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上海海洋生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)方法的比較分析

2019-10-28 02:19吳珍陳睿山
關(guān)鍵詞:上海

吳珍 陳睿山

摘要:海洋對(duì)于人類有重要的意義,不僅可以調(diào)節(jié)全球氣候,而且在提供食物、生計(jì)和娛樂(lè)方面也發(fā)揮至關(guān)重要的作用.黨的十八大提出提高海洋資源開(kāi)發(fā)能力,發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì),保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境,堅(jiān)決維護(hù)國(guó)家海洋權(quán)益,建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó).上海作為全球特大沿海城市,有必要弄清其海洋生態(tài)系統(tǒng)健康的變化趨勢(shì)和現(xiàn)狀,以及城市與海洋之間的相互作用關(guān)系.基于國(guó)內(nèi)外海洋生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)方法,本文對(duì)比了“海洋健康指數(shù)”(Ocean Health Index,OHI)和“壓力一狀態(tài)一響應(yīng)”(Pressure-State-Response,PSR)這兩種不同的評(píng)價(jià)方法,完成了對(duì)上海海洋生態(tài)系統(tǒng)健康的變化趨勢(shì)及現(xiàn)狀的評(píng)價(jià).評(píng)價(jià)結(jié)果表明,2009年以來(lái),上海海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況在改善,2015年呈亞健康狀態(tài).相對(duì)而言,“壓力一狀態(tài)一響應(yīng)”(PSR)模型更適用于上海海域.

關(guān)鍵詞:海洋健康指數(shù);壓力一狀態(tài)一響應(yīng)模型;海洋生態(tài)系統(tǒng)健康狀況;上海

中圖分類號(hào):P964

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.04.017

0 引言

沿海地區(qū)已成為地球上人口最稠密的地區(qū)以及受災(zāi)最嚴(yán)重的地區(qū)[1-4].人類從海洋的開(kāi)發(fā)和利用中獲取了巨大的資源和財(cái)富,但由于過(guò)度捕撈和開(kāi)發(fā)及污染,已經(jīng)對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)造成了破壞,降低了海洋生態(tài)系統(tǒng)為現(xiàn)在和未來(lái)提供服務(wù)的能力[3],人類的延續(xù)與繁榮依賴一個(gè)健康的海洋.海洋和海岸的可持續(xù)性是聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)之一[5].在全球范圍內(nèi),人類對(duì)海洋的壓力日漸增加,但我們對(duì)于這些壓力的變化模式知之甚少,管理者和決策者需要這些信息來(lái)制定戰(zhàn)略決策并監(jiān)管海洋的發(fā)展[6],以便科學(xué)地指導(dǎo)人類的開(kāi)發(fā)行為,維系一個(gè)健康的海洋生態(tài)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)人類與海洋生態(tài)系統(tǒng)的和諧發(fā)展.

海洋生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的方法主要是指示物種法[7-8]和指標(biāo)體系法[9].海洋健康指數(shù)(Ocean Health Index, OHI)是一個(gè)評(píng)價(jià)海洋為人類提供福祉的能力及其可持續(xù)性的綜合指標(biāo)[10],把人類與海洋看作一個(gè)整體,并融入可持續(xù)發(fā)展的思想[10].Halpern等人構(gòu)建的OHI評(píng)價(jià)模型,從人類一海洋耦合的角度來(lái)定量評(píng)估海洋健康狀況[11-13],并融入了可持續(xù)發(fā)展的思想,不僅從各指標(biāo)當(dāng)前所受壓力(生態(tài)和社會(huì)壓力)評(píng)價(jià)當(dāng)前海洋生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài),也從影響(生態(tài)壓力和社會(huì)壓力)和緩解(生態(tài)和社會(huì)響應(yīng))當(dāng)前指標(biāo)壓力等方面來(lái)評(píng)估指標(biāo)未來(lái)可能出現(xiàn)的狀態(tài)[14].

國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作和開(kāi)發(fā)組織(OECD)與聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)共同提出了“壓力(Pressure)-狀態(tài)(State)-響應(yīng)(Response)”模型,即“PSR”概念模型[15].基于PSR基本原理,國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者構(gòu)建了不同生態(tài)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系,如Crabtree構(gòu)建了蘇格蘭的山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性指標(biāo)[16]; Jennings構(gòu)建了漁業(yè)生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)體系來(lái)評(píng)價(jià)其健康狀況[17];Liu等人利用PSR構(gòu)建了黃土高原縣級(jí)生態(tài)系統(tǒng)健康狀況評(píng)估體系[18]:陳奕等人以海河流域河北衡水湖濕地為例,分別對(duì)應(yīng)PSR中的壓力、狀態(tài)和響應(yīng)建立了相應(yīng)的指標(biāo)體系[19].彭濤等人為了定量評(píng)估黃柏河生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài),以PSR模型為基礎(chǔ),構(gòu)建了黃柏河生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[20]:毛義偉等人根據(jù)沿海濕地生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn),建立了一套沿海濕地生態(tài)系統(tǒng)適用的健康評(píng)價(jià)指標(biāo)[21]:寧立新等人以江蘇省海岸帶為例,構(gòu)建了江蘇省海岸帶PSR生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[22],這為我們構(gòu)建上海海洋生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)體系提供了經(jīng)驗(yàn).

20世紀(jì)以來(lái),隨著上海地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及全球環(huán)境的變化,上海海域生態(tài)系統(tǒng)正承受著巨大的環(huán)境壓力,面臨海域水質(zhì)惡化、生態(tài)退化和生產(chǎn)力下降等一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題.我們需要研究其海洋生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的變化趨勢(shì)及現(xiàn)狀,分析當(dāng)前海洋生態(tài)系統(tǒng)面臨的問(wèn)題.為上海海洋相關(guān)部門制定生態(tài)、環(huán)境決策提供科學(xué)依據(jù),從而改善海洋生態(tài)環(huán)境.也為OHI提供城市應(yīng)用的案例,為其他城市提供經(jīng)驗(yàn).

1 研究區(qū)概況

上海市(30.5°N-32°N,121°E-123°E)位于我國(guó)大陸海岸線中部,處于長(zhǎng)江入??诤蜄|海交匯處,面向東海、北接江蘇、南臨浙江,區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯,且擁有港口航道、灘涂濕地、濱海旅游、海洋風(fēng)能和潮汐能等眾多海洋資源,依據(jù)國(guó)務(wù)院批復(fù)的《上海市海洋功能區(qū)劃(2011-2020年)》,上海市海域包括:西界為大陸岸線,東界為我國(guó)領(lǐng)海外部界限,南界為滬浙分界線,北界為滬蘇分界線,面積約10 754.6 km2(見(jiàn)圖1).

2 評(píng)價(jià)框架與研究方法

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.1.1 0HI評(píng)價(jià)體系

OHI包括10個(gè)指標(biāo),即食物供給(Food provision,F(xiàn)P)、人工捕魚(yú)機(jī)會(huì)(Artisanal op-portunities,AO)、自然產(chǎn)品(Natural products,NP)、碳匯(Carbon storage,CS)、海岸保護(hù)(Coastal protection,CP)、海岸帶生計(jì)與經(jīng)濟(jì)(Coastal livelihoods and economies,CLE)、休閑旅游(Tourism and recreation,TR)、地方感(Sense of place,SP)、清潔水源(Clean waters,CW)和生物多樣性(Biodiversity,BD).當(dāng)與評(píng)價(jià)區(qū)域無(wú)關(guān)或影響極小的子目標(biāo),可排除該指標(biāo).自然產(chǎn)品(NP)用于評(píng)價(jià)從海洋中獲得非食物性的,并可以用于商業(yè)活動(dòng)和國(guó)際貿(mào)易的海產(chǎn)品,而在上海海域并未有相關(guān)海產(chǎn)品的報(bào)道,所以不考慮這一指標(biāo)[39](見(jiàn)表1).

2.1.2 PSR評(píng)價(jià)體系

“壓力一狀態(tài)一響應(yīng)”模型最初由Tony FYiend和David Rapport[231提出,20世紀(jì)80、90年代,由經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)和聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)共同發(fā)展起來(lái)的[24].目前PSR模型仍被認(rèn)為是用于環(huán)境指標(biāo)組織和環(huán)境現(xiàn)狀匯報(bào)最有效的框架[21].PSR模型有很強(qiáng)的因果性:人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境施加一定的壓力(壓力);因?yàn)檫@些壓力,從而改變了環(huán)境原有的性質(zhì)或自然資源(狀態(tài));之后人類又會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)采取一些措施(響應(yīng))[25-26].由于PSR模型反映了人類活動(dòng)的環(huán)境壓力、環(huán)境現(xiàn)狀和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)響應(yīng),因此可以被用于多級(jí)尺度,并被廣泛運(yùn)用[24].本文根據(jù)上海海洋生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)的目的及指標(biāo)選取原則,結(jié)合河口、海洋和濕地生態(tài)系統(tǒng)的研究,以及生態(tài)系統(tǒng)的組成、功能及其作用,選取了14種評(píng)價(jià)指標(biāo),并通過(guò)PSR模型形成指標(biāo)體系(見(jiàn)表2).

2.2 評(píng)價(jià)方法

2.2.1 0HI評(píng)價(jià)方法

基于國(guó)內(nèi)外諸多對(duì)OHI的應(yīng)用案例,結(jié)合上海實(shí)際情況,其中的海岸保護(hù)沿用OHI模型,食物供給,人工捕撈機(jī)會(huì),碳匯,海岸帶生計(jì)與經(jīng)濟(jì),休閑旅游,地方感,清潔水源,生物多樣性等指標(biāo)進(jìn)行了修改和重建.具體構(gòu)建過(guò)程如下.

(1)食物供給(FP)

FP主要評(píng)價(jià)人類可持續(xù)地從海洋中獲得海產(chǎn)品的量,包括捕撈和養(yǎng)殖.上?,F(xiàn)在沒(méi)有海洋養(yǎng)殖業(yè),所以本指標(biāo)只評(píng)價(jià)人們能夠從海岸或海洋獲得的可持續(xù)的商業(yè)捕撈量.以最大可持續(xù)量(mMSY)為參考值,F(xiàn)P得分越高,說(shuō)明實(shí)際捕撈量與mMSY越接近,可持續(xù)性越好.mMSY通過(guò)非平衡產(chǎn)量模犁進(jìn)行漁業(yè)資源評(píng)估[27].計(jì)算如下:

(2)人工捕撈機(jī)會(huì)(AO)

人工捕撈是指小規(guī)模的(家庭捕撈)、不參與全球漁業(yè)貿(mào)易的捕撈行為.該指標(biāo)主要評(píng)價(jià)海洋提供手工捕魚(yú)機(jī)會(huì)的能力.健康的海洋提供的手工捕魚(yú)機(jī)會(huì)總量是一定的,在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較好地區(qū),人類有更多途徑來(lái)獲取食物和營(yíng)養(yǎng),所以對(duì)手工捕魚(yú)的需求較小,進(jìn)而手工捕撈的可持續(xù)性就更大.反之,經(jīng)濟(jì)落后的地區(qū)對(duì)食物和營(yíng)養(yǎng)獲取途徑少,則對(duì)手工捕撈的需求就更大,

(7)地方感(SP)

SP劃分為兩個(gè)子目標(biāo),即標(biāo)志性物種(ICO)和遺產(chǎn)保護(hù)區(qū)(LSP).

標(biāo)志性物種是指對(duì)當(dāng)?shù)鼐哂兄匾饬x或價(jià)值的物種.根據(jù)IUCN(世界自然保護(hù)聯(lián)盟)瀕危物種紅色名錄中確定的物種瀕危等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn),將上海標(biāo)志性物種分為滅絕、極危、瀕危、易危和近危5個(gè)等級(jí).計(jì)算如下:

(8)清潔水源(CW)

清潔水源用于評(píng)價(jià)海洋水體受污染程度,分?jǐn)?shù)越高,意味著海洋水體受到污染越少.基于我國(guó)《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》劃分上海海域水質(zhì)面積,并給不同的水質(zhì)等級(jí)進(jìn)行權(quán)重賦值,一類水、二類水、三類水、四類水和劣四類水的權(quán)重分別為1、0.75、0.5、0.25和0.計(jì)算如下:

上海市工業(yè)直排入海的廢水對(duì)海水水質(zhì)影響很大,依據(jù)上海市實(shí)際情況,我們?cè)黾由虾J泄I(yè)廢水直排量為清潔水源評(píng)價(jià)指標(biāo)之一,以該指標(biāo)在評(píng)價(jià)時(shí)間段內(nèi)相對(duì)最佳值為參考值.計(jì)算如下:

經(jīng)過(guò)一致性檢驗(yàn),最終得出各指標(biāo)的相應(yīng)權(quán)重.OHI中每個(gè)指標(biāo)得分介于O~100.指標(biāo)得分越高,代表其健康狀況越好:反之,得分越低,代表其健康狀況越差.

2.2.2 PSR評(píng)價(jià)方法

PSR評(píng)價(jià)體系中的指標(biāo)主要采用“標(biāo)準(zhǔn)化”進(jìn)行處理和計(jì)算,計(jì)算如下[37-39]:其中,i為指標(biāo)數(shù)量,Xi.和Xa*分別是指標(biāo)i的原始數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù),Xmax和Xmin分別表示參考年份內(nèi)數(shù)據(jù)中的最大值和最小值.指標(biāo)分為正效應(yīng)指標(biāo)和負(fù)效應(yīng)指標(biāo)40,41],當(dāng)指標(biāo)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)健康的貢獻(xiàn)為正時(shí),使用等式(16),當(dāng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)貢獻(xiàn)為負(fù)時(shí),使用等式(17)[39].標(biāo)準(zhǔn)化值X*∈(0,1),其越接近1表示健康程度越高.

為了定量地評(píng)價(jià)上海海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康狀態(tài),需要建立一個(gè)綜合健康指數(shù)(Comprehen-sive Health Index,ICH).參考相關(guān)文獻(xiàn),結(jié)合上海海洋實(shí)際情況,將計(jì)算結(jié)果分為很健康、健康、亞健康、不健康和疾病5個(gè)等級(jí)(0~1,1為滿分)[15,21,42-44],確定上海海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況.即,式中,ICH為整個(gè)上海海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況;n為評(píng)價(jià)指標(biāo)的個(gè)數(shù);Xi*表示第i種指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值,0≤Ii≤1;wi為指標(biāo)的權(quán)重,通過(guò)AHP法來(lái)確定各指標(biāo)權(quán)重[41,48-50].要說(shuō)明的是,PSR和OHI中都有捕撈和濕地相關(guān)指標(biāo),但評(píng)價(jià)側(cè)重點(diǎn)有所不同.在PSR中,捕撈指上海海洋捕撈量的多少,而OHI中人工捕撈機(jī)會(huì)和食物供給這兩個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)的是捕撈行為的可持續(xù)性:PSR中濕地是指濕地面積,而在OHI中碳匯是濕地的固碳能力,海岸保護(hù)是濕地對(duì)海岸帶居民建筑的保護(hù)能力.

3 結(jié)果分析

3.1 0HI與PSR單指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果分析

2009 2015年間,在OHI評(píng)估結(jié)果中,呈上升趨勢(shì)的是碳匯、海岸保護(hù)、海岸帶生計(jì)與經(jīng)濟(jì)、休閑旅游和清潔水源,反映了上海海域的海岸帶生境對(duì)于碳的儲(chǔ)存能力和對(duì)于海岸帶居民建筑的保護(hù)能力變好,上海海域?yàn)楫?dāng)?shù)鼐用裉峁┑木蜆I(yè)崗位和帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)收入保持增長(zhǎng),上海海洋水質(zhì)變好.呈下降趨勢(shì)的是人工捕撈機(jī)會(huì)和生物多樣性,反映了上海市海域的小規(guī)模捕撈行為的可持續(xù)性在降低,近海的生物多樣性也在減少,這兩個(gè)方面需引起重視并加以改善.呈“高一低一高”波動(dòng)趨勢(shì)的是食物供給,說(shuō)明上海市海洋能夠提供大規(guī)模商業(yè)捕撈量的能力并不穩(wěn)定(見(jiàn)圖2a).

2009-2016年間,在PSR評(píng)估結(jié)果中,呈波動(dòng)增加趨勢(shì)的有海岸帶生境、垃圾傾倒、海洋資源、科研和觀測(cè)站,代表其健康狀況在改善.上海市重視對(duì)濕地和灘涂的管理,嚴(yán)格管控城市垃圾的排放,并對(duì)海洋投入了大量的科研力量.在相關(guān)部門的管理下,加強(qiáng)規(guī)范,合理開(kāi)發(fā)海洋油氣資源,重視對(duì)海洋災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等的預(yù)防[51-52],有效降低了海洋災(zāi)害帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)威脅,海洋災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)程度減小.呈波動(dòng)減小趨勢(shì)的是捕撈、港口建設(shè)和海洋風(fēng)險(xiǎn),代表其健康狀況在變差.上海海洋的過(guò)度捕撈和環(huán)境污染造成海洋再生資源能力的下降,導(dǎo)致上海市的捕撈量逐年減少.全球氣候變暖,導(dǎo)致極端氣候?yàn)?zāi)害的頻度和強(qiáng)度不斷上升,赤潮、咸潮、強(qiáng)風(fēng)暴、海浪災(zāi)害和海平面上升是上海海洋面臨的重要災(zāi)害隱患[53].呈“高一低一高”波動(dòng)的是陸源污染、生物多樣性、海洋功能區(qū)環(huán)境和水資源,其中海洋功能區(qū)環(huán)境和水資源總體變好了,陸源排污和生物多樣性波動(dòng)較大且其健康狀況總體是下降的.上海市海洋相關(guān)部門重視對(duì)海洋環(huán)境的管治和提高環(huán)境質(zhì)量.重視金山城市沙灘的環(huán)境保護(hù),所以海洋功能區(qū)的環(huán)境質(zhì)量狀況在改善.上海市人口不斷增多,2016年上海市已超過(guò)2400萬(wàn)人,居民帶來(lái)的生產(chǎn)和生活垃圾增多,排放的廢水增多,這也是影響上海水質(zhì)最根本的原因,這與膠州灣類似[54].海洋污染會(huì)破壞生物生存環(huán)境,生物多樣性會(huì)隨之波動(dòng).呈“低一高一低”波動(dòng)的是水質(zhì)和海洋管理,其健康狀況在變差.上海的海水水質(zhì)不僅受到廢水的影響,海洋災(zāi)害等也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響.2012年海洋管理得分很高,之后,海權(quán)證書的發(fā)放和增殖放流資金的投入都有所減少,所以得分也隨之降低了(見(jiàn)圖2b-d).

3.2 0HI與PSR評(píng)價(jià)結(jié)果分析

如圖3所示,2009 2015年期間,OHI的評(píng)價(jià)結(jié)果波動(dòng)較小,在54.93~ 61.49分之間波動(dòng),屬于亞健康:2009 2016年期間,PSR的評(píng)價(jià)結(jié)果波動(dòng)較大,在0.29~ 0.63分之間波動(dòng),總體來(lái)看,健康狀況有所改善,由不健康到亞健康.從單指標(biāo)來(lái)看,OHI與PSR可以相互佐證評(píng)價(jià)結(jié)果.OHI中人工捕撈機(jī)會(huì)的可持續(xù)性是降低的,在PSR中捕撈量是增加的,因?yàn)楹Q笏峁┑牟稉瓶偭渴且欢ǖ模虾:Q蟮牟稉屏吭谠黾?,?duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)造成的壓力增加,所以海洋可以提供的捕撈能力降低,即捕撈行為的可持續(xù)性降低.2009年以來(lái),OHI中清潔水源得分是增加的趨勢(shì),即上海海域的水質(zhì)在變好:而在PSR中陸源排污情況總體變差,代表海域的水質(zhì)在變差.據(jù)《上海海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)》統(tǒng)計(jì),上海海域目前面臨劣四類水占比較大和富營(yíng)養(yǎng)化較嚴(yán)重的問(wèn)題.OHI中的生物多樣性得分呈下降趨勢(shì),PSR中生物多樣雖有波動(dòng)但總體也是變差了,反映上海海域的生物多樣性確實(shí)減少了.OHI中碳匯和海岸保護(hù)的得分是增加的趨勢(shì),PSR中濕地面積也是增加的趨勢(shì),反映了上海海岸帶的濕地面積增加,進(jìn)而提高了海岸帶固碳能力和保護(hù)居民建筑的能力.

3.3 現(xiàn)狀分析

將2015年作為現(xiàn)狀年份來(lái)計(jì)算當(dāng)年結(jié)果,通過(guò)2.2.1中構(gòu)建的模型,計(jì)算得出上海海洋生態(tài)系統(tǒng)OHI綜合得分為59.97分,低于當(dāng)年全球平均得分(71分),也低于中國(guó)海洋健康平均得分(64分)1,反映了上海海洋的生態(tài)系統(tǒng)并不健康.通過(guò)PSR模型評(píng)價(jià)體系,計(jì)算得出上海海洋生態(tài)系統(tǒng)健康綜合得分為0.59分,剛剛處在亞健康狀態(tài)的邊緣.綜合兩種評(píng)價(jià)結(jié)果,2015年上海海洋應(yīng)屬于亞健康.

4 討論

目前OHI已應(yīng)用在全球[55]不同國(guó)家和地區(qū),如南極56]、巴西[11]、加拿大[57]和斐濟(jì)[58]等,也應(yīng)用到不同城市,如美國(guó)西部的華盛頓、俄勒岡州和加州[12]等,我國(guó)的浙江(55.3分)、溫州(50.01分)[30]、天津(66分)[59]和青島(67.8分)[54]等海域也已有相關(guān)學(xué)者展開(kāi)過(guò)研究.“壓力一狀態(tài)一響應(yīng)”(PSR)模型在國(guó)內(nèi)外已被廣泛應(yīng)用,PSR已用于山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)[16]、漁業(yè)生態(tài)系統(tǒng)[17]、黃土高原縣級(jí)生態(tài)系統(tǒng)[66]、海岸帶生態(tài)系統(tǒng)[22]、濕地生態(tài)系統(tǒng)[15,61-62]和流域生態(tài)系統(tǒng)[63]等的健康狀況及其可持續(xù)性評(píng)價(jià)[64].本文以此為借鑒,構(gòu)建了上海海洋生態(tài)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系并完成了其健康狀況的評(píng)估.

OHI與PSR都屬于“指標(biāo)體系法”,實(shí)際上OHI的指標(biāo)體系也是從“壓力一狀態(tài)一響應(yīng)”來(lái)考慮的.兩種模型構(gòu)建原則相同,都是從海洋生態(tài)系統(tǒng)受到的壓力、目前所呈現(xiàn)出來(lái)的狀態(tài)和社會(huì)對(duì)其響應(yīng)來(lái)構(gòu)建.雖然部分指標(biāo)側(cè)重點(diǎn)不同,但是兩種模型的指標(biāo)相互聯(lián)系,甚至可以相互佐證評(píng)價(jià)結(jié)果.如PSR中海岸帶生境是增加趨勢(shì),在OHI中碳匯和海岸保護(hù)能力也是增加的趨勢(shì):PSR中捕撈是減小的趨勢(shì),OHI中人工捕撈機(jī)會(huì)的可持續(xù)性是減少的趨勢(shì),反映了上海海洋提供捕撈的能力在減弱.我國(guó)是漁業(yè)大國(guó),沿海城市對(duì)水產(chǎn)品需求的增加,使?jié)O業(yè)資源和漁業(yè)水域環(huán)境出現(xiàn)了嚴(yán)重的衰退和惡化,影響了漁業(yè)資源的可持續(xù)利用[65].部分指標(biāo)由于評(píng)價(jià)方法不同,結(jié)果出現(xiàn)差異,如PSR中陸源排污和水質(zhì)的波動(dòng)較大,水質(zhì)情況總體在變差:而在OHI中清潔水源得分卻在增加,反映了水質(zhì)變好.因?yàn)橛?jì)算時(shí),在PSR中分別統(tǒng)計(jì)了第一、二、三、四和劣四類水的面積,再做標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算,而在OHI中只是將海域水質(zhì)面積對(duì)應(yīng)到相應(yīng)得分區(qū)間.OHI的結(jié)果粗略,不具有代表性.20世紀(jì)90年代后,隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快和氮肥用量的增長(zhǎng),上海海域水質(zhì)快速惡化,2000年以后繼續(xù)惡化,但惡化速度有所減緩[66].并結(jié)合《上海海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)》,證明PSR中水質(zhì)相關(guān)的結(jié)果更客觀.在OHI中生物多樣性是減少的趨勢(shì),而在PSR中生物多樣波動(dòng)較大,但其得分仍是減小的.由于人類活動(dòng)影響,上海和長(zhǎng)江口生物多樣性顯著下降[67-68],但是在OHI中生物多樣性只是粗略地將Shannon-Weiner指數(shù)結(jié)果對(duì)應(yīng)到相應(yīng)得分區(qū)間,結(jié)果不夠精細(xì).而在PSR中是分別統(tǒng)計(jì)了浮游植物、浮游動(dòng)物和底棲生物的種類,結(jié)果較精細(xì).OHI中的9個(gè)指標(biāo)保留了原始模型的指標(biāo),但PSR是根據(jù)壓力、狀態(tài)和響應(yīng)分別結(jié)合上海實(shí)際情況來(lái)構(gòu)建對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo),如海洋災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)[37,69]和港口[70]對(duì)上海是重要的評(píng)價(jià)指標(biāo),在PSR中有相關(guān)指標(biāo),但在OHI中卻沒(méi)有.最初Halpern等人構(gòu)建OHI模型是用于全球和國(guó)家尺度的海域,本文將其運(yùn)用到上海這一市級(jí)尺度,不僅指標(biāo)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)困難,而且各指標(biāo)是否適用于市級(jí)尺度仍值得商榷.PSR數(shù)據(jù)主要來(lái)源是上海、東海和中國(guó)的海洋環(huán)境公報(bào)和年鑒,相比較而言數(shù)據(jù)收集更容易,且更符合上海實(shí)際情況.PSR中部分評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算方法更加精細(xì),結(jié)果更客觀.客觀而言,PSR模型評(píng)價(jià)體系更適合上海.

雖然OHI與PSR評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和計(jì)算方法不同,但是兩種模型構(gòu)建原則相同,都是基于“壓力一狀態(tài)一響應(yīng)”來(lái)構(gòu)建的,其中PSR中的指標(biāo)則考慮了更多上海典型指標(biāo),如海洋災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)和港口建設(shè).兩種模型評(píng)價(jià)結(jié)果一致,都反映了上海海洋的健康狀況有所改善,但是總體仍處于亞健康狀態(tài).評(píng)價(jià)結(jié)果反映了上海的海洋生態(tài)系統(tǒng)面臨陸源污染、海洋災(zāi)害、生物多樣性減少和人工捕撈的可持續(xù)性不足的問(wèn)題。

5 結(jié)論

我們利用海洋健康指數(shù)(OHI)和“壓力一狀態(tài)一響應(yīng)”模型(PSR)完成了對(duì)上海海洋生態(tài)系統(tǒng)健康的評(píng)價(jià),利用OHI與PSR的指標(biāo)體系,對(duì)上海海洋生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行單因子和綜合評(píng)價(jià),為上海海洋的可持續(xù)發(fā)展提供了一定的科學(xué)依據(jù).且兩種方法評(píng)價(jià)結(jié)論一致,上海的海洋生態(tài)系統(tǒng)健康狀況雖在改善,但仍屬于亞健康狀態(tài).評(píng)價(jià)結(jié)果明確了上海海洋生態(tài)系統(tǒng)目前面臨的問(wèn)題,可為相關(guān)部門制定管理決策時(shí)提供科學(xué)依據(jù),也可避免盲目效仿其他城市和采取無(wú)用措施.本研究有助于認(rèn)清海洋健康現(xiàn)狀,避免繼續(xù)過(guò)度開(kāi)發(fā)海洋資源和破壞海洋生態(tài)環(huán)境.上海作為沿海特大城市之一,應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持陸海統(tǒng)籌、保持海洋生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展.

目前上海海洋出現(xiàn)的主要問(wèn)題是陸源污染嚴(yán)重、生物多樣性減少、海洋提供捕撈的能力減弱和面臨海洋災(zāi)害的威脅.長(zhǎng)江、黃浦江和陸源入海的污染物是影響水質(zhì)的主要因素,相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)陸源污染的控制與管理,建立有效的污水排放監(jiān)控機(jī)制,堅(jiān)持“污染者付費(fèi)、利用者補(bǔ)償、開(kāi)發(fā)者保護(hù)、破壞者恢復(fù)”的原則,實(shí)現(xiàn)海洋生態(tài)監(jiān)控區(qū)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo).建議應(yīng)保護(hù)近海漁場(chǎng)環(huán)境與漁業(yè)資源,認(rèn)真執(zhí)行海洋伏季休漁制度,加強(qiáng)增殖放流,使伏季休漁秩序得到有效維護(hù).嚴(yán)格保護(hù)自然保護(hù)區(qū)的物種多樣性,嚴(yán)厲打擊破壞生物多樣性的行為.完善海洋災(zāi)害的監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng),減小海洋災(zāi)害造成的損失.

由于影響海洋生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的因素眾多,文中所選指標(biāo)的完整性和代表性仍存在不足,時(shí)間序列還可以繼續(xù)深入,我們后續(xù)將建立長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)體系來(lái)研究上海海洋的生態(tài)系統(tǒng)健康狀況和可持續(xù)管理.

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