基于GIS的遼寧省圍填海適宜性評價＊

林霞，王鵬，賈凱，康婧

（1．國家海洋環境監測中心 大連 116023；2．國家海洋局海域管理技術重點實驗室 大連 116023）

1 引言

近年愈來愈多的大型工業化項目向沿海地區拓展，在為海洋經濟蓬勃發展注入活力的同時，也使近岸海域的生態環境承受了巨大的壓力，因此填海造地發展經濟帶來的海洋生態環境影響也日益得到關注。早期的圍填海評價僅局限于單個圍填海工程個別因素的影響，如龔文平［1］、孫連成［2］等人通過工程建設對周邊海域水動力、泥沙淤積的影響評價工程建設的可行性。隨后一些研究者提出僅對單個圍填海工程進行評價存在著某些缺陷，張珞平［3］指出雖然單個填海工程對港灣納潮量和流場影響不大，但累積效應卻比較明顯，而累積的長期效應更是非常可觀。吳瑞貞等［4］亦認為單個工程填海面積較小，而周邊具有類似生態環境的海域面積則大得多，因此其侵占或破壞相對較小，對生態環境的影響評價結果也總是影響較小，但多個項目的累積效應卻十分驚人。更多的研究者在對圍填海進行環境影響評價時，均選擇了以大面積填海造地區域作為研究對象［5－9］。雖然劉修德等［10］初步探討了海灣圍填海規劃方案實施對海灣海洋資源、水動力、環境容量、海洋生態及社會經濟等方面的綜合影響，但卻未將規劃與評價很好地結合形成完整的圍填海規劃評價體系。

如何通過對一定空間范圍內自然、資源、環境及人為條件的調查與分析，篩選建立特定用海類型適宜性評價的指標體系，可為區域海域使用布局提供重要依據。本文以保障“遼寧沿海經濟帶”建設用海與海洋生態環境保護相協調為主線，堅持產業發展與生態建設并舉，選取主要評價指標和限制指標，對遼寧省海洋功能區劃范圍內海域圍填海進行適宜性評價，對全面提升遼寧省圍填海科學與規范管理具有重要的現實意義，有助于遼寧省社會經濟與生態環境的協調發展。

2 評價方法及數據處理

基于GIS的適宜性評價方法有疊加分析法、多指標決策模型法、人工智能法。其中最常用的是疊加分析中的因子加權評分法和多指標決策模型法中的層次分析法。因子加權評分法克服了直接疊加法中等權相加的缺點，將圖形格網化、等級化、數量化，適宜計算機應用。

2．1 評價指標體系及模型的建立

2．1．1 主要用海類型適宜性評價指標

咨詢專家、參考文獻確定影響主要用海類型的相關要素；結合收集的數據情況，確定主要用海類型適宜性評價指標體系；指標體系權重采用德爾菲法確定（表1）。

表1 評價指標體系及權重

2．1．2 評價模型

采用線性加權法構建各種適宜性評價指數，計算公式為

式中：M為用海適宜性（或有關指數）；Wi為指標層各指標對于目標層的權重，即各指標圖層的權重，且∑Wi＝1；Ui為指標層各指標值，即指標圖層；C為限制性因子，取值為0或1。

用海適宜性綜合評價采用基于柵格計算的加權疊加法，將各指數圖層加權疊加，可得主要用海適宜性空間分布圖。

2．1．3 指標量化及標準化方法

影響適宜性的指標因素主要為數值型。數值型指標主要包括距離分析、空間插值和鄰域分析獲得的連續型數據，如岸線距離、居民點距離道路距離、水深等。

評價采用極值換算法對各種數值型指標進行標準化，根據指標與適宜性的關系，有3種情況：

（1）正向型換算，用于指標與海域適宜性成正比的情況，以100為滿分，各指標計算公式為

（2）逆向型換算，用于指標與海域適宜性成反比的情況，以100為滿分，各指標計算公式為

（3）適度型換算，用于因素指標有一定的適度值，在適度值之上，海域質量最優，大于或小于此適度值，海域質量均由優向劣方向發展。以100為滿分，各指標的計算公式為

式中：x為某數值因素實際值；xmax為某數值因素在所有評估單元中的最大值；xmin為某數值因素在所有評估單元中的最小值；x優為某數值因素最優值。

對于限制性因素，評價建立限制區域柵格值為0，其他區域柵格值為1的掩模，與評價結果進行乘積運算以排除限制區域。

2．1．4 圍填海評價指數

區位指數：

P＝f（distance to 居民點（1…i級），distance to各級道路）

成本指數：

C＝f（distance to岸線，水深）

限制因素：海洋保護區、河口區、天然岸線、重要旅游資源。

2．2 數據源及預處理方法

2．2．1 數據源

各類數字化專題圖件及本次區劃收集的相關資料是本次研究的主要數據源，主要包括：海域等深線、水深點分布圖（1∶10萬）；海域使用現狀空間分布圖（1∶10萬，2007年）；沿海道路、居民點空間分布圖（2009年，1∶5萬）；沿海經濟帶規劃重點區域空間分布（2009年，1∶5萬）；沿海保護區、河口區、天然岸線、重要旅游資源空間分布圖（2009年，1∶50萬）。

2．2．2 數據處理方法

統一坐標系：通過定義投影和投影轉換，將所有的空間數據均統一為Albers 投影，采用WGS－1984數據集，中央經線105°E，雙標緯分別為25°N、41°N，其他參數為0。

主要處理方法：空間插值、距離分析等。數據處理：使用ArcGIS 9軟件進行。空間分析：采用柵格數據格式。數據處理要求：結合研究區域規模和數據精度，確定空間分析的柵格分辨率為100m×100m，即將遼寧省海域空間離散為100m×100m柵格空間。主要數據處理方法及處理結果見表2。

表2 數據處理方法及結果

3 評價結果

按上述方法與數據處理要求，對評價區域內圍填海的成本條件、區位條件、限制條件進行標準化，得到圍填海開發活動主要評價指數標準化結果。

3．1 成本條件指數標準化結果

遼寧省近岸圍填海成本條件指數得分較高，外海得分較低。由于淤泥質岸灘水深較淺，岸灘坡度變化較緩，因而圍填海成本條件得分較高，如大連莊河灘涂海域、丹東灘涂海域、遼東灣頂部；基巖海岸水深較深，因而得分較低；砂質海岸得分居中。

3．2 區位條件指數標準化結果

遼寧省圍填海區位條件指數得分較高的區域主要集中在經濟較為發達的城市沿海，這些區域離居民點較近，交通道路發達，且距離沿海經濟帶重點支持、重點發展區域較近，如長興島近岸海域、普蘭店灣灣頂、營口沿海等區域。

3．3 限制條件標準化結果

限制區域不允許進行圍填海，包括沿海保護區、河口區、天然岸線、重要旅游資源等，遼寧省海域面積較大的保護區主要有大連斑海豹保護區、丹東鴨綠江濕地保護區、雙臺子河口保護區。

3．4 評價結果

對成本條件、區位條件、限制條件的標準化結果進行線性加權，將遼寧省海域劃分為適宜開發區（100＞評價指數＞90）、一般適宜區（90＞評價指數＞75）、限制開發區（75＞評價指數＞60）、不宜開發區（60＞評價指數＞20）、禁止開發區（20＞評價指數＞0），從而得到遼寧省圍填海開發活動適宜性空間分布圖和各類區域面積統計表（表3）。

表3 遼寧省各類區域面積分布

4 結論與討論

（1）圍填海適宜性評價結果是海洋功能區劃中選劃工業與城鎮建設區的重要依據。本文選取水深、岸線距離、各級居民點距離、沿海支持區域距離、各級道路距離等為主要評價指標，海洋保護區、河口區、天然岸線、重要旅游資源作為限制指標，對遼寧省海洋功能區劃范圍內海域圍填海進行適宜性評價，評價等級較高的海域確定圍填海適宜區。

（2）圍填海適宜性評價結果表明，遼寧省圍填海適宜開發區面積為701km2，主要分布于沿岸行政中心和沿海經濟帶重點支持區域周邊，為社會經濟發展提供給了充足的空間資源。在圍填海區域選劃時，應盡量選在該區域，其平面布置方式與填海密度，需要根據具體區域和項目合理規劃，以確保海域空間的合理使用。部分條件一般的適宜開發區域，總面積3 764km2，大部分位于沿海水深10 m 以淺海域；其他海域因為各種因素制約，建設開發的條件有限。

［1］龔文平，王道儒．海南省臨高縣調樓鄉黃龍港北側圍海工程的自然條件可行性分析［J］．海岸工程，1995，14（3）：37－41．

［2］孫連成．塘沽圍海造陸工程對周邊泥沙環境影響的研究［J］．水運工程，2003，35（3）：1－5．

［3］張珞平．港灣圍墾或填海工程環境影響評價存在的問題探討［J］．福建環境，1997，14（3）：8－9．

［4］吳瑞貞，蔡偉敘，邱戈冰，等．填海造地開發區環境影響評價問題的探討［J］．海洋開發與管理，2007，24（5）：62－66．

［5］黃玉凱．福建省圍海造地的環境影響分析及對策［J］．中國環境管理，2002（4）：13－14．

［6］陸永軍．強潮河口圍海工程對水動力環境的影響［J］．海洋工程，2002，20（4）：17－25．

［7］郭偉，朱大奎．深圳圍海造地對海洋環境影響的分析［J］．南京大學學報，2005，41（3）：286－296．

［8］倪晉仁，秦華鵬．填海工程對潮間帶濕地生境損失的影響評估［J］．環境科學學報，2003，23（3）：345－349．

［9］賈怡然．填海造地對膠州灣環境容量的影響研究［D］．青島：中國海洋大學，2006．

［10］劉修德，李濤，等．福建省海灣圍填海規劃環境影響綜合評價［M］．北京：科學出版社，2008：1－314．