圍填海工程生態建設水平評估研究

張翠萍,賈后磊,吳玲玲,羅伍麗,黃華梅,趙科,鄭兆勇

(國家海洋局南海規劃與環境研究院 廣州 510300)

0 引言

海洋生態文明是人與海洋、人與人、人與社會和諧共生、良性循環的文化倫理形態[1],其核心命題在于“形成并維護人與海洋的和諧關系”。圍填海生態化建設是在環境資源承載力的范圍內,協調海洋資源開發活動與生態環境保護,通過工程措施與植物措施盡量恢復受損的海岸帶生態系統,實現“經濟—社會—生態”三者協調發展,達到人海和諧。

國外圍填海造陸的發展也經歷了3個階段,現在逐步進入后工業化階段。日本、荷蘭和韓國等圍填海造陸的主要國家已經逐漸意識到填海造地的負面影響,逐步控制圍填海規模和數量,并制定了相關的法律法規,采取相關的措施和管理理念保護海岸濕地[2-6]。從世界范圍看,目前尚缺乏對圍填海成熟的生態建設規劃、生態化評估研究。

我國的學者對于圍填海工程生態化建設及生態化水平的研究較少,但是隨著國家生態文明體制改革的深入,如何切實提高圍填海的生態門檻,保護海洋生態環境也逐漸成為研究的熱點。朱坦等[7]以天津臨港經濟區為例,對圍填海造陸生態化理論與實踐進行了探索,對圍填海工程生態化的內涵要求進行了初步研究。黃國柱等[8]對圍填海造陸的生態化路徑進行了思考和研究,提出了包括生態文明理念融入、生態化技術研究和生態化改造及后期管理與控制等的重要探索。較多學者對陸地生態化的內涵及生態化水平評價指標構建進行了研究。陳美球等[9]認為生態化是一個動態過程,表現為系統生態緩沖能力的持續保持,同時提出構建原則應遵循針對性、代表性和客觀性、可觀測性、靈敏性和易操作性等的原則。顧薇等[10]對生態建設效果后評價進行了研究,綜合經濟、社會和生態環境影響方面的評價,采用層次分析法確定各因素的權重,并用模糊綜合分析法進行評價,最后通過問卷調查,得到各因素的權重。

從國內外研究現狀來看,對于海岸帶開發利用的研究較多,但大部分關注于純粹的圍填海工程對海域的影響,對圍填海生態化建設水平的研究相對較少,而對于圍填海生態建設水平評估的研究目前尚屬空白。本研究在分析圍填海工程生態建設的主要技術要求基礎上,系統梳理主要的監測評估因子,構建生態建設評估指標,摸索建立一種或多種科學合理的、適合圍填海工程生態建設的評估方法,為圍填海工程生態建設驗收提供可參考指標。

1 圍填海工程生態化水平評估指標篩選

以遵循生態學原理為原則,借鑒國內外陸地生態化評估指標體系,分析《圍填海工程生態建設技術指南》(試行)中六大類指標的作用機制,采用層次分析法和德爾菲專家調查法,構建科學的圍填海工程生態化評價指標體系見表1。

表1 圍填海工程生態化建設評估體系

圍填海工程生態化建設評估體系分為3個層次:①目標層,即圍填海工程生態化建設水平;②一級指標層,參照《圍填海工程生態建設技術指南(試行)》中的生態化技術要求,將評價要素分為6個方面,分別是生態化平面設計、公眾親海空間、生態化海堤、生態化岸灘、污水排放與控制和長期監測與評估;③二級指標層,指根據每個技術評價要素篩選出的具體指標,也是本研究的生態化評估因子。通過明確該指標體系的層次分級,在一級指標層的基礎上進一步在指標庫中選擇二級指標層,分析各指標的可操作性和可度量性。通過評價指標的初步選取、專家調查表的設計、專家咨詢、統計專家咨詢數據、反饋數據和可信度分析,篩選二級指標,構建圍填海工程生態建設評估指標。

生態化平面設計要素,主要從避免對海洋生態系統的破壞角度出發,對圍填海工程選址要求:遠離生態敏感區;盡量離岸填海;減少對自然岸線的占用;盡量延長形成岸線的長度;在滿足項目用地指標的需求下,進行填成區生態空間的設計。包括岸線占用率、離岸填海面積比例、岸線利用率、人工岸線增長率、海洋生態空間占比5個二級指標。公眾親海空間要素,主要從制約公眾親海空間的圍填海強度,新增提供親水空間的人工岸線長度,適宜公眾親水岸線系數,以及是否留有供公眾出入親海空間的通道等方面設置指標,包括圍填海強度指數、圍填海親海岸線指數、適宜親水岸線系數和親海空間進出通道4個指標。生態化海堤要素,主要從促進人工岸線生態化,盡量恢復受損岸線生態功能角度出發,設置海堤生態化結構或生態材料指數、海堤植被覆蓋率和生態化岸段比例3個指標。生態化岸灘要素,主要從恢復濕地生態功能角度出發,采取保灘促淤、植被種植、沙灘保育、生物恢復等措施,進一步提升海岸自然生態功能,設置海岸濕地占比、護岸指數、濕地植被覆蓋率3個指標。污水排放與控制要素,主要從控制源頭污染角度考慮所設置的是否新增排污口指標,以及末端處理角度設置的污水循環利用率兩個指標。長期監測與評估要素,要求制訂監測方案,用于效果評估;鼓勵排污口設置自動監測設施,同時選取可以代表圍填海工程實施后水文動力條件和漁業資源損失程度的兩個指標。

2 圍填海工程生態化水平評估指標體系構建

根據層次分析法初步建立的評估指標體系,設計圍填海工程生態化水平評估權重打分表,在第一輪調查表詳細介紹研究內容的背景及評價指標體系相關資料后,專家進行調查表評價打分。回收后,將專家意見稍加歸納、處理再反饋給專家,進一步評價打分。如此反饋多次,最后將專家打分后的數據進行處理。

2.1 加權算數平均數與相對權重計算

將所有專家對評估指標的打分值列出,專家權威程度評分見表2至表4,計算公式為:

式中:C i為i指標的加權平均值;C ij為專家j對i指標的評分值;CR為專家權威程度;m為專家人數。

表2 專家學術水平權重

表3 專家對指標的判定依據的量化

表4 專家熟悉程度量化

專家權威程度為專家學術水平權重、專家指標判斷依據和熟悉程度的平均值。共獲取32份有效表。專家權威程度大于0.60即可接受。經篩選,有22人符合條件。通過統計6個評價要素和21個評估因子的加權算術平均值,以1為權重總和,計算各指標的相對權重(表1)。

2.2 相對權重分析

根據打分統計分析,大部分專家認為生態化平面設計、生態化海堤和生態化岸灘是圍填海工程生態化關鍵因素,三者權重的加和占60%～80%,其中,專家權威程度在0.7以上的專家對上述三者的權重加和占70%以上。可見,大部分權威專家認為圍填海工程生態化的主要考慮因素集中在圍填海的平面設計、新建海堤的生態化和海堤堤腳潮灘的生態化建設。對于圍填海工程來說,圍填海的平面設計應盡量少占用岸線,鼓勵離岸填海方式。專家權威程度在0.7以上的專家,對公眾親海空間的打分權重均為0.1,認為該類指標并不是生態化建設的主要評價因素。有兩位專家權威程度比較高的專家認為長期監測與評估這個評價要素在圍填海工程生態化建設水平評估中是次要考慮因子,在6個一級評價因素中的權重值打分為5%。

對于生態化平面設計指標,大部分權威程度比較高的專家認為岸線占用率、岸線利用率和海洋生態空間占比比較重要,加和權重值占到75%～80%。對于公眾親海空間指標,大部分專家認為適宜親水岸線系數在4個指標中權重最大,占到40%。而生態化結構或生態材料指數和海堤植被覆蓋率兩個指標是指征生態化海堤的重要指標,權重值為80%。對于生態化岸灘指標,大部分專家對海岸濕地占比、護岸指數和濕地植被覆蓋率3個指標的權重匹配比較一致。對污水排放與控制指標,大部分專家認為污水循環利用率指標權重更大,權重值為60%～70%。對于長期監測與評估指標,大部分專家對制訂監測方案、排污口設置自動監測實施、平均流速變化率和漁業生物損失率4個指標的權重匹配無明顯側重。

圍填海工程生態化建設水平評估的一級指標中,相對權重較大的指標為生態化平面設計、生態化海堤和生態化岸灘,其二級指標相對權重分析見表1。

2.3 評估方法

計算采用分段量化取值的方法,對相對權重進行賦分(表1)。

針對具體圍填海工程生態化建設程度評估時,一般認為:總分值在0.6以上,視為合格;0.6～0.7,生態化建設水平為中;0.7～0.9,生態化建設水平為較高;0.9以上為優。

3 圍填海工程生態化水平評估指標可信度分析

為檢驗專家打分評價的一致性程度,采用肯德爾和諧系數對其進行顯著性檢驗。對一級指標和二級指標的變異系數進行計算分析。肯德爾和諧系數是測量打分者可信度的一種檢驗方法,當評估指標超過8個時,將肯德爾和諧系數W進行卡方值轉換,再進行檢驗。

計算公式:

式中:W為肯德爾和諧系數;k為專家總人數;n為調查表中評估指標總個數;R i為第i個指標的評分。

為驗證專家打分評價的一致性程度,對其進行顯著性檢驗。因肯德爾和諧系數有一定的適用范圍,計算時取前20位專家的打分結果進行驗證。經計算,一級指標的肯德爾和諧系數為0.32,二級指標的肯德爾和諧系數見表5。

表5 圍填海工程生態化建設各指標肯德爾和諧系數

由表5可以看出,所有計算的一級指標和二級指標的肯德爾和諧系數均小于1,表明本研究專家打分結果有較大的一致性,可信度較高。

為進一步分析專家打分的一致性程度,進行顯著性判斷。當評分者人數(k)在3～20人,評價指標在3～7個時,可查《肯德爾和諧系數(W)顯著性臨界值表》,檢驗W是否達到顯著性水平。若實際計算的S值大于k、N相同的表內臨界值,則W達到顯著水平。通過對比可知,生態化海堤和長期跟蹤監測兩個指標的S值小于《肯德爾和諧系數顯著性臨界值表》。

4 結語

圍填海工程生態化建設是最大程度減輕圍填海工程對海洋生態系統破壞,最大程度恢復受損海岸帶生態系統的重要路徑。本研究遵循生態系統避讓、減緩、保護的原則和思路,對《圍填海工程生態建設技術指南(試行)》的生態化平面設計、公眾親海空間、生態化海堤、生態化岸灘、污水排放與控制、長期監測與評估等6個方面的生態化建設要素進行評估,首次搭建了圍填海工程生態化建設的評估指標體系,并通過專家打分法和層次分析法計算出一級指標(6個評價因素)和二級指標(21個評價因子)的權重分值。生態化平面設計、生態化海堤和生態化岸灘是評估圍填海工程生態化水平的關鍵指標,體現圍填海生態建設水平。為提高圍填海工程生態建設水平,對于科學指導圍填海工程重點從填海平面設計、海堤生態化和堤腳生態化建設三方面開展具有一定指導意義。但對大部分二級指標的量值分布尚需進一步深入研究。