围填海对潍坊北部沿海地区湿地生态系统服务功能损害影响研究

马 龙，张洪欣，苏 婕，路晓磊，孟 涛，马志忠

(1.山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室， 山东 青岛 266033；2.国家海洋局北海海洋技术保障中心， 山东 青岛 266033)

生态系统服务功能是指自然生态系统及其物种所提供的能够满足和维持人类生活需要的条件和过程[1]。换个角度说，是指生态系统与生态过程所形成及其维持人类赖以生存的自然环境条件与效用。但是，因为生态系统提供的各种物品和服务是没有成本的，研究中相应的“价值”不是经济学上所谓的成本值，而是人类根据生态系统所提供的物品和服务的资源价值进行描述，因此并不是人类真正要支付的价格[2]。生态系统服务的价值就是运用经济学的手段和方法将生态系统服务功能进行货币化研究。

近年来，生态学家和经济学家在评价生态系统服务及自然资本价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主编的《Nature’s Service: Societal Dependence on Natural Ecosystem》一书、Costanza等人在《Nature》杂志上发表的“The value of the world’s ecosystem services and natural capital”以及联合国启动的千年生态系统评估(Millennium Ecosystem Assessment，MEA)项目。Daily[1]首先系统介绍了生态系统服务的概念、服务价值评估方法、不同生态系统的服务等，为后续开展生态系统服务奠定了良好的基础条件。Costanza等人[3]则在其研究中，将生态系统提供的产品(Goods)和服务(Services)统称为生态系统服务，首次系统地设计并测算了全球自然环境为人类所提供服务的价值，并把全球生态系统提供给人类的生态服务功能分为17种类型。2001年联合国启动的千年生态系统评估项目中，对生态系统服务重新进行了定义[4]：人类从生态系统中获得的效益，包括生态系统对人类可以产生直接影响的供给服务、调节服务和文化服务以及对维持生态系统其它服务具有重要作用的支持服务。该成果也成为影响生态系统服务评估的最主要文献之一，其评估的框架和思路得到学术界和管理者的普遍认可，对于推动生态系统服务研究的发展具有重要意义。

围填海作为沿海地区缓解土地供求矛盾、扩大社会生存和发展空间的有效手段，为海洋经济的发展起到了重要的促进作用。滩涂、湿地资源作为潍坊北部沿海最重要的海洋资源之一，在其海洋开发战略中发挥着至关重要的作用。但围填海意味着滨海湿地生态系统自然属性的永久性改变，不可避免地对滨海湿地所具有的生态系统服务功能造成影响。本文结合我国目前围填海现状，以潍坊北部沿海地区围填海为例，通过对湿地生态系统服务功能进行科学、全面的分析和评价，探讨围填海对湿地生态系统服务功能造成的各种负面影响，并根据适当的计算方法获得围填海造成的生态服务功能价值损失，为分析围填海工程综合损益提供依据，并为围填海形成后的生态恢复提供技术参考。

1 研究区域概况

潍坊北部沿海地区地处山东半岛中北部，莱州湾顶部，是整个潍坊沿海开发战略的核心地带，同时也是山东省规划黄河三角洲高效生态经济区的重要组成部分，区位优势明显。海岸线全长约140 km。

通过国家海域动态信息管理系统，对潍坊北部沿海地区已确权围填海项目信息进行了搜集，截止至2013年5月，该区域已确权围填海面积共计9 601.23 hm2，其中围海用海6 558.59 hm2，填海造地3 042.64 hm2。从用海类型上看，主要为渔业用海、交通运输用海和特殊用途用海。

2 围填海对该区域湿地生态系统服务功能的损害及价值评估

2.1 该区域主要的生态系统服务功能类型

结合潍坊北部沿海地区湿地生态系统的自然特征、当前的开发利用模式以及滨海地区的海洋经济发展状况，本文将湿地生态系统服务分成4类14项服务(见图1)。由于围填海活动不可避免占用海域，因此会对当地养殖业产生一定影响，从而进一步影响湿地生态系统为人类提供的食品生产和原料生产的功能。其次，海洋浮游植物及养殖的大型藻类通过光合作用会释放氧气并固定CO2，此外在光合作用过程中还会吸收水体中的氮和磷，起到水质净化的作用，因此围填海活动也会对氧气生产、气候调节及水质净化等部分调节服务产生一定影响。再次，由于湿地生态系统本身还会给人类提供旅游娱乐和知识扩展服务等功能，因此也会对相应服务功能产生影响。其他服务，如基因资源、干扰调节、生物控制等，根据目前所获取的资料还不能确定是否会对其产生影响以及影响程度如何。因此，本文选择受围填海活动影响较大的服务开展评估。经初步判定，该区域湿地生态系统服务功能损害主要表现在以下几个方面：1)食品生产；2)原料生产；3)氧气生产；4)气候调节；5)水质净化；6)旅游娱乐；7)知识扩展服务。

由于围填海活动对支持服务功能的影响均已渗透到其他三种服务中，因此在计算过程中暂不考虑，本文主要评估围填海对上述7种主要生态系统服务功能的价值。

2.2 围填海对该区域湿地生态系统服务功能损害的价值评估

2.2.1 食品生产

食品生产服务主要是指滨海湿地生态系统为人们生活提供鱼、虾、蟹、贝等海产品的服务。由于围填海将永久性地占用海域，而且将造成该海域海洋生物资源的永久损失。因此，围填海造成食品生产服务价值的损失，可根据围填海直接占用海域内海产品的价值损失进行计算。

根据统计资料数据，结合该海域海水养殖业的增加值，以及由于围填海占用而损失的海水养殖面积来综合计算食品生产服务的价值损失。计算公式为：

(1)

其中，P1为食品生产服务的价值损失；S1为围填海占用的海水养殖面积；Fs为该区域内海水养殖业的增加值；S0为区域内海水养殖面积。其中，Fs、S0均可从当地海洋经济统计年报中获得。

根据2011年潍坊市统计年鉴，2010年潍坊北部沿海地区(主要包括寿光、滨海开发区和昌邑)海水养殖面积共计67 836 hm2，海水养殖增加值84 559万元，单位面积海水养殖增加值为1.25万元/hm2。潍坊北部沿海地区围填海共占用海水养殖面积9 601.23 hm2，围填海造成的食品生产服务价值损失共计11 972.73万元。用海年限按照50年进行计算，平均到每年为2.40×102万元。

2.2.2 原料生产

在本文的评估中，原料生产的价值已基本包含在食品生产计算中，因此不再重复进行计算。

2.2.3 氧气生产

针对潍坊北部沿海地区湿地生态系统氧气生产价值的评估，主要考虑海洋浮游植物进行光合作用释放的氧气。对于其他海洋藻类，由于缺乏资料，未将其列入其中。相应的评估方法主要以影子工程法来计算围填海造成的滨海湿地气体调节服务价值损失。根据光合作用方程式，植物每生产1 g干物质会吸收1.63 g CO2，释放1.19 g O2。计算公式为：

P2= (1.63C1+1.19C2)·X·S

(2)

式中：P2为气体调节功能价值损失；X为初级生产力；S为围填海面积；C1为固定CO2的成本；C2为释放O2的成本。

根据目前国际上通用的碳税率标准和我国的实际情况，采用我国的造林成本和国际碳税标准的平均值770元/t作为碳税标准，即C1；C2取工业制氧现价400元/t[5-6]。根据2004～2010年对莱州湾海域进行的调查研究资料[7]，该海域初级生产力的平均值为825 mg·C/m2·d，因此气体调节功能的价值损失为5.01×103万元/年。

2.2.4 气候调节

滨海湿地及其植被作为天然屏障能够缓解或减轻风暴潮及海浪等对沿岸地区的冲击，在某种程度上能够起到削弱对近岸海洋工程的破坏作用。由于潍坊北部沿海地区处在莱州湾风暴潮频发和严重的区域，每年受风暴潮影响均会产生重大的经济损失。沿海防护堤工程的建设以防御沿海风暴潮灾害为主要目的，具备防潮、防浪及防沙的功能，兼具汛期行洪排涝、控制海域污染、生态环境恢复等功能，是保证潍坊市“三北”地区开发和滨海新城建设的重要屏障，对促进潍坊市经济发展和城市建设具有重要意义。目前，潍坊北部沿海地区通过围填海已修建完成了沿海防护堤一、二期工程。

通过新建沿海防潮堤可以有效保护围填海区内人们的生产生活安全，在一定程度上替代了滨海湿地的服务功能，因此，围填海造成的湿地气候调节服务价值损失可采用影子工程法进行估算，即通过围填海新建围堤的成本费用来计算。计算公式为：

P3=Cn/n

(3)

式中，P3为干扰调节服务价值损失；Cn为新建海堤造价；n为计算年限，一般取50年。

根据沿海防护堤建设工程可行性研究报告，一、二期工程造价分别为47 263万元和112 386万元。因此，根据(3)式计算围填海造成的气候调节服务价值损失为3.19×103万元/年。

2.2.5 水质净化

海洋可以祛除人类排入的多种废弃物，但由于缺乏系统和长期的研究和监测，目前尚不能对所有污染物的处理功能进行评估。对于潍坊北部沿海地区，本文主要考虑浮游植物对N和P的生物净化作用。围填海造成的水质净化服务价值损失采用替代成本法进行计算。计算公式为：

P4=∑SiDiCi

(4)

式中，P4为水质净化服务价值损失；Si表示第i种污染物影响海域的面积；Di表示第i种污染物的数量；Ci表示处理第i种污染物单位数量的成本。

浮游植物在进行光合作用时，是按一定的比例(Redfield比值)吸收C、N和P的，Redfield比值为C∶N∶P=106∶16∶1[8]。基于该区域的初级生产力和Redfield比值，可以确定浮游植物移除N和P的数量。

对于N和P的祛除成本，采用生活污水处理成本氮1.5元/千克，磷2.5元/千克[9]，因此围填海造成的水质净化服务价值损失为7.22×102万元/年。

2.2.6 旅游娱乐

主要是指滨海湿地为人们提供旅游、观鸟、摄影、垂钓等活动的场所、机会和条件，使人们得到美学体验和精神享受的服务。旅行费用法用消费者剩余代替生态系统的服务价值，导致其结果难以与通过其它方法得到的货币度量结果相比较。因此，为便于与其它服务价值评估结果比较，本文采用了旅游业的增加值评估旅游娱乐服务价值。

根据2010、2011和2012年潍坊市国民经济和社会发展统计公报，滨海旅游业增加值分别为7.43×102万元、6.52×102万元和6.65×102万元，取这三年数据的平均值作为滨海旅游业的增加值，即：6.87×102万元。因此，潍坊北部沿海地区围填海造成的休闲娱乐服务价值损失为6.87×102万元/年。

2.2.7 知识扩展服务

主要是海洋提供影视剧创作、文学创作、教育、美学、音乐等的场所和灵感的功能，以及为研究者和学生提供科学研究、野外实践等活动的场所、内容和对象，使人们对大自然的认识和了解更加深刻的服务。计算公式为：

P6=V3×S

(5)

式中，P6是知识扩展服务价值损失；V3是单位面积科研文化服务功能价值；S为围填海占用的具有科研文化服务价值的海域面积。

科研文化服务价值目前主要利用科研经费投入或调查人们的支付意愿来计算，或者参考国内外相关研究成果。采用成果参照法，取陈仲新等[10]计算出的我国单位面积湿地生态系统平均科研价值382元/hm2·年作为计算湿地科研价值的参数，潍坊北部沿海地区围填海造成的科研文化价值损失为3.66×102万元/年。

3 结果与讨论

3.1 数据结果在一定程度上能客观反映出围填海所造成的湿地生态系统服务功能价值损失是巨大的

根据潍坊北部沿海地区海洋资源、环境及开发利用现状等数据，利用市场价值法、造林成本法、影子工程法、成本替代法、成果参照法等方法，计算得出了该区域围填海造成的湿地生态系统服务功能价值损失值为1.02×104万元/年，单位面积损失为1.06万元/hm2·年。

从表1中不难看出，该区域供给服务功能价值损失最大，为52.5×102万元/年，占总价值损失的51.4%；其次为调节服务功能，其价值损失为39.12×102万元/年，占总价值损失的38.3%；文化服务功能价值损失最少，为10.53×102万元/年，占总价值损失的10.3%。这充分说明，在潍坊北部沿海地区，湿地生态系统主要提供供给服务功能，用于进行食品生产、原料生产及氧气生产。

本文在计算氧气生产、水质净化及知识扩展服务功能方面主要参考了国内外研究成果或者相关数据，从理论上讲并不能完全代表本海域的基本属性特征，会对计算结果可能产生一定误差。甚至由于计算方法、统计数据或者生态系统服务功能分类的不同与国内一些研究成果存在一定差异，如：王静等[9]以江苏海门市滨海新区围填海工程为例，计算出海门滨海新区围填海造成的生态服务功能价值损失值为2878.3万元/年，单位面积损失为1.87万元/hm2·年。张慧[11]利用市场价值法、替代花费法等方法估算了填海造地对青岛前湾海洋生态系统价值损失总值为2814.71万元/年。但是，该数据在一定程度上能够客观反映出围填海造成的生态服务功能价值损失是巨大的，可为计算同类海域围填海生态损失提供参考，提醒人们在追求围填海经济效益的同时，不能忽视围填海对生态环境的破坏，为客观评价围填海的综合损益提供依据。

3.2 计算围填海所造成的湿地生态系统服务功能损害必须考虑时间尺度

湿地生态系统每年都在为人类提供各种功能服务，但是围填海活动对湿地生态系统造成的损害却是永久性的，并且不可恢复。从填海造地活动造成的生态影响上看，虽然在进行用海申请审批之前针对该海域水动力环境的变化会借助数值模拟方式辅助判断变化趋势和程度，但是不可否认的是，它确实改变了当地水动力环境。水动力条件的改变会导致沿岸泥沙冲淤的变化，同时也会进一步影响海洋生物的栖息及生存环境。正是考虑到围填海活动对海洋生态环境所造成的不可恢复性，因此在计算生态损害价值时，必须要充分考虑货币的时间价值，即：围填海用海的使用年限。在本文中，用海年限一般按照50年进行测算，以最大限度计算围填海活动所造成的累计效应。因此，针对潍坊北部沿海地区，围填海造成的湿地生态系统服务功能价值损失值总计为5.10×105万元，单位面积损失值为53.12元/m2。

3.3 该区域的生态补偿标准可以参考单位湿地面积的损失值

自我国实行海域有偿使用以来对填海造地征收了海域使用金，但是由于征收标准过低(约为30元/m2)，在某种程度上造成了填海造地一味追求规模化、扩大化，从而对滨海湿地生态系统造成了不可恢复的影响。通过对潍坊北部沿海地区湿地生态服务功能价值的核算体现出：湿地的供给服务功能价值占主要价值，持续的过度依赖湿地的资源必然造成湿地的严重破坏。因此在缴纳海域使用金的同时，建议征收生态补偿金。相关标准可以参考围填海对潍坊北部沿海地区湿地生态系统服务功能单位面积的损失值。

但是必须要指出，针对湿地生态补偿及相关机制的建立，需要选择适宜该区域滨海湿地发展的渔业及捕捞资源开发利用模式，发展经济的同时完善渔业及捕捞资源增殖保护措施，切忌一味追求高产的捕捞和养殖；恢复湿地植被，加大对天然湿地的保护力度，加强对破坏湿地的恢复；建立完善的管理制度和法规、法律条例，加大监管制度和执法力度；对同一区域的湿地可以在实行统一管理的标准基础上，参照当地的经济文化和特质条件，将湿地的生态功能发挥到最大；发展湿地旅游资源，增加湿地的休闲文化价值。

4 对策和建议

随着经济全球化进程日益加快，区域经济一体化和产业的梯度转移成为世界经济发展的重要特征。潍坊北部沿海地区位于环渤海经济圈的南部节点，是山东省建设山东半岛蓝色经济区以及黄河三角洲高效生态经济区的重要组成部分。潍坊北部沿海地区的崛起填补了环渤海湾南岸相对薄弱的塌陷地带，有利于推动山东半岛城市群积极参与到环渤海经济圈的合作；在今后发展中要主动融入环渤海大区域的空间发展格局中，加强与环渤海其他地区间的协作与交流。此外，该区域区位优势明显、自然资源环境条件适宜、产业基础较好、基础设施基本具备、区域支撑能力较强。最重要的是，在山东省委、省政府出台的《关于支持黄河三角洲高效生态经济区又好又快发展的意见》中，将潍坊北部沿海地区作为黄河三角洲四个优先开发区域之一，以港口为中心，发挥废弃盐田、盐碱地和荒滩集中的优势，集中集约开发海域，并在土地、财政、金融、产业、重大基础设施项目建设等方面给予全方位扶持。

随着潍坊市发展重心向北移动，北部沿海地区逐渐成为潍坊市发展的前沿阵地。面对具有广阔前景的发展态势，土地资源的缺乏成为了制约该区域经济发展的主要因素，填海造地成为解决当前突出矛盾的一个重要途径。但是面对填海造地对湿地生态系统所造成的重要影响，必须要注重生态保护和修复，彻底杜绝简单、粗放式的用海方式，促进社会经济和生态环境的和谐发展。为此，提出以下建议：

4.1 建立用海的长效监测机制

(1)建议建立长效制的海洋环境追踪调查和监测机制。在(用)填海阶段，实施海区水文、泥沙和水下地形跟踪调查，以评估用海对滩槽及工业区周边海岸、海床的稳定性影响，为后续工程用海提供科学依据。

(2)建议远期用海开发必须在近期开发实施完成，并进行了近期用海工程的回顾性评价后，方可论证其工程可行性。同时，海洋行政主管部门应对建设单位用海环境质量及各污染源主要污染物的排放源强的监测情况进行监督检查。

(3)建立海域使用监测、监察制度，成立相应机构和制定相应的管理体系，施工期间应建立定期和不定期海域环境监测、监察制度，对所发生的环境问题要及时发现，及时处理，确保海域环境、资源的可持续利用。

4.2 提高公众的环保意识

促进各级政府树立科学的发展价值观，有效地帮助公众提高对生态系统服务的认知程度，进而提高群众的整体环境意识。同时，通过生态系统服务功能价值的评估，能够使各级政府克服对生态环境重要性认识上的局限性，正确处理经济发展和生态环境保护之间的关系，促进各级部门树立科学的发展观，为决策部门“科学管海”、用海人“合理用海”提供清晰的指导。

4.3 为区域的生态功能区划和生态建设规划提供科学的指导

通过区域生态系统服务功能的定量评估研究，能够客观地找出区域内各生态系统服务功能的重要性，发现区域内生态系统敏感性空间分布特征，确定优先保护生态系统和优先保护区，为生态功能区的划分和生态建设规划提供科学的依据。

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