海洋健康指数及其在中国的应用前景*

刘志国，叶属峰，邓邦平，蔡 芃

（1．国家海洋局东海环境监测中心 上海 200137；2．海洋赤潮灾害立体监测技术与应用国家海洋局重点实验室 上海 200081）

海洋健康指数及其在中国的应用前景*

刘志国1，2，叶属峰1，2，邓邦平1，2，蔡 芃1，2

（1．国家海洋局东海环境监测中心 上海 200137；2．海洋赤潮灾害立体监测技术与应用国家海洋局重点实验室 上海 200081）

为保障从海洋获得可持续的收益，需要一个全面和定量的评估和监测人类—海洋生态系统健康及可持续性的综合指标。海洋健康指数为我们提供了一个新的全面评估海洋生态系统健康的方法。文章介绍了海洋健康指数的概念、评估方法及全球评估结果，并针对中国的海洋环境现状，对其在中国的应用价值和未来发展前景进行了初步探讨。

海洋生态系统；生态系统健康；海洋健康指数

海洋占据了地球约70%的面积，是世界上独一无二的最大资产。根据Costanza及其同事1997年估算所有生态系统服务的全球商业价值为每年33万亿美元，而海洋提供的生态系统服务价值每年达23万亿美元，超过每年总价值的2／3［1］。目前，全球70亿人当中，有将近一半的人生活在海岸带及其附近区域。人类通过过度捕捞、海岸带开发和污染改变了海洋生态系统，虽然通过这些活动获益，但却降低了海洋生态系统为现在和未来提供服务的能力［2］。因此，迫切需要一种新的评估方法来指导人类持续发展和海洋生态系统健康之间的矛盾关系，对不同区域和时段的海洋生态系统健康进行横向和纵向的比较。

海洋健康指数（ocean health index，OHI）是一个评估海洋为人类提供福祉的能力及其可持续性的综合指标［3］。作为一种科学严谨的指数，海洋健康指数揭示了海洋健康的变化及趋势，可从不同的时间和空间尺度对海洋生态系统健康进行评价和比较，从而促使公众、政府和企业共同努力来改善海洋健康的薄弱环节。2012年8月16日出版的《Nature》，公布了采用该指标体系计算的全球海洋生态系统的评价结果。这一成果很快引起了多方关注，该指数可能将作为在联合国 《生物多样性公约》的一个重要指标，并在联合国大会的第一次全球综合海洋评估被采用。本文对海洋健康指数的计算方法和结果进行了总结归纳，结合我国海洋生态系统的实际情况，对海洋生态系统在我国的应用前景进行了初步的分析和探讨，以期推进我国海洋生态系统管理的发展。

1 海洋健康指数的框架和意义

1.1 海洋健康指数的框架和分析方法

（1）评价框架。海洋健康指数是在坚实的科学基础上，通过整合和收集研究数据并进行科学分析，建立了一套多角度的、全面的评估和监测海洋健康的体系，将多项指数归纳为10个目标 （Goal），从食物供给、非商业捕捞、天然产品、碳汇、生计、旅游与度假、清洁的水、生物多样性、地区归属感、海岸带保护等这10个目标来评估海洋生态系统的健康 （图1和表1）。这10个目标在保证数据一致性的基础上，既可以单独评估，也可以在一个地区、国家甚至整个海洋的尺度上进行整体评估与比较。

式中：I为海洋健康指数得分；αi为各目标权重；Ii为各目标得分，它是由当前状况和近期未来状况来共同确定，即

式中：Ii为目标i得分；xi为当前状况为近期未来状况。

当前目标i的状况xi代表当前值 （Xi）同参考值的比值，取值范围最终限定在0～100之间，即

图1 海洋健康计算概念框架

表1 海洋健康指数10个评估目标及其参照点的选取

式中：δ为贴现率；β代表趋势对压力和抵抗的相对重要程度。

（3）指标权重。OHI在进行全球评估时，为了考虑数据的可比性，10个目标的权重被认为是同等地位的，采用了等权重的分配方式。但同时该系统也提供了不同的权重体系，各目标的权重被分为了高 （0．15）、中（0．10）和低 （0．05）3个档次，以体现不同的价值观 （保护主义者、非开发者、开发者和大强度开发）（表2）。然而并非所有的地区都适用于10个目标的评估内容，这时不涉及部分的权重将被重新分配到其他参评部分当中。

表2 不同潜在价值体系下的10个目标指标权重

1.2 全球海洋健康评价结果

海洋健康指数动用了近100个全球数据库来评估上述10个目标。数据分析在美国国家生态学分析与综合研究中心的主导下由多方合作完成。每一个评估目标的状况都将被用作计算海洋健康指数的分数，分数通过百分制表示。除了对全球海洋的健康进行评价以外，也将对地区的海洋健康做出评价。海洋健康指数除了提供全球性的得分之外，也对全球171个专属经济区进行了打分。

英国 《自然》杂志8月15日发布的研究报告结果显示，全球海洋总平均分正好为60分，这表明全球海洋健康状况差强人意，还有很大的改善空间［3］。从各国的评价得分来看，全球各国海域的得分的分布范围在36分～86分之间，其中1／3低于50分，只有5%的沿海国家得分高于70分，得到最低分36分的海域位于西非沿海，而最高分86分由太平洋上的贾维斯岛海域获得。从不同区域来看西非、中东和中美洲国家得分较低，部分北欧、加拿大、澳大利亚和热带岛国和未开发区域得分较高。

1.3 海洋健康指数的意义

海洋健康指数揭示了海洋健康的变化及趋势，从而促使公众、政府和企业共同努力来改善海洋健康的薄弱环节。海洋健康指数是一种兼顾人类利益和海洋及自身生物需求的新方法。海洋健康指数提供了一个标准化的、定量的、透明直观的且具可扩展性的评价方法，以用于科学家、管理者、决策者和公众更好地了解、跟踪和参与生态系统的状况和战略，以改善海洋生态系统健康。

首先，通过海洋健康指数的评价结果，我们既可以获得全球海洋健康的综合分布态势，也可以了解某单一方面的分布格局，从而从全球尺度了解不同区域海洋健康的现状，并了解自身所处的健康等级。国家间的和单个方面得分的得分差异，为我们理解海洋健康的原因和后果提供了新的视野。整体的指标结果符合预期的单峰分布，所有国家的分数不超过86分而大多数低于70。“自然产品”“碳汇”和 “海岸带保护”造成了国家间的差异，因为其数值的扁平型分布，且目标分值差异很大；而 “食物供给”与 “旅游和休闲”则影响最大，因为通常来说该项得分很低。“旅游和休闲”被证实很难由受限制的数据进行模拟，从而导致很多国家的该项得分很低。“生物多样性”指标分数很高，但是这个结果准确地反映出已知海洋生物相对较少的风险，且该项目标的参考价值不在于原始性的种类丰富而是所有物种种群的稳定。

其次，比较单方面的得分能为全球尺度和国家尺度的海洋健康的改善提供指导。除一些发达国家在渔业管理获得成果外，通过野生渔业捕捞和养殖获得的食物供给远小于通过这两种途径能够获得的供给量。“海岸带保护”可以影响很多指标 （“碳汇”“海岸带保护”和 “生物多样性”），同样也会降低很多国家的指数得分。提高红树林、盐沼、沼泽和海藻床的保护和恢复能够通过影响多个方面显著提升海洋健康。更有效和全面的海岸带和物种保护能够直接提高 “区域归属感”和 “生物多样性”方面的得分，间接提高生态承载力。努力改善海洋带民生、环境敏感的沿海城市化区域，提高卫生基础设施水平将会提高 “海岸带生计和经济”“旅游和休闲”和 “清洁的水”方面的得分。

再次，该指数反映的是人类－自然生态系统的健康，也给管理者提供了改善海洋生态系统健康的不同途径。既可通过良好的保护——保护生物多样性高的地区 （存在价值）和归属感 （文化和美学价值）获得高分，也可通过高度开发——提供食物和自然资源来获得高分。获得相同或相似的得分的国家给出了不同途径获得相同指标得分的实例。如，美国和英国分数分别为63和61，但是获得这两个分数的各方面的得分存在很大差异。英国在 “食物供给”和 “自然产品”方面获得高分，而美国在“海岸带保护”和 “海岸带生境和经济”得分更高。以贾维斯岛由于保护程度很高且很多开采性指标不适用于该岛而获得高分；而德国则因在8个评估目标表现良好而也能获得高分。

2 海洋健康指数在中国的应用前景

2.1 我国海洋生态环境现状与挑战

我国海洋环境的主要问题表现在：海洋生态系统退化，滨海湿地散失，生物多样性和珍稀物种日趋减少；海洋生态灾害频发，赤潮、绿潮等灾害性生态异常现象频现；陆源入海污染严重，主要河流污染物总量庞大、超标问题日益严重；海洋生态服务功能受损，局部功能破坏，生境破碎化；渔业资源种群再生能力下降，近海过度捕捞，产卵场和栖息地丧失，养殖污染；河口生态环境负面效应凸显，大型水利工程的兴建对河口及近海生态环境的负面效应已逐步显现。

《2011年中国海洋环境质量公报》结果显示，我国管辖海域海水环境状况总体较好，但近岸海域海水污染依然严重。主要污染区域分布在黄海北部近岸、辽东湾、渤海湾、江苏沿岸、长江口、杭州湾、浙江北部近岸、珠江口等海域［4］。“十一五”期间近岸海域生态系统健康状况恶化趋势尚未得到有效缓解，大部分海湾、河口、滨海湿地等生态系统仍处于亚健康状况。至2010年，处于健康、亚健康和不健康状态的海洋生态监控区分别占14%、76%和10%。主要表现在水体富营养化、河口产卵产退化、生境丧失或改变、生物种群结构异常等［5］。

2.2 海洋生态系统健康的研究进展

目前，我国海洋生态系统健康评价还处于实验和摸索阶段，尚未形成一套成熟的方法，这一学科涉及的研究领域较宽，内容较多，制约海洋生态系统维持和发展的因素，及相互之间的关系也较为复杂。这就导致了海洋生态系统健康评价研究的复杂性、多学科综合性和多因子的系统性。

目前国内从理论和事件上对海洋健康的评价已经开展了一些研究，并获得了一些研究成果。研究方法上大体可以归纳为指标物种或特定物质指示法和指标体系法两种［6］。从方法的比较来看，指标体系法较为合理科学，指标物种法存在着一些明显的缺点：① 指示物种的筛选标准不明确，有些采用了不合适的类群，对于海洋生态系统来说，很难选择到合适的类群来表征其状态；② 指示物种的一些监测参数的选择也会给评价带来偏差。鉴于海洋自身的特点，很难选择合适的监测参数。从研究区域来看，已在辽河口、海河口、莱州湾、胶州湾、长江口、珠江口［7－12］等不同区域开展了很多实例研究，并对不同区域的海洋健康状况获得了认识。国家海洋局也制定了 《近岸海洋生态健康评价指南》（HY／T087－2005），每年公布我国海洋生态监控区健康状况。但从整体上来说，我国海洋生态系统健康评价还处于探索阶段，尚未形成成熟的评价方法，其结果评价具有区域性和阶段性。

2.3 海洋健康指数在中国的应用前景

在全球评价结果中，中国海域得分为53分，低于全球平均水平，表明我国海洋生态系统健康状况整体较差。就其不同方面的得分而言，各方面差异很大，得分最高的为 “非商业捕捞”获得了89分，最低的 “旅游与度假”为0分，虽然其计算的方法和数据获取途径可能仍存在争议，但通过不同评估目标的比较，能够反映出目前我国海洋健康的一些不足之处。通过不同评估目标的得分比较，可以看到我国在“碳汇”、 “海岸带保护”、 “旅游与度假”、 “生计”、 “地区归属感”和 “清洁的水”等评估目标尚存很大的改善空间 （表3）。

表3 中国海洋健康指数的10个评估目标得分及成因

海洋健康指数的提出为我国海洋环境健康提出了一种新的思路和方法，虽然海洋健康指数已经成功的对全球的海洋健康状况进行了评估，但在中国的海洋生态系统健康评价中并不能完全套用，需进行相应的修改和完善。

（1）评估指标的修订。由于海洋生态系统的巨大和复杂，筛选合适的指标来评价其健康存在一定难度。海洋生态系统健康评价指标的度量存在很大难度，尚需做更多工作，虽然OHI提供了一套完整的评价指标体系，但其在中国的适用性有待于进一步的验证，其评价目标和指标也有待于根据我国的实际情况进行修改和完善。如在评价目标层方面 “地区归属感”主要针对岛屿国家和具有传统海洋文化的国家和地区，对于我国的适用性并不强。在具体评价指标方面，“旅游与度假”中采用了 “国际到达人数”来取代实际旅游人数，实际上忽略了数量庞大的国内旅游人数；计算方法的优化，在当前的海洋健康指数中，许多指标的计算采用了相对优劣的比较方法，如在 “旅游与度假”这一目标的评价当中，以人口基数作为参考指标，造成了国家间分数悬殊，大部分多人口国家得分过低，该目标的得分实际上成为国家人口多少的比较。在实际应用当中，应根据我国国情对计算方法进行优化，以反映实际问题。另外，各目标和指标的权重目前是根据全球评估的需要而设置，需根据中国海洋环境的实际情况和特征重新分配计算。

（2）保证数据的可获取性和衔接性。海洋健康指数的计算指标数量繁多、综合性强，横跨环境、生物、经济、旅游等多个领域。如“生计”和 “旅游与度假”中涉及就业率、人均收入、旅游人数等许多数据为其他部门掌握，在实际操作中可建立与其他相关部门的沟通机制，以保证数据的获取，部分难以获得的指标可采用易获取的数据集作为替代性指标。另外，应注意和已有数据的衔接性，如在多个评估目标中均涉及生态系统类型，在我国的实际应用中可采用目前已采用的 “河口生态系统、海湾生态系统、滩涂湿地生态系统、珊瑚礁生态系统、红树林生态系统、海草床生态系统”的分类方法，以保证数据的完整度和与以往数据的衔接性。

（3）简明性和可操作性。评估指标概念应当明确，易测易得。评价指标的选择要考虑我国的经济发展水平，无论从方法学和人力、物力上，均要符合我国现有生产力水平，同时还要考虑各技术部门的技术能力。为保证评价指标的准确性和完整性，评价指标要可测量，数据便于统计和计算，有足够的数据量，并在时间上能够获得延续。当前海洋健康指数的指标体系涉及各个行业的上百项指标，且计算方法复杂，因此可适当筛选代表性指标作为各个目标的评价指标，并适当简化计算方法。

（4）试点与推广。在海洋健康指数的具体实现方法上，可采用理论研究—实验示范—全面推广的研究模式实施。首先在OHI评价的研究体系上，结合已有研究成果，建立适用于中国海域的海洋健康体系评价方法，随后在典型区域进行示范工作，待完善成熟后，全国推行。

3 结束语

我国目前已经进入到一个以建设以人为本，社会经济全面发展为目标的和谐社会的历史新时期。当前我们所面临的情况是，一方面我国经济快速发展，取得了举世瞩目的成就；另一方面，由于人口多、经济结构不合理和有些地方对自然资源的掠夺式开发等原因，仍然面临着过度捕捞、鱼类产卵场严重退化、海洋富营养化、海岸侵蚀、生境丧失或改变、赤潮次数增加、外来物种入侵等生态问题。这两方面的矛盾已经成为严重制约我国社会经济可持续发展的障碍。解决这一矛盾的根本出路在于更新观念、调整政策、改善对生态系统的管理，保持海洋生态系统健康，并提高向人类社会提供服务的能力。采用OHI提出的理念和建立的方法，结合我国实际情况，通过各个部门间的相互合作，在各个尺度上系统、全面地开展海洋生态系统评估工作，为各级决策机构和管理部门提供生态、环境决策方面的科学依据，是一项亟待开展的工作和任务。

［1］ COSTANZA R．Frontiers in ecological economics：transdisciplinary essays by Robert Costanza［M］．London：Cheltonham，1997．

［2］ HALPERN B S．A global map of human impact on marine ecosystems［J］．Science，2008，319：948－952．

［3］ HALPERN B S，LONGO C，HARDY D，et al．An index to assess the health and benefits of the global ocean［J］．Nature，2012，488：615－620．

［4］ 国家海洋局．2011年中国海洋环境质量公报［EB／OL］．（2012－06－30）［2012－11－05］http：／／www．soa．gov．cn／soa／hygb／hjgb／webinfo／2012／06／1340488547415825．htm．

［5］ 国家海洋局．2010年中国海洋环境质量公报［EB／OL］．（2012－06－30）［2012－11－05］．http：／／www．soa．gov．cn／soa／hygb／hjgb／webinfo／2010／06／1305507673142596．htm．

［6］ 祁帆，李晴新，朱琳．海洋生态系统健康评价研究进展［J］．海洋通报，2007，26（3）：97－104．

［7］ 刘春涛，刘秀洋，王璐．辽河河口生态系统健康评价初步研究［J］．海洋开发与管理，2009，26（3）：43－48．

［8］ 彭涛，陈晓宏．海河流域典型河口生态系统健康评价［J］．武汉大学学报：工学版，2009，42（5）：631－634．

［9］ 杨建强，崔文林，张洪亮，等．莱州湾西部海域海洋生态系统健康评价的结构功能指标法［J］．海洋通报，2003，22（5）：58－63．

［10］ 冷悦山．胶州湾海洋生态系统健康评价研究［D］．青岛：国家海洋局第一海洋研究所，2008．

［11］ 叶属峰，刘星，丁德文．长江河口海域生态系统健康评价指标体系及其初步评价［J］．海洋学报，2007，29（4）：128－136．

［12］ 周晓蔚，王丽萍，郑丙辉．长江口及毗邻海域生态系统健康评价研究［J］．水力学报，2011，42（10）：1201－1217．

国家高技术发展计划项目（“863”计划）（2007AA092001；2006AA09Z169）；海洋公益专项（200805080）；国家海洋局重点实验室开放研究基金课题（MATHAB20120203）．