圍填海生態環境效應評價方法研究

劉述錫，馬玉艷，卞正和

（國家海洋環境監測中心 遼寧 大連 116023）

圍填海生態環境效應評價方法研究

劉述錫，馬玉艷，卞正和

（國家海洋環境監測中心 遼寧 大連 116023）

分析了圍填海對海洋生態系統的影響，構建了包括生物效應、生態系統功能效應和環境效應三方面的圍填海生態環境效應評價指標體系，初步提出了各指標評價標準的確定方法；建立了層次分析法與賦值綜合評價法相結合的圍填海生態環境效應綜合評價模型，為客觀評價圍填海生態環境效應提供科學依據。應用該方法實例評價大連市莊河海域圍填海生態環境效應，結果表明該海域圍填海造成生態環境效應影響嚴重，應該嚴格控制該海域圍填海工程。

圍填海；生態環境效應；指標體系；評價方法；莊河海域

圍填海系圍海和填海兩類人為活動的統稱。其中圍海指“在海域修建海上人工構造物圍割部分海域，嚴重改變海域自然屬性的行為”，而填海是指“以固體物質覆蓋原有海域，完全改變海域自然屬性的行為”。在當前社會經濟發展階段，圍填海一定程度解決了沿海地區緩解土地供求矛盾、擴大了社會生存和發展空間。但是圍填海在帶來巨大的社會和經濟效益的同時也對海洋生態系統造成一系列的負面影響。例如，改變海域水動力條件，造成了港口海灣淤積；加速沿海灘涂濕地生態系統功能退化；導致生物棲息地喪失，生物多樣性降低；造成海水水質惡化等，給海洋生態系統帶來嚴重的影響。近些年來，圍填海工程帶來的海洋生態環境問題已引起人們的關注，不少學者從不同方面分析和探討了圍填海工程對近海生態環境所產生的負效應[1-15]。然而從整體上構建圍填海生態環境效應評價指標體系并進行綜合評價的研究目前尚比較缺乏。本文旨在建立圍填海生態環境效應評價指標體系及評價方法，客觀評價圍填海工程造成的生態與環境效應，為科學管理和控制圍填海活動提供科學依據。

1 圍填海對海洋生態環境的影響分析

綜合眾多學者的研究成果[1-15]，圍填海主要對海洋生物、海洋生態系統功能及海洋環境造成直接的影響。

1.1 圍填海對海洋生物的影響

圍填海占用的海域，其底質環境完全被破壞，絕大部分底棲生物被掩埋、覆蓋而死亡，對潮間帶和底棲生物群落的破壞是不可逆轉的。圍填海工程建設期使海水中懸浮物增加，海水透明度下降，不利于浮游植物的光合作用，抑制浮游植物的細胞分裂和生長，降低單位水體內浮游植物的數量。同時懸浮顆粒會黏附在浮游動物體表面或者適當粒徑的懸浮顆粒被慮食性生物攝食，干擾其正常生理功能。

1.2 圍填海對海洋生態系統功能的影響

圍填海占用的海域，降低了浮游植物的數量，導致該水域內初級生產力水平下降；同時降低灘涂濕地物質生產功能；改變了濕地的自然屬性，導致其提供氣候調節、水文調節、防災減災、污染物凈化及提供生物棲息地等功能喪失，對灘涂濕地生態系統造成了不可逆轉的破壞。

1.3 圍填海對海洋環境的影響

圍填海工程對海洋環境的影響主要表現在由于圍填海后使得海洋潮差變小，潮汐的沖涮能力降低，港灣內納潮量減少，灣內水交換能力變差，使得近岸海域水環境容量下降，削弱了海水凈化納污能力，加劇海水富營養化風險，增加大規模赤潮事件發生概率。

2 圍填海生態環境效應評價指標體系

從上文分析中可知，圍填海生態環境效應主要體現在對海洋生物、海洋生態系統功能和海洋環境的影響三個方面，因此本文從這三方面構建了包括目標層、準則層、因素層和指標層四個層次在內的圍填海生態環境效應評價指標體系框架（圖1）。目標層為圍填海生態環境效應評價綜合指數，反映了圍填海對海洋生態環境的影響，準則層是對目標層的進一步說明，包括海洋生物、生態系統功能和海洋環境三方面。因素層是連接準則層和指標層的橋梁，是對目標層含義和范圍的進一步明確化和清晰化，圍填海對海洋生物的影響主要體現在浮游植物、浮游動物及底棲生物群落上；對生態系統功能的影響主要體現在生態功能和服務功能兩方面；對海洋環境的影響主要體現在水環境和沉積環境質量。指標層是指定義清晰，可通過直接的計算或從統計資料中獲得的指標變量，是構成圍填海生態環境效應綜合評價指標體系的最基本的元素。

圖 1 圍填海生態環境效應綜合評價指標體系框架圖Fig. 1 Frame of indicator system about integrated assessment of eco-environmental effects of sea reclamation

圍填海對海洋環境的影響主要體現在水環境質量和沉積環境質量兩方面。水環境評價指標主要選取COD、無機氮、活性磷酸鹽和石油類4個指標；沉積環境評價指標主要選取硫化物指標（表1）。

表 1 圍填海生態環境效應評價指標體系Tab. 1 Assessment indicator system of the eco-environmental effects of sea reclamation

3 圍填海生態環境效應評價等級和標準

3.1 評價等級

由于國內目前圍填海生態環境效應評價還處于起步階段，因此采用三級評價等級能夠較好的滿足評價需求。等級一，圍填海生態環境效應影響輕微，可以適當進行圍填海工程；等級二，圍填海生態環境效應影響較大，應當慎重進行圍填海工程；等級三，圍填海生態環境效應影響嚴重，應當嚴格控制圍填海工程。

3.2 評價標準

圍填海生態環境效應評價標準的確定直接影響評價結果的真實性，目前學術界尚沒有統一認可的評價標準，本文確定各指標的評價標準主要采用以下方法：（1）國家、行業和地方規范；海洋水環境和沉積物指標閾值范圍參照國家《海水水質標準》（GB3097-1997）和《海洋沉積物質量》（GB18668- 2002）來確定，同時相應調整為三個等級。（2）歷史數據分析；海洋生物密度、生物量及浮游植物初級生產力等指標可通過對歷史數據進行分析，以近 10年歷史數據的平均值作為評價的基準值，參考《近岸生態健康評價指南》（HY/T 087-2005）確定各指標的閾值范圍。（3）國內外相關科學研究成果；生物多樣性指數評價標準的確定借鑒了生物多樣性指數污染程度評價標準研究成果[18]。

4 圍填海生態環境效應評價方法

4.1 指標權重的確定

本文采用層次分析法（Analytical Hierarchy Process，AHP）確定評價指標的權重。圍填海生態環境效應評價指標體系是一個多因素、多層次的結構體系，而層次分析法主要用于求解遞階層次結構問題，是多指標綜合評價的一種定量方法，能把定性因素定量化，將人的主觀判斷用于數學表達處理，并能在一定程度上檢驗和減少主觀的影響，使評價更趨科學化[19]。

通過專家咨詢，確定各層指標相對于上層指標的重要程度，按照層次分析法1 ～ 9標度（表2）給出了重要度標度，即為括號內的數值。

B層評價指標：海洋生物 B1(4)＞海洋環境B3(2)＞生態系統功能B2(1)。

表 2 兩兩比較量化標度判據Tab. 2 One to one judgment basis of scalar quantity

C層評價指標：海洋生物B1底棲生物C3(4)＞浮游植物C1=浮游動物C2(1)；海洋環境B3：水環境C5(5)＞沉積環境C6(1)。

D層指標：浮游植物C1：細胞數量D1=多樣性指數D2；浮游動物C2：密度D3=多樣性指數D4；底棲生物C3：生物量D5=多樣性指數D6；水環境C5：COD D8=無機氮 D9=活性磷酸鹽 D10(5)＞石油類D11(1)。

各層次指標權重計算結果見表3。

表 3 各層次評價指標權重Tab. 3 Weight of indicators in each hierarchy indicators

4.2 評價方法

本文采用賦值綜合評價法對圍填海生態環境效應進行評價。首先根據評價標準對每個評價指標進行賦分，若評價指標值處于圍填海對海洋生態系統的影響輕微等級，即賦予滿分100分；處于影響較嚴重等級賦予70分；處于影響嚴重等級賦予40分；然后分別根據式（1）計算圍填海生態環境效應綜合評價指數。

圍填海生態環境效應綜合評價指數：

式中：Erecl——圍填海生態環境效應綜合評價指數；Ei為各評價指標的得分值；WiE為各指標的組合權重值；n為評價指標的數目。

其中，Erecl范圍為40～100。當Erecl≥75時，表明圍填海生態環境效應影響輕微，可以適當進行圍填海工程；當55≤Erecl＜75時，表明圍填海生態環境效應影響較大，應當慎重進行圍填海工程；當40≤Erecl＜55時，表明圍填海生態環境效應影響嚴重，應當嚴格控制圍填海工程。

5 實例研究

根據2009年5月大連市莊河海域現場調查結果和 3.2圍填海生態環境效應評價標準的確定方法，得出大連市莊河海域圍填海生態環境效應各指標的評價標準（表4）。按照層次分析法確定各評價指標的權重值，采用賦值綜合評價法（式 1）計算大連市莊河海域圍填海生態環境效應綜合評價指數，評價結果見表5。

表 4 大連市莊河海域圍填海生態環境效應評價各指標評價標準Tab. 4 Assessment standards of the eco-environmental effects of sea reclamation in the Zhuanghe Estuary，Dalian

評價結果表明，大連市莊河海域圍填海造成生態環境效應影響嚴重，應當嚴格控制在該海域進行圍填海工程。從調查數據分析可知，該海域浮游植物細胞數量、浮游動物密度和底棲生物量分別為175.1×104個·m-3，19.91×103個·m-3，254.8 g·m-2，表明該海域海洋生物量豐富；初級生產力為 577.14 mgc·m-2·d-1，表明該海域生態系統功能正常發揮；無機氮和活性磷酸鹽平均值為 180.72 μg·L-1和18.87 μg·L-1，分別均符合第一類和第二類海水水質標準的要求，表明該海域海洋環境質量良好，適宜水產養殖。事實上，莊河海域受莊河和鴨綠江兩條河流影響，浮游生物豐富，盛產雙殼貝類和底棲甲殼動物，該海域也是國家漁業保護基地。由此可知，上述評價結果與大連市莊河海域實際情況相符，驗證了上述評價模型的適用性及合理性。

表 5 大連市莊河海域圍填海生態環境效應評價結果Tab. 5 Assessment results of the eco-environmental effects of sea reclamation in the Zhuanghe Estuary, Dalian

6 結 語

我國目前已經進入第四次圍填海浪潮，圍填海帶來的經濟效益和生態環境損害都很顯著。如何科學評價圍填海造成生態環境效應，是國家科學管理圍填海活動的重要依據。本文旨在探討圍填海生態環境效應評價方法，提出可操作的評價指標體系、評價等級、評價指標標準和評價方法，為國家海洋管理提供科學依據。

致 謝：感謝公益行業（農業）科研專項“貝類養殖水域污染物監測與水質調控技術研究（nyhyzx07—047）”提供莊河海域的現場調查數據。

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Study on assessment method of the eco-environmental effects of sea reclamation

LIU Shu-xi, MA Yu-yan，BIAN Zheng-he

(National Marine Environmental Monitoring Center, Dalian 116023, China)

By analyzing the sea reclamation and its impact on marine ecosystem, the indicator system that included the effects of biology, ecosystem function and the marine environment was set up. The standard ranges of indicators were given by analyzing the standards and the correlated studies both at home and abroad. The weight of indicators was given by the Analytic Hierarchy Process (AHP), and the comprehensive assessment of the eco-environmental effects of sea reclamation was made by using the integrated evaluation method. The case study of assessment of the eco-environmental effects of sea reclamation was carried out in the Zhuanghe Estuary，Dalian. The results showed that the eco-environmental effects of sea reclamation in the Zhuanghe Estuary were very serious, so the reclamation engineering should be strictly controlled. This will provide scientific basis for the objective assessment of the eco-environmental effects of sea reclamation.

sea reclamation; eco-environmental effects; indicators system; assessment method; the Zhuanghe Estuary

X820.3

A

1001-6932(2010)06-0707-05

2009-11-02；收修改稿日期：2010-04-26

國家海洋公益性項目—典型圍填海綜合評估體系與應用示范研究（200705015）

劉述錫 (1971－ )，男，副研究員，在職博士生，主要從事海洋生態環境和海洋微藻研究。電子郵箱：sxliu@nmemc.gov.cn。