溢油對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在價(jià)值損害的評(píng)估——以“塔斯曼?！陛喴缬褪鹿蕿槔?/h1>
2020-05-13 00:40:42嚴(yán)志宇付紅蕊
海洋科學(xué) 2020年4期
嚴(yán)志宇, 孫 冰, 付紅蕊, 任 杰
溢油對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在價(jià)值損害的評(píng)估——以“塔斯曼?！陛喴缬褪鹿蕿槔?/p>
嚴(yán)志宇, 孫 冰, 付紅蕊, 任 杰
(大連海事大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 遼寧 大連 116026)
作者籍以能值和生態(tài)炯分析, 將海洋生態(tài)內(nèi)在價(jià)值補(bǔ)充到溢油損害評(píng)估中, 并以“塔斯曼?！陛喴缬褪鹿蕿槔? 分析了生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在價(jià)值損害評(píng)估的特點(diǎn)。結(jié)果表明溢油生態(tài)內(nèi)在價(jià)值損害大于對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的損害, 前者是后者的6.9倍; 能值變化反映對(duì)資本積累的損害, 生態(tài)炯更突出了溢油對(duì)初級(jí)生產(chǎn)力的生態(tài)系統(tǒng)的影響。本評(píng)價(jià)是現(xiàn)有溢油損害評(píng)價(jià)的補(bǔ)充, 可為徹底、有效環(huán)境治理、生態(tài)修復(fù)提供保障, 對(duì)海洋開發(fā)管理決策和公眾環(huán)保意識(shí)的提高將有積極的影響。
溢油損害; 海洋生態(tài)內(nèi)在價(jià)值; 能值; 生態(tài)炯
溢油對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的影響是巨大的, 溢油事故損害評(píng)估可為索賠提供技術(shù)依據(jù), 索賠的及時(shí)性和充分性關(guān)系到溢油清除、環(huán)境恢復(fù)等海洋治理的效率和水平。更重要的是, 合理的評(píng)估結(jié)果對(duì)海洋開發(fā)與管理、公眾的生態(tài)保護(hù)意識(shí)有著深遠(yuǎn)影響。從溢油損害評(píng)估的發(fā)展可看出中國對(duì)生態(tài)認(rèn)識(shí)逐漸重視和清晰, 以前主要是對(duì)清理油污的費(fèi)用、財(cái)產(chǎn)方面的經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行評(píng)估, 后來開展了對(duì)生態(tài)生物資源損害評(píng)估[1], 生態(tài)服務(wù)價(jià)值的損害[2], 進(jìn)而對(duì)生境、生物質(zhì)量進(jìn)行價(jià)值損失評(píng)估研究[3]。隨著溢油成本在擴(kuò)大, 對(duì)其損失的評(píng)估范圍和深度也應(yīng)重新認(rèn)識(shí), 需要對(duì)生態(tài)價(jià)值有全面和客觀的認(rèn)識(shí), 并研究出合理的核算方式。目前人們對(duì)于海洋生態(tài)價(jià)值的認(rèn)識(shí)及其對(duì)決策支持的研究一般基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值考慮, 這是以人類效用的角度衡量生態(tài)系統(tǒng)的價(jià)值[4]。一些重要研究已開始關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)在價(jià)值[5-7](或稱自然資本價(jià)值[8])。所謂內(nèi)在價(jià)值是指事物自身的、內(nèi)含的價(jià)值, 與其是否有用無關(guān)[9]。這一種非功利主義的價(jià)值是其存在價(jià)值。作者以溢油的生態(tài)損害評(píng)估為切入點(diǎn), 籍以能值(emergy)理論、生態(tài)炯(eco- exergy)理論, 探討生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在價(jià)值的損害評(píng)估方法, 將其補(bǔ)充到傳統(tǒng)的溢油損害評(píng)估中, 使得海洋生態(tài)內(nèi)在價(jià)值的考慮融入到海洋治理決策制定之中。
1 海洋生態(tài)內(nèi)在價(jià)值損害的評(píng)估
1.1 評(píng)估理論
為避免以人的主觀為價(jià)值判斷標(biāo)準(zhǔn)、以效用論為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)學(xué)評(píng)價(jià), 需要從生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)在本性判斷其存在價(jià)值, 建立所謂生態(tài)中心主義的評(píng)價(jià)體系。能量是生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)力, 生態(tài)系統(tǒng)的成分、結(jié)構(gòu)、過程及功能都與之有關(guān)。能值, 就是進(jìn)入系統(tǒng)流動(dòng)和貯存的某種能量, 一般生態(tài)系統(tǒng)中所貯存的多為太陽能。以能值為基準(zhǔn), 將所有成分的量轉(zhuǎn)化為太陽能值, 生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的種類組成和物種多樣性、群落的空間結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)就都有了“歸一性”的量化。溢油發(fā)生后, 這種“歸一性”的量值的變化可以評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)在規(guī)模上受到的影響, 它反映的是存貯價(jià)值或維系價(jià)值的損害。
能值和生態(tài)炯相結(jié)合, 可以從生態(tài)系統(tǒng)自身存在、運(yùn)行發(fā)展的角度上共同評(píng)價(jià)其內(nèi)在價(jià)值。在溢油評(píng)價(jià)中可以將其補(bǔ)充到基于市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中, 從而支持面向海洋資源可持續(xù)管理的決策過程。
1.2 計(jì)算方法
能值的計(jì)算在于將不同物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能量, 并貨幣化。以下是生態(tài)系統(tǒng)中能值計(jì)算公式, 和文獻(xiàn)相比, 形式上略有調(diào)整[13]:
m=n·(2)
m$=m/mR(3)
式中:n為能量(J);M為評(píng)價(jià)范圍內(nèi)生物的干質(zhì)量(g);為評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的生物種類;H為生物的熱值, (J/g);m為能值(sej);為能值轉(zhuǎn)換率(sej/g);m$為能值的貨幣價(jià)值(美元);mR為能值的貨幣比率(sej/美元)。
評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)炯的計(jì)算如下[10], 與文獻(xiàn)中的形式略有調(diào)整:
x$=x·xR(5)
式中:x為生態(tài)系統(tǒng)在評(píng)價(jià)范圍和評(píng)價(jià)期間內(nèi)的生態(tài)炯值(kJ);d為單位質(zhì)量生物碎屑的自由能(kJ/g);為單位質(zhì)量的生物轉(zhuǎn)化為生物碎屑的質(zhì)量;R為生物的周轉(zhuǎn)率(a–1);為評(píng)價(jià)時(shí)間(a);m$為生態(tài)炯的貨幣價(jià)值(美元);xR為生態(tài)炯的貨幣比率(美元/kJ)。
上述值的變化量用來進(jìn)行溢油對(duì)生態(tài)內(nèi)在價(jià)值的損害評(píng)估, 即:
非生物成分的能量包括太陽能、風(fēng)能、雨水(化學(xué)能)、潮汐能、波能, 無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)的能值, 在溢油損害評(píng)估中, 暫不考慮其變化。
1.3 參數(shù)確定
上述公式中的一些參數(shù), 可根據(jù)文獻(xiàn)確定: 所得生物質(zhì)量數(shù)據(jù)為濕質(zhì)量′時(shí), 則干質(zhì)量M=M′× 0.2[14];H一般取4kcal/g×4186J/kcal, 魚類取5.5 kcal/g×4186 J/kcal, 浮游動(dòng)物2×104J/g[12];數(shù)據(jù)來自文獻(xiàn)[15]; 全球范圍內(nèi)物種的太陽能值轉(zhuǎn)換率為1.26×1025sej/種[16], 評(píng)價(jià)范圍內(nèi)則為1.26×1025sej/種× (評(píng)價(jià)面積/全球面積);mR取8.70×1012sej/美元[16];d一般取18.7 kJ/g[12];來自文獻(xiàn); 貨幣比率為1.40× 10–5美元/kJ[18]。
2 塔斯曼海輪溢油事故評(píng)價(jià)示例
2002年11月23日在天津大沽口東部海域馬耳他籍郵輪“塔斯曼?！陛啺l(fā)生原油泄漏事故。該事故調(diào)查和賠償結(jié)果已被公開[19]。作者以此為示例, 評(píng)價(jià)該溢油事故的生態(tài)內(nèi)在價(jià)值損失, 并與其他損失進(jìn)行比較, 探討生態(tài)內(nèi)在價(jià)值評(píng)價(jià)的意義。
2.1 評(píng)價(jià)邊界
空間范圍上, 污染面積按260 km2計(jì)算, 評(píng)價(jià)面積/全球面積=5.10×10–7, 深度取渤海平均深度18 m。溢油后的生物值獲取時(shí)間是不同的, 浮游生物是溢油后1周監(jiān)測(cè)值, 其他是十幾個(gè)月后。本著盡量不高估損失的準(zhǔn)則, 生態(tài)炯的評(píng)價(jià)時(shí)間范圍定為1周。利用可獲得的公開數(shù)據(jù)中的生物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià), 包括: 浮游生物、底棲生物和天然魚類資源等; 生物多樣性僅有浮游植物的數(shù)據(jù)。
2.2 計(jì)算結(jié)果
表1、2分別是根據(jù)可獲得數(shù)據(jù)[19]進(jìn)行的能值損失、生態(tài)炯損失評(píng)價(jià)結(jié)果。表1和表2計(jì)算結(jié)果之和為生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在價(jià)值總損失: 1.51×108美元。
在表1和表2的計(jì)算中, 可獲得的浮游植物和浮游動(dòng)物的數(shù)據(jù)以數(shù)量為單位, 即: 個(gè)/m3、個(gè)/m3, 需要換算為生物量。浮游植物按硅藻類計(jì)算, 0.005 mg/104個(gè)。浮游動(dòng)物體長(zhǎng)參考中華哲水蚤[20]平均值, 取3 mm。每個(gè)個(gè)體的質(zhì)量計(jì)算公式為:=0.02852.9505=0.0285× 32.9505=0.729 mg。式中,為體質(zhì)量(mg);為體長(zhǎng)(mm)。底棲動(dòng)物的權(quán)重轉(zhuǎn)換因子取的各型的平均值。
3 分析討論
從表1、表2可看出, 不同類型的生物在能值和生態(tài)炯評(píng)價(jià)結(jié)果中影響不同。能值結(jié)果中, 魚類影響最大, 大于浮游植物6個(gè)數(shù)量級(jí), 但是在生態(tài)炯的結(jié)果中, 魚類雖然也是影響最大, 但是只比浮游植物大兩個(gè)數(shù)量級(jí)。可見, 生態(tài)炯更突出了初級(jí)生產(chǎn)力的生態(tài)系統(tǒng)的地位。評(píng)價(jià)時(shí)間對(duì)生態(tài)炯的影響很大, 盡管只評(píng)價(jià)一周, 但可看出, 隨著評(píng)價(jià)時(shí)間范圍的增加,這種體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)造價(jià)值的生態(tài)炯的評(píng)價(jià)結(jié)果會(huì)占總結(jié)果相當(dāng)?shù)姆至?。能值和生態(tài)炯都是基于系統(tǒng)的方法, 為海洋生態(tài)損害評(píng)估提供了兩種互補(bǔ)的視角。從時(shí)間維度看, 能值變化反映生態(tài)系統(tǒng)在形成中累積的資本的損害, 而生態(tài)炯的變化則反映驅(qū)動(dòng)過程的損害, 這是本評(píng)價(jià)的重要特點(diǎn)。
表1 “塔斯曼?！陛喴缬蜕鷳B(tài)能值損失
表2 “塔斯曼海”輪溢油生態(tài)炯損失
根據(jù)文獻(xiàn)[19], “塔斯曼?！陛喓Ｑ笊鷳B(tài)環(huán)境價(jià)值損失計(jì)算結(jié)果為1.824億元人民幣, 其中直接利用價(jià)值損失為天然漁業(yè)資源捕撈業(yè), 為359.05萬元, 約占總損失的1.97%, 間接利用價(jià)值損失值約為1.788億元, 占98.03%。評(píng)價(jià)結(jié)果也顯示無形化商品價(jià)值的損害更大。而本文中表1、表2 的總評(píng)價(jià)結(jié)果(美元)根據(jù)2002年匯率換算成人民幣為: 1.51×108美元×8.28元/美元=1.26×109元, 是原評(píng)價(jià)結(jié)果的6.9倍。這還是在有限監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上進(jìn)行的評(píng)價(jià), 否則差距更大。例如, 在本評(píng)價(jià)中: 在時(shí)間上是按浮游生物的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)確定評(píng)價(jià)時(shí)間, 只計(jì)算一周, 生態(tài)炯的損失價(jià)值偏低; 評(píng)價(jià)項(xiàng)目上不完整, 因?yàn)樗@數(shù)據(jù)偏向于經(jīng)濟(jì)型生物, 無細(xì)菌、鳥類等, 在能值上沒有考慮營養(yǎng)鹽、生物碎屑的變化, 也沒有計(jì)算污油輸入等的影響。
經(jīng)濟(jì)價(jià)值以效用論為基礎(chǔ), 核算的是生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類有益的部分, 僅僅進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估是片面、狹隘的。生態(tài)內(nèi)在價(jià)值的評(píng)價(jià)是傳統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值的基礎(chǔ), 是環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)內(nèi)涵的真正體現(xiàn)。溢油損害評(píng)估中, 缺失生態(tài)內(nèi)在價(jià)值的損害評(píng)估, 除了影響環(huán)境治理外, 也影響海洋的開發(fā)和管理決策, 對(duì)公眾的環(huán)保意識(shí)有更長(zhǎng)遠(yuǎn)的負(fù)面影響。只有完整、徹底地評(píng)價(jià)生態(tài)價(jià)值, 才能激起人們對(duì)溢油事故及其損害有更強(qiáng)烈的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)。
由于認(rèn)識(shí)水平的限制, 目前對(duì)生態(tài)的內(nèi)在價(jià)值的評(píng)價(jià)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足海洋生態(tài)保護(hù)的需要。在上述溢油損害評(píng)估中, 沒能考慮生態(tài)炯在空間上分布的不同, 沒有考慮溢油作為污染物對(duì)生態(tài)炯的影響, 僅從生物量的減少來計(jì)算。另外, 對(duì)不同的生態(tài)系統(tǒng)、不同層次結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)功能上, 需要對(duì)能值和生態(tài)炯有更細(xì)的計(jì)算分析, 需要大量的生物和物理數(shù)據(jù), 更需要大量基礎(chǔ)研究工作。
4 結(jié)語
作者探討了用能值和生態(tài)炯評(píng)估海洋溢油生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在價(jià)值損害的評(píng)估方法, 并以“塔斯曼?！陛喴缬褪鹿蕿槔? 探討了海洋生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在價(jià)值損害特點(diǎn), 并與實(shí)際生態(tài)損害賠償結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明: 溢油對(duì)海洋生態(tài)內(nèi)在價(jià)值損害大于生態(tài)服務(wù)價(jià)值, 前者是后者的6.9倍, 僅用經(jīng)濟(jì)價(jià)值為基礎(chǔ)的核算會(huì)低估溢油對(duì)生態(tài)系統(tǒng)損害; 能值和生態(tài)炯的變化反映生態(tài)系統(tǒng)累積資本的損害, 而生態(tài)炯的變化則反映溢油對(duì)動(dòng)態(tài)過程的驅(qū)動(dòng)影響, 突出了對(duì)初級(jí)生產(chǎn)力的影響。
從能量角度進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值評(píng)估的一個(gè)關(guān)鍵問題是需要大量的生物和環(huán)境數(shù)據(jù)。雖然本評(píng)估項(xiàng)目并非詳盡無遺, 但可以作為未來深入研究的基礎(chǔ)。另外, 海洋生態(tài)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)功能一直是生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估的挑戰(zhàn), 其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的影響可作為進(jìn)一步研究的內(nèi)容。
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Assessment of the intrinsic value damage of marine ecosy-s-tems caused by oil spills: case study on the oil spill accident of the “Tasman Sea”
YAN Zhi-yu, SUN Bing, FU Hong-rui, REN Jie
(Environmental Science and Engineering Institute, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China)
Based on the analysis of emergies and eco-exergies, this paper supplements the intrinsic value of the marine ecology into the assessment of oil spill damage and analyzes the characteristics of the ecosystem intrinsic value damage assessment by considering the “Tasman Sea” oil spill accident as an example. The damage of the ecological intrinsic value is much greater than that of the ecological service value, and the former is 6.9 times the latter; the change of the emergy reflects the damage to resource accumulation, and the eco-exergy results highlight the impact of an oil spill on the ecosystem of the primary productivity. This evaluation is a supplement to the current oil damage assessments that can provide guarantee for thorough and effective environmental management and ecological restoration, and will have a positive impact on marine development management decision-making and public environmental awareness.
oil spill damage; intrinsic value of marine ecology; emergy; exo-exergy
Sep. 6, 2019
[Major Projects of the National Social Science Fund of China, No.17ZDA172; National Key Research and Development Program, No. 2016YFC1402301; Fundamental Research Funds for the Central Universities, No.3132019329]
X55
A
1000-3096(2020)04-0085-05
10.11759/hykx20190906003
2019-09-06;
2019-12-30
國家社科基金重大項(xiàng)目(17ZDA172); 國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題(2016YFC1402301); 中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(3132019329)
嚴(yán)志宇(1970-), 女, 浙江溫州人, 博士, 主要從事污水治理和海洋環(huán)境保護(hù)研究, E-mail: yanzy@dlmu.edu.cn; 孫冰,
, E-mail: sunb88@dlmu.edu.cn
(本文編輯: 譚雪靜)
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嚴(yán)志宇, 孫 冰, 付紅蕊, 任 杰
溢油對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在價(jià)值損害的評(píng)估——以“塔斯曼?！陛喴缬褪鹿蕿槔?/p>
嚴(yán)志宇, 孫 冰, 付紅蕊, 任 杰
(大連海事大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 遼寧 大連 116026)
作者籍以能值和生態(tài)炯分析, 將海洋生態(tài)內(nèi)在價(jià)值補(bǔ)充到溢油損害評(píng)估中, 并以“塔斯曼?！陛喴缬褪鹿蕿槔? 分析了生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在價(jià)值損害評(píng)估的特點(diǎn)。結(jié)果表明溢油生態(tài)內(nèi)在價(jià)值損害大于對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的損害, 前者是后者的6.9倍; 能值變化反映對(duì)資本積累的損害, 生態(tài)炯更突出了溢油對(duì)初級(jí)生產(chǎn)力的生態(tài)系統(tǒng)的影響。本評(píng)價(jià)是現(xiàn)有溢油損害評(píng)價(jià)的補(bǔ)充, 可為徹底、有效環(huán)境治理、生態(tài)修復(fù)提供保障, 對(duì)海洋開發(fā)管理決策和公眾環(huán)保意識(shí)的提高將有積極的影響。
溢油損害; 海洋生態(tài)內(nèi)在價(jià)值; 能值; 生態(tài)炯
溢油對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的影響是巨大的, 溢油事故損害評(píng)估可為索賠提供技術(shù)依據(jù), 索賠的及時(shí)性和充分性關(guān)系到溢油清除、環(huán)境恢復(fù)等海洋治理的效率和水平。更重要的是, 合理的評(píng)估結(jié)果對(duì)海洋開發(fā)與管理、公眾的生態(tài)保護(hù)意識(shí)有著深遠(yuǎn)影響。從溢油損害評(píng)估的發(fā)展可看出中國對(duì)生態(tài)認(rèn)識(shí)逐漸重視和清晰, 以前主要是對(duì)清理油污的費(fèi)用、財(cái)產(chǎn)方面的經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行評(píng)估, 后來開展了對(duì)生態(tài)生物資源損害評(píng)估[1], 生態(tài)服務(wù)價(jià)值的損害[2], 進(jìn)而對(duì)生境、生物質(zhì)量進(jìn)行價(jià)值損失評(píng)估研究[3]。隨著溢油成本在擴(kuò)大, 對(duì)其損失的評(píng)估范圍和深度也應(yīng)重新認(rèn)識(shí), 需要對(duì)生態(tài)價(jià)值有全面和客觀的認(rèn)識(shí), 并研究出合理的核算方式。目前人們對(duì)于海洋生態(tài)價(jià)值的認(rèn)識(shí)及其對(duì)決策支持的研究一般基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值考慮, 這是以人類效用的角度衡量生態(tài)系統(tǒng)的價(jià)值[4]。一些重要研究已開始關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)在價(jià)值[5-7](或稱自然資本價(jià)值[8])。所謂內(nèi)在價(jià)值是指事物自身的、內(nèi)含的價(jià)值, 與其是否有用無關(guān)[9]。這一種非功利主義的價(jià)值是其存在價(jià)值。作者以溢油的生態(tài)損害評(píng)估為切入點(diǎn), 籍以能值(emergy)理論、生態(tài)炯(eco- exergy)理論, 探討生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在價(jià)值的損害評(píng)估方法, 將其補(bǔ)充到傳統(tǒng)的溢油損害評(píng)估中, 使得海洋生態(tài)內(nèi)在價(jià)值的考慮融入到海洋治理決策制定之中。
1 海洋生態(tài)內(nèi)在價(jià)值損害的評(píng)估
1.1 評(píng)估理論
為避免以人的主觀為價(jià)值判斷標(biāo)準(zhǔn)、以效用論為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)學(xué)評(píng)價(jià), 需要從生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)在本性判斷其存在價(jià)值, 建立所謂生態(tài)中心主義的評(píng)價(jià)體系。能量是生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)力, 生態(tài)系統(tǒng)的成分、結(jié)構(gòu)、過程及功能都與之有關(guān)。能值, 就是進(jìn)入系統(tǒng)流動(dòng)和貯存的某種能量, 一般生態(tài)系統(tǒng)中所貯存的多為太陽能。以能值為基準(zhǔn), 將所有成分的量轉(zhuǎn)化為太陽能值, 生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的種類組成和物種多樣性、群落的空間結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)就都有了“歸一性”的量化。溢油發(fā)生后, 這種“歸一性”的量值的變化可以評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)在規(guī)模上受到的影響, 它反映的是存貯價(jià)值或維系價(jià)值的損害。
能值和生態(tài)炯相結(jié)合, 可以從生態(tài)系統(tǒng)自身存在、運(yùn)行發(fā)展的角度上共同評(píng)價(jià)其內(nèi)在價(jià)值。在溢油評(píng)價(jià)中可以將其補(bǔ)充到基于市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中, 從而支持面向海洋資源可持續(xù)管理的決策過程。
1.2 計(jì)算方法
能值的計(jì)算在于將不同物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能量, 并貨幣化。以下是生態(tài)系統(tǒng)中能值計(jì)算公式, 和文獻(xiàn)相比, 形式上略有調(diào)整[13]:
m=n·(2)
m$=m/mR(3)
式中:n為能量(J);M為評(píng)價(jià)范圍內(nèi)生物的干質(zhì)量(g);為評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的生物種類;H為生物的熱值, (J/g);m為能值(sej);為能值轉(zhuǎn)換率(sej/g);m$為能值的貨幣價(jià)值(美元);mR為能值的貨幣比率(sej/美元)。
評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)炯的計(jì)算如下[10], 與文獻(xiàn)中的形式略有調(diào)整:
x$=x·xR(5)
式中:x為生態(tài)系統(tǒng)在評(píng)價(jià)范圍和評(píng)價(jià)期間內(nèi)的生態(tài)炯值(kJ);d為單位質(zhì)量生物碎屑的自由能(kJ/g);為單位質(zhì)量的生物轉(zhuǎn)化為生物碎屑的質(zhì)量;R為生物的周轉(zhuǎn)率(a–1);為評(píng)價(jià)時(shí)間(a);m$為生態(tài)炯的貨幣價(jià)值(美元);xR為生態(tài)炯的貨幣比率(美元/kJ)。
上述值的變化量用來進(jìn)行溢油對(duì)生態(tài)內(nèi)在價(jià)值的損害評(píng)估, 即:
非生物成分的能量包括太陽能、風(fēng)能、雨水(化學(xué)能)、潮汐能、波能, 無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)的能值, 在溢油損害評(píng)估中, 暫不考慮其變化。
1.3 參數(shù)確定
上述公式中的一些參數(shù), 可根據(jù)文獻(xiàn)確定: 所得生物質(zhì)量數(shù)據(jù)為濕質(zhì)量′時(shí), 則干質(zhì)量M=M′× 0.2[14];H一般取4kcal/g×4186J/kcal, 魚類取5.5 kcal/g×4186 J/kcal, 浮游動(dòng)物2×104J/g[12];數(shù)據(jù)來自文獻(xiàn)[15]; 全球范圍內(nèi)物種的太陽能值轉(zhuǎn)換率為1.26×1025sej/種[16], 評(píng)價(jià)范圍內(nèi)則為1.26×1025sej/種× (評(píng)價(jià)面積/全球面積);mR取8.70×1012sej/美元[16];d一般取18.7 kJ/g[12];來自文獻(xiàn); 貨幣比率為1.40× 10–5美元/kJ[18]。
2 塔斯曼海輪溢油事故評(píng)價(jià)示例
2002年11月23日在天津大沽口東部海域馬耳他籍郵輪“塔斯曼?！陛啺l(fā)生原油泄漏事故。該事故調(diào)查和賠償結(jié)果已被公開[19]。作者以此為示例, 評(píng)價(jià)該溢油事故的生態(tài)內(nèi)在價(jià)值損失, 并與其他損失進(jìn)行比較, 探討生態(tài)內(nèi)在價(jià)值評(píng)價(jià)的意義。
2.1 評(píng)價(jià)邊界
空間范圍上, 污染面積按260 km2計(jì)算, 評(píng)價(jià)面積/全球面積=5.10×10–7, 深度取渤海平均深度18 m。溢油后的生物值獲取時(shí)間是不同的, 浮游生物是溢油后1周監(jiān)測(cè)值, 其他是十幾個(gè)月后。本著盡量不高估損失的準(zhǔn)則, 生態(tài)炯的評(píng)價(jià)時(shí)間范圍定為1周。利用可獲得的公開數(shù)據(jù)中的生物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià), 包括: 浮游生物、底棲生物和天然魚類資源等; 生物多樣性僅有浮游植物的數(shù)據(jù)。
2.2 計(jì)算結(jié)果
表1、2分別是根據(jù)可獲得數(shù)據(jù)[19]進(jìn)行的能值損失、生態(tài)炯損失評(píng)價(jià)結(jié)果。表1和表2計(jì)算結(jié)果之和為生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在價(jià)值總損失: 1.51×108美元。
在表1和表2的計(jì)算中, 可獲得的浮游植物和浮游動(dòng)物的數(shù)據(jù)以數(shù)量為單位, 即: 個(gè)/m3、個(gè)/m3, 需要換算為生物量。浮游植物按硅藻類計(jì)算, 0.005 mg/104個(gè)。浮游動(dòng)物體長(zhǎng)參考中華哲水蚤[20]平均值, 取3 mm。每個(gè)個(gè)體的質(zhì)量計(jì)算公式為:=0.02852.9505=0.0285× 32.9505=0.729 mg。式中,為體質(zhì)量(mg);為體長(zhǎng)(mm)。底棲動(dòng)物的權(quán)重轉(zhuǎn)換因子取的各型的平均值。
3 分析討論
從表1、表2可看出, 不同類型的生物在能值和生態(tài)炯評(píng)價(jià)結(jié)果中影響不同。能值結(jié)果中, 魚類影響最大, 大于浮游植物6個(gè)數(shù)量級(jí), 但是在生態(tài)炯的結(jié)果中, 魚類雖然也是影響最大, 但是只比浮游植物大兩個(gè)數(shù)量級(jí)。可見, 生態(tài)炯更突出了初級(jí)生產(chǎn)力的生態(tài)系統(tǒng)的地位。評(píng)價(jià)時(shí)間對(duì)生態(tài)炯的影響很大, 盡管只評(píng)價(jià)一周, 但可看出, 隨著評(píng)價(jià)時(shí)間范圍的增加,這種體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)造價(jià)值的生態(tài)炯的評(píng)價(jià)結(jié)果會(huì)占總結(jié)果相當(dāng)?shù)姆至?。能值和生態(tài)炯都是基于系統(tǒng)的方法, 為海洋生態(tài)損害評(píng)估提供了兩種互補(bǔ)的視角。從時(shí)間維度看, 能值變化反映生態(tài)系統(tǒng)在形成中累積的資本的損害, 而生態(tài)炯的變化則反映驅(qū)動(dòng)過程的損害, 這是本評(píng)價(jià)的重要特點(diǎn)。
表1 “塔斯曼?！陛喴缬蜕鷳B(tài)能值損失
表2 “塔斯曼海”輪溢油生態(tài)炯損失
根據(jù)文獻(xiàn)[19], “塔斯曼?！陛喓Ｑ笊鷳B(tài)環(huán)境價(jià)值損失計(jì)算結(jié)果為1.824億元人民幣, 其中直接利用價(jià)值損失為天然漁業(yè)資源捕撈業(yè), 為359.05萬元, 約占總損失的1.97%, 間接利用價(jià)值損失值約為1.788億元, 占98.03%。評(píng)價(jià)結(jié)果也顯示無形化商品價(jià)值的損害更大。而本文中表1、表2 的總評(píng)價(jià)結(jié)果(美元)根據(jù)2002年匯率換算成人民幣為: 1.51×108美元×8.28元/美元=1.26×109元, 是原評(píng)價(jià)結(jié)果的6.9倍。這還是在有限監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上進(jìn)行的評(píng)價(jià), 否則差距更大。例如, 在本評(píng)價(jià)中: 在時(shí)間上是按浮游生物的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)確定評(píng)價(jià)時(shí)間, 只計(jì)算一周, 生態(tài)炯的損失價(jià)值偏低; 評(píng)價(jià)項(xiàng)目上不完整, 因?yàn)樗@數(shù)據(jù)偏向于經(jīng)濟(jì)型生物, 無細(xì)菌、鳥類等, 在能值上沒有考慮營養(yǎng)鹽、生物碎屑的變化, 也沒有計(jì)算污油輸入等的影響。
經(jīng)濟(jì)價(jià)值以效用論為基礎(chǔ), 核算的是生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類有益的部分, 僅僅進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估是片面、狹隘的。生態(tài)內(nèi)在價(jià)值的評(píng)價(jià)是傳統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值的基礎(chǔ), 是環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)內(nèi)涵的真正體現(xiàn)。溢油損害評(píng)估中, 缺失生態(tài)內(nèi)在價(jià)值的損害評(píng)估, 除了影響環(huán)境治理外, 也影響海洋的開發(fā)和管理決策, 對(duì)公眾的環(huán)保意識(shí)有更長(zhǎng)遠(yuǎn)的負(fù)面影響。只有完整、徹底地評(píng)價(jià)生態(tài)價(jià)值, 才能激起人們對(duì)溢油事故及其損害有更強(qiáng)烈的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)。
由于認(rèn)識(shí)水平的限制, 目前對(duì)生態(tài)的內(nèi)在價(jià)值的評(píng)價(jià)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足海洋生態(tài)保護(hù)的需要。在上述溢油損害評(píng)估中, 沒能考慮生態(tài)炯在空間上分布的不同, 沒有考慮溢油作為污染物對(duì)生態(tài)炯的影響, 僅從生物量的減少來計(jì)算。另外, 對(duì)不同的生態(tài)系統(tǒng)、不同層次結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)功能上, 需要對(duì)能值和生態(tài)炯有更細(xì)的計(jì)算分析, 需要大量的生物和物理數(shù)據(jù), 更需要大量基礎(chǔ)研究工作。
4 結(jié)語
作者探討了用能值和生態(tài)炯評(píng)估海洋溢油生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在價(jià)值損害的評(píng)估方法, 并以“塔斯曼?！陛喴缬褪鹿蕿槔? 探討了海洋生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在價(jià)值損害特點(diǎn), 并與實(shí)際生態(tài)損害賠償結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明: 溢油對(duì)海洋生態(tài)內(nèi)在價(jià)值損害大于生態(tài)服務(wù)價(jià)值, 前者是后者的6.9倍, 僅用經(jīng)濟(jì)價(jià)值為基礎(chǔ)的核算會(huì)低估溢油對(duì)生態(tài)系統(tǒng)損害; 能值和生態(tài)炯的變化反映生態(tài)系統(tǒng)累積資本的損害, 而生態(tài)炯的變化則反映溢油對(duì)動(dòng)態(tài)過程的驅(qū)動(dòng)影響, 突出了對(duì)初級(jí)生產(chǎn)力的影響。
從能量角度進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值評(píng)估的一個(gè)關(guān)鍵問題是需要大量的生物和環(huán)境數(shù)據(jù)。雖然本評(píng)估項(xiàng)目并非詳盡無遺, 但可以作為未來深入研究的基礎(chǔ)。另外, 海洋生態(tài)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)功能一直是生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估的挑戰(zhàn), 其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的影響可作為進(jìn)一步研究的內(nèi)容。
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Assessment of the intrinsic value damage of marine ecosy-s-tems caused by oil spills: case study on the oil spill accident of the “Tasman Sea”
YAN Zhi-yu, SUN Bing, FU Hong-rui, REN Jie
(Environmental Science and Engineering Institute, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China)
Based on the analysis of emergies and eco-exergies, this paper supplements the intrinsic value of the marine ecology into the assessment of oil spill damage and analyzes the characteristics of the ecosystem intrinsic value damage assessment by considering the “Tasman Sea” oil spill accident as an example. The damage of the ecological intrinsic value is much greater than that of the ecological service value, and the former is 6.9 times the latter; the change of the emergy reflects the damage to resource accumulation, and the eco-exergy results highlight the impact of an oil spill on the ecosystem of the primary productivity. This evaluation is a supplement to the current oil damage assessments that can provide guarantee for thorough and effective environmental management and ecological restoration, and will have a positive impact on marine development management decision-making and public environmental awareness.
oil spill damage; intrinsic value of marine ecology; emergy; exo-exergy
Sep. 6, 2019
[Major Projects of the National Social Science Fund of China, No.17ZDA172; National Key Research and Development Program, No. 2016YFC1402301; Fundamental Research Funds for the Central Universities, No.3132019329]
X55
A
1000-3096(2020)04-0085-05
10.11759/hykx20190906003
2019-09-06;
2019-12-30
國家社科基金重大項(xiàng)目(17ZDA172); 國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題(2016YFC1402301); 中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(3132019329)
嚴(yán)志宇(1970-), 女, 浙江溫州人, 博士, 主要從事污水治理和海洋環(huán)境保護(hù)研究, E-mail: yanzy@dlmu.edu.cn; 孫冰,
, E-mail: sunb88@dlmu.edu.cn
(本文編輯: 譚雪靜)
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