圍填海適宜性評估方法研究

于永海，王延章，張永華，王玉廣，康敏捷

（1.大連理工大學管理學院 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.大連理工大學管理學院 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)、社會經(jīng)濟等因素分析、評價、篩選海岸圍填海適宜性的評價因子，以遼寧省為案例，對建立的評價指標體系進行了實證研究，對驗證結(jié)果進行了分析。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；適宜性評價

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)濟和社會發(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、港口運輸、房地產(chǎn)、濱海公路等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的重要依托，對沿海地區(qū)經(jīng)濟和社會發(fā)展產(chǎn)生著重要影響。但同時，圍海造地也會帶來諸如濕地喪失、環(huán)境惡化、生態(tài)失衡、資源浪費、社會不穩(wěn)定等負面影響，反過來又削弱沿海地區(qū)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展能力，這已為國內(nèi)外許多圍海造地失敗的教訓所證實[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)、社會經(jīng)濟等條件的調(diào)查與分析，篩選建立圍填海適宜性評價的指標體系，對海岸的圍填海適宜性給出科學的評價結(jié)論，對全面提升我國圍填海科學與規(guī)范管理具有重要的現(xiàn)實意義。本文旨在在定義的圍填海四個不同等級適宜度基礎(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)性評價模型體系和方法，并通過案例分析的實踐檢驗，為圍填海規(guī)范與有效管理提供有益嘗試和補充。

1 評價原則與體系

1.1 評價原則

海岸圍填海適應(yīng)性的評價，指標選取是否科學準確是體現(xiàn)評價結(jié)果的科學性與實用性的重要因素。本文以圍填海適應(yīng)性評價為主要研究對象，確定以下評價原則：1）重要生態(tài)與海岸資源優(yōu)先保護原則。如果發(fā)現(xiàn)某海域有重要的生態(tài)價值、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)域進行圍填用海開發(fā)活動；2）綜合性原則。根據(jù)圍填海綜合特征確定指標體系，同時注意指標的全面性、代表性；3）開發(fā)與保護并重原則。根據(jù)海岸資源的綜合開發(fā)利用價值、海洋環(huán)境的承載能力等自然屬性，以及海岸利用現(xiàn)狀、用海需求等社會屬性，評判其圍填海的適宜性，既要滿足海洋經(jīng)濟建設(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值的海洋自然歷史遺跡的有效保護。

1.2 評價體系

本文綜合考慮評價區(qū)海岸自然條件、開發(fā)利用目標、圍填海現(xiàn)狀以及當前存在的問題，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)、社會經(jīng)濟和其它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、重要自然風光海岸、重要科研價值海岸、水動力環(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，主要考慮了各級別自然保護區(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、存在泥沙強烈活動區(qū)。社會經(jīng)濟方面，主要考慮了圍填海需求的合理與強烈程度。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)上述的評價原則和指標分析，將 6 個方面 30 個單因子構(gòu)成3個層次的圍填海適應(yīng)性評價指標體系（圖1 ），其中第一層為目標成，第二層為中間層，第三層為指標層。

圖1 圍填海適宜性評價體系Fig.1 Suitability evaluation system for the reclamation

2 評價模型與方法

2.1 評價等級的確定

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

2.2 評價模型與方法

本文采用的圍填海適宜性評價模型如下：

式中：S為圍填海適宜性綜合評價指數(shù)；Bi為第 i種評價因素的得分（無量綱）；Wi為第i種評價因素的權(quán)重；n為參加評價的因素數(shù)量。

（1）評級指標賦分

為確保評價因子權(quán)重的科學性和準確性，運用層次分析法對各層指標的相對重要性進行兩兩比較、判斷，并保持判斷矩陣的一致性，最后得出各個指標的權(quán)重值[5,6]。

評價因子確定后，對研究區(qū)（遼寧省）的自然和社會經(jīng)濟條件等進行綜合調(diào)查，并反復論證。依據(jù)各評價因子對圍填海的影響程度，按照確定的評價因子分類條件將評價指標劃分為 4級評價分值3，2，1，0，分類條件與評價分值的確定采用專家咨詢和專家打分方法（特爾菲法）。

表1 圍填海適宜性評估等級體系Tab.1 suitability assessment hierarchy for circuit reclamation

表2 圍填海適宜性評價因子等級劃分標準Tab.2 grading standards for reclamation suitability evaluation factor

表2 圍填海適宜性評價因子等級劃分標準（續(xù)）Tab.2 grading standards for reclamation suitability evaluation factor (continued)

（2）構(gòu)建比較判斷矩陣A

同一層次的指標對上層次某因素而言，進行兩兩比較。確定思維判斷定量化標度方法，采用重要程度 1～9 標度表。 Aij 一般取 1 、 3 、 5 、 7 、9 等級標度，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

對判斷矩陣 A ，計算滿足 AW=λmaxW（ λmax 為 A 的最大特征根， W 為對應(yīng)于λmax的正規(guī)化特征向量，W的分量Wi就是對應(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，即首先計算判斷矩陣每一行標度的成績的 n 次方根為判斷矩陣每一行元素的值）；將方根向量進行歸一化處理，得到特征向量 W 的第 i 個分量最后計算判斷矩陣的最大特征根為向量 AW 的第 i 個分量）。

表3 平均隨機一致性指標Tab.3 Average random consistency index

（4）層次總排序

利用層次單排序的結(jié)果，可以計算相對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；對層次總排序結(jié)果進行一致性檢驗，當一致性指標符合標準時，則認為層次總排序結(jié)果可以接受。

式中： Bn 為指標層權(quán)重， aj 為準則層各個因素相對于目標層的權(quán)重，為指標層各因素相對于準則層的權(quán)重。顯然：

當 CR＜0.10 時，認為總排序具有滿意的一致性，即得到評價指標的權(quán)重。

（5）確定權(quán)重

應(yīng)用層次分析法逐步求出評價體系中各個一級指標和二級指標的權(quán)重（表4 、表5 ）。

表4 一級指標權(quán)重Tab.4 First step of index weights

表5 二級評價指標權(quán)重Tab.5 Second step of evaluation index weights

由表5可見，二級評價指標權(quán)重值大于 0.07的有三個，分別為“國家級保護區(qū)”、“海洋生態(tài)特別保護區(qū)”、“地質(zhì)災(zāi)害較重及不穩(wěn)定區(qū)”。從該三項指標的實際特性可以看出，當某海域特征為該三項指標的任一類，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，該類指標對應(yīng)海域圍填海的適宜度的判定，往往需要考慮其它指標的適宜性來綜合判定。

而對于一級指標來說（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”，而實際上該兩項指標也代表了海域圍填海適宜度兩個主要判定條件。而“其它”與“開發(fā)利用現(xiàn)狀”兩個綜合指數(shù)，在現(xiàn)實圍填海適宜性判定中，往往充當輔助的判定因素，表4中其權(quán)重值也偏低。“災(zāi)害地質(zhì)”與“社會經(jīng)濟”在圍填海適宜性判定中，與其它指標比處于適中的地位。因此，給出的圍填適宜性等級對應(yīng)的綜合評價指數(shù)較為合理可信。

（6）確定圍填綜合評價指數(shù)

表2 中分值為 0 的評價因素具有一票否決的決定權(quán)，禁止在該區(qū)域進行任何方式圍填用海開發(fā)活動，適宜性等級為嚴禁圍填。其余區(qū)域依據(jù)圍填適宜性評價模型進行計算判定。圍填適宜性評分標準的確定采用專家咨詢和專家打分的方法，表6給出了適宜性等級判定的標準。

表6 圍填海適宜性評價標準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%。

采用本文的評價指標體系與評價方法，用ArcGIS 輸出分類結(jié)果，對遼寧省圍填海適宜性進行分析評估，其評估結(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“五點一線”與沿海經(jīng)濟帶發(fā)展戰(zhàn)略對海岸資源的社會需求。

圖2 遼寧省圍填海適宜性等級評價結(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，嚴禁與適宜比例相當，反映出遼寧省海岸對圍填海適應(yīng)性的彈性條件，除占了不到 20% 的需嚴格禁止的岸線（主要為保護區(qū)岸線）外，遼寧省未來的圍填用海規(guī)模與分布，主要取決于社會經(jīng)濟發(fā)展需求度與政策的宏觀導向。

圖3 遼寧省圍填海適宜性各等級數(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)條件綜合分析評價基礎(chǔ)上，并綜合考慮開發(fā)利用現(xiàn)狀、災(zāi)害地質(zhì)、社會經(jīng)濟等因素，建立了海岸圍填海適宜性定量評估的指標方法體系，并以遼寧省為實證，對遼寧省行政區(qū)范圍內(nèi)的大陸岸線按建立的適宜、適度、嚴格控制、嚴禁四級標準進行了圍填海適宜性評價。建立的評價指標全面、豐富，選用德爾菲法篩選確定影響因素，層次分析法（AHP）計算相關(guān)影響因子權(quán)重，并基于GIS的適宜性評價方法將地理信息的獲取、數(shù)值計算和空間數(shù)據(jù)的處理有機結(jié)合，使得海岸圍填海的適宜性的判定更加科學，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價，提供了一套簡單、實用、方便和快速的圍填海評估指標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充，對海岸的開發(fā)、保護與管理提供了方法論并具有重要的指導意義。

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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( 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