能價值損失是洋浦經濟開發區圍填海造地的海洋生態系統服務功能價值損失最大類型，損失價值每年將近1.00億元，占海域總生態服務功能價值損失量的59.50%。其次為海域的人工養殖生產功能價值損失，圍填海造地海域原有人工水產養殖海域約150 hm2，圍填海造地造成水產養殖海域養殖功能的徹底喪失，喪失的養殖功能價值每年為0.43億元，占圍填海造地的海域生態服務功能價值損失的25.44%。旅游休閑娛樂功能價值損失量為第三，每年損失休閑娛樂功能價值1 160萬元，占圍填海造地的生態系統服務功能價值的6.88%。另外，污染凈化功能、災害調節功能、氣候調節功能和生物多樣性維持功能的價值損失分別每年達到642萬元、32萬元、548萬元和136萬元。

4 結論

根據海南熱帶海洋生態系統特點，構建了圍填海造成的海域生態系統服務功能損害的貨幣化評估模型與方法，評估了海南洋浦圍填海造地的海洋生態系統服務功能價值損失。結果表明：海南洋浦經濟開發區圍填海造地650 hm2，造成的海洋生態系統服務功能價值損失84.35億元，其中物質供給功能價值損失占84.94%，環境調節功能價值損失占7.25%，文化娛樂功能價值損失占7.01%，服務支持功能價值損失占0.81%。在具體服務功能類型上，自然海域漁業生產功能和海域人工養殖生產功能損失最大，分別達到50.19億元和21.46億元，其次為旅游休閑娛樂功能，價值損失5.80億元，以上3項服務功能價值損失占洋浦經濟開發區圍填海造地的生態系統服務功能價值損失總量的91.82%。

可以看出，洋浦經濟開發區圍填海造地對海洋生態系統服務功能損失最大的是海洋的漁業生產功能，其次為海岸、濱海地區的休閑旅游娛樂功能，這兩項海洋服務功能也是當前海南省海域空間的主要生態服務功能。圍填海造地也對海岸/海域的環境調節功能造成一定損傷，主要包括海域的災害調節功能、氣候調節功能和污染凈化功能。圍填海對海洋生態系統服務功能損傷的另一類型是海域的服務支撐功能，由于該項功能相對復雜，限于技術原因本研究只評估了圍填海造地對海域生物多樣性物質功能/基因資源供給功能的價值損失，由于評估范圍有限，圍填海造地對該項功能價值的損失也最小。

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