2020年第4期 海洋开发与管理 基于生态系统的海洋空间规划:研究进展与启示 胡文佳1:2,陈彬12,马志远12,俞炜炜12,肖佳媚3,张典1 (1.自然资源部第三海洋研究所厦门361005;2.福建省海洋生态保护与修复重点实验室厦门361005; 3.厦门大学海洋与地球学院厦门361005 摘要:为满足新形势下我囯海洋空间规划的需求,保障我国海洋生态安全,文章系统总结近年来国 际上基于生态系统的海洋空间规划原则、方法和应用进展,并提出展望和启示。研究结果表明:由 部门管理上升至空间管理是基于生态系统的海洋空间规划的基本特点,在规划过程中应遵循生态 系统管理原则;目前主流的规划工具包括生态系统服务评估和情景分析、权衡取舍分析、博弈论决 策以及空间制图和系统规划;将生态系统方法运用于海洋空间规划,可在维持生态系统服务和功 能的前提下实现科学的海域空间分配,从而达成多目标的可持续管理,对我国现阶段的海洋空间 规划具有重要的启示作用 关键词:海洋空间规划;基于生态系统的管理;海洋生态保护;陆海统筹 中图分类号:P7 文献标志码:A 文章编号:1005-9857(2020)04-0003- The research progress and enlightenment of Ecosystem-based Marine Spatial Planning HU Wenjia, CHEN Bin 2, MA Zhiyuan,2, YU Weiwei, 2, XIAO Jiamei, ZHANG Dian' (1. Third Institute of Oceanography, MNR, Xiamen 361005, China 2. Fujian Provincial Key Laboratory of Marine Ecological Conservation and Restoration, Xiamen 361005, China; 3. College of Ocean and Earth Science, Xiamen University, Xiamen 361005, China) Abstract: In order to meet the demand of marine spatial planning under the new spatial governance system and to maintain marine ecosystem security, the paper reviewed the recent research progress of ecosystem-based marine spatial planning, including the principles, methods applications and prospects. The research results showed that the change from departmental man- agement to spatial management is the key characteristic of ecosystem-based marine spatial plan ning The principles of ecosystem management should be followed during the planning process. The main planning tools include ecosystem service assessment and scenario analysis, trade-off a 收稿日期:2019-08-29;修订日期:2020-03-18 基金项目:科技部国家重点研发计划项目“典型脆弱生态修复与保护研究专项”(2017YFC0506105);国家自然科学基金项目(41906127);海洋 益性行业科研专项项目(201405007) 作者简介:胡文佳,助理研究员,博士,研究方向为海洋生态评价与管理 通信作者:马志远,高级工程师,研究方向为海洋科学和生态规划
2020年 第4期 海洋开发与管理 3 基于生态系统的海洋空间规划:研究进展与启示 胡文佳1,2,陈彬1,2,马志远1,2,俞炜炜1,2,肖佳媚3,张典1 (1. 自然资源部第三海洋研究所 厦门 361005;2. 福建省海洋生态保护与修复重点实验室 厦门 361005; 3. 厦门大学海洋与地球学院 厦门 361005) 收稿日期:2019-08-29;修订日期:2020-03-18 基金项目:科技部国家重点研发计划项目“典型脆弱生态修复与保护研究专项”(2017YFC0506105);国家自然科学基金项目(41906127);海洋 公益性行业科研专项项目(201405007). 作者简介:胡文佳,助理研究员,博士,研究方向为海洋生态评价与管理 通信作者:马志远,高级工程师,研究方向为海洋科学和生态规划 摘要:为满足新形势下我国海洋空间规划的需求,保障我国海洋生态安全,文章系统总结近年来国 际上基于生态系统的海洋空间规划原则、方法和应用进展,并提出展望和启示。研究结果表明:由 部门管理上升至空间管理是基于生态系统的海洋空间规划的基本特点,在规划过程中应遵循生态 系统管理原则;目前主流的规划工具包括生态系统服务评估和情景分析、权衡取舍分析、博弈论决 策以及空间制图和系统规划;将生态系统方法运用于海洋空间规划,可在维持生态系统服务和功 能的前提下实现科学的海域空间分配,从而达成多目标的可持续管理,对我国现阶段的海洋空间 规划具有重要的启示作用。 关键词:海洋空间规划;基于生态系统的管理;海洋生态保护;陆海统筹 中图分类号:P7 文献标志码:A 文章编号:1005-9857(2020)04-0003-09 TheResearchProgressandEnlightenmentof Ecosystem-basedMarineSpatialPlanning HU Wenjia1,2,CHENBin1,2,MAZhiyuan1,2,YU Weiwei1,2,XIAOJiamei3,ZHANGDian1 (1.ThirdInstituteofOceanography,MNR,Xiamen361005,China; 2.FujianProvincialKeyLaboratoryofMarineEcologicalConservationandRestoration,Xiamen361005,China; 3.CollegeofOceanandEarthScience,XiamenUniversity,Xiamen361005,China) Abstract:Inordertomeetthedemandofmarinespatialplanningunderthenewspatialgovernance system andto maintain marineecosystem security,the paperreviewedtherecentresearch progress of ecosystem-based marine spatial planning,including the principles,methods, applicationsandprospects.Theresearchresultsshowedthatthechangefromdepartmentalmanagementtospatialmanagementisthekeycharacteristicofecosystem-basedmarinespatialplanning.Theprinciplesofecosystem managementshouldbefollowedduringtheplanningprocess. Themainplanningtoolsincludeecosystemserviceassessmentandscenarioanalysis,trade-offa-
海洋开发与管理 alysis, game theoretical analysis, ecosystem mapping and systematic planning tools. applying the ecosystem approach to marine spatial planning can achieve scientific marine spatial allocation while maintaining ecosystem services and functions, contributing to multiple sustainable goals. This study has an important enlightenment for Chinas current marine spatial planning. Key words: Marine spatial planning, Ecosystem-based management, Marine conservation, Land and sea coordination 0引言 本研究全面总结近年来国际上基于生态系统 在过去的50年里,人类活动对海洋生态系统造的海洋空间规划的重要观点和研究进展,包括基于 成的改变超过历史上任何时期口。人口的增长、技生态系统的海洋空间规划的特点和工作原则系统 术的革新以及对海洋生态系统产品和服务日益增梳理规划方法及其应用情况,在此基础上提出对我 长的需求,使得人类对海洋资源的利用逐步扩展至国海洋空间规划的启示,以期为优化我国海洋空间 更深更广的海域口。水产养殖、能源开采、航运和旅规划和促进生态文明建设提供理论借鉴。 游等各类海洋开发利用活动大大增加了对海洋空 基于生态系统的海洋空间规划特点 间的需求,在部分地区人类对用海空间的综合需求 在海洋管理中,传统的管理活动通常侧重于单 已超过实际可用海洋空间的3倍-。不同的用海 物种、部门或开发活动的。而基于生态系统的管 目标出现空间重叠,但并非所有用途都能够兼容在理往往以空间或区域为基础,关注特定的生态系统 同一个空间内,这就导致各类用海活动竞争海洋空以及影响该生态系统的一系列活动-10。对空间 间,并产生负面的相互影响。除用海活动自身的对象的重视是基于生态系统的管理的关键特征,并 冲突外,当前亟待解决的关键问题还在于用海活动且与传统的管理方式有着明显差异。由部门管 与海洋环境之间的冲突。海洋资源是有限的,人类理上升至空间管理,意味着不再是各部门管理在某 在社会经济发展的前提下对海洋开展竞争性使用,特定空间的特定地点发生的特定活动,而是在确定 导致捕捞过度、生境丧失、海洋污染和气候变化等某特定空间后,针对整个区域的所有开发活动建立 各种问题,已对海洋生态空间和资源造成破坏 起可持续发展的管理策略[12。从生态系统出发,在 为实现经济和环境的可持续发展,亟须通过综区域内进行跨部门的海域空间分配方案评估和决 合管理和科学有效的空间分配手段来减轻用海活策权衡,从而实现多目标的可持续管理,这是基于 动与海洋环境之间以及用海活动自身的冲突。生态系统的海洋空间规划与传统管理活动的本质 2006年联合国教科文组织在第一届海洋空间规划区别 国际研讨会上发布相关报告,将海洋空间规划的概 在基于生态系统的海洋空间规划中,生态系统 念定义为“分析并分配三维海洋空间各部分的特定的理念指导并应用于整个规划过程。欧洲的2个区 用途,以实现通常通过政治过程达成的生态、经济域性海洋环境保护委员会(东北大西洋海洋环境保 和社会目标”。该报告指出,缺乏规划工具是在海护委员会和波罗的海海洋环境保护委员会)曾共同 洋空间内实施基于生态系统的管理的主要挑战,并确立空间用海管理的生态目标[1-1,即基于生态系 强调海洋空间规划正是应对这种挑战的手段。在统及其动态的最佳科学知识,对人类活动进行全面 过去10年中,作为实现多目标海洋管理的方法,基和综合管理,以便识别影响海洋生态系统健康的关 于生态系统的海洋空间规划已被广泛接受。据不键因子并采取行动,从而实现生态系统产品和服务 完全统计,全球至少有13个国家已批准海洋空间规的可持续利用,并维护生态系统完整性。 Foley 划,覆盖7%的专属经济区和领海。预计到2025年,等总结海洋空间规划的4项基本生态理念,包括 海洋空间规划能够在40余个国家得以实施。 维持本土生物多样性、维持生境多样性和异质性
4 海洋开发与管理 2020年 nalysis,gametheoreticalanalysis,ecosystem mappingandsystematicplanningtools.Applyingthe ecosystemapproachto marinespatialplanningcanachievescientific marinespatialallocation whilemaintainingecosystemservicesandfunctions,contributingto multiplesustainablegoals. ThisstudyhasanimportantenlightenmentforChina'scurrentmarinespatialplanning. Keywords:Marinespatialplanning,Ecosystem-basedmanagement,Marineconservation,Landand seacoordination 0 引言 在过去的50年里,人类活动对海洋生态系统造 成的改变超过历史上任何时期[1]。人口的增长、技 术的革新以及对海洋生态系统产品和服务日益增 长的需求,使得人类对海洋资源的利用逐步扩展至 更深更广的海域[2]。水产养殖、能源开采、航运和旅 游等各类海洋开发利用活动大大增加了对海洋空 间的需求,在部分地区人类对用海空间的综合需求 已超过实际可用海洋空间的3倍[3-4]。不同的用海 目标出现空间重叠,但并非所有用途都能够兼容在 同一个空间内,这就导致各类用海活动竞争海洋空 间,并产生负面的相互影响[5]。除用海活动自身的 冲突外,当前亟待解决的关键问题还在于用海活动 与海洋环境之间的冲突。海洋资源是有限的,人类 在社会经济发展的前提下对海洋开展竞争性使用, 导致捕捞过度、生境丧失、海洋污染和气候变化等 各种问题,已对海洋生态空间和资源造成破坏。 为实现经济和环境的可持续发展,亟须通过综 合管理和科学有效的空间分配手段来减轻用海活 动与 海 洋 环 境 之 间 以 及 用 海 活 动 自 身 的 冲 突。 2006年联合国教科文组织在第一届海洋空间规划 国际研讨会上发布相关报告,将海洋空间规划的概 念定义为“分析并分配三维海洋空间各部分的特定 用途,以实现通常通过政治过程达成的生态、经济 和社会目标”[6]。该报告指出,缺乏规划工具是在海 洋空间内实施基于生态系统的管理的主要挑战,并 强调海洋空间规划正是应对这种挑战的手段。在 过去10年中,作为实现多目标海洋管理的方法,基 于生态系统的海洋空间规划已被广泛接受。据不 完全统计,全球至少有13个国家已批准海洋空间规 划,覆盖7%的专属经济区和领海。预计到2025年, 海洋空间规划能够在40余个国家得以实施[7]。 本研究全面总结近年来国际上基于生态系统 的海洋空间规划的重要观点和研究进展,包括基于 生态系统的海洋空间规划的特点和工作原则,系统 梳理规划方法及其应用情况,在此基础上提出对我 国海洋空间规划的启示,以期为优化我国海洋空间 规划和促进生态文明建设提供理论借鉴。 1 基于生态系统的海洋空间规划特点 在海洋管理中,传统的管理活动通常侧重于单 一物种、部门或开发活动[8]。而基于生态系统的管 理往往以空间或区域为基础,关注特定的生态系统 以及影响该生态系统的一系列活动[9-10]。对空间 对象的重视是基于生态系统的管理的关键特征,并 且与传统的管理方式有着明显差异[11]。由部门管 理上升至空间管理,意味着不再是各部门管理在某 特定空间的特定地点发生的特定活动,而是在确定 某特定空间后,针对整个区域的所有开发活动建立 起可持续发展的管理策略[12]。从生态系统出发,在 区域内进行跨部门的海域空间分配方案评估和决 策权衡,从而实现多目标的可持续管理,这是基于 生态系统的海洋空间规划与传统管理活动的本质 区别。 在基于生态系统的海洋空间规划中,生态系统 的理念指导并应用于整个规划过程。欧洲的2个区 域性海洋环境保护委员会(东北大西洋海洋环境保 护委员会和波罗的海海洋环境保护委员会)曾共同 确立空间用海管理的生态目标[13-14],即基于生态系 统及其动态的最佳科学知识,对人类活动进行全面 和综合管理,以便识别影响海洋生态系统健康的关 键因子并采取行动,从而实现生态系统产品和服务 的可 持 续 利 用,并 维 护 生 态 系 统 完 整 性。Foley 等[15]总结海洋空间规划的4项基本生态理念,包括 维持本土生物多样性、维持生境多样性和异质性
胡文佳,等:基于生态系统的海洋空间规划:研究进展与启示 维持关键物种种群以及维持生态连通性。可见,基到多用途利用的多级管理措施,灵活采纳多种组合 于生态系统的海洋空间规划已从单纯解决人类自的管理方案 身对海洋空间用途的冲突,演变至保护和维持生态2.1管理目标的公平性 系统对人类提供的产品和服务,这对于推动海洋资 土地、水和生物等自然资源的管理目标取决于 源的可持续利用具有深远的意义和价值 社会选择,海洋空间规划在目标设定时应公平分配 综上所述,从管理行为和管理理念的角度来社会各方的利益。上述利益不仅包括社会和经济 看,基于生态系统的海洋空间规划与传统的空间用价值,而且包括环境价值。在规划的过程中应将环 海管理有所不同,其具备2个关键特点:①基于生态境价值、社会价值和经济价值纳入同等考量,并分 系统的海洋空间规划是跨部门的空间管理行为,具别对上述3种价值进行识别和空间表征,尤其应根 备覆盖整个日标区域的综合性和全面性;②基于生据社会价值和经济价值评估人类活动对环境的累 态系统的海洋空间规划的出发点是维持生态系统积影响 产品和服务,而不仅是解决人类自身的用海冲突 2基于连通性开展跨区管理 其终点的作用对象是人类活动,尤其是对生态系统 由于海洋生态系统具有开放性和连通性,生态 产品和服务有重大影响的人类活动 系统管理者应考虑其管理行为对相邻其他生态系 2基于生态系统的海洋空间规划工作原则统产生或潜在的影响,将与规划区域相邻的生态系 基于生态系统的海洋空间规划本身是管理行统和开发活动也纳人规划的考虑,并关注水质等具 为,因此须遵循一定的管理工作原则。目前国际上有连通性特点的跨管理边界问题。此外,还应充分 应用较普遍的生态系统管理原则是《生物多样性公评估拟实施的海洋空间规划对邻近社区的影响,并 约》中的“马拉维原则η。针对海洋空间规划的特进行环境影响评估。 点,有学者提出基于生态系统的海洋空间规划的工2.3运用生态经济学方法 作原则,并应用于若干海洋空间规划案例的审查和 在管理行动中,既要获取直接利益,也应充分 评估[7-1。 了解潜在利益,通常须从经济价值的角度理解和管 本研究归纳基于生态系统的海洋空间规划的理生态系统。管理者应意识到生态系统向人类社 7项工作原则:①公平性原则,即同等对待社会、经会提供的产品和服务也具有经济价值,运用生态经 济和环境价值,公平分配各方利益;②连通性原则,济学方法对其价值开展评估并采用经济手段进行 即考虑与规划区相邻的生态系统和人类活动,基于管理,从而将与生物多样性相关的成本和收益内部 水体的连通性进行跨区管理;③生态经济学原则,化,纠正市场的倾向并提出激励措施。具体到规划 即评估生态系统产品和服务的经济价值,采用经济的过程,应从经济角度充分识别和估算生态系统提 手段提出激励措施;④生态系统优先原则,即规划供的产品和服务,并明确纳入空间分析。 开展时应充分描述生态系统的功能和动态,进行定2.4以保护生态系统的结构和功能以及维持生态 量的生态风险评估和不确定性分析,通过规划消减 系统服务为优先 人类活动对生态系统的威胁;⑤承载力原则,即规 基于生态系统的管理的优先任务是保护生态 划的开发活动不能突破生态系统承载力,开展生态系统的结构和功能以及维持生态系统服务。生态 预警监测和适应性管理并及时采取预防措施,进行系统的结构和功能是维持生态系统服务的重要基 持续的环境评估和监测计划;⑥管理尺度优化原础,因此保持生物环境和非生物环境之间的动态关 则,即灵活制定规划边界(例如结合使用行政边界系以及消减人类活动对生态系统的威胁是管理中 和生态系统边界),必要时可基于生态连通性扩展的关键问题。在基于生态系统的海洋空间规划技 管理范围(例如除海域边界外也考虑陆地和流域的术体系中,应提供有关生态系统动态的描述,评估 范围);⑦保护与利用平衡原则,即制定从严格保护生态系统的结构和功能所面临的威胁,并考虑开展
第4期 胡文佳,等:基于生态系统的海洋空间规划:研究进展与启示 5 维持关键物种种群以及维持生态连通性。可见,基 于生态系统的海洋空间规划已从单纯解决人类自 身对海洋空间用途的冲突,演变至保护和维持生态 系统对人类提供的产品和服务,这对于推动海洋资 源的可持续利用具有深远的意义和价值。 综上所 述,从 管 理 行 为 和 管 理 理 念 的 角 度 来 看,基于生态系统的海洋空间规划与传统的空间用 海管理有所不同,其具备2个关键特点:①基于生态 系统的海洋空间规划是跨部门的空间管理行为,具 备覆盖整个目标区域的综合性和全面性;②基于生 态系统的海洋空间规划的出发点是维持生态系统 产品和服务,而不仅是解决人类自身的用海冲突, 其终点的作用对象是人类活动,尤其是对生态系统 产品和服务有重大影响的人类活动。 2 基于生态系统的海洋空间规划工作原则 基于生态系统的海洋空间规划本身是管理行 为,因此须遵循一定的管理工作原则。目前国际上 应用较普遍的生态系统管理原则是《生物多样性公 约》中的“马拉维原则”[16]。针对海洋空间规划的特 点,有学者提出基于生态系统的海洋空间规划的工 作原则,并应用于若干海洋空间规划案例的审查和 评估[17-19]。 本研究归纳基于生态系统的海洋空间规划的 7项工作原则:①公平性原则,即同等对待社会、经 济和环境价值,公平分配各方利益;②连通性原则, 即考虑与规划区相邻的生态系统和人类活动,基于 水体的连通性进行跨区管理;③ 生态经济学原则, 即评估生态系统产品和服务的经济价值,采用经济 手段提出激励措施;④生态系统优先原则,即规划 开展时应充分描述生态系统的功能和动态,进行定 量的生态风险评估和不确定性分析,通过规划消减 人类活动对生态系统的威胁;⑤承载力原则,即规 划的开发活动不能突破生态系统承载力,开展生态 预警监测和适应性管理并及时采取预防措施,进行 持续的环 境 评 估 和 监 测 计 划;⑥ 管 理 尺 度 优 化 原 则,即灵活制定规划边界(例如结合使用行政边界 和生态系统边界),必要时可基于生态连通性扩展 管理范围(例如除海域边界外也考虑陆地和流域的 范围);⑦保护与利用平衡原则,即制定从严格保护 到多用途利用的多级管理措施,灵活采纳多种组合 的管理方案。 2.1 管理目标的公平性 土地、水和生物等自然资源的管理目标取决于 社会选择,海洋空间规划在目标设定时应公平分配 社会各方的利益。上述利益不仅包括社会和经济 价值,而且包括环境价值。在规划的过程中应将环 境价值、社会价值和经济价值纳入同等考量,并分 别对上述3种价值进行识别和空间表征,尤其应根 据社会价值和经济价值评估人类活动对环境的累 积影响。 2.2 基于连通性开展跨区管理 由于海洋生态系统具有开放性和连通性,生态 系统管理者应考虑其管理行为对相邻其他生态系 统产生或潜在的影响,将与规划区域相邻的生态系 统和开发活动也纳入规划的考虑,并关注水质等具 有连通性特点的跨管理边界问题。此外,还应充分 评估拟实施的海洋空间规划对邻近社区的影响,并 进行环境影响评估。 2.3 运用生态经济学方法 在管理行动中,既要获取直接利益,也应充分 了解潜在利益,通常须从经济价值的角度理解和管 理生态系统。管理者应意识到生态系统向人类社 会提供的产品和服务也具有经济价值,运用生态经 济学方法对其价值开展评估并采用经济手段进行 管理,从而将与生物多样性相关的成本和收益内部 化,纠正市场的倾向并提出激励措施。具体到规划 的过程,应从经济角度充分识别和估算生态系统提 供的产品和服务,并明确纳入空间分析。 2.4 以保护生态系统的结构和功能以及维持生态 系统服务为优先 基于生态系统的管理的优先任务是保护生态 系统的结构和功能以及维持生态系统服务。生态 系统的结构和功能是维持生态系统服务的重要基 础,因此保持生物环境和非生物环境之间的动态关 系以及消减人类活动对生态系统的威胁是管理中 的关键问题。在基于生态系统的海洋空间规划技 术体系中,应提供有关生态系统动态的描述,评估 生态系统的结构和功能所面临的威胁,并考虑开展
海洋开发与管理 定量风险评估和不确定性分析,通过降低风险促进 在这种发展趋势下,已有大量的海洋空间规划 生态系统结构和功能的恢复。 方法和决策工具被研发并应用(2-2,但这些方法在 2.5关注生态系统自身的承载力 实际规划过程中的成效各不相同。有学者对全球 在生态系统结构和功能的承载力范围内开展28个海洋空间规划案例加以总结,将基于生态系统 空间规划管理。应限制对生态系统资源的需求,减的海洋空间规划的有效方法归类为5种用途,即数 少开发活动对海洋环境的不利影响,保护生态系统据收集、经济分析和评估、情景创建和分析、用海冲 的生产力、结构、功能和多样性。在该原则的实施突分析和沟通以及管理方案制定2,同一个方法有 过程中,建议采用生态预警监测和适应性管理的方时会应用于多个用途 法,以避免或尽可能地减少对海洋环境的潜在不利 本研究系统参考各国的海洋空间规划案例,将 影响。明确识别不可持续的开发方式,开展持续的主流方法归纳为4个类型,分别为生态系统服务评 环境评估和监测计划。当预测开发活动有可能超估和情景分析、权衡取舍分析、博弈论决策以及空 出生态系统承载力时,应及时采取预防措施 间制图和系统规划。生态系统服务评估和情景分 2.6确定恰当的时空管理尺度 析主要用于经济分析和评估以及情景创建和分析。 海洋空间规划应在恰当的时空尺度内应用生空间制图和系统规划主要用于收集数据和制定管 态系统方法,固定的行政边界往往会限制基于生态理方案。权衡取舍分析和博奔论决策主要用于用 系统的管理。划定管理边界是海洋空间规划的关海冲突分析和沟通,二者的区别在于:当海域内的 键步骤x,在实际操作过程中往往需要同时考虑社多种空间用途均具备正收益时,可通过权衡取舍分 会一生态系统的连通性、自然资源行政管理的现状析获得最优收益方案;而当海域内的多种空间用途 以及区域合作/协作的情况。应给予规划制定者 明显存在不可协调的冲突时,可通过博弈论决策框 定的灵活性,综合考虑并使用行政或生态系统边架为受损方提供公平的补偿 界,必要时可为促进生态连通性而扩展管理范围 3.1生态系统服务评估和情景分析 如除海域边界外也考虑陆地和流域的范围 情景分析下的生态系统服务评估模型可为多 2.7保护与利用的平衡 目标的海洋空间规划提供生态、社会和经济的科学 生态系统方法应在生物多样性的保护和利用依据。在生态系统服务建模中,通常将人类活动的 之间寻求平衡。生物多样性的管理并非只有严格风险和收益量化为自然生境的结构和功能2,再通 保护和非保护2种极端方式,应采取更灵活的方法 过生态系统服务功能模拟计算自然生境为人类生 在实际规划过程中,可充分考虑生物多样性和资源计和福祉带来的收益。通过生态系统服务评估,可 的可持续利用推广从严格保护到多用途开发的多获得区域内生态系统服务的分布,并识别用海冲突 级措施。多种组合的管理方案可用于实现生物多区域。此外,通过将多个生态系统服务指标与用海 样性保护和利用的平衡,在优化生态系统服务供给空间情景配对,可对海洋空间规划的不同备选方案 的同时保护生态环境 进行比较,从而明确拟选用的海洋空间规划方案应 3基于生态系统的海洋空间规划方法 如何在各类开发活动之间进行协调和平衡。 从全球来看,海洋空间规划方法的应用正从特 近10年来,随着生态系统服务概念的发展 定的部门规划转向基于生态系统的多目标规划,并这类方法在海洋空间规划过程中的应用越来越广 向更大尺度发展。为协调生态系统背景下的不同泛,全球范围均有研究案例。有学者筛选23个可 空间、时间和社会经济尺度的用海活动,多目标海用于海洋空间规划评估的海洋生态系统服务类型 洋空间规划方法和分析工具的开发十分重要[1,近并设计相应的评估指标,目前多数研究案例所 年来空间分析技术的发展也为更复杂的海洋空间采用的海洋生态系统服务类型基本涵盖在这23个 规划实践提供可能性[21 类型内。在生态系统服务评估的支持下, InVEST
6 海洋开发与管理 2020年 定量风险评估和不确定性分析,通过降低风险促进 生态系统结构和功能的恢复。 2.5 关注生态系统自身的承载力 在生态系统结构和功能的承载力范围内开展 空间规划管理。应限制对生态系统资源的需求,减 少开发活动对海洋环境的不利影响,保护生态系统 的生产力、结构、功能和多样性。在该原则的实施 过程中,建议采用生态预警监测和适应性管理的方 法,以避免或尽可能地减少对海洋环境的潜在不利 影响。明确识别不可持续的开发方式,开展持续的 环境评估和监测计划。当预测开发活动有可能超 出生态系统承载力时,应及时采取预防措施。 2.6 确定恰当的时空管理尺度 海洋空间规划应在恰当的时空尺度内应用生 态系统方法,固定的行政边界往往会限制基于生态 系统的管理。划定管理边界是海洋空间规划的关 键步骤[20],在实际操作过程中往往需要同时考虑社 会-生态系统的连通性、自然资源行政管理的现状 以及区域合作/协作的情况。应给予规划制定者一 定的灵活 性,综 合 考 虑 并 使 用 行 政 或 生 态 系 统 边 界,必要时可为促进生态连通性而扩展管理范围, 如除海域边界外也考虑陆地和流域的范围。 2.7 保护与利用的平衡 生态系统方法应在生物多样性的保护和利用 之间寻求平衡。生物多样性的管理并非只有严格 保护和非保护2种极端方式,应采取更灵活的方法。 在实际规划过程中,可充分考虑生物多样性和资源 的可持续利用,推广从严格保护到多用途开发的多 级措施。多种组合的管理方案可用于实现生物多 样性保护和利用的平衡,在优化生态系统服务供给 的同时保护生态环境。 3 基于生态系统的海洋空间规划方法 从全球来看,海洋空间规划方法的应用正从特 定的部门规划转向基于生态系统的多目标规划,并 向更大尺度发展。为协调生态系统背景下的不同 空间、时间和社会经济尺度的用海活动,多目标海 洋空间规划方法和分析工具的开发十分重要[21],近 年来空间分析技术的发展也为更复杂的海洋空间 规划实践提供可能性[22]。 在这种发展趋势下,已有大量的海洋空间规划 方法和决策工具被研发并应用[23-25],但这些方法在 实际规划过程中的成效各不相同。有学者对全球 28个海洋空间规划案例加以总结,将基于生态系统 的海洋空间规划的有效方法归类为5种用途,即数 据收集、经济分析和评估、情景创建和分析、用海冲 突分析和沟通以及管理方案制定[26],同一个方法有 时会应用于多个用途。 本研究系统参考各国的海洋空间规划案例,将 主流方法归纳为4个类型,分别为生态系统服务评 估和情景分析、权衡取舍分析、博弈论决策以及空 间制图和系统规划。生态系统服务评估和情景分 析主要用于经济分析和评估以及情景创建和分析。 空间制图和系统规划主要用于收集数据和制定管 理方案。权衡取舍分析和博弈论决策主要用于用 海冲突分析和沟通,二者的区别在于:当海域内的 多种空间用途均具备正收益时,可通过权衡取舍分 析获得最优收益方案;而当海域内的多种空间用途 明显存在不可协调的冲突时,可通过博弈论决策框 架为受损方提供公平的补偿。 3.1 生态系统服务评估和情景分析 情景分析下的生态系统服务评估模型可为多 目标的海洋空间规划提供生态、社会和经济的科学 依据。在生态系统服务建模中,通常将人类活动的 风险和收益量化为自然生境的结构和功能[22],再通 过生态系统服务功能模拟计算自然生境为人类生 计和福祉带来的收益。通过生态系统服务评估,可 获得区域内生态系统服务的分布,并识别用海冲突 区域。此外,通过将多个生态系统服务指标与用海 空间情景配对,可对海洋空间规划的不同备选方案 进行比较,从而明确拟选用的海洋空间规划方案应 如何在各类开发活动之间进行协调和平衡。 近10年来,随 着 生 态 系 统 服 务 概 念 的 发 展, 这类方法在海洋空间规划过程中的应用越来越广 泛,全球范围均有研究案例。有学者筛选23个可 用于海洋空间规划评估的海洋生态系统服务类型 并设计 相 应 的 评 估 指 标[27],目前多数研究案例所 采用的海洋生态系统服务类型基本涵盖在这23个 类型内。在生态系 统 服 务 评 估 的 支 持 下,InVEST
第4期 胡文佳,等:基于生态系统的海洋空间规划:研究进展与启示 和 Sea sketch等情景分析工具被应用于评估不同决定海上风电场的最佳选址;通过权衡取舍分析 情景下用海目标的达成情况。一系列的研究结果可防止渔业和旅游部门遭受超过100万美元的损 表明,科学可靠的生态系统服务建模和成图可有失,并可为能源部门带来超过100亿美元的额外价 效识别空间内的用海需求,并有助于在决策过程值;该研究还发现,采用权衡取舍分析的海洋空间 中平衡旅游业、可再生能源开发和商业捕捞等的规划的区域范围越大、所考虑的部门越多,其潜在 竞争性用海[28-0。 意义和价值越高[7。 3.2权衡取舍分析 3.3 博 弈论决策 权衡取舍分析作为海洋空间规划工具可更好 当遇到不可协调的目标时,博弈论决策规则有 地平衡海洋空间利用的各种目标,包括水产养殖和助于提供公平、公正和共赢的空间配置解决方案。 风能开发等新兴用途,同时最大限度地减少用海对这种情况往往出现在保护区与公益性基础设施项 环境的负面影响1,这类方法主要用于海洋空间规日冲突的前提下,基础设施建设给保护区带来的负 划中的用海冲突分析和沟通。利用权衡取舍分析面影响几乎是不可避免的,因此也无法通过协调来 可考虑更多的目标,明确不同空间规划选项的成本解决。这时可采取博弈论决策,通过某种形式的补 和收益,从而做出较优的管理选择 偿以解决冲突问题 权衡取舍分析来源于经济学方法,用于在发展 在博弈的过程中,利益相关方(如项目开发者 的背景下确定最佳决策方案321。在经济学背景下 和保护区管理者)可通过谈判商定生态补偿。为使 权衡取舍通常表现为估算机会成本,从而选出最优补偿为双方所接受,决策的前提应满足2个限制条 的替代方案。例如:在资源总量稀缺的情形下,为件:①保护区生态系统的损失必须小于基础设施项 目获得的收益;②补偿的结果应优于谈判之前双方 获取某些稀缺资源,个人或集体必须放弃另一些稀 缺资源。在生态系统背景下,权衡取舍分析往往的收益,即产生双赢的结果。在这种决策前提下 配合生态系统服务评估使用。在实践过程中,权衡不仅可提高效率,而且可实现公平和公正 博弈论决策的典型应用情景包括在已建海洋 取舍即通过人为干预,以牺牲一部分生态系统服务 保护区中开发海洋可再生能源,通过谈判补偿保护 为代价,增强另一种服务的产出[3,从而实现空 区由于能源开发活动而导致的未来可能丧失的保 间利用效益的最大化 护收益。在谈判的过程中,往往使用定量的货币化 权衡取舍分析在用海空间紧张和用海冲突较方法估算双赢的解决方案,将来自利益相关方共 大的区域具有更广泛的应用前景,该方法已在美国存/合作的盈利进行公平分配,从而解决冲突。该 西南部和东北部沿海地区得到较成熟的应用。例方法在英国北海 Dogger Bank特别保护区有成功的 :美国南加州对多种类型近海养殖的空间规划进研究案例,即通过在合作博弈论框架内对利益相关 行研究,该研究对当地近海海带养殖场、贻贝养方的替代策略和回报进行建模,从而对保护区内的 殖场和鱼类养殖场3类海水养殖活动的生产率和盈渔业捕捞、自然保护和风电开发活动进行公平的空 利能力进行预测,并与4个现有养殖类型的空间模间划分[0。此外,博弈论已被应用于更大尺度的多 型相联系,评估区域内的捕捞利润、养殖污染、环境国海洋空间规划决策,例如:欧盟海洋战略框架指 健康、病害风险和海洋景观影响等指数,对不同类令(MSD)要求欧盟各国在制定海洋战略和划定海 型的海水养殖赋予一定的权重进行权衡取舍分析,洋保护区时兼顾邻国的用海活动和政策],渔业和 最终确定最佳的空间规划方案。又如:美国马萨诸自然保护2种具体用海方式被纳入博弈论分析模 塞州的海上风电、商业捕鱼和观鲸旅游3种开发活型,用于判断和规划多个国家的多用途海洋保护区 动分别由3个部门管辖,定量的权衡取舍分析被用的最佳规模 于评估区域生态系统为各部门提供的价值及其潜3.4空间制图和系统规划 在冲突,在尽可能地减少这些冲突的前提下,最终 战略性的空间制图产品可有效辅助多部门和
第4期 胡文佳,等:基于生态系统的海洋空间规划:研究进展与启示 7 和 SeaSketch等情景分析工具被应用于评估不同 情景下用海目标的达成情况。一系列的研究结果 表明,科学可 靠 的 生 态 系 统 服 务 建 模 和 成 图 可 有 效识别空间 内 的 用 海 需 求,并 有 助 于 在 决 策 过 程 中平衡旅游 业、可 再 生 能 源 开 发 和 商 业 捕 捞 等 的 竞争性用海[28-30]。 3.2 权衡取舍分析 权衡取舍分析作为海洋空间规划工具可更好 地平衡海洋空间利用的各种目标,包括水产养殖和 风能开发等新兴用途,同时最大限度地减少用海对 环境的负面影响[31],这类方法主要用于海洋空间规 划中的用海冲突分析和沟通。利用权衡取舍分析 可考虑更多的目标,明确不同空间规划选项的成本 和收益,从而做出较优的管理选择。 权衡取舍分析来源于经济学方法,用于在发展 的背景下确定最佳决策方案[32]。在经济学背景下, 权衡取舍通常表现为估算机会成本,从而选出最优 的替代方案。例如:在资源总量稀缺的情形下,为 获取某些稀缺资源,个人或集体必须放弃另一些稀 缺资源[33]。在生态系统背景下,权衡取舍分析往往 配合生态系统服务评估使用。在实践过程中,权衡 取舍即通过人为干预,以牺牲一部分生态系统服务 为代价,增强另一种服务的产出[34-35],从而实现空 间利用效益的最大化。 权衡取舍分析在用海空间紧张和用海冲突较 大的区域具有更广泛的应用前景,该方法已在美国 西南部和东北部沿海地区得到较成熟的应用。例 如:美国南加州对多种类型近海养殖的空间规划进 行研究[36],该研究对当地近海海带养殖场、贻贝养 殖场和鱼类养殖场3类海水养殖活动的生产率和盈 利能力进行预测,并与4个现有养殖类型的空间模 型相联系,评估区域内的捕捞利润、养殖污染、环境 健康、病害风险和海洋景观影响等指数,对不同类 型的海水养殖赋予一定的权重进行权衡取舍分析, 最终确定最佳的空间规划方案。又如:美国马萨诸 塞州的海上风电、商业捕鱼和观鲸旅游3种开发活 动分别由3个部门管辖,定量的权衡取舍分析被用 于评估区域生态系统为各部门提供的价值及其潜 在冲突,在尽可能地减少这些冲突的前提下,最终 决定海上风电场的最佳选址;通过权衡取舍分析, 可防止渔业和旅游部门遭受超过 100 万美元的损 失,并可为能源部门带来超过100亿美元的额外价 值;该研究还发现,采用权衡取舍分析的海洋空间 规划的区域范围越大、所考虑的部门越多,其潜在 意义和价值越高[37]。 3.3 博弈论决策 当遇到不可协调的目标时,博弈论决策规则有 助于提供公平、公正和共赢的空间配置解决方案。 这种情况往往出现在保护区与公益性基础设施项 目冲突的前提下,基础设施建设给保护区带来的负 面影响几乎是不可避免的,因此也无法通过协调来 解决。这时可采取博弈论决策,通过某种形式的补 偿以解决冲突问题[38]。 在博弈的过程中,利益相关方(如项目开发者 和保护区管理者)可通过谈判商定生态补偿。为使 补偿为双方所接受,决策的前提应满足2个限制条 件:①保护区生态系统的损失必须小于基础设施项 目获得的收益;②补偿的结果应优于谈判之前双方 的收益,即产生双赢的结果。在这种决策前提下, 不仅可提高效率,而且可实现公平和公正[39]。 博弈论决策的典型应用情景包括在已建海洋 保护区中开发海洋可再生能源,通过谈判补偿保护 区由于能源开发活动而导致的未来可能丧失的保 护收益。在谈判的过程中,往往使用定量的货币化 方法估算 双 赢 的 解 决 方 案,将 来 自 利 益 相 关 方 共 存/合作的盈利进行公平分配,从而解决冲突。该 方法在英国北海 DoggerBank特别保护区有成功的 研究案例,即通过在合作博弈论框架内对利益相关 方的替代策略和回报进行建模,从而对保护区内的 渔业捕捞、自然保护和风电开发活动进行公平的空 间划分[40]。此外,博弈论已被应用于更大尺度的多 国海洋空间规划决策,例如:欧盟海洋战略框架指 令(MSD)要求欧盟各国在制定海洋战略和划定海 洋保护区时兼顾邻国的用海活动和政策[38],渔业和 自然保护2种具体用海方式被纳入博弈论分析模 型,用于判断和规划多个国家的多用途海洋保护区 的最佳规模。 3.4 空间制图和系统规划 战略性的空间制图产品可有效辅助多部门和