基于GIS的天津市淡水養(yǎng)殖適宜性評價

賈寶紅　歐陽海鷹

摘要：采用GIS這一先進的信息技術手段，在研究確立天津市淡水養(yǎng)殖影響因子指標及其權重的基礎上，利用IDRISI作為適宜性分析軟件，對所有數(shù)據(jù)進行計算，建立淡水養(yǎng)殖區(qū)域適宜性分析模型，得出可開展淡水養(yǎng)殖的區(qū)域，并將可規(guī)劃區(qū)域劃分為“不適宜”、“比較適宜”、“適宜”和“最適宜”4種類型，期望為水產(chǎn)管理部門制定未來水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展規(guī)劃提供科學依據(jù)。

關鍵詞：地理信息系統(tǒng)；淡水養(yǎng)殖；適宜性評價

中圖分類號： S965.9 文獻標識碼：ADOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.06.016

天津市地處華北平原東北部，環(huán)渤海地區(qū)的中心地帶，北依燕山，東臨渤海，與北京市和河北省相接壤，區(qū)位優(yōu)勢明顯。天津市平原遼闊，河流縱橫，坑、塘、洼淀星羅棋布，素有“九河下梢”之稱，是海河五大支流南運河、北運河、子牙河、大清河、永定河的匯合處和入?？凇Ａ鹘?jīng)本市的一級河道就有19條，二級河道79條，還有6條人工河道，大型水庫3座、中型水庫12座、小型水庫60座、水系干流閘壩13座。

由于獨特的地理條件，天津市水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展由來已久。尤其經(jīng)過改革開放以來的高速發(fā)展和近年來的調整整頓，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)已成為天津農業(yè)的重要組成部分和農業(yè)經(jīng)濟增長點。然而，隨著濱海新區(qū)的開發(fā)開放，天津市經(jīng)濟進入高速發(fā)展的新時期，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)如何發(fā)展，還有多少發(fā)展空間，急需進行科學的規(guī)劃研究。

本研究采用了地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）[1-4]這一先進的信息技術手段，突破傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖用地評估依靠經(jīng)驗和人為主觀方式進行，缺少科學定量分析的模式，著重對天津市淡水養(yǎng)殖自然資源、社會經(jīng)濟資源進行適宜性評價，并將其結果劃分出等級，幫助水產(chǎn)管理部門制定科學的水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展規(guī)劃，目的在于充分發(fā)揮天津市水產(chǎn)養(yǎng)殖資源的生產(chǎn)潛力，更合理地配置和利用全市資源，以保持我市水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

1GIS技術在漁業(yè)領域的應用

GIS起源于20世紀60年代，是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，對空間相關數(shù)據(jù)進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態(tài)的地理信息[5-6]。GIS技術的最重要特征是具有集成管理大量多專題的空間與屬性數(shù)據(jù)的能力，其強大的空間數(shù)據(jù)處理和分析功能，不僅可以成功地支持整個評價過程、實現(xiàn)指標的空間分布可視化，還可以獲得評價目標的深層次的信息。

目前，GIS技術已廣泛應用于眾多領域，尤其在農業(yè)土地、林牧業(yè)土地、城市土地等土地資源規(guī)劃、評價上的應用研究已日趨成熟。在漁業(yè)領域中的應用則開始于20世紀80年代，用于內陸水域漁業(yè)管理和養(yǎng)殖場的選擇，20世紀80年代末期，GIS逐步運用到海洋漁業(yè)中。發(fā)展到今天，GIS在漁業(yè)中的應用越來越受到科研人員及國際組織的重視。1999 年，第一屆漁業(yè) GIS 國際專題討論會在美國西雅圖舉行，之后每3年舉辦1次，目前已舉辦了4屆。綜合目前國內外 GIS 技術在漁業(yè)中的應用，更多的還是在海洋漁業(yè)領域，通常涉及以下幾個主要方面：漁海況數(shù)據(jù)采集與分析，漁業(yè)資源與海洋環(huán)境關系，水產(chǎn)養(yǎng)殖選址，漁業(yè)資源評估與分析，標志放流，海洋生態(tài)系統(tǒng)以及漁情預報等[7]。

我國20世紀90年代中期才將GIS技術引入漁業(yè)領域，與國外相比發(fā)展較緩慢，但近幾年我國在漁業(yè)信息收集和數(shù)據(jù)庫建立方面取得了較大的進步。目前已建立實用性數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng)，如漁業(yè)科技文獻、科研成果管理、全國漁業(yè)區(qū)劃、淡水魚類種質資源、使用養(yǎng)殖技術、漁業(yè)統(tǒng)計、海洋漁業(yè)生物資源、基建項目與財務管理、海洋捕撈許可證與船籍證管理、遠洋信息、管理系統(tǒng)等，為漁業(yè)管理提供了有效的方法。海洋管理中應用地理信息系統(tǒng)技術主要是將數(shù)據(jù)資料整理后進行統(tǒng)計，建立相關數(shù)據(jù)庫，如南海海洋漁業(yè)GIS管理系統(tǒng)、渤海生物資源管理和環(huán)境保護、環(huán)境信息地理信息系統(tǒng)及我國專屬經(jīng)濟區(qū)和大陸架生物資源地理信息系統(tǒng)等項目[8]。在大量的研究中也有開展?jié)O業(yè)養(yǎng)殖區(qū)域規(guī)劃方面的，如中國水產(chǎn)科學研究院漁業(yè)綜合信息研究中心同世界漁業(yè)中心（FishCenter）合作開展了河南省漁業(yè)養(yǎng)殖區(qū)規(guī)劃研究，取得了良好的效果。

2建立天津市淡水養(yǎng)殖影響因子評價指標體系

2.1指標篩選

適宜性評價過程需要自然科學、經(jīng)濟學和社會學等各方面的力量，只有全面、綜合地分析研究區(qū)域的自然、經(jīng)濟、社會條件，才能客觀地對土地做出評估，增強區(qū)域評價成果的科學性和運用價值。影響水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)的因子很多，不可能也沒有必要對所有因素都一一進行評估。通常，只選那些與當?shù)厮a(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)密切相關的因素作為評估因子[9]。各地條件不同，不可能采用統(tǒng)一的影響因子指標。為了獲得科學、系統(tǒng)和符合實際的評價結果，本研究主要遵循以下三方面原則。

（1）主觀性與客觀性相結合原則。水產(chǎn)養(yǎng)殖評價體系構建中，既要注意客觀構成要素的科學測定，也要充分考慮主觀評價的感受，既要利用專家的知識和經(jīng)驗，如召開專家會，對各指標的重要性做出判斷，又需要定量數(shù)據(jù)作為評價支撐，充分利用當?shù)噩F(xiàn)有的資料，盡量選擇可以量化、直接的指標，如年鑒和問卷調查，即我們通過相對客觀的手段獲取指標值。

（2）主導性與差異性相結合原則。在全面分析每一個質量因子的基礎上，既需要選取對研究區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)力長期起主導作用的質量因子作為適宜性評估影響大的因素，又需要體現(xiàn)空間分布差異性的因子，對于那些對水產(chǎn)養(yǎng)殖適宜性有重要影響，但在評估區(qū)內基本一致的因素應視為背景因素。

（3）可操作性與實用性相結合原則。指標體系不宜求全、求細，否則將會因指標群過于龐大而減弱可操作性，甚至導致無法應用。這就需要盡可能簡化，只保留核心指標，將指標內部之間有因果關系或關聯(lián)程度大的指標刪減。盡可能采用現(xiàn)行的國家和天津市統(tǒng)計口徑，便于收集和計算分析，避免或減少調查項目與工作量。

2.2確定指標權重

指標權重的確定方法通常分為主觀賦權法和客觀賦權法兩大類，但兩種方法都有其自身的局限性，主觀賦權法客觀性較差，容易受人為主觀因素的影響；客觀賦權法可以減輕主觀因素的影響，但確定的權重缺少穩(wěn)定性，不能充分體現(xiàn)指標本身的相對重要程度，有時與指標的實際重要程度相悖，解釋性較差[10-12]。同時，學者認為選擇評價指標體系的建立方法時必須根據(jù)評價對象的具體特征來進行，且在農業(yè)相關指標評價中，除了定量分析外，還存在有一些定性的判斷[9,13-14]。

因此，本研究考慮到水產(chǎn)養(yǎng)殖評價的特殊性，選用了能夠將定量分析和定性判斷相結合、對非定量因素進行量化分析的層次分析法和德爾菲法相結合的方法來確定天津市淡水養(yǎng)殖發(fā)展影響因子指標的權重。

結果表明，在影響天津市淡水養(yǎng)殖發(fā)展的因素中，自然資源是最關鍵的影響因素，權重高達63.39%，其次是市場前景，權重為23.19%，最后是發(fā)展基礎條件13.42%。在自然資源方面，水資源對淡水養(yǎng)殖發(fā)展起著決定性的作用，權重超過了97%，其中地表水資源量和淺層地下水可開采量發(fā)揮較大的作用，而地表水接近程度的作用較小；在土壤資源方面，由于天津市土壤pH值和坡度較為相近，因此觀測指標只選取了土壤質地類型。在市場前景方面，產(chǎn)品競爭力起主導性作用，權重為67.45%，其次是產(chǎn)品銷售模式，而產(chǎn)品消費能力的作用較??；在產(chǎn)品競爭力方面，注冊商標數(shù)量、名特優(yōu)水產(chǎn)品產(chǎn)量占總產(chǎn)量的比例和有無出口水產(chǎn)品都發(fā)揮著較為重要的作用，在產(chǎn)品銷售模式中，銷售方式起著關鍵性的作用。在發(fā)展基礎條件方面，從業(yè)人員水平和養(yǎng)殖技術水平共同起到了關鍵性作用，權重為49.23%和42.73%；其中養(yǎng)殖總體投入產(chǎn)出比、漁業(yè)專業(yè)從業(yè)人員管理水面情況、鄉(xiāng)鎮(zhèn)漁民人均純收入的作用較為突出。

3天津市淡水養(yǎng)殖適宜性分析評價

3.1建立淡水養(yǎng)殖適宜性分析模型

本研究利用IDRISI作為適宜性分析軟件，這一軟件集地理信息系統(tǒng)和圖像處理功能于一身，為眾多相關應用研究領域提供了強有力的研究與開發(fā)工具[15]。水產(chǎn)養(yǎng)殖適宜性分析就是將影響水產(chǎn)養(yǎng)殖的各種因素數(shù)據(jù)柵格化，在IDRISI中利用各分析工具，依據(jù)專家賦予的權重，建立層次分析模型，最終得到客觀計算結果的過程。整個過程可以分為兩個部分。一是指標數(shù)據(jù)準備過程，通過地理信息系統(tǒng)軟件將表格、矢量等多種格式的指標數(shù)據(jù)轉換為統(tǒng)一標準的柵格數(shù)據(jù)；二是在IDRISI軟件中，利用各種分析功能對柵格數(shù)據(jù)進行疊加運算和分類。

3.2淡水養(yǎng)殖區(qū)域適宜性評價結果

天津市淡水養(yǎng)殖適宜性評價結果表明，全市淡水養(yǎng)殖可以規(guī)劃區(qū)域為7.258 2萬hm2。非常適宜養(yǎng)殖的區(qū)域僅為391 hm2，占可規(guī)劃面積的0.55%，分布在寶坻區(qū)；比較適宜區(qū)域為29 945 hm2，占可規(guī)劃面積的41.25%，分布在寧河縣、武清區(qū)、濱海新區(qū)、寶坻區(qū)和薊縣；一般適宜區(qū)域最大，為41 969 hm2，占可規(guī)劃面積的57.82%，所有區(qū)縣均有分布，以濱海新區(qū)、武清區(qū)、西青區(qū)的面積較大；不適宜區(qū)域最少，為277 hm2，僅占0.38%，分布在東麗區(qū)、北辰區(qū)和西青區(qū)3個近郊區(qū)。經(jīng)綜合分析，更加適合淡水養(yǎng)殖的區(qū)域主要集中在濱海新區(qū)、寧河縣、武清區(qū)和寶坻區(qū)。比較而言，本研究得出的可規(guī)劃養(yǎng)殖區(qū)域高出2010年天津市實際養(yǎng)殖面積的近1倍，這一結果有利于未來的天津市淡水養(yǎng)殖規(guī)劃布局。研究結果中條件較好的規(guī)劃區(qū)域與天津市淡水養(yǎng)殖現(xiàn)狀較為吻合，說明本研究方法具有可操作性。

隨著信息技術的飛速發(fā)展，相信GIS技術的數(shù)據(jù)處理和空間分析功能將更加強大。在水產(chǎn)養(yǎng)殖適宜性分析、實時監(jiān)測、管理和預警等方面，GIS的研究與應用將顯示其不可比擬的優(yōu)勢和巨大的潛力。

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