集約用海對海洋資源影響的評價方法

李志偉，崔力拓

1 河北農業大學海洋學院， 秦皇島 066003

2 中國環境管理干部學院，秦皇島 066004

集約用海對海洋資源影響的評價方法

李志偉1,*，崔力拓2

1 河北農業大學海洋學院， 秦皇島 066003

2 中國環境管理干部學院，秦皇島 066004

集約用海是一種相對科學、高效、生態的用海方式，但也不可避免的要占用和消耗海洋資源。因此開展集約用海對海洋資源影響的科學評估，將集約用海對海洋資源的影響降到最低就尤為重要。通過分析集約用海工程對海洋資源的影響，明確了集約用海工程對海洋資源影響影響評價的主要內容和思路，從海洋資源的復雜性及其開發利用角度，構建了基于海洋生物資源、海洋空間資源、港口航道資源、濱海旅游資源和其它資源的集約用海對海洋資源影響的綜合評價指標體系。其中，從浮游植物、浮游動物、底棲生物和魚類生物方面反映集約用海工程對海洋生物資源的影響；從濱海濕地、岸線、海域空間利用變化方面反映集約用海工程對海域空間資源的影響；從水動力變化、港口資源利用方面反映集約用海工程影響下港口航道資源的影響；從旅游資源密度反映集約用海工程對濱海旅游資源的影響；從礦產資源、能源資源利用方面反映集約用海工程對其它資源的影響。在此基礎上，根據我國海洋資源調查與評估現狀，研究并確立了集約用海對海洋資源影響的各評價指標權重、評價標準及評價等級，建立了基于賦值法、綜合評價法的集約用海對海洋資源影響的綜合評價模型，利用綜合評估指數I來反映集約用海工程對海洋資源的影響程度。利用該評價方法評價了曹妃甸區域集約用海對海洋資源的影響，結果表明該區域集約用海對海洋資源造成的影響較大，應嚴格控制該區域集約用海工程。

集約用海；海洋資源；評價指標體系；評價等級

集約用海是科學適度的用海，是根據區域海域的適宜性，按照統一的規劃和部署，一個區域內多個海洋工程項目集中成片開發的用海方式。集約用海不同于傳統的圍填海，在布局上改變傳統的分散用海方式，在適宜海域實行集中連片適度規模開發；在結構上改變傳統的粗放用海方式，提高單位岸線和用海面積的投資強度，從而占用最少的岸線和海域，實現最大的經濟效果。相對于單個圍填海項目或工程，集約用海是一種更為高效、生態和科學的用海方式[1]。但集約用海也不可避免地要占用和消耗海洋資源，還可能會改變海洋水動力條件，減少天然濕地的面積，破壞海洋生物棲息環境等[2]。因此如何將集約用海對海洋資源的影響降低到最小，開展集約用海對海洋資源影響的科學評估就尤為重要。歐盟“奧斯巴公約”成員國認為圍填海對物種、生境和生態系統的影響過程仍知之甚少，強調需要進一步監測和評估[3]；荷蘭以Maasvlakte圍填海工程為試點項目，確定了生態影響評估的關鍵因子[4]；Kang和Lee等人通過對韓國靈山河口木浦沿海圍填海對水動力的影響進行了評估[5-6]；國內外相關研究結果也證實了圍填海對浮游生態系統的影響，韓國新萬金圍填海工程使得浮游植物優勢種發生演替[7- 11]。國內于定勇等人構建了基于PSR模型的圍填海對海洋資源影響的評價方法[12]；劉述錫等人利用綜合評價法建立了圍填海生態環境效應評價方法[13]；索安寧等人對圍填海的環境影響進行了評價[14]；更多的學者從貨幣價值的角度對圍填海對海洋資源的影響進行評估[15- 17]。現有的研究成果主要集中在單個圍填海工程對資源、環境的影響或圍填海工程對海洋水動力、海洋生態等影響，而有關集約用海影響的研究比較欠缺，僅有羅先香等人就集約用海對海洋生態的影響進行了相關的研究[18]，但集約用海對海洋資源影響的綜合評價方法和評價指標體系方面尚未見相關報道。

本文參考國內外研究成果，以層次分析法、賦值法和綜合評價法為基礎，從海洋生物資源、海洋空間資源、港口航道資源、濱海旅游資源等方面對海洋資源進行綜合表征，構建了集約用海對海洋資源影響的綜合評價指標體系，研究了集約用海對海洋資源影響的評估方法，為集約用海的科學管理和海洋資源的保護提供技術依據。

1 集約用海對海洋資源的影響

集約用海對海洋資源影響評價目的是分析集約用海活動對海洋資源的影響程度，提出減少其影響的對策措施，更好地利用、保護和管理海洋資源。因此需要就集約用海對海洋資源的影響進行全面分析。綜合相關學者的研究成果[2- 14]，集約用海對海洋資源的影響主要表現在以下幾個方面：

(1)集約用海對海洋生物資源的影響

集約用海活動不僅占用大量灘涂，而且減弱海流流速，加速淤積，改變底質成份，進而改變用海范圍內海洋生物原有的棲息環境,造成生物多樣性、均勻度和生物密度下降,漁獲量減少,許多重要的漁業資源產卵場隨之消失,漁場外移,使近海漁業資源遭到嚴重損害。集約用海活動實施期間導致海水中懸浮物增加, 懸浮顆粒會黏附在浮游動物體表面, 干擾其正常的生理功能, 造成內部消化系統紊亂，從而導致浮游動物生物量的降低。集約用海活動實施過程中造成的懸浮物濃度增加還會使水體透光性減弱，光強減少，對浮游植物的光合作用起阻礙作用；同時陸域的形成減少了海域面積和水體體積，相對減少了浮游植物的生長空間，減少了區域浮游植物的總量，從而可能影響整個食鏈。相對于集約用海活動對浮游生物群落的影響，集約用海對底棲生物群落的威脅來得更直接；集約用海工程海洋取土、吹填、掩埋等造成海域生存條件劇變，占用和破壞了海洋底棲生物的棲息空間，導致底棲生物數量減少，群落結構改變，生物多樣性降低[19-20]。

(2)集約用海對海洋空間資源的影響

在各種海洋資源中，集約用海對海洋空間資源的占用最為明顯。由于各種集約用海工程的實施，一定呈上占用了海洋空間資源，不斷蠶食海域和灘涂，海域空間利用率會逐步升高。由于集約用海工程建設占用自然岸線，將自然岸線變為人工岸線，導致自然岸線長度縮短和人工岸線長度增加，自然岸線保有率逐步降低。大規模的集約用海活動會占據天然濱海濕地，將其轉化為建設用地，從而改變了濕地的自然屬性，這不僅導致自然濕地面積的減少，也嚴重影響濕地在氣候調節、水文調節、污染物凈化等方面的功能[21]，對濕地造成不可逆轉的破壞。

(3)集約用海對港口航道資源的影響

集約用海工程的實施，可能阻斷或影響水流，導致區域水動力條件減弱，海域納潮量減少；工程區附近流場將有所改變，水流流速和流向均可能發生改變[22]；隨著海域水動力條件的變化，岸灘局部可能會發生比較明顯的沖淤變化，改變底質成分。同時集約用海工程施工過程中，機械攪動、吹沙填海、航道疏浚等活動也會改變海域的水文特征。隨著集約用海活動的實施及后期的項目建設，對港址資源需求也會進一步加大，宜港岸線資源也將會逐步被港口所取代。

(4)集約用海對濱海旅游資源及其他資源的影響

集約用海工程建設可能會占據一定的景觀資源，而導致濱海旅游資源密度降低；但也可能集約用海工程并沒有占用旅游資源，相反由于工程影響的擴大，形成具有旅游價值的工程景觀，豐富當地的旅游資源。另外隨著集約用海工程的實施及后期項目的建設，集約用海區域內的礦產資源、能源資源等的開發利用強度也可能會進一步加大。

2 研究方法

2.1 集約用海對海洋資源影響評價指標體系的構建

集約用海對海洋資源的影響是比較復雜的，是海洋資源在受到過去、現在及未來可預見的集約用海活動的影響下所發生的響應和變化，且各種變化之間具有一定的相關性(圖1)。

集約用海對海洋資源影響的復雜性和海洋資源類型的多樣性，決定了其評估指標體系將是一個多目標多層次的遞階結構形式指標體系。根據上文的分析，本文在綜合考慮了國內外研究成果的基礎上[11- 14,23- 25]，采用德爾菲法進行初步評定、專家咨詢、信息反饋、統計處理和綜合歸納，最后確定評價指標。基本過程如下：(1)收集集約用海區域相關海洋資源、海洋生態環境的資料，提出評價系統的綜合目標和層次目標及其受影響的因素；(2)分析和比較各海洋資源影響因素之間的聯系與制約，篩選適當合理的評價指標；(3)采用德爾菲法，對評價指標及其層次結構進行了4輪優化決策，最終得出評價指標體系(表1)。目標層是集約用海對海洋資源影響評價指標體系的最高層，是一個反映集約用海對海洋資源影響程度的綜合評估指數；通過系統分析方法，對不同類型海洋資源進行綜合評估而獲得集約用海對海洋資源影響程度的綜合評估指數，將指數值與集約用海對海洋資源影響程度評估等級標準比較，可確定集約用海對海洋資源的影響程度。準則層對目標層的進一步說明，包括海洋生物資源、海洋空間資源、港口航道資源、濱海旅游資源和其他資源五個方面。因素層是對準則層的進一步明確。指標層是可通過計算或總計資料中獲取的指標變量，具體指標的確定是根據評估目的，基于我國現階段海洋資源的調查與評估能力基礎上[26- 28]，并結合專家咨詢法確定。具體指標可以根據評價區域資源的特點有所差異，所考慮的側重點和評價因子可以不同。

圖1 集約用海與海洋資源相關性示意圖Fig.1 Correlativity of the intensive sea use and marine resources

2.2 集約用海對海洋資源影響的評價方法

2.2.1 評價指標標準化方法

集約用海對海洋資源影響的評價指標可以直接量化，但由于各指標之間缺乏可比性，需要對指標進行標準化處理。本文采用賦值法進行指標的標準化，但由于集約用海對海洋資源影響的評價指標目前學術界尚沒有統一的評價標準，本文確定各指標的評價標準主要采用以下方法：(1)參考國內外相關研究文獻：海洋生物資源指標的評價標準參考了蔡立哲等、賈曉平等和陳清潮等文獻中生物量、生物多樣性評價標準[29- 31]；自然濕地面積保有率評價標準借鑒了濱海濕地生態安全評價標準[32]；魚卵及仔魚密度評價標準參考近岸海洋生態健康評價指南中的推薦值[26]；納潮量減少率、最大流速減小率參考了海灣圍填海規劃評價標準[33]；(2)參考國家、行業和地方文件規范：自然岸線保有率、海域空間利用率評價標準借鑒了渤海海洋生態紅線中相關的規定[34]；(3)專家評判：對于旅游資源密度變化率、宜港岸線利用率、礦產資源利用率和能源資源利用率，目前尚難以通過文獻和相關規定來確定評價標準，本文通過向相關領域多位專家咨詢，將各位專家的評判結果綜合給出評價標準。各指標的評價標準見表2，各評價指標的評價標準為推薦值，可根據評價區域實際情況采用專家評判法或AHP法進行確定。

表2 集約用海對海洋資源影響的評價指標的評價標準

2.2.2 評價指標權重的確定

由于不同的評價指標對評價結果的重要性不同，因此在實際評價過程中，需要結合集約區域海洋資源的特征和開發利用的重點，對每一個評價指標賦予一定的權重，以體現其在評估中的重要性差異。本文采用層次分析法(AHP)和專家咨詢法來確定各評價指標的權重。

把解決的集約用海對海洋資源的影響程度問題作為目標層，首先運用層次分析法構造準則層評價指標判斷矩陣，確定準則層評價指標的權重并進行一致性檢驗；確定準則層指標權重后，進行3輪專家調查(每次不少于15人)，利用德爾菲法在分析專家調查結果可信度基礎上，確定因素層評價指標權重；然后采用與因素層同樣的方法，確定指標層的權重。集約用海對海洋資源影響評價綜合權重值見表2。各指標的評價標準和權重為建議值，可根據實際集約用海區域的具體情況采用專家評判法或層次分析法確定或調整。

2.2.3 評價方法

集約用海對海洋資源的影響綜合評價采用賦值綜合評價法進行評價。根據集約用海對海洋資源影響評價指標的評價標準(表2)，結合每一個評價指標實際值對評價指標進行賦值。如果評價指標值處于集約用海對資源影響較小等級，即賦值10分；如果處于影響一般的等級則賦值40分；如果處于影響較大等級則賦值70分；若處于影響嚴重等級則賦值100分。然后根據公式(1)計算集約用海對海洋資源影響綜合評估指數。

集約用海對海洋資源影響綜合評估指數：

(1)

式中，I為集約用海對海洋資源影響綜合評估指數，Aj為評價指標的綜合權重值，Vi為評價指標得分值，n為評價指標的數目。

根據相關研究文獻[11- 13,24,26,33]，確定集約用海對海洋資源影響程度分級標準，分級結果見表3。集約用海對海洋資源的影響評估值I≥75時，表明集約用海對海洋資源的影響嚴重；50≤I<75時，表明集約用海對海洋資源的影響較大；25≤I<50時，表明集約用海對海洋資源的影響一般；I<25時，表明集約用海對海洋資源的影響較小。

表3 集約用海對海洋資源影響評價等級

3 實證研究

曹妃甸區域位于河北省唐山市南部，是環渤海的中心區域，現轄“兩區一縣一城”,規劃面積1943km2,陸域海岸線約80km。2003年起，曹妃甸區域在西起雙龍河口、東至青龍河口，大陸岸線與沙島岸線之間的區域，以填筑、開挖相結合的方式，逐步開始實施大規模的集約用海工程。隨著集約用海工程的實施，大量岸線資源被占用，如：2005年曹妃甸工業區自然岸線19.97km，2008年自然岸線為3.19km，2010年自然岸線全部消失，全部形成人工岸線；2008年曹妃甸工業區填海面積為154.07km2，2010年填海面積增加到183.92km2，2011年填海面積增加到199.05km2，2012年圍填海總面積為223.87km2[14]。隨著曹妃甸區域的逐步開發，帶動了鄰近區域的開發建設，逐步形成了由曹妃甸新區、樂亭新區、豐南沿海工業區和蘆漢經濟開發區的構成 “四點一帶”宏偉的集約用海格局。隨著各項集約用海工程的逐步實施，到2011年整個曹妃甸區域自然岸線保有率僅為23.50%，大部分轉化成港口岸線、工礦岸線、旅游娛樂岸線及城鎮岸線。

根據曹妃甸區域集約用海規劃及實施情況，以集約用海前2003年為基準年，以2011年(集約用海第一階段完成)曹妃甸海域現場調查結果和相關統計數據(表4)以及所建立的集約用海對海洋資源的影響評價方法，對曹妃甸區域集約用海對海洋資源的影響進行評價分析。其中旅游資源密度、礦產資源利用和能源資源利用數據來源于《2003年唐山市統計年鑒》和《2011年唐山市統計年鑒》，生物資源類、港口航道資源數據來源于2003年和2011年實地調查，空間資源數據來源于2003年和2011年美國陸地衛星Landsat TM數據、“環境一號”衛星數據和中巴資源衛星(CBERS)的CCD數據。

表4 曹妃甸區域海洋資源調查結果(2011年)

根據確定的各評價指標的權重，采用綜合指數法(公式1)計算曹妃甸區域集約用海對海洋資源影像的綜合評價指數，評價結果見表5。評價結果表明，曹妃甸區域集約用海對海洋資源的影響較大，其影響已不可接受，應嚴格控制集約用海。從不同海洋資源分析，對海洋生物資源和港口航道資源的影響較大，從調查數據來看，與集約用海前相比，海洋生物多樣性顯著降低，浮游植物、浮游動物和底棲生物多樣性分別降低了35.01%、17.12%和42.54%。曹妃甸區域集約用海工程對海洋空間資源的影響已屬嚴重影響，自2003年曹妃甸區域集約用海工程開始實施，到2011年區域內自然濕地面積減少33.63%，自然岸線保有率僅為23.50%，僅曹妃甸工業區圍填海面積達到199.05km2,區域內海域空間利用率大幅提高。曹妃甸區域集約用海工程對濱海旅游資源的影響也達到嚴重影響水平，但與對空間資源的影響有所不同；集約用海前曹妃甸區域濱海旅游資源的密度僅為0.001個/km2，隨著曹妃甸區域集約用海工程的逐步開展，形成了工程景觀，同時帶動了區域內旅游資源的開發，濱海旅游資源的密度2011年達到了0.005個/km2；因此曹妃甸集約用海工程的實施提高了曹妃甸區域濱海旅游資源的密度。曹妃甸區域集約用海工程對水動力的影響較小，但由于曹妃甸港的建設，一半以上的宜港岸線被利用，總體上對港口資源的影響比較大。曹妃甸區域有著豐富的礦產資源和能源資源，但有待開采利用，因此集約用海對礦產資源和能源資源尚沒有產生影響。這一評價結果與索安寧等人[14]對曹妃甸開展的回顧性評價以及生態服務功能損失評估的結果相符，說明上述評價方法是可行的。由評價結果來看，曹妃甸區域在以后集約用海項目建設中應加強對集約用海項目的論證，盡量減少對自然岸線和現有灘涂的占用，注重保護漁業資源、空間資源，提高集約用海水平。

表5 曹妃甸區域集約用海對海洋資源影響評價結果

4 結論與討論

集約用海對海洋資源影響評價是實現優化用海的技術之一，是開展集約用海管理的一項基礎性工作。本文從海洋資源的復雜性及其開發利用角度出發，構建了由海洋生物資源、海洋空間資源、港口航道資源、濱海旅游資源和其它資源構成的集約用海對海洋資源影響的評價指標體系，初步確定了各評價指標的評價標準，研究了集約用海對海洋資源影響評價的技術方法，構建了賦值綜合評價模型。該評價指標體系從集約用海對海洋資源的主要影響要素出發，從浮游植物、浮游動物和底棲生物角度反映集約用海工程影響下海洋生物資源的變化；從濱海濕地變化、海域空間利用變化方面反映集約用海工程影響下海域空間資源的變化；從水動力變化、港口資源利用角度反映集約用海工程影響下港口航道資源的變化；從旅游資源密度變化反映集約用海工程影響下濱海旅游資源的變化；從礦產資源、能源資源的角度反映集約用海工程影響下其它資源的變化。評價指標體系結構明晰，其評價結果能夠比較全面客觀的反映不同海洋資源狀態的變化和受影響程度，對不同集約用海區域均具有一定的適用性。集約用海對海洋資源影響的評價技術和方法結合了我國海洋資源調查和評估現狀，以層次分析法、賦值法和綜合評價法為基礎，技術方法比較成熟，具有較強的可操作性。

然而，由于海洋資源具有空間變異性的特征，不同區域集約用海規模性質不盡相同，集約用海管理中面臨的問題和為解決問題而采取的目標和手段也會有所差異，因此針對具體的集約用海區域，為集約用海管理服務的集約用海對海洋資源影響的具體評估指標的選取，需要根據評估目的和評估區域的不同特點，具體問題具體分析。針對不同集約用海區域，如何更加科學的選擇具有代表性的與海洋資源變化密切相關的特征指標將會是未來這一領域的研究重點。另外，評價指標的評價標準、權重和評價等級為參考值，部分指標目前尚沒有可參考的標準，只是根據專家評判和相關研究擬定的，這可能會影響評價結果的可靠性，有待以后進一步研究完善。集約用海對海洋資源影響的評價涉及評價指標的篩選、評價標準的確定、評價等級的劃分等內容，非常復雜。在實際工作中，對于不同的集約用海區域，其衡量標準和方法可能會有一定的差異，需要根據具體問題進行調整。目前，集約用海對海洋資源的影響尚需從不同時間尺度和空間尺度開展科學的評價，這是今后研究的一項重要內容。

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Assessment method for determining the influence of intensive sea use on marine resources

LI Zhiwei1,*，CUI Lituo2

1OceanCollege,AgriculturaluniversityofHebei,Qinhuangdao066003，China2EnvironmentalmanagementcollegeofChina,Qinhuangdao066004，China

The intensive sea use refers to acentralized development mode with multipe marine engineering projects in a specific area which were uniformly planned and deployed.It is considered as a highly scientific, efficient, and ecological method that can help to achieve an optimal balance of ocean development and protection. However, it inevitably involves high consumption of marine resources, and could even result in the destruction of marine resources. Therefore, in order to minimize the influence of intensive sea use on marine resources, detailed scientific assessments are required. By analyzing the influence of intensive sea use projects on marine resources, the main assessment components and concepts were determined, and a comprehensive assessment index system was developed based on port and channel resources (including hydrodynamic changes and port resource use), coastal tourism resources (including density of use), marine biological resources (including phytoplankton, zooplankton, benthos, and fish), marine space resources (including wetlands, the coastline, and marine space), and other resources (including the use of minerals and energy). According to the investigation and assessment of marine resources in China, the evaluation index weight, evaluation standard, and evaluation grade of the influence of intensive sea use on marine resources were determined and studied. An assessment model based on the assignment method and the comprehensive index method was also established, which can be used to assess the influence of intensive sea use on marine resources. The influence of the degree of intensive sea use on marine resources can be quantitatively determined by the comprehensive evaluation index (I) before and after the completion of an intensive sea use project. Based on this model, whenI< 25, the marine resources suffer a slight impact; when 25 ≤I< 50, the marine resources suffer a general or moderate impact; when 50 ≤I< 75, the marine resources suffer a larger impact; and whenI≥ 75, the marine resources are severely affected. By using this evaluation method, the influence of intensive sea use on marine resources in the Caofeidian area was assessed. The results showed that the influence of intensive sea use in the Caofeidian area was large, indicating that the intensive sea use project should be strictly controlled in this area.

intensive sea use; marine resources; evaluation index system; evaluation grade

海洋公益性行業科研專項資助項目(201005009)；河北省應用基礎研究計劃重點基礎研究項目(13963302D，15963301D)；河北省科學技術研究與發展計劃項目(12453571)

2014- 07- 31;

2015- 03- 18

10.5846/stxb201407311537

*通訊作者Corresponding author.E-mail: zhiweili1975@163.com

李志偉，崔力拓.集約用海對海洋資源影響的評價方法.生態學報,2015,35(16):5458- 5466.

Li Z W，Cui L T.Assessment method for determining the influence of intensive sea use on marine resources.Acta Ecologica Sinica,2015,35(16):5458- 5466.