论文部分内容阅读
随着经济发展，在满足人类日益扩大的食物和营养需求方面，水产养殖逐渐占据重要的地位。但目前水产养殖与各行业间海域使用冲突，存在单位面积和人均生产率偏低、养殖业的生态和经济成本较高等问题。桑沟湾及周围海域作为我国北方典型的浅海养殖区，主要养殖海带和贝类，且养殖规模大、品种结构相对稳定，在中国海水养殖区当中颇具代表性。初步调查发现，桑沟湾及周围海域现有水产养殖区不完全符合规划用海，高强度的养殖用海造成海区内用海冲突明显。为调整桑沟湾及周围海域水产养殖空间布局，合理利用海区资源优势，高效发挥海区服务价值，提高养殖效率和效益，需要对海区进行适宜性评价，以此作为依据调整现有海域使用布局，选择最适宜的水域进行养殖。
本文概述了国内外水产养殖空间规划、水产养殖适宜性评价的研究进程和核心技术方法，列举了国内外关于水产养殖适宜性评价研究的代表性成果，并对水产养殖适宜性评价过程中涉及到的GIS空间分析功能、评价指标选择、权重计算和单因子评分，以及建立综合评价模型等技术方法进行了归纳总结，旨在为我国开展基于生态系统的水产养殖空间规划以及可持续的水产养殖管理工作提供参考。通过水产养殖适宜性评价，可有效的降低行业间海域使用的矛盾，对养殖场选址、选择适宜的养殖品种和养殖规模提出建议，为决策者和利益相关者提供参考，也为养殖区的多元空间格局规划提供重要的决策支持。
文章介绍了水产养殖空间规划研究的主要技术方法，即以ArcGIS的空间分析、辅助决策和可视化展示等功能为主要的技术支持，从政策适宜性、环境适宜性两个方面构建水产养殖适宜性评价体系。首先，根据政策法规和威海市政府海域使用规划，将桑沟湾及其周围海域划分为19个区块，分别对应于农渔业区、旅游休闲娱乐区、海洋保护区、港口航运区、工业与城镇用海区、特殊利用区、保留区7类功能区。将7类功能区进行重分类，划分为养殖区、限养区、禁养区3类养殖用海分区(政策适宜性评价结果)。将现有水产养殖活动分别与海洋空间规划中用海功能区图层和政策适宜性评价结果叠加，对比分析各功能区使用冲突情况。其次，针对桑沟湾及周围海域的养殖情况，以研究区主要的养殖品种海带(Saccharinajaponica)作为评价对象，选取光照、温度、流速、无机氮、盐度、深度作为适宜性评价指标，利用遥感技术确定海区养殖区位布局，以野外调查实测为主、数值模拟为辅获取养殖海区环境参数数据。采用一种创新的方法计算指标权重和单因子评分，即根据动态能量学(DynamicEnergyBudget,DEB)模型——STELLA模型敏感性分析结果，结合层次分析法计算评价指标权重，利用海带生长相关环境因子的强制函数拟合得到单因子评分曲线进行评分，采用线性加权叠加分析方法得到海带养殖适宜性评价结果。水产养殖政策适宜性和环境适宜性具体评价结果如下：
(1)政策适宜性评价结果显示，通过对比分析研究区养殖活动与其他用海活动的空间分布，图层叠加结果显示研究区在时间维度和空间维度上都存在一定程度的海域使用冲突。桑沟湾及其周围海域总水域面积为522.2km2，其中用海规划养殖区面积约205.4km2，约占海区总面积的39%；现有养殖面积为110.6km2，约占海区总面积的21%，占用海规划养殖区面积的54%。现有养殖面积没有超过规划的养殖面积，已规划为养殖区的部分区域并未开展养殖活动，且存在很多养殖筏架占据大面积禁养区海域，总冲突面积约45km2，占海区总面积的9%；主要冲突存在于港口航运区和养殖区，冲突面积约30km2。相对的，增殖区是具有协同效应的功能区，位于养殖区近岸的部分海区规划为增殖区，养殖区中增殖区面积约20km2，约占海区总面积的4%。
(2)海带生长月份周期内的环境适应性评价结果显示，在不考虑用海冲突的情况下，桑沟湾及周围海域海带养殖适宜性分数分布在0-6.7范围内，分值主要集中在4-6分，属于中等适宜，占研究区总面积的67%，最适宜和不适宜分别占研究区总面积的23%和10%，无一般适宜区。评分较高的区域主要分布在北部爱伦湾和楮岛东部海域周围，适宜性评分较低的区域主要位于近岸水深较浅的海域。通过实际海带养殖结果验证，证明环境适宜性评价模型较为科学。
根据水产养殖适宜性评价结果可方便进行水域空间规划和调整安排养殖生产计划，为管理部门开展养殖分区和海洋功能区划提供参考，对桑沟湾及其周围海域的水产养殖空间规划提出建议，为规范养殖活动以及后续的海区开发利用提供决策依据。
本文概述了国内外水产养殖空间规划、水产养殖适宜性评价的研究进程和核心技术方法，列举了国内外关于水产养殖适宜性评价研究的代表性成果，并对水产养殖适宜性评价过程中涉及到的GIS空间分析功能、评价指标选择、权重计算和单因子评分，以及建立综合评价模型等技术方法进行了归纳总结，旨在为我国开展基于生态系统的水产养殖空间规划以及可持续的水产养殖管理工作提供参考。通过水产养殖适宜性评价，可有效的降低行业间海域使用的矛盾，对养殖场选址、选择适宜的养殖品种和养殖规模提出建议，为决策者和利益相关者提供参考，也为养殖区的多元空间格局规划提供重要的决策支持。
文章介绍了水产养殖空间规划研究的主要技术方法，即以ArcGIS的空间分析、辅助决策和可视化展示等功能为主要的技术支持，从政策适宜性、环境适宜性两个方面构建水产养殖适宜性评价体系。首先，根据政策法规和威海市政府海域使用规划，将桑沟湾及其周围海域划分为19个区块，分别对应于农渔业区、旅游休闲娱乐区、海洋保护区、港口航运区、工业与城镇用海区、特殊利用区、保留区7类功能区。将7类功能区进行重分类，划分为养殖区、限养区、禁养区3类养殖用海分区(政策适宜性评价结果)。将现有水产养殖活动分别与海洋空间规划中用海功能区图层和政策适宜性评价结果叠加，对比分析各功能区使用冲突情况。其次，针对桑沟湾及周围海域的养殖情况，以研究区主要的养殖品种海带(Saccharinajaponica)作为评价对象，选取光照、温度、流速、无机氮、盐度、深度作为适宜性评价指标，利用遥感技术确定海区养殖区位布局，以野外调查实测为主、数值模拟为辅获取养殖海区环境参数数据。采用一种创新的方法计算指标权重和单因子评分，即根据动态能量学(DynamicEnergyBudget,DEB)模型——STELLA模型敏感性分析结果，结合层次分析法计算评价指标权重，利用海带生长相关环境因子的强制函数拟合得到单因子评分曲线进行评分，采用线性加权叠加分析方法得到海带养殖适宜性评价结果。水产养殖政策适宜性和环境适宜性具体评价结果如下：
(1)政策适宜性评价结果显示，通过对比分析研究区养殖活动与其他用海活动的空间分布，图层叠加结果显示研究区在时间维度和空间维度上都存在一定程度的海域使用冲突。桑沟湾及其周围海域总水域面积为522.2km2，其中用海规划养殖区面积约205.4km2，约占海区总面积的39%；现有养殖面积为110.6km2，约占海区总面积的21%，占用海规划养殖区面积的54%。现有养殖面积没有超过规划的养殖面积，已规划为养殖区的部分区域并未开展养殖活动，且存在很多养殖筏架占据大面积禁养区海域，总冲突面积约45km2，占海区总面积的9%；主要冲突存在于港口航运区和养殖区，冲突面积约30km2。相对的，增殖区是具有协同效应的功能区，位于养殖区近岸的部分海区规划为增殖区，养殖区中增殖区面积约20km2，约占海区总面积的4%。
(2)海带生长月份周期内的环境适应性评价结果显示，在不考虑用海冲突的情况下，桑沟湾及周围海域海带养殖适宜性分数分布在0-6.7范围内，分值主要集中在4-6分，属于中等适宜，占研究区总面积的67%，最适宜和不适宜分别占研究区总面积的23%和10%，无一般适宜区。评分较高的区域主要分布在北部爱伦湾和楮岛东部海域周围，适宜性评分较低的区域主要位于近岸水深较浅的海域。通过实际海带养殖结果验证，证明环境适宜性评价模型较为科学。
根据水产养殖适宜性评价结果可方便进行水域空间规划和调整安排养殖生产计划，为管理部门开展养殖分区和海洋功能区划提供参考，对桑沟湾及其周围海域的水产养殖空间规划提出建议，为规范养殖活动以及后续的海区开发利用提供决策依据。