海洋生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務價值評估方法及應用
——以溫州市為例

郝林華,何 帥,陳 尚,*,趙東波,胡燈進

1 自然資源部第一海洋研究所 海岸帶科學與海洋發(fā)展戰(zhàn)略研究中心,青島 266061 2 自然資源部海洋生態(tài)環(huán)境科學與技術重點實驗室,青島 266061 3 福建海洋研究所 福建省海島與海岸帶管理技術研究重點實驗室,廈門 361013

1997年,Costanza等[1]計算了1994年整個生物圈所提供的生態(tài)系統(tǒng)服務價值。2000年,Daily等[2]全面介紹了生態(tài)系統(tǒng)服務理論體系和研究方法；這兩項具有里程碑意義的研究成果在國際范圍內(nèi)引起了廣泛關注,為全球生態(tài)系統(tǒng)服務的研究奠定了基礎,由此生態(tài)系統(tǒng)服務價值研究也被認為是溝通生態(tài)學和經(jīng)濟學的橋梁,為解決生態(tài)系統(tǒng)之于人類的重要性提供了量化的參考[3-5]。

海洋生態(tài)系統(tǒng)是全球生命支持系統(tǒng)的一個重要組成部分,以其獨特的生物和非生物要素以及多樣的文化景觀,向人類提供了陸地生態(tài)系統(tǒng)所無法替代的生態(tài)系統(tǒng)服務。正確認識并有效評估海洋生態(tài)系統(tǒng)服務價值,是合理開發(fā)利用海洋資源,保護和管理海洋生態(tài)環(huán)境的重要內(nèi)容。海洋生態(tài)系統(tǒng)服務是指通過海洋生態(tài)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程,以物品和服務等方式直接或間接地給人類提供的各種效用或惠益。按照聯(lián)合國千年生態(tài)系統(tǒng)評估框架[6],海洋生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的服務可分為供給、調(diào)節(jié)、文化和支持4個大類,每一大類中又包含多個子類。隨著基于生態(tài)系統(tǒng)的海洋管理理念不斷推廣,海洋生態(tài)系統(tǒng)服務識別和價值評估已逐漸成為國內(nèi)外共同關注的焦點[7-13]。

海洋調(diào)節(jié)服務是海洋生態(tài)系統(tǒng)服務的關鍵構(gòu)成要素之一,是指海洋生態(tài)系統(tǒng)通過其內(nèi)在的各種生理生態(tài)過程和系統(tǒng)功能的調(diào)節(jié)作用為人類提供的各種生態(tài)惠益和防災減災的服務功能[6]。在實際評估過程中,不同學者針對海洋調(diào)節(jié)服務的組成要素、評估指標和價值核算方法等存在多種理解和認識。歸納起來,學者們認為海洋生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務主要包括氣候調(diào)節(jié)、空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)、水質(zhì)凈化調(diào)節(jié)或污染物凈化、廢棄物處理、涵養(yǎng)水源、有害生物與疾病的生物調(diào)節(jié)與控制、干擾調(diào)節(jié)等指標,評估的方法主要有替代成本法、造林成本法、碳稅法、污染防治成本法、重置成本法、專家評估法、成果參照法等[14-17]。陳尚等[18]認為,海洋調(diào)節(jié)服務是指海洋調(diào)節(jié)人類生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的服務,評估主要考慮氣候調(diào)節(jié)、廢棄物處理等指標。氣候調(diào)節(jié)是指海洋植物(浮游植物和大型藻類)固碳的服務,廢棄物處理是指海洋能夠提供凈化排海廢水及COD、氨氮等污染物總量的服務；評估方法主要采用替代市場價格法和替代成本法,并將該方法吸收采納于國家標準《海洋生態(tài)資本評估技術導則》(GB/T 28058—2011)[19]。現(xiàn)行國標已實施8年,得到廣泛應用,支撐全國圍填海造成的海洋生態(tài)損失和補償資金評估,也是海洋生態(tài)產(chǎn)品價值核算的基礎性方法。

然而,作者經(jīng)過進一步研究發(fā)現(xiàn),國標《海洋生態(tài)資本評估技術導則》中氣候調(diào)節(jié)的內(nèi)涵和評估方法與國外Costanza等[1]和國內(nèi)歐陽志云等[20]有關陸地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務中氣候調(diào)節(jié)指標的內(nèi)涵和評估方法并不統(tǒng)一。陸地生態(tài)系統(tǒng)中氣候調(diào)節(jié)服務是指生態(tài)系統(tǒng)通過植被蒸騰作用和水面蒸發(fā)過程調(diào)節(jié)大氣溫度和濕度的生態(tài)效應。而生態(tài)系統(tǒng)的固碳服務是另外一項單獨的評估指標。因此,為了更好地接軌陸地生態(tài)系統(tǒng)評估體系和將海洋生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估納入國民經(jīng)濟核算體系,現(xiàn)行國標中海洋調(diào)節(jié)服務的評估體系亟待完善。

此外,近年來,國內(nèi)外學者已經(jīng)對不同尺度不同對象的海洋生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估開展了大量的探索,但研究目前仍多集中于大尺度近海海域或海灣、海島、紅樹林、濱海濕地等生態(tài)類型[13],對于具體行政區(qū)域尺度的海洋生態(tài)系統(tǒng)服務價值尚不多見。因此,按照行政管轄海域范圍評估海洋生態(tài)系統(tǒng)服務價值,并將評估結(jié)果納入決策、規(guī)劃以及生態(tài)補償、自然資源有償使用等,對于地方政府的海洋管理開發(fā)、環(huán)保績效考核及海洋生態(tài)文明建設或許更有意義。

溫州市,浙江省地級市,位于浙江省東南部,甌江下游南岸,區(qū)劃海域海岸線總長1247.61 km,海域空間范圍8649 km2。沿海自北向南分布有洞頭、北麂、北龍、南麂和七星等5片列島區(qū)。河口港灣眾多,有溫州灣、樂清灣、沿浦灣和大漁灣等4海灣,溫州的蒼南縣和洞頭縣分別被命名為“中國紫菜之鄉(xiāng)”和“中國羊棲菜之鄉(xiāng)”,樂清灣是全國最大的泥蚶育苗基地,被譽稱“貝藻王國”的南麂列島國家海洋自然保護區(qū)是我國南北海岸帶生物的聚集地。因此,溫州在浙江省乃至在全國的海洋地位十分重要。

本研究首先對國標《海洋生態(tài)資本評估技術導則》中調(diào)節(jié)服務價值的評估指標和方法進行改進和完善,之后以溫州海域為例開展應用驗證,并與國標方法評估的結(jié)果進行比對；同時探討了溫州海域調(diào)節(jié)服務價值對溫州市經(jīng)濟發(fā)展的貢獻,為溫州市海洋資源有償使用、海洋環(huán)境保護提供重要的理論依據(jù),也可為其海洋生態(tài)文明建設和海洋部門管理工作提供一定的決策依據(jù)。

1 評估方法

國標《海洋生態(tài)資本評估技術導則》(GB/T 28058—2011)中,調(diào)節(jié)服務評估主要考慮氣候調(diào)節(jié)(等同于固碳)和廢棄物處理2項指標[14]。本文調(diào)節(jié)服務評估指標選擇固碳、氣候調(diào)節(jié)和廢棄物處理3項指標。首先,引入了固碳指標,增加了貝類固碳的評估方法；其次,改進和更新了氣候調(diào)節(jié)指標的概念內(nèi)涵和評估方法；最后,對廢棄物處理的評估方法也進行了進一步完善,增加了主要入海河流排海污染物總量處理的評估方法。具體的評估方法如下所述。

1.1 固碳

1.1.1物質(zhì)量評估

固碳服務是指海洋生態(tài)系統(tǒng)(浮游植物、大型藻類和貝類)通過吸收二氧化碳、減少大氣中二氧化碳的含量進而減緩溫室效應的服務功能。固碳服務的物質(zhì)量包括浮游植物、大型藻類和貝類固定二氧化碳的量。其中,貝類固碳的評估方法參考海洋行業(yè)標準《養(yǎng)殖雙殼貝類碳匯計量方法——碳儲量變化法》[21]和張繼紅等《中國淺海貝藻養(yǎng)殖對海洋碳循環(huán)的貢獻》[22]。

計算公式如下：

(1)

其中,

(2)

(3)

(4)

1.1.2價值量評估

固碳的價值量采用替代市場價格法進行評估。計算公式如下：

VCO2=QCO2×PCO2×10-4

(5)

式中,VCO2為固碳的價值量(萬元/a)；VCO2為固碳的物質(zhì)量(t/a)；PCO2為二氧化碳排放權(quán)的平均市場交易價格(元/t)。

1.2 氣候調(diào)節(jié)

1.2.1物質(zhì)量評估

氣候調(diào)節(jié)服務主要指海洋生態(tài)系統(tǒng)具有減緩氣溫變化幅度、增加空氣濕度,達到改善人居空氣環(huán)境舒適程度,具有使沿海地區(qū)氣候冬暖夏涼的服務功能。氣候調(diào)節(jié)服務的物質(zhì)量評估主要考慮評估沿海城市冬夏兩季海氣界面具有正效用的的感熱通量,根據(jù)相關的海洋氣候監(jiān)測數(shù)據(jù),通過經(jīng)驗公式(塊體法)[23-24]計算得到。計算公式如下：

(6)

Qi=ρa×Cpa×Ch×(Twi-θ)×V10i

(7)

θ=Tai+0.0098×Zr

(8)

(9)

(10)

(11)

式中,WS為氣候調(diào)節(jié)的物質(zhì)量(kWh/a)；A為評估海域面積(106m2)；Qi為第i日的海氣感熱通量(KJ d-1m-2)；ρa為海氣界面濕空氣密度；Cpa為空氣定壓比熱容,取1004.67(J kg-1K-1)；Ch為海氣感熱交換系數(shù),取1.176×10-3；Twi為第i日海水表層平均溫度(K)；θ為第i日海面上2 m高度的大氣位溫(K)；Tai為第i日海面上2 m高度的平均氣溫(K)；Zr為氣溫觀測高度,取2 m；p為標準大氣壓,取1008.0 mPa；tok為攝氏溫度轉(zhuǎn)化為開氏溫度的換算常數(shù),取273.16；r為干空氣氣體常數(shù),取287.1(J kg-1K-1)；qa為海氣界面10m處空氣比濕(g/kg)；V10i為第i日距海面上10 m高度的平均風速(m/s)；f為第i日海面上10 m處平均相對濕度；ea為大氣飽和水汽壓(Pa)；t為第i日海面上10 m高度的平均氣溫(℃)。

1.2.2價值量評估

氣候調(diào)節(jié)的價值量評估采用替代成本法(夏季人工降溫和冬季人工增溫所需要的耗電成本)進行核算。海洋向大氣釋放熱量提高氣溫與使用空調(diào)耗電產(chǎn)熱提高室內(nèi)氣溫具有同樣效果；同理,海洋從大氣吸收熱量降低氣溫與使用空調(diào)耗電制冷降低室內(nèi)氣溫也有同樣效果。可以將海洋調(diào)節(jié)氣候的熱量用空調(diào)耗電量替代評估。計算公式如下：

VW=(WS×PE)/(γ×109)

(12)

式中,VW為氣候調(diào)節(jié)的價值量(億元/a)；WS為評估海域氣候調(diào)節(jié)物質(zhì)量(kWh/a)；γ為空調(diào)能效比,取3.25；PE為空調(diào)耗電的電價(元/kWh)。

1.3 廢棄物處理

1.3.1物質(zhì)量評估

廢棄物處理服務是海洋為人類處理排海廢棄物提供的服務,是海洋生態(tài)系統(tǒng)提供的重要環(huán)境調(diào)節(jié)服務功能之一,是指人類生產(chǎn)、生活產(chǎn)生的廢棄物通過地表徑流、直接排放等方式進入海洋,海洋生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮物理凈化、化學凈化和生物凈化機制,通過擴散、稀釋、包裹、分解、降解、轉(zhuǎn)化等自然過程,把廢棄物轉(zhuǎn)化為有用物質(zhì)(比如營養(yǎng)鹽等),把高毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為低毒甚至無毒物質(zhì)的過程。海水可以凈化陸源排污的多種廢棄物,尤其是對COD、N、P、石油烴等營養(yǎng)元素的吸收、轉(zhuǎn)化和滯留有較高的效率,能有效降低其在水體中的濃度。適度利用海洋的廢棄物處理功能,可減少陸上垃圾處理費用,可以節(jié)省土地占用和成本。

廢棄物處理的物質(zhì)量包括：工業(yè)廢水總量、城鎮(zhèn)生活污水總量和主要入海河流排海的污染物總量。因農(nóng)村生活污水和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排放污水未納入地方統(tǒng)計體系,數(shù)據(jù)難以獲得,未作考慮。計算公式如下：

QSWT=QWW-(QCOD+QNH3-N)×20%+QWT

(13)

式中,QSWT為廢棄物處理的物質(zhì)量(t/a)；QWW為工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)生活污水的排放總量(t/a)；QCOD為工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)生活污水中的COD排放總量(t/a)；QNH3-N為工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)生活污水中的氨氮排放總量(t/a)；QWT為主要河流入海的COD、氨氮總量(t/a)。

采用本評估方法有如下假設：

a 工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)生活污水經(jīng)過管道、溝渠排放入海,未考慮大氣蒸發(fā)損失；

b排污的管道、溝渠內(nèi)底土達到水飽和,經(jīng)過管道、溝渠的廢水和污水下滲,全部入海,未考慮下滲損失;

c 工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)生活污水通過排污管道、溝渠入海過程中,COD和氨氮有少部分滯留排污管道、溝渠內(nèi)，取滯留率20%。

1.3.2價值量評估

廢棄物處理的價值量采用替代成本法進行評估。按照工業(yè)廢水處理的價值量、城鎮(zhèn)生活污水處理的價值量和主要河流入海污染物處理的價值量分別計算,然后將三者相加。計算公式如下：

VSW=QSWT×PW×10-4

(14)

式中,VSW為廢棄物處理的價值量(萬元/a)；QSWT為廢棄物處理的物質(zhì)量(t/a)；PW為人工處理廢棄物的單位成本(元/t)。

2 應用驗證

采用上述評估方法,以溫州海域為研究對象,對其調(diào)節(jié)服務價值進行評估。

2.1 評估海域概況

溫州海域評估空間范圍是指溫州市行政區(qū)劃管轄海域范圍,面積為8649 km2,其中內(nèi)水5912 km2,領海2737 km2；包括洞頭區(qū)、樂清市、龍灣區(qū)、瑞安市、平陽縣和蒼南縣6個縣級行政區(qū)的管轄海域(圖1)。

圖1 溫州海域生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務價值評估空間范圍 Fig.1 Spatial scope of assessment of regulating service value in Wenzhou coastal waters

2.2 評估期限

評估期限為2013—2017年,逐年評估,以2017年為評估基準年。

2.3 評估價值修正

在比較多個年份的調(diào)節(jié)服務價值時,為了去掉通貨膨脹率的影響因素,應確定其中某一年為基準年,將其它年份的價值按照基準年的價值水平進行修正,然后再進行比較。因此,選取2017年為評估基準年,基于生產(chǎn)價格指數(shù)將溫州海域調(diào)節(jié)服務3項指標的價值量進行逐年修正,計算公式如下：

(15)

式中,V1P為評估年份的固碳(或氣候調(diào)節(jié)或廢棄物處理)價值；V2P為前一年份的固碳(或氣候調(diào)節(jié)或廢棄物處理)價值；PPI1為評估年份的生產(chǎn)價格指數(shù)；PPI2為前一年份的生產(chǎn)價格指數(shù)。

生產(chǎn)價格指數(shù)來自歷年《溫州市統(tǒng)計年鑒》[25]。統(tǒng)計年鑒通常將前一年的價格指數(shù)設為100,以此為基準計算出后一年份的價格指數(shù)。2013—2017年溫州市生產(chǎn)價格指數(shù)見表1。

表1 2013—2017年溫州市生產(chǎn)價格指數(shù)

3 結(jié)果與分析

3.1 固碳

3.1.1物質(zhì)量評估

按照本文評估方法,溫州海域生態(tài)系統(tǒng)固碳服務包括浮游植物、大型藻類和貝類的固碳服務。浮游植物固定二氧化碳的量應根據(jù)初級生產(chǎn)力實測值,基于光合作用方程計算獲得。浮游植物的初級生產(chǎn)力根據(jù)國家海洋局溫州海洋環(huán)境監(jiān)測中心站提供的2013—2017年溫州海域海洋環(huán)境監(jiān)測資料中浮游植物的葉綠素、水層透光度數(shù)據(jù)及自然資源部第一海洋研究所提供的同化系數(shù)數(shù)據(jù)計算得到。大型藻類固定二氧化碳的量是根據(jù)《溫州統(tǒng)計年鑒》[25]和溫州市海洋與漁業(yè)局所統(tǒng)計的溫州海水捕撈和養(yǎng)殖中大型藻類的產(chǎn)量數(shù)據(jù)換算大型藻類干重,再根據(jù)大型藻類初級生產(chǎn)固定二氧化碳的公式計算得到。貝類通過貝殼固定的碳量等于當年貝類的產(chǎn)量、貝類的干殼重系數(shù)和貝殼中總碳含量三者的乘積,再根據(jù)碳元素原子量在二氧化碳分子質(zhì)量中的比例,乘以二氧化碳與碳的轉(zhuǎn)換系數(shù)44/12,換算成貝類所固定的二氧化碳量。貝類產(chǎn)量數(shù)據(jù)來自于《溫州統(tǒng)計年鑒》中溫州市海水捕撈和養(yǎng)殖貝類的產(chǎn)量；張繼紅等[22]測定了幾種主要養(yǎng)殖貝類(櫛孔扇貝、紫貽貝、太平洋牡蠣和菲律賓蛤仔)貝殼干重與貝類總濕重的比值(稱為干殼重系數(shù)),取其平均值為0.5902。根據(jù)海洋行業(yè)標準《養(yǎng)殖雙殼貝類碳匯計量方法——碳儲量變化法》[21]分析,常見養(yǎng)殖雙殼貝類貝殼中的碳含量,分別是長牡蠣11.52%、櫛孔扇貝11.44%、紫貽貝12.68%、菲律賓蛤仔11.40%,平均值為11.45%。在本文研究中,養(yǎng)殖貝類按已知品種對應的干殼重系數(shù)、貝殼碳含量分別進行計算,其他品種按平均干殼重系數(shù)、貝殼平均碳含量進行計算。捕撈貝類因只有總產(chǎn)量數(shù)據(jù),沒有對應的品種和產(chǎn)量數(shù)據(jù)；又因為捕撈貝類品種主要是荔枝螺、單齒螺、赤蛙螺、條紋隔貽貝、青蚶、石鱉、藤壺、龜足等,這些品種的貝殼相對比較重,故按養(yǎng)殖貝類牡蠣的干殼重系數(shù)及貝殼碳含量進行計算。最后將養(yǎng)殖貝類固碳量和捕撈貝類固碳量進行加和,得到溫州海域貝類固定二氧化碳的物質(zhì)量。

將浮游植物、大型藻類和貝類的固碳量分別進行加總,得到溫州海域生態(tài)系統(tǒng)固定二氧化碳的物質(zhì)量,見表2。由此可知,2013—2017年間溫州海域的固碳量在2015年呈現(xiàn)最低值,約為2.55萬t；2017年達到最高值,約為3.60萬t；其余年份保持在2.8萬t左右。此外,從表中還可看到,歷年溫州海域的固碳量,其中貝類固碳以52.25%—61.81%的貢獻率占主導地位；其次是大型藻類的固碳,貢獻率約為26.30%—39.13%；而浮游植物初級生產(chǎn)的固碳貢獻率最低,僅為總固碳量的8.46%—14.67%。

表2 2013—2017年溫州海域固碳的物質(zhì)量

3.1.2價值量評估

溫州海域固碳的價值量評估結(jié)果和修正值見表3。根據(jù)《北京碳市場年度報告2017》統(tǒng)計分析,全國碳市場碳配額交易價格年度成交均價基本在50元/t上下浮動[26]；因此,取二氧化碳排放權(quán)的平均市場交易價格(50元/t)作為二氧化碳的單位價格。將歷年溫州海域固定二氧化碳的物質(zhì)量乘以二氧化碳的單位價格,得到溫州海域固碳的價值量。由表3可見,2013—2017年間,溫州海域固碳的價值量呈現(xiàn)出波動變化趨勢,先小幅上升然后下降之后又大幅上升,2015年是低谷點,2017年是峰值；其余3個年份差別不大,在140萬元上下浮動。修正后的歷年固碳價值量,除2013年、2014年略低于原值,其余年份原值和修正值幾乎無差別。

表3 2013—2017年溫州海域固碳的價值量

3.2 氣候調(diào)節(jié)

3.2.1物質(zhì)量評估

氣候調(diào)節(jié)評估數(shù)據(jù)包括海域海水面積、海水表層旬平均溫度、海面上2 m高度旬平均氣溫、海面上10 m高度旬平均風速等。評估海域面積數(shù)據(jù)由溫州市海洋與漁業(yè)局提供；海水表層旬平均溫度、海面上2 m高度旬平均氣溫、海面上10 m高度旬平均風速、相對濕度等數(shù)據(jù)由溫州市海洋環(huán)境監(jiān)測中心站海洋氣象觀測部門提供。

根據(jù)溫州市海洋環(huán)境監(jiān)測中心站提供的獲取于沙崗頭和北麂兩站位的海洋氣候監(jiān)測數(shù)據(jù),計算得到2013—2017年溫州海域具有正效用的感熱通量,視作氣候調(diào)節(jié)服務的物質(zhì)量(表4)。由于篇幅關系,具體核算過程不再詳細展開。由此可知,2013—2017年間,溫州海域氣候調(diào)節(jié)服務的物質(zhì)量,較高的年份是2013年和2014年,均在16×109kWh左右；其次是2015年和2017年,約在(13—14)×109kWh；而2016年最低,僅為9.06×109kWh。

3.2.2價值量評估

氣候調(diào)節(jié)價值量評估所需的溫州市居民生活用電量的電費價格來自溫州市供電局發(fā)布的電網(wǎng)銷售電價表。溫州海域氣候調(diào)節(jié)服務的價值量評估結(jié)果和修正值見表4。由此可知,2013—2017年間,溫州海域氣候調(diào)節(jié)服務的價值量同樣呈現(xiàn)出波動變化趨勢,較高的年份是2013年和2014年,達到(26—27)億元左右,其次是2015年和2017年,均在22億元以上；價值量最低的年份是2016年,僅為14億元左右。修正后的歷年氣候調(diào)節(jié)服務價值量,其原值和修正值差別很小。

表4 2013—2017年溫州海域氣候調(diào)節(jié)服務的物質(zhì)量和價值量

3.3 廢棄物處理

3.3.1物質(zhì)量評估

溫州海域廢棄物處理的物質(zhì)量包括工業(yè)廢水總量、城鎮(zhèn)生活污水總量和3條主要入海河流(甌江、飛云江和鰲江)排海的污染物總量。溫州海域接納的工業(yè)廢水總量、城鎮(zhèn)生活污水總量及其中的COD和氨氮數(shù)據(jù),來自《浙江自然資源與環(huán)境統(tǒng)計年鑒》[27],根據(jù)歷年《溫州市海洋環(huán)境公報》[28],溫州市3條主要入海河流的排海污染物主要是COD。

2013—2017年溫州海域廢棄物處理的物質(zhì)量評估結(jié)果見表5。可以看到,2013—2017年間,歷年溫州海域廢棄物處理的物質(zhì)量變化趨勢比較平緩,約為5億t左右,主要來自城鎮(zhèn)生活污水的貢獻,占近90%；排海工業(yè)廢水僅占10%左右,而主要河流入海污染物總量占比最小。

表5 2013—2017年溫州海域廢棄物處理服務的物質(zhì)量

3.3.2價值量評估

根據(jù)《浙江自然資源與環(huán)境統(tǒng)計年鑒》中溫州市工業(yè)廢水年處理量和工業(yè)廢水治理設施年運行成本的數(shù)據(jù)[27],計算得到歷年溫州市工業(yè)廢水處理的單位成本；根據(jù)溫州市市政執(zhí)法局提供的溫州市主要污水廠處理城鎮(zhèn)生活污水的單位成本(含人工、折舊等)數(shù)據(jù),取其平均值,計算得到歷年溫州市城鎮(zhèn)生活污水處理的單位成本,見表6。可以看到,2013—2017年間,歷年溫州市工業(yè)廢水處理的單位成本差別比較小,基本在4元/t左右；而溫州市城鎮(zhèn)生活污水處理的單位成本也基本不變,大約為(1.54—1.64)元/t。按照污染防治成本法,參考吳姍姍等的報道[29],COD 去除成本約為4300元/t。因此,本文溫州市主要河流入海污染物COD處理的成本取4300元/t。

表6 2013—2017年溫州市工業(yè)廢水處理和城鎮(zhèn)生活污水處理的單位成本

溫州海域廢棄物處理的價值量評估結(jié)果和修正值見表7。由此可以看到,溫州海域廢棄物處理的價值量比較大,除2013年約為36億元以外,其他年份均在50億元以上。歷年溫州海域廢棄物處理價值量中,來自3條主要河流入海污染物COD處理的價值量的貢獻占主導地位,其次是來自城鎮(zhèn)生活污水處理的價值量的貢獻；而工業(yè)廢水處理的貢獻相對較低。修正后的溫州海域歷年廢棄物處理價值量,原值和修正值差別很小。

表7 2013—2017年溫州海域廢棄物處理服務的價值量

3.4 調(diào)節(jié)服務價值評估

3.4.1價值量及其組成

2013—2017年溫州海域調(diào)節(jié)服務價值及其組成見表8。由此可知,2013—2017年溫州海域調(diào)節(jié)服務價值變化范圍為(63.59—86.25)億元,其修正值變化范圍為(62.22—85.25)億元,原值和修正值差別很小。2013—2017年間溫州海域調(diào)節(jié)服務價值,以廢棄物處理提供的價值為主(56.53%—76.64%),其次是氣候調(diào)節(jié)服務提供的價值(23.33%—43.45%),二者合計占調(diào)節(jié)服務價值的99.9%以上,而固碳提供的價值最低,僅不到0.1%。可見,溫州海域調(diào)節(jié)服務價值的貢獻主要來自廢棄物處理和氣候調(diào)節(jié)提供的服務。由表8還可看到,按溫州海域評估空間范圍8649 km2計算,2013—2017年其調(diào)節(jié)服務價值平均分布密度為(73.52—99.72)萬元/km2。

表8 2013—2017年溫州海域生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務價值及其組成

2013—2017年溫州海域調(diào)節(jié)服務價值及其修正值的變化見圖2。可見,溫州海域調(diào)節(jié)服務價值呈現(xiàn)出先升后降又小幅上升的波動趨勢。價值較低的年份為2013年和2016年,均在60億元以上；價值最高的年份為2014年,約為85億元左右。

圖2 2013—2017年溫州海域調(diào)節(jié)服務價值及其修正值的變化 Fig.2 The change of regulating service value and its revised value in Wenzhou coastal waters from 2013 to 2017

3.4.2價值量空間分布

基于ArcGIS 9.0軟件,把溫州海域評估區(qū)域劃分成尺寸為100 m×100 m的單元格,分別以2013—2017年溫州海域調(diào)節(jié)服務3項指標的價值做圖,再將其通過空間疊加運算得到溫州海域調(diào)節(jié)服務價值的空間分布圖,初步揭示了其空間分布規(guī)律,見圖3。可以看出,歷年溫州海域調(diào)節(jié)服務價值的空間分布總體呈現(xiàn)出從近岸向外海逐漸降低趨勢,最高值出現(xiàn)在樂清市、龍灣區(qū)和洞頭區(qū)近岸海域。

3.4.3采用新舊方法評估溫州海域調(diào)節(jié)服務價值的比較

采用本文新方法和國標中舊方法分別評估2013—2017年溫州海域生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務價值,并進行比較,見表9。結(jié)果表明,采用新方法評估得到的歷年溫州海域調(diào)節(jié)服務價值是采用舊方法評估得到價值的(6—9)倍左右。

表9 采用新舊方法評估2013—2017年溫州海域生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務價值

3.5 溫州海域調(diào)節(jié)服務價值對溫州市經(jīng)濟發(fā)展的貢獻

溫州海域調(diào)節(jié)服務價值對其海洋生產(chǎn)總值和地區(qū)生產(chǎn)總值的貢獻見表10。可以看出,2013—2017年間溫州海域生態(tài)系統(tǒng)提供的調(diào)節(jié)服務價值相當于同年溫州市海洋生產(chǎn)總值的7.34%—11.88%,相當于同年溫州市生產(chǎn)總值的1.26%—2.00%。由此表明溫州市每1元海洋調(diào)節(jié)服務價值支撐著(8.42—13.63)元的海洋生產(chǎn)總值,支撐著(49.89—79.41)元的地區(qū)生產(chǎn)總值。

表10 2013—2017年溫州市海洋調(diào)節(jié)服務價值對地區(qū)生產(chǎn)總值和海洋生產(chǎn)總值的貢獻

海洋生態(tài)系統(tǒng)服務價值與地區(qū)產(chǎn)值等經(jīng)濟指標間具有一定的函數(shù)關系,該函數(shù)關系體現(xiàn)了海洋生態(tài)系統(tǒng)服務價值對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的貢獻程度。我們將溫州市海洋調(diào)節(jié)服務價值與地區(qū)第二產(chǎn)業(yè)增加值的比值定義為“地區(qū)產(chǎn)值對海洋調(diào)節(jié)服務價值的依存度”,其數(shù)值反映海洋調(diào)節(jié)服務價值對地區(qū)產(chǎn)值的貢獻度,也體現(xiàn)地區(qū)經(jīng)濟增長對海洋調(diào)節(jié)服務價值的依賴程度,見表11。由表中數(shù)據(jù)可知,2013—2017年溫州市海洋調(diào)節(jié)服務價值對地區(qū)第二產(chǎn)業(yè)增加值的貢獻度為17%—27%。就多年變化趨勢而言,溫州市調(diào)節(jié)服務價值對溫州市第二產(chǎn)業(yè)增加值的貢獻度以2014年為界,之前逐漸上升,之后逐漸下降,反映了企業(yè)對于該項服務的需求和壓力先增后降,這可能與2014年以后政府加大環(huán)境污染治理,企業(yè)轉(zhuǎn)型排污降低有關。

表11 2013—2017年溫州市第二產(chǎn)業(yè)增加值對海洋調(diào)節(jié)服務價值的依存度

4 討論

根據(jù)已有研究成果,調(diào)節(jié)服務是生態(tài)系統(tǒng)最主要的生態(tài)服務類型,其價值屬于間接使用價值,調(diào)節(jié)服務的價值大大超過直接價值,占生態(tài)系統(tǒng)服務價值的70%以上,甚至近90%[30-32]。陸地上已有相對完善的調(diào)節(jié)服務價值評估方法[20]。針對海洋生態(tài)系統(tǒng),現(xiàn)行國標中已有調(diào)節(jié)服務評估指標和評估方法,但與陸地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務相應指標和評估方法并不統(tǒng)一。

本文對國標中調(diào)節(jié)服務的評估指標和方法進行了改進和完善,之后以溫州海域為例開展應用驗證,評估了2013—2017年5年間溫州海域生態(tài)系統(tǒng)提供的調(diào)節(jié)服務價值,并與國標方法評估的結(jié)果進行比對。可以看出,改進和完善海洋調(diào)節(jié)服務核算指標和評估方法,能大幅度提高調(diào)節(jié)服務的價值(是舊方法評估價值的6—9倍),從而使溫州海域生態(tài)系統(tǒng)服務總價值得到大幅提升。作者認為,開展海洋生態(tài)系統(tǒng)服務評估的目的并不是為了上市交易,是為了告訴人們海洋生態(tài)系統(tǒng)有多重要。開展海洋生態(tài)系統(tǒng)服務價值的核算,需要其相應的評估技術方法作為支撐。因此,提出相對科學合理完善的海洋生態(tài)系統(tǒng)服務價值核算方法,以貨幣的形式直觀地展現(xiàn)海洋生態(tài)系統(tǒng)服務功能的價值,可以直觀評價海洋生態(tài)環(huán)保實施效果,是生態(tài)效益納入經(jīng)濟社會發(fā)展決策的重要內(nèi)容。

根據(jù)評估結(jié)果,2013—2017年溫州海域調(diào)節(jié)服務價值變化范圍為(63.59—86.25)億元,價值分布密度變化范圍為(73.52—99.72)萬元/km2。據(jù)報道,2009年浙江省近海調(diào)節(jié)服務價值平均值為103.82萬元/km2 [33]。溫州海域調(diào)節(jié)服務價值分布密度基本上與浙江省處在同一個量級范圍,說明本文對溫州海域調(diào)節(jié)服務價值的估算處于合理范圍。

評估表明,2013—2017年溫州市每1元海洋生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務價值支撐著(8.42—13.63)元的地區(qū)海洋生產(chǎn)總值,支撐著(49.89—79.41)元的地區(qū)生產(chǎn)總值,溫州市海洋調(diào)節(jié)服務價值對其第二產(chǎn)業(yè)增加值的貢獻度為17%—27%。溫州市海洋調(diào)節(jié)服務價值的貢獻主要來自廢棄物處理和氣候調(diào)節(jié)提供的價值,海洋的廢棄物處理服務節(jié)省了大量的廢水污水和污染物處理成本,而海洋的氣候調(diào)節(jié)服務又節(jié)省了大量的夏季人工降溫和冬季人工增溫所需要開空調(diào)的耗電成本,相當于通過成本縮減的方式影響和放大生產(chǎn)過程和產(chǎn)出規(guī)模,同時,成本的降低帶來了企業(yè)的利潤和溫州市第二產(chǎn)業(yè)增加值的擴大。因此,溫州市海洋生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務價值,對溫州市經(jīng)濟發(fā)展有著重要的支撐作用。

本研究對溫州市海洋生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務價值的評估,反映出近年來溫州市海洋生態(tài)環(huán)境處于良好狀態(tài),同時表明海洋生態(tài)系統(tǒng)為人類帶來了巨大效益,也可為溫州市海洋生態(tài)文明建設和海洋部門管理工作提供一定的決策依據(jù)。