研究，部分进行了专题介绍沿海地区可持续发展的系统方法

查拉斯特拉贻贝养殖活动的方面，Thermaikos海湾，希腊:努力解开一个管理难题

• 摘要
• 简介
  • 查拉斯特拉的沿海地带
  • 贻贝养殖的操作框架
  • 寻求可持续发展
  • 创建管理工具
• 方法
  • 利益相关者的参与
  • Mussel-farm组件
  • 经济成分
• 结果
  • 制度地图和利益相关者参与
  • 场景调查
• 讨论
  • 管理场景
  • 机构地图和利益相关者讨论
• 结论
• 对本文的回应
• 致谢
• 文献引用

介绍

软体动物养殖，特别是悬浮喂养双壳类的养殖，是世界范围内正在发展的一项活动(Duarte等人，2008年)，因为它不需要外部投入，并且可以通过有助于从水中去除营养物质对沿海系统产生积极的环境影响(Newell 2004年)。然而，双壳类养殖区的沿海综合管理可能很复杂，特别是在相关的环境和社会经济问题上，制度监管不足的情况下。

在过去十年中，希腊最重要的贻贝养殖区，即位于Thermaikos海湾的Chalastra，由于贻贝产量和质量的下降，以及对活动的监管不足，面临着严重的问题。这导致了巨大的社会经济压力和利益相关者冲突。

查拉斯特拉的沿海地带

Chalastra的沿海地区(图1)位于Thermaikos(希腊)内湾的西北侧，在Thessaloniki西北20公里处，位于Axios、Loudias和Aliakmon河的三角洲。Chalastra地区受到保护拉姆萨尔公约是三角洲的一部分。它相对于海湾来说很小，只有1.35公里²，最大深度为24米。海岸与灌溉区接壤，该灌溉区的排水系统向海湾排放。塞萨洛尼基废水处理厂(WWTP)的排放口位于厂址东北4.8公里处，而在更广阔的地区也有一些小规模的工业活动，主要是食品加工单位(Karageorgis等，2005年)。

Chalastra的主要海洋活动是地中海贻贝的集约化养殖Mytilus galloprovincialis．希腊30%的贻贝是在查拉斯特拉养殖的，这使它成为该国最大的贻贝产区。参考地区的贻贝养殖主要是一种小规模的、以家庭为基础的活动，直接或通过相关的加工工业为当地很大一部分人口提供了就业机会。该地区约有250名注册贻贝养殖户和14个加工单位，而季节性工人的数量无法准确确定。采用两种栽培系统:a) 55个农场采用长线栽培，每个农场约占地1万平方米²在深度6至22米之间，以及b)杆式种植，用于150至200个农场，每个农场占地500米²，水深2至5米。极培养系统主要用于支持长线系统。

贻贝养殖的操作框架

Chalastra贻贝养殖的发展始于20世纪80年代初。由于9个月的短生产周期和在重量和状态指数方面的高质量产品，该活动被证明是成功的(Moriki 2007)。因此，当地的投资接踵而至，到20世纪90年代，公寓数量翻了一番。起初，有一个初步的努力来规范这种活动，但它被证明是不成功的。表1列出了过去20年发生的机构事件的简短时间线，旨在提供该活动的业务框架的概述。官僚主义造成了严重的障碍，法律空白，权力重叠，以及许多涉及的公共机构缺乏有效的控制。由于一些制度上的延误和失败，目前超过一半(55%)的长线机组和所有杆机组都在过期的许可证下运行。总之，被剥夺了更新权利的所有者会受到起诉，导致私人(更高的生产成本)和社会成本(否则开采产权将被用作当地社区的贡献利益)。在过去十年中，未解决的监管问题导致了罚款、法律和劳动不安全、黑市、寡头垄断和利润停滞。

在这种情况下，贻贝养殖户试图通过强化养殖技术来实现利润最大化，而忽视了现有的间距准则。结果与他们的目的相反。虽然养殖贻贝的数量增加了，但质量下降了，导致过去10年产量下降了约20%。尽管通货膨胀导致成本增加，但由于质量下降，产品的销售价格一直停滞不前。与此同时，有害藻华(HABs)的发生变得更加频繁，导致全年都有重大的销售限制。

寻求可持续发展

尽管在过去十年中，该地区的贻贝养殖活动一直是几项研究的主题(Anagnostou 2001, Pagou等人2001,Papathanassiou等人2007,Moriki 2007)，但所有这些研究都是以环境为导向的，主要针对监测工作。

然而，与上述运营框架相关的情况给贻贝养殖户带来了重要的社会经济压力和不确定性，从而影响了小规模贻贝养殖活动的可持续性，并突出表明这是该地区的一个关键政策问题。为了(a)改善科学家、决策者和当地利益相关者之间的沟通，以及(b)调查活动的潜力，SAF被作为促进可持续综合管理的一种手段实施(Hopkins et al. 2011a)。作为这一办法的一部分，要求该地区的利益攸关方参加一个多规模的审议进程。为了定量和定性地调查各种以利益相关者为导向的管理方案的结果，开发和使用了生物经济模型。

创建管理工具

系统方法框架(SAF)实施的建模部分受到严重缺乏可靠数据的限制。这不仅适用于环境数据(河流和废水处理厂排放、有机物质时间序列、贻贝生长参数和产量)，而且适用于社会经济数据，主要是因为活动的制度特殊性。因此，所面临的挑战是利用有限的数据来最好地代表农业系统的功能，并提供一种能够调查支持可持续管理的替代方案的工具。

建模方法的范围以及将信息传达给利益相关者的方式是应对这一挑战的答案。在参与式管理程序的框架内，对该系统进行了探索性分析，在利益相关者之间传递信息和知识。重点不是准确地预测未来状态或模拟现实，而是观察可能的发展和检测行为模式(Brugnach et al. 2008)。应该注意的是，这项工作并不意味着提供一个完整的集成建模评估，而是显示如何通过案例研究方法来启动和评估这样一个过程。

需要形成系统的概念图(图2)，以确定对要处理的场景重要的组件和联系，并将管理工具的结构传达给涉众。

整个管理工具由以下耦合部分组成:

1. 循环成分，描述贻贝养殖区和周围海域之间的水和物质的交换。
2. 描述贻贝养殖区浮游植物生物量动态的生物成分。
3. 一个模拟贻贝生长在长线农场的组件。
4. 经济部分，对长线贻贝养殖场进行财务分析。
5. 检验与贻贝养殖有关的社会福利指标的组成部分。

贻贝养殖的生态和经济维度的组成部分，由于其在实施中的关键作用，将在下面进行分析描述。

该管理工具由辅助模型和数据库提供必要的外部输入(例如，风向和风速、农业投入、水流速度数据、有机物等)。它的目的是为用户提供一些关于整体农业活动的选择(例如，替代技术、有害的藻华持续时间、投资的资本、建立的合法性等)。管理工具的布局如图3所示。当前版本可在http://dataportals.pangaea.de/spicosa/SPICOSA_model_library.html．

方法

利益相关者的参与

为了收集有关利益相关者对贻贝养殖活动关键问题的看法的信息，进行了一些个别访谈。对负责贻贝养殖活动的公共部门负责人进行了采访，询问他们的意见和参与实施的意愿。贻贝养殖户协会的代表也采用了同样的程序。

在这些访谈中，收集了有关活动、操作框架以及该领域各利益相关者群体之间相互联系的定性信息。人们很快意识到，在获得任何定量信息之前，在联席会议上召集利益相关者是无效的。因此，决定在演习期间，利益相关者的参与将保持在私人水平，以避免冲突。联席会议被推迟，以考虑到SAF实施的未来阶段。

在完成第一轮私人访谈后，一个机构地图被创建了。该地图包括有关不同类别利益相关者的信息，例如他们对贻贝养殖活动的权威、利益相关者群体之间的联系、拥有用于分析的感兴趣数据的情况，以及参与有关贻贝养殖可持续性的利益相关者联合会议的意愿。然后利用这些知识组织了第二轮个人访谈，目的是收集现有数据，向利益相关者通报SAF实施的目标并记录他们的反应，确定那些愿意积极参与的人，并记录利益相关者感兴趣的关于小规模贻贝养殖活动可持续性的情景。

Mussel-farm组件

在当地养殖条件下描述贻贝生长的模型分量的制定对于SAF的实施至关重要。贻贝生长通常采用生物能量方法进行模拟(Gangnery等人，2004年，Brigolin等人，2007年，Brigolin等人，2009年)，但这需要研究区域目前无法获得的数据。为了克服这些局限性，我们采用了具体案例的生态方法。贻贝的生长取决于食物的可获得性、环境条件以及通过农场特征表现出来的耕作技术。模型中的贻贝生长部分代表一个贻贝养殖场。农场区域在空间上被分为四个小区域，以研究由于循环模式而放置的影响。不同的，几乎独立的，农场组件为每个区域开发。通过模型的辅助成分计算整个区域的浮游植物和有机碎屑(OD)可利用性。该模型描述了Chalastra的两个年度生产周期Mytilus galloprovincialis(Moriki 2007)，并计算了贻贝生物量的干重碳每米栽培袜子。

贻贝生长方程(表2中的[1])将增长与食物消费联系起来。它使用为其他物种开发的模型逻辑(Fasman et al. 1990, Arhonditsis et al. 2000)。贻贝的生长依赖于过滤浮游植物(PHYT)和有机碎屑(OD)。我们假设贻贝的过滤能力是两种食物源(表2中的[3]、[4]和[5])浓度相对比例的函数。贻贝对浮游植物和有机碎屑的过滤水平，结合代表不同食物源同化效率的系数，得到贻贝的净生长(表2中的[6])。贻贝生物量的损失是由于排泄和自然死亡(表2中的[7];后者低于总存量的2% (Camacho et al. 1995)。高水温对贻贝死亡率的影响使用与温度相关的方程(表2中的[8])表示。贻贝被分为两个大小类，它们的生长和损失率不同(表2)。

如上所述，所选择的农场特征对农场生产力的影响成为该地区问题的关键点之一。过度的耕作增加了农场的密度，增加了大量被耕种的个体。为了表达这种影响，在模型中引入了农场密度系数。贻贝是被动滤食性生物，以与水速相关的速率抽水。养殖场内的水团更新需要一个最小的水速，这样贻贝就可以得到充分的喂养。所需的水流速度是通过考虑每米养殖的短袜的贻贝数量、农场的特点和平均贻贝的平均过滤速率来计算的(Brigolin et al. 2009)。农场密度系数(表2中的[9])是通过平均水流速度的分数来表示的，该平均水流速度是由该区域运行的水动力学模型(Kourafalou和Tsiaras 2007年)计算得出的，农场养殖的贻贝数量所需的最小速度(表2中的[10])。该模型允许用户指定贻贝农场的技术特征，即，长线的数量，长线之间的距离，放贻贝的袜子之间的距离，以及袜子的长度。为了简单起见，我们假设每个子隔间的所有农场所选择的特征是相同的。还假设每米袜子的贻贝数量是恒定的(表2)。

同样重要的是要考虑到农场对该地区水流动的抑制作用。利用先前关于贻贝养殖场对Chalastra水动力循环影响的研究结果(Krestenitis 2003, Galinou-Mitsoudi et al. 2006, Savvidis et al. 2007, Galinou-Mitsoudi et al. 2009)，创建了描述不同风条件下养殖场对水运动抑制的经验系数。在不考虑养殖场影响的情况下，将每个分区的平均流速结果(Savvidis等人，2007年)与该地区的平均水速进行了比较(Kourafalou和Tsiaras, 2007年)。因此，引入了一个区域特定的流型系数，即四个分区中的每个分区都有不同的系数(与主要风向有关)，它描述了暴露在迎面而来的水流中的农场的优势，与该区域另一侧的农场相比，后者接收的水已经剥离了颗粒物质，流速较低。这种方法提供了农场对水循环影响的一般表示，但由于无法调查农场放置的替代方案，因此具有局限性。

表2列出了贻贝养殖场模型生态组成部分的基本变量、参数和函数关系。两种大小类贻贝的最大生长速率是根据现有数据估计的(Moriki 2007)。贻贝对浮游植物和有机碎屑的同化效率来自Chapelle et al.(2000)。对模型进行了参数校正k_米，为贻贝生长的半饱和常数。每米短袜干贻贝重量的结果与实验数据吻合良好(图4)。贻贝生物量的下降与贻贝达到可销售重量时的收获相对应。生态贻贝成分的结果代表贻贝生产的净重，并转移到模型的经济部分，以协助进一步分析。

养殖场密度系数(表2中的[9]和[10])是贻贝喂养状况的一个指标，从而根据单个贻贝的重量来决定它们的生长和质量。图5为当前过度栽培特性下该系数的平均日变化情况。结果表明，该系数通常小于1，说明一般养殖场对贻贝的饲养不足。只有在收获和播种期间，这个系数的值才会增加，此时水中生物的密度比平时低。

经济成分

经济模型组成部分旨在证明量化贻贝养殖活动与经营和环境条件之间的经济联系的可行性。出于这个原因，进行了财务分析，以估计不同技术、法律或环境条件下贻贝养殖活动的盈利能力和经济可持续性。该分析是在单个农场的规模上制定的，以便比较地区之间不同的农业条件，从而探索各种管理方案。经济模型的基本输入是每个农场的年净贻贝产量和农场特征，这在生态模型组成部分中确定。

经济部分的产出是贻贝养殖场的成本、收入和利润。此外，贻贝养殖活动的总利润是通过汇总所有养殖场的结果来估计的。这个值被用作当地社区福利的一个指标。用于制定经济成分的数据主要是由Chalastra的贻贝农民在采访中提供的，以及相关文献(Moriki et al. 2008, Anagnostou 2001)。表3显示了该模型中使用的财务参数。

农民的收入直接来自贻贝养殖场的总产量。这些收入是通过每个农场的年产量乘以贻贝的当前售价来计算的。这一估计是准确的，因为Chalastra的贻贝农民通常每年将其生产的贻贝全部销往国外市场。在贻贝质量明显改善的情况下，即当单个贻贝重量超过10克(10年前该地区的平均重量)时，进一步研究了贻贝销售价格的潜在增长。

贻贝养殖活动的成本包括基础设施和水上船只的折旧、运营和人工成本、水上船只的汽油使用以及与上述监管缺陷相关的成本。表4分析了分析中使用的成本类别。

如前所述，有害藻华的发生正迅速成为Chalastra贻贝养殖户面临的最重要问题之一(Pagou 2005)。它们的发生无法在环境中模拟，因为它是随机的，与特定参数无关，而且没有证据表明有害的藻华会影响贻贝的健康或生长。然而，在有害的藻华事件期间，兽医当局禁止在一个月到六个月以上的时间内捕捞贻贝(Karageorgis等人，2005年)。虽然没有生产损失，但保持贻贝处于良好状态需要额外的人工，这增加了每年的人工成本。因此，有害藻华的发生被用作模型中的外生经济参数。

结果

制度地图和利益相关者参与

在SAF应用过程中创建的机构利益相关者地图如图6所示。

通过最初的涉众参与，分离出一组场景(表5)，以便通过管理工具进一步调查，并在涉众会议期间进行讨论。

在SAF的实施过程中，一小群利益相关者(主要是贻贝养殖户)了解事态发展，而大多数公共当局的代表表示只对最终结果感兴趣，不愿参与中间审议。SAF实施接近尾声时，组织了两次利益相关方联合会议，地方、区域和国家各级的主要行动者参加了会议。第一次会议围绕管理工具、情景和分析的观点进行了介绍，以建立审议程序。第二次会议的重点是在不同利益相关者群体之间建立信任，并组织一个由愿意经常沟通和共享信息的专家和主要代表组成的非机构核心小组。

场景调查

第一个场景(表6)是假设的，介绍了管理工具的逻辑和替代农业技术的动态。它指的是该地区的一个农场的假设情况，没有其他农场对水循环的抑制(流动模式系数= 1)。该情景的目的是检验个体耕作技术对农场生产力的影响。据推测，该农场占地约10000米²，每条栽培线长度为100 m。表6的前四行展示了每种情况下研究的替代农业特征，而下面的三行说明了有关生产质量和数量的相应结果。

第二个场景(表7)介绍了贻贝养殖区管理的思想，涉及养殖技术。研究了三个案例:案例A是一个接近养殖区现状的随机案例，案例B是一个过度的案例(更密集的养殖技术)，案例C遵循了贻贝养殖的现有法规。据推测，每个农场占地约10000米²，每条栽培线长度为100 m。关于经济分析，假设自动化设备的初始平均投资为40,000欧元。制度地位以及有害藻华持续时间对成本的影响被忽视。为了便于比较，每个区域的袜子长度保持不变。表7的前五行展示了所研究的每个地区的替代农业特征，随后是关于生产质量和数量的结果，以及每个农场的成本和利润。当最终产品质量较高时(即单个贻贝重量大于10克)，计算过程也假定售价增加25%。表7的右下角显示了每种情况下整个研究区域的利润估计数。

第三种情况的目标是评估由于缺乏对贻贝养殖活动的积极制度监管而对当地社区的经济影响。基于此，我们对两种选择进行了经济比较:(a)目前的情况，55%的长线机构不再拥有有效的经营许可证;(b)社会可取的情况，所有机构都在一个共同的监管框架下。在这两种情况下，假设农场由10条种植线组成，线与线之间的距离为10米，短袜之间的距离为0.5米，每只短袜的长度为4.5米。假设自动化设备的初始投资为4万欧元，同时有害藻类大量繁殖对生产成本的影响可以忽略不计。结果如表8所示。

最后一个情景调查了有害藻华发生的频率与贻贝养殖的经济结果之间的关系。农场特征被认为与前一个场景相同，而机构地位现在被忽略了。在计算个体年平均利润时，所有农场都被考虑在内。结果如表9所示。

讨论

管理场景

布局间距情景所使用的探索性分析揭示了个体养殖特征对贻贝生产数量和质量的重要性。因此，在养殖线上，短袜之间的较长距离比其他养殖技术更能提高生产质量，例如减少养殖线的数量或长袜之间的较长距离(表6和7)。此外，短袜的伸长可显著提高产量(表7)。短袜的垂直扩张对贻贝质量没有显著影响。然而，将短袜长度增加到4.5米以上的影响还需要进一步研究，特别是在更深的深度，贻贝食物的可用性。因此，表6和表7的结果之间的比较表明，有必要对沿海地区的农场布局进行进一步的调查。养殖场对水运动的抑制作用是合理的，但应以养殖场的最佳选址为目标，使其影响最小化。

通过该模型，对10000米的典型农场进行了多种备选方案的检验²在贻贝质量方面，基于个体重量，过度培养技术与受管制的情况相比不足(表7，情况C)。具体而言，在受管制的情况下，与过度培养情况相比，产量提高了约42%，与随机培养情况相比，产量提高了32%。个体农场和区域利润最初是使用当前的销售价格进行估计的，因此表明与其他两种情况相比，过度的情况更有利可图。而贻贝品质是决定贻贝销售价格的重要参数之一。在过去的十年中，质量的下降，以及监管问题，使得贻贝的销售价格停滞不前，而劳动力和消耗品的成本普遍增加，导致利润减少。贻贝质量的提高，如果得到适当调控活动的支持，可以相应地支持销售价格的提高。在受管制的情况下，增加了25%(0.5欧元/公斤)，与过量情况相比，平均增加了42%的利润，与随机情况相比，平均增加了47%，这引发了关于生产数量或质量可持续性的讨论点。

由于SAF的实施目标是Chalastra地区，任何收益或损失都有意涉及当地规模。贻贝养殖利润的增加将对当地社区福利产生相当大的影响，因为相当多的家庭依赖于这种活动，而利润的流失影响了当地市场的可持续性。相反，从罚款中收取的钱，并没有以任何方式支持当地经济。与所有农场都拥有有效许可证的理想情况(表8)相比，现状导致了巨大的利润损失(由于罚款)，每年超过30万欧元。因此，如果不断推迟的制度监管得以实施，这些目前被放弃的收益可以投资于优化生产和提高当地社区的福利。具体而言，在该地区实施共同机构管理可使总收入增加29%，使当地社区的缴费福利增加56%以上。这些估计被认为是保守的，因为假设销售价格等于当前的水平。上述质量改进可以在个人和整体水平上带来显著的更高利润。

有害藻华事件对标准贻贝养殖场经济的影响也被发现是显著的(表9)。应该注意的是，这里强调的是该现象的年度总持续时间，而不是离散事件的数量。根据分析，每个养殖场的额外成本可能会使利润减少38%，从而对贻贝养殖部门造成重大经济影响。虽然很难确定减少该地区有害藻华事件发生的方法，但分析表明它们非常重要，因为它们被认为是研究地区贻贝养殖户的重大职业危害。

机构地图和利益相关者讨论

通过SAF实现创建的机构涉众图揭示了活动的复杂操作框架。权力的分散、官僚主义和缺乏地方监督公共机构是法规实施的拖延和缺乏实质性控制的原因，这反过来又导致了过度的种植做法。Chalastra的SAF实施虽然是一个以管理为导向的过程，但其具体目的是提供对系统功能的理解，并加强利益相关者之间的沟通，以促进可持续性。利益攸关方联合会议侧重于这些目标，力求:(a)强调信息的缺乏，(b)使利益攸关方熟悉管理工具和具体情景的结果，以及(c)展示该工具的未来潜力。

在这两次会议上，与会者对结果和所收集资料的可能用途表示了极大的兴趣。不同的利益相关者群体对所提出的情景及其结果作出了不同的反应。也就是说，贻贝农民主要关注制度失败的经济影响。另一方面，公共机构的代表对替代养殖技术的结果感兴趣，因此要求进一步探索该地区贻贝养殖场的空间分布效应。尽管认识到监管不足的后果，但大多数当局代表都将解决问题的责任转嫁给更高一级的当局。然而，作为更高一级的当局，环境部的代表声称缺乏足够的资料来进行管制，并对管理工具的潜力感兴趣。

审议结果显示，不同当局之间缺乏沟通，表明参与管理过程的每个人都无法获得有关该地区和农业活动的某些信息，从而造成延误和误解。为了缓解这一问题，在第二次会议上成立了一个小组，由管理当局、贻贝养殖户和科学家中担任关键职位的几位代表组成。这个小组的目的是加强不同管理当局之间的沟通，并确保所有现有的信息得到利用。

结论

尽管在Chalastra地区的SAF实施受到数据限制，但本文讨论的各个方面对于理解不同经营和管理决策以及不同环境条件下对贻贝养殖活动的主要影响具有重要意义。适当改进管理工具可以为活动发展的重要管理方案提供进一步的答案，例如该地区农场的最佳数量、最佳位置和方向、替代种植系统的评估以及与相关活动的经济联系。管理工具的制定实现了这些改进。

联席会议实现了利益相关者之间的坚实沟通，以及参与活动的当局的公开承诺，从而产生了社会影响，提高了监管问题即将解决的希望。在SAF的背景下，即使是使用一个简单的管理工具，在贻贝养殖活动的量化方面也被证明是有用的，也为进一步的对话和调查提供了基础。此外，成立多层面合作利益攸关方小组对该领域来说是一项相当创新的成果，特别是在该活动目前复杂的业务框架下。这些贡献正在促进以更可持续的方式管理该地区的小型贻贝养殖。与此同时，他们强调了SAF的价值，即使在综合海岸管理的先决条件似乎不存在，但迫切需要参与性管理倡议的情况下也是如此。

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