濱海濕地圍填海生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值損失評(píng)估

濱海濕地圍填海生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值損失評(píng)估

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增加和城市化進(jìn)程的加快，對(duì)土地的需求不斷增加，填海已成為緩解海洋供求矛盾、擴(kuò)大社會(huì)生存和發(fā)展空間的有效手段。海灘資源是江蘇省最重要的海洋資源之一，在江蘇省的海洋發(fā)展中非常重要。填海是江蘇省沿海地區(qū)綜合開發(fā)戰(zhàn)略的重點(diǎn)。填海的面積和強(qiáng)度將繼續(xù)增加。然而，填海意味著沿海濕地生態(tài)系統(tǒng)的自然特征永久性變化，這將不可避免地影響沿海濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)職能。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用.自從20世紀(jì)70年代“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能”被提出以來,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其評(píng)估研究,成為生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)的熱點(diǎn).其中最具影響力的研究成果是Costanza等人在Nature雜志上發(fā)表了題為《全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與自然資本的價(jià)值估算》的文章,將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)歸納為17類,并估算出全球生態(tài)服務(wù)價(jià)值.各國的學(xué)者們利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)理論,以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值評(píng)估技術(shù)方法對(duì)大尺度的全球、全國和較小尺度的森林、濕地、農(nóng)田及海洋、海岸帶等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值進(jìn)行了研究,取得了一批有可利用價(jià)值的成果.目前對(duì)圍填海造成的濱海濕地生態(tài)損失主要集中在對(duì)生物量損失的計(jì)算,由此計(jì)算的生態(tài)價(jià)值損失明顯偏低.圍填海除了造成濱海濕地生物量的損失外,還破壞了濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的其他服務(wù)功能.逐漸有學(xué)者將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值引入圍填海生態(tài)損失計(jì)算中,探討圍填海造成的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值損失.如彭本榮等估算出廈門填海造地生態(tài)損害的價(jià)值為279元/m2.本文以江蘇省海門市沿海灘涂濕地圍填海工程為例,歸納總結(jié)灘涂濕地主要的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值,以及圍填海造成濕地生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值損失的計(jì)算方法,并根據(jù)海門海域資源環(huán)境現(xiàn)狀計(jì)算出海門濱海新區(qū)圍填海造成的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值損失.1海水、浮游動(dòng)物生物量海門市位于江蘇東南部輻射沙脊內(nèi)緣區(qū),規(guī)劃通過輻射沙脊近岸淺灘圍填海形成濱海新區(qū),濱海新區(qū)規(guī)劃圍填?？偯娣e為1535.3hm2.根據(jù)對(duì)工程海域用海情況的調(diào)查,擬圍填區(qū)內(nèi)養(yǎng)殖用海面積約750hm2,未利用海域面積約785hm2.灘涂植被面積約70hm2,單位面積灘涂植被干重約為320g/m2.根據(jù)2008年對(duì)工程海域海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),該海域海水水質(zhì)中COD、無機(jī)氮、活性磷酸鹽、葉綠素α的濃度分別為0.54mg/L、0.160mg/L、0.008mg/L、8.24mg/m3.浮游植物平均數(shù)量為62.08×104/L,浮游動(dòng)物平均數(shù)量為3741.93個(gè)/m3,底棲生物平均生物量為23.31g/m2,潮間帶底棲生物平均生物量為48.8g/m2.2生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值損失根據(jù)已有的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值研究成果,結(jié)合江蘇沿海濱海濕地的特點(diǎn),將濱海濕地主要生態(tài)服務(wù)功能歸結(jié)為4類9項(xiàng)服務(wù),給出圍填海造成濕地各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值損失的計(jì)算方法,并根據(jù)海門海域資源環(huán)境現(xiàn)狀計(jì)算出海門濱海新區(qū)圍填海造成的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值損失.2.1服務(wù)和價(jià)值損失的計(jì)算(1)食品服務(wù)價(jià)值損失指濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)提供的魚、蝦、蟹、貝等海產(chǎn)品作為人們生活食品的服務(wù).圍填海造成的食品生產(chǎn)服務(wù)價(jià)值的損失,可根據(jù)圍填海直接占用海域內(nèi)的海產(chǎn)品的價(jià)值損失來計(jì)算.本文以統(tǒng)計(jì)資料中的海水養(yǎng)殖業(yè)的增加值,以及圍填海占用而損失的海水養(yǎng)殖面積來計(jì)算食品服務(wù)價(jià)值損失.計(jì)算公式為:P1=S1×FsS0,(1)Ρ1=S1×FsS0,(1)其中,P1為食品生產(chǎn)生態(tài)服務(wù)價(jià)值損失;S1為圍填海占用的海水養(yǎng)殖面積;Fs為區(qū)域海水養(yǎng)殖業(yè)的增加值;S0為區(qū)域海水養(yǎng)殖面積.Fs、S0可從當(dāng)?shù)睾Ｑ蠼?jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年報(bào)中獲得.根據(jù)海門市海洋經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)報(bào)表,2007年海門市海水養(yǎng)殖面積2833.33hm2,海水養(yǎng)殖增加值6590萬元,單位面積海水養(yǎng)殖增加值為2.326萬元/hm2.海門濱海新區(qū)圍填海占用海水養(yǎng)殖面積約750hm2,圍填海造成的食品生產(chǎn)服務(wù)價(jià)值損失約1744.5萬元/年.(2)圍填海占用海域內(nèi)原料的市場(chǎng)價(jià)格和成本計(jì)算濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)提供用于人們?cè)旒?、化工、加工等生產(chǎn)活動(dòng)的各種原料的服務(wù).圍填海對(duì)原料生產(chǎn)服務(wù)價(jià)值的損失可以根據(jù)占用海域內(nèi)損失的各種原料量,以及各種原料的市場(chǎng)價(jià)格和成本計(jì)算.計(jì)算公式為:P2=∑YiPi-∑YiCi,(2)其中,P2為原料生產(chǎn)服務(wù)價(jià)值損失;Yi為圍填海占用海域內(nèi)第i類原料的產(chǎn)量;Pi為第i類原料的市場(chǎng)單價(jià);Ci為將單位數(shù)量原材料i帶到市場(chǎng)的成本.根據(jù)對(duì)工程海域的調(diào)查,擬圍填海域濕地的原料生產(chǎn)服務(wù)功能薄弱.2.2服務(wù)和價(jià)值損失的計(jì)算(1)氣體調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值損失3g濱海濕地植被和浮游植物通過光合作用吸收CO2釋放O2來保持大氣穩(wěn)定、減緩溫室效應(yīng)的服務(wù).以造林成本法來計(jì)算圍填海造成的濱海濕地氣體調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值損失.根據(jù)光合作用方程式,植物每生產(chǎn)1g干物質(zhì)會(huì)吸收1.63gCO2,釋放1.19gO2.氣體調(diào)節(jié)生態(tài)服務(wù)價(jià)值損失的計(jì)算公式為:P3=1.19X×FO2+1.63X×FCO2,(3)其中,P3為氣體調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值損失;X為圍填海造成的灘涂植被和浮游植物損失干物質(zhì)的量;FO2為氧氣的價(jià)格;FCO2為固定CO2的價(jià)格.根據(jù)海門濱海新區(qū)圍填海占用的灘涂植被的面積和單位面積灘涂植被干重,計(jì)算出灘涂植被的干物質(zhì)損失量為224t/年;浮游植物的干物質(zhì)損失量以如下公式計(jì)算:P=Cα×Q×D×ΔV,P代表初級(jí)生產(chǎn)力(mgC/m3·年),Cα為葉綠素α的年均含量(以2008年監(jiān)測(cè)值的一半作為年均含量,4.12mg/m3),D為年光照小時(shí)(2149h),Q為同化系數(shù),按3.7計(jì)算,ΔV為圍填海占用海水體積(約220萬m3),則浮游植物干物質(zhì)損失量為72t/年.圍填海造成的灘涂植被和浮游植物損失干物質(zhì)的量為296t/年.我國氧氣造林成本為352.93元/t,固定CO2的造林成本為273.3元/t,圍填海造成的氣體調(diào)節(jié)生態(tài)服務(wù)價(jià)值損害為25.6萬元/年.(2)濕地單位面積測(cè)定廢水中的N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有毒有害物質(zhì)等經(jīng)過復(fù)雜的理化過程和生物降解過程被濕地吸收、截留,使水質(zhì)得到凈化和改善,實(shí)現(xiàn)降低人工處理成本的服務(wù).不同類型的濱海濕地(如蘆葦、鹽蒿、互花米草、淤泥光灘等)均對(duì)N、P營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有截留效應(yīng).采用影子工程法計(jì)算水質(zhì)凈化服務(wù)價(jià)值損失,計(jì)算公式為:P4=max{∑SiLNiFN,∑SiLPiFP},(4)Ρ4=max{∑SiLΝiFΝ,∑SiLΡiFΡ},(4)其中,P4為水質(zhì)凈化服務(wù)價(jià)值損失;Si為占用第i類濕地的面積;LNi、LPi:分別為第i類濕地單位面積削減N、P的量;FN、FP:分別為除氮、除磷成本.海門濱海新區(qū)圍填海占用互花米草和淤泥光灘面積分別為70hm2、1095hm2.歐維新等對(duì)鹽城潮灘濕地對(duì)N、P營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的截留效應(yīng)進(jìn)行了研究,互花米草和淤泥光灘對(duì)TN的截留效果分別為每年220.660kg/hm2和0.385kg/hm2,互花米草和淤泥光灘對(duì)TP的截留效果分別為每年0.470kg/hm2和0.042kg/hm2.江蘇省生活污水處理成本(含折舊)約0.9元/m3,污水處理去除N、P的濃度分別約為32mg/L、4mg/L,因此脫氮、除磷成本分別為2.8萬元/t、22.5萬元/t.圍填海造成的水質(zhì)凈化服務(wù)價(jià)值損失為44.4萬元/年.(3)干擾調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值損失濱海濕地及其植被作為第一道天然屏障,緩沖、減輕風(fēng)暴潮、海浪等對(duì)近岸的沖擊,削弱其對(duì)近岸工程設(shè)施的破壞作用,減少損失的服務(wù).圍填海通過建造圍堤來保護(hù)填海區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)活動(dòng)安全,新建圍堤就起到了抗潮防浪的作用,但圍堤成本會(huì)隨著圍填海向海推進(jìn)而加大.圍填海造成的濕地干擾調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值損失可采用影子工程法估算,通過圍填海新建圍堤與在現(xiàn)有岸線位置建造海堤所花費(fèi)的成本差額來計(jì)算.干擾調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值損失計(jì)算公式為:P5=(Cn-Co)/n=(Vn-Vo)×Fd/n,(5)其中,P5為干擾調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值損失;Cn、Co分別為新建海堤造價(jià)、老海堤造價(jià)(以當(dāng)前價(jià)格計(jì)算);n為計(jì)算年限,一般取50年;Vn、Vo分別為新建海堤工程量、老海堤工程量;Fd為單位體積海堤造價(jià).根據(jù)海門市濱海新區(qū)圍填海工程可行性報(bào)告以及工程區(qū)地形數(shù)據(jù),海堤造價(jià)約92元/m3,新建海堤、老海堤造價(jià)分別為21590萬元、3141萬元,根據(jù)式(5)計(jì)算,圍填海造成的干擾調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值損失為369.0萬元/年.2.3服務(wù)和價(jià)值損失的計(jì)算(1)營(yíng)養(yǎng)鹽調(diào)節(jié)服務(wù)元素?fù)p失N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過各種生態(tài)過程在生物體、水體和土壤內(nèi)部及其相互之間的循環(huán)支撐著生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn).運(yùn)用影子工程法,通過圍填海造成的初級(jí)生產(chǎn)力營(yíng)養(yǎng)元素?fù)p失量,計(jì)算產(chǎn)生同等量的營(yíng)養(yǎng)元素的化肥價(jià)格.營(yíng)養(yǎng)鹽調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值損失計(jì)算公式為:P6=(LN+2.29LP)×Fh,(6)其中,P6為營(yíng)養(yǎng)鹽調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值損失,LN為N元素?fù)p失量,LP為P元素?fù)p失量,Fh為化肥價(jià)格,2.29為P元素折算為P2O5的系數(shù).海門濱海新區(qū)圍填海造成互花米草、浮游植物的干物質(zhì)損失量分別為224t/年、72t/年.據(jù)高建華等研究,蘇北潮灘濕地中互花米草植株中N、P的含量分別為6.6g/kg、1.2g/kg.一般藻類通用的N含量為8.0%～10.4%,P含量為0.8%～1.45%,本次研究取平均值.則圍填海造成N營(yíng)養(yǎng)元素?fù)p失量為8.10t/年,造成P營(yíng)養(yǎng)元素?fù)p失量為1.08t/年.我國平均化肥價(jià)格取2549元/t,圍填海造成營(yíng)養(yǎng)鹽調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值損失為2.7萬元/年.(2)生物多樣性維持服務(wù)價(jià)值濱海濕地不僅生活著豐富的生物種群,還為其提供重要的產(chǎn)卵場(chǎng)、越冬場(chǎng)和避難所等庇護(hù)場(chǎng)所,維持著生物多樣性.圍填海占用濱海濕地,破壞了當(dāng)?shù)貪竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)和生物棲息地,影響生物多樣性維持價(jià)值服務(wù).圍填海造成的生物多樣性維持服務(wù)價(jià)值損失的計(jì)算公式為:P7=V1×S,(7)式中,P7是生物多樣性維持服務(wù)價(jià)值損失;V1是單位面積生物多樣性維持服務(wù)價(jià)值,目前生物多樣性維持服務(wù)的價(jià)值計(jì)算主要通過支付意愿法,自然保護(hù)區(qū)用于物種保護(hù)的經(jīng)費(fèi)投入,或參考國內(nèi)外相關(guān)研究成果來實(shí)現(xiàn);S為圍填海占用的對(duì)維護(hù)生物多樣性有貢獻(xiàn)的海域面積.采用成果參照法,生物多樣性維持價(jià)值取Costanza等計(jì)算的單位面積濕地的生物庇護(hù)服務(wù)價(jià)值結(jié)果304美元/hm2·年(人民幣對(duì)美元的匯率1∶6.8),和長(zhǎng)江口濕地單位面積生物多樣性維持價(jià)值1328元/hm2·年的平均值1697.6元/hm2·年為本次計(jì)算參數(shù),海門濱海新區(qū)圍填海區(qū)總面積為1535.3hm2,圍填海造成的生物多樣性維持價(jià)值損失為317.4萬元/年.2.4計(jì)算文化服務(wù)和價(jià)值損失(1)娛樂服務(wù)價(jià)值損失主要是指濱海濕地為人們提供旅游、觀鳥、攝影、垂釣等活動(dòng)的場(chǎng)所、機(jī)會(huì)和條件,使人們得到美學(xué)體驗(yàn)和精神享受的服務(wù).圍填海造成的休閑娛樂服務(wù)價(jià)值損失的計(jì)算公式為:P8=V2×S,(8)式中,P8是休閑娛樂服務(wù)價(jià)值損失;V2是單位面積休閑娛樂服務(wù)功能價(jià)值;S為圍填海占用的具有旅游娛樂價(jià)值的海域面積.目前休閑娛樂服務(wù)的價(jià)值計(jì)算主要通過調(diào)查人們的支付意愿、采用旅游業(yè)產(chǎn)值或旅行費(fèi)用法來實(shí)現(xiàn).單位面積休閑娛樂服務(wù)價(jià)值可根據(jù)旅游業(yè)產(chǎn)值和提供旅游服務(wù)的面積計(jì)算,由于沒有收集到海門市濱海旅游業(yè)資料,采用與海門市鄰近的如東縣濱海旅游業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算.根據(jù)2007年如東縣海洋漁業(yè)統(tǒng)計(jì)報(bào)表,如東縣濱海旅游業(yè)增加值為35000萬元,如東縣濱海旅游主要集中在海岸帶以及潮間帶,這部分海域面積約為170000hm2,單位面積休閑娛樂服務(wù)價(jià)值為2059元/hm2·年.海門濱海新區(qū)圍填海造成的休閑娛樂服務(wù)價(jià)值損失為316.1萬元/年.(2)文化科研服務(wù)價(jià)值損失主要是海洋提供影視劇創(chuàng)作、文學(xué)創(chuàng)作、教育、美學(xué)、音樂等的場(chǎng)所和靈感的功能,以及為研究者和學(xué)生提供科學(xué)研究、野外實(shí)踐等活動(dòng)的場(chǎng)所、內(nèi)容和對(duì)象,使人們對(duì)大自然的認(rèn)識(shí)和了解更加深刻的服務(wù).圍填海造成的文化科研服務(wù)價(jià)值損失的計(jì)算公式為:P9=V3×S,(9)式中,P9是休閑娛樂服務(wù)價(jià)值損失;V3是單位面積科研文化服務(wù)功能價(jià)值;S為圍填海占用的具有科研文化服務(wù)價(jià)值的海域面積.科研文化服務(wù)價(jià)值目前主要利用科研經(jīng)費(fèi)投入或調(diào)查人們的支付意愿來計(jì)算,或者參考國內(nèi)外相關(guān)研究成果.采用成果參照法,取陳仲新等計(jì)算出的我國單位面積濕地生態(tài)系統(tǒng)平均科研價(jià)值382元/hm2·年作為計(jì)算濕地科研價(jià)值的參數(shù),海門濱海新區(qū)圍填海造成的科研文化價(jià)值損失為58.6萬元/年.2.5濕地生態(tài)服務(wù)功能總有效率p圍填海對(duì)濱海濕地生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值的影響由各項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值損失累加求得,計(jì)算公式如下:P=∑i=1nPi,(10)Ρ=∑i=1nΡi,(10)式中,P是圍填海造成的濱海濕地生態(tài)服務(wù)功能總價(jià)值損失;Pi是圍填海造成的第i種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失;i=1,2,…,n,代表各種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能.海門濱海新區(qū)圍填海生態(tài)服務(wù)功能總價(jià)值損失為2878.3萬元/年,單位面積損失為1.87萬元/hm2·年.3圍填海生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值損失的計(jì)算根據(jù)工程海域資源、環(huán)境、開發(fā)利用現(xiàn)狀等數(shù)據(jù),利用市場(chǎng)價(jià)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(jì)算出海門濱海新區(qū)圍填海造成的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值損失值為2878.3萬元/年,單位面積損失為1.87萬元/hm2·年.生物多樣性維持、文化科研、休閑娛樂服務(wù)功能參考了國內(nèi)外研究成果或參考相鄰海域數(shù)據(jù),并不能完全反映本海域特性,可能會(huì)造成一定的誤差