海洋资源环境承载能力（MRECC）：评估警告的理论模式

 

 

     
海洋覆盖地球表面约71%，被称为地球的心脏，通过大气环流与洋流系统，影响着地球上的每一个角落。海洋是生命的摇蓝，生态学中的岛屿生物地理学理论就是从海洋中提出来的。从这一个意义上来说，海洋能够为人类提供许多新的认识。21世纪是人类开发利用海洋的新世纪。

但人类对海洋的影响广泛且深远。全球海洋至少40%海域受到人类活动的严重影响，主要海洋生态系统60%已经退化或不可持续利用。所以，人们急迫想通过某种方法来控制和管理人类活动？这就是本文要阐述的资源环境承载能力（RECC）。

我对海洋资源环境承载力（MRECC）的关注与思考起源于2003年底国家海洋局召开的“海洋生态系统管理规划”研讨会，会上讨论拟立课题开展海洋承载力研究。2007年海洋行业公益性科研经费专项开始后，我们开始策划了2008年立项的“海岸带区域综合承载力评估与决策技术集成及示范研究”（编号：200805080），该项目成果获得了2014年海洋科学技术奖二等奖。同时，最后一批海洋公益专项项目中，在有关部门的建议下，我本人于2015年又策划主持了第二个海洋公益专项项目“基于海洋健康的资源环境承载能力监测预警关键技术研究与区域示范应用”（编号：201505008）。在这个项目的立项答辩会上，有专家曾问，MRECC评估与预警是不是一个伪命题？能不能评估？可不可以预警？2015年开始，国家海洋局配合国家发改委开展全国MRECC监测预警业务化工作。因此，我开始了有关MRECC评估预警的理论模式的思考。

资料来源：袁国华等（国土资源部资源环境承载力评价重点实验室）。资源环境承载力评价监测与预警思路设计。中国国地资源经济，2014，（4）:20-24

 

当前来看，MRECC是一个热点，也是一个难点。热点表现在，任何一个部门，都想以承载力为依据，开展海洋管理决策、海洋开发环评、国土资源管理主体功能区规划和海洋生态红线规划。但同时，MRECC研究与应用是一个难点，这是因为MRECC应用领域非常广泛、涉及学科知识面太宽甚至无所不包、概念内涵如何理解（承载对象如何界定？保护区具有承载力吗？）、具有动态性与可调性、研究结果为谁用？对如何定位？等等。

我把海洋生态系统评价划分为五大内容：海洋生态系统服务及其价值评估、海洋生态系统健康评价、海洋生态系统风险评估、海洋生系统安全评价和生态系统承载力评价，其中海洋资源环境承载力（MRECC）是核心，是海洋生态系统评价与管理工具，是海洋主体功能区规划、区域限批、生态红线制定、区域生态环境预警的重要依据。 

 

本文阐述三个问题：

1. MRECC：通俗理解与研究角度

2. MRECC：评估预警的理论模式

3. MRECC：指标体系构建与出路   

1. MRECC：通俗理解与研究角度

十八届三中全会提出，建立资源环境承载力监测预警机制，对海洋资源超载区域实行限制性措施。对此初步分析，要做三件事，并逐渐形成一个MRECC学科体系：

——建立RECC监测预警机制，建立RECC监测、评估、预警技术体系

——评估海洋资源超载区域，分类分级进行评估与界定

——依据对典型性代表指标的贡献率评估制定限制性措施
 

从中可以看出，构建MRECC这一学科体系，关乎以下五大主题：

——MRECC：评估预警的理论模式是什么？

——MRECC：指标体系如何构建？

——MRECC：评估预警模型与方法

——MRECC：如何开展分类分级评估？包括岛群/群岛型、海湾型、滨海湿地、保护区、浅海海域，等

——MRECC： 限制性政策措施如何制定？

需要把这五大主题都弄清楚了，MRECC这一学科体系才能算完整。

用极简主义思想来表达，通俗地讲，MRECC是一种用于海洋管理决策的通用货币，是一个区域在某个时间内的耐（承）受能力，MRECC=海洋承载体+承载对象+承载规模（，生态阈值，ET）。

人们对MRECC的理解多种方式，分别可以基于海洋健康、海洋生态系统服务及其价值、海洋生态风险、基于生态足迹（EF）以及海洋生态脆弱性与敏感性等角度开展MRECC研究。

例如，2013年海洋公益专项项目“岛群综合开发风险评估与景观生态保护技术及示范应用”中，子任务二“岛群综合承载力研究”应该从什么角度来开展研究呢？纵观该题目定位于岛群综合开发风险，基于子任务一的风险识别，用承载力来研究开发风险，再利用这一评估结果，指导其他子任务的景观生态恢复与保护工作。因此，结合金塘路的功能定位（航运、物流），子任务二的研究目标定位于基于生态风险的金塘岛港口MRECC研究为宜。

 

2. MRECC：评估预警的理论模式

评估是指某个区域一个时间点的区域承载状态值，而预警指对某一警素的现状和未来进行测度，预报不正常状态的时空范围和危害程度，以及提出防范措施评价方法的进化过程。

 

以色列科学家艾利●高德拉特在其“科学界最基本的信条”演讲中指出，“现实中没有复杂的系统”，或者说“真相不可能复杂”。

因此，关于MRECC评估与预警这两个问题，我们把它转化为一个问题来考虑，怎么样？请大家设想下，对一个区域的MRECC来说，如果这些动态评估值放在一张图上，那这张图是什么样的一张图呢？

                                   

为提出MRECC理论模式，先介绍一个概念：生态阈值（ET）。Huggett（2005）将ET分为点和带两种类型，如下图所示。

按ET分级，可把MRECC预警分为四级：红色、橙色、黄色和蓝色四级预警，其划分为依据是自然或人工生态系统受到人类活动干扰后的自我恢复中是否需要人工辅助。

 

本文提出的评估预警模式，其原理是美国生态学家V E Shelford（1931）提出的生态学原理：耐受性法则（定律），其数学表达是高斯模型： 

 

 
 

3.MRECC：指标体系构建与出路

提出指标之前，先给出MRECC概念。

 

概念定义须体现以下四原则：

——发展学科内涵，体现学科最新进展，如生态系统服务、健康等；表达MRECC三个基本要素：承载体、承载对象、承载规模

——给出资源环境承载力评估框架

——给海洋管理提供方向，调控人类干扰，而非自然因素（预警）

——体现动态性与可调性（时间维），实现生态预警

 

我们对RECC概念进行适当扩展与补充：

——承载前提，明确在生态系统健康阈值之内

——概念定义，不仅考虑资源和环境要素，而且还要考虑生态系统的服务和功能、社会经济指标

——概念框架，明确评估框架与预警原则

 

我们提出的MRECC的概念如下：

       （区域）资源环境承载能力是一个综合性的概念，在自然生态环境不受危害并维系良好的（健康）生态系统的前提下，一个区域的资源禀赋（H）和环境容量（E）（、生态系统服务）（S）所能承载的经济活动（人类生态系统活动，R）的规模。

 

表达式如下：

结合：千年生态系统评估（MA，2005）提出的直接驱动力和间接驱动力：

直接驱动力：生境变化、过度利用、外来物种入侵、污染、气候变化

间接驱动力：人口、经济（税和补贴）、社会政治、文化与宗教、科学技术

 

对IUCN Red List (mammals, birds, amphibians)的生物多样性减少影响分析看：

——生境改变：80%以上处于生境丧失的威胁

——过度利用：70% 是由于过度开发和不可持续的利用

——外来物种入侵：大约30%是由于入侵外来物种

——气候变化：尽管气候变化越来越重要，但不足20%的受威胁物种已知是受到气候变化的影响

——海洋污染：仅有10% 是受污染所致

 

2015年，科学家首次提出全球海洋生态系统健康诊断模式（Link, Pranovi,  Libralato, et al. 新模式灵敏反映海洋生态系统的受扰和恢复情况. Trends in Ecology & Evolution（生态进化动态），2015，30（11）:649-661）

——海洋生态系统存在一个全球普适的应急模式

——提出了一种全新生态系统食物链的可视化图像模式，获得了S型的“累积生物量（cumB）—营养级（TL）”曲线和“‘曲棍球棒状’累积产量（cumP）—累积生物量（cumB）”曲线

——这些曲线的参数作为生态阀值，可用于描绘海洋生态系统在一系列压力和响应的综合影响下被扰乱、恢复的机制

——该模式具有营养理论基础

因此，MRECC评估预警指标体系可以从六大指标来考虑：资源承载力、环境承载力、生态系统服务、人类活动与社会经济，具体指标选择上可以从生境变化、过度利用、外来物种入侵、气候变化与海洋污染及累积生物量、累积生产量这些方面进行筛选。

MRECC是在国家提出建设生态文明的背景下提出来的，因此主要是称量生态、生产、生活区间是否和谐？主要解决三个问题：

——资源约束性，如何节约资源、保护生态？

——环境污染严重，如何防治，实现陆海统筹？

——生态退化，如何进行健康诊断，加大生态保护？

落脚点，回答出路四个问题：

——安全格局如何优化？生态、生产、生活屏障

——资源环境如何可持续利用？渔业、休闲、旅游等

——生态恢复与生态建设什么？

——政策制度、基础设施、典型重点工程如何部署？

最终，MRECC从时间上三调节：速度、规模与方式，使社会发展与生态文明建设达到适当下降速度、适当减少规模、优化生产方式，最终达到人海平衡：人与自然和谐、顺从自然规律、人海关系和谐。