圍填海強(qiáng)度與潛力定量評(píng)價(jià)方法初探

付元賓,曹 可,王 飛,張豐收

(國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 大連 116023)

圍填海強(qiáng)度與潛力定量評(píng)價(jià)方法初探

付元賓,曹 可,王 飛,張豐收

(國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 大連 116023)

文章利用全國(guó)海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)遙感數(shù)據(jù),分析了我國(guó)圍填海在1990—2008年間的歷史發(fā)展趨勢(shì),在統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上提出了圍填海強(qiáng)度等級(jí)劃分方案,建立了基于圍填海強(qiáng)度等級(jí)控制理念的圍填海潛力評(píng)估方法,并針對(duì)遼寧長(zhǎng)興島臨港工業(yè)區(qū)和廣西北部灣經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)兩個(gè)重點(diǎn)區(qū)域,進(jìn)行了圍填海潛力的評(píng)估和預(yù)測(cè)。

圍填海;強(qiáng)度;潛力;評(píng)價(jià)

圍填海是近年來(lái)我國(guó)近岸海域的熱點(diǎn)用海方式,也是海域綜合管理的重點(diǎn)內(nèi)容。近來(lái)隨著國(guó)務(wù)院先后批復(fù)了遼寧省沿海經(jīng)濟(jì)帶和曹妃甸循環(huán)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)示范區(qū)、天津?yàn)I海新區(qū)、江蘇沿海經(jīng)濟(jì)帶和廣西北部灣經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)等沿海重點(diǎn)區(qū)域發(fā)展規(guī)劃,沿海地區(qū)的工業(yè)、建設(shè)等圍填用海將大幅度增加。為了合理控制圍填海規(guī)模,促進(jìn)海岸資源的健康可持續(xù)利用,應(yīng)當(dāng)對(duì)近岸海域圍填海承載力和圍填海潛力進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估。

本研究利用國(guó)家海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)成果,在全國(guó)圍填海趨勢(shì)和資源環(huán)境現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上,提出圍填海強(qiáng)度的評(píng)價(jià)定級(jí)方法,初步建立了基于圍填海強(qiáng)度等級(jí)控制的圍填海潛力(容量)評(píng)估理論,并針對(duì)重點(diǎn)區(qū)域開(kāi)展了圍填海潛力評(píng)估和圍填海供應(yīng)時(shí)間的預(yù)測(cè)。

1 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)源

選用1990年、2000年、2005年、2006年、2007年和2008年共6期覆蓋全國(guó)沿海的低精度遙感影像(主要為TM、ETM和中巴資源衛(wèi)星),提取分析了各歷史時(shí)期圍填海面積和圍填海面積的變化趨勢(shì)。

針對(duì)遼寧省長(zhǎng)興島臨港工業(yè)區(qū)和北部灣經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)區(qū)域,利用區(qū)域內(nèi)2000—2009年共17期“中巴”、“TM”、“SPOT”、“北京一號(hào)”等衛(wèi)星數(shù)據(jù),進(jìn)行了圍填海趨勢(shì)分析和圍填海潛力的評(píng)價(jià)。

2 評(píng)價(jià)方法

2.1 圍填海趨勢(shì)分析

從1990—2008年共6期覆蓋全國(guó)沿海的低精度遙感影像的信息提取與分析結(jié)果看,1990年全國(guó)圍填海面積為824112hm2,2008年全國(guó)圍填海面積達(dá)到1338055hm2,平均每年新增圍填海面積28552hm2,年均增長(zhǎng)率為2.73%(圖1)。

圖1 我國(guó)圍填海面積歷史變化趨勢(shì)

2.2 圍填海強(qiáng)度評(píng)估

為了定量表示一定區(qū)域范圍內(nèi)圍填海的規(guī)模與強(qiáng)度,以單位岸線長(zhǎng)度(km)上承載的圍填海面積(hm2)表示圍填海強(qiáng)度,其計(jì)算公式為:

式中:R為圍填海強(qiáng)度指數(shù);S為評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)累計(jì)圍填?？偯娣e(單位hm2);L為評(píng)價(jià)區(qū)域基準(zhǔn)年內(nèi)的海岸線總長(zhǎng)度(單位km)。利用公式(1)分析計(jì)算了各沿海省不同歷史時(shí)期的圍填海強(qiáng)度指數(shù),以1990年作為岸線長(zhǎng)度計(jì)算的基準(zhǔn)年。圖2為2007年和2008年沿海各省(直轄市、自治區(qū))圍填海強(qiáng)度指數(shù)的計(jì)算結(jié)果。

圖2 2007年和2008年沿海各省圍填海強(qiáng)度

利用各沿海省(直轄市、自治區(qū))2005—2008年的圍填海強(qiáng)度指數(shù)計(jì)算結(jié)果,分析各評(píng)價(jià)單元內(nèi)海岸和近岸海域開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀和資源環(huán)境特點(diǎn),采用專家咨詢的方式將圍填海強(qiáng)度劃分為5個(gè)等級(jí),圍填海強(qiáng)度指數(shù)的閾值分別確定為10、20、50、100,并提出不同圍填海強(qiáng)度等級(jí)的管理措施建議(表1)。

表1 圍填海強(qiáng)度等級(jí)

2.3 圍填海潛力評(píng)估

2.3.1 圍填海潛力的概念

通常講的圍填海潛力是指在一定條件下海岸地區(qū)可以承載的圍填海規(guī)模,在概念上講是屬于海岸帶承載力的范疇。借鑒海岸環(huán)境承載力的定義[1],圍填海潛力可以定義為:在一定時(shí)期和一定區(qū)域范圍內(nèi),在維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不發(fā)生質(zhì)的改變,區(qū)域環(huán)境功能不朝惡性方向轉(zhuǎn)變的條件下,海岸和近岸海域所能承載的最大圍填海規(guī)模。

2.3.2 圍填海潛力評(píng)估方法

國(guó)內(nèi)對(duì)于海岸帶承載力的研究開(kāi)始于20世紀(jì)90年代末,發(fā)展至今,對(duì)于海岸帶承載力主要有2種評(píng)價(jià)模式[2-3]:一種是綜合評(píng)價(jià)的方法,選擇海洋資源儲(chǔ)備、納污能力、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、海岸地區(qū)人口和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等方面的指標(biāo),采用壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型對(duì)海岸承載力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià);另一種是專項(xiàng)評(píng)價(jià)的方法,即將海岸承載力細(xì)分為旅游承載力、漁業(yè)承載力和海岸帶水環(huán)境承載力等專項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)。總體來(lái)說(shuō),海岸帶承載力的綜合評(píng)價(jià)模式由于其評(píng)價(jià)指標(biāo)過(guò)于寬泛且難以量化,同時(shí)部分評(píng)價(jià)模型具有明顯的地域性,因此運(yùn)用于圍填海潛力評(píng)價(jià)的可操作性不強(qiáng),在海岸資源管理中應(yīng)用難度較大。而圍填海作為一種對(duì)海岸資源與環(huán)境影響最為顯著的用海方式,目前又沒(méi)有相應(yīng)的專項(xiàng)承載力評(píng)價(jià)方法,因此,在圍填海潛力評(píng)價(jià)方面,無(wú)論是理論研究方面還是管理應(yīng)用方面都基本處于空白狀態(tài)。

基于圍填海強(qiáng)度的評(píng)估與定級(jí),本研究試圖建立一種基于圍填海強(qiáng)度等級(jí)控制的圍填海潛力評(píng)估方法,為圍填用海指標(biāo)管理提供技術(shù)依據(jù)。以圍填海強(qiáng)度級(jí)別作為圍填海壓力的指示指標(biāo),圍填海強(qiáng)度級(jí)別越高,其對(duì)海岸生態(tài)環(huán)境的脅迫也越顯著。在綜合分析歷年來(lái)各省圍填海強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果和海岸資源環(huán)境現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,確定以圍填海強(qiáng)度3級(jí)(即每千米岸線容納圍填海面積50hm2)作為海岸資源環(huán)境健康的一個(gè)臨界級(jí)別,認(rèn)為圍填海強(qiáng)度低于3級(jí)時(shí),圍填海造成的資源環(huán)境壓力可承受,圍填海對(duì)海岸生態(tài)健康影響不顯著;圍填海強(qiáng)度高于3級(jí)(含3級(jí))時(shí),圍填海資源環(huán)境壓力較強(qiáng),對(duì)海岸生態(tài)健康有明顯影響,以圍填海強(qiáng)度4級(jí)作為海岸資源健康可承載的最高級(jí)別。因此,當(dāng)圍填海強(qiáng)度級(jí)別不高于3級(jí)時(shí),以3級(jí)圍填海強(qiáng)度所能容納的最大圍填海面積作為圍填海供應(yīng)潛力;當(dāng)圍填海強(qiáng)度級(jí)別高于3級(jí)而低于5級(jí)時(shí),以本強(qiáng)度級(jí)別所能容納的最大圍填海面積作為圍填海的供應(yīng)潛力,當(dāng)圍填海強(qiáng)度級(jí)別達(dá)到5級(jí)時(shí),認(rèn)為圍填海已經(jīng)超出承載力上限,在現(xiàn)有條件下已經(jīng)不具備圍填海開(kāi)發(fā)潛力。計(jì)算公式為

式中:P為圍填海潛力,SⅢ為評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)3級(jí)強(qiáng)度級(jí)別所能容納的最大圍填海量;SN為評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)當(dāng)前強(qiáng)度級(jí)別所能容納的最大圍填海量;S為評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)目前圍填海面積總量。

3 重點(diǎn)區(qū)域評(píng)價(jià)

3.1 重點(diǎn)區(qū)域圍填海趨勢(shì)

長(zhǎng)興島重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)包括長(zhǎng)興島、交流島、鳳鳴島和西中島等主要島嶼周邊海域,是遼寧省沿海經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展規(guī)劃中的重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域,該區(qū)域歷史上主要利用方式為圍海養(yǎng)殖,2005年設(shè)立長(zhǎng)興島臨港工業(yè)園區(qū),區(qū)域內(nèi)大規(guī)模的工程建設(shè)用海開(kāi)始增多,2005—2009年共新增圍填海面積2409.5hm2。

北部灣重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)主要包括北部灣頂防城港市、欽州市周邊海域,是北部灣經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)重點(diǎn)區(qū)域。該區(qū)域歷史上海域開(kāi)發(fā)力度不大,但自2005年以來(lái),以防城港港區(qū)和欽州港港區(qū)建設(shè)為依托,區(qū)內(nèi)海岸開(kāi)發(fā)強(qiáng)度明顯增強(qiáng),根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果,2005—2008年2個(gè)重點(diǎn)港區(qū)共填海1306.1hm2。

3.2 圍填海潛力評(píng)價(jià)

為了評(píng)價(jià)重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)圍填海潛力,首先利用公式(1)計(jì)算2個(gè)區(qū)域內(nèi)的圍填海強(qiáng)度。計(jì)算結(jié)果表明:至2009年,長(zhǎng)興島重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)圍填?？偯娣e達(dá)到18634.3hm2,圍填海強(qiáng)度值R=89.4,圍填海強(qiáng)度等級(jí)為4級(jí),圍填海強(qiáng)度增加趨勢(shì)顯著;北部灣重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)圍填海總面積達(dá)到7941.7hm2,圍填海強(qiáng)度值 R=15.6,圍填海強(qiáng)度等級(jí)為2級(jí),圍填海強(qiáng)度平穩(wěn)增加。2個(gè)重點(diǎn)區(qū)域圍填海強(qiáng)度變化見(jiàn)圖3。

圖3 重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)圍填海強(qiáng)度指數(shù)變化趨勢(shì)

根據(jù)公式(2),由于至2009年長(zhǎng)興島重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)圍填海強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到4級(jí),那么該區(qū)域內(nèi)圍填海強(qiáng)度指數(shù) R達(dá)到4級(jí)上限100時(shí),即達(dá)到可承載的最大圍填海容量,經(jīng)計(jì)算其圍填海潛力值 P=22.09km2。同理,北部灣重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)2009年圍填海強(qiáng)度等級(jí)為2級(jí),那么該區(qū)域內(nèi)圍填海強(qiáng)度值 R達(dá)到3級(jí)上限50時(shí),即達(dá)到保證海岸生態(tài)環(huán)境健康的最大圍填海容量,經(jīng)計(jì)算其圍填海潛力值 P=175.12km2。

3.3 圍填海供應(yīng)時(shí)間預(yù)測(cè)

對(duì)2個(gè)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域的圍填海面積與時(shí)間進(jìn)行一元二次回歸分析,得到圍填海面積的時(shí)間序列方程,確定圍填海面積與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系(圖4)。

圖4 圍填海面積時(shí)間序列擬合結(jié)果(左:長(zhǎng)興島,右:北部灣)

以圍填海潛力 P全部發(fā)揮為時(shí)間界限預(yù)測(cè)圍填海的可供應(yīng)時(shí)間,預(yù)測(cè)結(jié)果表明,按照目前的開(kāi)發(fā)態(tài)勢(shì),長(zhǎng)興島重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)圍填?？晒?yīng)時(shí)間為3年,北部灣重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)圍填海可供應(yīng)時(shí)間為12年(表2)。

表2 圍填海潛力分析預(yù)測(cè)

4 結(jié)果與討論

從本研究評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)看,北部灣經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)圍填海強(qiáng)度級(jí)別為2級(jí),圍填海壓力較小,具備較大的圍填海開(kāi)發(fā)潛力,但在開(kāi)發(fā)中應(yīng)注意圍填海的集約化空間布局,并保留敏感資源區(qū)。長(zhǎng)興島臨港工業(yè)區(qū)圍填海強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到4級(jí),圍填海壓力對(duì)區(qū)域內(nèi)海岸和近岸海域資源環(huán)境健康可能構(gòu)成明顯影響,而且,按照目前的圍填海發(fā)展趨勢(shì),3年內(nèi)圍填海潛力就將發(fā)揮殆盡。當(dāng)前,隨著遼寧省沿海經(jīng)濟(jì)帶開(kāi)發(fā)被納入國(guó)家戰(zhàn)略,長(zhǎng)興島工業(yè)園區(qū)建設(shè)項(xiàng)目用海需求將進(jìn)一步增加,因此,建議科學(xué)規(guī)劃區(qū)內(nèi)圍填海開(kāi)發(fā)布局,保障海岸資源環(huán)境健康。鑒于該區(qū)圍填海潛力有限的現(xiàn)狀,在可能情況下,建議選擇利用效益較低的圍海區(qū)域作為工程建設(shè)填海供應(yīng)區(qū),這樣既可保證建設(shè)用海的正常需求,又可保持區(qū)內(nèi)圍填?？偭康南鄬?duì)穩(wěn)定。

本研究提出的基于圍填海強(qiáng)度等級(jí)控制的圍填海潛力評(píng)價(jià)方法,在圍填海強(qiáng)度等級(jí)劃分中考慮了圍填海對(duì)于海岸資源環(huán)境的影響的一般性規(guī)律。該評(píng)價(jià)方法的優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)單易行,便于在實(shí)際管理中應(yīng)用。但該方法也有一定的局限性,主要是在評(píng)價(jià)過(guò)程中不能充分考慮具體的海岸資源類型與自然環(huán)境條件,因此,評(píng)價(jià)成果可作為制定宏觀管理政策的技術(shù)依據(jù),但在針對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行圍填海評(píng)價(jià)時(shí),應(yīng)在分析當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合圍填海項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究,這樣對(duì)于規(guī)劃圍填海開(kāi)發(fā)將具有更明確的指導(dǎo)意義。

[1] 熊永柱,張美英.海岸帶環(huán)境承載力概念模型初探[J].資源與產(chǎn)業(yè),2008,10(4):129-132.

[2] 劉康,霍軍.海岸帶承載力影響因素與評(píng)估指標(biāo)體系初探[J].中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,2008(4):8-11.

[3] 韓立民,欒秀芝.海域承載力研究綜述[J].海洋開(kāi)發(fā)與管理,2008,25(9):32-36.