海洋酸化是全球变暖之外的另一场CO₂危机，^[1]它是因海水过量吸收大气中的CO₂而引发pH值下降的化学变化。^[2]目前，全球海洋pH值已经比工业革命前下降了0.1个单位，预计到本世纪末还会再下降0.14-0.35个单位。^[3]这意味着，海洋酸化正在急剧加速。^[4]

海洋酸化不利于碳酸钙物质形成，^[5]会直接影响贝类、甲壳类和珊瑚类等海洋生物的生长发育，^[6]这些生物又通过食物链或生态位对其他种群产生冲击，^[7]进而危机整个海洋生态系统和人类的生存。^[8]《生物多样性公约》第十二次缔约国大会指出，受海洋酸化影响，2100年全球海洋生物种类可能会减少30%~40%，而贝类种类的减少程度甚至可能高达70%。^[9]

长期以来，中国一直是世界上最大的海水贝类养殖国，年产量、年产值远超其他国家的总和。^[10]可以预料的是，随着海洋酸化日益加剧，未来中国贝类产业很可能要遭受严重的经济损失。因此，中国较世界其他任何国家更有必要开展海洋酸化对贝类产业经济影响方面的研究。

一、文献综述

海洋酸化是由Caldeira和Wickett于2003年首次在著名科学杂志《自然》中命名并加以阐述的，^[2]此后国内外诸多研究发现，它会对海水贝类的早期发育、钙化、免疫、生理和繁殖等产生一系列影响。^[11-20]自Gazeau等于2007年根据实验结果建立起海洋酸化程度与贝类死亡率之间的关系后，研究拓展到了社会科学领域，学者们开始从产业经济层面研究海洋酸化的影响。^[21]

Cooley和Doney最先在假定采捕强度、供需关系、销售价格等因素不变的情况下，采用0%、2%和4%三个折现率，分别计算了2060年海洋酸化可能给美国贝类产业总收益带来的净现值损失，学术影响颇大。^[22]此后，Moore针对美国的牡蛎、扇贝、蛤和贻贝市场开发出用以评估海洋酸化潜在影响的生物—化学—经济综合模型，该模型纳入代表消费者福利变化的补偿变量，能够估算出因海洋酸化导致贝类价格上涨而给消费者带来的福利损失。^[23]Finnoff则是基于消费者剩余的推算，估算了因海洋酸化而导致的收入损失，并构建了相关模型。^[24]Armstrong等评估了2100年在应对海洋酸化问题最佳和最糟两种极端情况下的全球贝类产量，在净现值计算中也是采用了前述三个折现率，并认为4%是最适合未来预测的折现率。^[25]同样是效仿Cooley和Doney的算法，Narita等由于采用了更高的钙化损失率和假设了人们对贝类的需求随收入增加，因而计算出了更糟糕的结果。^[26]随后Narita和Rehdanz又将目光聚焦于欧洲贝类产业，指出法国、意大利和西班牙这几个现今贝类生产大国将是受海洋酸化冲击的重灾区，2100年以后整个欧洲贝类产业每年的经济损失将超过10亿美元。^[27]Onofri和Pald利用经济模型对全球十大贝类和甲壳类市场进行了经济影响评估，模型中海洋酸化下的产量是关键变量，能够对消费者、生产者和决策者三个目标函数产生重要影响。^[28]

通过整理文献发现，目前关于海洋酸化对贝类产业经济影响的研究数量还很少，但是它们提供了一种从经济角度预测未来产业发展状况的有效途径，具有重要的实用价值——美中不足的是，既有研究要么是对美国要么是对全球或欧洲贝类产业开展分析，对于年产量约占全球85%的中国贝类产业，^[10]缺少特别关注。有的研究虽然建立了关联模型，但止步于经济影响评估，没有述及该如何围绕模型所蕴含的内在机理去制定可以有效减轻经济损失的相应政策。鉴于此，本文首先评估海洋酸化对中国贝类产业潜在的直接经济影响，然后通过构建简单的微观经济模型，在解析“海洋酸化-贝类产量-经济影响”作用途径的同时发掘政策制定的科学依据，为后续更深入的对策探讨以及政策实施绩效评价等系列研究奠定理论基础。

二、经济影响评估 (一) 研究思路

评估海洋酸化对未来中国贝类产业的直接经济影响涉及两个关键步骤：一是确定海洋酸化情况及其与贝类产量之间的关系；二是对受影响的贝类产量进行价值估算。前者属于海洋化学和生物地球化学的研究范畴，我们将直接引用权威机构和重要学者的研究结论，后者属于经济学的研究范畴，也是本文关注的重点。

本研究将采用基于不同折现率的净现值估价法。该方法不考虑供需关系、养殖成本和销售价格等诸多可变因素，^[22]而将风险报酬、通货膨胀等重要指标纳入考量，^[28]既使估算操作简便可行，又能较为直观地呈现出未来产业发展中潜在的经济损失。

(二) 数据来源

海洋酸化指数及未来变动趋势采用政府间气候变化专门委员会(IPCC)所公布的数据。IPCC模拟出下世纪初全球海洋酸化可能出现好、中、差三种情况，届时海洋中CO₂含量分别为550ppmv、700ppmv和950ppmv，对应海水pH值分别为7.95、7.85和7.7。^[3]

海洋酸化对贝类的产量影响依据Gazeau等人的实验结果，该结果经Cooley和Doney证实并得到了学界的广泛认同。

中国贝类产量、产值数据来自世界粮农组织(FAO)官方软件FishStatJ。该软件数据更新至2016年底，产值单位为美元，鉴于汇率变动原因，本文不再转换为人民币进行价值评估。

(三) 计算公式

贝类产量计算公式为：

$ {Q_t} = {Q_0}\left( {1 - d} \right) $

(1)

其中，Q_t为t年贝类产量，t=100，Q₀为当前贝类产量，d为海洋酸化所造成的贝类死亡率，在好、中、差三种情况下，分别为9%、25%和40%。

海洋酸化对未来经济影响的计算公式为：

$ NPV = {R_t} = R_t^\mathit{'}; $

(2)

$ {R_t} = {R_0}{\left( {1 + r} \right)^t}; $

(3)

$ R_t^\mathit{'} = {R_t}\left( {1 - d} \right) = {R_0}{\left( {1 + r} \right)^t} \times \left( {1 - d} \right) $

(4)

其中，R_t为不受海洋酸化影响时的t年贝类产值，R_t^′为海洋酸化影响下的t年贝类产值，t=100，R₀为当前贝类产值，r为折现率，本文取2%、4%和5%分别进行计算。将式(3)和式(4)代入式(2)得出海洋酸化将给贝类产业带来的净现值损失为：

$ NPV = {R_t} \times d = {R_0}{\left( {1 + r} \right)^t} \times d $

(5)

(四) 结果与讨论

表 1显示了当前中国贝类产量和将来因海洋酸化所造成的产量损失。2016年中国贝类总产量为1420.75万吨。受海洋酸化影响，在好、中、差三种情况下，2116年中国贝类总产量损失分别为127.87万吨、355.19万吨和568.3万吨。无论发生以上哪种情况，主要经济贝类品种的产量损失大小排序与产量基数排序相吻合，依次是蛤、牡蛎、扇贝、贻贝和鲍螺。

表 2列出了当前中国贝类产值和未来假如不受海洋酸化影响的贝类产值。在保持现有产量不变的情况下，根据净现值估价法，2116年中国贝类产值在三种折现率下分别为1582.3亿美元、11035.26亿美元和28732.85亿美元。与在表 1中的排序不同，鲍螺由于单产价格更高而与贻贝发生了位次互换。

表 3综合反映了未来贝类产业经济损失随着海洋酸化程度的加剧而增大。如果将来海洋酸化势头减缓，即在PICC模拟出的“好”的情况下，2116年中国贝类产业的直接经济损失为142.47亿美元至2585.96亿美元。倘若将来海洋酸化趋势依旧，属于“中”的情况，届时产业直接经济损失会增加到395.74亿美元至7183.21亿美元。假如将来海洋酸化危机愈演愈烈，发生“差”的情况，产业直接经济损失会进一步增加到633.18亿美元至11493.14亿美元。

由表 2和表 3可以看出，折现率r的取值对计算结果影响显著——2%是自由主义IPCC折现率(the liberal IPCC discount rate，比保守主义IPCC折现率取值低)，通常被认作是取值的下限。4%则是Armstrong等认定的最适合对未来全球预测的折现率。5%的选取则基于以下两点考虑：一是经济增长速度越快折现率的取值越高。过去近三十年来中国无论贝类产值还是国内生产总值年均增长率远高于世界平均水平；现在中国经济发展已经进入了新常态，虽然增速减缓，但我们认为在未来相当长的时间里仍会高于世界平均水平^①。基于这一判断，取值应高于4%。二是估算时间范围越长折现率的取值越低。本文对“未来”的时间设定是一百年后，时间跨度较长。因此，取值也不宜过高。综合比较这三个折现率，本文认为5%更适合估算未来海洋酸化对中国贝类产业造成的直接经济损失，其结果对于我们制定相应的减灾措施更有指导意义。

① 通过访问http://www.fao.org/figis/servlet/SQServlet?file=/work/FIGIS/prod/webapps/figis/temp/hqp_4881818202685193950.xml&outtype=html和http://finance.sina.com.cn/worldmac/indicator_NY.GDP.MKTP.KD.ZG.shtml并计算得出。

三、政策启示 (一) 模型设定

假设贝类产业的未来状态是由消费者、生产者和决策者共同决定的；消费者效用U取决于贝类消费量Q、产品价格p和受海洋酸化影响的环境质量K，同时，Q取决于后面的两个变量p和K，其数学表式为：

$ {U_y} = Q\left( {{p_y};{K_y}} \right) $

(6)

其中，y代表年份。若$\frac{{\partial {U_y}}}{{\partial {Q_y}}} \cdot \frac{{\partial {Q_y}}}{{\partial {p_y}}} < 0 $则产品边际价格上涨会减少消费者的购买量。但是，由于海洋酸化并不直接导致贝类产品价格上涨，因此无法作出定量预测。需再假设$\frac{{\partial {U_y}}}{{\partial {Q_y}}} \cdot \frac{{\partial {Q_y}}}{{\partial {K_y}}} \ne 0 $，海洋酸化才会影响贝类消费量，进而影响消费者效用。生产者利润π取决于贝类产量Q、销售价格p、生产成本c和受海洋酸化影响的环境质量K，贝类产量Q又取决于销售价格p、生产成本c和受海洋酸化影响的环境质量K，其数学表式为：

$ {\pi _y} = Q\left( {{p_y};{c_y};{K_y}} \right) $

(7)

当$\frac{{\partial {\pi _y}}}{{\partial {Q_y}}} \cdot \frac{{\partial {Q_y}}}{{\partial {p_y}}} = \frac{{\partial {\pi _y}}}{{\partial {Q_y}}} \cdot \frac{{\partial {Q_y}}}{{\partial {c_y}}} $时，即边际成本等于边际收益时，可实现生产利润最大化。利润同样受$\frac{{\partial {\pi _y}}}{{\partial {Q_y}}} \cdot \frac{{\partial {Q_y}}}{{\partial {K_y}}} \ne 0 $这也意味着海洋酸化使海洋边际环境质量K发生变化，从而影响贝类产量，继而影响生产者利润。

(二) 决策者应未雨绸缪

决策者需要考虑某段时间后的社会收益W，即消费者剩余和生产者剩余之和，在本模型中W_y=U_y+π_y。那么，决策者需要考虑的一百年后的社会收益为：

$ {W_{y \cdot 100}} = \int {_0^{100}\left[ {Q\left( {{p_y};{K_y}} \right) + Q\left( {{p_y};{c_y};{K_y}} \right)} \right]} $

(8)

显然，海洋酸化下的产量Q是决定社会收益W的关键变量。换言之，决策者制定何种政策要取决于海洋酸化会对贝类产业造成什么样的经济影响。

通常对决策者而言，只有当政策带来的社会收益高于其成本时才有实施意愿。按照5%的折现率，2585.96亿美元和11493.14亿美元将是2116年时中国贝类产业直接经济损失的“最小值”和“最大值”。这里有必要进一步强调以下两点。一是为了增加评估的可操作性，我们只能基于当前产业状况对未来经济损失进行净现值估算。眼下中国贝类产业规模依然呈扩张趋势，将来产量和产值的拐点在何处尚无法判断。但是可以肯定，如果产业产值继续攀高，最终的经济损失会高于这组数字。二是我们从生物化学角度假定海洋酸化程度和贝类产量损失之间存在线性关系。没有考虑将来养殖者可能会随着贝类死亡率升高、生产效益下降而加速撤离，进而导致贝类产品价格因供需不对称而出现大幅上扬的情形。有一种极端但有可能发生情况，即某段时间内虽然贝类产量出现了明显下降，但因为产品价大幅上涨，产值反而更高。因此，及早出台一项旨在遏制产业继续扩张的政策，虽然不能减轻海洋酸化对中国贝类产业经济的负面影响，但可让损失不再增加。换言之，产业最终经济损失大小很大程度上将取决于应对海洋酸化政策的实施效果——政策行之有效，产业经济损失就小；反之，则大。

四、结论与建议

由于人类社会工业化、城市化进程的持续，海洋酸化已经成为一种不可逆转的趋势。这一趋势很可能对全球海水贝类产业造成严重的经济影响。本文以净现值估价法对中国贝类产业经济影响开展了实证分析，结果表明，随着海洋酸化程度加剧，产业经济风险也会相应增大；在好、中、差三种情况下，产业损失呈几何级的增加。本文构建的微观经济模型既揭示了决策者根据经济损失制定相应政策的机理，也蕴含着政策绩效将决定最终经济损失程度的启示。

目前，贝类产业依然是中国海水养殖业最重要的组成部分，贝类养殖产量约占中国海水养殖总产量的70%。健康发展的贝类产业，在保障国家粮食安全、丰富动物蛋白种类、维持沿海渔区稳定、拓宽就业渠道、增加农渔收入、扩大出口和赚取外汇、传承传统文化、清洁海域水质和固碳汇碳等方面，都发挥着重要的有些甚至是不可替代的作用。但是，正如上文所述，海洋酸化对中国贝类产业潜在的经济影响已然清晰可辨。及早制定并施行具有针对性的政策，虽然不能消除海洋酸化对中国贝类产业经济的负面影响，但可以减轻相应损失。基于本文中的模型设定，将来政策制定应兼顾生产和消费两个方面：一方面从养殖区隔离、研发耐酸性的替代种类、设立专项补贴、推广新型水产养殖模式等处着手，维持贝类产量；另一方面就如何引导、转变人们的消费偏好进行布局，降低因减产所造成的社会福利损失。