山東省濱海城市海岸帶開發(fā)利用強度評價＊

張萌，謝小平

（曲阜師范大學(xué)地理與旅游學(xué)院 日照 276826）

1 引言

海岸帶是陸地與海洋的過渡地帶，受陸海相互作用的影響［1］。海岸帶水域生產(chǎn)力高、生物多樣性豐富，是水產(chǎn)養(yǎng)殖和漁業(yè)捕撈的主要場所，曲折的海岸線及港灣，為建設(shè)港口、發(fā)展航運提供了有利條件［2］。

目前，國內(nèi)外關(guān)于海岸帶的研究多集中于海岸帶綜合管理以及海岸帶開發(fā)與環(huán)境之間的響應(yīng)。Juhase［3］對一些國家的海岸帶管理政策進行了評估和比較，并提出了一些促進海岸帶可持續(xù)發(fā)展的措施，Prandle［4］對海岸帶的全球變化問題進行了探討，Wrong［5］對海岸帶旅游的可持續(xù)發(fā)展進行了討論，而范學(xué)忠［6］對海岸帶綜合管理的主要領(lǐng)域以及存在的問題進行了討論，Hendra［7］對海岸帶管理的相關(guān)概念進行總結(jié)，并進行了案例研究，張效莉［8］則對海岸帶區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展的布局合理程度進行評價。從國內(nèi)外專家學(xué)者的相關(guān)研究，還沒有形成海岸帶開發(fā)利用強度的指標(biāo)體系［9］。目前國內(nèi)外對于海岸帶的開發(fā)利用研究大都是以定性描述為主，定量分析則較為缺乏。

本研究通過選取評價指標(biāo)，進行定量分析，建立對山東省海岸帶開發(fā)利用強度進行評價的指標(biāo)體系。

2 濱海城市開發(fā)現(xiàn)狀

山東省有3100km余的海岸線，海岸帶類型齊全，北起冀、魯交界的大口河河口，南至蘇、魯交界的繡針河河口［10］。海岸帶生態(tài)和景觀資源十分豐富獨特。2011年山東半島藍(lán)色經(jīng)濟區(qū)成為第一個以海洋經(jīng)濟為主題的區(qū)域發(fā)展國家戰(zhàn)略，濱海城市的發(fā)展成為山東省綜合發(fā)展的重要部分。青島市正立足建設(shè)21世紀(jì)國際海濱大都市，充分發(fā)揮海洋科技優(yōu)勢，著力推進海洋科技產(chǎn)業(yè)化，建設(shè)海洋科技產(chǎn)業(yè)城。煙臺市以國家海洋綜合管理示范區(qū)建設(shè)為先導(dǎo)，不斷提高海島及海岸帶開發(fā)、管理與保護水平。威海市在全國率先提出實施“海洋經(jīng)濟現(xiàn)代化”戰(zhàn)略，大力推進海洋水產(chǎn)科技示范園、國家級漁業(yè)現(xiàn)代化示范區(qū)建設(shè)。濰坊市發(fā)揮灘涂廣袤的優(yōu)勢，海洋化工產(chǎn)業(yè)和“耕灘牧貝”成效顯著。日照市圍繞建設(shè)歐亞大陸橋頭堡的優(yōu)勢和海洋經(jīng)濟強市的目標(biāo)，大力實施以港興市和科技興漁戰(zhàn)略。東營、濱州兩市注重發(fā)揮黃河三角洲豐富的灘涂、鹽鹵、油氣資源優(yōu)勢，加大海洋化工和“上糧下漁”綜合開發(fā)力度，推進海洋新興產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。

3 研究方法及數(shù)據(jù)來源

3.1 研究方法

我國國民生產(chǎn)總值相當(dāng)大一部分產(chǎn)生于海岸帶及濱海區(qū)域。連接國際和國內(nèi)重要的交通樞紐、重要港口及部分重要工業(yè)都集中在這一區(qū)域。與海洋資源開發(fā)相關(guān)的海洋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是海岸帶利用與綜合管理的重要內(nèi)容［11］。因此，本研究所選取的主要指標(biāo)都與海洋產(chǎn)業(yè)相關(guān)。山東省海岸帶資源豐富，其中海洋漁業(yè)、海洋石油、海洋鹽業(yè)及鹽化工、海濱旅游和海洋港口資源都具有明顯優(yōu)勢［12］。通過分析影響山東省濱海城市海岸帶開發(fā)利用強度的主導(dǎo)因子，選用13項指標(biāo)，構(gòu)建3個層次的指標(biāo)體系，從三大產(chǎn)業(yè)方面，利用層次分析法確定各個因子的權(quán)重，構(gòu)建海岸帶開發(fā)利用強度綜合評價體系，并且對各濱海城市進行計算分析，同時利用ARCGIS繪制專題地圖。

3.2 數(shù)據(jù)來源

該研究中采用的數(shù)據(jù)主要包括統(tǒng)計數(shù)據(jù)、電子地圖數(shù)據(jù)等。其中統(tǒng)計數(shù)據(jù)主要來源于《山東省統(tǒng)計年鑒》《山東漁業(yè)統(tǒng)計年鑒》及《中國海洋統(tǒng)計年鑒》等。

4 數(shù)據(jù)處理

4.1 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

由于各指標(biāo)之間數(shù)量級、量綱不統(tǒng)一，則會影響開發(fā)利用強度評價結(jié)果準(zhǔn)確性的分析，因此需要對選取的各個指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理。該研究中采用的是標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化是將某變量中的原數(shù)據(jù)減去該變量的平均數(shù)，然后除以該變量的標(biāo)準(zhǔn)差。其處理計算公式如下：

式中：Zij為標(biāo)準(zhǔn)化后的變量值，Xij為實際變量值，Xi為各變量的算術(shù)平均值，Si為各變量的標(biāo)準(zhǔn)差。標(biāo)準(zhǔn)化后的變量值圍繞0上下波動，大于0表明高于平均水平，小于0則表明低于平均水平。

4.2 評價指標(biāo)權(quán)重計算

目前國內(nèi)外關(guān)于評價指標(biāo)權(quán)重的確定方法有數(shù)十種，常見的例如層次分析法、專家調(diào)查法、二項系數(shù)法、因子分析法、主成分分析法和最大熵權(quán)法等。專家調(diào)查法主觀性比較大，選取的專家不同，確定的權(quán)重也不同；因子分析法和主成分分析法得到的只是主成分或因子的權(quán)重，無法獲得各個獨立指標(biāo)的權(quán)重；最大熵權(quán)法雖具有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)意義，但其往往會忽略決策者的主觀意圖。

本研究采用的是層次分析法確定權(quán)重。層次分析法是由美國運籌學(xué)家，匹茲堡大學(xué)的薩迪教授于20世紀(jì)70年代初提出的將一個復(fù)雜的多目標(biāo)決策問題作為一個系統(tǒng)，將目標(biāo)分解為多個目標(biāo)或準(zhǔn)則，進而分解為多指標(biāo)（或準(zhǔn)則、約束）的若干層次，通過定性模糊量化方法算出層次單排序（權(quán)數(shù)）和總排序，以作為目標(biāo)（多指標(biāo)），多方案優(yōu)化決策的一種層次權(quán)重決策分析方法［13］。該方法步驟如下。

4.2.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

應(yīng)用層次分析法分析問題時，首先要把問題層次化，構(gòu)造出一個有層次的結(jié)構(gòu)模型。這些層次可分為3類：最高層（目標(biāo)層），中間層（準(zhǔn)則層），最底層（指標(biāo)層）。該研究中建立的層次結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。

圖1 海岸帶開發(fā)利用強度層次結(jié)構(gòu)模型

4.2.2 構(gòu)造判斷矩陣

假設(shè)在目標(biāo)層下有n個判斷指標(biāo)，分別為X1，X2，X3，…，Xn，構(gòu)造判斷矩陣：

判斷矩陣中各元素是根據(jù)兩兩比較的重要程度，其數(shù)值由專家打分確定，aij表示指標(biāo)Xi對Xj的影響程度，具體標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 層次分析法的判斷標(biāo)準(zhǔn)

4.2.3 層次單排序

計算一致性指標(biāo)CI

式中：λmax為判斷矩陣的最大特征值。

4.2.4 一致性檢驗

查找一致性指標(biāo)RI（表2）

表2 層次分析法一致性判斷標(biāo)準(zhǔn)

續(xù)表

計算一致性比例CR

當(dāng)CR＜0.10時，認(rèn)為判斷矩陣的一致性是可接受的，否則應(yīng)對判斷矩陣作修正。

4.2.5 層次總排序

最后求得綜合權(quán)重并進行總排序。對層次總排序也需要作一致性檢驗。

利用層次分析法得出各指標(biāo)權(quán)重如表3和圖2所示。

圖2 山東省海岸帶開發(fā)利用強度各指標(biāo)權(quán)重

表3 山東省海岸帶開發(fā)利用強度各指標(biāo)權(quán)重

4.3 海岸帶開發(fā)利用強度綜合指數(shù)的計算

采用綜合指數(shù)法計算出山東省濱海城市海岸帶開發(fā)利用強度綜合指數(shù)，其計算公式為

式中：Li為第i個評價單元的海岸帶開發(fā)利用強度；Pij為第i個評價單元第j項指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值；Wj為第j個評價指標(biāo)的權(quán)重；j為評價指標(biāo)的個數(shù)；Ci為第i個評價單元的海岸線長度。Li的值越大，表明海岸帶開發(fā)利用強度越大；反之，Li值越小，表明海岸帶開發(fā)利用強度越小。為了更直觀的表示，將所得到的Li在進行極差標(biāo)準(zhǔn)化，使其范圍落入［0～1］之間。山東省各濱海城市海岸帶開發(fā)利用強度如表4所示。

表4 山東省濱海城市海岸帶開發(fā)利用強度

由此將海岸帶開發(fā)利用強度由低到高分成3類：［0～0.33］之間為輕度開發(fā)，［0.34～0.66］之間為中度開發(fā)，［0.67～1］之間為強度開發(fā)。目前，GIS技術(shù)在各個行業(yè)有了廣泛的應(yīng)用。它是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，對空間信息進行統(tǒng)計、分析和處理。GIS技術(shù)應(yīng)用在生態(tài)環(huán)境評價中具有如下優(yōu)點。

（1）能夠有效地對生態(tài)環(huán)境評價所需數(shù)據(jù)進行查詢、更新及提取。

（2）利用GIS強大的空間分析功能對獲取的生態(tài)環(huán)境評價的數(shù)據(jù)進行分析建模。

（3）對評價結(jié)果做出直觀的顯示［14］。

利用ARCGIS做出專題地圖（圖3）。

圖3 山東省濱海城市海岸帶開發(fā)利用強度

分析表明山東省7個濱海城市的海岸帶開發(fā)利用強度為：青島、煙臺、威海為強度開發(fā)，濰坊和東營為中度開發(fā)，濱州和日照為輕度開發(fā)。究其原因，在于國家政策與自身資源稟賦的差異。青島、煙臺是國務(wù)院批準(zhǔn)的全國首批沿海開放城市，自身海洋產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)雄厚，而威海隨著開放程度加大和政府的政策扶持，海洋產(chǎn)業(yè)尤其是海洋漁業(yè)和濱海旅游業(yè)迅速發(fā)展，加之這3個城市自身優(yōu)越的自然地理環(huán)境與資源優(yōu)勢，海岸帶開發(fā)利用強度最大。濰坊和東營依靠豐富的自然資源，近些年來發(fā)展迅速，其中，濰坊海洋化工和東營的海洋油氣都處在山東省濱海城市首位。但是比較單一的發(fā)展模式和地理區(qū)位的限制，使其處于中等發(fā)展水平。日照市作為新興城市，區(qū)位條件優(yōu)越，發(fā)展勢頭較好，但是由于起步晚、基礎(chǔ)薄弱、海岸線較短，導(dǎo)致海岸帶開發(fā)利用程度不高。濱州市相比于其他濱海城市，在自然條件和政府扶持政策方面，均有不同程度的差距，使其海岸帶利用強度方面低于其他濱海城市。

5 結(jié)論

通過對山東省7個濱海城市根據(jù)三大產(chǎn)業(yè)的劃分及綜合選取13項評價指標(biāo)，運用層次分析法的分析，認(rèn)為山東省海岸帶開發(fā)利用中濱海旅游和漁業(yè)養(yǎng)殖在海岸開發(fā)強度中占主導(dǎo)因素，為維持可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)在開發(fā)利用的同時加強生態(tài)建設(shè)。

山東省7個濱海城市中海岸帶開發(fā)利用水平具有不平衡性，以青島開發(fā)利用水平最高，其次依次為煙臺、威海、濰坊、東營、日照和濱州。

該方法適用于對省級，市級，縣級地區(qū)海岸帶開發(fā)利用強度的評價，有利于各地區(qū)相關(guān)部門對海岸帶的綜合管理及規(guī)劃。

［1］尹飛，張訓(xùn)華，胡克，等 .海岸帶陸海相互作用研究綜述［J］.海岸地質(zhì)前沿，2011，27（3）：28－34.

［2］竇勇 .基于GIS、RS和調(diào)查資料的青島市海岸帶生態(tài)健康評價［D］青島：中國海洋大學(xué)，2012.

［3］JUHASE F.An international comparison of sustainable coastal zone management policies［J］.Marine Pollution Bulletin，1991，23（3）：595－602.

［4］PRANDLE A.A 5year scientific research programme for managing coastal seas［J］.Marine Pollution Bulletin，1991，23（5）：63－68.

［5］WRONG P.Coastal reef areas［J］.Physics and Chemistry of the Earth，1995，20（34）：245－250.

［6］范學(xué)忠 .海岸帶綜合管理及其研究進展［J］.生態(tài)學(xué)報，2010，30（10）：2756－2765.

［7］HENDRA S.In search of appropriate approaches to coastal zone management in Indonesia［J］.Ocean ＆ Coastal Management，2005，54（6）：469－477.

［8］張效莉 .海岸帶區(qū)域資源開發(fā)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究設(shè)想［J］.學(xué)術(shù)界，2008（3）：101－105.

［9］周雪，聶華 .海洋經(jīng)濟與資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展分析：以山東省為例［J］.中國新技術(shù)企業(yè)，2010（24）：7－9.

［10］尤芳湖，楊鳴，楊俊杰，等 .山東省海岸帶資源潛力與可持續(xù)發(fā)展［J］.科學(xué)與管理，2005，25（4）：5－8.

［11］王詩成 .關(guān)于山東海岸帶規(guī)劃與管理問題的探討［J］.海岸工程，2006，25（增刊）：1－7.

［12］張耀光，韓增林，劉鍇，等 .海岸帶利用結(jié)構(gòu)與海岸帶經(jīng)濟區(qū)域差異：以遼寧省為例［J］.地理研究，2010（29）：24－34.

［13］鄧雪，李家銘，曾浩健，等 .層次分析法權(quán)重計算分析及其應(yīng)用研究［J］.數(shù)學(xué)的實踐與認(rèn)識，2012（42）：93－100.

［14］肖艷 .基于遙感與GIS東北界河地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價［D］.長春：吉林大學(xué)，2014.