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天津海岸带生态修复效果评估方法研究

张秋丰 白洁 马玉艳 高文胜 屠建波

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天津海岸带生态修复效果评估方法研究

    作者简介: 张秋丰(1965-), 男, 河北秦皇岛人, 研究员, 博士在读, 主要从事海洋生态环境监测与评价以及海洋生态修复、海洋生物地球化学循环方面研究, E-mail:zhangqiufeng@ncs.mnr.gov.cn;
    通讯作者: 高文胜(1982-), 男, 工程师, 硕士, 主要从事海洋生态环境监测与评价方面研究, E-mail:gwsh119193@bhfj.gov.cn
  • 基金项目: 天津市科技兴海项目:"近海走航式水质采集监测平台构建与示范应用"(KJXH2014-13);"天津近岸海域环境实时在线监测体系研究"(KJXH2014-22);国家海洋局海洋生态环境科学与工程重点实验室开放基金:"围填海对渤海湾典型区域生态系统服务及其价值影响评估"(MESE-2012-07);2010年中央分成海域使用金支出项目(环保类):"天津滨海旅游区海岸修复生态保护项目"
  • 中图分类号: X830.2

Research on the method for evaluating ecological restortaion effect in the coastal zone of Tianjin

  • 摘要: 将生态系统服务功能引入到生态修复效果评估方法研究中,构建了包括供给服务、调节服务、文化服务和支持服务等15个指标的海岸带生态修复效果评估指标体系;采用层次分析法确定了各个指标的权重值,并引入商业银行利率的概念构建生态修复效果评估模型;采用该指标体系和评估模型估算了1983年、2005年、2012年和2016年天津海岸带生态系统服务功能价值。结果表明:以1983年为基准年,2005年、2012年和2016年天津海岸带生态系统服务总价值分别下降了82.47%、89.78%和88.66%,呈衰退趋势;但休闲娱乐占总价值比重呈升高趋势,表明通过局部的生态修复,该功能得到较快的提高,基本能实现生态修复的文化目标;生态系统的生命支持服务功能难以恢复到历史水平。总体来看,近30 a来天津海岸带所开展的生态修复工程对整个海岸带生态系统服务功能的恢复并未取得良好成效,生态修复效果在短时期内难以弥补海岸带不断退化带来的损失。
  • 图 1  2016年天津海岸带功能景观空间分布

    Figure 1.  Spatial distribution of thelandscapes in the coastal zone of Tianjin in 2016

    图 2  1983年、2005年、2012年和2016年天津海岸带生态系统服务功能价值

    Figure 2.  The values of the ecosystem service functions in the coastal zone of Tianjin in 1983, 2005, 2012 and 2016

    表 1  天津海岸带景观类型面积/(hm2)

    Table 1.  The areas (hm2) of the landscape types in the coastal zone of Tianjin

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    表 2  基于生态系统服务功能的天津海岸带生态修复效果评估指标体系及其权重值

    Table 2.  The evaluation index system and weights of ecological restoration effect established for the coastal zone of Tianjin according to the ecosystem service functions

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    表 3  渤海湾天津海岸带1983年、2005年、2012年和2016年生态修复效果评估结果

    Table 3.  The evaluation results of the ecological restoration effects for the coastal zone along the Bohai Bay in 1983, 2005, 2012 and 2016

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出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-02
  • 录用日期:  2019-06-18
  • 刊出日期:  2019-10-20

天津海岸带生态修复效果评估方法研究

    作者简介:张秋丰(1965-), 男, 河北秦皇岛人, 研究员, 博士在读, 主要从事海洋生态环境监测与评价以及海洋生态修复、海洋生物地球化学循环方面研究, E-mail:zhangqiufeng@ncs.mnr.gov.cn
    通讯作者: 高文胜(1982-), 男, 工程师, 硕士, 主要从事海洋生态环境监测与评价方面研究, E-mail:gwsh119193@bhfj.gov.cn
  • 1. 中国海洋大学 环境科学与工程学院, 山东 青岛 266100
  • 2. 中国海洋大学 海洋环境与生态教育部重点实验室, 山东 青岛 266100
  • 3. 国家海洋局 天津海洋环境监测中心站, 天津 300457
基金项目: 天津市科技兴海项目:"近海走航式水质采集监测平台构建与示范应用"(KJXH2014-13);"天津近岸海域环境实时在线监测体系研究"(KJXH2014-22);国家海洋局海洋生态环境科学与工程重点实验室开放基金:"围填海对渤海湾典型区域生态系统服务及其价值影响评估"(MESE-2012-07);2010年中央分成海域使用金支出项目(环保类):"天津滨海旅游区海岸修复生态保护项目"

摘要: 将生态系统服务功能引入到生态修复效果评估方法研究中,构建了包括供给服务、调节服务、文化服务和支持服务等15个指标的海岸带生态修复效果评估指标体系;采用层次分析法确定了各个指标的权重值,并引入商业银行利率的概念构建生态修复效果评估模型;采用该指标体系和评估模型估算了1983年、2005年、2012年和2016年天津海岸带生态系统服务功能价值。结果表明:以1983年为基准年,2005年、2012年和2016年天津海岸带生态系统服务总价值分别下降了82.47%、89.78%和88.66%,呈衰退趋势;但休闲娱乐占总价值比重呈升高趋势,表明通过局部的生态修复,该功能得到较快的提高,基本能实现生态修复的文化目标;生态系统的生命支持服务功能难以恢复到历史水平。总体来看,近30 a来天津海岸带所开展的生态修复工程对整个海岸带生态系统服务功能的恢复并未取得良好成效,生态修复效果在短时期内难以弥补海岸带不断退化带来的损失。

English Abstract

  • 海岸带是海陆相互交接的过渡地带,生态类型多样,可为人类提供多样化的服务功能;既为人类提供食品、原材料、矿产、生产生活空间等丰富资源,其陆地植被和近海浮游植物又通过光合作用对气候产生调节作用,还可为海洋生物提供栖息和繁殖的场所。同时,海岸区域的沙滩、海滨浴场、海岸风景等亦能够为人类提供旅游休闲服务等[1]。但随着人口和经济的急速增长,人类对海岸带开发利用活动不断加剧,导致海岸带出现了诸如环境恶化、湿地面积萎缩、生物多样性降低等一系列生态退化问题,使得海岸带生态系统服务功能下降,严重威胁海岸带地区经济的可持续发展。为了保护海岸带资源和恢复海岸带生态系统服务功能,国内外学者[2-6]针对已经受到破坏和退化的海岸带,利用一定的人工措施开展生态修复研究,并从不同的角度尝试开展了一些评估工作,但尚未形成一个理想的、统一的评估标准,从而导致目前相关生态修复效果评估的工作尚未得到有效实施。为此,本文拟研究建立一套具有代表性、科学性和可操作性的基于生态系统服务功能海岸带生态修复效果评估指标体系,通过对研究区域生态修复实施前后其生态系统服务功能价值的对比分析来评估生态修复的效果,以期为进一步推进海岸带生态修复效果评估提供参考。

    • 天津海岸带(图 1)地理位置为117°20′E—118°10′E,38°35′N—39°20′N,北起涧河,南至歧口河,是我国典型的淤泥质海岸,土地面积为333.16 km2,浅海水域和海滩涂面积约3 000 km2,海岸线长153.67 km,作为环渤海经济圈的中心地带,随着经济的快速发展,天津海域水质污染严重。2015年在天津海岸带属于轻度、中度和重度污染海域面积分别占总面积的30.9%、32.3%和17.9%;近岸海域浮游生物和底栖生物种类数量均呈下降趋势,海洋生物多样性减少[7];海河口鱼类产卵场和育幼场遭受破坏,滩涂湿地面积不断萎缩,使得10多年来渤海湾生态系统一直处于亚健康状况[8-9]。为了防止海岸带生态资源环境进一步衰退,天津市政府实施了相关修复工程[10],在大沽排污口附近利用盐生植物翅碱蓬修复石油烃污染的河口海岸带;在天津港碱渣山北侧潮间带种植碱蓬—互花米草,构建自然演替的生态系统;在天津港东疆港区潮间带实施生态系统修复与重建技术,利用人工增殖放流适合沙滩生活的底栖贝类如菲律宾蛤仔和毛蚶。本文依托的天津滨海旅游区海岸生态修复生态保护项目主要通过生态潜堤鱼礁工程技术、海藻(草)移植、附礁生物保育繁殖等生物技术手段,对选定典型区域海岸带生态功能进行修复与生态建设。

      图  1  2016年天津海岸带功能景观空间分布

      Figure 1.  Spatial distribution of thelandscapes in the coastal zone of Tianjin in 2016

      海岸带生态类型多样,根据天津海岸带滩涂开发利用状况可将用地主要分为林地、草地、湿地、农业用地、城建用地、盐田和未利用地,其中农业用地主要包括旱地和鱼塘[10]。本文构建的基于生态系统服务功能的天津海岸带生态修复效果评估方法中,很多指标的计算需采用海岸带各种用地类型的面积,由于没有天津海岸带30 a以前的卫片,因此本文计算中采用的数据除了2016年之外,其余数据均来自郑丙辉等[10]的成果(表 1);2016年的数据来自天津海洋环境监测中心站根据2016年遥感卫片并采用ArcGIS软件提取的当年天津海岸带滩涂开发利用状况下各种用地类型面积数据。

      表 1  天津海岸带景观类型面积/(hm2)

      Table 1.  The areas (hm2) of the landscape types in the coastal zone of Tianjin

    • 遵循陆海统筹、科学性、代表性、独立性和可操作性的原则,按照“指标归类—初步筛选—最终确定”的构建程序,基于目前相关海岸带生态系统服务功能的研究成果[11-12],同时考虑天津海岸带生态系统的特点,经实际调查分析和专家咨询,我们构建了基于生态系统服务功能的天津海岸带生态修复效果评估指标体系(表 2)。目标层反映了生态修复效果的程度,是该评估指标体系的最高层,用A表示;要素层是对目标层的进一步说明,用B表示,包括供给服务B1,调节服务B2,文化服务B3和支持服务B4;指标层是构成该评估体系的最基本元素,是指可通过直接计算或从统计资料中获得的指标变量,用C表示。

      表 2  基于生态系统服务功能的天津海岸带生态修复效果评估指标体系及其权重值

      Table 2.  The evaluation index system and weights of ecological restoration effect established for the coastal zone of Tianjin according to the ecosystem service functions

      采用美国Saaty教授提出的1~9标度法[13]的层次分析法(analytical hierarchy process,AHP)来确定各指标的权重。根据层次分析法的计算方法,采用特征根方法计算判断矩阵的特征根和特征向量(具体计算公式及步骤详见蔡楠等[4]),并检验判断矩阵的一致性(A-B、B1-C、B2-C、B3-C、B4-C判断矩阵的随机一致性比率CR分别为:0.01147,0.007933,0.003648,0.007933,0.011473,均小于0.1,具有满意的一致性);最后根据组合权重计算方法,计算层次总排序权重值,并进行总的一致性检验(CR为0.008318 < 0.1,具有满意的一致性),由此确定的指标权重值见表 2。修复海岸带生态系统的供给服务、调节服务、文化服务和支持服务的权重值分别为0.095 3,0.160 3,0.277 6和0.468 8,由此可知,支持服务和调节服务功能是海岸带生态系统修复的重点和基点,从人类对生态系统服务的需求考虑,满足人类精神文化需求的文化服务功能成为生态修复需要关注和提升的重点,而供给服务功能则处于次要地位。

    • 根据天津海岸带开发利用状况以及所掌握的数据,本文选取1983年、2005年、2012年和2016年作为评估时间,评估数据主要来自天津市和滨海新区的统计年鉴、统计公报、海洋环境质量状况公报以及天津海洋环境监测中心站历年监测数据等。同时借助2010年中央分成海域使用金支出项目(环保类)“天津滨海旅游区海岸修复生态保护项目”研究成果,并开展相关专家的咨询,完善评估指标体系及其权重值。由于数据不全,将三个年份1983年、2005年和2012年三年的天津市海岸带景观面积分别用1981年、2000年和2010年的面积替代。

    • 天津海岸带食品生产价值陆域部分采用成果参照法,参考Costanza等[14]成果,天津海岸带林地、草地、湿地、农业用地和盐田食品生产单位价值分别为16美元/(hm2·a)(取热带森林的一半)、67美元/(hm2·a),256美元/(hm2·a),54美元/(hm2·a)(取耕地食品生产的均值)和54美元/(hm2·a)(取耕地食品生产的均值)。采用1997年美元与人民币的汇率8.289 8计算天津海岸带1983年、2005年、2012年和2016年陆域食品生产价值分别为13 806.6万元/a、12 814.9万元/a、8 149.2万元/a和9759.3万元/a。

      对于海域部分,采用市场价格法计算养殖水产品和捕捞水产品的价值量,计算公式参考GB/T 28058-2011《海洋生态资本评估技术导则》[15],具体公式为:

      式中:FV为海岸带生态系统为人类提供食品的价值,单位为万元/a;Qsmi为第i类养殖水产品的产量,单位为t/a,PMi为第i类养殖水产品的平均市场价格,单位为元/kg;QSCi为第i类捕捞水产品的产量,单位为t/a;PCi为第i类捕捞水产品的平均市场价格,单位为元/kg;i=1,2,3,4,5,数值分别代表鱼类、甲壳类、贝类、藻类和其他。

      天津市海水养殖和海洋捕捞产量来自历年的中国渔业统计年鉴,水产品价格采用当年的市场平均价格,采用式(1)计算得出4个年份海域食品生产价值依次为115 745.1万元/a,213 275.7万元/a,161 461.9万元/a和215 672.9万元/a。

    • 天津海岸带林地、湿地和海湾原材料供给单位价值分别为157.5美元/(hm2·a),106美元/(hm2·a)和12.5美元/(hm2·a)[14](取河口原材料提供价值的一半),由此得出1983年、2005年、2012年和2016年天津海岸带原材料供给服务价值分别为7 651.3万元/a,6 173.0万元/a,4 227.0万元/a和2 998.4万元/a。

    • 天津海岸带林地和湿地水供给单位价值分别为8.0和3.8美元/(hm2·a)[14],由此得出1983年、2005年、2012年和2016年天津海岸带水供给服务价值分别为164.8万元/a,152.8万元/a,84.1万元/a和71.3万元/a。

    • 天津海岸带林地、草地和湿地废弃物处理单位价值分别为43.500美元/(hm2·a),87.000美元/(hm2·a)和4.117美元/(hm2·a)[14],由此得出1983年、2005年、2012年和2016年天津海岸带废弃物处理服务价值分别为685.6万元/a,690.1万元/a,633.0万元/a和745.4万元/a。海域废弃物处理可采用替代成本法,计算公式为:

      式中:PV为废弃物处理的价值量,单位为万元/a;QSWT为废弃物处理的物质量,单位为t/a;Pw为人工处理废水(COD、氮、磷等)的单位价格,单位为元/t,具体价格参考根据国务院《排污费征收使用管理条例》。本文由于没有收集到4个年份废弃物入海量,因此忽略了海域的废弃物处理价值。

    • 采用影子工程法,即通过修建堤坝减轻风暴潮、台风对海岸的破坏,以修建堤坝的费用作为干扰调节服务的价值Ver(单位为万元/a),计算公式为:

      式中:Ce为人工岸线的工程造价,单位为万元/km);L为天然岸线长度,单位为km;n为工程使用年限,单位为a,每年的维护成本按工程造价的2%计算。

      本文没有收集到以上相关数据,采用成果参照法进行计算,天津海岸带林地、湿地和海湾干扰调节单位服务价值分别为2.500美元/(hm2·a),4.539美元/(hm2·a)和283.500美元/(hm2·a)[14],由此得出1983年、2005年、2012年和2016年天津海岸带废弃物处理服务价值分别为70 695.8万元/a,44 829.3万元/a,44 744.2万元/a和41 561.4万元/a。

    • 采用成果参照法计算天津海岸带陆域植被气候调节服务价值,可得,天津海岸带林地和湿地单位面积气候调节价值分别为111.5美元/(hm2·a)和7.0美元/(hm2·a)[14],进而得出1983年、2005年、2012年和2016年陆域植被气候调节服务价值分别为382.0万元/a,364.2万元/a,281.5万元/a和187.4万元/a。采用替代成本法计算海域部分气候调节价值,气候调节价值包括产生O2的价值和吸收的CO2价值,计算公式[15]为:

      式中:VO2为氧气生产价值,单位为万元/a;Qo2为氧气生产的物质量,单位为t/a,其计算公式参考GB/T 28058-2011《海洋生态资本评估技术导则》[15]Po2为人工生产氧气的单位成本,单位为元/t,本文采用工业制氧的现价400元/t作为人工生产氧气的单位成本;VCO2为气候调节价值,单位为万元/a;QCO2为气候调节的物质量,单位为t/a,其计算公式参考GB/T 28058-2011《海洋生态资本评估技术导则》[15]PCO2为二氧化碳排放权的市场交易价格,采用国际碳税标准150美元/t和我国的造林成本250元/t的平均值作为固碳的单价。

      1983年渤海湾春、夏季初级生产力平均值为249 mg/(m2·d)[16],根据式(4)和式(5)得出1983年天津海域气候调节服务价值为99 464.8万元/a。2005年春季天津海域叶绿素a平均质量浓度为11.53 μg/L,夏季为6.14 μg/L;采用Cadée和Hegeman [17]提出的简化公式估算初级生产力含量,得出2005年春、夏季平均值为127.86 mg/(m2·d);根据式(4)和式(5)计算出2005年天津海域气候调节服务价值为32 347.2万元/a。同理计算得出2012年和2016年天津海域初级生产力分别为583.32mg/(m2·d)和535.31 mg/(m2·d),根据式(4)和式(5)计算出2012年和2016年天津海域气候调节服务价值为147万元/a 573.8万元/a和135 427.8万元/a。

    • 采用成果参照法,计算天津海岸带生物控制服务功能的价值,参考Costanza等[14]成果,天津海岸带林地、草地、农业用地和海湾生物控制单位面积价值分别为2美元/(hm2·a),23美元/(hm2·a),24美元/(hm2·a)和39美元/(hm2·a),由此得出1983年、2005年、2012年和2016年天津海岸带生物控制服务价值分别为10 422.3万元/a,6 902.1万元/a,7 005.3万元/a和6 805.5万元/a。

    • 采用成果参照法,计算天津海岸带水调节服务功能的价值,参考Costanza等[14]成果,天津海岸带林地、草地和湿地水调节单位面积价值分别为3美元/(hm2·a),3美元/(hm2·a)和15美元/(hm2·a),由此得出1983年、2005年、2012年和2016年天津海岸带水调节服务价值分别为643.7万元/a,595.5万元/a,311.4万元/a和287.3万元/a。

    • 参考彭本荣、洪华生等[18],渤海湾海岸带景观美学单位面积价值为35000元/(hm2·a),采用林地、草地和湿地作为具有景观美学价值用地,由此得到1983年、2005年、2012年和2016年天津海岸带景观美学服务价值分别为202 510.0万元/a,18 9707.0万元/a,111 345.5万元/a和107 992.5万元/a。

    • 目前以渤海湾作为研究对象或主体的科研项目较多,而且来源于不同部门,科研经费总数很难统计,故采用成果参照法进行估算。科研教育服务功能用地只考虑林地、草地和湿地以及海域的面积,采用单位面积生态系统的平均科研文化价值为3.55万元/(km2·a)进行计算[11],由此得到1983年、2005年、2012年和2016年天津海岸带科研教育服务价值分别为136 097.7万元/a,92 872.5万元/a,84 357.7万元/a和78 859.2万元/a。

    • 本文没有收集到1983年天津市旅游收入相关数据,故采用成果参照法估算其休闲娱乐的价值,渤海湾天津海岸带林地、草地和湿地休闲娱乐单位面积价值分别为56美元/(hm2·a),2美元/(hm2·a)和574美元/(hm2·a),由此得出1983年天津海岸带休闲娱乐价值为23 936.8万元/a。2005年、2012年和2016天津市旅游外汇收入分别为5.09亿美元[19]、21.47亿美元[20]和35.57亿美元[20],取30%作为滨海新区旅游收入占天津市旅游收入的百分比,旅游净收入按总收入的20%计算,则2005年、2012年和2016年滨海新区旅游净收入分别为25 017.5万元,81 317.6万元/a和141 760.0万元/a。

    • 采用成果参照法计算天津海岸带陆域植物初级生产服务价值。海域初级生产力价值在气候调节中已经体现,在此不再重复计算其价值。参考Whittaker等[21],根据不同景观类型计算其净初级生产量,加上生物量得出总有机质后,用碳税法计算出它的价值;渤海湾海岸带中林地、草地、湿地、耕地单位面积净初级生产量分别为700 g/(m2·a),600 g/(m2·a),2 000 g/(m2·a)和650 g/(m2·a);单位面积生物量分别为6.01.0 kg/m2,1.61.0 kg/m2,15.01.0 kg/m2和1.0 kg/m2;第一性生产价值Vp计算公式为:

      式中:NPPA为单位面积净初级生产量,单位为g/(m2·a);Ai为第i种景观斑块的面积,单位为m2Bi为第i种景观中生物的生物量,单位为t/a;264/162为CO2与有机质总量的换算比;ECO2为生物释放的CO2的量,单位为t/a;PCO2为碳税价格,单位为元/t。

      根据式(6)可得天津海岸带1983年、2005年、2012年和2016年第一性生产价值分别为369 527.4万元/a,343 874.6万元/a,191 233.7万元/a和181 577.2万元/a。

    • 根据天津海岸带土地利用类型,本文采用湿地和海域作为具有生境提供功能用地,采用成果参照法计算湿地部分,采用影子工程法和市场价格法计算海域部分。天津海岸带湿地生境提供单位面积价值为304美元/(hm2·a)[14],则1983年、2005年、2012年和2016年天津海岸带湿地生境提供服务价值分别为12 661.7万元/a,11 670.3万元/a,5 884.7万元/a和5 335.6万元/a。根据海洋初级生产力与软体动物的转化关系、软体动物与贝类产品重量关系及贝类产品在市场上的销售价格、销售利润率来确定海洋生物繁殖栖息地功能的价值,计算公式[22]为:

      式中:Phr为单位面积生物栖息地功能的损害价值,单位为元/a;P0为单位面积海域的初级生产力(以碳计),单位为mg/(m2·d);E为转化效率,即初级生产力转化为软体动物的效率取10%[23]PS为贝类产品平均市场价格,单位为元/kg;K为贝类质量与软体组织质量的比,软体动物与其外壳的平均重量比为1: 5.52[24]M为贝类产品销售利润率,取25%[24]N为贝类产品混合含碳率,取8.33%[23]

      根据式(7),可得1983年、2005年、2012年和2016年天津海岸带海域部分生境提供价值分别为11 459.1万元/a,3 726.6万元/a,17 001.6万元/a和15 602.3万元/a。

    • 采用条件价值法或成果参照法计算物种多样性维持功能价值,其中条件价值法计算方法可参照GB/T 28058-2011《海洋生态资本评估技术导则》[15]。渤海湾天津海岸带林地、草地、湿地及其海域等均有物种多样性维持的功能,本文由于数据收集不全,采用成果参照法计算物种多样性维持功能价值,可得单位面积物种多样性维持功能价值均采用0.21万元/(hm2·a)[18],由此得出天津海岸带1983年、2005年、2012年和2016年物种多样性维持服务价值分别为75 150.6万元/a,51 282.4万元/a,46 580.7万元/a和43 544.6万元/a。

    • 采用成果参照法计算天津海岸带营养物质循环价值,渤海湾林地单位面积养分循环价值为361美元/(hm2·a)[14],海域单位面积营养循环价值为1.09元/m2·a[18],由此得出1983年、2005年、2012年和2016年天津海岸带营养物质循环服务价值分别为327 292.7万元/a,207 409.1万元/a,207 572.8万元/a和192 593.9万元/a。

    • 在考虑货币的时间价值差异的基础上,通过估算、对比及分析不同时期海岸带生态系统服务总价值来评估其生态修复效果,由于采用不同年代的价值资料数据进行计算,因此需考虑货币的时间价值差异,采用中国人民银行公布的一年期商业贷款利率,将不同年代的生态系统服务价值均贴现到同一时间进行对比分析,计算公式为:

      式中:Vu为海岸带生态系统服务总价值;Wi为第i项服务功能权重值;Vi为第i项服务功能价值;r为一年期商业贷款利率;t为利率计算年限。为方便计算,r值为中国人民银行1996~2016年的一年期商业贷款利率的平均值7.26%,分别将1983年、2005年和2012年的生态系统服务总价值贴现到2016年。

    • 综合评估结果表明,以1983年为基准年,2005年、2012年和2016生态系统服务总价值分别下降了82.47%,89.78%和88.66%(表 3图 2),由此可知2016年天津海岸带生态系统服务功能与1983年相比呈退化趋势,表明近年来天津海岸带局部所进行的生态修复工程对整个海岸带生态系统服务功能的恢复并未取得良好成效,生态修复效果在短时期内难以弥补整个海岸带不断退化带来的巨大损失。这与目前天津海岸带围海造地遍及整个海岸线,自然景观和湿地面积不断萎缩,近岸海域生态环境状况不容乐观等状况相符,但相比2012年,2016年天津海岸带生态系统服务总价值有所升高,表明天津海岸带生态修复工程对海岸带生态系统服务功能已经起到了一定作用,尤其是提高了休闲旅游服务的价值,这说明生态修复工程在一定程度上改善了海岸带旅游环境。这与孟伟[25]、雷坤等[12]等学者们对渤海湾生境退化的研究结果基本一致。

      表 3  渤海湾天津海岸带1983年、2005年、2012年和2016年生态修复效果评估结果

      Table 3.  The evaluation results of the ecological restoration effects for the coastal zone along the Bohai Bay in 1983, 2005, 2012 and 2016

      图  2  1983年、2005年、2012年和2016年天津海岸带生态系统服务功能价值

      Figure 2.  The values of the ecosystem service functions in the coastal zone of Tianjin in 1983, 2005, 2012 and 2016

      从生态系统服务价值构成来看,天津海岸带1983年、2005年、2012年和2016年生态系统服务功能价值均以支持服务为主,其次以文化服务为主,但供给服务和调节服务所占比重较小,这除了与专家咨询确定的指标权重值有关外,从侧面也反映了支持服务功能是海岸带生态系统开展生态修复的重点,该价值下降也最为剧烈,2005年、2012年和2016年分别比1983年下降了83.25%,92.13%和92.63%。1983年天津海岸带生态系统支持服务占总价值的67.03%,文化服务占28.12%,再次为调节服务和供给服务,两者所占的比重较小;但近年来其比例已有所发生变化,2005年、2012年和2016年支持服务所占比重有所减少,而文化服务所占比重有所上升,2016年文化服务占总价值达43.94%;同时2005年、2012年和2016年供给服务功能所占比重也大于调节服务功能。反映在具体指标上,3个时期食品生产和休闲娱乐占总价值比重均呈升高趋势,2012年休闲娱乐价值占总价值的比重仅低于初级生产力,排在第二;2016年休闲娱乐价值占总价值的比重则排在了第一位;由此表明近年来生态修复效果主要体现在休闲娱乐和食品生产功能上,这与目前天津海岸带旅游业和养殖业的不断发展有关。同时也可反映通过生态修复,天津海岸带生态系统文化服务功能中休闲娱乐功能得到较快的提高,基本能实现生态修复的文化目标;但也应看到,虽然通过局部的人工修复,天津海岸带生态系统整体一直处于退化状态,生态系统的生命支持服务功能难以恢复到历史水平。

    • (1) 将生态系统服务功能引入到生态修复效果评估方法研究中,构建了包括供给服务、调节服务、文化服务和支持服务等15个指标海岸带生态修复效果评估指标体系;采用层次分析法确定了指标的权重值,并引入利率的概念构建了生态修复效果评估模型。

      (2) 以1983年为基准年,2005年、2012年和2016生态系统服务总价值分别下降了82.47%,89.78%和88.66%;天津海岸带1983年、2005年、2012年和2016年生态系统服务功能价值均以支持服务为主,其次以文化服务为主,供给服务和调节服务所占比重较小。其中支持服务功能价值下降也最为剧烈,而文化服务所占比重有所上升。

      (3) 本研究结论虽然与实际存在一定的偏差,但一定程度上也反映了进行生态修复过程中不仅应注重提高其文化和供给服务,更应注重对其支持和调节服务的修复。

参考文献 (25)

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