（轮机工程专业论文）海洋溢油生态损害评估标准及方法学研究.pdf

中文摘要 摘要 随着人们环保意识的加强，海洋溢油对生态的损害也越来越为人们所关注。 溢油生态损害评估旨在探究溢油对生态的损害的同时，为各类溢油损害赔偿提供 参考依据。目前，我国溢油生态损害评估工作还比较落后，尚无损害评估标准和 统一的评估方法。因此溢油生态损害评估工作的展开具有积极的现实意义。 本文首先对溢油的污染及损害情况、国内外已有的溢油损害评估方法和模型 进行了分析。基于已有的研究成果，确立了溢油生态损害评估标准。 然后对海洋生态服务功能进行分类，并讨论海洋生态系统的不同类型及平均 公益价值，基于溢油前后海洋生态系统健康的变化和溢油区域的敏感性，计算溢 油对海洋生态服务功能造成的损失率，根据溢油区域的平均公益价值及污染面积 计算污染造成的生态服务功能损失值；对海洋生物损失率的计算进行剖析，基于 溢油浓度随时间和海水深度的不同而发生变化的事实，考虑了不同种类海洋生物 的不同损害情况。 以“塔斯曼海刀轮溢油对渤海湾生态环境造成的损害为评估实例，验证了海 洋生态服务功能损失、海洋生物损失评估方法的时效性；同时利用已有的环境容 量损失计算、生境等价分析理论对环境容量损害、潮间带和海底沉积物损害进行 了定量计算，完成了“塔斯曼海轮溢油生态损害的整体评估工作。 最后，对本文的研究成果进行总结，分析不足之处并展望了今后的研究方向， 以期提出更加科学合理的海洋溢油生态损害的评估方法。 关键词：溢油；评估标准；生态服务功能；海洋生物 英文摘要 a b s t r a c t w i t ht h er a i s i n go fc o n s c i o u s n e s so fe n v i r o n m e n tp r o t e c t i o n ，m o r ea t t e n t i o n sh a v e b e e np a i do nt h ed a m a g et oe c o s y s t e mf o ro i ls p i l la ts e a t h eo i ls p i l le c o l o 酉c a l d a m a g ea s s e s s m e n tc a nn o to n l ya n a l y z et h ed a m a g et oe c o s y s t e m ，b u ta l s op r o v i d ea b a s i sf o rm a r i n eo i ls p i l lc o m p e n s a t i o n a tp r e s e n t ，t h e r ea r en od a m a g ea s s e s s m e n t c r i t e r i aa n du n i f o r ma s s e s s m e n tm e t h o d s s oa s s e s s i n gt h ee c o l o g i c a ld a m a g eo fo i ls p i l l w i l lh a v ea p o s i t i v ep r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e f i r s t ，t h ep o l l u t i o na n dd a m a g eo fs p i l l e do i l ，t h ee x i s t i n gm e t h o d sa n dm o d e l sf o r o i ls p i l ld a m a g ea s s e s s m e n ta lea n a l y z e d t h es t a n d a r dm e t h o df o rt h ea s s e s s m e n to fo i l s p i l le c o l o g i c a ld a m a g ei se s t a b l i s h e db a s e do ne x i s t i n gr e s e a r c hr e s u l t s t h e nt h em e e c o s y s t e ms e r v i c e sa r ec l a s s i f i e da n dt h ed i f f e r e n tt y p e so fm a r i n e e c o s y s t e n l sa n dt h ea v e r a g ep u b l i cv a l u ea l ed i s c u s s e d b a s e do nt h ec h a n g e so fm a r i n e e c o s y s t e m sh e a l t ha n dt h es e n s i t i v i t yo fo i ls p i l la r e a ，t h el o s sr a t eo fm a r i n ee c o s y s t e m s e r v i c ei sc a l c u l a t e d a c c o r d i n gt ot h eo i ls p i l lp o l l u t i o na r e aa n dt h ea v e r a g ep u b l i c v a l u e ，t h et o t a ll o s sf o rt h ev a l u eo fe c o s y s t e ms e r v i c e si sc a l c u l a t e d b a s e do nt h ef a c t t h a to i ls p i l lc o n c e n t r a t i o nw i l lb ec h a n g e db yd i f f e r e n tt i m ea n dw a t e rd e p t h ，d i f f e r e n t m a r i n el i v e sa n dd i f f e r e n td a m a g e sa r ec o n s i d e r e d t a k et h eo i ls p i l lb y 什t a s m a ns e a ”i nb o h a ib a ya sa ne x a m p l e ，a s s e s s i n gt h et o t a l d a m a g et oe c o s y s t e m ，t h ev a l i d i t ya n df e a s i b i l i t yo fa s s e s s m e n tt om a r i n ee c o s y s t e m s e r v i c ea n dm a r i n el i f ew a sf i n a l l yp r a c t i c e d t h ed a m a g et oo c e a ne n v i r o n m e n t c a p a c i t y , t i d a lz o n ea n ds e a b e ds e d i m e n ti sc a l c u l a t e db yu s i n gt h ee x i s t i n gf o r m u l aa n d t h e o r y t h et o t a ld a m a g ea s s e s s m e n tf o rt h eo i ls p i l la c c i d e n ti sf i n a l l yc o m p l e t e d i nt h ee n d , t h ep a p e rg e t st h ec o n c l u s i o n so ft h es t u d y , a n a l y z e st h ed e f i c i e n c ya n d g i v e st h ev i e wo ft h ea i mo ft h er e s e a r c h ，h o p i n gt h a tt h em o s ts c i e n t i f i ca n dr e a s o n a b l e w a y so fa s s e s s m e n to fe c o s y s t e md a m a g ef o ro i ls p i l lc a nb ef o u n d k e yw o r d s ：s p i l l e do f f ；a s s e s s m e n ts t a n d a r d ：e c o s y s t e ms e r v i c ev a l u e ；m a h n e o r g a n i s m s 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成博硕士学位论文 ! 瀣注鲎油生查坦塞透值拯蕉蕉友洼堂盟究：。除论文 中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文 中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公 开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论文全文 数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式出版发行 和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 本学位论文属于：保密口在年解密后适用本授权书。 不保密砂( 请在以上方框内打“ ) 一芸曝弋名： 日期：小o 年多月嘞 ， 海洋溢油生态损害评估标准及方法学研究 1 1 研究背景 第1 章绪论 由于世界石油的分布特点及人们对石油需求量的增大，海上石油开采日趋频 繁。同时也基于石油消费的不均衡及海上运输的廉价性特点，海上石油运输日益 频繁，全球约6 0 的石油消费是通过船运来完成的。我国石油消费量不断增长， 石油生产量无法满足日益增长的消费需要，进口量也逐年增长。目前，我国原油 进口9 0 以上是通过海上运输完成的，船舶是主要的运输载体【1 】。1 9 9 0 2 0 0 9 年我 国原油进口量情况如图1 1 。 - 一 一_ i _ _ iii - i 至l耋薹 图1 11 9 9 0 2 0 0 9 年我国原油进1 3 量 f i g 1 1c h a n g e s o fc r u d eo i li m p o r tf r o m1 9 9 0t o2 0 0 9 在石油运输及开采活动大量展开的同时，石油泄漏事件也频繁发生。据统计， 每年泄入海洋的石油及其产品约占世界石油总产量的o 5 ，其中以油轮遇难最为 突出。造成海上石油大量泄漏事件频发的原因有多种【2 】：一是海上航运因素导致海 上石油泄漏。主要是船舶与石油设施相互撞击、油轮与海洋其他船舶相撞、船舶 搁浅等所造成的海上溢油。如1 9 8 9 年3 月2 4 日在美国阿拉斯加州附近海域触礁 的油轮“埃克森瓦尔迪茨 号，造成至少3 4 万吨原油流入威廉王子湾，污染极 其严重。二是海上石油开采过程中钻塔、油井等因爆炸或其他原因沉入海底，造 成大量石油泄漏。如1 9 7 7 年挪威北海油田突发爆炸，导致油井保险设施沉入海底， 最近墨西哥湾的“深水地平线 石油钻井平台爆炸事故也是此类事件的典型例 o 5 o 5 o 2 l l o 营攀v删斟景隧 第1 章绪论 子。三是自然因素造成的海上石油溢油事故。如1 9 7 4 年，由于飓风引起海底滑坡， 导致密西西比河口附近的两座石油钻塔颠覆，石油外溢。大量的油类泄漏，致使 水域环境污染、危害人体健康。 国际油轮船东防污染联合会( i t o p f ) 按溢油的事故原因和不同等级，统计了 1 9 7 4 2 0 0 7 年全球各类溢油事故1 3 】，具体事故统计见表1 1 。 表1 11 9 7 4 2 0 0 7 年溢油事故统计表 ( 单位：次) t a b 1 1s t a t i s t i c a lt a b l eo fo i ls p i l la c c i d e n t sf r o m19 7 4t o2 0 0 7 ( u n i t ：t i m e s ) 据i t o p f 对世界溢油区域的统计显示：在过去的4 0 年中，世界1 1 2 个国家的 水域发生过5 0 吨以上的溢油事故。海上溢油事故频繁发生，污染区域和规模也不 断扩大，造成了严重的生态破坏和巨大的经济损失。海上溢油已经被认为是污染 最广泛、影响最严重的海洋灾害之一。溢油被称为海洋环境的“超级杀手 。 1 2 研究的必要性和意义 1 2 1 海洋溢油带来的环境损害 溢出的石油进入海洋后，直接覆盖在海水表面，使海域大面积缺氧，同时溢 油溶解、乳化等作用形成的有机物毒性强，造成鱼虾、浮游生物、底栖生物、海 鸟等海洋动物大量死亡；溢油在风、浪、流的作用下漂移至海岸，直接影响海岸 养殖业的经济效益、破坏海滩的休闲娱乐价值，同时影响潮滩、红树林的防护作 海洋溢油生态损害评估标准及方法学研究 用【6 1 。溢油的间接损害是通过破坏海洋生态系统中生物链的某些环节，导致海洋生 态系统的各大服务功能( 如大气调节、营养循环、原材料、文化等) 无法发挥原 有的公益价值。 ( 1 ) 对海洋生物的影响 溢油通过物理接触、食物摄取、吸收等途径对海洋生物产生影响。浮油会污 染各种浮游生物，包括水藻、鱼卵及各种无脊椎动物的幼体。随后，以这些生物 为食的鱼类也会受到污染。在食物链中，大型鱼类、鸟类、哺乳动物甚至人类也 会因食用受污体而受到影响1 4 1 。溢油发生初期，影响最大的是直接以海水表面为生 的生物，如水鸟、海獭及近岸栖息生物。 溢油会使部分海藻、海草等海洋植物物种灭绝，同时部分植物也会以石油中 的有机物为养料而迅速繁殖，改变了浮游植物的群落结构；鱼类会通过直接摄取、 以受污生物为食、基础食物链的改变而受到直接影响，鱼卵和幼体对溢油极其敏 感，会直接致死或致畸；成体鱼会出现生长缓慢、肝脏增大、呼吸速率改变、体 表腐蚀、无法产卵等现象；位于潮间带的底栖生物由于其趋利弊害的能力较弱， 因此受溢油的影响较大，同时部分溢油会沉入海底，与海底的底栖生物接触，影 响海底底栖生物的健康；海鸟、部分哺乳动物身体沾到溢油后，会因皮毛丧失保 温能力而冻死；海鸟在清理羽毛上的溢油时，会摄取部分溢油，导致各器官受到 损伤，同时会因为厌食而饿死；同时溢油还会影响海洋微生物的趋化能力、改变 酶的活性、影响微生物的代谢能力【5 1 。 ( 2 ) 溢油对浅水域及岸线生境的影响 浅水域通常是贝类、幼鱼、珊瑚、海草等海洋生物活动或聚集最集中的场所1 7 】。 该类水域对溢油污染异常敏感，造成的危害也是多方面的：溢油会通过破坏岸线 沙滩的清洁而影响整个海岸旅游业；沼泽、红树林和湿地等资源价值和敏感性极 高，红树林被誉为“海岸卫士，鸟类在落潮后于此觅食，幼鱼于涨潮时在此活动， 这种水域净化污染物的能力很弱，溢油影响的周期很长，溢油会降低其灾害缓冲 能力，间接影响到整个海洋生态系统。 ( 3 ) 对海洋生态系统服务价值的损害 溢油在影响海洋生物的同时，也会给由生物群落及环境构成的生态系统带来 第1 章绪论 损害。对海洋生态系统的损害主要反映在对其提供的各种服务功能的损害。目前 对海洋生态系统有不同的分类方法。依据c o s t a n z a 等人关于生态系统服务功能的 分类，并结合海洋溢油生态损害评估技术导则的分类方法，本文将海洋生态 系统服务功能分为大气调节、干扰调节、水分调节、水资源供给、营养循环、废 物处理、生物控制、避难所、原材料、娱乐、文化功能。海洋生态服务功能类型 及溢油对各服务价值的损害如表1 2 。 表1 2 溢油对不同海洋生态系统服务功能的损害 。t a b 1 2t h ed a m a g et od i f f e r e n tm a d n ee c o s y s t e ms e r v i c e sf r o ms p i l l e do i l 海洋生态系统服务功能类型溢油造成的损害 大气调节 干扰调节 水分调节 水资源供给 营养循环 废物处理 生物控制 避难所 原材料 娱乐 文化 影响海洋生态系统原有的控制c 0 2 0 2 平衡、维持s o x 水平、调节温室气体、调控云层形成的能力。 使海洋生态系统防风防旱、控制洪水、恢复其它生境对 环境变化的反应等功能受损。 影响潮滩的蒸发及带水动力作用。 影响潮滩的蒸发及带水动力作用。 使氮、磷及其它一些元素或养分的营养循环功能受损。 使海域的环境容量受损，最大纳污能力下降。 改变海洋生态系统的正常结构及食物链( 网) ，海域生 态系统的生物控制功能受到影响。 使海湾、潮滩、红树林等生物栖息环境受到损害，造成 部分生物“无家可归”。 使部分海洋资源无法再用作人类生产生活的化工原料、 医药原料、装饰观赏材料所使用。 恶化海岸的自然环境，海域的旅游资源价值下降。 美学、感官舒适度等受影响。 海上溢油带来的危害非常广泛，不仅包括生物等直接损害，还包括生态系统、 环境容量等间接损害，给海洋环境带来的危害是持续深远的。溢油污染事故造成 的经济损失和生态环境损害主要包括污染清理、渔业损失、服务生态功能损失、 旅游业损失及环境容量损失。 4 海洋溢油生态损害评估标准及方法学研究 1 2 2 生态损害评估的意义 海洋溢油事故的频繁发生为环境工作的展开提出了巨大的挑战。发达国家海 洋环境保护工作开展的较早，通过立法并结合评估模型，使得多数溢油事故能获 得较合理的赔偿。在国际海事组织、联合国环境规划署等联合机构的规划下，目 前生效的相关船舶油污损害赔偿的国际公约有【8 】：1 9 6 9 年国际油污损害民事责任 公约( c l c1 9 6 9 ) ；1 9 7 1 年设立国际油污损害赔偿基金国际公约( f u n d1 9 7 1 ) ； 修正1 9 6 9 年国际油污损害民事责任公约的1 9 9 2 年议定书( 简称1 9 9 2 年民事 责任公约) ：2 0 0 1 年国际关于燃油污染损害的民事责任公约( 简称( ( 2 0 0 1 年燃 油公约) ；1 9 9 0 年美国油污染法( 简称o p a 9 0 ) 。 我国在溢油污染损害赔偿和溢油环境损害方面由于起步较晚、相关工作开展 的较少，至今仍没有建立专门的船舶油污损害赔偿立法，也没有有效统一的损害 评估方法。目前，我国进行油污损害赔偿时，依据的国际公约主要有修正1 9 6 9 年国际油污损害民事责任公约的1 9 9 2 年议定书、( ( 2 0 0 1 年国际关于燃油污染损害 的民事责任公约。 国内颁布及适用的相关法规主要有中华人民共和国海洋环境保护法、中 华人民共和国防止船舶污染海域管理条例( 简称船舶防污条例) 、中华人民 共和国海商法。中华人民共和国海洋环境保护法在第八章中规定了防止船舶 及有关作业活动对海洋环境的污染损害的相关事项，第九章确立了相关的法律责 任及赔偿额度。中华人民共和国防止船舶污染海域管理条例专设了第十章，针 对“船舶污染事故的损害赔偿”进行了规定。船舶溢油损害应优先适用环境保护 法律法规的有关规定，只有在无规可依的情况下，才可适用海商法的相关规 定。有关部门根据国内已有的法规，又制定了各种具体的法律规定。 由于溢油污染损害评估技术和油污赔偿机制不健全，致使相关利益方得不到 应有的赔偿，其后果是给渔业、养殖业和海洋生态环境等带来无法挽回的损失1 9 。 同时由于损害评估不全面，导致最终的估算结果要远远小于实际造成的损害值， 人们对溢油损害程度的认识不足。因此，在尽快建立专门的油污损害赔偿立法的 同时，迫切需要在我国建立溢油环境损害评估标准，并确立相应的定量化估算方 法，为以后溢油环境损害赔偿工作的展开提供依据。 第1 章绪论 1 3 本文的主要工作 本文基于已有的溢油损害基本知识，结合前人的研究成果，建立海洋溢油损 害评估标准，并针对评估标准中的各项，提出各种较适宜的评估方法，以应用于 解决船舶溢油对海洋环境造成的损害评估。本文的具体设计思路如下： ( 1 ) 以海洋溢油生态损害评估技术导则为基础，结合国内外已有的溢油 损害评估方法，建立海洋溢油环境损害评估标准。海洋溢油环境损害包括：海洋 生态服务功能损失、环境容量损失、海洋生物资源的损失、对潮问带湿地及海底 沉积物的损害。 ( 2 ) 对海洋生态服务功能进行归类，根据不同海洋生态系统的平均公益价值， 利用生态系统健康评估的思想，计算出生态服务功能的损失率，从而估算出溢油 对海洋生态系统造成的损失值；在计算生态服务功能损失率时，引入敏感性分析 的方法，确定污染区域的敏感程度。 ( 3 ) 结合国外关于溢油生物损失率的计算，对计算公式进行修正。同时结合 溢油在海水中的溶解特点，考虑到各生物在海水中的分布特点，估算溢油对海洋 生物( 鱼类、浮游生物、底栖生物、鸟类) 的损失量。 ( 4 ) 对“塔斯曼海轮溢油事故进行综合评估。利用生态服务功能的损失、 生物损失的理论方法，对海洋生态服务功能和海洋生物进行损失估算；引入生境 等价分析理论，通过h e a 分析软件对潮间带湿地、海底沉积物造成的损害进行估 算：结合已有的模型和计算方法对环境容量损失进行定量估算。 在此基础上，得出海洋溢油环境损害评估标准方法并提出相应的展望。 海洋溢油生态损害评估标准及方法学研究 第2 章海洋溢油生态损害评估标准 随着溢油事故的频繁发生及人们环保意识的加强，国际上越来越多的国家要 求对溢油带来的环境损害进行赔偿，国内外已针对溢油损害进行了大量研究，美 国等发达国家起步较早，建立了较完善的评估模型，并制定了相关的法律条例。 在我国，国家海洋局及各研究机构也正展开相应研究，并且初见成效。国家海洋 局制定了海洋溢油生态损害评估技术导则，为今后相关研究工作的展开提供了 一定的参考。 本章以海洋溢油生态损害评估技术导则为基础，结合国内外已有的溢油 损害评估方法，建立海洋溢油生态损害评估标准。 2 1 国内外已有的损害评估方法和模型 目前，针对溢油对海洋生态损害的研究主要集中在两个方面【1o 】：一方面是根 据已有的溢油事故数据，通过实验测得相关的影响数据，建立影响数据库和评估 模型，为以后的溢油风险评估提供可参比的基础数据，实验性研究多集中在对各 种海洋自然资源的研究；另一方面，通过指标生物和生态系统服务功能来估算溢 油对海洋环境的损害【l l 】。 2 1 1 自然资源损害评估模型 在美国，海洋生态损害评估主要是针对自然资源。海洋自然资源包括自然环 境中的空气、水、沼泽、潮滩及其间栖息的动植物等【1 2 1 。美国已开发出多种可用 于评估的自然资源损害评估模型。美国联邦于1 9 8 6 年登记发表了n r d a 的t a p eb 模型，1 9 8 7 年又发表了t a p e a 模型，此后两模型不断更新升级。1 9 9 3 年，美国国 家海洋与大气管理局( n o a a ) 制定了相应的法规和措施，主要用于评估各种溢油 事故对自然资源的损害，并制定相应的恢复方案。另外，包括华盛顿、佛罗里达、 加利佛尼亚、德克萨斯在内的几个州也制订了以下相关的法规和措施。 n r d a 主要包括预评估，恢复计划，完成恢复，共三个阶段。具体程序如图 2 1 所示。 第2 章海洋溢油生态损害评估标准 预评估 1 主管方确认具有评估权力 2 参考已有的评估标准 3 发布评估执行目的公告 恢复计划 1 量化事件发生的程度、空间和时间 2 估算自然资源的设施受到的损害 3 决定恢复行动的要求和尺度 恢复的完成 1 无人为干预的自然恢复 2 采取行动恢复受损资源 3 提供同一类型或性质的等价服务 图2 1n r d a 具体程序 f i 9 2 1a s s e s s m e n tp r o c e s so f n a t u r a lr e s o u r c ed a m a g e 2 1 2 生境等价分析 生境等价分析( h e a ) 是用于确定自然资源损害( 主要指溢油、有毒有害物 质排放、搁浅等对自然资源造成的损害) 赔偿的一种方法【1 3 】。其理论基础是公众 可以通过提供相同类型的其他资源的方式来获取自然资源的损害补偿。在这些分 析中涉及的生境包括海草、珊瑚礁、滩涂湿地、河口软底质沉积物等。自然资源 索赔有三个基本组成部分：1 ) 恢复至受损资源本底状态的费用，或“基本恢复”； 2 ) 资源从受到损害到恢复至本底状态的赔偿；3 ) 进行损害评估需要的费用。 使用h e a 作为补偿性恢复项目的工具时，基本步骤主要有： 1 ) 估算受损发生到受损资源恢复至初始值的时间和受损程度； 2 ) 估算制定的恢复项目所能提供的服务及服务水平； 3 ) 估算补偿性恢复项目的总体规模( 假设制定的恢复性补偿项目与原资源提 供的服务相同) ； 4 ) 计算恢复性补偿项目的总费用。 2 1 3 海洋溢油对环境与生态损害评估技术 国家海洋局北海分局的高振会等人提出了海洋溢油对环境与生态损害评估方 海洋溢油生态损害评估标准及方法学研究 法，为国内的溢油环境损害评估和赔偿提供了参考。所介绍的评估方法中，海洋 环境与生态损害不包括各种实物损失( 如盐业、渔业等) 。 以“塔斯曼海轮对海洋生态的损害为评估对象，把损失分为五部分：环境 容量损失、海洋生态雕损失、海洋生态恢复费用( 包括生境恢复和物种恢 复) 、前期己开展工作所用费用和监测评估费用。 针对“塔斯曼海 轮溢油事故造成的海域环境容量损失，分别采用效用函数 法和影子工程法进行评估。采用效用函数法时根据相应的公式进行计算；根据影 子工程法，假定建设一个污水处理厂，对受污染的海水进行处理，用建厂费用和 对污染海水的处理费用间接表示环境容量损失。 2 1 4 溢油影响模型分析系统 第二代t a p ea 评估模型溢油影响模型分析系统( s i m a p ) 【l4 1 ，能够预测 污染物的三维运动轨迹，同时对污染物的物理形态和生态影响进行实时预测，并 能够模拟各种应急措施，具有效率高、费用低、降低社会经济损耗等优点。不仅 如此，该模型还能利用g i s 数据库建立连续的生物群落节点( 每个节点对应一个生 态系统) 、根据生态系统特性和生物的季节性周期变化确定污染物对食物链、群 落结构产生的生态影响。该模型以整个生态系统为研究对象，涉及到污染扩散模 拟、生物链研究、影响分析等方面，相关工作的展开相当繁杂。 2 1 5 我国规定的渔业损失计算方法 我国农业部于1 9 9 6 年1 0 月8 日发布并实施了水域污染事故渔业损失计算 方法规定，为国内计算由污染事故导致的渔业损失提供了理论依据。 污染事故中的渔业损失量，是指直接或间接污染渔业水域，造成鱼、虾、蟹、 贝、藻等及珍稀、濒危水生野生动植物死亡或受损的数量【1 5 】。主要的计算方法有 围捕统计法、调查估算法、统计推算法和专家评估法。根据具体溢油事故发生区 的水域环境、自然资源受损情况及溢油类型、大小等因素来选取损失计算方法。 渔业损失计算的基本程序为： ( 1 ) 根据渔业资源和生产的现场调查统计，确定溢油事故发生水域主要渔业 资源类型及各种类的自然特性。 ( 2 ) 根据近3 5 年的渔业资源的开发率和平均渔业产量，确定溢油事故前 第2 章海洋溢油生态损害评估标准 渔业资源量。 ( 3 ) 由渔政机构组织有关专家进行评估，确定渔业资源损失量。资源损失达 到1 0 万元以上的事故，需有详细的评估报告。 2 2 海洋溢油生态损害评估标准建立原则 2 2 1 海洋溢油生态损害的特点 随着各国经济的不断发展，海上货物运输量不断加大，因石油运输、船舶碰 撞及其他突发性事件而导致海上石油泄漏事故频繁发生，给海洋生态带来了严重 的影响。我国海洋溢油生态损害具有溢油事故发生风险大、损害范围广、危害性 大、评估难度大等特点。 ( 1 ) 发生海上溢油事故风险大 我国是一个拥有1 8 0 0 0 k m 大陆海岸线的海洋大国，管辖海域面积将近 3 x 1 0 6 k m 2 。随着海洋经济的迅猛发展，海上运营船舶数量不断增加，溢油污染的 风险也不断加大。 据统计，1 9 7 3 - 2 0 0 6 年，我国沿岸共发生船舶溢油事故2 6 3 5 起，其中溢油量 在5 0 吨以上的就有6 9 起，溢油总量达3 7 0 7 7 吨。自2 0 0 5 年以来，全国沿海和内 河水域共发生船舶溢油污染事故2 5 3 起，较往年有增加趋势。同时我国海上石油 开发的规模和数量不断增大。据预测，未来几年内仅渤海的石油产量就将与大庆 油田相当。石油开采及作业的条件复杂，造成海洋突发性溢油事故的可能性极大。 ( 2 ) 损害对象广泛 海洋溢油事故发生后，不仅对海水质量、海洋沉积物环境、海洋生物栖息地 等造成影响，同时溢油中的有毒成分还会对海洋生物造成直接的损害。人类使用 或食用受污染的食品或海洋原料，间接影响健康。因此，海洋溢油的影响涉及到 自然环境、海洋生物及人类诸多方面，具有公共性和广泛性的特征。 ( 3 ) 溢油危害性大 溢油事故发生后，在海面形成漂浮的油膜，降低了海水的透光率，影响浮游 植物的生长。浮游生物作为海洋食物链中的基础位置，其损害会导致整个食物链 中其他环节的生物量减少，最终影响到整个海洋生态群落。在自然环境中，海洋 海洋溢油生态损害评估标准及方法学研究 生物的许多习性( 如觅食、自我保护、交配、鱼类洄游等) 会受到海水中特定浓 度的化学物质的控制，而形成稳定的生存规律。当海洋环境遭到石油等污染物质 影响时，各化学物质的浓度会发生变化，生物的固有习性会发生变化，导致生物 群落数发生变化，结果使原有的生物群落结构发生了改变。 ( 4 ) 海洋溢油生态损害评估难度大 海洋溢油具有潜在性、延续性、缓慢性、不确定性等特点。溢油事故带来的 危害是一定时间后表现出来的各个因素的综合影响。溢油损害的原因、结果、影 响对象等具有不确定性和繁杂性。同时，各个环节之间的因果关系又具有不确定 性，因此评估工作的展开具有很大的挑战性。 目前国内外虽然对溢油生态损害展开了大量的研究，但尚未建立科学全面、 简单易行的评估标准，因此，希望通过本论文初步实现这一目标。为以后相关工 作的展开提供一定的帮助。 2 2 2 海洋溢油生态损害评估标准建立原则 在标准的建立过程中，应主要遵循以下原则： ( 1 ) 科学性 评估标准的建立应该以已有的科学研究数据和结论为基础，进行科学总结， 进而实现建立标准的目的。溢油损害评估是一项范围广、时间长的工作，需建立 统一规范的标准和测量方法，使其不仅能对某一具体的海洋生态进行评估，而且 适合于不同类型、不同区域的海洋生态系统。 ( 2 ) 全面性 建立的标准应该能够全方位的考虑各项损害( 直接损害、间接损害等) ，通过 标准得出的损害赔偿数额应与实际贴近。海洋生态是海洋生物及其栖息生境的总 称，溢油带来的生态影响既包括海洋也包括近岸，因此必须全面考虑。 ( 3 ) 可行性 标准中的各项评估方法应具有简单明了、理论依据充分、可操作性强等特点。 2 3 海洋溢油生态损害评估标准 本文根据国家海洋局制定的海洋溢油生态损害评估技术导则，通过对相关 研究的分析总结，得出溢油对海洋环境造成的损害主要包括以下几方面： 第2 章海洋溢油生态损害评估标准 ( 1 ) 海洋生态服务功能损失； ( 2 ) 环境容量损失； ( 3 ) 对海洋生物资源的损失； ( 4 ) 对潮间带湿地、海底沉积物的损害。 海洋溢油生态损害评估标准及方法学研究 第3 章海洋生态服务功能损害评估 生态系统服务是指能够保障人类生存、提高生活质量的生态系统产品和功能， 生态系统服务功能就是生态系统对人类提供的环境条件及服务功效【1 6 】。人类对于 海洋生态服务功能的认识经历了一个长期的科学综合和知识积累的过程，目前仍 在不断的深化和完善。 3 1 海洋生态服务功能的分类 海洋生态具有多种服务功能，为了明确其价值构成，进而探讨相应的损害问 题，就必须对其进行便于定量化的计算。目前，国内外对生态系统服务功能的分 类的观点主要有【17 】： ( 1 ) g r o o t 认为生态系统服务功能包括4 类：调节功能；承载功能；生产功 能；信息功能。 ( 2 ) f r e e m a n 认为生态系统服务功能包括4 类：经济系统输入原材料；维持 生命系统；提供舒适性服务；分解、转移、容纳经济活动的副产品。 ( 3 ) c o s t a n z a 认为生态系统服务功能分为1 7 类：调节大气；调节气候；干扰 调节；供应水资源；调节水分；控制侵蚀与沉积物滞留；养分循环；土壤形成； 废物处理；授粉；避难所；生物控制；食物生产；原材料；基因资源；娱乐；文 化。 ( 4 ) 张象枢等人认为生态系统服务功能分为4 类：物质性资源功能；环境容 量资源功能；舒适性资源功能；自维持性资源功能。 ( 5 ) 李金昌认为生态系统服务功能分为2 类：物质功能，即为人类提供物质 性产品；生态功能，即为人类提供舒适性服务。 ( 6 ) 孙刚等人认为生态系统服务功能分为9 类：生物生产；调节物质循环； 土壤的形成与保持；调节气象、气候及气体组成；净化环境；生物多样性的维持； 传粉播种；防灾减灾；社会文化源泉。 ( 7 ) 张朝晖等把海洋生态系统服务功能分为4 大类：支持服务；供给服务； 调节服务；文化服纠1 引。各服务功能又包括不同服务项目，具体见图3 1 ： 第3 章海洋生态服务功能损害评估 初级生产支持服务物质循环 生物多样性提供生境 j 、上 jl 之多 调节服务 文化服务 供给服务 气候调节 食品供给 空气质量调节 精神文化服务 原材料供给 水质净化调节 知识扩展服务 生物控制与调节 基因资源旅游娱乐服务 干扰调节 图3 1 海洋生态系统的服务分类 f i g 3 1c l a s s i f i c a t i o no fm a r i n ee c o s y s t e ms e r v i c e s 本文主要依据海洋溢油生态损害评估技术导则，结合已有的生态学、环境 学、经济学、船舶防污染技术等理论知识，借鉴已有关于环境损害的研究成果， 结合海洋环境自身的特点，把海洋生态系统进行分类及总结n 9 1 ，具体见表3 1 。 表3 1 海洋生态系统的功能及分类 t a b 3 1t h ef u n c t i o na n dc l a s s i f i c a t i o no fm a r i n ee c o s y s t e ms e r v i c e s 海洋生态系统服务功能类型海洋生态系统功能 大气调节 干扰调节 水分调节 水资源供给 营养循环 废物处理 生物控制 避难所 原材料 娱乐 文化 调节大气的化学成分，如c 0 2 晓平衡 生态系统的容量、抗干扰性和完整性对各种 环境变化的反应，如防御风暴、控制洪水 调节水的流动 存储和保持水分 养分的贮藏、循环及获取 海洋能够分解、降解、吸收、转化废弃物 生物间动态调节，如浮游动物和养殖贝类可 以抑制赤潮生物 永久居住者和暂时人口的栖息地 作为第一生产中部分原材料的提取物，如生 产鱼肝油、提炼药物 提供娱乐活动的机会和场所 主要是其美学、艺术及文教价值 海洋溢油生态损害评估标准及方法学研究 3 2 海洋生态系统的不同类型及单位价值 3 2 1 海洋生态系统的类型 海洋生态系统是海洋中由生物群落及其环境相互作用所构成的自然系统【2 1 1 ， 即由海洋生物群落和海洋环境两大部分组成，每一部分又包括有众多的要素。海 洋生态系统的划分比陆地生态系统要困难得多。陆地生态系统的划分，主要是以 生物群落为基础，界限比较清晰。而海洋生物群落之间的相互依赖性和流动性很 大，缺乏明显的分界线。但是，海洋环境有不同的分区，各分区也都有各自的特 点，可以根据研究的需要，建立较合理的分类方式。 目前尚没有一个统一明确的海洋生态系统划分方案。对于海洋生态系统的归 类，可以根据不同的研究需要，从不同角度进行分析。可以按照生物群落划分， 亦可根据海区进行划分。据国内外相关学者十多年来的工作，按照海区分类，主 要有以下划分：1 ) 沿海区：主要包括河口生态系统，沿岸、内湾生态系统，红树 林生态系统，海草床生态系统，海藻场生态系统，珊瑚礁生态系统；2 ) 远海区： 有大洋生态系统，上升流生态系统，深海生态系统，海底热泉生态系统等。其中， 对上升流生态系统，沿岸、内湾生态系统，以及河口生态系统的研究较多。 本文在全面考虑的同时，为了研究问题的方便把海洋生态系统分为：1 ) 沿岸、 浅海区：包括从潮问带至大陆架边缘内侧的水体和海底，其中典型且容易受溢油 影响的生态系统包括河口和海湾生态系统、海草床生态系统、珊瑚礁生态系统、 大陆架生态系统，在估算溢油对生态系统服务功能损害时，仅考虑这几个系统；2 ) 近岸陆地系统：主要包括潮滩、红树林生态系统；3 ) 大洋区：指大陆架之外的整 个水体和海底。 3 2 2 不同类型生态系统平均公益价值 近年来，国内外就海洋生态服务功能及其价值问题展开了大量的研究工作。 c o n s t a n z a 等人从整体出发，以全球的所有海洋区域为研究对象，估算出全球海洋 生态价值及近海生态价值；同时利用市场评价法、影子工程法、机会成本法、费 用分析法、恢复费用法、人力资本法、旅行费用法、权变评价法等一系列经济学 评估方法，对2 0 种不同生物群区的生态服务功能进行了分别测算【2 0 1 。 国家海洋局的吴姗姗、刘容子等把海洋生态系统服务功能分为1 4 项基本功能， 第3 章海洋生态服务功能损害评估 根据市场评价法、替代工程法、影子工程法及估算模型对价值进行核算，最终给 出各项生态服务功能价值的计算结果【2 2 】：渤海海域生态服务功能年价值合计为2 ， 4 5 1 0 9 亿元，总价值为8 1 ，7 0 3 亿元。中科院南海海洋研究所的韩秋影、黄小平 等对广西合浦海草床的生态系统服务功能价值进行了评估，主要利用市场价值法、 碳税法、效益转移法、专家调查法等评估方法，对广西合浦海草床的各个功能价 值进行估算，最终得出【2 3 】：合浦海草床的总经济价值为6 2 9 1 0 5 元a h m 2 。中国 海洋大学的郑伟在生态系统服务功能评估模型的基础上，以典型养殖型海湾一桑 沟湾作为示范区，得出桑沟湾生态系统服务的总价值由1 9 9 4 年的2 1 6 x 1 0 8 元增加 到2 0 0 4 年的6 4 8 3 1 0 8 元【2 4 1 。 根据c o n s t a n z a 的研究成果，把全球海洋生态系统分为开放水域和海滨两大类， 海滨又分为河口湾、海草海藻、珊瑚礁、大陆架。海洋生态服务功能包括气体调 节、干扰调节、营养循环、废物处理、生物控制、栖息地避难所、生物生产、原 材料供应、娱乐、文化等1 0 项【2 5 】，具体平均公益价值见表3 3 。 表3 3 全球海洋生态系统的平均公益价值 t a b 3 3t h ea v e r a g ep u b l i cv a l u eo f t h ew o r l do c e a ne c o s y s t e ms y s t e m 一统磊髹嘉妻塞塞耋篙警呈辫供娱乐文化鲁鬻1 0 9 ： 国家海洋局于2 0 0 7 年发布的海洋溢油生态损害评估技术导则中给出了溢 油影响的海洋生态系统类型，把海洋生态系统类型分为大气调节、干扰调节、水 分调节、水资源供应、营养循环、废物处理、生物控制、避难所、原材料、娱乐、 海洋溢油生态损害评估标准及方法学研究 文化等1 1 项。 本文结合已有的国内外研究成果，借鉴对各类型海洋生态系统公益价值的估 算，以科学全面、简明易操作为原则，从海洋生态系统整体出发，对海洋生态系 统进行重新归类，分为：沿岸、浅海区，近岸陆地系统和大洋区。沿岸、浅海区 受溢油影响的主要是河口和海湾、海草床、珊瑚礁、大陆架，近岸陆地系统主要 是潮滩和红树林。海洋生态系统服务功能类型参考海洋溢油生态损害评估技术 导则中的规定，共分为1 1 项。食品生产的功能在评估海洋生物损害中进行了详 细的估算。 不同类型海洋生态系统的平均公益价值以元( h m 2 a ) 为计量单位，结合已有 的估算数据，得出各海洋生态系统类型各服务功能对应的价值，在美元和人民币 的转化中以1 ：8 2 为汇率标准。最终得出的海洋生态类型及服务功能价值见表3 4 。 表3 4 不同类型海洋生态系统的平均公益价值 单位：【元( h m 2 a ) 】 t a b 3 4t h ea v e r a g ep u b l i cv a l u eo f d i f f e r e n tm a r i n ee c o s y s t e m su n i t ： r m by u a n ( h m 2 a ) 】 第3 章海洋生态服务功能损害评估 3 3 溢油对不同类型海洋生态系统造成的损失率 3 3 1 海洋生态系统健康评估概述 生态系统本身具有保持其自然属性、维持生物多样性、持续稳定地发挥其生 态服务功能的能力。生态系统健康这一概念产生于2 0 世纪7 0 年代末，健康的生 态系统是指生态系统处于最佳状态【2 6 】。在无外界干扰的状态下，生态系统具有通 过自我调节保持健康状态的能力。但当人为破坏、环境污染、资源的不合理利用 等行为作用于生态系统时，就会导致生态系统无法正常发挥其调节能力，出现生 态超载现象，此时的生态系统就会处于亚健康或不健康状态。 由于海洋本身具有的稳定性低、结构和功能复杂、边界和尺度难界定等特殊 性质，使得对海洋生态系统的研究工作复杂困难。针对海洋生态系统健康的评估 工作虽已取得一定进展，但还没有建立统一的