海洋生态系统作为地球上最具生产力、价值和多样性的生态系统之一^[1-2], 承担着食物供给、资源储备、气候调节、环境调控等多种服务功能^[3], 是人类生存与发展的基础。然而, 在全球气候变化和人类活动的多重压力下, 海洋生态系统服务功能面临着前所未有的威胁和挑战, 其中赤潮最具代表性和普遍性。赤潮也称有害藻华(harmful algal bloom, HAB), 是指海水中某些浮游植物、原生动物或细菌暴发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种异常生态现象^[4]。作为一种海洋生态灾害, 赤潮灾害带来的损失体现在各个方面, 包括生物死亡、生态系统破坏等。然而, 长期以来人们对赤潮灾害的损失评估主要基于经济物种的死亡。而赤潮对于生态系统的破坏, 特别是对其服务功能的损害, 鉴于其具有流动性、公共物品属性以及空间异质性等特点, 涉及生态学、经济学、管理学、地理学及社会学等多学科领域, 难以定量化评估^{[3, 5-7]}, 严重影响了防灾减灾决策的实施, 导致赤潮的“隐形灾害”得不到科学的评价。

本文系统阐述了海洋生态系统的主要服务功能和赤潮的损害, 基于市场价值法、替代成本法、旅行费用法与条件价值法(contingent valuation method, CVM)等^[3]方法, 提出并论述了赤潮灾害对海洋生态系统服务功能损害的价值化评估方法, 为科学评价赤潮的“隐形灾害”、深入认识赤潮带来的危害和损失、更精准地防灾减灾提供重要参考。

1 海洋生态系统服务功能及赤潮带来的损害 1.1 海洋生态系统及其服务功能

海洋生态系统作为地球上最大的生态系统, 因其面积广阔、生物多样性丰富、营养充沛、气候调节作用强大, 为人类提供着各类丰富多样的重要功能, 例如海洋食品、基因资源、气候调节、物质循环以及人类的休闲娱乐与文化服务等, 科学上将其统称为生态系统的服务功能^[8-9]。早在1974年Holdren等^[10]提出了生态系统具有服务功能的理念, 1982年, Ehrlich等^[11]进一步完善了“生态系统服务”的概念。1997年, Daily^[12]将生态系统服务定义为生态系统形成并维持着人类赖以生存和发展的环境条件和效用。同年, Costanza等^[13]从社会科学的角度, 提出了生态系统产品和服务均属于生态系统服务的范畴, 进一步将生态系统所提供的产品(goods)和服务(services)统称为生态系统服务(ecosystem services)。随着社会各类学科的进步与发展, 民众对生态系统服务功能的认识不断加深, 逐渐意识到其服务功能为人类所带来的价值和益处。2003年, 联合国“千年生态系统评估”(millennium ecosystem assessment, MA)报告提出, 生态系统服务是人类从生态系统中获得的好处或福利^[14]。2010年, 联合国生态系统与生物多样性经济学项目强调, 生态系统服务是生态系统对人类福祉的直接和间接贡献^{[1, 7]}。由于生态系统服务的定义难以统一和清晰界定, 从而削弱了生态系统服务核算与价值评估体系的实际应用^[7-8]。

尽管如此, 在发展相对成熟的陆地生态系统服务概念的基础上, 海洋生态系统服务的概念逐渐得以发展, 指通过海洋生态系统的功能结构和生态过程, 直接或间接地以物品和服务的方式为人类提供效用的所有功能^[3]。最初, 海洋生态系统服务功能的分类仅聚焦于对其主要功能的详细罗列, 缺乏完整的整合体系, 例如Costanza等^[13]估算了16个生物群落的17项生态系统服务价值, 其中与海洋生态系统相关的功能包含10项, 即气体调节、干扰调节、营养循环、废弃物处理、生物控制、栖息地、食物供给、原材料、休闲娱乐与文化服务。2005年, “千年生态系统评估”(MA)报告将生态系统服务功能分为4个类型, 即供给功能、调节功能、文化功能和支持功能^[14], 构成了海洋生态系统的核心价值。

作为海洋生态系统中的主要功能, 供给功能提供了人类所需的各类资源, 包括食品、原材料、氧气生产及基因资源等。有学者认为基因资源更多地体现了育苗育种及基因工程等科研价值, 应归入文化功能中的科研价值^[15-16], MA将其归入供给功能。此外, 由于海洋生物具有流动性, 在一定程度上会影响其供给功能^[7]。调节功能是指海洋生态系统通过其内在各种生理生态过程和系统功能的调节作用为人类提供各类生态惠益和防灾减灾的服务功能^[14], 包括气体调节、气候调节、干扰调节、废弃物处理和生物控制等^[17-18]; MA指出与海洋相关的调节功能包括气候调节、水质净化和疾病防控^{[14, 16]}。文化功能是指海洋生态系统为人类提供的休闲娱乐、旅游景观、美学及科研价值等服务。Costanza等^[13]将文化功能分为休闲娱乐和文化服务两类, 也有学者进一步在文化功能中扩展出了科研价值^[19-20], 但在MA中并未提及科研价值的概念。鉴于科研价值在文化功能中的重要性, 本文认为可以基于Costanza等^[13]的分类方法, 将科研价值归入文化功能。支持功能是指海洋生态系统所提供的物质循环、初级生产与生境等服务功能。作为上述三项功能的基础和保障, 支持功能的涵盖范围较广。MA将营养循环和初级生产归入支持功能, 也有学者在MA的基础上, 增加了物种多样性、生物多样性等服务功能^{[3, 21-22]}。部分学者认为, 支持功能已体现了其他三项功能的内在价值^[23], 因此在生态系统价值评估的过程中, 存在重复核算的情况^[7-8]。鉴于海洋生态系统的复杂性, 对其服务功能的分类应当依据当地政策和管理需求适当调整^{[7, 23-24]}。

本文根据赤潮致灾因子与海洋生态系统的特点对部分生态系统服务功能分类进行整合, 从而更好地服务于实际政策和管理需求。

1.2 赤潮对其服务功能造成的损害

赤潮会对海洋生态系统的供给服务造成损害。赤潮的发生直接影响海洋食品生产服务, 尤其是渔业资源和海水养殖业^[25]。赤潮生物产生的毒素可在贝类、鱼类等生物体内积累, 导致水产品质量下降甚至不能食用。此外, 赤潮导致的水体缺氧可引起养殖生物大量死亡, 造成直接产量损失。其次, 赤潮灾害会影响海洋生态系统的生物控制调节功能。赤潮发生后, 各类海洋生物的数量波动较大, 且其数量呈减少趋势, 对有害赤潮生物的威胁将在短时间内显著降低, 不利于对有害生物的控制。

对于具有文化服务功能的海域, 赤潮会改变海水颜色、透明度, 并可能伴有异味, 导致滨海旅游和休闲娱乐价值降低。赤潮期间, 海水浴场关闭、滨海旅游活动暂停, 造成旅游业损失; 甚至影响科普研学、文化审美等功能。此外, 赤潮灾害会破坏海洋生态系统的物种多样性维持和营养物质循环功能。赤潮导致的水质恶化、缺氧等不利条件将影响大多数海洋生物的生存, 进一步引起物种组成变化, 导致该水域的生物多样性下降, 同时影响氮、磷等营养物质循环过程。

对于生态系统服务功能分类及赤潮对其造成的损害情况总结见表 1, 本文也从这4个方面进行赤潮灾害对海洋生态系统服务功能损害的价值评估。

2 生态系统服务功能价值化评估方法

基于生态经济学相关理论, 生态系统功能是生态系统所体现出来的各种功效和作用, 例如能量转移、养分循环等; 生态系统服务则是生态系统对人类的价值功能, 主要反映了人类能够直接或间接从生态系统中获得的好处或惠益。对于生态系统服务价值的准确评估, 是科学开展生态规划、实现资源优化配置的前提, 对于保障区域内与区域间当代及代际的公平性、推动区域可持续发展具有关键意义。

与传统经济学定义的服务不同, 绝大多数生态系统服务具有公共物品属性, 缺乏相应的市场价格, 也无法在市场上直接进行交易, 因而往往被排除在市场机制之外; 仅有一小部分具备市场价格的生态系统服务可进行评估与交易。目前, 对其价值化评估主要分为三类, 即能值分析法、物质量法和价值量法。

2.1 能值分析法

生态系统是指在一定空间范围内, 生物群落与非生物环境通过能量流动和物质循环的相互作用、相互依存而构成的具有自我调节功能的统一整体。从能流的角度看, 生态系统是由能流构成的网络, 通过利用能量流进行系统的自组织过程, 以维持系统平衡。能值是指在产品或劳务的形成过程中, 直接或间接投入应用的有效能总量, 通常以太阳能值为统一衡量尺度^[23]。能值分析法主要以能值为共同基准, 将生态系统内流动和储存的各类物质和能量转换为同一标准的能值, 进行定量分析^[26]。该方法由Odum^[27]提出, 旨在从生态系统贡献者的角度, 将各类不同等级、不同类别的物质或能量转换为同一标准的能值, 以评估生态系统服务价值, 为量化评估生态系统服务价值提供了能量学的基础。

能值分析法理念的提出被誉为生态学研究中的伟大创举, 该方法解决了不同类别能量因为其能质和能级的差异而无法换算的问题。自然资源、商品和劳务等均可以通过能值衡量其真实价值, 使不同类别的能量转换为同一客观标准, 从而进一步定量比较。此外, 该方法能够将生态系统与人类社会经济系统有效地联系起来, 有助于理解并揭示生态环境与经济发展之间的内在关联, 为人类认识生态系统提供了重要的度量依据。但是, 该方法也存在一定的局限性, 产品的能值分析过程较为复杂, 实际操作难度较大。能值反映了物质产生过程中所消耗的太阳能, 但无法体现人类对生态系统服务的需求, 即支付意愿也无法反映生态系统服务价值的稀缺性。其次, 能值转换率表示单位能量(或物质)由多少太阳能转化而来, 但对于某些与太阳能关联较弱甚至无关的物质(如地球中的矿物质元素、地热等), 难以通过太阳能进行准确度量, 这在实际应用中构成一定挑战。其难点和重点在于难以对系统的能流、物流、货币流和信息流进行能值的综合分析, 从而建立起可比较的能值指标体系^[28]。此外, 由Odum^[27]提出的太阳能值转换率虽能够满足较大范围区域的研究需要, 但对较小区域或个体能值分析的适用性仍有待进一步探究和确认。对于海洋生态系统能值分析方法的发展和实践仍需开展更加深入的研究工作。

2.2 物质量法

物质量法是基于生态系统服务功能对生态系统的产品产量与生态系统服务量进行评估, 如粮食产量、固碳量、水资源提供量、土壤保持量、自然景观吸引的旅游人数等。该方法强调从物质量的角度对生态系统服务进行评价, 不受服务市场的价格波动、通货膨胀等因素影响, 能够较客观地反映生态系统的结构、功能及生态过程的动态变化, 体现出生态系统服务的可持续性^[29-31]。当服务功能市场价格可获取时, 该方法能够进行价值量的换算; 同时, 便于与地区间、年际间的生态系统服务进行比较, 有利于地区内不同尺度单元生态补偿的差异化决策^[31]。然而, 由于缺少货币化的价值评估数据, 仅采用物质量评估法难以提升民众环保意识。由于各类生态系统服务的单位和量纲不同, 相关数据不便加和、汇总与比较分析, 已成为物质量评估法较明显的缺陷。

2.3 价值量法

价值量评估法强调将生态系统服务进行货币化分析, 将生态资源转化为经济语言。该方法主要分为两类, 一是由Costanza等^[13]提出的单位面积价值当量因子法, 即通过核算生态系统服务功能的单位价值量和产生生态系统服务的面积, 以计算整个区域的价值量。二是基于市场价值法或非市场价值法对物质量进行价值量换算的评估方法^[32-33]。

2.3.1 当量因子法

Costanza等^[13]发表了关于生态系统服务功能价值评估的文章, 在全球掀起了生态系统服务价值核算的热潮。该文将生态系统分为16个生物群落, 涉及17项生态系统服务功能价值评估。其中与海洋生态系统相关的服务功能有10项, 海洋范围包含了开阔海域和近岸海域(含河口、海草床及珊瑚礁等)。当量因子法首先区分不同种类的生态系统服务功能, 基于可量化的标准构建出针对不同类型的生态系统服务功能价值当量, 最终结合生态系统提供的服务功能分布面积进行核算评估^[34]。

1997年全球生态系统服务功能的平均价值为33万亿美元, 相当于当年全球国民生产总值的1.7倍^{[13, 35]}。考虑到生态系统服务功能的形成与生态系统的结构和功能密切相关^[36-37], 谢高地等^[34]基于Costanza等^[13]的理念, 结合专家经验, 构建出不同生态系统类型、不同生态系统服务功能价值的时间和空间动态评估方法。当量因子法的结果直观, 数据需求量少^{[34, 38]}, 核算简便且具有规范性^[38]; 但其核算结果为平均值, 导致核算结果不够精准, 无法全面反映出区域内具体生态系统的特征及其生态价值等问题^[38-39]。由于缺乏近海生态系统服务功能及其价值的相关研究数据, 目前该方法主要应用于陆地生态系统^[34]。对于我国海洋生态系统的服务价值评估, 很多学者不得不基于Costanza等^[13]提出的标准当量因子法进行计算, 导致评估结果不够准确, 无法真实反映我国近海生态系统的服务价值。

2.3.2 价值量评估法

价值量评估法主要基于市场价值法和非市场价值法核算生态系统服务价值^[33], 适用于生态系统服务功能价值的货币化评估, 是目前损失价值评估的主流方法。基于灾害经济学相关理论与1999年美国国家研究委员会的评估报告, 将自然灾害损失划分为直接经济损失(简称直接损失)和间接经济损失(简称间接损失)。直接损失一般在致灾因子发生的过程中产生, 如赤潮灾害导致大量海洋生物死亡, 因此常用以评估养殖业、捕捞业等相关损失, 主要依据可交易的市场价格进行损失价值评估。通常采用直接市场法, 该方法数据获取渠道便捷、可靠, 信息准确度较高, 却因服务价值随市场价格的波动、通货膨胀等因素而产生不确定性影响。间接损失(包含对未来收入的损失)是在灾害发生以后的一段时间内所产生的, 是直接损失产生的连锁反应, 主要包含对旅游业、人类健康的影响及海洋生态系统结构和服务功能的损失等。由于间接损失主要基于人类偏好或感知价值, 目前缺乏可交易的市场价格, 难以通过货币价值进行衡量, 因此存在局限性和不准确性, 这也是国际上价值量评估法所面临的主要技术难题。

(1) 直接市场法

该方法基于可交易的市场价格, 结合受损生物量进行评估。目前广泛应用于海洋生态系统服务中的供给功能, 如养殖业、捕捞业等。依据国家标准《海洋生态资本评估技术导则》(GB/T 28058—2011)^[40], 海洋生物的平均市场价格应采用评估海域临近的海产品批发市场的同类海产品批发价格进行核算^[40]。物质量的评估范围涵盖了鱼类、甲壳类、贝类、藻类、头足类和其他等六类海洋生物^[40]。

(2) 间接市场法

该方法分为替代市场法和模拟市场法。

替代市场法采用了揭示偏好价值评估法对海洋生态系统服务价值进行核算。通过考察人们与市场相关的具体消费行为, 尤其在与环境联系紧密的市场中实际支付的价格或从中获得的利益, 从而间接推断出消费者对所处具体环境的偏好程度, 以此估算环境质量变化所带来的经济价值变动^[41]。替代市场评估法主要包括替代市场价格法、替代成本法、旅行费用法等, 目前主要应用于海洋生态系统服务中的供给功能(氧气生产)和文化功能(休闲娱乐与文化服务)等。

模拟市场法采用了陈述偏好价值评估法对海洋生态系统服务价值进行核算。旨在强调消费者对于假定的生态系统服务情景的具体反应, 目前国际上主要采用条件价值法进行评估。通过问卷调查的方式, 考察受访者在假设(或模拟)市场下的经济行为, 以获得消费者支付意愿对服务价值进行计量的评估方法。该方法适用于对环境等具有无形效益的公共物品进行价值评估^[42], 目前主要应用于海洋生态系统服务中的支持功能(物种多样性等)价值评估。

以上三类评估方法各具优势与特点, 当服务于不同类型的生态系统服务功能价值评估时, 可根据实际需求, 对不同评估方法的应用进行优先级选择排序。例如, 物质量法和价值量法可相互补充。能值法和物质量法主要从生态系统贡献者的角度出发, 较充分、客观地反映生态系统的动态特征及其服务功能的可持续性^{[29, 31]}。有学者认为币值化未考虑生态系统服务功能的时空动态异质性^{[33, 43]}, 主要通过支付意愿进行价值判断, 所得数据和观点较为主观。能值货币率(单位货币的能值当量)能将能值法和价值量法有效结合, 通过能值衡量货币价值。

总之, 价值量法能够较准确地反映生态系统服务的市场稀缺性, 有利于进一步成本效益分析; 由于币值化衡量具有统一性优势, 利于后续服务价值的交换、加和汇总和综合比较, 有效弥补了物质量法的显著缺陷。此外, 由于人们对货币价值具有明显且较敏锐的感知, 币值化的评估结果能够更加快速且有效地被人们所接受, 有利于提升民众环保意识。因此, 结合赤潮灾害的致灾因子及特点, 本文将进一步探讨赤潮灾害对海洋生态系统服务功能损害的价值量评估方法。

3 赤潮对海洋生态系统服务功能损害的价值化评估方法

如上所述, 赤潮是一种产生于海洋生态系统内部的异常生态现象, 是导致正常生态系统服务功能受损或崩溃的一种灾害。对于赤潮灾害导致的海洋生态系统服务功能损害, 也应从供给功能、调节功能、文化功能和支持功能几方面进行评估。但长期以来赤潮灾害损失价值化评估方法尚未形成完整、统一的评价体系, 人们大多从赤潮导致的渔业资源损失(海水养殖和捕捞业损失)等进行直接损失评估^[44], 无法从赤潮对海洋生态系统结构与功能破坏的角度进行系统、完整的损失价值评估。《赤潮灾害损失调查与评估指南》(HY/T 0386—2023)^[45]主要从海水养殖业损失、滨海旅游业损失、人体健康影响、工业取排水损失以及灾害应急管理费用几方面进行赤潮灾害损失评估, 对海洋生态系统服务功能损害的价值评估尚存空白。为此, 本文基于前两部分论述的理论与方法, 结合国内外文献调研, 参考、借鉴我国《海洋生态资本评估技术导则》^[40]与《赤潮灾害损失调查与评估指南》^[45], 在归纳总结现有方法的基础上, 创新性地建立了赤潮对海洋生态系统服务功能损害的价值化评估方法。

3.1 供给功能

海洋生态系统供给功能主要包括食品生产、原材料和氧气生产等。赤潮的发生打破了食物链的动态供需平衡, 由于缺氧、中毒或窒息等情况发生, 导致海洋生物大量死亡, 食品生产和原材料供给功能受损^[25]。此外, 赤潮的发生使得海洋生态系统释放氧气的功能受到影响, 损害了氧气生产的供给功能。

3.1.1 食品生产

食品生产功能是指在初级生产总值中可提取作为食品的部分, 海洋生态系统包含了渔业捕捞、海水养殖等^[13]。鱼类、甲壳类、贝类、海藻类及其他等均以海产品的形式进行食品供给, 食品生产功能受损带来的经济损失可采用市场价值法评估, 即通过海洋生物市场交易的平均价格和海洋生物受损量进行计算。该方法的信息易获取、数据准确, 应用广泛; 货币化的评估结果便于衡量比较, 易于提升民众的环保意识。

市场价值法的计算公式如下:

$ {V_F} = \mathop \sum \limits_{i = 1}^n \left( {{Q_{{F_i}}} \times {P_{{F_i}}}} \right), $

(1)

其中, ${V_F}$表示赤潮对影响海域生态系统食品生产服务功能造成的价值损失(单位: 万元); ${P_{{F_i}}}$表示该海域作为食品的某种受损海洋生物种类i的平均市场价格(单位: 万元/kg); n代表受损海洋生物的种类数目; ${Q_{{F_i}}}$表示由于赤潮导致该海域某种海洋生物种类i的实际损失数量(单位: kg)。受损海洋生物的平均市场价格, 建议采用受灾海域临近的海产品批发市场中同种类海产品批发价格进行计算, 计算方法可参考我国《海洋生态资本评估技术导则》附录E-水产品的平均市场价格计算方法^[40]。

3.1.2 原材料

作为海洋生态系统供给功能中的重要组成部分, 鱼类、甲壳类、贝类、海藻类及其他等除了可作为食品供给之外, 也可作为医药原料、化工原料及饵料产品等原材料(含各类海洋生物体可作为原料的部分), 其价值评估方法可参考食品供给功能的市场价值法, 计算公式如下:

$ {V_M} = \mathop \sum \limits_{i = 1}^n \left( {{Q_{{M_i}}} \times {P_{{M_i}}}} \right), $

(2)

其中, ${V_M}$表示赤潮对影响海域生态系统原材料供给服务功能造成的价值损失(单位: 万元); ${P_{{M_i}}}$表示该海域能产生某种原料i的平均市场价格(单位: 万元/kg); n代表受损原料的种类数目; ${Q_{{F_i}}}$表示由于赤潮导致该海域能产生某种原料i的实际损失数量(单位: kg)。受损原料的平均市场价格, 建议采用受灾海域临近的原料市场中同类原料价格进行计算, 具体计算方法可参考我国《海洋生态资本评估技术导则》^[40]。

3.1.3 氧气生产

赤潮发生后期, 生物分解过程消耗氧气, 水体中的氧含量减少, 破坏海洋生态系统的结构和功能, 损害氧气生产功能。目前, 氧气生产的价值评估主要采用替代成本法进行核算, 计算公式如下:

$ {V_{{{\text{O}}_2}}} = {Q_{{{\text{O}}_2}}} \times {P_{{{\text{O}}_2}}}, $

(3)

其中, ${V_{{{\text{O}}_2}}}$表示赤潮对影响海域生态系统氧气生产调节功能造成的价值损失(单位: 万元); ${P_{{{\text{O}}_2}}}$表示工业生产氧气的单位成本(单位: 万元/t); ${Q_{{{\text{O}}_2}}}$表示因发生赤潮该海域氧气的损失量(单位: t), 可采用该海域正常情况下浮游植物和大型藻类通过光合作用产生的氧气数量进行计算, 具体方法可参考我国《海洋生态资本评估技术导则》^[40]。

3.2 调节功能

海洋生态系统调节功能主要包括气体调节、干扰调节、生物控制和废弃物处理等服务。鉴于赤潮灾害具有突发性和持续时间相对较短等特点, 对于气体调节、干扰调节和废弃物处理调节功能的影响较弱。但是, 赤潮的发生会导致其他相关生物数量减少, 破坏原有的食物链、生物链平衡, 对生态系统的生物控制调节功能产生较大影响。自然生态系统中有害生物往往受其天敌控制, 生物控制服务功能主要强调对有害生物的控制, 本文主要是指对赤潮生物的控制。在正常的海洋生态系统中, 赤潮未发生时, 浮游动物与浮游植物“互相制衡”, 维持着海洋生态系统的平衡。随着浮游动物数量的动态变化, 对浮游植物数量和赤潮生物生长均会产生影响。浮游动物、底栖贝类、细菌等生物控制着赤潮生物的数量变化, 在一定程度上减少了赤潮发生的可能性。赤潮发生后, 这些生物数量下降, 致使其对赤潮灾害的防控功能丧失。

目前, 国内对于海洋生态系统生物控制功能损害的价值化评估方法研究较少, 国家标准(GB/T 28058—2011)^[40]和《赤潮灾害损失调查与评估指南》(HY/T 0386—2023)^[45]未涵盖相关评估方法。本文参考Costanza等提出的单位面积价值当量因子法, 建议计算公式如下:

$ {V_C} = S \times {U_C}, $

(4)

其中, ${V_C}$表示赤潮对影响海域生态系统生物控制调节功能造成的价值损失(单位: 万元); S表示赤潮发生的实际海域面积(单位: m²); ${U_C}$表示赤潮造成生物控制服务功能的单位面积损失价值量(单位: 万元/m²), 该当量因子可以借助Costanza等^[13]提出的评估方法, 结合我国实际情况, 予以矫正获得。

3.3 文化功能

海洋生态系统为人类提供了休闲娱乐、旅游景观、美学及科研价值等服务功能, 统称为文化功能。赤潮的发生无疑对海洋生态系统文化服务功能造成极大程度的破坏。滨海沿岸作为旅游景区为人类提供了休闲娱乐与文化服务功能, 赤潮的发生导致受灾海域内旅游人数减少, 对当地滨海旅游业与文化服务产生了消极影响。赤潮对影响海域文化功能的损失可通过旅行费用法(个人)进行评估, 对科研服务功能的损害本文不进行评估。依据我国《海洋生态资本评估技术导则》^[40], 该方法计算公式如下:

$ {V_L} = \left( {\overline {TC} + CS} \right) \times Q, $

(5)

其中, ${V_L}$表示赤潮对影响海域生态系统休闲娱乐与文化功能造成的价值损失(单位: 万元); $\overline {TC} $表示受灾海域内单个游客的平均旅行支出费用(单位: 万元/人); CS表示单个游客的消费者剩余(单位: 万元/人); Q表示该海域未发生赤潮时的旅游总人数(单位: 人), 具体计算方法可参考《海洋生态资本评估技术导则》^[40]。

3.4 支持功能

与供给功能、调节功能和文化功能不同, 支持功能强调保证海洋生态系统主要服务功能所必需的基础功能, 对人类会产生间接影响, 且该影响需要通过较长时间得以体现。赤潮的发生会影响物种多样性的维持功能, 影响着氮、磷等营养物质循环过程, 损害海洋生态系统的营养物质循环服务功能。

3.4.1 物种多样性

赤潮严重威胁着海洋生物的物种多样性。由于赤潮生物快速增殖与消亡, 导致海洋环境严重缺氧或产生硫化氢等有害物质, 且灾害后期海洋生物因缺氧或中毒而大量死亡, 严重破坏了海洋生态系统的物种多样性维持功能, 可采用条件价值法进行损失价值评估。建议采用受灾海域毗邻行政区(省、市、县)的城镇人口对该海域内的海洋保护物种以及当地有重要价值的海洋物种支付意愿进行评估。计算公式如下:

$ {V_S} = \sum WT{P_j} \times \frac{{{P_j}}}{{{H_j}}} \times R, $

(6)

其中, ${V_S}$表示赤潮对影响海域生态系统物种多样性维持功能造成的价值损失(单位: 万元); $WT{P_j}$表示对物种多样性维持的支付意愿, 即受灾海域内第j个沿海行政区(省、市、县)以家庭为单位的物种保护支付意愿的平均值(单位: 万元/户); ${P_j}$表示受灾海域内第j个沿海行政区(省、市、县)的城镇人口数(单位: 万人); ${H_j}$表示受灾海域内第j个沿海行政区(省、市、县)的城镇平均家庭人口数(单位: 人/户); R表示被调查群体的支付率。式中支付意愿的计算方法可参考《海洋生态资本评估技术导则》附录Ⅰ-物种多样性维持支付意愿的计算方法^[40]。

3.4.2 营养物质循环

赤潮的发生无疑会对营养物质循环过程造成影响, 使其服务功能受损^[46]。海洋生态系统的营养物质循环功能主要分为两方面, 一是指氮、磷、硅等营养物质在海洋生物体、水体、沉积物内部及其相互之间的物质循环, 支撑着海洋生态系统的正常运转和动态平衡; 二是指海洋生态系统在全球物质循环过程中起着为陆地生态系统补充营养物质的重要作用。本文参考Costanza^[13]和谢高地等^[34]提出的单位面积价值当量因子法, 建议计算公式如下:

$ {V_N} = S \times {U_N}, $

(7)

其中, ${V_N}$表示赤潮对影响海域生态系统营养物质循环支持功能造成的价值损失(单位: 万元); S表示赤潮发生的实际海域面积(单位: m²); ${U_N}$表示赤潮造成营养物质循环服务功能的单位面积损失价值量(单位: 万元/m²), 该当量因子可以借助Costanza等^[13]提出的评估方法, 结合我国实际情况, 予以矫正获得。

综上所述, 赤潮对海洋生态系统服务功能损害价值化评估方法可分别体现在对海洋生态系统四大服务功能的损害上, 其价值化评估方法总结见表 2。因此, 赤潮灾害总损失(${V_T}$)评估的计算公式如下:

$ {V_T} = {V_F} + {V_M} + {V_{{{\text{O}}_2}}} + {V_C} + {V_L} + {V_S} + {V_N}, $

(8)

其中, ${V_T}$表示赤潮灾害总损失; ${V_F}$表示赤潮对影响海域生态系统食品生产服务功能造成的价值损失; ${V_M}$表示赤潮对影响海域生态系统原材料供给服务功能造成的价值损失; ${V_{{{\text{O}}_2}}}$表示赤潮对影响海域生态系统氧气生产调节功能造成的价值损失; ${V_C}$表示赤潮对影响海域生态系统生物控制调节功能造成的价值损失; ${V_L}$表示赤潮对影响海域生态系统休闲娱乐与文化功能造成的价值损失; ${V_S}$表示赤潮对影响海域生态系统物种多样性维持功能造成的价值损失; ${V_N}$表示赤潮对影响海域生态系统营养物质循环支持功能造成的价值损失。

4 案例分析

2012年, 福建遭受了一次赤潮灾害事件, 累计受灾面积323 km², 导致当地水产养殖生物大规模死亡, 直接经济损失达20.11亿元^[47]。本文以该事件为案例, 依据公开统计资料^[47]、监测报告、相关文献^[48]和部分假设, 应用本文前面论述的方法, 对其造成的海洋生态系统服务的价值损失进行了评估分析, 结果如表 3所示。

根据上述结果分析可以看出, 该次赤潮灾害对海洋生态系统服务造成的总损失约为27.93亿元。其中, 供给服务损失为20.11亿元, 占总损失的72.00%; 调节服务损失为890.00万元, 占比0.32%; 文化服务损失为7.73亿元, 占比27.68%。整体来看, 赤潮灾害对供给服务和文化服务的影响较为显著, 而对调节服务的直接货币化损失相对较小, 这一结果与沿岸海域以养殖功能为主的实际状况相符。该案例分析结果表明, 基于本文方法可以将赤潮灾害对海洋生态系统造成的损害转化为可比较的货币量, 并对其造成的不同生态系统服务功能损失进行细分, 证实了“无形”的生态系统损害不可忽视, 从而能够为赤潮灾害损失评估、防灾减灾决策及生态补偿提供参考。

5 结论

作为赤潮防灾减灾的重要依据, 赤潮对海洋生态系统损害的价值化评估至关重要。本文以联合国“千年生态系统评估(MA)”报告的分类体系为参考, 将海洋生态系统服务功能分为四大类: 供给服务、调节服务、文化服务和支持服务。基于赤潮的特点与生态系统四大服务功能, 本文在系统综述赤潮灾害对海洋生态系统服务功能损害价值化评估方法的基础上, 构建了面向赤潮特征的评估方法分类体系, 旨在为后续实证研究提供方法论支撑, 为赤潮防灾减灾提供重要科学依据。

1) 赤潮灾害对海洋生态系统各项服务功能的影响主要体现在以下几方面: 影响食品生产、原材料和氧气生产服务等供给功能; 影响生物控制服务等调节功能; 影响休闲娱乐与文化服务等文化功能; 影响物种多样性维护与营养物质循环服务等支持功能。赤潮灾害对不同类型生态系统服务功能的影响存在差异。赤潮的发生对海洋生态系统的供给、文化和支持功能的影响较大。由于赤潮具有周期性、突发性和持续时间较短等特点, 对调节服务功能的影响相对较小。

2) 针对生态系统各项服务功能损害的主要价值评估方法可归纳为: 能值法、物质量法和价值量法。鉴于币值化具有统一的衡量标准, 结果具有可比性, 易被民众接受; 且价值量法能够较准确地反映市场的稀缺性, 赤潮对海洋生态系统损害的价值化评估宜选择价值量法, 主要包含市场价值法、替代成本法、旅行费用法与条件价值法等。