海洋工程生態損害評估與補償
——以廈門杏林跨海大橋為例

饒歡歡, 彭本榮,*, 劉 巖, 鄭苗壯

1 廈門大學環境與生態學院, 廈門 361005

2 國家海洋局海洋發展戰略研究所, 北京 100860

海洋工程生態損害評估與補償
——以廈門杏林跨海大橋為例

饒歡歡1, 彭本榮1,*, 劉 巖2, 鄭苗壯2

1 廈門大學環境與生態學院, 廈門 361005

2 國家海洋局海洋發展戰略研究所, 北京 100860

隨著海岸帶地區經濟的發展、人口的增加和城市化程度的加快，日益增多的各類海洋工程已經或者正在損害海洋與海岸帶生態系統為人類提供各種產品和服務的能力，嚴重威脅到人類健康和海洋經濟的可持續發展。實施海洋生態損害補償制度，即讓生態損害責任方承擔生態損害的全部成本，是解決海洋生態損害問題的有效途徑之一。建立了海洋工程生態損害評估框架和生態損害補償標準估算模型，并成功運用于廈門杏林跨海大橋的案例研究。結果表明，在2%的貼現率下，杏林大橋生態補償標準為1739萬元，遠高于政府實際征收的補償金額600萬元。該評估框架信息需求量小，成本低且簡單易行，在小規模海洋工程的生態損害評估與補償方面有良好的應用前景。

海洋工程; 生態補償; 損害評估; 杏林大橋

海洋與海岸帶生態系統是人類賴以生存和發展的基礎。它不僅為人類提供自然資源，如漁產品、原材料以及生產和生活空間等，還為人類提供了多種多樣的服務，如調節氣候、接納和凈化污染物、供人類休閑娛樂等。海岸帶地區由于高的生物生產力和便利的交通條件，已成為人類活動的中心[1]。世界上一半以上的人口、生產和消費活動都集中在面積不到10%的海岸帶地區[2]。然而，隨著海岸帶地區社會經濟的發展和人口的增加，人類開發利用海洋的各類海洋工程，如港口航運、圍填海、大型海水養殖場、人工島、跨海橋梁、濱海電廠、海水淡化等已經或正在損害海洋與海岸帶生態系統為人類提供各種產品和服務的能力，嚴重威脅到人類健康和海洋經濟的可持續發展。解決海洋生態損害問題的辦法之一是將損害生態系統的外部性行為內部化，讓生態損害的責任方承擔生態損害的全部成本，即實施海洋生態損害補償制度，用經濟的手段來調節人們利用海洋生態系統的行為。

海洋生態損害評估是實施海洋生態損害補償制度的基礎和前提。目前國內外學術界關于海洋生態損害評估及生態損害補償的研究較多，但大都集中在溢油或危險化學品泄漏的生態損害評估[3- 11]。關于海洋工程生態損害評估的研究，主要集中在圍填海[12- 17]，較少涉及跨海橋梁、大型海水養殖場、港口與航運等海洋工程。在實踐中，海洋工程項目基本上都履行了法定審批程序，并繳納海域使用金，獲得行政部門的許可。而我國目前的海域使用金標準偏低，不僅沒有包括生態損害補償金額，甚至低于海洋空間資源的價值[16]。理論研究和政策的差距往往導致海洋工程帶來的生態損害被忽略，而這些損害日積月累，將給海洋棲息地及環境帶來不容忽視的影響。因此，有必要建立海洋工程生態損害的評估方法，在此基礎上制定海洋工程生態損害補償標準，利用經濟的杠桿調整海洋開發利用行為，并為海洋資源與生態系統的修復籌措資金。

1 方法與模型

目前學術界建立的關于海洋生態損害的評估方法可以分為兩大類[18]：一是基于經濟價值的評估，即評估受損海洋生態系統服務的貨幣價值；二是基于受損資源修復成本的評估，即評估受損海洋資源及生態系統修復到基線狀態的成本[19-20]。以上方法都涉及到通過現場調查、實驗室研究和模型模擬來建立人類活動與海洋生態損害的因果關系、量化受損的生態系統及其服務，進而評估受損生態系統的服務價值和修復成本。這需要大量的、長時間的觀察數據，同時實驗室試驗和模型模擬需要強而有力的技術支撐。另一方面，上述兩類方法主要適用于事后評估。而海洋工程生態損害評估是一種事前評估，無法通過現場觀察來評估受損生態系統及其服務，也很難通過模型準確模擬海洋工程損害的生態系統及其服務，特別是對于小規模的海洋工程更是如此。同時，若等工程完成后再進行基于修復的評估，耗時長而且成本高，不利于迅速獲得修復受損海洋生態所需要的資金。鑒于此，海洋工程生態損害評估必須尋找易操作、成本低的新途徑。

1.1 基本框架和程序

本文建立生態損害評估方法的基本思路是首先識別、評估工程影響海域生態系統服務的價值，然后評估海洋工程各種用海方式對受影響海域各種生態系統服務的損害程度，在此基礎上評估海洋工程生態損害及補償標準。具體的評估框架如圖1所示，主要包括以下5個步驟：

1)工程對海域的影響分析 由于不同海域包括的生態系統類型不同，而且不同用海方式對各種海洋生態系統及其服務的損害程度也不一樣。因此，生態損害評估首先必須通過工程分析，評估海洋工程所影響的海域的位置、范圍、面積以及識別海洋工程的用海方式；

2)受影響海域生態系統及其服務識別 為評估生態損害的貨幣價值，必須通過現場調查，識別受影響海域包括的海洋生態系統及其服務；

3)生態系統服務價值評估 利用環境與自然經濟學的理論和方法，評估受影響海域的海洋生態系統服務的經濟價值；

4)生態系統服務的損害程度評估 海洋工程涉及到多種海域使用方式，而不同的海域使用方式對生態系統服務的損害程度不同。海域使用方式對海洋生態系統服務的損害程度可以通過模型和現場調查得到，而現場調查需工程完成后才能進行，且耗時長、成本高；模型模擬則需要較高的技術支撐，得到結果也不一定準確。本文采用快速且成本低的專家調查法來評估各種用海方式對生態系統服務的損害程度。

5)海洋工程生態損害補償標準估算 利用以上4個步驟得到的結果，估算海洋海洋工程生態損害補償標準。

圖1 海洋工程生態損害評估基本程序Fig.1 The framework of ecological damage assessment for marine engineering

1.2 估算模型

海洋工程涉及的不同用海方式其用海時間也不同，如填海造地屬于永久性用海，透水或非透水構筑物用海時間為50a，而臨時用海只有幾個月到幾年。因此，必須分別計算不同用海方式的生態損害價值。在得到海洋工程各用海方式影響的海域面積、受影響的海域其單位面積的生態系統服務價值、各用海方式對各種生態系統服務造成的損害程度后，各用海方式生態損害的貨幣價值(即生態損害補償標準)可用以下模型估算：

(1)

式中，i(=1,2,3,…,I) 為海洋工程影響的海域的代碼；j(=1,2,3,…,J)為受影響海域的生態系統服務類型的代碼；k(=1,2,3,…,K)為海洋工程不同用海方式的代碼；vij為單位面積i海域第j種生態系統服務的價值；dkj為k用海方式對第j種生態系統服務造成的損害程度；Sik為i海域受k用海方式影響的面積；EDk海洋工程k用海方式造成的生態損害的價值。

模型(1)估算得到的是k用海方式的年生態損害補償標準，而在管理實踐中，海洋工程生態損害補償金一般是一次性征收。通過年金公式可將年征收標準轉化為一次性征收標準，計算模型如下：

(2)

式中，EDLS為一次性征收的海洋工程各種用海方式生態損害補償的總金額，r為社會貼現率，nk為k種用海方式的用海年限。

實際操作中，海洋工程影響的海域、受影響海域生態系統及其服務的識別比較容易，海洋生態系統服務價值的評估方法也較成熟，而且借助于海洋生態、海洋工程、海洋環境、海洋經濟、海洋管理等多領域的專家評判，能夠比較準確反映各種用海方式對不同海洋生態系統服務的損害程度。因此，本文建立的方法避開了現場調查、模型模擬量化生態系統及其服務損害的困難，并且具有速度快、成本低、易操作的優勢。

2 案例研究

廈門位于福建省東南部，中國臺灣海峽西岸。陸域面積1565 km2，海域面積390 km2。自1980年建立經濟特區以來，廈門人口從1980年不到100萬人增加到2012年的367萬人。為緩解日益增加的交通壓力，廈門市先后建立了廈門大橋、海滄大橋、杏林大橋、集美大橋、同安大橋、新陽大橋和廈漳大橋等七座跨海大橋。高密度的跨海橋梁的建設在促進廈門社會經濟發展、改善交通條件的同時，也對廈門賴以生存和發展的海洋與海岸帶生態系統造成了損害。評估這些跨海橋梁的生態損害，讓責任方進行生態損害補償和生態修復對廈門海岸帶的可持續發展具有重要的意義。

論文選擇杏林跨海大橋為研究對象，利用以上建立的框架和模型評估該大橋的生態損害。該大橋是廈門最長的跨海大橋，為公路橋與鐵路橋平層合建的公鐵大橋。杏林大橋經過的海域位于國家級中華白海豚自然保護區內，其建設不僅影響自然保護區，還對紅樹林和灘涂生態系統造成破壞。

2.1 影響海域分析

杏林大橋經過的海域主要為廈門西海域。根據杏林大橋影響海域的關鍵生境、資源和自然特點，將大橋影響的海域細分為高崎海岸帶、高浦海岸帶和大橋經過的西海域其他水域(圖2)。

(1)用海方式

杏林大橋工程包括建設期和營運期兩個階段。國家海洋局頒布的《海域使用分類體系》將海域使用方式分為填海造地、構筑物、圍海、開放式和其它5大類20小類[21]。根據這一分類體系，杏林大橋建設期的用海為其他開放式用海中的臨時施工用海，在營運期的用海方式為跨海橋梁。

(2)影響海域面積

杏林大橋全長7.48 km，其中主橋長4.151 km，跨海橋段長4900 m。公路橋面寬度為32 m，鐵路橋面寬度為11.8 m，公路和鐵路之間距離為5.2 m，合計寬度為49 m[22]，加上橋的垂直投影線兩側各延伸10 m，共計69 m。因此，按照目前審批的用海范圍來確定杏林大橋影響的海域面積(表1)。

杏林大橋影響的高崎海岸帶和高浦海岸帶向海延伸的寬度分別為850 m和400 m，由此計算得到杏林大橋影響各海域的面積。大橋建設期影響海域面積比營運期影響海域面積更大，由于施工影響海域面積無法準確估算，本論文按照營運期影響海域面積的1.1倍計算(表1)。

2.2 受影響海域生態系統及其服務識別

彭本榮和洪華生[23]綜合利用CSE和LOICZ分類學體系建立了海洋與海岸帶生態系統及其提供的各種生態系統服務的識別和分類體系。根據這一識別和分類體系，結合現場調查，杏林大橋影響的各海域的生態系統及其服務見表2。從表2可看出，杏林大橋影響的海洋生態系統主要包括紅樹林、泥灘和近岸水體，影響的海洋生態系統服務主要包括氣候調節和維持空氣質量、防洪、防潮、穩定岸線、養分調節、污染處理與控制、繁殖與棲息地、漁業資源、生物多樣性維護、休閑娛樂服務、景觀服務、科學研究和教育服務等10大類。

圖2 杏林大橋影響海域Fig.2 The affected sea area by the construction of Xinglin sea-crossing bridge

表1 影響海域面積

表2 杏林大橋影響海域海洋生態系統及其服務

2.3 受影響海域的生態系統服務價值評估

根據數據可得性和各種生態系統服務的特點，學術界已經研究出評估不同的生態系統服務價值的方法和模型(表3)。利用表3建立的各種生態系統服務價值評估模型，并收集研究區域的相關數據，對杏林大橋影響的各海域的生態系統服務價值進行評估。

數據來源主要包括：現有的研究文獻、政府公報、統計年鑒、未出版的研究報告以及實地考查，具體數據及其來源見表4最后一列。參考彭本榮和洪華生關于海洋生態系統服務價值詳細評估過程[23],為避免重復，論文未給出詳細評估過程。受杏林大橋影響的各海域其生態系統服務價值的評估結果列于表4。

表3 海洋生態系統服務經濟價值評估方法與模型

表4 杏林大橋影響海域生態系統服務的價值/(元 m-2 a-1)

高崎海岸帶和高浦海岸帶生態系統各種服務的總價值均為8.92元 m-2a-1，西海域其他水域生態系統各種服務的總價值為7.13元 m-2a-1。從表4中可見，在杏林大橋所經過的海域其生態系統服務價值中，生物多樣性價值和繁殖與棲息地價值量相對較大，這是由于杏林大橋涉及的海域為國家級珍稀物種自然保護區的核心區，有相對豐富的生物多樣性，能為海洋生物提供良好的繁殖與棲息地。

2.4 生態系統服務損害程度

杏林大橋涉及到兩種用海方式：建設期的臨時施工用海以及運營期的跨海橋梁用海。通過專家問卷調查法來確定不同利用方式對生態系統各種服務的損害程度。為了真實反映海洋工程對生態系統服務的損害程度，受調查的專家不少于30人，并熟悉工程所涉及的海洋和海岸帶；而且包括海洋環境、海洋生態、海洋經濟、海洋工程、海洋法律和海洋管理等多領域的專家。為了減少統計的方差，在第1輪調查結束后，要進行統計分析和一致性檢驗，并將統計結果反饋給專家，進行第2次、第3次調查，直到通過專家打分的一致性檢驗。依據各專家對不同用海方式對生態系統不同服務損害程度的打分，綜合得出海域不同的利用方式對生態系統不同服務的損害程度。

本文作者依據財政部、國家海洋局《關于加強海域使用金征收管理的通知》中用海類型的界定[21]，通過對32位包括海洋環境、海洋生態、海洋經濟、海洋工程、海洋法律和海洋管理等領域的專家進行問卷調查，已獲得廈門海域各種用海方式對生態系統不同服務的損害程度[34]，其中臨時施工和跨海橋梁的生態損害程度結果見表5。

表5 人類活動對廈門海洋生態系統損害程度

2.5 生態損害補償標準

將生態系統服務價值、生態損害程度及受影響的海域面積等數據代入模型1中，并進行一定的貼現處理(模型2)，估算出杏林大橋生態損害補償標準，結果見表6。

表6 杏林大橋生態損害補償標準

由表6可見，大橋建設期比營運期單位面積用海生態損害的價值要大，分別為6.15元 m-2a-1和4.24元 m-2a-1。與此相應，大橋建設期比營運期年生態損害補償的標準要高，分別為71.38萬元/a和44.62萬元/a。究其原因，正是因為大橋建設期對生態系統各種服務的損害程度比營運期要高得多(表5)。

然而建設期比營運期的時間要短得多，所以計算出來的一次性生態損害補償標準營運期比建設期要高的多。采用2%和4%的貼現率，杏林大橋生態損害補償標準分別為1739萬元和1276萬元。

由于海洋生態系統可為人類提供持久性的服務，將惠及下一代以及之后好幾代人。使用較低的社會貼現率更能體現后代人的利益，所以在估算生態損害補償標準時應該采用較低的社會貼現率。

3 結論與討論

隨著沿海地區經濟的發展、人口的增加和城市化進程加快，跨海橋梁、圍填海、海上堤壩、港口航道、大型海水養殖場、人工島、濱海電廠等海洋工程愈來愈多。海洋工程在促進海岸帶地區的社會經濟發展的同時，也對海洋資源和生態系統的完整性造成嚴重破壞，降低了海洋與海岸帶生態系統為人類提供服務的能力。實施生態損害補償，即評估海洋工程生態損害，要求生態損害的責任方承擔生態損害的全部成本，是解決海洋工程所帶來的海洋生態損害問題的有效經濟刺激手段。

本文建立的海洋工程生態損害評估框架和生態損害補償標準估算模型，與現有自然資源損害評估(NRDA)方法相比[18,20,45- 47]，具有速度快、成本低、易操作的優勢，并可用于海洋工程事前的生態損害評估。盡管本方法的評估結果可能不是很精確，但是任何的評估都不能保證完全準確。評估必須在準確性與評估所耗時間和成本之間進行權衡。評估的一個重要目的是給出一個經濟信號，告訴責任方在決策時必須考慮環境損害的成本。

利用建立的模型對廈門杏林跨海大橋的生態損害進行評估，結果顯示，在貼現率為2%時，杏林跨海大橋生態損害補償金額為1736萬元，即使采用較高的貼現率4%，生態補償金額也達到1276萬元，遠遠高于政府實際征收的補償金額600萬元。目前征收的生態損害補償金遠遠不足以修復因大橋建設而損害的生態系統。

需要指出的是，實施海洋工程生態損害補償需要完善現有的法律制度。盡管《中華人民共和國海洋環境保護法》(以下簡稱《海環法》)第90條第二款規定：對破壞海洋生態、海洋水產資源、海洋保護區，給國家造成重大損失的，由依照本法規定行使海洋環境監督管理權的部門代表國家對責任者提出損害賠償要求。但是《海環法》規范的是過錯行為造成的海洋生態損害的“賠償”，而海洋工程一般都經過政府批準，是“合法”行為造成的海洋生態損害,不屬于《海環法》規范的范疇。目前我國有些地方政府已經開始了海洋工程生態損害補償的立法實踐，但在國家層面還沒有實施生態損害補償的法律依據，亟待完善。另外，海洋工程用海項目一般都繳納了海域使用金，一些學者認為海域使用金中包含了生態損害補償，導致海洋工程生態損害補償實施起來困難重重。實際上，海域使用金和生態損害補償是經濟性質和法律性質完全不同的兩種海洋管理經濟手段[48]，必須在理論上進行區別。

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Ecological damage assessment and compensation of marine engineering: case study of Xinglin sea-crossing bridge, Xiamen

RAO Huanhuan1, PENG Benrong1,*, LIU Yan2, ZHENG Miaozhuang2

1CollegeoftheEnvironmentandEcology,XiamenUniversity,Xiamen361005,China2ChineseInstituteforMarineAffairs,StateOceanicAdministration,Beijing100860,China

With fast economic growth, population increase, and urbanization in coastal zones, an increasing number of marine engineering projects have diminished or are diminishing the capacity of ocean and coastal ecosystems to provide goods and services for mankind, threatening the health of local populations and the sustainable development of marine economies. To prevent marine ecological damage and to ensure sustainable development in coastal regions, market-based incentives, such as marine ecological damage compensation (MEDC), have been introduced due to their high efficiency and flexibility. The basic premise of this approach is to make the responsible parties pay the full costs associated with the ocean space development activities, i.e., the ocean users should pay the private costs as well as the cost of marine ecological damage, so that excessive development activities can be curbed. While there are many studies about the ecological damage and compensation of spills of oil or other hazardous substances, coastal reclamation or wetland drainage, there have been few attempts in the academic community to research the ecological damage of marine engineering such as the construction of a sea-crossing bridge and marine culture. In practice, marine engineering gets approval from the relevant government agencies, and pays fees for the use of sea areas, which may make them ignore ecological damage compensation. However, these damages are typically long lasting and have considerable cumulative effects on marine habitats and environment. Thus, the development of a framework for ecological damage assessment caused by marine engineering is urgently needed, to ensure the marine ecosystems been compensated.This paper presents a framework for ecological damage assessment and a model for the development of a MEDC standard. The value of ecosystem services in the affected sea area and the severity of damage to various ecosystem services in various sea area use patterns related to the marine engineering are systematically assembled in the established model. The established framework and model are employed in the Xinglin sea-crossing bridge, Xiamen. Results show that the ecological damage and therefore the ecological damage compensation of Xinglin sea-crossing bridge is 17.39 million yuan with the discount rate 2%. The amount of ecological damage is 12.76 million yuan even with a high discount rate, 4%, which is far more than the amount of compensation, 6 million yuan, which was actually imposed by local government. Xiamen municipality needs to re-examine its compensation standard to reflect the real damage of marine engineering and to ensure to collect enough money to restore the damaged ecosystems.

marine engineering; ecological compensation; damage assessment; Xinling sea-crossing bridge

國家海洋局海洋公益性行業科研專項項目“海洋工程和海上溢油生態補償/賠償關鍵技術研究示范”(#201105006)

2014- 02- 25;

日期:2014- 12- 09

10.5846/stxb201402250320

*通訊作者Corresponding author.E-mail: brpeng@xmu.edu.cn

饒歡歡, 彭本榮, 劉巖, 鄭苗壯.海洋工程生態損害評估與補償——以廈門杏林跨海大橋為例.生態學報,2015,35(16):5467- 5476.

Rao H H, Peng B R, Liu Y, Zheng M Z.Ecological damage assessment and compensation of marine engineering: case study of Xinglin sea-crossing bridge, Xiamen.Acta Ecologica Sinica,2015,35(16):5467- 5476.