大連市近岸海域溢油污染事故風險受體脆弱性評價研究*

宮云飛，蘭冬東，李冕，許妍，梁斌，鮑晨光，于春艷，馬明輝

(國家海洋環境監測中心 大連 116023)

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大連市近岸海域溢油污染事故風險受體脆弱性評價研究*

宮云飛，蘭冬東，李冕，許妍，梁斌，鮑晨光，于春艷，馬明輝

(國家海洋環境監測中心 大連 116023)

突發性的海洋溢油污染事故日益頻繁，科學合理的溢油風險受體脆弱性評價可為溢油風險管理提供重要依據。文章從海洋溢油風險受體的暴露程度和恢復力兩方面構建了脆弱性概念模型，并在此基礎上建立了風險受體脆弱性評價指標體系和量化模型。研究結果表明，大連市近岸海域溢油風險受體脆弱性分為高、中、較低脆弱區和低脆弱區4類。

風險受體脆弱性；指標體系；量化模型；大連市近岸海域

1 引言

隨著沿海開發強度的加大，近岸海域承受著巨大的污染壓力，自然岸線、濱海濕地、海灣等重要自然生境喪失嚴重，海岸帶生態破壞嚴重[1]，海洋生態系統退化明顯且愈發脆弱。海洋溢油污染事故發生頻繁，近40年來，我國沿海發生船舶溢油事故約3 000起。其中，一次性泄漏50 t以上的溢油事故95起，年均2.5起，平均每起污染事故溢油量537 t，溢油總量達38 500 t。隨著海洋溢油污染事故的增加，溢油污染事故造成的損失也明顯上升，針對溢油污染事故的風險受體脆弱性研究顯得極為迫切。了解海洋溢油風險受體脆弱性的空間分異特征，可為沿海地區的產業布局和溢油風險應急管理提供基礎與支撐。

美國學者Clements于1988年首次闡述了“脆弱性”的概念[2]，國內脆弱性研究始于20世紀80年代對生態脆弱區域的識別[3]，后來國內外有關脆弱性的研究主要集中在自然生態系統領域[4-7]，針對環境污染事故的風險受體脆弱性評價研究得到了一定的發展，脆弱性指標體系和量化模型研究發展相對完善[8-12]。近年來，海岸帶脆弱性評價研究開始逐漸興起[13-14]，隨著海洋溢油污染事故的日益增多，針對溢油的海岸帶和近岸海域脆弱性評價也得到了一定的發展[15-17]。

在此基礎上，本研究從受體暴露程度和恢復力兩方面構建了海洋溢油風險受體脆弱性指標體系和量化模型，并對大連市近岸海域溢油風險受體的脆弱性進行了評價，為大連市近岸海域溢油風險管理提供依據。

2 研究方法

2.1 研究區域概況

大連是重要的港口城市和國家重要的石油煉化基地，瀕臨渤海和黃海。近年來，海域內船舶數量不斷增加，溢油污染事故的概率也隨之增加。大連擁有大連港、大連新港、長興島港等眾多原油碼頭，隨著長興島、松木島等石化工業園區的發展建設，石化和倉儲基地及千萬噸級煉油項目也隨之增多，大連附近海域面臨的溢油風險逐步增大。此外，大連市近岸海域生態資源豐富，轄區內有斑海豹保護區、星海浴場、付家莊濱海旅游度假區等敏感生態系統，一旦發生溢油污染事故，將造成巨大的損失和影響。

2.2 研究方法

2.2.1 指標體系構建

在海洋溢油風險系統概念模型及系統影響因素研究的基礎上[18]，確定風險受體概念模型，并考慮數據的可獲得性和可操作性，構建大連市近岸海域溢油風險受體脆弱性指標體系(表1)。

表1 海洋溢油風險受體脆弱性指標體系

2.2.2 分析評價模型

海洋溢油風險受體是一個復雜的海洋生態系統，具有不確定性特點，難以定量表征。在分析典型海洋溢油污染事故案例分析及專家打分的基礎上，從風險受體的暴露程度和恢復力兩方面構建海洋溢油風險受體脆弱度模型。風險受體的脆弱性與暴露程度成正比，與恢復力成反比。受體的敏感性越強，暴露程度越大，脆弱性就越大；受體的恢復力越強，脆弱性越小。所以風險受體脆弱性采用下式表達更符合真實關系：

(1)

式中：V為溢油風險受體的脆弱度；E、R分別為風險受體的暴露程度和恢復力。

暴露程度主要取決于海域敏感度(E1)、岸灘類型(E2)、生物多樣性指數(E3)和生物量(E4)4個方面，采用下式表達更符合真實關系：

(2)

恢復力取決于海區水交換能力和雨水對岸灘的沖刷能力，這里分別用潮流速度(R1)和年降雨量(R2)表征，恢復力表征為：

(3)

2.2.3 數據來源與處理

針對構建的脆弱性指標體系進行相關數據的收集與提取，數據和資料來源于調研及實際監測數據。通過實地調研，獲取大連市近岸海域產卵場、濱海濕地、海洋保護區等敏感區域資料以及各區域的岸灘類型，生物多樣性指數、生物量、潮流速度來自于2010-2011年的監測數據，年降雨量數據來源于地方氣象部門，電子地圖主要是通過數字化等方式獲得。本研究以行政區為基礎稍作調整選取評價基本單元。

3 結果分析

根據上述評價模型，分別計算大連市近岸海域溢油風險受體暴露程度、恢復力以及風險受體脆弱度大小(表2)，大連市近岸海域溢油風險受體脆弱度空間分布如圖1所示。

表2 大連市近岸海域各評價單元脆弱度

圖1 大連市近岸海域溢油風險受體脆弱度空間分布

(1)風險受體脆弱度最高區域為旅順老鐵山海域，面積約1 873 km2，占大連市近岸海域面積的11%。該區域分布有老鐵山自然保護區、旅順口風景名勝區等敏感區域，海岸多為砂質岸線且生物多樣性極其豐富，生物量較大，所以暴露程度最大。該海域海水交換能力較弱，年降雨量也較低，所以恢復力小，其脆弱度在大連市近岸海域中最高。

(2)中度脆弱的區域為長興島海域和瓦房店海域，面積約3 513 km2，占大連市近岸海域面積的20.4%。長興島海域有斑海豹保護區，海域敏感，潮流速度和年降雨量較小，所以恢復力較低，所以脆弱度較高。瓦房店海域生物量較高，暴露程度較大，且海域水交換能力很弱，所以脆弱度較高。

(3)較低脆弱度區域主要分布在金普灣海域、大連灣近岸海域和長海海域，面積10 410 km2，占大連市近岸海域面積的60.6%。這3個區域生物量較高，暴露程度大，但海域海水交換能力較強，恢復力較強，所以脆弱度較低。

(4)低脆弱度區域為莊河海域和花園口-皮口海域，面積約1 379 km2，占大連市近岸海域面積的8%。這兩個區域均沒有保護區等敏感海域，海域水交換能力和年降雨量很高，海域恢復力強，所以脆弱度低。

4 結論

本研究在構建海洋溢油風險受體脆弱性概念模型的基礎上，建立了溢油風險受體脆弱性評價指標體系和量化模型，從而建立了海洋溢油風險受體脆弱性評價方法。以大連市近岸海域為實證，進行海洋溢油風險受體脆弱性評價研究，大連市近岸海域溢油風險脆弱性分為高脆弱區、中脆弱區、較低脆弱區和低脆弱區。高脆弱區為旅順老鐵山海域，中脆弱區為長興島海域和瓦房店海域，較低脆弱區主要分布在金普灣海域、大連灣近岸海域和長海海域，低脆弱度區域為莊河海域和花園口-皮口海域，評價結果基本符合大連市近岸海域溢油風險受體脆弱性現狀，可為海洋溢油風險管理提供決策依據。

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國家自然科學基金青年科學基金項目(41306098)；海洋公益性行業科研專項項目(201305023).

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1005-9857(2015)10-0066-03