遼寧省海域自然資源評價與空間分析

閆吉順,黃杰,王鵬,林霞,趙博

(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)

遼寧省海域自然資源評價與空間分析

閆吉順1,2,黃杰1,2,王鵬1,2,林霞1,2,趙博1,2

(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)

文章根據海域自然資源屬性和分布特征，采用層次分析法和ArcGIS空間分析工具相結合的評價方法，通過構建海域自然資源評價指標體系和評價調和模型，對包括底質資源、水質資源、生物資源、水深資源、海域空間資源、岸線資源、能源資源、旅游資源以及重要濱海濕地和河口資源共9類在內的遼寧省海域自然資源進行評價。研究表明，在應用海域自然資源評價調和模型時，評價指標體系的建立須考慮地理空間上的連續性，并保持評價指標在評價單元內的獨立性；調和系數應充分考慮人類活動對海域自然資源的干擾。

海域資源；資源評價；層次分析法；調和模型

1 引言

海域自然資源是指與海水水體以及海底和海面本身有直接關系的物質和能量，其豐度和分布情況在很大程度上決定海洋的開發和利用。對海域自然資源進行評價并明確各區域優劣勢，可為科學開發利用海洋、避免破壞海洋生態環境和實現可持續發展提供依據。

目前國內外的相關研究多基于線性或非線性評價方法，對某一海域的資源環境承載力進行綜合評價[1-4]。劉蕊[5]研究海洋資源承載力評價指標體系和評價方法，薄文廣等[6]對天津市海洋資源承載力進行定量分析，張本[7]從海南省海域的自然資源、自然環境、區位條件和經濟狀況等角度進行評價研究，劉亮等[8]利用層次分析法對無居民海島及其周邊海域進行自然資源評價，Grigalunas等[9]進行海岸和海洋環境自然資源損害評估模型研究。在以上研究成果中，海域的自然屬性多作為評價指標體系的一部分，通過采用層次分析法等進行定量分析，主觀性較強。本研究基于海域自然資源屬性和空間分布特征，構建評價指標體系和調和模型，利用層次分析法和ArcGIS空間分析工具，對具體海域進行海域自然資源評價與空間分析。

選擇遼寧省海域作為評價分析對象。該海域自然資源屬性特征具有一般性，且各類自然資源又具有代表性；不僅具有生物資源、底質資源、重要濱海濕地和河口資源、旅游資源、能源資源等典型海域自然資源，而且具有各級別海洋自然保護區、海洋特別保護區、海洋地質公園和海灣等重要地質和海洋保護區。

2 遼寧省海域自然資源概況

遼寧省管轄海域總面積為41 312 km2，橫跨黃海和渤海，其中渤海為內陸海域、北黃海為半封閉海域。大陸海岸線長約2 110 km，東起鴨綠江口，西止遼冀海岸分界點；遼東半島南部基巖海岸廣布，岸線曲折，海灣眾多，水深港闊，島礁林立，為港口建設和發展旅游業、海水增養殖業等提供優越的空間條件；黃海北部東段和遼東灣頂部淤泥質海岸灘涂連片集中，河口濕地資源豐富，水淺灘緩，是發展海水增養殖業、蘆葦和水稻種植業的絕佳場所；遼東灣東西二側以砂礫質海岸為主，岬灣和港址資源眾多，岸堤沙灘平緩，質地優良，水質清澈，深度適中，不僅是砂礦的密集區，而且適宜發展濱海旅游業。

遼寧省有有居民海島44個，其中長山群島的長海縣是我國唯一的海島邊境縣。沿海有30余條較大河流分別注入黃海和渤海，是各種海洋生物繁殖和生長的良好場所，分布有多類海洋生物的產卵場、索餌場和越冬場。沿海區域有風能、潮汐能、波浪能、海砂、石油、天然氣和鹽田等多種自然資源且儲量豐富。

3 評價指標體系和評價方法

3.1 評價范圍和評價單元

本研究的評價范圍為遼寧省海域。根據調查站位的數量和分布情況，確定評價單元為1.5 km網格(圖1)。

圖1 評價單元網格分布

3.2 評價方法和評價模型

3.2.1 評價方法

層次分析法是將與決策有關的元素分解成目標、準則和方案等層次，在此基礎上進行定性和定量分析的決策方法，具有系統、靈活和簡潔的優點[10]。

ArcGIS的空間分析功能比較強大，提供疊加分析、緩沖區分析、數字地面模型分析、地統計分析和蹤跡分析等空間分析功能[11]。

依據海域自然資源屬性和實際調查站位的空間分布特征，本研究采用層次分析法和ArcGIS空間分析工具相結合的評價方法，將評價指標進行定量和定級，在評價范圍內對海域自然資源進行評價分析。

3.2.2 評價模型

海域自然資源的空間分布具有獨立性和連續性特征，其中獨立性表現為各類自然資源在評價單元內相互獨立，連續性則表現為各類自然資源在地理空間分布上相互聯系。因此，建立評價模型須考慮各評價指標之間的獨立性和連續性，確保在評價單元內實現各評價指標的耦合性疊加，其科學性直接影響評價結果。

本研究采用海域自然資源評價調和模型(AMNR)，即在充分考慮人類活動干擾的前提下，分析海域自然資源豐度，公式為：

(1)

式中：F為海域自然資源豐度的評價結果；A為調和系數指標；fij為評價指標賦值；Wi為對應評價指標權重。

3.3 評價指標體系

評價指標的選取遵循科學性、可操作性和動態完善的原則[12]。確定指標評級的依據為資源的重要程度、資源的消耗程度和資源的恢復能力。

海域自然資源評價指標包括底質資源、水質資源、生物資源、水深資源、海域空間資源、岸線資源、能源資源、旅游資源以及重要濱海濕地和河口資源共9類。其中，底質資源指標權重為0.08，采用渤海和黃海共計3 083個沉積物調查站位的調查結果，按照資源豐度分級；水質資源指標權重為0.08，依據遼寧省海洋環境質量公報的調查結果，按照一類水質、二類水質、三類水質、四類水質和劣四類水質分級；生物資源指標權重為0.13，按照浮游生物的產卵場、索餌場和洄游線的分布情況分級；水深資源指標權重為0.08，采用渤海和黃海共計512個調查站位的調查結果和遼寧省灘涂數據，按照灘涂0～5 m、5～10 m、10～20 m、20～30 m、30～40 m、40～50 m和大于50 m分級；海域空間資源指標權重為0.19，依據海域使用權屬數據按照不同用海方式分級，同時依據各級海洋自然保護區、海洋公園和海洋特別保護區數據按照保護級別分級；岸線資源指標權重為0.23，依據岸線使用現狀，采用可利用岸線比重公式，按照縣級行政單元分級；能源資源指標權重為0.03，通過調查資料和遼寧省海洋功能區劃中礦產與能源區的分布情況，按照縣級行政單元分級；旅游資源指標權重為0.15，依據海洋地質公園、重要濱海旅游度假區、自然景觀、歷史文化遺址和海水浴場等數據，結合水深資源分級；重要濱海濕地和河口資源指標權重為0.03，依據重要濕地和河口數據，按照縣級行政單元分級。

此外，調和系數評價指標為排污口達標率，依據遼寧省海洋環境質量公報，結合全省47個調查站位數據，將各地陸源排污口達標率作為調整系數，并按影響范圍計算。

采用德爾菲法對評價指標打分，按照資源豐度的優劣，依次以5、4、3、2、1賦值，分別表示資源豐度高、資源豐度較高、資源豐度中、資源豐度較低和資源豐度低。

4 評價結果

遼寧省海域自然資源中，底質資源、生物資源和旅游資源豐度較高，在渤海和黃海均有分布。水質從近海至外海呈由低到高趨勢。水深較淺，主要為0～50 m水深海域(含灘涂)，水深大于60 m的海域面積較小，主要分布在長海縣海域至東港市外海域。海域空間資源和岸線資源較為緊缺。能源資源以及重要濱海濕地和河口資源分布不均，其中石油和天然氣資源主要分布在遼東灣海域，核能資源主要分布在興城市和瓦房店市海域，風能資源主要分布在莊河海域，重要濕地主要是雙臺子河口濕地和鴨綠江河口濕地。

通過多指標的空間數據疊加，發現資源評價結果值的分布區間為0.13～4.43。根據分析結果的數據分布特性，采用閾值邊界為1.4、2.5、3.6和4.5進行分區，即F<1.4、1.4≤F<2.5、2.5≤F<3.6和3.6≤F<4.5，分別對應資源豐度低、資源豐度較低、資源豐度中和資源豐度較高4個區，不存在資源豐度高區域；評價結果顯示，值域從近岸至遠海呈從小到大分布。

遼寧省海域自然資源豐度較高的海域面積最大，占海域總面積的48%，主要分布在外海海域。近岸海域自然資源消耗較大，資源恢復能力較差。近岸污染物入海排放總量大，對海洋自然環境影響較大。高密度和高強度開發集中于近岸10 m等深線以淺海域，導致海域空間資源不足，深遠海將是未來發展的重要空間。岸線可利用比重較低，可利用岸線主要為自然岸線，岸線資源短缺。

5 結語

本研究對海域自然資源評價進行探索，以遼寧省海域為例檢驗其實用性，在其他海域進行評價時可根據實際情況調整評價指標體系。需要強調的是，在應用海域自然資源評價調和模型(AMNR)時，評價指標體系的建立須考慮地理空間上的連續性，并保持評價指標在評價單元內的獨立性；調和系數應充分考慮人類活動對海域自然資源的干擾。

因數據獲取具有一定難度，本研究仍存在不足之處。此外，調和系數為綜合指數，即應構建指標體系和模型，通過模型推算，在評價海域進行分配賦值和應用，使評價結果更為客觀；而調和系數模型較為復雜，需多學科支持，值得開展進一步研究。

[1] 任光超.我國海洋資源承載力評價研究[D].上海：上海海洋大學,2011.

[2] 任光超,楊德利,管紅波，等.我國沿海省份海洋資源承載力比較分析[J].黑龍江農業科學,2011(10)：65-68.

[3] 秦娟.沿海省市海洋環境承載力測評研究[D].青島：中國海洋大學,2009.

[4] 陳芙蓉.省際自然資源總豐度評價研究[D].北京：中國地質大學,2008.

[5] 劉蕊.海洋資源承載力指標體系的設計與評價[J].廣東海洋大學學報,2009,29(5)：6-9.

[6] 薄文廣,孫元瑞,左艷，等.天津市海洋資源承載力定量分析研究[J].中國人口·資源與環境,2014,11(24)：407-409.

[7] 張本.海南省海域自然資源評價和以海興瓊戰略[J].海南大學學報，1991(4)：7-13.

[8] 劉亮,曹東,吳姍姍，等.海域自然資源條件對無居民海島開發的影響評價[J].海洋通報,2012,31(1)：26-31,37.

[9] GRIGALUNAS,THOMAS A,OPALUCH,et al.A natural resource damage assessment model for coastal and marine environments[J].Kluwer Academic Publishers,1988,16(3) ：315-321.

[10] 鄧雪,李家銘,曾浩鍵,等.層次分析法權重計算方法分析及其應用研究[J].數學的實踐與認識,2012,7(42)：94-99.

[11] 巫振富,朱紫焱.MapGIS與ArcGIS空間分析功能差異研究[J].科技信息,2009(29)：11-61.

[12] 苗麗娟,王玉廣,張永華，等.海洋生態環境承載力評價指標體系研究[J].海洋環境科學,2006,3(25)：76-77.

MarineNaturalResourcesEvaluationBasedonGISandSpatialAnalysis:TakingSeaAreaofLiaoningProvinceAsanExample

YAN Jishun1，2，HUANG Jie1，2，WANG Peng1，2，LIN Xia1，2，ZHAO Bo1，2

(1.National Marine Environmental Monitoring Center，Dalian 116023，China；2.Key Laboratory of Sea-Area Management Technology，SOA，Dalian 116023，China)

This paper,based on the attribute of natural resources and its distribution characteristics,by using the way of evaluation which AHP and the tool of spatial analysis on ArcGIS，by constructing the evaluation index system and a marine natural resources evaluation harmonic model,using a total of 9 indexes including sediment resources,water quality resources,biological resources,water depth resources,sea space resources,coastal resources,energy resources,tourism resources and important coastal wetlands and estuaries,evaluated the water natural resources in Liaoning Province.The research results showed that when applying marine natural resources appraisal harmonic model,the establishment of evaluation index system must be considered on the basis of geographical spatial continuity characteristics,and can keep the independence of the index in the evaluation cells.Harmonic coefficient should fully take into consideration the disturbance of human life to the sea area natural resources.

Marine natural resources，Resources evaluation，AHP，Harmonic model

2017-01-23；

：2017-07-25

國家自然基金項目“我國圍填海區的成長機制和發展潛力研究”(41371131).

閆吉順，碩士研究生，研究方向為空間經濟發展和環境保護

P74

：A

：1005-9857(2017)08-0079-04