人为干扰下全球生物多样性的快速降低, 预示着第六次生物大灭绝已悄然来临^[1]。生物多样性是生态系统的主导功能, 是食品生产、气候调节、废弃物处理、水土保持等功能得以实现的基础^[2-3]。海洋作为地球上综合生产力最大的生态系统, 蕴含着极其丰富的生物资源。“海洋生物普查计划(Census of marine life, COML)”调查发现海洋中拥有已知25万种生物和至少约210万种的未知生物。然而, 近年来由于过度捕捞、栖息地破坏、外来入侵种、水体污染及气候变迁等众多因素的影响, 海洋生物多样性正遭受严重破坏, 已成为世界性的环境问题之一, 受到国际社会的普遍关注^[4-5]。

正确认识与评估海洋生物多样性给人类带来的裨益, 即生物多样性维持服务价值, 是开展海洋生物多样性保护至关重要的环节。生物多样性维持服务, 隶属于四类全球生态系统服务中的支持服务, 是其他服务产生的基础^[6-7]。其服务价值指的是人们为满足自身对海洋生物多样性维持的全部动机与需求, 有能力以货币形式支付或实现的价值^[8]。据统计, 全球生物多样性每年为人类创造的生态服务功能价值约为33亿美元, 其中海洋占据63%, 且很可能被低估^[9]。生物多样性维持服务价值评估, 能够为人们充分认识海洋生物多样性的重要性提供更为直观的经济学数据^[10-11]。此外, 不同区域的生物多样性维持服务价值评估, 亦能为海洋生物多样性保护优先区域的划定, 提供一定的科学基础^[12]。

目前, 生物多样性维持服务价值评估常采用生态经济学家和环境经济学家普遍接受的条件价值法, 是一种基于人们对假象市场中资源环境质量变化的选择行为的评价方法, 该类选择行为通常通过支付意愿或受偿意愿来表示, 因此又称之为意愿调查法^[13-14]。Mallawaarachchi等^[15]应用该方法调查了城市居民对郊区珍稀植被保护的支付意愿。Loomis和White^[16]对美国条纹光泽鱼、斑点猫头鹰等18种不同濒危物种的多样性维持服务价值进行了年度支付意愿问卷调查, 发现每户家庭的支付意愿分别从6—95美元不等。Tonin^[17]调查发现, 大多数意大利人愿意支付5—21欧元用于建立海洋保护区, 开展海洋生物多样性保护以维持其服务功能。随着评价方法和问卷调查的不断改进, 国内学者逐渐将该方法应用到海洋生物多样性维持服务的经济价值研究。王丽等^[18]基于条件价值法评估了罗源湾海洋生物多样性维持服务价值, 王栋^[8]以我国珍稀濒危的海洋物种和国家级的海洋自然保护区为代表进行了多样性维持经济价值分析, 郝林华等^[14]通过该方法评估了三亚海域生态系统多样性及物种多样性的维持服务价值。以上研究为增强人们对海洋生物的认知及保护意识提供了有利的科学基础。

黄海作为我国四大海域之一, 其生物多样性研究一直是众多学者关注的热点^[19]。以往相关研究主要集中在浮游植物、浮游动物以及大型底栖生物的群落结构与多样性调查^[20-22], 而多样性维持服务价值评估的研究相对较少, 主要围绕山东和江苏近海生态系统的多样性维持服务价值开展评估工作^{[18, 23-24]}。本文选择黄海作为研究区域, 通过统计该海域珍稀濒危物种, 分析其出现频次, 调查了黄海海域沿岸三省9个城市居民对17种典型珍稀濒危物种生物多样性维持的支付意愿。旨在了解黄海生态系统的生物多样性维持服务价值, 为更加合理保护、开发黄海海域生物资源提供科学技术支持, 并为国家相关管理和规划决策提供信息。

1 研究方法 1.1 研究区域

黄海, 位于中国大陆和朝鲜半岛之间, 是太平洋西部的一个边缘海, 面积约为38万平方公里。由于受到冷水团和黄海暖流的特殊影响, 黄海生物系组成、地理分布都保持了独特特征, 浮游生物、底栖生物、游泳生物等种类繁多, 且拥有多种黄海特有生物。黄海沿岸自北向南分别为辽宁省、山东省和江苏省, 包括丹东、大连、烟台、威海、青岛、日照、连云港、盐城和南通共9个地级市。该区域人口密集度较高, 经济发达, 人均GDP 7.8万元, 对沿岸海洋资源的开发利用度也较大。

1.2 数据来源

黄海区域海洋珍稀濒危生物种类、濒危等级和分布海域来自《中国物种红色名录》(表 1)。辽宁省、山东省和江苏省的沿海9个城市家庭户口数、总人口数等数据统计自《中国人口统计年鉴》以及各市人口普查数据。9个城市人均收入数据源自各市国民经济、社会发展统计公报和各市统计年鉴。

1.3 评价方法

参照国家标准《海洋生态资本评估技术导则》(GB/T 28058-2011)^[25]关于物种多样性维持服务价值的方法, 评价黄海17种珍稀濒危生物的物种多样性维持服务。评估的物种名单见表 2。

1.4 问卷设计

问卷设计主要由三部分组成, 第一部分包括调查意图、基本背景介绍、黄海珍稀濒危生物目录；第二部分统计受访者的性别、年龄、受教育程度、职业、家庭成员和家庭平均收入等信息；第三部分为问卷的主体内容, 询问受访者对于黄海珍稀濒危生物的熟悉程度、保护意识和支付意愿, 其中支付意愿分为六个梯队选项, 0元为一选项, 5—50元每5元为一选项, 50—100元每10元为一选项, 100—500元每50元为一选项, 500—1000元每100元为一选项, 1000元以上为一选项。

1.5 问卷调查实施过程

问卷调查选取山东省青岛市为代表城市, 分别在其公园、广场、市场等不同区域对市民进行随机抽样调查, 发出问卷1010份, 回收1010份, 剔除异常值(支付意愿占人均年收入比例>5%)后, 得到有效问卷888份。

1.6 数据处理

根据调查问卷结果作回归分析, 发现对于黄海海域物种多样性维持家庭可支付意愿与家庭平均收入之间存在良好的相关性, 得到线性回归方程为：

(1)

式中, Q_WTP:某城市居民对黄海海域珍稀濒危物种多样性维持的家庭可支付意愿(单位：元)；β:家庭可支付意愿与家庭平均收入之间的相关系数0.011194；Q_IN:家庭平均收入(单位：元/家庭)。

参照国家标准《海洋生态资本评估技术导则》(GB/T 28058-2011), 结合公式(1)的回归系数, 推算得到黄海沿岸9座城市居民对黄海海域珍稀濒危物种多样性维持的总支付意愿, 计算公式如下：

(2)

式中, V_SSD:城市居民对黄海海域珍稀濒危物种多样性维持的总支付意愿(单位：元)；β:家庭可支付意愿与家庭平均收入之间的相关系数；Q′_IN:人均收入(单位：元/人)；Q_FN:家庭户口数(单位：人/户)；Q_PN:某市总人数(单位：人)。

黄海海域17个珍稀濒危物种的多样性维持服务价值量由17个物种在黄海海域出现的频次乘以城市居民的总支付意愿得到。

2 结果与分析 2.1 黄海海域珍稀濒危物种

根据《中国物种红色名录》, 统计得到分布在黄海海域的珍稀濒危生物主要包括以下92种, 包括8种极危生物, 41种濒危生物, 40种易危生物和3种近危生物(表 1)。濒危生物以鱼类为主, 占总珍稀濒危物种的46.7%, 其次为哺乳类和节肢动物。根据数据资料, 筛选出17种具有代表性的珍稀濒危物种, 根据其在黄海海域出现频次高低, 依次排序为黄岛长吻虫、白枕鹤、丹顶鹤、海狗、多鳃孔舌形虫、斑海豹、小黄鱼、松江鲈、抹香鲸、中华鲟、黑嘴鸥、棱皮龟、青岛文昌鱼、丽龟、大黄鱼、海龟、玳瑁(表 2)。其中丽龟、海龟和玳瑁野生种群的成熟个体少于50, 面临即将绝灭的机率非常高, 被划分为极危等级, 在黄海海域出现的频次也最低。黄岛长吻虫、丹顶鹤、多鳃孔舌形虫、斑海豹、松江鲈、抹香鲸、中华鲟的野生种群在不久的将来面临绝灭的机率很高, 被划分为濒危等级, 目前在黄海海域出现频次较高, 有些甚至属于黄海特有种(黄岛长吻虫、多鳃孔舌形虫等)。白枕鹤、海狗、小黄鱼、黑嘴鸥、棱皮龟、青岛文昌鱼、大黄鱼未达到极危或濒危标准, 但仍存在绝灭机率较高的风险。

2.2 黄海海域生态系统物种多样性维持价值量

2002—2012年, 黄海海域沿岸城市居民对于黄海珍稀濒危物种多样性维持的支付意愿, 即物种多样性维持服务价值, 呈现逐年上升的趋势(图 1)。其中山东省城镇居民对维持黄海物种多样性的总支付意愿相对较高, 截止到2012年, 为44.40亿元, 相对2002年增长了247%。其次为江苏省, 2012年其支付意愿占黄海沿岸三省总支付意愿的39%。辽宁省的总支付意愿相对较低, 增长也相对缓慢。

以2012年为例, 通过统计, 当年黄海沿岸城市人均收入在19625—32145元之间, 家庭收入在55931—89042元之间(表 3)。根据家庭收入与可支付意愿之间的相关性研究计算得, 黄海沿岸各城市人均可支付意愿在121—259元之间, 各城市对黄海海域物种多样性维持的支付意愿最高可达19.95亿元。其中, 青岛市的总支付意愿最高, 其次为烟台市、南通市和威海市, 均超过了15亿元。

2012年, 黄海海域沿岸城市居民对17种珍稀濒危物种多样性维持的总支付意愿, 即物种多样性维持服务总价值为97.06亿元。其中山东省对于17种珍稀濒危物种多样性维持的总支付意愿最高, 约为44.40亿元, 江苏省为37.85亿元, 辽宁省约为14.80亿元。基于该支付意愿, 统计得到黄岛长吻虫、白枕鹤、丹顶鹤的维持服务价值最高, 均超过了8亿元。其次为海狗、多鳃孔舌形虫、斑海豹、小黄鱼、松江鲈、抹香鲸、中华鲟和黑嘴鸥, 三省对其多样性维持的支付意愿也超过了5亿元。相对而言, 楞皮龟、青岛文昌鱼、丽龟、大黄鱼、海龟和玳瑁等物种维持服务价值相对较低, 但也达到了2亿元以上(图 2)。黄海海域沿岸9座城市中, 青岛市、南通市、烟台市、盐城市居民对于珍稀濒危物种的多样性维持可支付意愿相对较高, 均超过了14亿元(表 4)。

3 讨论 3.1 生物多样性在生态系统服务中的重要性

生物多样性在生态系统服务的各层次结构中均扮演着关键角色, 本身为支撑生态系统过程的调控者的同时又作为一种生态系统服务功能可用于经济评估^[26-27], 其科学评价可用于海洋生态系统服务管理政策的制定^[28-29]。这也正是当前国际上生物多样性研究的主要热点, 即生物多样性与生态系统服务的价值评估^[30-31]。维持海洋生态系统服务, 加强生物多样性保护显而易见是十分必要的^[32]。但是由于生物多样性和生态系统服务之间的关系十分复杂, 目前大多数评估研究或保护政策制定极少考虑二者之间的联系。

目前, 地球正处于第六次生物大灭绝的早中期, 不同于以往的生物大灭绝, 这次主要由智人这一单一物种主导, 以顶端消费者等大型生物的快速灭绝为主要特征^[33]。据《中国物种红色名录》统计, 分布在黄海海域的珍稀濒危生物主要有92种, 其中哺乳动物和鱼类等较高营养级生物74种, 占80%, 且近年来该数据仍在不断增加。本地适宜种的消除, 不仅满足不了不断增加的人口, 而且会加剧破坏海洋系统的稳定性和在快速变化的海洋环境中的恢复能力^[34], 结果是进入生物多样性持续降低的恶性循环。

3.2 黄海物种多样性维持服务价值评估

本研究统计调查发现, 黄海海域多种海洋生物处于濒危等级, 出现频次较高的珍稀濒危物种主要为黄岛长吻虫、丹顶鹤、多鳃孔舌形虫、斑海豹、松江鲈等(表 1, 2)。2002年起, 沿岸三省对于这些珍稀濒危生物的多样性维持的支付意愿逐年上升。截至2012年, 黄海沿岸城市居民对这些珍稀濒危物种的多样性维持总支付意愿高达97.06亿元, 其中山东省和江苏省所占比例较高(图 1和表 4)。王敏^[23]研究发现, 2008年山东近海物种多样性维持服务价值在16.13亿元左右, 而本研究结果(21.35亿元)略高, 可能是由于统计数据包含了烟台市渤海沿岸的城市居民数量。夏涛^[24]通过调查江苏省海洋保护区情况, 统计得到其2008年近海海洋保护物种多样性维持服务价值约为0.33亿元。该数据显著低于王敏和本研究的同时期统计结果, 由于地区人口总数、平均家庭人口数、人均年收入等数据资料来自当地的统计年鉴, 故造成此类偏差的原因很可能是由于调查问卷支付意愿范围的设定不同, 从而导致居民总支付意愿结果偏差较大。与此同时, 相关学者对于海洋保护区的生态系统多样性维持服务价值也开展了诸多研究, 肖怡等^[35]统计2014年山东省30个海洋特别保护区生态系统维持服务总价值高达14.47亿元。郝林华等^[14]研究发现2014年仅仅三亚市一座城市的居民对于海洋保护区的总支付意愿就可高达0.42亿元。

近十年来, 随着国家海洋生态文明建设的逐步推进, 我国海洋特别保护区的建设和管理日益规范化, 国家级海洋公园的设立也更加科学化。生物多样性与服务功能的相关研究为此打下了坚实的基础。例如, 本研究通过调查问卷, 发现城市居民对于黄岛长吻虫、白枕鹤、丹顶鹤和海狗等黄海珍稀濒危物种具有较高的支付意愿, 政府应当予以较高关注, 选定其适宜的关键栖息地, 制定合理的生态保护政策, 开展严格的管理措施, 确保其维持较高的物种多样性维持服务价值。此类结果亦可为国家海洋公园的建立提供一定的科学依据。

3.3 物种多样性维持服务价值评估影响因素

本研究对于黄海海域珍稀濒危物种的多样性维持服务价值评估主要依托于受访者的可支付意愿, 通过对调查问卷进行统计分析, 发现受访者的性别、年龄和家庭规模对支付意愿没有显著的影响作用, 而受教育程度、家庭平均收入和海洋物种多样性知识指数对支付意愿都有比较显著的正向影响, 这与郝林华等^[14]、王丽等^[18]的研究结果一致。Garcia-Llorente等^[36]研究亦表明, 人们的社会经济收入、环保态度及利益相关关系会显著影响其对物种多样性维持服务的支付意愿。相对受教育程度、环保态度等要素而言, 家庭平均收入数据更易量化与可获取, 本研究保留家庭平均收入这一自变量, 统计居民对黄海海域珍稀濒危物种多样性维持的可支付意愿, 进而得到2002—2012年期间黄海生态系统物种多样性维持服务价值(图 1)。

尽管支付意愿调查法能够直观的体现某个生态系统服务评价结果, 但仍存在许多有待改进之处。调查问卷的设计、分配、调查与数据统计等均可能会对物种多样性维持服务价值造成一定的影响^{[14, 35, 37]}。与收益资本化法、直接市场价值法、机会成本法等方法的评价结果有时也差异巨大, 融合性不足。故在今后相关评估研究中, 应当更加系统完善调查问卷, 规范调查准则。