圍填海強度與潛力定量評價方法初探

付元賓,曹 可,王 飛,張豐收

(國家海洋環境監測中心 大連 116023)

圍填海強度與潛力定量評價方法初探

付元賓,曹 可,王 飛,張豐收

(國家海洋環境監測中心 大連 116023)

文章利用全國海域使用動態監視監測遙感數據,分析了我國圍填海在1990—2008年間的歷史發展趨勢,在統計分析的基礎上提出了圍填海強度等級劃分方案,建立了基于圍填海強度等級控制理念的圍填海潛力評估方法,并針對遼寧長興島臨港工業區和廣西北部灣經濟開發區兩個重點區域,進行了圍填海潛力的評估和預測。

圍填海;強度;潛力;評價

圍填海是近年來我國近岸海域的熱點用海方式,也是海域綜合管理的重點內容。近來隨著國務院先后批復了遼寧省沿海經濟帶和曹妃甸循環經濟開發示范區、天津濱海新區、江蘇沿海經濟帶和廣西北部灣經濟開發區等沿海重點區域發展規劃,沿海地區的工業、建設等圍填用海將大幅度增加。為了合理控制圍填海規模,促進海岸資源的健康可持續利用,應當對近岸海域圍填海承載力和圍填海潛力進行科學的評估。

本研究利用國家海域使用動態監視監測管理系統的監測成果,在全國圍填海趨勢和資源環境現狀分析的基礎上,提出圍填海強度的評價定級方法,初步建立了基于圍填海強度等級控制的圍填海潛力(容量)評估理論,并針對重點區域開展了圍填海潛力評估和圍填海供應時間的預測。

1 監測數據源

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

針對遼寧省長興島臨港工業區和北部灣經濟開發區為重點監測和評價區域,利用區域內2000—2009年共17期“中巴”、“TM”、“SPOT”、“北京一號”等衛星數據,進行了圍填海趨勢分析和圍填海潛力的評價。

2 評價方法

2.1 圍填海趨勢分析

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

圖1 我國圍填海面積歷史變化趨勢

2.2 圍填海強度評估

為了定量表示一定區域范圍內圍填海的規模與強度,以單位岸線長度(km)上承載的圍填海面積(hm2)表示圍填海強度,其計算公式為:

式中:R為圍填海強度指數;S為評價區域內累計圍填海總面積(單位hm2);L為評價區域基準年內的海岸線總長度(單位km)。利用公式(1)分析計算了各沿海省不同歷史時期的圍填海強度指數,以1990年作為岸線長度計算的基準年。圖2為2007年和2008年沿海各省(直轄市、自治區)圍填海強度指數的計算結果。

圖2 2007年和2008年沿海各省圍填海強度

利用各沿海省(直轄市、自治區)2005—2008年的圍填海強度指數計算結果,分析各評價單元內海岸和近岸海域開發利用現狀和資源環境特點,采用專家咨詢的方式將圍填海強度劃分為5個等級,圍填海強度指數的閾值分別確定為10、20、50、100,并提出不同圍填海強度等級的管理措施建議(表1)。

表1 圍填海強度等級

2.3 圍填海潛力評估

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可以承載的圍填海規模,在概念上講是屬于海岸帶承載力的范疇。借鑒海岸環境承載力的定義[1],圍填海潛力可以定義為:在一定時期和一定區域范圍內,在維持區域生態系統結構不發生質的改變,區域環境功能不朝惡性方向轉變的條件下,海岸和近岸海域所能承載的最大圍填海規模。

2.3.2 圍填海潛力評估方法

國內對于海岸帶承載力的研究開始于20世紀90年代末,發展至今,對于海岸帶承載力主要有2種評價模式[2-3]:一種是綜合評價的方法,選擇海洋資源儲備、納污能力、生態系統穩定性、海岸地區人口和經濟發展水平等方面的指標,采用壓力-狀態-響應模型對海岸承載力進行綜合評價;另一種是專項評價的方法,即將海岸承載力細分為旅游承載力、漁業承載力和海岸帶水環境承載力等專項內容進行評價。總體來說,海岸帶承載力的綜合評價模式由于其評價指標過于寬泛且難以量化,同時部分評價模型具有明顯的地域性,因此運用于圍填海潛力評價的可操作性不強,在海岸資源管理中應用難度較大。而圍填海作為一種對海岸資源與環境影響最為顯著的用海方式,目前又沒有相應的專項承載力評價方法,因此,在圍填海潛力評價方面,無論是理論研究方面還是管理應用方面都基本處于空白狀態。

基于圍填海強度的評估與定級,本研究試圖建立一種基于圍填海強度等級控制的圍填海潛力評估方法,為圍填用海指標管理提供技術依據。以圍填海強度級別作為圍填海壓力的指示指標,圍填海強度級別越高,其對海岸生態環境的脅迫也越顯著。在綜合分析歷年來各省圍填海強度計算結果和海岸資源環境現狀的基礎上,確定以圍填海強度3級(即每千米岸線容納圍填海面積50hm2)作為海岸資源環境健康的一個臨界級別,認為圍填海強度低于3級時,圍填海造成的資源環境壓力可承受,圍填海對海岸生態健康影響不顯著;圍填海強度高于3級(含3級)時,圍填海資源環境壓力較強,對海岸生態健康有明顯影響,以圍填海強度4級作為海岸資源健康可承載的最高級別。因此,當圍填海強度級別不高于3級時,以3級圍填海強度所能容納的最大圍填海面積作為圍填海供應潛力;當圍填海強度級別高于3級而低于5級時,以本強度級別所能容納的最大圍填海面積作為圍填海的供應潛力,當圍填海強度級別達到5級時,認為圍填海已經超出承載力上限,在現有條件下已經不具備圍填海開發潛力。計算公式為

式中:P為圍填海潛力,SⅢ為評價區域內3級強度級別所能容納的最大圍填海量;SN為評價區域內當前強度級別所能容納的最大圍填海量;S為評價區域內目前圍填海面積總量。

3 重點區域評價

3.1 重點區域圍填海趨勢

長興島重點監測區包括長興島、交流島、鳳鳴島和西中島等主要島嶼周邊海域,是遼寧省沿海經濟帶發展規劃中的重點發展區域,該區域歷史上主要利用方式為圍海養殖,2005年設立長興島臨港工業園區,區域內大規模的工程建設用海開始增多,2005—2009年共新增圍填海面積2409.5hm2。

北部灣重點監測區主要包括北部灣頂防城港市、欽州市周邊海域,是北部灣經濟開發區重點區域。該區域歷史上海域開發力度不大,但自2005年以來,以防城港港區和欽州港港區建設為依托,區內海岸開發強度明顯增強,根據監測結果,2005—2008年2個重點港區共填海1306.1hm2。

3.2 圍填海潛力評價

為了評價重點區域內圍填海潛力,首先利用公式(1)計算2個區域內的圍填海強度。計算結果表明:至2009年,長興島重點監測區內圍填海總面積達到18634.3hm2,圍填海強度值R=89.4,圍填海強度等級為4級,圍填海強度增加趨勢顯著;北部灣重點監測區內圍填海總面積達到7941.7hm2,圍填海強度值 R=15.6,圍填海強度等級為2級,圍填海強度平穩增加。2個重點區域圍填海強度變化見圖3。

圖3 重點監測區圍填海強度指數變化趨勢

根據公式(2),由于至2009年長興島重點監測區圍填海強度已經達到4級,那么該區域內圍填海強度指數 R達到4級上限100時,即達到可承載的最大圍填海容量,經計算其圍填海潛力值 P=22.09km2。同理,北部灣重點監測區2009年圍填海強度等級為2級,那么該區域內圍填海強度值 R達到3級上限50時,即達到保證海岸生態環境健康的最大圍填海容量,經計算其圍填海潛力值 P=175.12km2。

3.3 圍填海供應時間預測

對2個重點監測區域的圍填海面積與時間進行一元二次回歸分析,得到圍填海面積的時間序列方程,確定圍填海面積與時間的函數關系(圖4)。

圖4 圍填海面積時間序列擬合結果(左:長興島,右:北部灣)

以圍填海潛力 P全部發揮為時間界限預測圍填海的可供應時間,預測結果表明,按照目前的開發態勢,長興島重點監測區內圍填海可供應時間為3年,北部灣重點監測區圍填海可供應時間為12年(表2)。

表2 圍填海潛力分析預測

4 結果與討論

從本研究評價結果來看,北部灣經濟開發區圍填海強度級別為2級,圍填海壓力較小,具備較大的圍填海開發潛力,但在開發中應注意圍填海的集約化空間布局,并保留敏感資源區。長興島臨港工業區圍填海強度已經達到4級,圍填海壓力對區域內海岸和近岸海域資源環境健康可能構成明顯影響,而且,按照目前的圍填海發展趨勢,3年內圍填海潛力就將發揮殆盡。當前,隨著遼寧省沿海經濟帶開發被納入國家戰略,長興島工業園區建設項目用海需求將進一步增加,因此,建議科學規劃區內圍填海開發布局,保障海岸資源環境健康。鑒于該區圍填海潛力有限的現狀,在可能情況下,建議選擇利用效益較低的圍海區域作為工程建設填海供應區,這樣既可保證建設用海的正常需求,又可保持區內圍填海總量的相對穩定。

本研究提出的基于圍填海強度等級控制的圍填海潛力評價方法,在圍填海強度等級劃分中考慮了圍填海對于海岸資源環境的影響的一般性規律。該評價方法的優點在于簡單易行,便于在實際管理中應用。但該方法也有一定的局限性,主要是在評價過程中不能充分考慮具體的海岸資源類型與自然環境條件,因此,評價成果可作為制定宏觀管理政策的技術依據,但在針對特定區域進行圍填海評價時,應在分析當地自然環境現狀的基礎上,結合圍填海項目的環境影響評價研究,這樣對于規劃圍填海開發將具有更明確的指導意義。

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

[2] 劉康,霍軍.海岸帶承載力影響因素與評估指標體系初探[J].中國海洋大學學報:社會科學版,2008(4):8-11.

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