海洋牧场生态效益的内涵与提升路径

【摘 要】

生态效益是海洋牧场优于传统养殖方式的最显著特质。提升海洋牧场的生态效益，就必须对其内涵和提升路径有清晰的认识。基于生态系统服务理论，海洋牧场生态效益的内涵得以厘清：作为反映海洋牧场可持续发展能力的评价指标，须划清与经济效益和社会效益的界限，应仅包括海洋生态系统服务中的调节服务和支持服务，本质上是海域原有生态效益与人工措施形成的生态增益的叠加。生态增益是各项人工措施的正负生态效应共同作用产生的生态效益增量，具有明显生态增益的海洋牧场，才符合可持续发展要求。海洋牧场生态效益的最大化，须以人工措施形成的生态增益最大化为目标，以人工措施生态正效应的最大化和生态负效应的最小化为导向，以基于生态优先原则对人工措施的科学管控为实现路径。管控措施应以保证人工措施的科学性和合理性为核心，涵盖统筹规划布局、规范建设标准、强化监测管理三个方面，贯穿海洋牧场建设的全过程。研究成果可望为提升中国海洋牧场的生态效益提供理论依据和工作思路。

引言

海洋牧场是以增殖养护渔业资源和改善海域生态环境为目的、可实现渔业资源可持续利用的渔业模式[,]，是一种综合采用人工鱼礁、海藻床和海草床建设、生物增殖放流、配套设施建设、监测管理等手段的系统性渔业资源增殖方式。健康的生态系统是海洋牧场可持续发展的根基与源泉，经济效益和生态效益均显著应是海洋牧场优于池塘养殖、网箱养殖、底播养殖等传统养殖方式的重要特征。然而，全国海洋牧场建设过程中普遍存在偏重经济效益、忽视生态效益的现象[-]，某些地方一味追求眼前经济利益而未能充分考虑生态环境的改善，甚至造成一系列负面生态效应。因此，如何实现生态效益与经济效益协同高效增长，是当前中国海洋牧场建设和管理中迫切需要解决的问题。要提升海洋牧场的生态效益，就必须对其内涵和提升路径有清晰的认识。关于海洋牧场的生态效益，有的学者用环境因子和生物量等指标的变化来描述[,]，有的用生态系统的结构和功能变化来评估[-]，有的完全以生态系统服务替代，与经济效益和社会效益混为一谈[,]，至今尚未有清晰明确的定义，更缺乏清晰完备的提升路径。本文秉承自然生态与社会经济共同发展的理念，基于生态系统服务理论，厘清海洋牧场生态效益的内涵，进而探索其提升路径，以期为提升中国海洋牧场的生态效益提供一定的理论依据和工作思路。

1 海洋牧场生态效益的内涵

1.1 生态效益与生态系统服务的关系

1.1.1 生态效益的概念

生态效益的概念自20世纪80年代提出以来，就已在中国学界和社会生活中得到广泛应用，但至今仍没有明确的科学定义和统一的分类体系。生态效益概念提出的初衷是作为一种价值判断基准，提高人们对生态环境保护重要性的认识，避免因过分追求社会效益和经济效益而造成对生态环境不可恢复的破坏和自然资源的未来短缺。在实际进行评价时，广义的生态效益包括了全部由生态系统产生的人类福祉，而狭义的生态效益则不包括生态系统产生的经济效益和社会效益。将生态系统产生的经济效益和社会效益包含到生态效益中，难免会弱化生态效益的本意。基于生态效益的形成本质和提出目的，生态效益可定义为：生态系统对人类的生活环境和生产条件所产生的有益影响，反映生态系统能够为人类生存和社会经济可持续发展提供适宜的生活环境和优良的生产条件的能力，是对传统评价人类福祉的社会效益和经济效益的补充[16]。

1.1.2 生态系统服务的概念与分类

生态系统服务的概念自1981年提出后，已逐步得到了国际学术界的接受，内涵也不断地得到完善。生态系统的价值在于其对于人类的有用性，体现在向人类社会提供满足生产和生活需要的服务。生态系统服务来源于生态系统的组分，并通过其生态系统功能得以实现。生态系统功能是生态系统服务的基础，是生态系统本身所具备的一种独立于人类而存在的自然属性；生态系统服务是生态系统功能的表现，是从满足人类的需要出发而关注的生态系统的经济学属性。

根据2003年联合国千年生态系统评估报告，生态系统服务是指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、文化服务以及对维持生态系统其他服务具有重要作用的支持服务[-]。由于全球生态系统的多样性和复杂性，不同生态系统的服务功能必然会存在一定差异。海洋生态系统因独具特征的形态、结构和功能，而具有不同于其他生态系统的服务价值。2005年中国国家海洋局基于联合国千年生态系统评估研究成果，建立了更契合中国海洋生态系统特征的分类体系，将海洋生态系统服务分为4类14项（见表1）。

1.1.3 生态效益与生态系统服务的区别与联系

近年来，随着生态系统服务概念在中国的引入，生态效益一词在生态学界有被取代之势，但在社会生活中因更容易理解而仍被高频使用。广义的生态效益的内涵与生态系统服务是相同的，均包括了全部由生态系统产生的人类福祉，也因此覆盖了部分经济效益和社会效益。例如，生态系统的供给服务，向人类提供的是能够进入市场交易的生态系统产品，属于传统的经济效益；生态系统的文化服务，指人类通过休闲娱乐、精神感受、知识获取等方式从生态系统中获得的非物质利益，属于经济效益和社会效益范畴。供给服务和文化服务的提供离不开人类活动的主动参与，是其属于经济效益和社会效益范畴的根本原因。广义的生态效益概念，会弱化强调生态保护的本意，甚至掩盖过分追求经济效益和社会效益而造成的生态破坏后果。狭义的生态效益摒弃了生态系统产生的经济效益和社会效益，仅指无需人类活动主动参与就能提供的调节服务和支持服务，更能凸显生态系统对人类生存和社会经济可持续发展的长期价值。因此，作为与经济效益和社会效益相对等的价值判断指标，生态效益应当采用狭义的概念（见表1）。

表1 海洋生态效益与生态系统服务的对比

1.2 海洋牧场的生态效益

1.2.1 海洋牧场生态效益的组成要素

海洋牧场是基于海洋生态系统原理，在特定海域，通过一系列人工措施构建或修复海洋生物繁殖、生长、索饵或避敌所需的场所[1,2]，是一个经人工改造后的海域生态系统。在人工措施的作用下，原海域生态系统内的生物组分和非生物环境有所改变，生态系统功能得以增强，生态系统服务和生态效益得到提升。因而，海洋牧场的生态效益不是从无到有地产生，而是源于原海域生态系统，受人工措施作用，本质上是原海域的生态效益与人工措施形成的生态效益增量（生态增益）的叠加，并将随着生态增益的变化而变化，可用公式表示如下：

R = O + G （1）

式中，R为海洋牧场建成后的生态效益；O为海洋牧场建设前原海域生态系统的生态效益，可视为常量；G为海洋牧场采取的人工措施形成的生态效益增量（生态增益）。

据调查，中国已建海洋牧场所改造的海域生态系统一般有两种，一种是尚未开发利用的原生海域，一种则是已建的水产养殖区。原海域的生态效益是海洋牧场生态效益的基础，但真正能反映出海洋牧场的生态修复效果的，却是人工措施形成的生态增益。具有明显生态增益的海洋牧场才符合可持续发展要求。

1.2.2 海洋牧场生态增益的形成

海洋牧场的生态增益是在人工措施的作用下产生的，国内外海洋牧场建设通常采取的人工措施包括人工鱼礁投放、海藻海草移植、渔业生物放流、配套设施建设和监测管理等[2-4,]。

（1）人工鱼礁投放

人工鱼礁是一种人为设置在水域中的构造物，利用生物对水中物体的行为特性，将生物对象诱集到特定场所进行捕捞或保护的一种设施。其生态作用主要表现在两方面：一是，通过在礁体周边产生扰流和上升流[,]，促使近底层的有机物和营养盐向上迁移，促进真光层内的浮游植物的繁殖与生长，提升海域的初级生产力；从而，既可为渔业生物提供充足饵料，又可加速对水体内氮､磷的吸收和转化[6]，增加对二氧化碳的吸收和氧气的释放，对增强海域自净能力、稳定大气组成和净化空气质量起到积极作用。二是，为恋礁性鱼类提供了庇护所，并增加了贝类和藻类的附着面积，加之礁体周围水流流速的减弱和饵料生物的丰富，为渔业生物营造了适宜的栖息环境和索饵繁殖场所[,]，促进了生物量的增长和营养物质的循环。

人工鱼礁由于打破了原有的生态平衡，难免会产生一定的生态负面影响。一是，中国沿海常见的人工鱼礁一般为2~3米高，礁体堆积会减弱底层海流，进而引起底部水体交换不畅、污染物沉积加速等一系列环境问题。二是，人工鱼礁改变了海域的自然属性，彻底破坏了原有底栖生境，加之人工增殖放流物种的入侵，可能导致原有的生物多样性减少，甚至造成珍稀濒危野生物种资源丧失[,]。

（2）海藻海草移植

海藻海草移植是指在适宜生长的海域直接移植海藻、海草幼苗或成熟的植株，以构建海藻床或海草床。既提高了底栖初级生产力，为渔业生物提供了饵料和栖息场所；又可加速吸收和转化水体内的氮､磷等营养元素，促进沉积物-水界面的可交换态营养盐的释放，达到改良海域水质和底质环境的效果[,]；同时在抑制赤潮和绿潮生物大量繁殖、固碳释氧、减少海底地貌侵蚀和抵抗风暴潮灾害方面也起着十分重要的作用。

由于移植的海藻或海草苗种一般为人工培育的常见物种，因此可能改变该海域原有的底栖植物种群结构，甚至造成生境侵蚀和生物多样性减少[32]。例如，在珊瑚礁区域移植海藻，可能导致原生珊瑚礁退化。

（3）渔业生物放流

增殖放流是指用人工方法直接向海域投放渔业生物的卵子、幼体或成体，增加渔业资源种群数量，结合营造的人工鱼礁、海藻床或海草床等栖息生境，吸引放流的渔业生物在此聚集，以改善因过度捕捞而破坏的群落结构，实现渔业资源的增殖[8]。渔业生物通过摄食行为促进了生态系统内的营养物质循环，对于控制藻类生长、抑制赤潮和绿潮灾害起到一定的积极作用。

由于增殖放流的苗种为人工培育物种，将与野生物种产生食物竞争。如果盲目追求某一渔业品种种群数量的增长，放流规模将超过生态承载能力，挤压原生物种的生存空间，导致生物多样性的减少[32,33]，甚至扰乱野生物种的自然基因堆，造成基因污染甚至丧失[33,]。例如，韩国的统营牧场就因为过度放流某种鱼类而破坏了水域生态，至今难以恢复。

（4）配套设施建设

海洋牧场依托优良的水域环境和丰富的生物资源，通过建设多功能平台等配套设施，主要用于开展旅游观光、休闲垂钓、海底探险等活动。例如，美国长期以来一直将开发休闲渔业作为海洋牧场建设的主要目标。此外，不少海洋牧场还涉及了筏架、网箱、工船等养殖设施[2-4]，本质上与传统养殖模式相同，主要目的为提高渔业资源产量，但并无生态增益贡献。

多功能平台的生态负效应与人工鱼礁相似，会破坏原有的底栖生境，但程度相对较轻；平台运营过程中产生的生活污水和垃圾，如处置不当还会对海域环境造成污染。筏架、网箱、工船等养殖设施存在与传统养殖相同的环境污染，并增加了赤潮和绿潮等灾害风险。

（5）监测管理

对资源实施科学管理，强调监测评估的重要性，是海洋牧场区别于单纯增殖放流、投放人工鱼礁等较初级的资源增殖活动的显著特征。监测管理是指通过水下实时在线监测等技术手段，采集能够反映海洋牧场资源和环境状况的各种数据，评估和预测其发展变化趋势，为海洋牧场的发展和保护提供科学依据。监测管理措施不直接产生生态效应，但有助于促进其他人工措施生态正效应的产生。

综上，海洋牧场生态增益的形成，源于各项人工措施的正负生态效应（如表2所示）。不同人工措施的生态效应不同，海藻海草移植的生态正效应最为显著，人工鱼礁投放次之；配套设施建设不仅无生态正效应，反而存在明显的生态负效应。各项生态系统服务的增益亦不相同，气体调节、气候调节、干扰调节、初级生产、营养物质循环等服务的提升是可期的，生物多样性维持服务减弱的风险较大，废物处理、生物控制等服务的变化则存在不确定性。

表2 海洋牧场生态增益与人工措施的响应关系。

备注：“”表示提升；“▽”表示削弱。

2 海洋牧场生态效益的提升路径

2.1 目标导向与实现路径

海洋牧场生态效益的提升取决于人工措施形成的生态增益。生态增益虽是可期的，但并非必然，完全取决于人工措施正负生态效应的产生。因此，海洋牧场生态效益的最大化，须以人工措施形成的生态增益最大化为目标，以人工措施生态正效应的最大化和生态负效应的最小化为导向。要实现该目标，就必须基于生态优先原则对人工措施进行科学管控。管控的核心任务是保证人工措施的科学性和合理性，管控措施应该贯穿海洋牧场建设前、建设中和运行期的全过程，从规划布局、建设标准、监测管理三个方面推进（如图1所示）。

图1 海洋牧场生态效益提升的目标导向与实现路径

2.2 统筹规划布局

2.2.1 强化生态底线约束

国土空间规划是国家空间发展的指南，是各类开发保护建设活动的基本依据。为保障海洋牧场的健康有序发展，必须强化国土空间规划的指导约束作用，以保障海洋生态健康和海域资源高效利用为基准，在海洋空间划定海洋牧场的建设禁止线。一是，严守海洋生态保护红线，严禁任何类型的海洋牧场侵占；二是，保护未划入生态保护红线的其他海洋生态敏感区，禁止在离岸较近水域、重点河口和海湾、海草床、海藻床、珊瑚礁等区域投放人工鱼礁；三是，维护好天然渔业资源产卵场环境条件的稳定和洄游通道的畅通，禁止筏架、网箱等养殖设施型海洋牧场挤占。

2.2.2 科学确定选址布局

海洋牧场建设规划是涉及海域空间利用的专项规划，是海洋牧场产业发展的行动指南。海洋牧场建设规划的编制，除了遵从国土空间规划的底线约束外，还应科学确定海洋牧场的选址与布局。一是，基于生态环境适宜性评估，明确适宜建设海洋牧场的区域；选址区域应确保底质能够维持人工鱼礁的长期稳定，环境条件适宜移植的海藻或海草生长，饵料能够满足放流的渔业生物生存需求等，以确保具备实现渔业增殖和生态修复功能。二是，根据生态承载能力评估，限定海洋牧场（特别是人工鱼礁）的最大允许建设规模；建设规模应确保海域资源能够充分利用，并且还需为海上交通、海底工程、矿产开采等其他赖水产业的发展预留空间，以促进区域协调发展。

2.2.3 强化生态影响评价

单个海洋牧场建设对海域生态系统的负面影响可能不明显，但大规模的区域性海洋牧场（特别是人工鱼礁）建设的负面生态影响必须引起重视。海洋牧场建设规划编制过程中，应科学预测规划方案实施可能对海域生态系统产生的整体影响，客观评估海洋生态系统服务的变化及对人类长远利益的影响。如果海洋牧场建设对海域生态系统和人类长远利益有重大影响，就必须对规划方案做出调整和优化，直至影响可以接受。

2.3 规范建设标准

2.3.1 规范海洋牧场的认定

以凸显生态修复功能为本，建立海洋牧场的认定标准，划清海洋牧场与传统养殖业的界限，杜绝以海洋牧场之名行海水养殖之实，改变以往重经济轻生态的思想。

2.3.2 规范人工鱼礁设计和投放准则

一是，规范礁体设计。礁体必须采用绿色环保、亲生物性的材料，避免产生环境污染；同时既要确保人工鱼礁能够提供足够的内部空间和附着面积，满足渔业生物的栖息需求；又要能够产生上升流，促进近底层营养物质的向上迁移。二是，明确礁体投放选址要求。礁体投放后应确保不沉降、不滑移，能够保持长期稳定。三是，规范礁体间距、礁群规模和鱼礁面积占比。建立人工鱼礁用海面积控制指标，在满足生物栖息需求的前提下，最大限度地降低人工鱼礁的建设规模，集约节约利用海域资源。

2.3.3 规范生物放流和移植准则

一是，规范生物苗种选择。渔业生物放流、海藻海草移植的苗种应选择当地常见物种，确保该物种既能够正常生存，又不存在生境侵蚀风险。二是，规范生物放流和移植规模。基于选址海域的生态承载能力，合理确定放流或移植的生物量，确保不超过海域生态容纳量。

2.3.4 规范配套设施建设标准

一是，规范多功能平台等配套设施的建设标准。在满足使用需求的前提下，限定最大允许用海规模，最大程度地减少对海域自然属性的改变。二是，规范配套设施的环保设计。严格落实海洋环境管理要求，确保采用绿色环保的建筑材料，实现污水、固废等污染物的向海零排放。

2.4 强化监测管理

2.4.1 加强跟踪监测

构建海洋牧场实时监测系统与辅助决策信息平台，对海洋牧场的生态状况进行跟踪监测。通过对人工鱼礁稳定性的监控，对生物资源和环境质量的监测，实时掌握海洋牧场生态系统的结构与功能变化。

2.4.2 强化实施效果评估

建立海洋牧场生态效益评估技术规范，对人工措施实施后的生态效益变化情况（特别是生物多样性维持服务）进行科学评估，为后续海洋牧场的建设、管理和可持续发展提供决策支持。

3 结论

（1）生态效益作为反映海洋牧场可持续发展能力的评价指标，须划清与经济效益和社会效益的界限，故应采用狭义的内涵，仅包含海洋生态系统服务中无需人类活动主动参与实现的调节服务和支持服务。海洋牧场的生态效益本质上是海域原有的生态效益与人工措施形成的生态增益的叠加，生态增益则是各项人工措施正负生态效应共同作用的结果。不同人工措施的生态效应不同，海藻海草移植的生态正效应最为显著，配套设施建设的生态负效应最为明显；各项生态系统服务的增益亦不相同，气体调节、初级生产等5项服务的提升是可期的，生物多样性维持服务减弱的风险则较大。具有明显生态增益的海洋牧场，才符合可持续发展要求，对其生态效益内涵的揭示，有助于提升中国海洋牧场建设的生态意识。

（2）海洋牧场生态效益的最大化，须以人工措施形成的生态增益最大化为目标，以人工措施生态正效应的最大化和生态负效应的最小化为导向，以基于生态优先原则对人工措施的科学管控为实现路径。管控措施应以保证人工措施的科学性和合理性为核心，涵盖统筹规划布局、规范建设标准、强化监测管理三个方面，贯穿海洋牧场建设前、建设中和运行期的全过程。提出的实现路径，可为提升中国海洋牧场的生态效益提供思路。

文章来源：中国环境管理. 2021,13(02)