东山湾水产养殖承载力指标体系的构建与评价

郑惠东

(福建省水产研究所，福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室，福建 厦门 361013)

随着海洋开发力度不断加大，海洋环境和人类生产活动矛盾不断加剧，我国学者开始针对海洋进行了海洋生态环境承载力、海岸带承载力、渔业资源承载力等相关方面研究。如韩立民等[1]指出海域承载力的实质为海洋对人类活动的最大支持程度；杨洋等[2]利用最大持续产量根据统计学方法构建了海洋渔业资源承载力评价模型并评估了承载力状况；霍军[3]对近海渔业资源承载力的概念、内涵及特征进行了阐述；叶孙忠等[4]探讨并优化完善了东山湾渔业资源承载力评价技术指标体系；刘述锡等[5]对长山群岛海域生物资源承载力开展了评价指标体系研究。目前有关水产养殖承载力方面研究较少，主要原因在于未能构建合适的养殖承载力指标体系和评价方法。韩增林等[6]曾借鉴资源承载力的含义，从养活人口角度来评价海洋水产资源承载力，但由于水产品的区域交流频繁，评价区域的水产品并不只是养活本区域的人口，该评价方法无法准确反映区域承载力。因此，构建一个适合水产养殖生产实际和行业发展特点的承载力指标体系和评价方法，是目前开展水产养殖承载力评价亟待解决的科学问题。

福建东山湾地处台湾海峡西侧，湾内总面积275.6 km2，是个半封闭河口海湾[7]。湾内水质优良，是我国东南沿海重要的渔业生产基地。近年来，湾内水产养殖快速发展，促进了地方社会经济的发展，但也一定程度上存在环境质量下降和占用其他海域空间等问题。因此，为更加科学地管理和规划东山湾养殖生产活动，促进渔业绿色发展，对东山湾养殖承载力进行科学评价迫在眉睫。

本文基于海域功能合理开发利用、环境友好和资料易得性等基本原则，结合水产养殖自身行业特点和东山湾养殖现状，构建东山湾养殖承载力指标体系和评价方法，旨在为水产养殖承载力评价提供新的方法和思路，以期为我国海湾及近岸海域水产养殖承载力评价提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 数据来源和处理

所用养殖现状数据来源于各乡镇、县渔业管理相关部门2016年渔业统计基础资料，结合现场调查、GPS定位和遥感影像资料进行调整和处理，获取养殖品种、养殖面积和养殖产量等数据。不同养殖生物的环境影响因子参照《第一次全国污染源普查水产养殖产排污系数手册》[8]各养殖生物产排污系数，并对系数进行标准化处理。

1.2 评价指标体系构建

1.2.1 指标选取和指标赋值

提高渔业产值最直接的途径就是扩大养殖规模。随着东山湾渔业产业的快速发展，其承载的当地海水养殖业产值也越来越高。但是，养殖承载力并不是一个孤立的概念，与其他海洋功能(如港口航运、临海工业、海洋保护、海洋旅游业等)密切相关[1]。从管理上讲，养殖面积必须严格控制在规划范围内。因此，养殖面积是养殖承载力一个很重要的限制指标。评价东山湾养殖压力的指标应依据养殖类别分别分析，东山湾海水养殖类别有鱼、虾类等投饵型养殖生物和藻类、滤食性贝类等非投饵型养殖生物。养殖绿色发展必须调整好养殖结构，合理搭配养殖比例，最大限度降低养殖自身污染。养殖结构是否合理成为制约养殖承载力的一个很重要的环境压力指标。鱼、虾类的健康养殖有赖于良好的水体交换，随着养殖规模的扩大和养殖强度的增加，潮流不通畅导致养殖过程中大量残饵及粪便等养殖自身污染物扩散、沉积[9]，养殖规模过快扩展可能诱发海湾生态系统不稳定[10]，对养殖环境造成不利影响，一定的水体交换能力是保证海水养殖可承载的重要指标。海水养殖业的发展，给当地带来了经济利益，促进当地社会经济发展。但是，如果过多追求经济利益，生态系统遭到破坏，对养殖业的支持下降，对周边的社会经济将产生不利影响。

制约养殖活动的养殖面积、养殖结构、水体交换、社会经济等可能成为影响东山湾养殖承载力的重要初级指标。根据资料易得性和通用性原则[2，10]以及管理需求，结合水产养殖自身行业发展特点，本文从这些初级指标中筛选出养殖面积和养殖结构作为养殖承载力评价的主要指标。

海水养殖业要可持续发展，必须建立在海洋生态系统可持续发展的基础上，开发利用强度不超过环境的可承载能力或环境容量，承载赋值就是水产养殖承载力各评价指标在满足养殖可持续发展状态下的合理数值。在不同自然条件、社会经济发展水平和技术条件下，各个评价指标对养殖可持续发展的重要性是不一样的，权重会发生改变，各指标赋值也会不断变化。通过查阅相关文献资料、征询相关专家和管理部门意见，结合笔者多年从事水产养殖和养殖环境生态学经验，根据水产养殖自身行业特点及东山湾实际情况确定各指标赋值。

1.2.2 评价方法

水产养殖承载力评价表征近岸及港湾水产养殖的承载状况，选取养殖面积、养殖结构等关键指标，赋予阈值参数，计算养殖面积指数、养殖结构指数和养殖综合指数，构建养殖承载力评价指标体系，其中养殖面积指数为关键指标，养殖结构指数为辅助指标。采用综合评价方法，对东山湾水产养殖承载力进行评价。

1)养殖面积指数(YS)

养殖面积指数表征海洋渔业主要养殖对象的实际养殖面积变化情况。养殖面积指数采用单项指数法，由基准年东山湾主要养殖生物的总养殖面积与规划养殖面积进行比较得出。计算方法如下：

(1)

式中，YS为养殖面积指数；Si为海域的第i种养殖生物养殖面积(hm2)；S为规划养殖面积(hm2)。当YS≥1.0时，养殖规模超载，需适度退养；当0.8≤YS<1.0时，养殖规模临界超载，需适当控制养殖规模；当YS<0.8，养殖规模可载，养殖规模较合理。

2)养殖结构指数(YJ)

养殖结构指数表征海洋渔业主要养殖对象的养殖产量结构变化情况，反映了养殖生物的环境污染水平和养殖结构合理性。海水养殖生物根据食性可分为投饵型养殖生物和非投饵型养殖生物。投饵型养殖生物主要包括鱼类、虾蟹类、鲍鱼等，养殖过程会排放残饵、粪便等养殖污染物，导致水体富营养化问题，对养殖环境造成不利影响，其环境影响因子为负值。非投饵型养殖生物主要包括大型藻类、滤食性贝类等。大型藻类养殖有助于缓解海湾的富营养化趋势[11]，滤食性贝类养殖有利于降低环境中的氮、磷或有机质含量，对环境有利，其环境影响因子为正值。不同养殖生物的环境影响因子见表1。

表1 不同养殖生物环境影响因子(Hi)

养殖结构指数计算公式如下：

(2)

式中，YJ为养殖结构指数；Mi为海域的第i种养殖生物产量(×104t)；M为该海域养殖总产量(×104t)；Hi为各养殖生物环境影响因子。当YJ>0.5时，养殖结构为超载(污染型)，需降低投饵型养殖生物养殖规模；当0

3)养殖综合指数(YZ)

养殖综合指数表征海洋渔业主要养殖对象的实际承载状态。养殖综合指数由基准年主要养殖生物的养殖面积指数与养殖结构指数综合评价得出。计算方法如下：

YZ=YS+YJ

(3)

根据水产养殖综合承载指数，将评价结果划分为超载、临界和可载3种类型。当YZ≥1.0时，养殖承载力为超载；当0.9

2 结果

2.1 水产养殖现状

东山湾跨东山、云霄和漳浦三个县，因此养殖种类和养殖方式繁多，区域分布较为复杂。湾内水产养殖品种主要有四大类：鱼类、虾蟹类、贝类、藻类。鱼类养殖品种主要有斜带髭鲷(Hapalogenysnitens)、真鲷(Pagrosomusmajor)、鲈鱼(Lateolabraxjaponicus)、石斑鱼(Epinephelussp.)等，以网箱养殖为主；贝类主要有牡蛎(Ostreasp.)、鲍鱼(Haliotissp.)、波纹巴非蛤(Paphiaundutata)等，养殖方式以浅海养殖为主；藻类主要有海带(Laminariajaponica)、坛紫菜(Porphyrahaitanensis)和江蓠(Gracilariasp.)等，养殖方式以浅海养殖为主；虾蟹类主要有南美白对虾(Penaeusvannamei)、锯缘青蟹(Scyllaserrata)和梭子蟹(Portunussp.)等，养殖方式以池塘养殖为主。

东山湾浅海、网箱、滩涂、池塘已养殖面积共7 377 hm2。其中贝类养殖面积约4 912 hm2，鱼类网箱养殖面积约172 hm2，海水池塘养殖面积约1 093 hm2，藻类养殖区总面积约1 200 hm2。滩涂养殖区域主要分布在东山湾中北部的云霄和漳浦海域，网箱养殖区主要集中在八尺门海域和铜陵海域，浅海藻类养殖区主要分布在东山湾中北部的马鞍屿-尾窝屿以北至小霜屿一带海域，浅海贝类养殖区主要分布于东山湾中部和西南部浅海区域，池塘养殖区主要分布在八尺门东部围垦养殖区、曾江埭围垦养殖区、澳底围垦养殖区、漳江口围垦养殖区和沙西围垦养殖区等5大围垦区。

2.2 水产养殖承载力评价

2.2.1 养殖面积指数

根据《全国海洋主体功能规划》[12]、《福建省海洋功能区划(2011—2020年)》[13]和《东山湾海水养殖水域规划》(1)漳州市海洋与渔业局.东山湾海水养殖水域规划(2011—2020年)[R].2011.，东山湾为优化开发区域，开发原则为优化近岸海域空间布局、合理调整海域开发规模和时序、控制开发强度。东山湾主要功能为港口航运、农渔业、工业与城镇用海，其中规划养殖面积共8 282.98 hm2。

东山湾浅海、网箱、滩涂、池塘已养殖面积共7 377 hm2，由式(1)养殖面积指数公式计算可知，东山湾养殖面积指数为0.89，属临界超载。

2.2.2 养殖结构指数

东山湾水产养殖品种主要有四大类：鱼类、虾蟹类、贝类、藻类。东山湾鱼类网箱养殖产量为1.2×104t，虾蟹类产量为0.3×104t，滤食性贝类产量为15×104t，鲍鱼产量为0.5×104t，藻类产量为3×104t。由表1可知，鱼类网箱养殖环境影响因子为0.90，虾蟹类池塘养殖环境影响因子为0.60，滤食性贝类环境影响因子为-0.05，鲍鱼筏式养殖环境影响因子为0.50，藻类浅海养殖环境影响因子为-0.10，则由式(2)养殖结构指数公式计算可知，东山湾养殖结构指数(YJ)为0.02，属临界超载。

2.2.3 养殖综合承载力评价

根据以上养殖面积指数和养殖结构指数测算，东山岛湾养殖面积指数为0.89，养殖结构指数为0.02，则养殖综合指数为0.91，属临界超载。因此，东山湾养殖承载力综合评价属于临界超载状态。

3 讨论

养殖承载力与养殖容量既密切联系又有所区别。董双林等[14]将养殖容量定义为：单位水体内，在保护环境、节约资源和保证应有效益的各个方面都符合可持续发展要求的最大养殖量。杨红生等[15]将浅海贝类养殖的养殖容量定义为：对养殖海区的环境不会造成不利影响，又能保证养殖业可持续发展并有最大效益的最适产量。刘剑昭等[16]将养殖容量定义为：特定的水域，单位水体养殖对象在不危害环境、保持生态系统相对稳定，保证经济效益最大，并且符合可持续发展要求条件下的最大产量。从上述养殖容量的定义可以看出，养殖容量更加侧重于自然属性，即自然海域的养殖最大生产力，所追求的是最大的经济效益，即最大的养殖产量或放养密度[17]。养殖承载力是在特定功能区域内或可养区内，将养殖生产限制在环境所允许的容量范围之内，养殖结构合理、符合绿色发展需求的允许养殖容量，养殖承载力可以理解为一种特殊条件限制下的合适养殖容量，更加关注管理需求和环境需求。不在农渔业区或养殖规划内的海域，从自然属性上可能具备一定的养殖容量，但从管理需求上是没有养殖承载力的。因此，不能简单地把养殖容量等同于养殖承载力。近年来，养殖容量概念发展的趋势从单一追求“最大效益”，发展到兼顾经济效益和生态效益的养殖容量和以实现养殖产业可持续发展为目的的养殖容量，这一趋势体现出水产养殖生态学所关注的内容在逐步扩展，从养殖品种本身到水环境、经济和社会效益乃至整个生态系统[18]，研究趋势更加贴近于养殖承载力。

开展养殖承载力评价必须以指标体系的构建为基础。根据养殖承载力的管理和环境需求特性，本文从众多初级指标中筛选出养殖面积和养殖结构作为养殖承载力评价的主要指标，在此基础上采用养殖综合指数来综合评价养殖承载力。养殖面积指数(YS)表征海洋渔业主要养殖对象的实际养殖面积变化情况，养殖面积指数超载即表明管理者应采取管控措施减少养殖面积、控制养殖规模。养殖结构指数(YJ)表征海洋渔业主要养殖对象的养殖产量结构变化情况，反映了养殖生物的环境污染水平和养殖结构合理性，为管理者的管控措施提供建议，养殖结构指数超载则管理者主要管控措施应为控制投饵型养殖生物养殖面积。养殖综合指数表征海洋渔业主要养殖对象的实际承载状态，综合考虑主要养殖生物的养殖面积指数与养殖结构指数。其中养殖面积指数为关键指标，主要针对管理需求，通过合理赋值，其结果必须小于1(即养殖面积需小于规划养殖面积)，否则综合指数值必然大于1，即为超载。养殖结构指数为辅助指标，主要针对环境需求，将整个水域看成一个大的养殖场，根据氮输出情况，判断养殖结构是否合理。氮输出根据各养殖环境影响因子综合计算获得，YJ>0时即为氮输入，需调低投饵型养殖生物规模。引入养殖结构指数最大的意义在于投饵型养殖生物规模将被严格限制在一定范围内，即养殖结构须合理，否则评价结果必然超载，也必须符合绿色发展理念。养殖面积指数和养殖结构指数综合考虑了管理需求和环境需求，较好地反映了养殖承载力的实际水平。

以东山湾为例，根据养殖承载力指标计算，其养殖面积指数(YS)为0.89，属临界超载，表明海域开发强度较高，养殖面积应适度控制；养殖结构指数(YJ)为0.02，养殖结构指数(YJ)临界超载，表明东山湾局部海域鱼类等投饵型养殖生物养殖规模较大，造成养殖自身污染，需调整养殖结构。针对养殖承载力评价反映出的东山湾局部海域养殖开发过度等超载特征，笔者提出了局部海域适当退养、控制养殖规模、调整养殖结构等相应管控措施，供管理部门决策参考。

养殖区布局的合理与否，直接影响到养殖业环境和效益[19]。根据海湾的特点和海水养殖系统的特性，应该将滩涂和沿岸视为一体，将整个海湾视为一体，采用各种养殖系统进行合理组合和配置，来消除海水养殖对海洋环境造成的负面影响，从而提高整个水体的养殖容量，达到结构稳定、功能高效的目标[20]。根据东山湾承载力评价结果和特征，提出如下建议：一是统一规划和管理，合理布局养殖区块。鱼、虾、贝、藻合理搭配的生态养殖方式，使不同养殖系统之间起到互利互补的作用[19]，既能节约空间，又可提高经济效益和生态效益，应是政府主导的养殖模式。二是拓展湾外深水养殖，减轻湾内养殖压力。在内湾浅海滩涂水域增养殖开发接近饱和的情况下，今后东山湾集约化养鱼应致力于20 m等深线以外海域的增养殖开发，根据海区海况特点，研究和开发各种类型的抗风浪网箱、抗风浪筏式养殖设施，利用抗风浪养殖设施进行湾外深水集约化养殖，以减少湾内养殖污染负荷。

本文构建的养殖承载力指标和方法，适用于养殖承载力状态评价，评价结果显示承载力状态，而不是承载力大小的估算方法。单一品种的养殖承载力大小估算可以借鉴鱼[21]、贝[22-24]、藻[25]等养殖容量估算方法，鱼、贝、藻间养生态养殖模式下的综合养殖承载力大小估算有待于今后进一步研究。