基于GIS的天津市武清區(qū)淡水養(yǎng)殖適宜性評價研究

呂雄杰 賈寶紅 歐陽海鷹 孫英澤 王曉蓉 李鳳菊 胡婧

摘 要：以天津市武清區(qū)作為研究區(qū)域，對與該區(qū)淡水養(yǎng)殖發(fā)展密切相關(guān)的自然、社會、經(jīng)濟(jì)、養(yǎng)殖技術(shù)等方面的資料進(jìn)行了收集、整理、分析和歸納，篩選出23個對當(dāng)?shù)氐B(yǎng)殖發(fā)展影響較大的因子作為評價指標(biāo)，并運用層次分析法AHP（Analytical Hierarchy Process），得出各個指標(biāo)的權(quán)重，構(gòu)建武清區(qū)淡水養(yǎng)殖適宜性綜合評價模型。利用地理信息系統(tǒng)軟件IDRISI進(jìn)行綜合運算，將武清區(qū)淡水養(yǎng)殖區(qū)域劃分為4個類別，即非常適宜區(qū)域、適宜區(qū)域、一般適宜區(qū)域和不適宜區(qū)域，以期為水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)劃和管理提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：GIS；淡水養(yǎng)殖；適宜性評價；武清區(qū)

中圖分類號：S966 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.09.005

Study on Suitability Evaluation on Freshwater Aquaculture of Wuqing District in Tianjin Based on GIS

LYU Xiong-jie1， JIA Bao-hong1， OUYANG Hai-ying2， SUN Ying-ze2， WANG Xiao-rong1， LI Feng-ju1， HU Jing2

（1.Information Institute，Tianjin Academy of Agricultural Sciences，Tianjin 300192，China； 2.Department of Information and Economic，Chinese Academy of Fishery Science， Beijing 100039，China）

Abstract： Taking Wuqing district as the research area，the natural，social，economic and technological data which were relative to freshwater aquaculture of Wuqing district were collected， classified， analyzed and concluded.We selected twenty-three factors as evaluation index. AHP （Analytical Hierarchy Process） was then applied to calculate each evaluation indexs weight， and to construct comprehensive models for suitability evaluation of freshwater aquaculture. A integrated calculation was conducted simultaneously using IDRISI， hence the freshwater aquaculture of Wuqing district was divided into 4 grades in terms of suitability： very suitable， suitable， moderately suitable and unsuitable， respectively. The study provided referenced gist for aquaculture plan and management.

Key words： GIS； freshwater aquaculture； suitability evaluation； Wuqing district

GIS在20世紀(jì)80年代開始應(yīng)用于內(nèi)陸水域漁業(yè)管理和養(yǎng)殖場的選擇[1-2]。隨后其應(yīng)用主要集中在沿岸養(yǎng)殖區(qū)的選址和規(guī)劃、養(yǎng)殖環(huán)境管理、水產(chǎn)養(yǎng)殖沖突預(yù)測、決策支持、數(shù)據(jù)分享支持等方面[3]。20世紀(jì)80年代末期，GIS逐步運用到海洋漁業(yè)中。綜合目前國內(nèi)外GIS技術(shù)在海洋漁業(yè)領(lǐng)域，通常涉及以下幾個主要方面：漁海況數(shù)據(jù)采集與分析、漁業(yè)資源與海洋環(huán)境關(guān)系、水產(chǎn)養(yǎng)殖選址、漁業(yè)資源評估與分析、標(biāo)志放流、海洋生態(tài)系統(tǒng)和漁情預(yù)報等[4]。

GIS應(yīng)用于中國漁業(yè)起步較晚，應(yīng)用的范圍還非常有限，主要是進(jìn)行一些數(shù)據(jù)、資料的整理工作，并建立相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫[5]。多數(shù)是用于對海洋漁業(yè)環(huán)境的評價和漁業(yè)資源的評估[6-7]，GIS 應(yīng)用于內(nèi)陸水產(chǎn)養(yǎng)殖的研究還很少。中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)綜合信息研究中心與世界漁業(yè)中心合作開展了河南省漁業(yè)養(yǎng)殖區(qū)規(guī)劃研究。利用GIS技術(shù)對河南省池塘養(yǎng)殖自然環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)資源進(jìn)行適宜性評價。并將其結(jié)果劃分出適宜等級，以此來確定資源結(jié)構(gòu)的等級，使池塘養(yǎng)殖評價方法數(shù)字化，拓寬了評價研究的廣度和深度，取得了良好的效果[8-9]。

本研究結(jié)合武清區(qū)實際情況，篩選出23個對當(dāng)?shù)氐B(yǎng)殖發(fā)展影響較大的評價指標(biāo)。將研究區(qū)域劃分為326 500個柵格，每個柵格作為1個基本的評價單元。并運用層次分析法，確定各個評價指標(biāo)的權(quán)重。構(gòu)建武清區(qū)淡水養(yǎng)殖適宜性綜合評價模型，利用地理信息系統(tǒng)軟件IDRISI進(jìn)行綜合運算。將武清區(qū)淡水養(yǎng)殖區(qū)域劃分為4個類別，即非常適宜區(qū)域、適宜區(qū)域、一般適宜區(qū)域和不適宜區(qū)域，以期為水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)劃和管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

武清區(qū)位于天津市西北部，位于東經(jīng)116°16′43″～117°19′59″，北緯39°07′05″～39°42′20″。區(qū)境東西寬41.78 km，南北長65.22 km，面積1 574 km2。武清區(qū)屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，光照充足，水熱同季，熱量資源較好。武清區(qū)境內(nèi)水域主要包括河流、池塘、水庫和濕地。多年降水量平均值為578.3 mm，年際間降水量變化較大。截至2011年，全區(qū)淡水養(yǎng)殖面積為6 176 hm2，是天津市第2大淡水養(yǎng)殖區(qū)縣；實現(xiàn)水產(chǎn)品總產(chǎn)量54 619 t，產(chǎn)值達(dá)65 456萬元，均位列全市涉農(nóng)區(qū)縣的首位；漁民人均純收入達(dá)14 123.58萬元，走在全市涉農(nóng)區(qū)縣同行業(yè)的前列。

2 評價方法

2.1 評價指標(biāo)體系的確定

2.1.1 指標(biāo)篩選原則 評價指標(biāo)是指參與淡水養(yǎng)殖適宜性評價的諸屬性。影響淡水養(yǎng)殖適宜性的因素很多，在本次武清區(qū)淡水養(yǎng)殖適宜性評價中選取評價指標(biāo)的原則：一是重要性原則，選取的指標(biāo)對淡水養(yǎng)殖適宜性有比較大的影響；二是差異性原則，選取的指標(biāo)在評價區(qū)域內(nèi)的變異較大，便于劃分適宜性的等級；三是穩(wěn)定性原則，選取的評價因素在時間序列上具有相對的穩(wěn)定性；四是易獲取原則，通過常規(guī)的方法即可以獲取；五是精簡性原則。

2.1.2 指標(biāo)的篩選 基于以上原則，借鑒中國水產(chǎn)科學(xué)院在河南池塘養(yǎng)殖適宜性評價項目中的成功經(jīng)驗和研究成果，通過查閱文獻(xiàn)、咨詢天津市渤海水產(chǎn)研究所和天津市水產(chǎn)研究所專家、走訪武清區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖管理部門、與武清區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖戶座談、赴實地調(diào)研等多種措施，對天津市武清區(qū)淡水養(yǎng)殖狀況進(jìn)行全面了解和掌握，確定了影響武清區(qū)淡水養(yǎng)殖的重要地理、經(jīng)濟(jì)、社會等指標(biāo)，包括3個一級指標(biāo)，8個二級指標(biāo)，23個三級指標(biāo)，見表1。

2.2 確定評價單元

以武清區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖（2010年）和武清區(qū)土地利用總體規(guī)劃圖（2006—2020年）作為工作底圖，在ArcMap中利用Georeferencing模塊分別對這些柵格圖片進(jìn)行幾何校正和屏幕數(shù)字化，得到矢量文件。從武清區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖提取河漫灘、湖泊、水庫坑塘、灘涂、鹽堿地；從武清區(qū)土地利用總體規(guī)劃圖提取其它農(nóng)用地、水域、未利用地、鹽田、一般耕地；求交集，得到武清區(qū)淡水養(yǎng)殖適宜性評價單元圖。

2.3 制作單指標(biāo)評價圖層

在ArcGIS中完成武清區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)劃圖的數(shù)字化，得到的Shapefile矢量圖層。在Excel中將社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)按照鄉(xiāng)鎮(zhèn)名稱進(jìn)行整理，另存為DBF文件。將Shapefile矢量圖層與DBF文件通過共有字段“鄉(xiāng)鎮(zhèn)名稱”進(jìn)行關(guān)聯(lián)。利用IDRISI導(dǎo)入Shapefile文件，生成矢量地圖，然后根據(jù)各個指標(biāo)轉(zhuǎn)換成柵格數(shù)據(jù)，制作完成23個單指標(biāo)評價地圖。使用IDRISIIDRISI中Fuzzy模塊完成真實值向0-1值的標(biāo)準(zhǔn)化，使用IDRISI中Reclass模塊完成數(shù)值分級為1、2、3、4，分別表示 “不適宜”、“一般適宜”、“適宜”、“非常適宜”。

2.4 確定權(quán)重

用多指標(biāo)綜合評價方法，必須確定指標(biāo)權(quán)重。由于權(quán)重表明各指標(biāo)對總體的影響程度，因此，權(quán)重確定的是否科學(xué)、合理，直接影響評價結(jié)果的準(zhǔn)確性，因而是評價過程中極其重要的一個環(huán)節(jié)。指標(biāo)權(quán)重確定的方法大體可以劃分為主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法兩大類，兩種方法都有其自身的局限性。主觀賦權(quán)法客觀性較差，容易受人為主觀因素的影響；客觀賦權(quán)法可以減輕主觀因素的影響，但確定的權(quán)重缺少穩(wěn)定性，不能充分體現(xiàn)指標(biāo)本身的相對重要程度，有時與指標(biāo)的實際重要程度相悖，解釋性較差[10]。

本次研究考慮到水產(chǎn)養(yǎng)殖評價的特殊性，選用了能夠?qū)⒍糠治龊投ㄐ耘袛嘞嘟Y(jié)合、對非定量因素進(jìn)行量化分析的層次分析法和德爾菲法相結(jié)合的方法，來確定天津市水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展影響因素指標(biāo)體系的權(quán)重，見表2。

2.5 建立子模型及綜合評價模型

多準(zhǔn)則評價（MCE，Multi-Criteria Evaluation）提供了一種在多重因素、多重標(biāo)準(zhǔn)、甚至相互沖突因素影響下，對一系列可行的方案進(jìn)行評價和決策的方法[11]。多準(zhǔn)則的理論和方法，自20世紀(jì)70年代早期就有大量的相關(guān)文獻(xiàn)和專著出版，可以在很多適宜性問題中使用[12]。本研究利用計算得到的各因子權(quán)重值，采用IDRISI中MCE模塊建立子評價模型及綜合評價模型。

3 評價結(jié)果

武清區(qū)淡水養(yǎng)殖適宜性評價結(jié)果見圖1，可用于淡水養(yǎng)殖面積為7 839 hm2，共劃分為一般適宜、適宜、非常適宜三種，尚無不適宜的區(qū)域。

一般適宜的區(qū)域較少，涉及13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道），多數(shù)位于武清區(qū)西部，共817 hm2，僅占10.42%，零星分布在白古屯鄉(xiāng)、汊沽港鎮(zhèn)、城關(guān)鎮(zhèn)、大孟莊鎮(zhèn)、大王古莊鎮(zhèn)、東馬圈鎮(zhèn)、豆張莊鄉(xiāng)、河西務(wù)鎮(zhèn)、黃花店鎮(zhèn)、黃莊街、石各莊鎮(zhèn)、王慶坨鎮(zhèn)和下朱莊街。

適宜的區(qū)域涉及12個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道），多數(shù)位于武清區(qū)中部，共2 486 hm2，占31.71%，分布在白古屯鄉(xiāng)、城關(guān)鎮(zhèn)、崔黃口鎮(zhèn)、大堿廠鎮(zhèn)、黃莊街、梅廠鎮(zhèn)、南蔡村鎮(zhèn)、泗村店鎮(zhèn)、下朱莊街、徐官屯街、楊村街、運河西街，其中，崔黃口鎮(zhèn)的面積最大。

非常適宜的區(qū)域涉及3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，位于武清區(qū)東部，面積最大，共4 536 hm2，占57.87%，分布在曹子里鄉(xiāng)、大黃堡鄉(xiāng)和上馬臺鎮(zhèn)。

總體來說武清區(qū)可養(yǎng)殖區(qū)域的適宜性整體呈階梯式分布，即東部（非常適宜）優(yōu)于中部（適宜），中部優(yōu)于西部（一般適宜）。

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