天津海岸帶資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)技術(shù)方法研究

李 穩(wěn)

(天津市海洋地質(zhì)勘查中心，天津 300170)

海岸帶是沿海社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐系統(tǒng)，其服務(wù)功能對(duì)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著決定性作用。海岸帶是生態(tài)環(huán)境脆弱，地質(zhì)環(huán)境變化最快的地帶。海岸帶環(huán)境承載力對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要的影響，開(kāi)展科學(xué)的海岸帶資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)對(duì)于保障沿海地區(qū)可持續(xù)發(fā)展具有重要的科學(xué)和現(xiàn)實(shí)意義。本次研究工作以天津?yàn)I海新區(qū)作為渤海灣典型代表性區(qū)域，開(kāi)展典型海岸帶資源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)技術(shù)方法研究。通過(guò)對(duì)評(píng)價(jià)海岸帶資源環(huán)境超載狀況的技術(shù)方法的探討，對(duì)典型海岸帶可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)進(jìn)行診斷和預(yù)判，是解決資源環(huán)境問(wèn)題的基礎(chǔ)和前提工作，它有利于保證天津海洋經(jīng)濟(jì)快速持續(xù)的發(fā)展，濱海新區(qū)的進(jìn)一步開(kāi)放，國(guó)家海洋經(jīng)濟(jì)科學(xué)示范區(qū)建設(shè)與天津自由貿(mào)易區(qū)等可持續(xù)發(fā)展的各項(xiàng)政策和國(guó)土規(guī)劃的順利實(shí)施[1-3]。

1 研究區(qū)概況

天津市濱海新區(qū)位于河、海、陸交界地帶，研究區(qū)工作范圍采用2008年“天津市海洋功能區(qū)劃”的向陸邊界，即天津市濱海新區(qū)的邊界；向海邊界亦采用該“區(qū)劃”的規(guī)定，直至水深-15 m處，即天津海域界。行政區(qū)劃面積2 270 km2，海域面積約3 000 km2。具有多種生境、多種系統(tǒng)和豐富的生物多樣性，是生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力較高的地區(qū)，具有較高的生態(tài)保護(hù)價(jià)值，是天津市生態(tài)環(huán)境較為敏感的地區(qū)。研究區(qū)屬溫暖帶半濕潤(rùn)大陸季風(fēng)性氣候，陸地地勢(shì)平坦，海域海底地形整體上西高東低，調(diào)查區(qū)海底水深范圍在等深線-1～-20 m之間，海底地勢(shì)一般比較平坦，僅在天津港拋淤區(qū)存在較大起伏。區(qū)水系發(fā)育，海河水系和薊運(yùn)河水系均由本區(qū)入海。天津市濱海新區(qū)地處環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)帶和京津冀城市群的交匯點(diǎn)，形成了高新技術(shù)和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)群[4-5]。

2 研究思路與方法

遵循資源環(huán)境承載能力監(jiān)測(cè)預(yù)警的學(xué)術(shù)思路，基于陸地和海域兩系列監(jiān)測(cè)預(yù)警指標(biāo)體系，確定了典型海岸帶資源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)的總體技術(shù)路線。在本次評(píng)價(jià)過(guò)程中，按照海陸統(tǒng)籌的要求，將陸域土地資源壓力和海洋環(huán)境承載狀況、陸域環(huán)境和海洋環(huán)境、海洋生態(tài)承載狀況評(píng)價(jià)結(jié)果同陸域生態(tài)進(jìn)行集成，為建立海洋環(huán)境倒逼陸域環(huán)境管理機(jī)制提供了指導(dǎo)依據(jù)。

3 典型海岸帶資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)結(jié)果

3.1 陸域評(píng)價(jià)

采用土地資源壓力指數(shù)、水資源開(kāi)發(fā)利用量、污染物濃度超標(biāo)指數(shù)和生態(tài)系統(tǒng)健康度來(lái)測(cè)定。

3.1.1 土地資源壓力指數(shù)

對(duì)比分析天津海岸帶建設(shè)開(kāi)發(fā)程度現(xiàn)狀與適宜建設(shè)開(kāi)發(fā)程度閾值，通過(guò)二者的偏離度計(jì)算確定土地資源壓力指數(shù)。計(jì)算公式如下：D=(P-T)/T，D為土地資源壓力指數(shù)，P為現(xiàn)狀建設(shè)開(kāi)發(fā)程度，T為適宜建設(shè)開(kāi)發(fā)閾值。根據(jù)測(cè)算，本區(qū)適宜建設(shè)開(kāi)發(fā)程度閾值T為0.5，現(xiàn)狀建設(shè)開(kāi)發(fā)程度P為49%，土地資源壓力指數(shù)D為-0.02，土地資源壓力處于中等水平[6-7]。

3.1.2 水資源評(píng)價(jià)

水資源評(píng)價(jià)主要通過(guò)對(duì)比用水總量、地下水供水量和水質(zhì)與實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度確立的控制指標(biāo)，并考慮地下水超采情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究區(qū)地下水資源量包括淺層地下水和可供開(kāi)采的深層承壓淡水，地下水供水量為0.982億m3，用水總量2.648億m3，控制指標(biāo)6.65億m3，其閾值參數(shù)(0.9倍控制指標(biāo))5.985。綜合研究區(qū)存在長(zhǎng)期超量開(kāi)采地下水并形成降落漏斗的現(xiàn)象，水資源評(píng)價(jià)結(jié)果為超載。

3.1.3 污染物濃度超標(biāo)指數(shù)

環(huán)境評(píng)價(jià)采用污染物濃度超標(biāo)指數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究區(qū)域的環(huán)境評(píng)價(jià)主要通過(guò)大氣污染物濃度超標(biāo)指數(shù)和水污染物濃度超標(biāo)指數(shù)分項(xiàng)測(cè)算，并集成形成污染物濃度超標(biāo)指數(shù)的綜合結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。單項(xiàng)大氣污染物濃度超標(biāo)指數(shù)，以各項(xiàng)污染物的標(biāo)準(zhǔn)限值表征環(huán)境系統(tǒng)所能承受人類各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的閾值。濱海新區(qū)大氣主要污染物SO2、NO2、PM10、CO、O3、PM2.5濃度分別為20、47、101、2.5、150、66 μg/m3。單項(xiàng)水污染物濃度超標(biāo)指數(shù)以各控制斷面主要污染物年均濃度與該項(xiàng)污染物一定水質(zhì)目標(biāo)下水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值的差值作為水污染物超標(biāo)量。污染物濃度的綜合超標(biāo)指數(shù)采用極大值模型進(jìn)行集成，根據(jù)污染物濃度綜合超標(biāo)指數(shù)，將評(píng)價(jià)結(jié)果劃分為污染物濃度超標(biāo)、接近超標(biāo)和未超標(biāo)3種類型。污染物濃度超標(biāo)指數(shù)越小，表明區(qū)域環(huán)境系統(tǒng)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的支撐能力越強(qiáng)。

3.1.4 生態(tài)系統(tǒng)健康度

根據(jù)對(duì)本區(qū)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題所收集的資料我們認(rèn)為：天津海岸帶陸域部分的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題主要是土壤鹽漬化，所以生態(tài)承載力評(píng)價(jià)是通過(guò)統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)的中度鹽漬化以上的土壤的面積，并計(jì)算其與區(qū)域面積比例來(lái)反映，濱海新區(qū)中度以上鹽漬化土地的面積Ad合計(jì)1 158.533 km2，鹽漬化土地面積與區(qū)域面積比例H計(jì)算結(jié)果為0.51，評(píng)價(jià)結(jié)果為生態(tài)系統(tǒng)健康度低。

3.2 海域評(píng)價(jià)

基礎(chǔ)評(píng)價(jià)采用統(tǒng)一的指標(biāo)體系，對(duì)天津海域進(jìn)行全覆蓋評(píng)價(jià)，包括海洋空間資源、海洋漁業(yè)資源、海洋生態(tài)環(huán)境、海島資源環(huán)境四大基本要求。

3.2.1 海洋空間資源評(píng)價(jià)

海洋空間資源評(píng)價(jià)主要反映天津市海岸線和近岸海域的空間資源承載狀況。利用海岸帶開(kāi)發(fā)強(qiáng)度評(píng)價(jià)指標(biāo)和海域開(kāi)發(fā)強(qiáng)度評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別反映海岸線和近岸海域的空間開(kāi)發(fā)狀況。天津海岸帶岸線開(kāi)發(fā)利用類型的調(diào)查，選取漁業(yè)、交通運(yùn)輸、工業(yè)、旅游娛樂(lè)、城鎮(zhèn)建設(shè)5類天津海岸帶主要岸線開(kāi)發(fā)利用類型，根據(jù)海岸開(kāi)發(fā)活動(dòng)對(duì)海洋資源環(huán)境的影響程度的差異，計(jì)算岸線的人工化指數(shù)。根據(jù)岸線人工化指數(shù)與海岸線開(kāi)發(fā)利用標(biāo)準(zhǔn)之比計(jì)算得出天津海岸帶岸線開(kāi)發(fā)強(qiáng)度S1=1.09。根據(jù)《天津市海洋功能區(qū)劃(2011—2020年)》，選取農(nóng)漁業(yè)區(qū)、港口航運(yùn)區(qū)、工業(yè)與城鎮(zhèn)區(qū)、旅游休閑娛樂(lè)區(qū)、海洋保護(hù)區(qū)、特殊利用區(qū)、保留區(qū)等海域使用類型，根據(jù)各種使用類型對(duì)海域資源的耗用程度和對(duì)其他用海的排他性強(qiáng)度差異，計(jì)算海域開(kāi)發(fā)資源效應(yīng)指數(shù)。依據(jù)《資源環(huán)境承載力監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)方法(試行)》中對(duì)于S1和S2的閾值的劃定，天津海岸帶岸線開(kāi)發(fā)強(qiáng)度S1=1.09，岸線開(kāi)發(fā)強(qiáng)度為臨界水平；海域開(kāi)發(fā)強(qiáng)度S2=0.73，海域開(kāi)發(fā)強(qiáng)度為較高水平。

3.2.2 海洋漁業(yè)資源評(píng)價(jià)

海洋漁業(yè)資源評(píng)價(jià)主要表征天津近岸海洋漁業(yè)資源的承載狀況，采用漁業(yè)資源綜合承載指數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)游泳動(dòng)物指數(shù)和魚(yú)卵仔稚魚(yú)指數(shù)加權(quán)平均得到。根據(jù)調(diào)查計(jì)算所得的天津海岸帶海洋漁業(yè)資源綜合承載指數(shù)(F)，將評(píng)價(jià)結(jié)果劃分為超載、臨界和可載3種類型。通常，當(dāng)F<1.5時(shí)，海洋漁業(yè)資源超載；當(dāng)F介于1.5～2.5時(shí)，海洋漁業(yè)資源臨界超載；當(dāng)F≥2.5時(shí)，海洋漁業(yè)資源可載[8]。

3.2.3 海洋生態(tài)環(huán)境資源評(píng)價(jià)

海洋生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)主要對(duì)天津市海洋生態(tài)環(huán)境承載狀況進(jìn)行表征，包括海洋環(huán)境承載狀況和海洋生態(tài)承載狀況兩個(gè)方面。根據(jù)海洋生態(tài)環(huán)境承載力綜合指標(biāo)，將天津海岸帶海洋生態(tài)承載力評(píng)價(jià)結(jié)果分為超載、臨界超載和可負(fù)荷3類。通常，當(dāng)E1<80%時(shí)，海洋環(huán)境超載；當(dāng)E1介于80%～90%時(shí)，海洋環(huán)境臨界超載；當(dāng)E1>90%時(shí)，海洋環(huán)境可載。當(dāng)E2<1.5時(shí)，海洋生態(tài)超載；當(dāng)E2介于1.5～2.5時(shí)，海洋生態(tài)臨界超載；當(dāng)E2≥2.5時(shí)，海洋生態(tài)可載。

3.2.4 海島資源環(huán)境評(píng)價(jià)

海洋資源環(huán)境評(píng)價(jià)主要表征無(wú)居民資源環(huán)境的承載狀況，包括無(wú)居民海島開(kāi)發(fā)強(qiáng)度和無(wú)居民海島生態(tài)狀況兩個(gè)方面。通過(guò)無(wú)居民海島開(kāi)發(fā)強(qiáng)度與無(wú)居民海島生態(tài)狀況的評(píng)價(jià)，將結(jié)果劃分為開(kāi)發(fā)強(qiáng)度較高、臨界與適宜3種類型。由于天津海岸帶不存在無(wú)居民海島資源，因此在海域資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)中不對(duì)該單項(xiàng)要素進(jìn)行研究分析。

4 集成評(píng)價(jià)

根據(jù)天津海岸帶具體資源環(huán)境條件，選擇陸域評(píng)價(jià)指標(biāo)和海域評(píng)價(jià)指標(biāo)。根據(jù)天津市海岸帶陸域和海域評(píng)價(jià)結(jié)果，采用短板效應(yīng)原則，將陸域和海域基礎(chǔ)評(píng)價(jià)和專項(xiàng)評(píng)價(jià)中任意一個(gè)指標(biāo)超載和兩個(gè)或兩個(gè)以上臨界超載指標(biāo)組合確定為超載類型，其中任意一個(gè)指標(biāo)臨界過(guò)載被確定為臨界過(guò)載類型，其余為非過(guò)載類型。

對(duì)于天津海岸帶來(lái)說(shuō)，岸線較短，而濱海新區(qū)土地資源壓力指數(shù)為中等，岸線開(kāi)發(fā)強(qiáng)度臨界，所以兩者復(fù)合后，濱海新區(qū)的土地資源壓力等級(jí)不變，依然為壓力中等。通過(guò)對(duì)預(yù)評(píng)價(jià)中的各單項(xiàng)評(píng)價(jià)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到濱海新區(qū)的承載力集成評(píng)定結(jié)果為超載(表1)。

表1 天津海岸帶資源環(huán)境承載力集成評(píng)價(jià)結(jié)果

5 結(jié)論

(1)天津海岸帶陸域土地資源壓力處于中等水平，水資源評(píng)價(jià)結(jié)果為超載，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題主要是土壤鹽漬化，生態(tài)系統(tǒng)健康度低。

(2)天津海岸帶海域開(kāi)發(fā)強(qiáng)度為較高水平，海洋漁業(yè)資源綜合承載指數(shù)(F)，將評(píng)價(jià)結(jié)果劃分為超載、臨界和可載3種類型。海洋生態(tài)承載狀況評(píng)價(jià)結(jié)果劃分為超載、臨界超載和可載3種類型。由于天津海岸帶不存在無(wú)居民海島資源，因此在海域資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)中不對(duì)該單項(xiàng)要素進(jìn)行研究分析。