围填海生态环境效应评价方法研究

刘述锡，马玉艳，卞正和

（国家海洋环境监测中心 辽宁 大连 116023）

围填海生态环境效应评价方法研究

刘述锡，马玉艳，卞正和

（国家海洋环境监测中心 辽宁 大连 116023）

分析了围填海对海洋生态系统的影响，构建了包括生物效应、生态系统功能效应和环境效应三方面的围填海生态环境效应评价指标体系，初步提出了各指标评价标准的确定方法；建立了层次分析法与赋值综合评价法相结合的围填海生态环境效应综合评价模型，为客观评价围填海生态环境效应提供科学依据。应用该方法实例评价大连市庄河海域围填海生态环境效应，结果表明该海域围填海造成生态环境效应影响严重，应该严格控制该海域围填海工程。

围填海；生态环境效应；指标体系；评价方法；庄河海域

围填海系围海和填海两类人为活动的统称。其中围海指“在海域修建海上人工构造物围割部分海域，严重改变海域自然属性的行为”，而填海是指“以固体物质覆盖原有海域，完全改变海域自然属性的行为”。在当前社会经济发展阶段，围填海一定程度解决了沿海地区缓解土地供求矛盾、扩大了社会生存和发展空间。但是围填海在带来巨大的社会和经济效益的同时也对海洋生态系统造成一系列的负面影响。例如，改变海域水动力条件，造成了港口海湾淤积；加速沿海滩涂湿地生态系统功能退化；导致生物栖息地丧失，生物多样性降低；造成海水水质恶化等，给海洋生态系统带来严重的影响。近些年来，围填海工程带来的海洋生态环境问题已引起人们的关注，不少学者从不同方面分析和探讨了围填海工程对近海生态环境所产生的负效应[1-15]。然而从整体上构建围填海生态环境效应评价指标体系并进行综合评价的研究目前尚比较缺乏。本文旨在建立围填海生态环境效应评价指标体系及评价方法，客观评价围填海工程造成的生态与环境效应，为科学管理和控制围填海活动提供科学依据。

1 围填海对海洋生态环境的影响分析

综合众多学者的研究成果[1-15]，围填海主要对海洋生物、海洋生态系统功能及海洋环境造成直接的影响。

1.1 围填海对海洋生物的影响

围填海占用的海域，其底质环境完全被破坏，绝大部分底栖生物被掩埋、覆盖而死亡，对潮间带和底栖生物群落的破坏是不可逆转的。围填海工程建设期使海水中悬浮物增加，海水透明度下降，不利于浮游植物的光合作用，抑制浮游植物的细胞分裂和生长，降低单位水体内浮游植物的数量。同时悬浮颗粒会黏附在浮游动物体表面或者适当粒径的悬浮颗粒被虑食性生物摄食，干扰其正常生理功能。

1.2 围填海对海洋生态系统功能的影响

围填海占用的海域，降低了浮游植物的数量，导致该水域内初级生产力水平下降；同时降低滩涂湿地物质生产功能；改变了湿地的自然属性，导致其提供气候调节、水文调节、防灾减灾、污染物净化及提供生物栖息地等功能丧失，对滩涂湿地生态系统造成了不可逆转的破坏。

1.3 围填海对海洋环境的影响

围填海工程对海洋环境的影响主要表现在由于围填海后使得海洋潮差变小，潮汐的冲涮能力降低，港湾内纳潮量减少，湾内水交换能力变差，使得近岸海域水环境容量下降，削弱了海水净化纳污能力，加剧海水富营养化风险，增加大规模赤潮事件发生概率。

2 围填海生态环境效应评价指标体系

从上文分析中可知，围填海生态环境效应主要体现在对海洋生物、海洋生态系统功能和海洋环境的影响三个方面，因此本文从这三方面构建了包括目标层、准则层、因素层和指标层四个层次在内的围填海生态环境效应评价指标体系框架（图1）。目标层为围填海生态环境效应评价综合指数，反映了围填海对海洋生态环境的影响，准则层是对目标层的进一步说明，包括海洋生物、生态系统功能和海洋环境三方面。因素层是连接准则层和指标层的桥梁，是对目标层含义和范围的进一步明确化和清晰化，围填海对海洋生物的影响主要体现在浮游植物、浮游动物及底栖生物群落上；对生态系统功能的影响主要体现在生态功能和服务功能两方面；对海洋环境的影响主要体现在水环境和沉积环境质量。指标层是指定义清晰，可通过直接的计算或从统计资料中获得的指标变量，是构成围填海生态环境效应综合评价指标体系的最基本的元素。

图 1 围填海生态环境效应综合评价指标体系框架图Fig. 1 Frame of indicator system about integrated assessment of eco-environmental effects of sea reclamation

围填海对海洋环境的影响主要体现在水环境质量和沉积环境质量两方面。水环境评价指标主要选取COD、无机氮、活性磷酸盐和石油类4个指标；沉积环境评价指标主要选取硫化物指标（表1）。

表 1 围填海生态环境效应评价指标体系Tab. 1 Assessment indicator system of the eco-environmental effects of sea reclamation

3 围填海生态环境效应评价等级和标准

3.1 评价等级

由于国内目前围填海生态环境效应评价还处于起步阶段，因此采用三级评价等级能够较好的满足评价需求。等级一，围填海生态环境效应影响轻微，可以适当进行围填海工程；等级二，围填海生态环境效应影响较大，应当慎重进行围填海工程；等级三，围填海生态环境效应影响严重，应当严格控制围填海工程。

3.2 评价标准

围填海生态环境效应评价标准的确定直接影响评价结果的真实性，目前学术界尚没有统一认可的评价标准，本文确定各指标的评价标准主要采用以下方法：（1）国家、行业和地方规范；海洋水环境和沉积物指标阈值范围参照国家《海水水质标准》（GB3097-1997）和《海洋沉积物质量》（GB18668- 2002）来确定，同时相应调整为三个等级。（2）历史数据分析；海洋生物密度、生物量及浮游植物初级生产力等指标可通过对历史数据进行分析，以近 10年历史数据的平均值作为评价的基准值，参考《近岸生态健康评价指南》（HY/T 087-2005）确定各指标的阈值范围。（3）国内外相关科学研究成果；生物多样性指数评价标准的确定借鉴了生物多样性指数污染程度评价标准研究成果[18]。

4 围填海生态环境效应评价方法

4.1 指标权重的确定

本文采用层次分析法（Analytical Hierarchy Process，AHP）确定评价指标的权重。围填海生态环境效应评价指标体系是一个多因素、多层次的结构体系，而层次分析法主要用于求解递阶层次结构问题，是多指标综合评价的一种定量方法，能把定性因素定量化，将人的主观判断用于数学表达处理，并能在一定程度上检验和减少主观的影响，使评价更趋科学化[19]。

通过专家咨询，确定各层指标相对于上层指标的重要程度，按照层次分析法1 ～ 9标度（表2）给出了重要度标度，即为括号内的数值。

B层评价指标：海洋生物 B1(4)＞海洋环境B3(2)＞生态系统功能B2(1)。

表 2 两两比较量化标度判据Tab. 2 One to one judgment basis of scalar quantity

C层评价指标：海洋生物B1底栖生物C3(4)＞浮游植物C1=浮游动物C2(1)；海洋环境B3：水环境C5(5)＞沉积环境C6(1)。

D层指标：浮游植物C1：细胞数量D1=多样性指数D2；浮游动物C2：密度D3=多样性指数D4；底栖生物C3：生物量D5=多样性指数D6；水环境C5：COD D8=无机氮 D9=活性磷酸盐 D10(5)＞石油类D11(1)。

各层次指标权重计算结果见表3。

表 3 各层次评价指标权重Tab. 3 Weight of indicators in each hierarchy indicators

4.2 评价方法

本文采用赋值综合评价法对围填海生态环境效应进行评价。首先根据评价标准对每个评价指标进行赋分，若评价指标值处于围填海对海洋生态系统的影响轻微等级，即赋予满分100分；处于影响较严重等级赋予70分；处于影响严重等级赋予40分；然后分别根据式（1）计算围填海生态环境效应综合评价指数。

围填海生态环境效应综合评价指数：

式中：Erecl——围填海生态环境效应综合评价指数；Ei为各评价指标的得分值；WiE为各指标的组合权重值；n为评价指标的数目。

其中，Erecl范围为40～100。当Erecl≥75时，表明围填海生态环境效应影响轻微，可以适当进行围填海工程；当55≤Erecl＜75时，表明围填海生态环境效应影响较大，应当慎重进行围填海工程；当40≤Erecl＜55时，表明围填海生态环境效应影响严重，应当严格控制围填海工程。

5 实例研究

根据2009年5月大连市庄河海域现场调查结果和 3.2围填海生态环境效应评价标准的确定方法，得出大连市庄河海域围填海生态环境效应各指标的评价标准（表4）。按照层次分析法确定各评价指标的权重值，采用赋值综合评价法（式 1）计算大连市庄河海域围填海生态环境效应综合评价指数，评价结果见表5。

表 4 大连市庄河海域围填海生态环境效应评价各指标评价标准Tab. 4 Assessment standards of the eco-environmental effects of sea reclamation in the Zhuanghe Estuary，Dalian

评价结果表明，大连市庄河海域围填海造成生态环境效应影响严重，应当严格控制在该海域进行围填海工程。从调查数据分析可知，该海域浮游植物细胞数量、浮游动物密度和底栖生物量分别为175.1×104个·m-3，19.91×103个·m-3，254.8 g·m-2，表明该海域海洋生物量丰富；初级生产力为 577.14 mgc·m-2·d-1，表明该海域生态系统功能正常发挥；无机氮和活性磷酸盐平均值为 180.72 µg·L-1和18.87 µg·L-1，分别均符合第一类和第二类海水水质标准的要求，表明该海域海洋环境质量良好，适宜水产养殖。事实上，庄河海域受庄河和鸭绿江两条河流影响，浮游生物丰富，盛产双壳贝类和底栖甲壳动物，该海域也是国家渔业保护基地。由此可知，上述评价结果与大连市庄河海域实际情况相符，验证了上述评价模型的适用性及合理性。

表 5 大连市庄河海域围填海生态环境效应评价结果Tab. 5 Assessment results of the eco-environmental effects of sea reclamation in the Zhuanghe Estuary, Dalian

6 结 语

我国目前已经进入第四次围填海浪潮，围填海带来的经济效益和生态环境损害都很显著。如何科学评价围填海造成生态环境效应，是国家科学管理围填海活动的重要依据。本文旨在探讨围填海生态环境效应评价方法，提出可操作的评价指标体系、评价等级、评价指标标准和评价方法，为国家海洋管理提供科学依据。

致 谢：感谢公益行业（农业）科研专项“贝类养殖水域污染物监测与水质调控技术研究（nyhyzx07—047）”提供庄河海域的现场调查数据。

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Study on assessment method of the eco-environmental effects of sea reclamation

LIU Shu-xi, MA Yu-yan，BIAN Zheng-he

(National Marine Environmental Monitoring Center, Dalian 116023, China)

By analyzing the sea reclamation and its impact on marine ecosystem, the indicator system that included the effects of biology, ecosystem function and the marine environment was set up. The standard ranges of indicators were given by analyzing the standards and the correlated studies both at home and abroad. The weight of indicators was given by the Analytic Hierarchy Process (AHP), and the comprehensive assessment of the eco-environmental effects of sea reclamation was made by using the integrated evaluation method. The case study of assessment of the eco-environmental effects of sea reclamation was carried out in the Zhuanghe Estuary，Dalian. The results showed that the eco-environmental effects of sea reclamation in the Zhuanghe Estuary were very serious, so the reclamation engineering should be strictly controlled. This will provide scientific basis for the objective assessment of the eco-environmental effects of sea reclamation.

sea reclamation; eco-environmental effects; indicators system; assessment method; the Zhuanghe Estuary

X820.3

A

1001-6932(2010)06-0707-05

2009-11-02；收修改稿日期：2010-04-26

国家海洋公益性项目—典型围填海综合评估体系与应用示范研究（200705015）

刘述锡 (1971－ )，男，副研究员，在职博士生，主要从事海洋生态环境和海洋微藻研究。电子邮箱：sxliu@nmemc.gov.cn。