圍填海適宜性評(píng)估方法研究

于永海，王延章，張永華，王玉廣，康敏捷

（1.大連理工大學(xué)管理學(xué)院 遼寧 大連 116024；2.國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心 遼寧 大連，116023）

圍填海適宜性評(píng)估方法研究

于永海1,2，王延章1，張永華2，王玉廣2，康敏捷2

（1.大連理工大學(xué)管理學(xué)院 遼寧 大連 116024；2.國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心 遼寧 大連，116023）

從海岸的自然條件、海洋生態(tài)、開發(fā)利用現(xiàn)狀、災(zāi)害地質(zhì)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等因素分析、評(píng)價(jià)、篩選海岸圍填海適宜性的評(píng)價(jià)因子，以遼寧省為案例，對(duì)建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行了實(shí)證研究，對(duì)驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行了分析。據(jù)此為圍填海的規(guī)劃、管理探討有效理論與技術(shù)方法。

圍填海；海岸線；適宜性評(píng)價(jià)

Abstract: The evaluation factors of reclamation suitability are analyzed, evaluated and selected from natural conditions, marine ecology, present situation of development and utilization, geology disaster, socioeconomics of coast.Taking Liaoning for an example, how to build the evaluation index system and analyze the result is researched.Hereby, the paper provides effective theories and method for the reclamation plan as well as the management.

Keywords: reclamation; coastline; suitability appraisal

引 言

隨著我國沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人口增長壓力的加大，陸地土地資源日益緊張，用地矛盾日益尖銳。土地資源供求尖銳化已成為制約沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素之一。圍海造地已成為沿海地區(qū)拓展生產(chǎn)和生活空間的重要途徑，成為臨海工業(yè)、電力、港口運(yùn)輸、房地產(chǎn)、濱海公路等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的重要依托，對(duì)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生著重要影響。但同時(shí)，圍海造地也會(huì)帶來諸如濕地喪失、環(huán)境惡化、生態(tài)失衡、資源浪費(fèi)、社會(huì)不穩(wěn)定等負(fù)面影響，反過來又削弱沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展能力，這已為國內(nèi)外許多圍海造地失敗的教訓(xùn)所證實(shí)[1-4]。

如何通過海岸自然條件、海洋生態(tài)、開發(fā)利用現(xiàn)狀、災(zāi)害地質(zhì)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等條件的調(diào)查與分析，篩選建立圍填海適宜性評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，對(duì)海岸的圍填海適宜性給出科學(xué)的評(píng)價(jià)結(jié)論，對(duì)全面提升我國圍填?？茖W(xué)與規(guī)范管理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文旨在在定義的圍填海四個(gè)不同等級(jí)適宜度基礎(chǔ)上，利用德爾菲法篩選并確定其影響因素，采用層次分析法（AHP）計(jì)算相關(guān)影響因子權(quán)重，以此建立一套圍填海適應(yīng)性評(píng)價(jià)模型體系和方法，并通過案例分析的實(shí)踐檢驗(yàn)，為圍填海規(guī)范與有效管理提供有益嘗試和補(bǔ)充。

1 評(píng)價(jià)原則與體系

1.1 評(píng)價(jià)原則

海岸圍填海適應(yīng)性的評(píng)價(jià)，指標(biāo)選取是否科學(xué)準(zhǔn)確是體現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性與實(shí)用性的重要因素。本文以圍填海適應(yīng)性評(píng)價(jià)為主要研究對(duì)象，確定以下評(píng)價(jià)原則：1）重要生態(tài)與海岸資源優(yōu)先保護(hù)原則。如果發(fā)現(xiàn)某海域有重要的生態(tài)價(jià)值、海岸資源等，此因素具有一票否決的決定權(quán)，禁止在該區(qū)域進(jìn)行圍填用海開發(fā)活動(dòng)；2）綜合性原則。根據(jù)圍填海綜合特征確定指標(biāo)體系，同時(shí)注意指標(biāo)的全面性、代表性；3）開發(fā)與保護(hù)并重原則。根據(jù)海岸資源的綜合開發(fā)利用價(jià)值、海洋環(huán)境的承載能力等自然屬性，以及海岸利用現(xiàn)狀、用海需求等社會(huì)屬性，評(píng)判其圍填海的適宜性，既要滿足海洋經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要，又要重視重要海洋原始生態(tài)區(qū)、海洋珍稀瀕危物種及其生境、典型海洋生態(tài)系統(tǒng)、重要的漁業(yè)資源區(qū)和潮汐通道、有代表性的海洋自然景觀和具有重要科研價(jià)值的海洋自然歷史遺跡的有效保護(hù)。

1.2 評(píng)價(jià)體系

本文綜合考慮評(píng)價(jià)區(qū)海岸自然條件、開發(fā)利用目標(biāo)、圍填?，F(xiàn)狀以及當(dāng)前存在的問題，將圍填海適應(yīng)性影響因素分為海岸自然條件、海洋生態(tài)、開發(fā)利用現(xiàn)狀、災(zāi)害地質(zhì)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和其它6大因素。

在海岸自然條件方面，主要考慮了海蝕地貌、喀斯特地貌和奇特景觀、名勝古跡與考古遺址、重要沙壩與瀉湖、重要自然風(fēng)光海岸、重要科研價(jià)值海岸、水動(dòng)力環(huán)境敏感的河口與濕地等海洋環(huán)境敏感區(qū)。海洋生態(tài)方面，主要考慮了各級(jí)別自然保護(hù)區(qū)、重要漁業(yè)資源分布區(qū)、重要河口與濕地、生物多樣性豐富區(qū)、優(yōu)良海灣等。開發(fā)利用現(xiàn)狀方面，主要考慮了海水浴場、海底電纜管線工程用海區(qū)、濱海旅游與港口等重要海洋開發(fā)活動(dòng)區(qū)等。災(zāi)害地質(zhì)主要考慮了已確定存在下陷、坍塌、滑移等嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害及基底不穩(wěn)定地區(qū)與海岸為陡崖、存在泥沙強(qiáng)烈活動(dòng)區(qū)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面，主要考慮了圍填海需求的合理與強(qiáng)烈程度。其它方面，考慮了軍事用海、其它法令法規(guī)禁圍與限圍范圍、已規(guī)劃為與圍填海不兼容的某種類型的用海區(qū)范圍等。

根據(jù)上述的評(píng)價(jià)原則和指標(biāo)分析，將 6 個(gè)方面 30 個(gè)單因子構(gòu)成3個(gè)層次的圍填海適應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（圖1 ），其中第一層為目標(biāo)成，第二層為中間層，第三層為指標(biāo)層。

圖1 圍填海適宜性評(píng)價(jià)體系Fig.1 Suitability evaluation system for the reclamation

2 評(píng)價(jià)模型與方法

2.1 評(píng)價(jià)等級(jí)的確定

本文按照圍填海適宜性程度將其劃分為 4 個(gè)等級(jí)：適宜圍填、較適宜圍填、不適宜圍填、嚴(yán)禁圍填（表1 ）。

2.2 評(píng)價(jià)模型與方法

本文采用的圍填海適宜性評(píng)價(jià)模型如下：

式中：S為圍填海適宜性綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；Bi為第 i種評(píng)價(jià)因素的得分（無量綱）；Wi為第i種評(píng)價(jià)因素的權(quán)重；n為參加評(píng)價(jià)的因素?cái)?shù)量。

（1）評(píng)級(jí)指標(biāo)賦分

為確保評(píng)價(jià)因子權(quán)重的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，運(yùn)用層次分析法對(duì)各層指標(biāo)的相對(duì)重要性進(jìn)行兩兩比較、判斷，并保持判斷矩陣的一致性，最后得出各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值[5,6]。

評(píng)價(jià)因子確定后，對(duì)研究區(qū)（遼寧?。┑淖匀缓蜕鐣?huì)經(jīng)濟(jì)條件等進(jìn)行綜合調(diào)查，并反復(fù)論證。依據(jù)各評(píng)價(jià)因子對(duì)圍填海的影響程度，按照確定的評(píng)價(jià)因子分類條件將評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分為 4級(jí)評(píng)價(jià)分值3，2，1，0，分類條件與評(píng)價(jià)分值的確定采用專家咨詢和專家打分方法（特爾菲法）。

表1 圍填海適宜性評(píng)估等級(jí)體系Tab.1 suitability assessment hierarchy for circuit reclamation

表2 圍填海適宜性評(píng)價(jià)因子等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 grading standards for reclamation suitability evaluation factor

表2 圍填海適宜性評(píng)價(jià)因子等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）Tab.2 grading standards for reclamation suitability evaluation factor (continued)

（2）構(gòu)建比較判斷矩陣A

同一層次的指標(biāo)對(duì)上層次某因素而言，進(jìn)行兩兩比較。確定思維判斷定量化標(biāo)度方法，采用重要程度 1～9 標(biāo)度表。 Aij 一般取 1 、 3 、 5 、 7 、9 等級(jí)標(biāo)度，其意義為： 1 表示兩元素具有相同的重要性， 3 表示前者稍重要， 5 表示前者明顯重要， 7 表示前者強(qiáng)烈重要， 9 表示前者極端重要；而 2 、 4 、 6 、 8 為上述判斷的中間值。

（3）層次單排序

對(duì)判斷矩陣 A ，計(jì)算滿足 AW=λmaxW（ λmax 為 A 的最大特征根， W 為對(duì)應(yīng)于λmax的正規(guī)化特征向量，W的分量Wi就是對(duì)應(yīng)元素單排序的權(quán)重值）。應(yīng)用方根法求解歸一化特征特征向量和特征值，即首先計(jì)算判斷矩陣每一行標(biāo)度的成績的 n 次方根為判斷矩陣每一行元素的值）；將方根向量進(jìn)行歸一化處理，得到特征向量 W 的第 i 個(gè)分量最后計(jì)算判斷矩陣的最大特征根為向量 AW 的第 i 個(gè)分量）。

表3 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)Tab.3 Average random consistency index

（4）層次總排序

利用層次單排序的結(jié)果，可以計(jì)算相對(duì)上一層次本層次所有元素重要性的權(quán)值，即為層次總排序；對(duì)層次總排序結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，當(dāng)一致性指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則認(rèn)為層次總排序結(jié)果可以接受。

式中： Bn 為指標(biāo)層權(quán)重， aj 為準(zhǔn)則層各個(gè)因素相對(duì)于目標(biāo)層的權(quán)重，為指標(biāo)層各因素相對(duì)于準(zhǔn)則層的權(quán)重。顯然：

當(dāng) CR＜0.10 時(shí)，認(rèn)為總排序具有滿意的一致性，即得到評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

（5）確定權(quán)重

應(yīng)用層次分析法逐步求出評(píng)價(jià)體系中各個(gè)一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重（表4 、表5 ）。

表4 一級(jí)指標(biāo)權(quán)重Tab.4 First step of index weights

表5 二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重Tab.5 Second step of evaluation index weights

由表5可見，二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值大于 0.07的有三個(gè)，分別為“國家級(jí)保護(hù)區(qū)”、“海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)”、“地質(zhì)災(zāi)害較重及不穩(wěn)定區(qū)”。從該三項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)際特性可以看出，當(dāng)某海域特征為該三項(xiàng)指標(biāo)的任一類，其圍填海的適宜性較為明確。權(quán)重值低于0.01或在0.01附近的指標(biāo)包括：資源貧瘠且有合理圍填需求區(qū)、淤泥質(zhì)海岸海域、已開發(fā)為填海造地區(qū)、自然淤漲性海岸等，該類指標(biāo)對(duì)應(yīng)海域圍填海的適宜度的判定，往往需要考慮其它指標(biāo)的適宜性來綜合判定。

而對(duì)于一級(jí)指標(biāo)來說（見表4 ），權(quán)重值較大的為“海岸自然條件”與“海洋生態(tài)狀況”，而實(shí)際上該兩項(xiàng)指標(biāo)也代表了海域圍填海適宜度兩個(gè)主要判定條件。而“其它”與“開發(fā)利用現(xiàn)狀”兩個(gè)綜合指數(shù)，在現(xiàn)實(shí)圍填海適宜性判定中，往往充當(dāng)輔助的判定因素，表4中其權(quán)重值也偏低?！盀?zāi)害地質(zhì)”與“社會(huì)經(jīng)濟(jì)”在圍填海適宜性判定中，與其它指標(biāo)比處于適中的地位。因此，給出的圍填適宜性等級(jí)對(duì)應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)較為合理可信。

（6）確定圍填綜合評(píng)價(jià)指數(shù)

表2 中分值為 0 的評(píng)價(jià)因素具有一票否決的決定權(quán)，禁止在該區(qū)域進(jìn)行任何方式圍填用海開發(fā)活動(dòng)，適宜性等級(jí)為嚴(yán)禁圍填。其余區(qū)域依據(jù)圍填適宜性評(píng)價(jià)模型進(jìn)行計(jì)算判定。圍填適宜性評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的確定采用專家咨詢和專家打分的方法，表6給出了適宜性等級(jí)判定的標(biāo)準(zhǔn)。

表6 圍填海適宜性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Tab.6 suitability evaluation standards for reclamation

3 案例分析

遼寧省海岸線東起鴨綠江口，西至綏中縣老龍頭，岸線總長 2 810.2 km，其中，大陸岸線 2 110 km，島嶼岸線 700.2 km。自然海岸線長度591 km，其中基巖海岸、沙質(zhì)海岸、粉砂淤泥質(zhì)海岸及河口海岸占海岸線長度的比率分別為 10.3%、11.7%、4.1%、2.3%。人工海岸線長度為 1 491.7 km，海岸線開發(fā)利用率為 71.6%。

采用本文的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)方法，用ArcGIS 輸出分類結(jié)果，對(duì)遼寧省圍填海適宜性進(jìn)行分析評(píng)估，其評(píng)估結(jié)果見圖2 。

由圖2 可以看出，遼寧省海岸圍填海適宜性交叉分布，但總體來說遼南大連地區(qū)，特別是大連市區(qū)與開發(fā)區(qū)沿岸嚴(yán)格控制圍填海的岸線較多，適宜圍填海的岸線較少，其次是葫蘆島市海岸該方面特征表現(xiàn)的較為充分；較為集中的適宜圍填海開發(fā)岸段主要分布在大連市長興島與莊河市附近沿岸、錦州市與葫蘆島市的交界（主要在錦州市一側(cè)）處，以及營口市的遼河口沿岸，這一結(jié)果符合遼寧省海岸資源優(yōu)劣條件的分布態(tài)勢，并充分體現(xiàn)遼寧省“五點(diǎn)一線”與沿海經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)海岸資源的社會(huì)需求。

圖2 遼寧省圍填海適宜性等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.2 Evaluation results of reclamation suitability rating for Liaoning Province

圖3與圖4分別給出了遼寧省圍填海適宜性各等級(jí)數(shù)量比率及占用岸線的長度比。從占用岸線的長度的比例來說需嚴(yán)格控制圍填海的岸線最長，接近半數(shù)，其次為適度圍填岸線，嚴(yán)禁與適宜比例相當(dāng)，反映出遼寧省海岸對(duì)圍填海適應(yīng)性的彈性條件，除占了不到 20% 的需嚴(yán)格禁止的岸線（主要為保護(hù)區(qū)岸線）外，遼寧省未來的圍填用海規(guī)模與分布，主要取決于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求度與政策的宏觀導(dǎo)向。

圖3 遼寧省圍填海適宜性各等級(jí)數(shù)量比率Fig.3 Reclamation suitability rank quantity ratio of Liaoning Province

圖4 遼寧省圍填海適宜性各等級(jí)占用岸線長度比Fig.4 Occupied shoreline length ratios of reclamation suitability ranks in Liaoning Province

4 結(jié) 語

本文通過在海岸自然條件、海洋生態(tài)條件綜合分析評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，并綜合考慮開發(fā)利用現(xiàn)狀、災(zāi)害地質(zhì)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等因素，建立了海岸圍填海適宜性定量評(píng)估的指標(biāo)方法體系，并以遼寧省為實(shí)證，對(duì)遼寧省行政區(qū)范圍內(nèi)的大陸岸線按建立的適宜、適度、嚴(yán)格控制、嚴(yán)禁四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了圍填海適宜性評(píng)價(jià)。建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)全面、豐富，選用德爾菲法篩選確定影響因素，層次分析法（AHP）計(jì)算相關(guān)影響因子權(quán)重，并基于GIS的適宜性評(píng)價(jià)方法將地理信息的獲取、數(shù)值計(jì)算和空間數(shù)據(jù)的處理有機(jī)結(jié)合，使得海岸圍填海的適宜性的判定更加科學(xué)，解決了長期以來，我國的圍填海管理與規(guī)劃缺少有效的技術(shù)方法提供科學(xué)支撐，以及通常情況下完全依據(jù)海岸基本特征判定圍填海適宜性的人為主觀性問題，為海岸圍填海的適宜性分析評(píng)價(jià)，提供了一套簡單、實(shí)用、方便和快速的圍填海評(píng)估指標(biāo)體系與定量分析方法，為圍填海規(guī)范與有效管理提供有益嘗試和補(bǔ)充，對(duì)海岸的開發(fā)、保護(hù)與管理提供了方法論并具有重要的指導(dǎo)意義。

[1]鄧小文, 李小寧, 孫貽超, 等.天津市濱海地區(qū)圍海新造地生態(tài)系統(tǒng)重建 [J].城市環(huán)境與城市生態(tài), 2003, (12) : 34-36.

[2]羅章仁.香港填海造地及其影響分析 [J].地理學(xué)報(bào), 1997(5): 220-226.

[3]郭偉, 朱大奎.深圳圍海造地對(duì)海洋環(huán)境影響的分析 [J].南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)), 2005, (5): 286-295.

[4]李榮軍.荷蘭圍海造地的啟示 [J].海洋管理, 2006, (3): 31-34.

[5]徐建華.現(xiàn)代地理學(xué)中的數(shù)學(xué)方法 [M].北京: 高等教育出版社, 1996.

[6]王蓮芬, 許樹柏.層次分析法引論 [M].北京: 中國人民大學(xué)出版社, 1989.

[7]王海鷹, 張新長, 康停軍.基于GIS的城市建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)理論與應(yīng)用 [J].2009(1): 14-17.

Research of evaluation methods for reclamation suitability

YU Yong-hai1,2, WANG Yan-zhang1, ZHANG Yong-hua2, WANG Yu-guang2, KANG Min-jie2

（1.Management School, Dalian University of Technology，Dalian 116024, China；2.Marine Environmenta, Monitring Center, Dalian 116023,China)

A

1001-6932(2011)01-0081-07

2010-01-13；收修改稿日期：2010-04-06

海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)( 200705015 )

于永海（ 1964— ），男，博士研究生，研究員，主要從事海洋管理、海洋測繪與地理信息技術(shù)研究。電子郵箱：yhyu@nmemc.gov.cn