基于GIS的辽宁省围填海适宜性评价＊

林霞，王鹏，贾凯，康婧

（1．国家海洋环境监测中心 大连 116023；2．国家海洋局海域管理技术重点实验室 大连 116023）

1 引言

近年愈来愈多的大型工业化项目向沿海地区拓展，在为海洋经济蓬勃发展注入活力的同时，也使近岸海域的生态环境承受了巨大的压力，因此填海造地发展经济带来的海洋生态环境影响也日益得到关注。早期的围填海评价仅局限于单个围填海工程个别因素的影响，如龚文平［1］、孙连成［2］等人通过工程建设对周边海域水动力、泥沙淤积的影响评价工程建设的可行性。随后一些研究者提出仅对单个围填海工程进行评价存在着某些缺陷，张珞平［3］指出虽然单个填海工程对港湾纳潮量和流场影响不大，但累积效应却比较明显，而累积的长期效应更是非常可观。吴瑞贞等［4］亦认为单个工程填海面积较小，而周边具有类似生态环境的海域面积则大得多，因此其侵占或破坏相对较小，对生态环境的影响评价结果也总是影响较小，但多个项目的累积效应却十分惊人。更多的研究者在对围填海进行环境影响评价时，均选择了以大面积填海造地区域作为研究对象［5－9］。虽然刘修德等［10］初步探讨了海湾围填海规划方案实施对海湾海洋资源、水动力、环境容量、海洋生态及社会经济等方面的综合影响，但却未将规划与评价很好地结合形成完整的围填海规划评价体系。

如何通过对一定空间范围内自然、资源、环境及人为条件的调查与分析，筛选建立特定用海类型适宜性评价的指标体系，可为区域海域使用布局提供重要依据。本文以保障“辽宁沿海经济带”建设用海与海洋生态环境保护相协调为主线，坚持产业发展与生态建设并举，选取主要评价指标和限制指标，对辽宁省海洋功能区划范围内海域围填海进行适宜性评价，对全面提升辽宁省围填海科学与规范管理具有重要的现实意义，有助于辽宁省社会经济与生态环境的协调发展。

2 评价方法及数据处理

基于GIS的适宜性评价方法有叠加分析法、多指标决策模型法、人工智能法。其中最常用的是叠加分析中的因子加权评分法和多指标决策模型法中的层次分析法。因子加权评分法克服了直接叠加法中等权相加的缺点，将图形格网化、等级化、数量化，适宜计算机应用。

2．1 评价指标体系及模型的建立

2．1．1 主要用海类型适宜性评价指标

咨询专家、参考文献确定影响主要用海类型的相关要素；结合收集的数据情况，确定主要用海类型适宜性评价指标体系；指标体系权重采用德尔菲法确定（表1）。

表1 评价指标体系及权重

2．1．2 评价模型

采用线性加权法构建各种适宜性评价指数，计算公式为

式中：M为用海适宜性（或有关指数）；Wi为指标层各指标对于目标层的权重，即各指标图层的权重，且∑Wi＝1；Ui为指标层各指标值，即指标图层；C为限制性因子，取值为0或1。

用海适宜性综合评价采用基于栅格计算的加权叠加法，将各指数图层加权叠加，可得主要用海适宜性空间分布图。

2．1．3 指标量化及标准化方法

影响适宜性的指标因素主要为数值型。数值型指标主要包括距离分析、空间插值和邻域分析获得的连续型数据，如岸线距离、居民点距离道路距离、水深等。

评价采用极值换算法对各种数值型指标进行标准化，根据指标与适宜性的关系，有3种情况：

（1）正向型换算，用于指标与海域适宜性成正比的情况，以100为满分，各指标计算公式为

（2）逆向型换算，用于指标与海域适宜性成反比的情况，以100为满分，各指标计算公式为

（3）适度型换算，用于因素指标有一定的适度值，在适度值之上，海域质量最优，大于或小于此适度值，海域质量均由优向劣方向发展。以100为满分，各指标的计算公式为

式中：x为某数值因素实际值；xmax为某数值因素在所有评估单元中的最大值；xmin为某数值因素在所有评估单元中的最小值；x优为某数值因素最优值。

对于限制性因素，评价建立限制区域栅格值为0，其他区域栅格值为1的掩模，与评价结果进行乘积运算以排除限制区域。

2．1．4 围填海评价指数

区位指数：

P＝f（distance to 居民点（1…i级），distance to各级道路）

成本指数：

C＝f（distance to岸线，水深）

限制因素：海洋保护区、河口区、天然岸线、重要旅游资源。

2．2 数据源及预处理方法

2．2．1 数据源

各类数字化专题图件及本次区划收集的相关资料是本次研究的主要数据源，主要包括：海域等深线、水深点分布图（1∶10万）；海域使用现状空间分布图（1∶10万，2007年）；沿海道路、居民点空间分布图（2009年，1∶5万）；沿海经济带规划重点区域空间分布（2009年，1∶5万）；沿海保护区、河口区、天然岸线、重要旅游资源空间分布图（2009年，1∶50万）。

2．2．2 数据处理方法

统一坐标系：通过定义投影和投影转换，将所有的空间数据均统一为Albers 投影，采用WGS－1984数据集，中央经线105°E，双标纬分别为25°N、41°N，其他参数为0。

主要处理方法：空间插值、距离分析等。数据处理：使用ArcGIS 9软件进行。空间分析：采用栅格数据格式。数据处理要求：结合研究区域规模和数据精度，确定空间分析的栅格分辨率为100m×100m，即将辽宁省海域空间离散为100m×100m栅格空间。主要数据处理方法及处理结果见表2。

表2 数据处理方法及结果

3 评价结果

按上述方法与数据处理要求，对评价区域内围填海的成本条件、区位条件、限制条件进行标准化，得到围填海开发活动主要评价指数标准化结果。

3．1 成本条件指数标准化结果

辽宁省近岸围填海成本条件指数得分较高，外海得分较低。由于淤泥质岸滩水深较浅，岸滩坡度变化较缓，因而围填海成本条件得分较高，如大连庄河滩涂海域、丹东滩涂海域、辽东湾顶部；基岩海岸水深较深，因而得分较低；砂质海岸得分居中。

3．2 区位条件指数标准化结果

辽宁省围填海区位条件指数得分较高的区域主要集中在经济较为发达的城市沿海，这些区域离居民点较近，交通道路发达，且距离沿海经济带重点支持、重点发展区域较近，如长兴岛近岸海域、普兰店湾湾顶、营口沿海等区域。

3．3 限制条件标准化结果

限制区域不允许进行围填海，包括沿海保护区、河口区、天然岸线、重要旅游资源等，辽宁省海域面积较大的保护区主要有大连斑海豹保护区、丹东鸭绿江湿地保护区、双台子河口保护区。

3．4 评价结果

对成本条件、区位条件、限制条件的标准化结果进行线性加权，将辽宁省海域划分为适宜开发区（100＞评价指数＞90）、一般适宜区（90＞评价指数＞75）、限制开发区（75＞评价指数＞60）、不宜开发区（60＞评价指数＞20）、禁止开发区（20＞评价指数＞0），从而得到辽宁省围填海开发活动适宜性空间分布图和各类区域面积统计表（表3）。

表3 辽宁省各类区域面积分布

4 结论与讨论

（1）围填海适宜性评价结果是海洋功能区划中选划工业与城镇建设区的重要依据。本文选取水深、岸线距离、各级居民点距离、沿海支持区域距离、各级道路距离等为主要评价指标，海洋保护区、河口区、天然岸线、重要旅游资源作为限制指标，对辽宁省海洋功能区划范围内海域围填海进行适宜性评价，评价等级较高的海域确定围填海适宜区。

（2）围填海适宜性评价结果表明，辽宁省围填海适宜开发区面积为701km2，主要分布于沿岸行政中心和沿海经济带重点支持区域周边，为社会经济发展提供给了充足的空间资源。在围填海区域选划时，应尽量选在该区域，其平面布置方式与填海密度，需要根据具体区域和项目合理规划，以确保海域空间的合理使用。部分条件一般的适宜开发区域，总面积3 764km2，大部分位于沿海水深10 m 以浅海域；其他海域因为各种因素制约，建设开发的条件有限。

［1］龚文平，王道儒．海南省临高县调楼乡黄龙港北侧围海工程的自然条件可行性分析［J］．海岸工程，1995，14（3）：37－41．

［2］孙连成．塘沽围海造陆工程对周边泥沙环境影响的研究［J］．水运工程，2003，35（3）：1－5．

［3］张珞平．港湾围垦或填海工程环境影响评价存在的问题探讨［J］．福建环境，1997，14（3）：8－9．

［4］吴瑞贞，蔡伟叙，邱戈冰，等．填海造地开发区环境影响评价问题的探讨［J］．海洋开发与管理，2007，24（5）：62－66．

［5］黄玉凯．福建省围海造地的环境影响分析及对策［J］．中国环境管理，2002（4）：13－14．

［6］陆永军．强潮河口围海工程对水动力环境的影响［J］．海洋工程，2002，20（4）：17－25．

［7］郭伟，朱大奎．深圳围海造地对海洋环境影响的分析［J］．南京大学学报，2005，41（3）：286－296．

［8］倪晋仁，秦华鹏．填海工程对潮间带湿地生境损失的影响评估［J］．环境科学学报，2003，23（3）：345－349．

［9］贾怡然．填海造地对胶州湾环境容量的影响研究［D］．青岛：中国海洋大学，2006．

［10］刘修德，李涛，等．福建省海湾围填海规划环境影响综合评价［M］．北京：科学出版社，2008：1－314．