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长兴岛附近海域利用动态变化及开发环境压力评价

梁婷婷 柯丽娜 王权明

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长兴岛附近海域利用动态变化及开发环境压力评价

    作者简介: 梁婷婷(1995-),女,辽宁大连人,硕士,主要研究方向为海洋资源开发与利用、遥感及地理信息系统,E-mail:liangtingting1115@163.com;
  • 基金项目: 国家自然科学基金(41501594,41771159);高校人文社会科学重点研究基地重大项目子课题(16JJD790021);辽宁省社会科学规划基金项目(L18BJY020)

Dynamic change of utilization and environmental pressure assessment of development in the sea area near Changxing Island

  • 摘要: 本文以长兴岛附近海域为研究区,以2005年和2015年两期高分辨率遥感影像为数据源,利用GIS技术手段,提取及分析了长兴岛及其附近海域围填海分布、面积及利用类型信息,计算了海域利用类型动态度、海域利用转移矩阵、海域利用结构信息熵及海域开发资源环境压力指数,分析了长兴岛附近海域2005-2015年海域开发利用的动态变化,从而对该海域开发资源环境压力强度进行评价。结果表明:(1)2005-2015年长兴岛附近海域港口用海扩张速度最快,动态度高达11.09%,未利用扩张速度次之,而盐业用海面积呈现负增长状态,动态度为-0.16%;(2)10 a间围填海类型主要转变方向为海域转为围海养殖、港口和未利用类型;(3)研究期间信息熵由2005年的0.96增加到2015年的1.40,海域利用结构均衡度加强,海域利用结构趋于多样化、均衡化;(4)2005年和2015年长兴岛资源开发环境压力处于中等强度及以上的海域所占比例分别为56.14%和62.97%;海域开发资源环境压力指数变化量大于零值的面积高达80.7%,海域资源开发环境压力强度在逐渐增强。
  • 图 1  长兴岛区位图

    Figure 1.  Schematic diagram of Changxing Island

    图 2  海域开发资源环境压力强度分布图

    Figure 2.  Distribution of sea area development resource environmental pressure intensity

    图 3  2005-2015年海域利开发资源环境压力强度变化图

    Figure 3.  Change of environmental pressure intensity of sea area development resources from 2005 to 2015

    表 1  海域利用类型划分及解译标志

    Table 1.  Classification and surface image features of sea area utilization

    类型定义图示解译标志
    围海养殖用海指围海筑塘用以养殖的海域一般集中分布在沿岸,呈长条状,布局规则,水体呈蓝绿色
    港口用海指供船舶停靠、进行装卸作业、避风和调动所使用的海域分布于沿岸处,影像上多呈白色,明显细条状突出,港口多有货船停靠
    盐业用海指工业用海中将海水引进、蒸发、晒盐的平地,多位于滨海靠近海岸,呈规则小型方块状,大面积连续分布,间杂带有白色点状
    城镇建设用海指临海而建的城镇建设所使用的海域依托海岸线,呈块状,影像上多呈蓝色或白色,连片布置,整体规模很大
    未利用类型指已进行围海或填海,但尚未实施利用的造地区域围而未填区域水域颜色显示为灰色、灰黑色,围堰呈亮灰色;填而未建区域分有植物生长区和无植物生长区,颜色分别显示为暗绿色和灰色
    海域尚未进行围海和填海的水域影像上多呈蓝色,色调较浅,整体规模很大,没有任何地物覆盖。
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    表 2  海域利用转移矩阵

    Table 2.  Transfer matrix of sea area utilization

    T1
    T2A1A2AnPi+
    A1P11P12P1nP1+
    A2P21P22P2nP2+
    AnPn1Pn2PnnPn+
    P+jP+1P+2P+n
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    表 3  海域利用分类及其海域资源环境压力影响

    Table 3.  Classification of sea area utilization and environmental impacts of its resources

    海域利用类型各利用类型对资源
    环境影响描述
    影响因子值
    城镇建设用海对海域环境资源有显著影响,且大多为不可逆的lC=1.0
    港口用海对海域环境影响较大,且大多为不可逆的lG=0.8
    围海养殖用海对海域环境影响稍大,且部分为不可逆的lW=0.6
    盐业用海对海域环境影响较小lY=0.4
    未利用类型对海域环境影响稍小,且部分为不可逆的lL=0.3
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    表 4  长兴岛附近海域利用类型面积及其变化

    Table 4.  The area of sea use and its change near Changxing Island

    海域利用类型统计2005年2015年2005−2015年
    围填养殖用海面积/km292.45152.9462.49
    比例/(%)54.9149.5343.37
    港口用海面积/km23.1938.5835.39
    比例/(%)1.9412.4924.59
    城镇建设用海面积/km23.4012.268.86
    比例/(%)2.063.976.15
    盐业用海面积/km262.2852.30−9.98
    比例/(%)37.8116.94−6.93
    未利用类型面积/km25.4152.7340.32
    比例/(%)3.2817.0832.84
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    表 5  长兴岛附近海域利用类型动态度(%)

    Table 5.  Dynamics degree of sea use in Changxing Island and nearby sea areas

    海域利用类型围海养殖用海盐业用海未利用类型港口用海城镇建设用海
    动态度0.68−0.167.4511.092.61
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    表 6  2005-2015年长兴岛海域面积转移矩阵(km2

    Table 6.  Transfer matrix of sea area in Changxing Island from 2005 to 2015

    20152005
    城镇建设用海港口用海围海养殖用海未利用类型盐业用海海域总计
    城镇建设用海3.022.690.905.6512.26
    港口用海1.750.1136.7238.58
    围海养殖用海0.170.0560.390.334.0687.94152.94
    未利用类型0.201.2014.654.1012.2125.3752.73
    盐业用海0.025.210.0444.332.7252.30
    海域0.197.410.031.671303.721313.04
    总计3.403.1990.455.4162.281462.121626.85
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    表 7  海域利用结构信息熵和均衡度

    Table 7.  Structure information entropy and equilibrium of sea area utilization

    年份信息熵均衡度
    20050.960.60
    20151.400.85
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    表 8  长兴岛海域各时期压力强度水平划分、面积及比例

    Table 8.  Division, area and proportion of pressure intensity levels in various periods of Changxing Island

    等级值域范围等级释义2005年2015年
    面积/km2比例/(%)面积/km2比例/(%)
     0~0.03生态环境压力弱11.987.183.341.05
    0.03~0.04生态环境压力较弱61.1936.68114.0535.98
    0.04~0.07生态环境压力中等1.270.7638.6612.20
    0.07~0.10生态环境压力较强91.6154.916.652.10
    0.10~0.33生态环境压力强烈0.780.47154.2748.67
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-04-22
  • 录用日期:  2019-05-20
  • 网络出版日期:  2020-01-10

长兴岛附近海域利用动态变化及开发环境压力评价

    作者简介:梁婷婷(1995-),女,辽宁大连人,硕士,主要研究方向为海洋资源开发与利用、遥感及地理信息系统,E-mail:liangtingting1115@163.com
  • 1. 辽宁师范大学 地理科学学院,辽宁 大连 116029
  • 2. 辽宁师范大学 海洋经济与可持续发展研究中心,辽宁 大连 116029
  • 3. 国家海洋环境监测中心,辽宁 大连 116023
基金项目: 国家自然科学基金(41501594,41771159);高校人文社会科学重点研究基地重大项目子课题(16JJD790021);辽宁省社会科学规划基金项目(L18BJY020)

摘要: 本文以长兴岛附近海域为研究区,以2005年和2015年两期高分辨率遥感影像为数据源,利用GIS技术手段,提取及分析了长兴岛及其附近海域围填海分布、面积及利用类型信息,计算了海域利用类型动态度、海域利用转移矩阵、海域利用结构信息熵及海域开发资源环境压力指数,分析了长兴岛附近海域2005-2015年海域开发利用的动态变化,从而对该海域开发资源环境压力强度进行评价。结果表明:(1)2005-2015年长兴岛附近海域港口用海扩张速度最快,动态度高达11.09%,未利用扩张速度次之,而盐业用海面积呈现负增长状态,动态度为-0.16%;(2)10 a间围填海类型主要转变方向为海域转为围海养殖、港口和未利用类型;(3)研究期间信息熵由2005年的0.96增加到2015年的1.40,海域利用结构均衡度加强,海域利用结构趋于多样化、均衡化;(4)2005年和2015年长兴岛资源开发环境压力处于中等强度及以上的海域所占比例分别为56.14%和62.97%;海域开发资源环境压力指数变化量大于零值的面积高达80.7%,海域资源开发环境压力强度在逐渐增强。

English Abstract

  • 随着陆地资源紧缺、人口膨胀、环境恶化等问题的日益严峻,各沿海国家加快了对海域资源的研究、开发和利用。据历年的国家海洋局《海域使用管理公报》统计[1],2002-2015年底,全国填海造地累计达14.49万ha,大规模围填海虽然给沿海地区带来社会、经济效益,但是对海岸带环境和生态造成了严重的负面影响。围填海的过度开发引起海洋潮波和水动力条件变化,加剧近岸水环境与底泥环境污染[2],破坏了生物栖息地,导致生物多样性的丧失,影响到生态系统结构与功能的稳定性,加剧海岸带自然灾害风险[3]。因此,对海域的开发利用进行监测和研究成为现实需要。

    近年来,国内外众多学者试图从不同角度对海域利用进行研究。Wu 等[4]选取多种压力因子,根据其规模大小赋予不同压力强度等级对胶州湾生态环境的压力强度进行评价。EI Banna MM[5]研究了1955-2002年尼罗河三角洲东北部海岸带围填海活动,发现湿地大量转化为农田等人工用地类型。Tuda等[6]研究人类活动对目标海域冲突的贡献率,并利用层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)获取人类活动对特定位置冲突的贡献权重,利用多目标规划方法来预测未来海域使用的人类活动优化分配。张丹丹等[7]以大亚湾为实验区,提出了顾及海湾脆弱性的PVS(压力-脆弱性-状态)框架结构来构建指标体系,从而对整个海湾的开发利用程度进行综合评价。孙永光等[8]以广西北海为研究区考虑到人类活动强度的叠加效应和距离衰减效应,并借助遥感技术和空间分析技术建立了海岸带人类活动强度综合指数,定量化分析海岸带人类活动强度及其分布特征。杜培培等[9]以莱州湾海域为研究区,使用“3S”技术,建立空间利用水平评价指标体系,从海域现状水平、海域空间格局、海域船舶分布特征等多个方面分析和评价了莱州湾海域空间开发利用格局现状及强度。

    综合来看,目前还缺少对海域高强度开发的典型地区进行开发强度的定量分析及评价研究。辽宁省是我国填海大省,据中国政府网提供的资料,2011-2020年国家已批复的辽宁省填海面积为25300 km2。辽宁省填海区域主要集中于渤海湾,其填海情况直接影响渤海湾的海洋生态环境平衡,其中长兴岛海域集中了港口、城镇建设、旅游娱乐和海水养殖等多种经济活动,开发利用海洋资源比较活跃[10]。大规模的围填海活动导致长兴岛围填海存量利用效率低,同时造成了海域自然属性的改变,消耗了大量的海岸带资源,在一定程度上对近海的生态环境造成了严重的负面影响[11]。因此,本文以长兴岛及其附近海域为研究区,采用高分辨率遥感影像,借助GIS手段对研究区内海域利用信息进行提取,计算其海域利用类型动态度、海域利用转移矩阵以及海域利用结构信息熵,并分析其海域开发资源环境压力强度时空变化特征,最后对海域开发资源环境压力强度进行评价,以期为预测研究区海域利用变化趋势,为海域利用管理及海洋生态保护提供一定的科学依据。

    • 大连市长兴岛海域位于渤海东岸、辽东半岛西侧中部、瓦房店市西部,地处复州湾与葫芦山湾之间海域,总面积502 km2,由长兴岛以及西中岛、凤鸣岛、骆驼岛、交流岛等五个岛屿连接组成。其中长兴岛本岛面积252.5 km2,是中国第五大岛,长江以北第一大岛。长兴岛作为一个独立的岛,四面环渤海,仅一桥与陆地相连(图1),环岛岸线 96.1 km,所辖海域约 100 km2[12]。2010年经国务院批准成立为大连长兴岛临港工业区,长兴岛及其附近海域以其独特的区位优势和自然条件成为辽宁沿海经济带开发建设的重点发展区域。

      图  1  长兴岛区位图

      Figure 1.  Schematic diagram of Changxing Island

    • 本文以研究区2005年SPOT5及2015年高分一号(GF-1)卫星遥感影像作为基础数据。考虑到云量对数据精度的影响,本次研究优先选择云量相对于较小的遥感影像数据。同时利用了大量的非遥感数据作为海域利用信息提取的辅助资料,包括研究区 1∶10000地形图,行政区划图,自然、社会经济统计资料以及野外考察、GNSS定位数据等。图像预处理是遥感图像处理过程中非常重要的环节,主要包括图像辐射定标、大气校正、几何精校正、图像镶嵌、裁剪和增强等过程,由于大气校正和辐射校正在卫星地面接收站已经进行了处理,所以本研究采用ENVI5.1 和ERDAS9.2遥感影像处理软件根据所使用的高分辨率影像数据的实际情况,主要对遥感影像进行几何精校正的处理,校正方法参考相关文献[13-15]

    • 结合长兴岛及附近海域的用海现状、海洋环境监测数据并进行野外实地考察,依据各海域利用类型的光谱信息及空间信息差异以及对照国家海洋局制定的《海域使用分类》(HY/Y123-2009),并在参考相关文献[16-18]的基础上建立海域利用类型的解译标志(如表1所示),从而明确各海域利用类型的分布及利用情况。

      类型定义图示解译标志
      围海养殖用海指围海筑塘用以养殖的海域一般集中分布在沿岸,呈长条状,布局规则,水体呈蓝绿色
      港口用海指供船舶停靠、进行装卸作业、避风和调动所使用的海域分布于沿岸处,影像上多呈白色,明显细条状突出,港口多有货船停靠
      盐业用海指工业用海中将海水引进、蒸发、晒盐的平地,多位于滨海靠近海岸,呈规则小型方块状,大面积连续分布,间杂带有白色点状
      城镇建设用海指临海而建的城镇建设所使用的海域依托海岸线,呈块状,影像上多呈蓝色或白色,连片布置,整体规模很大
      未利用类型指已进行围海或填海,但尚未实施利用的造地区域围而未填区域水域颜色显示为灰色、灰黑色,围堰呈亮灰色;填而未建区域分有植物生长区和无植物生长区,颜色分别显示为暗绿色和灰色
      海域尚未进行围海和填海的水域影像上多呈蓝色,色调较浅,整体规模很大,没有任何地物覆盖。

      表 1  海域利用类型划分及解译标志

      Table 1.  Classification and surface image features of sea area utilization

    • 海域利用动态度是用来表示某一研究区在一定时段内某种海域利用类型的数量变化情况,可以客观的反映海域利用类型的变化幅度及变化速度,本文借鉴土地利用动态度的公式[19],定义海域利用动态度公式,其表达式为:

      式中:K为某一海域利用类型的动态度;UaUb为研究初期和研究末期该海域利用类型的面积;T2-T1为研究时段。

    • 海域利用类型转移矩阵可全面又具体地分析研究区海域利用变化的结构特征与各用海类型变化的方向[20]。海域利用转移矩阵中(见表2)行表示 T1 时点海域利用类型,列表示 T2时点海域利用类型。Pij表示T1-T2期间海域类型i 转换为海域类型j的面积。

      T1
      T2A1A2AnPi+
      A1P11P12P1nP1+
      A2P21P22P2nP2+
      AnPn1Pn2PnnPn+
      P+jP+1P+2P+n

      表 2  海域利用转移矩阵

      Table 2.  Transfer matrix of sea area utilization

    • 海域利用结构信息熵可综合反映在一定时段内各海域利用类型的动态变化及其转换程度[21]。一般来说,信息熵值越高,其系统有序度越低,系统越复杂,利用类型越多样化,其计算公式如下:

      式中:H为海域利用结构信息熵;Pi为各用海类型占海域总面积的百分比;n为海域利用类型数量。

      在不同区域或同一区域的不同时期,海域利用类型、数量可能还存在差异,就有必要引入均衡度[22],用均衡度来度量用海类型间的差异,便于对海域的配置结构进行时间和空间上的差异分析。

      基于信息熵的概念和公式,海域配置构成的均衡度可以表示为:

      式中:J代表均衡度;H为信息熵;Hm为最大熵值。J越小,海域利用类型就越不均衡,各用海类型差异就越大;J越大,说明各用海类型之间差异越小。其值越接近1,区域海域利用越均衡;越远离1,海域利用类型越失衡。

    • 为全面客观地反映各类海域开发利用活动对海域资源环境的影响,本文采用专家打分法,以打分表的形式咨询海域开发与管理领域的36位专家,邀请专家对5个二级海域利用类型的环境影响程度进行0~1.0之间的打分,剔除明显不合理的打分,统计分析专家打分结果,取每类海域利用类型的平均专家打分为该海域利用类型的影响因子,具体见表3

      海域利用类型各利用类型对资源
      环境影响描述
      影响因子值
      城镇建设用海对海域环境资源有显著影响,且大多为不可逆的lC=1.0
      港口用海对海域环境影响较大,且大多为不可逆的lG=0.8
      围海养殖用海对海域环境影响稍大,且部分为不可逆的lW=0.6
      盐业用海对海域环境影响较小lY=0.4
      未利用类型对海域环境影响稍小,且部分为不可逆的lL=0.3

      表 3  海域利用分类及其海域资源环境压力影响

      Table 3.  Classification of sea area utilization and environmental impacts of its resources

      以各海域利用类型面积及其影响因子为基础,构建海域开发资源环境压力指数[23]如下:

      式中:P为海域开发资源环境压力指数;n为海域利用类型数;Si为第i种海域利用类型的用海面积;S为海域利用总面积;li为第i种海域利用类型的影响因子值。

    • 海域开发资源环境压力及其变化量可定量地揭示该区域海域开发的综合水平和变化趋势。海域开发资源环境压力变化量[24]可表示为:

      式中:PbPa分别为b时间和a时间的海域开发资源环境压力指数。如ΔPb-a>0,则该区域海域开发利用活跃,海域使用活动对附近海域生态环境的压力加强,否则海域使用活动生态环境压力减弱,海洋生态环境趋好。

    • 2005-2015年,长兴岛海域利用类型面积发生了显著变化(表4)。10 a来从各海域利用类型变化来看:围海养殖用海面积增加最多,增加面积为62.49 km2,占新增用海总面积的43.37%,主要原因是长兴岛大力推进渔业现代化建设,充分利用该地区滩涂优势,推动围海养殖业的发展,董家口湾交流岛附近及长兴岛东北侧鲍肚咀及于家坨附近都分布着大量的围海养殖池塘;未利用用海面积增加主要在长兴岛西部的北港区、南部的STX造船产业区及西南部的葫芦山湾附近,该区域原来规划为修造船及公共港口区,但由于STX项目的终止,造成许多海域资源没有得到有效的利用;港口用海面积的增加主要在长兴岛北港区和葫芦山湾综合港区附近,作为东北新兴的现代港口城市,临港工业区的建设与航运业的发展需要围填大面积海域进行港口建设;而城镇建设用海面积的增加主要是由于工业化和城镇化的发展,需要大量的土地进行城镇建设;与此四种类型相反,盐业用海面积减少幅度为16.02%,原因是受经济因素的影响,经济效益较低的盐田转换成其他用海类型。

      海域利用类型统计2005年2015年2005−2015年
      围填养殖用海面积/km292.45152.9462.49
      比例/(%)54.9149.5343.37
      港口用海面积/km23.1938.5835.39
      比例/(%)1.9412.4924.59
      城镇建设用海面积/km23.4012.268.86
      比例/(%)2.063.976.15
      盐业用海面积/km262.2852.30−9.98
      比例/(%)37.8116.94−6.93
      未利用类型面积/km25.4152.7340.32
      比例/(%)3.2817.0832.84

      表 4  长兴岛附近海域利用类型面积及其变化

      Table 4.  The area of sea use and its change near Changxing Island

    • 分析表5可得:10 a间,长兴岛及附近海域盐业用海面积在减少,其他海域利用类型用海面积均增加,其动态度由大到小依次:港口>未利用>城镇建设>围海养殖,其中港口用海动态度最高,10 a间面积增加了35.39 km2,其动态度达11.09%,说明2005-2015年港口用海的面积呈明显快速扩张趋势,长兴岛作为东北亚重要的航运中心,临港工业区的建设及航运业的发展使其港口用海面积迅速增加;未利用类型的动态度为7.45%,仅次于港口用海,因该时期受经济发展影响,海域资源利用效率降低,出现大量未利用类型;盐业用海动态度绝对值最小且为负值,说明盐业用海面积变化幅度相对较小,且总面积减少了。

      海域利用类型围海养殖用海盐业用海未利用类型港口用海城镇建设用海
      动态度0.68−0.167.4511.092.61

      表 5  长兴岛附近海域利用类型动态度(%)

      Table 5.  Dynamics degree of sea use in Changxing Island and nearby sea areas

    • 通过长兴岛海域2005-2015年6类海域使用面积转移矩阵(表6),发现10 a来长兴岛海域各利用类型之间的转移有以下特征:围海养殖用海面积增加显著,主要由海域和盐业转变而来,同时有一部分盐业用海被弃用转化为未利用类型,进而导致盐业用海面积减少;未利用类型面积增加仅次于围海养殖用海面积,主要是由海域、围海养殖和盐业转变而来,在进行大规模围填海的同时,产生了大量的未利用类型,并且在海域开发利用过程中,有部分围海养殖用海和盐业用海被弃用,转化为未利用类型;新增的港口用海面积,主要是对海域进行围填得到。导致上述变化的主要原因是长兴岛大力推进渔业现代化建设,推动围海养殖业的发展,需要进行大规模的海域开发活动,经济效益较低的盐业用海被重新开发利用为经济效益较高的围海养殖用海。未利用类型用海面积增加的主要原因是受长兴岛投资环境的影响,引资项目真正落地的寥寥无几,大量海域围而未填、填而未用区域处于搁置状态。

      20152005
      城镇建设用海港口用海围海养殖用海未利用类型盐业用海海域总计
      城镇建设用海3.022.690.905.6512.26
      港口用海1.750.1136.7238.58
      围海养殖用海0.170.0560.390.334.0687.94152.94
      未利用类型0.201.2014.654.1012.2125.3752.73
      盐业用海0.025.210.0444.332.7252.30
      海域0.197.410.031.671303.721313.04
      总计3.403.1990.455.4162.281462.121626.85

      表 6  2005-2015年长兴岛海域面积转移矩阵(km2

      Table 6.  Transfer matrix of sea area in Changxing Island from 2005 to 2015

    • 表7中可以看出,2005-2015年长兴岛附近海域的海域利用结构信息熵和均衡度均升高,这表明海域利用的结构性增加,且各类型海域面积之间的差异在逐渐缩小。2015年的信息熵增加为1.40,说明此时该区域各类型用海面积差距逐渐变小,海域利用类型更加多样化,从以围海养殖和盐业为主转变为围海养殖、港口用海、盐业用海及未利用类型共同发展;海域利用均衡度由2005年的0.60增加到2015年的0.85,说明各类型面积分布的差异减弱,海域利用结构更趋于均衡,海域利用均衡度的发展态势良好。总而言之,随着人类对海域资源的开发利用,各职能海域在不断的走向有序化,海域利用类型趋于多样化、均衡化、复杂化。

      年份信息熵均衡度
      20050.960.60
      20151.400.85

      表 7  海域利用结构信息熵和均衡度

      Table 7.  Structure information entropy and equilibrium of sea area utilization

    • 本文通过海域开发资源环境压力指数模型计算出长兴岛海域2005年、2015年两个年份的海域开发资源环境压力指数,采用 ArcGIS10.2软件,采用自然断点法把压力指数值分为五级,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,分别对应弱、较弱、中等、较强、强烈等级压力强度,并统计各压力强度等级海域所占比例(表8),再利用海域开发资源环境压力指数及其变化量依次生成长兴岛海域两时期海域资源环境压力强度分布图(图2)及两时段海域资源环境压力强度变化量图(图3),以期更好的对长兴岛附近海域开发资源环境压力强度进行评价。

      图  2  海域开发资源环境压力强度分布图

      Figure 2.  Distribution of sea area development resource environmental pressure intensity

      图  3  2005-2015年海域利开发资源环境压力强度变化图

      Figure 3.  Change of environmental pressure intensity of sea area development resources from 2005 to 2015

      等级值域范围等级释义2005年2015年
      面积/km2比例/(%)面积/km2比例/(%)
       0~0.03生态环境压力弱11.987.183.341.05
      0.03~0.04生态环境压力较弱61.1936.68114.0535.98
      0.04~0.07生态环境压力中等1.270.7638.6612.20
      0.07~0.10生态环境压力较强91.6154.916.652.10
      0.10~0.33生态环境压力强烈0.780.47154.2748.67

      表 8  长兴岛海域各时期压力强度水平划分、面积及比例

      Table 8.  Division, area and proportion of pressure intensity levels in various periods of Changxing Island

      通过统计两期海域开发资源环境压力强度指数(表8),发现:2005年长兴岛海域开发资源环境压力水平处于中等强度及以上的海域比例为56.14%,其中较强压力水平的海域所占比例最大,为54.91%,其次为较弱压力水平的海域,所占比例为36.68%;2015年,相比2005年而言,强烈压力水平的海域面积增加显著,增加比例为48.2%,此外,除中等压力水平的海域比例略有增加外,其他强度等级的海域均在下降,其中,较强压力水平的海域面积下降最大,下降比例为52.81%。

      分析两期海域开发资源环境压力强度分布图(图2),可以看出:葫芦山湾以南、交流岛西北角由于得天独厚的资源优势,该区域一直以海水养殖业及盐业为传统工业,开发强度始终较高,但是受长兴岛投资环境的影响,部分区域被用于围填用海,导致盐业用海区域及养殖海域受影响,从而产生大量低效盐田及养殖池塘,所以该区域资源环境压力等级降低;而董家口湾附近,资源较为丰富,人类活动频繁,对海域资源的需求较大,使得海域开发资源处于较高压力水平;其中交流岛乡周边是整个长兴岛及其附近海域开发资源环境压力强度等级最高的聚集地,由于其区位条件较为优越,人类经济活动与海域开发利用联系较为密切,且两者相互促进发展。

      从海域开发资源环境压力指数的时间变化来看(图3),10 a间长兴岛附近海域开发资源环境压力指数变化量有正有负,其中海域开发资源环境压力指数变化量大于零值的面积高达80.7%,可以得知长兴岛附近海域的资源开发利用活动较为活跃,资源环境压力也随之加强,导致这一结果的原因主要是长兴岛优越的地理位置以及国家大力发展其经济的政策优势条件,使得人类活动对该区域的海域资源开发利用更为频繁,海域资源的环境压力强度不断提高,其中经济利益驱动是最为直接的原因,区域发展对于海域的依托在此也显得尤为明显和重要。

    • (1)2005-2015年,长兴岛海域利用总面积达到308.81 km2,新增海域利用面积142.08 km2,以围海养殖用海增加面积最大,增长62.49 km2。围海养殖一直是长兴岛附近海域的主要用海类型,主要集中分布在董家口湾交流岛、长兴岛东北侧鲍肚咀及于家坨附近;未利用类型用海增加面积次之,主要分布在长兴岛西部的北港区、南部的STX造船产业区及西南部的葫芦山湾附近;港口用海和城镇建设用海的面积增加主要用于临港工业区的建设和城镇化的发展;而盐业用海占海域开发总面积比重减少,减少9.98 km2,受经济利益的驱动,部分盐业用海转化为其他用海类型。

      (2)长兴岛附近海域利用的主要转移类型为海域转为围海养殖、港口和未利用。其中海域转为围海养殖的面积最多,达到87.94 km2,这主要是因为长兴岛大力推进渔业现代化建设,推动围海养殖业的发展,需要进行大规模的海域开发活动。

      (3)长兴岛附近海域2个时期的海域利用结构信息熵和均衡度均呈上升趋势,各类型海域面积之间的差别在逐渐缩小,海域利用结构不断趋向均衡状态。港口用海动态度最高,达到11.09%;而盐业用海面积变化幅度相对较小,其动态度最小,为−0.16%。

      (4)总体来说,研究期间长兴岛附近海域资源环境压力加强,海域资源开发利用不断深入,大面积资源环境较强压力区转化为资源环境强烈压力区,研究区南部海域资源环境压力大幅增加,故研究区在发展海洋经济的同时,需要考虑本区域资源开发现状,合理利用和规划海域资源,以减弱人类活动对海域生态环境造成的压力。

参考文献 (24)

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