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【摘 要】
生態效益是海洋牧場優于傳統養殖方式的最顯著特質。提升海洋牧場的生態效益,就必須對其內涵和提升路徑有清晰的認識。基于生態系統服務理論,海洋牧場生態效益的內涵得以厘清:作為反映海洋牧場可持續發展能力的評價指標,須劃清與經濟效益和社會效益的界限,應僅包括海洋生態系統服務中的調節服務和支持服務,本質上是海域原有生態效益與人工措施形成的生態增益的疊加。生態增益是各項人工措施的正負生態效應共同作用產生的生態效益增量,具有明顯生態增益的海洋牧場,才符合可持續發展要求。海洋牧場生態效益的最大化,須以人工措施形成的生態增益最大化為目標,以人工措施生態正效應的最大化和生態負效應的最小化為導向,以基于生態優先原則對人工措施的科學管控為實現路徑。管控措施應以保證人工措施的科學性和合理性為核心,涵蓋統籌規劃布局、規范建設標準、強化監測管理三個方面,貫穿海洋牧場建設的全過程。研究成果可望為提升中國海洋牧場的生態效益提供理論依據和工作思路。
引言
海洋牧場是以增殖養護漁業資源和改善海域生態環境為目的、可實現漁業資源可持續利用的漁業模式[,],是一種綜合采用人工魚礁、海藻床和海草床建設、生物增殖放流、配套設施建設、監測管理等手段的系統性漁業資源增殖方式。健康的生態系統是海洋牧場可持續發展的根基與源泉,經濟效益和生態效益均顯著應是海洋牧場優于池塘養殖、網箱養殖、底播養殖等傳統養殖方式的重要特征。然而,全國海洋牧場建設過程中普遍存在偏重經濟效益、忽視生態效益的現象[-],某些地方一味追求眼前經濟利益而未能充分考慮生態環境的改善,甚至造成一系列負面生態效應。因此,如何實現生態效益與經濟效益協同高效增長,是當前中國海洋牧場建設和管理中迫切需要解決的問題。要提升海洋牧場的生態效益,就必須對其內涵和提升路徑有清晰的認識。關于海洋牧場的生態效益,有的學者用環境因子和生物量等指標的變化來描述[,],有的用生態系統的結構和功能變化來評估[-],有的完全以生態系統服務替代,與經濟效益和社會效益混為一談[,],至今尚未有清晰明確的定義,更缺乏清晰完備的提升路徑。本文秉承自然生態與社會經濟共同發展的理念,基于生態系統服務理論,厘清海洋牧場生態效益的內涵,進而探索其提升路徑,以期為提升中國海洋牧場的生態效益提供一定的理論依據和工作思路。
1 海洋牧場生態效益的內涵
生態效益的概念自20世紀80年代提出以來,就已在中國學界和社會生活中得到廣泛應用,但至今仍沒有明確的科學定義和統一的分類體系。生態效益概念提出的初衷是作為一種價值判斷基準,提高人們對生態環境保護重要性的認識,避免因過分追求社會效益和經濟效益而造成對生態環境不可恢復的破壞和自然資源的未來短缺。在實際進行評價時,廣義的生態效益包括了全部由生態系統產生的人類福祉,而狹義的生態效益則不包括生態系統產生的經濟效益和社會效益。將生態系統產生的經濟效益和社會效益包含到生態效益中,難免會弱化生態效益的本意。基于生態效益的形成本質和提出目的,生態效益可定義為:生態系統對人類的生活環境和生產條件所產生的有益影響,反映生態系統能夠為人類生存和社會經濟可持續發展提供適宜的生活環境和優良的生產條件的能力,是對傳統評價人類福祉的社會效益和經濟效益的補充[16]。
生態系統服務的概念自1981年提出后,已逐步得到了國際學術界的接受,內涵也不斷地得到完善。生態系統的價值在于其對于人類的有用性,體現在向人類社會提供滿足生產和生活需要的服務。生態系統服務來源于生態系統的組分,并通過其生態系統功能得以實現。生態系統功能是生態系統服務的基礎,是生態系統本身所具備的一種獨立于人類而存在的自然屬性;生態系統服務是生態系統功能的表現,是從滿足人類的需要出發而關注的生態系統的經濟學屬性。
根據2003年聯合國千年生態系統評估報告,生態系統服務是指人類從生態系統中獲得的效益,包括生態系統對人類可以產生直接影響的供給服務?調節服務、文化服務以及對維持生態系統其他服務具有重要作用的支持服務[-]。由于全球生態系統的多樣性和復雜性,不同生態系統的服務功能必然會存在一定差異。海洋生態系統因獨具特征的形態、結構和功能,而具有不同于其他生態系統的服務價值。2005年中國國家海洋局基于聯合國千年生態系統評估研究成果,建立了更契合中國海洋生態系統特征的分類體系,將海洋生態系統服務分為4類14項(見表1)。
近年來,隨著生態系統服務概念在中國的引入,生態效益一詞在生態學界有被取代之勢,但在社會生活中因更容易理解而仍被高頻使用。廣義的生態效益的內涵與生態系統服務是相同的,均包括了全部由生態系統產生的人類福祉,也因此覆蓋了部分經濟效益和社會效益。例如,生態系統的供給服務,向人類提供的是能夠進入市場交易的生態系統產品,屬于傳統的經濟效益;生態系統的文化服務,指人類通過休閑娛樂、精神感受、知識獲取等方式從生態系統中獲得的非物質利益,屬于經濟效益和社會效益范疇。供給服務和文化服務的提供離不開人類活動的主動參與,是其屬于經濟效益和社會效益范疇的根本原因。廣義的生態效益概念,會弱化強調生態保護的本意,甚至掩蓋過分追求經濟效益和社會效益而造成的生態破壞后果。狹義的生態效益摒棄了生態系統產生的經濟效益和社會效益,僅指無需人類活動主動參與就能提供的調節服務和支持服務,更能凸顯生態系統對人類生存和社會經濟可持續發展的長期價值。因此,作為與經濟效益和社會效益相對等的價值判斷指標,生態效益應當采用狹義的概念(見表1)。
表1 海洋生態效益與生態系統服務的對比
海洋牧場是基于海洋生態系統原理,在特定海域,通過一系列人工措施構建或修復海洋生物繁殖、生長、索餌或避敵所需的場所[1,2],是一個經人工改造后的海域生態系統。在人工措施的作用下,原海域生態系統內的生物組分和非生物環境有所改變,生態系統功能得以增強,生態系統服務和生態效益得到提升。因而,海洋牧場的生態效益不是從無到有地產生,而是源于原海域生態系統,受人工措施作用,本質上是原海域的生態效益與人工措施形成的生態效益增量(生態增益)的疊加,并將隨著生態增益的變化而變化,可用公式表示如下:
R = O + G (1)
式中,R為海洋牧場建成后的生態效益;O為海洋牧場建設前原海域生態系統的生態效益,可視為常量;G為海洋牧場采取的人工措施形成的生態效益增量(生態增益)。
據調查,中國已建海洋牧場所改造的海域生態系統一般有兩種,一種是尚未開發利用的原生海域,一種則是已建的水產養殖區。原海域的生態效益是海洋牧場生態效益的基礎,但真正能反映出海洋牧場的生態修復效果的,卻是人工措施形成的生態增益。具有明顯生態增益的海洋牧場才符合可持續發展要求。
海洋牧場的生態增益是在人工措施的作用下產生的,國內外海洋牧場建設通常采取的人工措施包括人工魚礁投放、海藻海草移植、漁業生物放流、配套設施建設和監測管理等[2-4,]。
(1)人工魚礁投放
人工魚礁是一種人為設置在水域中的構造物,利用生物對水中物體的行為特性,將生物對象誘集到特定場所進行捕撈或保護的一種設施。其生態作用主要表現在兩方面:一是,通過在礁體周邊產生擾流和上升流[,],促使近底層的有機物和營養鹽向上遷移,促進真光層內的浮游植物的繁殖與生長,提升海域的初級生產力;從而,既可為漁業生物提供充足餌料,又可加速對水體內氮?磷的吸收和轉化[6],增加對二氧化碳的吸收和氧氣的釋放,對增強海域自凈能力、穩定大氣組成和凈化空氣質量起到積極作用。二是,為戀礁性魚類提供了庇護所,并增加了貝類和藻類的附著面積,加之礁體周圍水流流速的減弱和餌料生物的豐富,為漁業生物營造了適宜的棲息環境和索餌繁殖場所[,],促進了生物量的增長和營養物質的循環。
人工魚礁由于打破了原有的生態平衡,難免會產生一定的生態負面影響。一是,中國沿海常見的人工魚礁一般為2~3米高,礁體堆積會減弱底層海流,進而引起底部水體交換不暢、污染物沉積加速等一系列環境問題。二是,人工魚礁改變了海域的自然屬性,徹底破壞了原有底棲生境,加之人工增殖放流物種的入侵,可能導致原有的生物多樣性減少,甚至造成珍稀瀕危野生物種資源喪失[,]。
(2)海藻海草移植
海藻海草移植是指在適宜生長的海域直接移植海藻、海草幼苗或成熟的植株,以構建海藻床或海草床。既提高了底棲初級生產力,為漁業生物提供了餌料和棲息場所;又可加速吸收和轉化水體內的氮?磷等營養元素,促進沉積物-水界面的可交換態營養鹽的釋放,達到改良海域水質和底質環境的效果[,];同時在抑制赤潮和綠潮生物大量繁殖、固碳釋氧、減少海底地貌侵蝕和抵抗風暴潮災害方面也起著十分重要的作用。
由于移植的海藻或海草苗種一般為人工培育的常見物種,因此可能改變該海域原有的底棲植物種群結構,甚至造成生境侵蝕和生物多樣性減少[32]。例如,在珊瑚礁區域移植海藻,可能導致原生珊瑚礁退化。
(3)漁業生物放流
增殖放流是指用人工方法直接向海域投放漁業生物的卵子、幼體或成體,增加漁業資源種群數量,結合營造的人工魚礁、海藻床或海草床等棲息生境,吸引放流的漁業生物在此聚集,以改善因過度捕撈而破壞的群落結構,實現漁業資源的增殖[8]。漁業生物通過攝食行為促進了生態系統內的營養物質循環,對于控制藻類生長、抑制赤潮和綠潮災害起到一定的積極作用。
由于增殖放流的苗種為人工培育物種,將與野生物種產生食物競爭。如果盲目追求某一漁業品種種群數量的增長,放流規模將超過生態承載能力,擠壓原生物種的生存空間,導致生物多樣性的減少[32,33],甚至擾亂野生物種的自然基因堆,造成基因污染甚至喪失[33,]。例如,韓國的統營牧場就因為過度放流某種魚類而破壞了水域生態,至今難以恢復。
(4)配套設施建設
海洋牧場依托優良的水域環境和豐富的生物資源,通過建設多功能平臺等配套設施,主要用于開展旅游觀光、休閑垂釣、海底探險等活動。例如,美國長期以來一直將開發休閑漁業作為海洋牧場建設的主要目標。此外,不少海洋牧場還涉及了筏架、網箱、工船等養殖設施[2-4],本質上與傳統養殖模式相同,主要目的為提高漁業資源產量,但并無生態增益貢獻。
多功能平臺的生態負效應與人工魚礁相似,會破壞原有的底棲生境,但程度相對較輕;平臺運營過程中產生的生活污水和垃圾,如處置不當還會對海域環境造成污染。筏架、網箱、工船等養殖設施存在與傳統養殖相同的環境污染,并增加了赤潮和綠潮等災害風險。
(5)監測管理
對資源實施科學管理,強調監測評估的重要性,是海洋牧場區別于單純增殖放流、投放人工魚礁等較初級的資源增殖活動的顯著特征。監測管理是指通過水下實時在線監測等技術手段,采集能夠反映海洋牧場資源和環境狀況的各種數據,評估和預測其發展變化趨勢,為海洋牧場的發展和保護提供科學依據。監測管理措施不直接產生生態效應,但有助于促進其他人工措施生態正效應的產生。
綜上,海洋牧場生態增益的形成,源于各項人工措施的正負生態效應(如表2所示)。不同人工措施的生態效應不同,海藻海草移植的生態正效應最為顯著,人工魚礁投放次之;配套設施建設不僅無生態正效應,反而存在明顯的生態負效應。各項生態系統服務的增益亦不相同,氣體調節、氣候調節、干擾調節、初級生產、營養物質循環等服務的提升是可期的,生物多樣性維持服務減弱的風險較大,廢物處理、生物控制等服務的變化則存在不確定性。
表2 海洋牧場生態增益與人工措施的響應關系。
備注:“”表示提升;“▽”表示削弱。
2 海洋牧場生態效益的提升路徑
海洋牧場生態效益的提升取決于人工措施形成的生態增益。生態增益雖是可期的,但并非必然,完全取決于人工措施正負生態效應的產生。因此,海洋牧場生態效益的最大化,須以人工措施形成的生態增益最大化為目標,以人工措施生態正效應的最大化和生態負效應的最小化為導向。要實現該目標,就必須基于生態優先原則對人工措施進行科學管控。管控的核心任務是保證人工措施的科學性和合理性,管控措施應該貫穿海洋牧場建設前、建設中和運行期的全過程,從規劃布局、建設標準、監測管理三個方面推進(如圖1所示)。
圖1 海洋牧場生態效益提升的目標導向與實現路徑
國土空間規劃是國家空間發展的指南,是各類開發保護建設活動的基本依據。為保障海洋牧場的健康有序發展,必須強化國土空間規劃的指導約束作用,以保障海洋生態健康和海域資源高效利用為基準,在海洋空間劃定海洋牧場的建設禁止線。一是,嚴守海洋生態保護紅線,嚴禁任何類型的海洋牧場侵占;二是,保護未劃入生態保護紅線的其他海洋生態敏感區,禁止在離岸較近水域、重點河口和海灣、海草床、海藻床、珊瑚礁等區域投放人工魚礁;三是,維護好天然漁業資源產卵場環境條件的穩定和洄游通道的暢通,禁止筏架、網箱等養殖設施型海洋牧場擠占。
海洋牧場建設規劃是涉及海域空間利用的專項規劃,是海洋牧場產業發展的行動指南。海洋牧場建設規劃的編制,除了遵從國土空間規劃的底線約束外,還應科學確定海洋牧場的選址與布局。一是,基于生態環境適宜性評估,明確適宜建設海洋牧場的區域;選址區域應確保底質能夠維持人工魚礁的長期穩定,環境條件適宜移植的海藻或海草生長,餌料能夠滿足放流的漁業生物生存需求等,以確保具備實現漁業增殖和生態修復功能。二是,根據生態承載能力評估,限定海洋牧場(特別是人工魚礁)的最大允許建設規模;建設規模應確保海域資源能夠充分利用,并且還需為海上交通、海底工程、礦產開采等其他賴水產業的發展預留空間,以促進區域協調發展。
單個海洋牧場建設對海域生態系統的負面影響可能不明顯,但大規模的區域性海洋牧場(特別是人工魚礁)建設的負面生態影響必須引起重視。海洋牧場建設規劃編制過程中,應科學預測規劃方案實施可能對海域生態系統產生的整體影響,客觀評估海洋生態系統服務的變化及對人類長遠利益的影響。如果海洋牧場建設對海域生態系統和人類長遠利益有重大影響,就必須對規劃方案做出調整和優化,直至影響可以接受。
以凸顯生態修復功能為本,建立海洋牧場的認定標準,劃清海洋牧場與傳統養殖業的界限,杜絕以海洋牧場之名行海水養殖之實,改變以往重經濟輕生態的思想。
一是,規范礁體設計。礁體必須采用綠色環保、親生物性的材料,避免產生環境污染;同時既要確保人工魚礁能夠提供足夠的內部空間和附著面積,滿足漁業生物的棲息需求;又要能夠產生上升流,促進近底層營養物質的向上遷移。二是,明確礁體投放選址要求。礁體投放后應確保不沉降、不滑移,能夠保持長期穩定。三是,規范礁體間距、礁群規模和魚礁面積占比。建立人工魚礁用海面積控制指標,在滿足生物棲息需求的前提下,最大限度地降低人工魚礁的建設規模,集約節約利用海域資源。
一是,規范生物苗種選擇。漁業生物放流、海藻海草移植的苗種應選擇當地常見物種,確保該物種既能夠正常生存,又不存在生境侵蝕風險。二是,規范生物放流和移植規模。基于選址海域的生態承載能力,合理確定放流或移植的生物量,確保不超過海域生態容納量。
一是,規范多功能平臺等配套設施的建設標準。在滿足使用需求的前提下,限定最大允許用海規模,最大程度地減少對海域自然屬性的改變。二是,規范配套設施的環保設計。嚴格落實海洋環境管理要求,確保采用綠色環保的建筑材料,實現污水、固廢等污染物的向海零排放。
構建海洋牧場實時監測系統與輔助決策信息平臺,對海洋牧場的生態狀況進行跟蹤監測。通過對人工魚礁穩定性的監控,對生物資源和環境質量的監測,實時掌握海洋牧場生態系統的結構與功能變化。
建立海洋牧場生態效益評估技術規范,對人工措施實施后的生態效益變化情況(特別是生物多樣性維持服務)進行科學評估,為后續海洋牧場的建設、管理和可持續發展提供決策支持。
3 結論
(1)生態效益作為反映海洋牧場可持續發展能力的評價指標,須劃清與經濟效益和社會效益的界限,故應采用狹義的內涵,僅包含海洋生態系統服務中無需人類活動主動參與實現的調節服務和支持服務。海洋牧場的生態效益本質上是海域原有的生態效益與人工措施形成的生態增益的疊加,生態增益則是各項人工措施正負生態效應共同作用的結果。不同人工措施的生態效應不同,海藻海草移植的生態正效應最為顯著,配套設施建設的生態負效應最為明顯;各項生態系統服務的增益亦不相同,氣體調節、初級生產等5項服務的提升是可期的,生物多樣性維持服務減弱的風險則較大。具有明顯生態增益的海洋牧場,才符合可持續發展要求,對其生態效益內涵的揭示,有助于提升中國海洋牧場建設的生態意識。
(2)海洋牧場生態效益的最大化,須以人工措施形成的生態增益最大化為目標,以人工措施生態正效應的最大化和生態負效應的最小化為導向,以基于生態優先原則對人工措施的科學管控為實現路徑。管控措施應以保證人工措施的科學性和合理性為核心,涵蓋統籌規劃布局、規范建設標準、強化監測管理三個方面,貫穿海洋牧場建設前、建設中和運行期的全過程。提出的實現路徑,可為提升中國海洋牧場的生態效益提供思路。
文章來源:中國環境管理. 2021,13(02),海洋知圈
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