圍填海對濰坊北部沿海地區濕地生態系統服務功能損害影響研究

馬 龍，張洪欣，蘇 婕，路曉磊，孟 濤，馬志忠

(1.山東省海洋生態環境與防災減災重點實驗室， 山東 青島 266033；2.國家海洋局北海海洋技術保障中心， 山東 青島 266033)

生態系統服務功能是指自然生態系統及其物種所提供的能夠滿足和維持人類生活需要的條件和過程[1]。換個角度說，是指生態系統與生態過程所形成及其維持人類賴以生存的自然環境條件與效用。但是，因為生態系統提供的各種物品和服務是沒有成本的，研究中相應的“價值”不是經濟學上所謂的成本值，而是人類根據生態系統所提供的物品和服務的資源價值進行描述，因此并不是人類真正要支付的價格[2]。生態系統服務的價值就是運用經濟學的手段和方法將生態系統服務功能進行貨幣化研究。

近年來，生態學家和經濟學家在評價生態系統服務及自然資本價值方面做了大量的探索和研究工作，其中最引人注目的是Daily主編的《Nature’s Service: Societal Dependence on Natural Ecosystem》一書、Costanza等人在《Nature》雜志上發表的“The value of the world’s ecosystem services and natural capital”以及聯合國啟動的千年生態系統評估(Millennium Ecosystem Assessment，MEA)項目。Daily[1]首先系統介紹了生態系統服務的概念、服務價值評估方法、不同生態系統的服務等，為后續開展生態系統服務奠定了良好的基礎條件。Costanza等人[3]則在其研究中，將生態系統提供的產品(Goods)和服務(Services)統稱為生態系統服務，首次系統地設計并測算了全球自然環境為人類所提供服務的價值，并把全球生態系統提供給人類的生態服務功能分為17種類型。2001年聯合國啟動的千年生態系統評估項目中，對生態系統服務重新進行了定義[4]：人類從生態系統中獲得的效益，包括生態系統對人類可以產生直接影響的供給服務、調節服務和文化服務以及對維持生態系統其它服務具有重要作用的支持服務。該成果也成為影響生態系統服務評估的最主要文獻之一，其評估的框架和思路得到學術界和管理者的普遍認可，對于推動生態系統服務研究的發展具有重要意義。

圍填海作為沿海地區緩解土地供求矛盾、擴大社會生存和發展空間的有效手段，為海洋經濟的發展起到了重要的促進作用。灘涂、濕地資源作為濰坊北部沿海最重要的海洋資源之一，在其海洋開發戰略中發揮著至關重要的作用。但圍填海意味著濱海濕地生態系統自然屬性的永久性改變，不可避免地對濱海濕地所具有的生態系統服務功能造成影響。本文結合我國目前圍填海現狀，以濰坊北部沿海地區圍填海為例，通過對濕地生態系統服務功能進行科學、全面的分析和評價，探討圍填海對濕地生態系統服務功能造成的各種負面影響，并根據適當的計算方法獲得圍填海造成的生態服務功能價值損失，為分析圍填海工程綜合損益提供依據，并為圍填海形成后的生態恢復提供技術參考。

1 研究區域概況

濰坊北部沿海地區地處山東半島中北部，萊州灣頂部，是整個濰坊沿海開發戰略的核心地帶，同時也是山東省規劃黃河三角洲高效生態經濟區的重要組成部分，區位優勢明顯。海岸線全長約140 km。

通過國家海域動態信息管理系統，對濰坊北部沿海地區已確權圍填海項目信息進行了搜集，截止至2013年5月，該區域已確權圍填海面積共計9 601.23 hm2，其中圍海用海6 558.59 hm2，填海造地3 042.64 hm2。從用海類型上看，主要為漁業用海、交通運輸用海和特殊用途用海。

2 圍填海對該區域濕地生態系統服務功能的損害及價值評估

2.1 該區域主要的生態系統服務功能類型

結合濰坊北部沿海地區濕地生態系統的自然特征、當前的開發利用模式以及濱海地區的海洋經濟發展狀況，本文將濕地生態系統服務分成4類14項服務(見圖1)。由于圍填海活動不可避免占用海域，因此會對當地養殖業產生一定影響，從而進一步影響濕地生態系統為人類提供的食品生產和原料生產的功能。其次，海洋浮游植物及養殖的大型藻類通過光合作用會釋放氧氣并固定CO2，此外在光合作用過程中還會吸收水體中的氮和磷，起到水質凈化的作用，因此圍填海活動也會對氧氣生產、氣候調節及水質凈化等部分調節服務產生一定影響。再次，由于濕地生態系統本身還會給人類提供旅游娛樂和知識擴展服務等功能，因此也會對相應服務功能產生影響。其他服務，如基因資源、干擾調節、生物控制等，根據目前所獲取的資料還不能確定是否會對其產生影響以及影響程度如何。因此，本文選擇受圍填海活動影響較大的服務開展評估。經初步判定，該區域濕地生態系統服務功能損害主要表現在以下幾個方面：1)食品生產；2)原料生產；3)氧氣生產；4)氣候調節；5)水質凈化；6)旅游娛樂；7)知識擴展服務。

由于圍填海活動對支持服務功能的影響均已滲透到其他三種服務中，因此在計算過程中暫不考慮，本文主要評估圍填海對上述7種主要生態系統服務功能的價值。

2.2 圍填海對該區域濕地生態系統服務功能損害的價值評估

2.2.1 食品生產

食品生產服務主要是指濱海濕地生態系統為人們生活提供魚、蝦、蟹、貝等海產品的服務。由于圍填海將永久性地占用海域，而且將造成該海域海洋生物資源的永久損失。因此，圍填海造成食品生產服務價值的損失，可根據圍填海直接占用海域內海產品的價值損失進行計算。

根據統計資料數據，結合該海域海水養殖業的增加值，以及由于圍填海占用而損失的海水養殖面積來綜合計算食品生產服務的價值損失。計算公式為：

(1)

其中，P1為食品生產服務的價值損失；S1為圍填海占用的海水養殖面積；Fs為該區域內海水養殖業的增加值；S0為區域內海水養殖面積。其中，Fs、S0均可從當地海洋經濟統計年報中獲得。

根據2011年濰坊市統計年鑒，2010年濰坊北部沿海地區(主要包括壽光、濱海開發區和昌邑)海水養殖面積共計67 836 hm2，海水養殖增加值84 559萬元，單位面積海水養殖增加值為1.25萬元/hm2。濰坊北部沿海地區圍填海共占用海水養殖面積9 601.23 hm2，圍填海造成的食品生產服務價值損失共計11 972.73萬元。用海年限按照50年進行計算，平均到每年為2.40×102萬元。

2.2.2 原料生產

在本文的評估中，原料生產的價值已基本包含在食品生產計算中，因此不再重復進行計算。

2.2.3 氧氣生產

針對濰坊北部沿海地區濕地生態系統氧氣生產價值的評估，主要考慮海洋浮游植物進行光合作用釋放的氧氣。對于其他海洋藻類，由于缺乏資料，未將其列入其中。相應的評估方法主要以影子工程法來計算圍填海造成的濱海濕地氣體調節服務價值損失。根據光合作用方程式，植物每生產1 g干物質會吸收1.63 g CO2，釋放1.19 g O2。計算公式為：

P2= (1.63C1+1.19C2)·X·S

(2)

式中：P2為氣體調節功能價值損失；X為初級生產力；S為圍填海面積；C1為固定CO2的成本；C2為釋放O2的成本。

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和國際碳稅標準的平均值770元/t作為碳稅標準，即C1；C2取工業制氧現價400元/t[5-6]。根據2004～2010年對萊州灣海域進行的調查研究資料[7]，該海域初級生產力的平均值為825 mg·C/m2·d，因此氣體調節功能的價值損失為5.01×103萬元/年。

2.2.4 氣候調節

濱海濕地及其植被作為天然屏障能夠緩解或減輕風暴潮及海浪等對沿岸地區的沖擊，在某種程度上能夠起到削弱對近岸海洋工程的破壞作用。由于濰坊北部沿海地區處在萊州灣風暴潮頻發和嚴重的區域，每年受風暴潮影響均會產生重大的經濟損失。沿海防護堤工程的建設以防御沿海風暴潮災害為主要目的，具備防潮、防浪及防沙的功能，兼具汛期行洪排澇、控制海域污染、生態環境恢復等功能，是保證濰坊市“三北”地區開發和濱海新城建設的重要屏障，對促進濰坊市經濟發展和城市建設具有重要意義。目前，濰坊北部沿海地區通過圍填海已修建完成了沿海防護堤一、二期工程。

通過新建沿海防潮堤可以有效保護圍填海區內人們的生產生活安全，在一定程度上替代了濱海濕地的服務功能，因此，圍填海造成的濕地氣候調節服務價值損失可采用影子工程法進行估算，即通過圍填海新建圍堤的成本費用來計算。計算公式為：

P3=Cn/n

(3)

式中，P3為干擾調節服務價值損失；Cn為新建海堤造價；n為計算年限，一般取50年。

根據沿海防護堤建設工程可行性研究報告，一、二期工程造價分別為47 263萬元和112 386萬元。因此，根據(3)式計算圍填海造成的氣候調節服務價值損失為3.19×103萬元/年。

2.2.5 水質凈化

海洋可以祛除人類排入的多種廢棄物，但由于缺乏系統和長期的研究和監測，目前尚不能對所有污染物的處理功能進行評估。對于濰坊北部沿海地區，本文主要考慮浮游植物對N和P的生物凈化作用。圍填海造成的水質凈化服務價值損失采用替代成本法進行計算。計算公式為：

P4=∑SiDiCi

(4)

式中，P4為水質凈化服務價值損失；Si表示第i種污染物影響海域的面積；Di表示第i種污染物的數量；Ci表示處理第i種污染物單位數量的成本。

浮游植物在進行光合作用時，是按一定的比例(Redfield比值)吸收C、N和P的，Redfield比值為C∶N∶P=106∶16∶1[8]。基于該區域的初級生產力和Redfield比值，可以確定浮游植物移除N和P的數量。

對于N和P的祛除成本，采用生活污水處理成本氮1.5元/千克，磷2.5元/千克[9]，因此圍填海造成的水質凈化服務價值損失為7.22×102萬元/年。

2.2.6 旅游娛樂

主要是指濱海濕地為人們提供旅游、觀鳥、攝影、垂釣等活動的場所、機會和條件，使人們得到美學體驗和精神享受的服務。旅行費用法用消費者剩余代替生態系統的服務價值，導致其結果難以與通過其它方法得到的貨幣度量結果相比較。因此，為便于與其它服務價值評估結果比較，本文采用了旅游業的增加值評估旅游娛樂服務價值。

根據2010、2011和2012年濰坊市國民經濟和社會發展統計公報，濱海旅游業增加值分別為7.43×102萬元、6.52×102萬元和6.65×102萬元，取這三年數據的平均值作為濱海旅游業的增加值，即：6.87×102萬元。因此，濰坊北部沿海地區圍填海造成的休閑娛樂服務價值損失為6.87×102萬元/年。

2.2.7 知識擴展服務

主要是海洋提供影視劇創作、文學創作、教育、美學、音樂等的場所和靈感的功能，以及為研究者和學生提供科學研究、野外實踐等活動的場所、內容和對象，使人們對大自然的認識和了解更加深刻的服務。計算公式為：

P6=V3×S

(5)

式中，P6是知識擴展服務價值損失；V3是單位面積科研文化服務功能價值；S為圍填海占用的具有科研文化服務價值的海域面積。

科研文化服務價值目前主要利用科研經費投入或調查人們的支付意愿來計算，或者參考國內外相關研究成果。采用成果參照法，取陳仲新等[10]計算出的我國單位面積濕地生態系統平均科研價值382元/hm2·年作為計算濕地科研價值的參數，濰坊北部沿海地區圍填海造成的科研文化價值損失為3.66×102萬元/年。

3 結果與討論

3.1 數據結果在一定程度上能客觀反映出圍填海所造成的濕地生態系統服務功能價值損失是巨大的

根據濰坊北部沿海地區海洋資源、環境及開發利用現狀等數據，利用市場價值法、造林成本法、影子工程法、成本替代法、成果參照法等方法，計算得出了該區域圍填海造成的濕地生態系統服務功能價值損失值為1.02×104萬元/年，單位面積損失為1.06萬元/hm2·年。

從表1中不難看出，該區域供給服務功能價值損失最大，為52.5×102萬元/年，占總價值損失的51.4%；其次為調節服務功能，其價值損失為39.12×102萬元/年，占總價值損失的38.3%；文化服務功能價值損失最少，為10.53×102萬元/年，占總價值損失的10.3%。這充分說明，在濰坊北部沿海地區，濕地生態系統主要提供供給服務功能，用于進行食品生產、原料生產及氧氣生產。

本文在計算氧氣生產、水質凈化及知識擴展服務功能方面主要參考了國內外研究成果或者相關數據，從理論上講并不能完全代表本海域的基本屬性特征，會對計算結果可能產生一定誤差。甚至由于計算方法、統計數據或者生態系統服務功能分類的不同與國內一些研究成果存在一定差異，如：王靜等[9]以江蘇海門市濱海新區圍填海工程為例，計算出海門濱海新區圍填海造成的生態服務功能價值損失值為2878.3萬元/年，單位面積損失為1.87萬元/hm2·年。張慧[11]利用市場價值法、替代花費法等方法估算了填海造地對青島前灣海洋生態系統價值損失總值為2814.71萬元/年。但是，該數據在一定程度上能夠客觀反映出圍填海造成的生態服務功能價值損失是巨大的，可為計算同類海域圍填海生態損失提供參考，提醒人們在追求圍填海經濟效益的同時，不能忽視圍填海對生態環境的破壞，為客觀評價圍填海的綜合損益提供依據。

3.2 計算圍填海所造成的濕地生態系統服務功能損害必須考慮時間尺度

濕地生態系統每年都在為人類提供各種功能服務，但是圍填海活動對濕地生態系統造成的損害卻是永久性的，并且不可恢復。從填海造地活動造成的生態影響上看，雖然在進行用海申請審批之前針對該海域水動力環境的變化會借助數值模擬方式輔助判斷變化趨勢和程度，但是不可否認的是，它確實改變了當地水動力環境。水動力條件的改變會導致沿岸泥沙沖淤的變化，同時也會進一步影響海洋生物的棲息及生存環境。正是考慮到圍填海活動對海洋生態環境所造成的不可恢復性，因此在計算生態損害價值時，必須要充分考慮貨幣的時間價值，即：圍填海用海的使用年限。在本文中，用海年限一般按照50年進行測算，以最大限度計算圍填海活動所造成的累計效應。因此，針對濰坊北部沿海地區，圍填海造成的濕地生態系統服務功能價值損失值總計為5.10×105萬元，單位面積損失值為53.12元/m2。

3.3 該區域的生態補償標準可以參考單位濕地面積的損失值

自我國實行海域有償使用以來對填海造地征收了海域使用金，但是由于征收標準過低(約為30元/m2)，在某種程度上造成了填海造地一味追求規模化、擴大化，從而對濱海濕地生態系統造成了不可恢復的影響。通過對濰坊北部沿海地區濕地生態服務功能價值的核算體現出：濕地的供給服務功能價值占主要價值，持續的過度依賴濕地的資源必然造成濕地的嚴重破壞。因此在繳納海域使用金的同時，建議征收生態補償金。相關標準可以參考圍填海對濰坊北部沿海地區濕地生態系統服務功能單位面積的損失值。

但是必須要指出，針對濕地生態補償及相關機制的建立，需要選擇適宜該區域濱海濕地發展的漁業及捕撈資源開發利用模式，發展經濟的同時完善漁業及捕撈資源增殖保護措施，切忌一味追求高產的捕撈和養殖；恢復濕地植被，加大對天然濕地的保護力度，加強對破壞濕地的恢復；建立完善的管理制度和法規、法律條例，加大監管制度和執法力度；對同一區域的濕地可以在實行統一管理的標準基礎上，參照當地的經濟文化和特質條件，將濕地的生態功能發揮到最大；發展濕地旅游資源，增加濕地的休閑文化價值。

4 對策和建議

隨著經濟全球化進程日益加快，區域經濟一體化和產業的梯度轉移成為世界經濟發展的重要特征。濰坊北部沿海地區位于環渤海經濟圈的南部節點，是山東省建設山東半島藍色經濟區以及黃河三角洲高效生態經濟區的重要組成部分。濰坊北部沿海地區的崛起填補了環渤海灣南岸相對薄弱的塌陷地帶，有利于推動山東半島城市群積極參與到環渤海經濟圈的合作；在今后發展中要主動融入環渤海大區域的空間發展格局中，加強與環渤海其他地區間的協作與交流。此外，該區域區位優勢明顯、自然資源環境條件適宜、產業基礎較好、基礎設施基本具備、區域支撐能力較強。最重要的是，在山東省委、省政府出臺的《關于支持黃河三角洲高效生態經濟區又好又快發展的意見》中，將濰坊北部沿海地區作為黃河三角洲四個優先開發區域之一，以港口為中心，發揮廢棄鹽田、鹽堿地和荒灘集中的優勢，集中集約開發海域，并在土地、財政、金融、產業、重大基礎設施項目建設等方面給予全方位扶持。

隨著濰坊市發展重心向北移動，北部沿海地區逐漸成為濰坊市發展的前沿陣地。面對具有廣闊前景的發展態勢，土地資源的缺乏成為了制約該區域經濟發展的主要因素，填海造地成為解決當前突出矛盾的一個重要途徑。但是面對填海造地對濕地生態系統所造成的重要影響，必須要注重生態保護和修復，徹底杜絕簡單、粗放式的用海方式，促進社會經濟和生態環境的和諧發展。為此，提出以下建議：

4.1 建立用海的長效監測機制

(1)建議建立長效制的海洋環境追蹤調查和監測機制。在(用)填海階段，實施海區水文、泥沙和水下地形跟蹤調查，以評估用海對灘槽及工業區周邊海岸、海床的穩定性影響，為后續工程用海提供科學依據。

(2)建議遠期用海開發必須在近期開發實施完成，并進行了近期用海工程的回顧性評價后，方可論證其工程可行性。同時，海洋行政主管部門應對建設單位用海環境質量及各污染源主要污染物的排放源強的監測情況進行監督檢查。

(3)建立海域使用監測、監察制度，成立相應機構和制定相應的管理體系，施工期間應建立定期和不定期海域環境監測、監察制度，對所發生的環境問題要及時發現，及時處理，確保海域環境、資源的可持續利用。

4.2 提高公眾的環保意識

促進各級政府樹立科學的發展價值觀，有效地幫助公眾提高對生態系統服務的認知程度，進而提高群眾的整體環境意識。同時，通過生態系統服務功能價值的評估，能夠使各級政府克服對生態環境重要性認識上的局限性，正確處理經濟發展和生態環境保護之間的關系，促進各級部門樹立科學的發展觀，為決策部門“科學管海”、用海人“合理用海”提供清晰的指導。

4.3 為區域的生態功能區劃和生態建設規劃提供科學的指導

通過區域生態系統服務功能的定量評估研究，能夠客觀地找出區域內各生態系統服務功能的重要性，發現區域內生態系統敏感性空間分布特征，確定優先保護生態系統和優先保護區，為生態功能區的劃分和生態建設規劃提供科學的依據。

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