辽宁省海域自然资源评价与空间分析

闫吉顺,黄杰,王鹏,林霞,赵博

(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)

辽宁省海域自然资源评价与空间分析

闫吉顺1,2,黄杰1,2,王鹏1,2,林霞1,2,赵博1,2

(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)

文章根据海域自然资源属性和分布特征，采用层次分析法和ArcGIS空间分析工具相结合的评价方法，通过构建海域自然资源评价指标体系和评价调和模型，对包括底质资源、水质资源、生物资源、水深资源、海域空间资源、岸线资源、能源资源、旅游资源以及重要滨海湿地和河口资源共9类在内的辽宁省海域自然资源进行评价。研究表明，在应用海域自然资源评价调和模型时，评价指标体系的建立须考虑地理空间上的连续性，并保持评价指标在评价单元内的独立性；调和系数应充分考虑人类活动对海域自然资源的干扰。

海域资源；资源评价；层次分析法；调和模型

1 引言

海域自然资源是指与海水水体以及海底和海面本身有直接关系的物质和能量，其丰度和分布情况在很大程度上决定海洋的开发和利用。对海域自然资源进行评价并明确各区域优劣势，可为科学开发利用海洋、避免破坏海洋生态环境和实现可持续发展提供依据。

目前国内外的相关研究多基于线性或非线性评价方法，对某一海域的资源环境承载力进行综合评价[1-4]。刘蕊[5]研究海洋资源承载力评价指标体系和评价方法，薄文广等[6]对天津市海洋资源承载力进行定量分析，张本[7]从海南省海域的自然资源、自然环境、区位条件和经济状况等角度进行评价研究，刘亮等[8]利用层次分析法对无居民海岛及其周边海域进行自然资源评价，Grigalunas等[9]进行海岸和海洋环境自然资源损害评估模型研究。在以上研究成果中，海域的自然属性多作为评价指标体系的一部分，通过采用层次分析法等进行定量分析，主观性较强。本研究基于海域自然资源属性和空间分布特征，构建评价指标体系和调和模型，利用层次分析法和ArcGIS空间分析工具，对具体海域进行海域自然资源评价与空间分析。

选择辽宁省海域作为评价分析对象。该海域自然资源属性特征具有一般性，且各类自然资源又具有代表性；不仅具有生物资源、底质资源、重要滨海湿地和河口资源、旅游资源、能源资源等典型海域自然资源，而且具有各级别海洋自然保护区、海洋特别保护区、海洋地质公园和海湾等重要地质和海洋保护区。

2 辽宁省海域自然资源概况

辽宁省管辖海域总面积为41 312 km2，横跨黄海和渤海，其中渤海为内陆海域、北黄海为半封闭海域。大陆海岸线长约2 110 km，东起鸭绿江口，西止辽冀海岸分界点；辽东半岛南部基岩海岸广布，岸线曲折，海湾众多，水深港阔，岛礁林立，为港口建设和发展旅游业、海水增养殖业等提供优越的空间条件；黄海北部东段和辽东湾顶部淤泥质海岸滩涂连片集中，河口湿地资源丰富，水浅滩缓，是发展海水增养殖业、芦苇和水稻种植业的绝佳场所；辽东湾东西二侧以砂砾质海岸为主，岬湾和港址资源众多，岸堤沙滩平缓，质地优良，水质清澈，深度适中，不仅是砂矿的密集区，而且适宜发展滨海旅游业。

辽宁省有有居民海岛44个，其中长山群岛的长海县是我国唯一的海岛边境县。沿海有30余条较大河流分别注入黄海和渤海，是各种海洋生物繁殖和生长的良好场所，分布有多类海洋生物的产卵场、索饵场和越冬场。沿海区域有风能、潮汐能、波浪能、海砂、石油、天然气和盐田等多种自然资源且储量丰富。

3 评价指标体系和评价方法

3.1 评价范围和评价单元

本研究的评价范围为辽宁省海域。根据调查站位的数量和分布情况，确定评价单元为1.5 km网格(图1)。

图1 评价单元网格分布

3.2 评价方法和评价模型

3.2.1 评价方法

层次分析法是将与决策有关的元素分解成目标、准则和方案等层次，在此基础上进行定性和定量分析的决策方法，具有系统、灵活和简洁的优点[10]。

ArcGIS的空间分析功能比较强大，提供叠加分析、缓冲区分析、数字地面模型分析、地统计分析和踪迹分析等空间分析功能[11]。

依据海域自然资源属性和实际调查站位的空间分布特征，本研究采用层次分析法和ArcGIS空间分析工具相结合的评价方法，将评价指标进行定量和定级，在评价范围内对海域自然资源进行评价分析。

3.2.2 评价模型

海域自然资源的空间分布具有独立性和连续性特征，其中独立性表现为各类自然资源在评价单元内相互独立，连续性则表现为各类自然资源在地理空间分布上相互联系。因此，建立评价模型须考虑各评价指标之间的独立性和连续性，确保在评价单元内实现各评价指标的耦合性叠加，其科学性直接影响评价结果。

本研究采用海域自然资源评价调和模型(AMNR)，即在充分考虑人类活动干扰的前提下，分析海域自然资源丰度，公式为：

(1)

式中：F为海域自然资源丰度的评价结果；A为调和系数指标；fij为评价指标赋值；Wi为对应评价指标权重。

3.3 评价指标体系

评价指标的选取遵循科学性、可操作性和动态完善的原则[12]。确定指标评级的依据为资源的重要程度、资源的消耗程度和资源的恢复能力。

海域自然资源评价指标包括底质资源、水质资源、生物资源、水深资源、海域空间资源、岸线资源、能源资源、旅游资源以及重要滨海湿地和河口资源共9类。其中，底质资源指标权重为0.08，采用渤海和黄海共计3 083个沉积物调查站位的调查结果，按照资源丰度分级；水质资源指标权重为0.08，依据辽宁省海洋环境质量公报的调查结果，按照一类水质、二类水质、三类水质、四类水质和劣四类水质分级；生物资源指标权重为0.13，按照浮游生物的产卵场、索饵场和洄游线的分布情况分级；水深资源指标权重为0.08，采用渤海和黄海共计512个调查站位的调查结果和辽宁省滩涂数据，按照滩涂0～5 m、5～10 m、10～20 m、20～30 m、30～40 m、40～50 m和大于50 m分级；海域空间资源指标权重为0.19，依据海域使用权属数据按照不同用海方式分级，同时依据各级海洋自然保护区、海洋公园和海洋特别保护区数据按照保护级别分级；岸线资源指标权重为0.23，依据岸线使用现状，采用可利用岸线比重公式，按照县级行政单元分级；能源资源指标权重为0.03，通过调查资料和辽宁省海洋功能区划中矿产与能源区的分布情况，按照县级行政单元分级；旅游资源指标权重为0.15，依据海洋地质公园、重要滨海旅游度假区、自然景观、历史文化遗址和海水浴场等数据，结合水深资源分级；重要滨海湿地和河口资源指标权重为0.03，依据重要湿地和河口数据，按照县级行政单元分级。

此外，调和系数评价指标为排污口达标率，依据辽宁省海洋环境质量公报，结合全省47个调查站位数据，将各地陆源排污口达标率作为调整系数，并按影响范围计算。

采用德尔菲法对评价指标打分，按照资源丰度的优劣，依次以5、4、3、2、1赋值，分别表示资源丰度高、资源丰度较高、资源丰度中、资源丰度较低和资源丰度低。

4 评价结果

辽宁省海域自然资源中，底质资源、生物资源和旅游资源丰度较高，在渤海和黄海均有分布。水质从近海至外海呈由低到高趋势。水深较浅，主要为0～50 m水深海域(含滩涂)，水深大于60 m的海域面积较小，主要分布在长海县海域至东港市外海域。海域空间资源和岸线资源较为紧缺。能源资源以及重要滨海湿地和河口资源分布不均，其中石油和天然气资源主要分布在辽东湾海域，核能资源主要分布在兴城市和瓦房店市海域，风能资源主要分布在庄河海域，重要湿地主要是双台子河口湿地和鸭绿江河口湿地。

通过多指标的空间数据叠加，发现资源评价结果值的分布区间为0.13～4.43。根据分析结果的数据分布特性，采用阈值边界为1.4、2.5、3.6和4.5进行分区，即F<1.4、1.4≤F<2.5、2.5≤F<3.6和3.6≤F<4.5，分别对应资源丰度低、资源丰度较低、资源丰度中和资源丰度较高4个区，不存在资源丰度高区域；评价结果显示，值域从近岸至远海呈从小到大分布。

辽宁省海域自然资源丰度较高的海域面积最大，占海域总面积的48%，主要分布在外海海域。近岸海域自然资源消耗较大，资源恢复能力较差。近岸污染物入海排放总量大，对海洋自然环境影响较大。高密度和高强度开发集中于近岸10 m等深线以浅海域，导致海域空间资源不足，深远海将是未来发展的重要空间。岸线可利用比重较低，可利用岸线主要为自然岸线，岸线资源短缺。

5 结语

本研究对海域自然资源评价进行探索，以辽宁省海域为例检验其实用性，在其他海域进行评价时可根据实际情况调整评价指标体系。需要强调的是，在应用海域自然资源评价调和模型(AMNR)时，评价指标体系的建立须考虑地理空间上的连续性，并保持评价指标在评价单元内的独立性；调和系数应充分考虑人类活动对海域自然资源的干扰。

因数据获取具有一定难度，本研究仍存在不足之处。此外，调和系数为综合指数，即应构建指标体系和模型，通过模型推算，在评价海域进行分配赋值和应用，使评价结果更为客观；而调和系数模型较为复杂，需多学科支持，值得开展进一步研究。

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MarineNaturalResourcesEvaluationBasedonGISandSpatialAnalysis:TakingSeaAreaofLiaoningProvinceAsanExample

YAN Jishun1，2，HUANG Jie1，2，WANG Peng1，2，LIN Xia1，2，ZHAO Bo1，2

(1.National Marine Environmental Monitoring Center，Dalian 116023，China；2.Key Laboratory of Sea-Area Management Technology，SOA，Dalian 116023，China)

This paper,based on the attribute of natural resources and its distribution characteristics,by using the way of evaluation which AHP and the tool of spatial analysis on ArcGIS，by constructing the evaluation index system and a marine natural resources evaluation harmonic model,using a total of 9 indexes including sediment resources,water quality resources,biological resources,water depth resources,sea space resources,coastal resources,energy resources,tourism resources and important coastal wetlands and estuaries,evaluated the water natural resources in Liaoning Province.The research results showed that when applying marine natural resources appraisal harmonic model,the establishment of evaluation index system must be considered on the basis of geographical spatial continuity characteristics,and can keep the independence of the index in the evaluation cells.Harmonic coefficient should fully take into consideration the disturbance of human life to the sea area natural resources.

Marine natural resources，Resources evaluation，AHP，Harmonic model

2017-01-23；

：2017-07-25

国家自然基金项目“我国围填海区的成长机制和发展潜力研究”(41371131).

闫吉顺，硕士研究生，研究方向为空间经济发展和环境保护

P74

：A

：1005-9857(2017)08-0079-04