第31卷第1期 2012年2月 海 洋 通 报 Vo1.31.No.1 Feb.2012 MARJNE SC玎 NCE BULLETIN 海洋自然资源条件对无居民海岛开发的 影响评价 刘亮,曹东,吴姗姗,徐伟 (国家海洋技术中心,天津300112) 摘要:以无居民海岛大娥眉岭、小娥眉岭、背风墩为例,分析了这3个海岛的海洋自然资源条件,并建立海洋环境效应评 价方法和指标体系。应用层次分析法确定指标权重,应用灰度分析方法对3个海岛进行了综合评价和对比,为海岛的开发利 用和可持续发展决策提供基础依据。根据分析,认为制约无居民海岛开发的主要自然资源因素是离岸距离和淡水资源。 关键词:无居民海岛;海洋自然资源条件;开发利用;指标体系;评价 中图分类号:P741 文献标识码:A 文章编号:1001—6932(2012)01—0026—07 Study on the assessment method of marine natural resources in uninhabited islands LIU Liang,CAO Dong,WU Shan-shan,XU Wei (National Ocean Technology Center,Tianjin 300112,China) Abstract:Da emeiling,Xiao emeiling and Beifengdun are three uninhabited islands.They locate in the Qinzhou bay. This paper took Da'emeiling,Xiao emeiling and Beifengdun islands as the study area,and analyzed their marine natural resource conditions.An environmental effect assessment index system was introduced in the development of three islands. Index weights were determined by Analytical Hierrarchy Process.The comprehensive assessment and comparison of marine natural resource conditions of three islands were made by using the gray analysis method,which would provide the fundamental basis for the development and utilization of the islands.In my opinion,development of uninhabited island was restricted by the freshwater resources and the distance away from the coast. Keywords:uninhabited island;marine natural resources;exploitation;index system;assessment 海岛是指四周被海水包围,高潮时露出海面的 等提出了海岛水资源的评价方法(Gourbesville et 陆地。海岛是我国海上国土的重要组成部分,是连 接陆域国土和海洋国土的桥梁,是海洋矿产资源和 生物资源的复合区域。近些年来,随着我国经济的 飞速发展,海岛开发利用进入了繁荣活跃时期,然而 al,2000),国内石洪华等选择了典型海岛生态系 统——庙岛群岛南五岛作为研究区域,比较系统地 研究了其生态系统服务,并进行了价值评估的研究 (石洪华等,2009)。肖佳媚等利用P.s—R(压力一 状态一响应)指标体系模型对海岛生态系统进行评 在海岛开发活动中无法可依,前期规划缺少指导性, 开发过程中管理粗放等原因造成了海岛生态环境的 破坏、生态资源的退化、部分海岛功能的丧失等问 题。针对以上问题,国内外学者纷纷开展海岛资源可 持续利用、海岛生态系统评价的探索。Gourbesville 收稿日期:2011-02—21;修订日期:201I-04—24 价(肖佳媚等,2007),孔梅等以山东省长岛县为 例,针对海岛开发过程中的诸多问题,建立了海岛 开发活动的环境效应评价方法和指标体系(孑L梅 等,2010)。以上学者都是在对有居民海岛的开发 作者简介:刘亮(1984一),男,研究实习员,主要从事海岛海岸带研究。电子邮箱:linc—lau@163.eom。 1期 刘亮等:海洋自然资源条件对无居民海岛开发的影响评价 27 压力下的环境影响评价,而对于无居民海岛来讲,海 洋自然环境、资源因素对今后海岛开发利用起着决 定性的作用。2010年3月《中华人民共和国海岛 保护法》的实施为有效解决上述问题提供了法律依 据。2011年国务院颁布了我国第一批无居民海岛 开发保护名录,为我国无居民海岛开发利用提供了 政策支持。本文以我国第一批无居民海岛开发保护 名录中的钦州湾内的大娥眉岭、小娥眉岭、背风墩 为例,建立海洋环境效应评价方法和指标体系,探 索该评价指标对开发此类无居民海岛推广的可能 性,为海岛资源环境管理和可持续开发利用决策提 供基础依据。 1研究区域概况 钦州湾位于广西沿岸中段,即108。28 20 一 108。45 30”E,21。33 20”一21。54 30”N(图1),该 湾由内湾(茅尾海)和外湾(钦州湾)构成,湾口 宽29 km,纵深39 km,共分布着300个岛屿。钦 州湾年平均气温为22 cI二,年平均风速为2.7~3.8 m/s 之间,风向受季风环流影响。钦州湾多年平均海平 面为40 cm(黄海基面起算,下同)。高潮最高潮 潮位为333 cm,低潮最低潮位为一239 cm,高潮平 均潮位为161 cm,低潮平均潮位一80 cm。属不规 则全日潮。该湾湾口风浪比内湾大一些,内湾以微 浪为主,湾口以微浪和小浪为主,最大波高为 2.8 m。该湾泥沙含量较高,主要由内陆河流输出 为主(中国海湾志编纂委员会,1993)。本文研究 的研究对象大娥眉岭、小娥眉岭、背风墩这3个位 于外湾(钦州湾)内。大娥眉岭属钦州市管辖,位 于钦州市七十二泾旅游风景区境内,地理位置为北 纬21。44 58 ,东经108。35 10”。在钦州市龙门岛 东4.6 km。以岛较大形似娥眉得名。呈长形,南北 走向,中间高,两头低。高潮时,长约279 m, 面积约42 900 m 。海岸线长0.78 km。海拔约 38.5 m。底层由白色粉砂岩构成。表层为黄白色砂 粘土,长有松树、杂草。石质岸。低潮时,四周是 干出泥滩,长有红树林。无人居住。附近海域产青 蟹、牡蛎等。小娥眉岭位于钦州市七十二泾旅游风 景区境内,地理位置为位北纬21o44 49 ,东经 108。35 03 。在钦州市龙门岛东4.3 km。因岛较小 形似娥眉得名。呈长形,东北一西南走向,中间 高,两头低。高潮时,长约180 m,宽约85 m,面 积约14600mz。海岸线长0.46km。海拔约16.6m。 底层由黄色粉砂岩构成。表层为黄粘土,长有松 树。石质岸。低潮时,四周为干出泥滩,长有红树 林。无人居住。附近海域产泥丁、贝类等。背风墩 地理位置为别名中间榄岭、七棚丝岭。位于北纬 21o44 55 ,东经108。35 25”。位于钦州市龙门乡果 子山(岛)北3.2 km。因四周长满海榄树,较背 风,故称背风墩,又称中间榄岭,又因西边一处水 较深,钓鱼需用“7”棚(约11 m)长的胶丝线, 故又称七棚丝岭。呈椭圆形,东北一西南走向。高 潮时,长约63 m,宽约50 m,面积约4 430 m 。 海岸线长0.235 km。海拔16 m。底层由灰色页岩 和粉砂岩构成。表层为黄粘土,丛生杂草。石质 岸,低潮时东面是干出泥滩,西面水深1.1 m。无 人居住,附近海域产青蟹、鲻、鲷等(广西壮族自 治区地名委员会办公室,1992)。 图1大娥眉岭、小娥眉岭、背风墩位置图 2评价指标体系 2.1评价指标体系建立 根据海岛评价的目标,构建海岛自然资源评价 指标体系,见下图2。 2.2指标权重确定 指标权重的确定采用层次分析法(Analytical Hierrarchy Process,AHP) (Thomas et al,2000)。 28 海洋通报 31卷 图2评价指标体系 它的特点是把复杂问题中的各种因素通过划分为相 互联系的有序层次,使之条理化,根据对一定客观 现实的主观判断结构被一 。 (主要是两两比较)把专家意 徽 见和分析者的客观判断结果直接而有效地结合起 来,将一层次元素两两比较的重要性进行定量描 述。而后,利用数学方法计算所有元素的相对权重 并进行排序。 2.3构造判断矩阵 层次结构反映了各种因素之间的关系,但是各 个因素在目标衡量中所占的比重并不一定相同,在 决策者认为,它们各占一定比例。而在确定影响某 因素的诸多因子对该因素影响中所占的比重时,经 常遇到这些因子不易量化。应用Saaty等的层次分 析法,采取对因子进行两两比较建立成对比较的矩 阵的方法。即每次取两个因子 和 ,以 表示 对,,的影响大小之比,全部比较结果矩阵采用A= (锄)nxn表示,则A为l,与 之间的比较判断矩 阵。可以得出,如果 与 对】,的影响之比为 ,则 ,与 对y的影响之比应为aj =1/a ̄y。 Saaty等给出了确定%的确定规则,见下表1。 2.4各指标层标度矩阵 首先确定自然条件子体系和资源子体系的标度 矩阵,考虑到这两个子体系层在无居民海岛开发时 同等重要故建立标度矩阵,见表2。 故其权重向量为 ={1/2,1/2}。 进而确定自然条件子体系的标度矩阵及权重 值。水深、波浪、潮汐、泥沙、掩护条件、离岸距 离的标度矩阵见表3。验证一致性比例CR,计算 表1层次分析法标度含义 含义 表示两个元素相比,具有同样重要性 表示两个元素相比,前者比后者稍微重要 表示两个元素相比,前者比后者明显重要 表示两个元素相比,前者比后者强烈重要 表示两个元素相比,前者比后者极端重要 表示上述相邻判断的中间值 若元素i与元素 的重要之比为 ,那么元素 与元素 i重要性之比为aji=1/ao 表2 自然条件子体系、资源子体系标度矩阵 表3自然条件子体系标度矩阵 自然条件因素水深波浪泥沙掩护条件离岸距离潮汐 wi 得出CR=0.012 2,当CR<0.10时,我们可以认 为该判断矩阵的一致性是可以接受的,因此,自然 条件子体系的标度矩阵具有较好的一致性。 接下来确定资源子体系的标度判断矩阵及权 重,淡水资源、植被覆盖率、旅游资源、海水水质 的标度判断矩阵见表4。验证一致性比例CR,计 算得出CR=0.030 4,同理,资源子体系的标度矩 阵也具有较好的一致性。 表4资源子体系标度矩阵 资源条件 淡水资源植被覆盖率旅游资源海水水质 wi 淡水资源 1 3 1 2 0.369 6 植被覆盖率 1/3 1 1/2 1 0.150 9 旅游资源 1 2 1 1 0.280 9 海水水质 1/2 1 1 1 0.198 6 2.5各指标体系权重 通过对上述子体系的各项指标进行层次分析, 得到各参评因子的总权重值,见表5。在表中可以 看出,淡水资源和离岸距离这两个指标的权重值较 高,由调查和资料得知,我国大部分海岛的淡水资 源是由大陆输送或雨水收集;而离岸距离直接关系 1期 刘亮等:海洋自然资源条件对无居民海岛开发的影响评价 29 到运输、旅游业的成本。所以,无论对该海岛进行 表7波浪数据量化 何种开发利用,这2个指标因素都是非常重要的。 表5各指标体系权重 评价要素 淡水资源 植被覆盖率 旅游资源 海水水质 O 1 O 0 0 1 总权重 同理潮汐这组数据也采用专家打分的方法, 将其划分为4级,并给予相应评分,依次为:不 0 O 0 0 O O 0 0 O O O 1 O 0 明显为1分;一般为2分,明显为3分,很明显 水深 8 7 4 9 8 6 5 4 8 4 5 0 9 2 8 1 1 8 8 5 4 3 2 4 8 1 1 波浪 泥沙 掩护条件 离岸距离 潮汐 3海洋自然环境条件对海岛开发的制 约评价 3.1评价指标数据 根据上述各指标的判定标准和权重系数,大娥 眉岭、小娥眉岭、背风墩自然环境和资源条件数据 统计见下表6。由以下数据可见,一些数据是定量 的,但也有很多是定性的。对于定性的数据,我们 采用打分的方法对这些定性的数据处理,从而得到 定量值。 表6大娥眉岭、小娥眉岭、背风墩自然环境和资源条件原始数据 如波浪这项数据,笔者并没有找到一定的国家 或行业标准,故只能采用专家打分的方法。笔者将 波浪的大小定为4级,并给予相应分数,依次为: 很小为1分,一般为2分,大为3分,很大为4 分,然后进行数据处理,见下表7。 为4分,见表8。 表8潮汐数据量化 而水质这组数据中,根据《中华人民共和国海 水水质标准GB 3097—1997}把水质划分为5类标 准,分别为:一类水质,二类水质,三类水质, 四类水质以及劣四类水质,水质依次变差,具体 评分标准见下表9。 表9水质数据量化 水质 一类水质二类水质三类水质四类水质劣四类水质 分值 5 4 3 2 1 处理后 1.00 O.8 0.6 0.4 0.2 而离岸距离则以10 km为标准距离,并采用 (标准距离一某岛离岸距离)/标准距离,进行标准 化。 对于定量的数据,考虑到数据之间量纲的不一 致性,进行无量纲化处理。以水深这组数据为例, 笔者选定标准为10 m,选择依据是参考我国港口 的平均水深,同时也考虑到海岛的自然条件,见表 10 表10水深数据量化 3.2评价结果 3.2.1大娥眉岭评价结果 大娥眉岭评价结果见表11。由表11可知,对 于大娥眉岭而言,海岛自然环境条件对海岛的开发 制约度比较小,主要是沿岸河流输入的泥沙较多。 6 8 4 30 海洋通报 31卷 表11大娥眉岭层次分析法评价结果 资源因子中淡水资源量很少,也就是说,岛上 的淡水资源需要由外部引入,而淡水资源的权重较 大,可以认为如果对大娥眉岭岛进行开发,淡水的 供给将是要解决的主要问题。而掩护条件、离岸距 离、植被覆盖率、旅游资源、海水水质这些指标较 好,而且岛的四周都是干出泥滩,生长着茂盛的红 树林,许多动植物都栖息在该红树林生态系统内, 资源种类丰富,对于海岛开发是有利的。综合考虑 评价结果,笔者认为,在大娥眉岭岛进行养殖、旅 游、运输开发是比较可行的。 3.2.2小峨眉岭评价结果 小峨眉岭评价结果见表12。由表12可知,对 于小峨眉岭而言,主要的海岛自然资源制约因素是 泥沙较多。 表l2小峨眉岭层次分析法评价结果 淡水资源缺乏也是海岛开发的不利因素,而掩 护条件、离岸距离、植被覆盖率、旅游资源、海水 水质这些指标较好,而且岛的四周都生长着红树 林。综合以上因素,笔者认为,在小峨眉岭也可以 进行养殖、旅游、运输等用岛开发。 3.2.3背风墩评价结果 背风墩评价结果见表13。由表13可知,对于 背风墩而言,对于不利于海岛开发的制约因素与大 娥眉岭和小峨眉岭情况相同都是海水中的泥沙较 多。因此,有必要考虑将这三个岛乃至周边的海岛 整合为一个开发对象,整体考虑,这样可以在一定 程度上节约成本,集约、节约开发利用。 背风墩的自然条件和资源条件与大娥眉岭和小 峨眉岭基本一致,同样可以进行养殖、旅游、运输 等用岛开发。 表13背风墩层次分析法评价结果 3.3海岛自然资源条件对海岛开发的对比分析 以上已经对各岛逐一进行了分析,以下笔者运 用灰色系统理论的灰色关联模式对以上海岛进行综 合分析评价。灰色关联度分析的意义是指在系统发 展过程中,如果两个因素变化的态势是一致的,即 同步变化程度较高,则可以认为两者关联较大;反 之,则两者关联度较小。因此,灰色关联度分析对 于一个系统发展变化态势提供了量化的度量,非常 适合动态(Dynamic)的历程分析(刘思峰等, 2010)。设X0=(X。(1),X。(2),…X。(n)) 是一组时 间序列或称为母序列,设有另一组离散序列,记 作: X。=(X (1),X (2),…X (n)) ,i=1,2,…,m 定义当为t=k时,母序列(X。(k))与子序列 (X (k))的关联系数L (k)=(Amin+pAmax)/(△ (k)+pAmax),式中△ ( )表示k时刻两比较序列 的绝对差,即△ (|j})=IX。( )一 ( )l(1≤i≤m); Amax和Amin分别表示为所有比较序列各个时刻 绝对差中的最大值和最小值;P为分辨系数,一般 取为0.1 1期 刘亮等:海洋自然资源条件对无居民海岛开发的影响评价 3l 首先,将各项评估指标的原始分值列出,如 F: ={X。(1),X。(2),… 。(凡)} X {X (1),X (2),…X ( )},i=1,2, ….10 其中,X。( )为参考序列,为各项评估指标中分 值最高或最低的值,见表14。 表l4灰色分析的原始数据及参考标准 大娥眉岭 小峨眉岭 背风墩 标准 根据Lm( )=(Amin+pAmax)/(A (k)+p A max)进行灰色关联系数计算,结果见表15。 表15大娥眉岭、小娥眉岭、背风墩的关联度 通过对比分析可以看出,大娥眉岭的关联度为 0.858 6,小峨眉岭的关联度为0.452 5,背风墩的 关联度为0.460 4。从计算的结果来看,大娥眉岭 与其它两个海岛相比,更适合开发,因为选定的标 准数据都是3个海岛各因子中最好的。比如大娥眉 岭的水深最深,植被覆盖率最高等。但是从其它原 始数据来看,这3个岛的数据基本差别很小,而且 相距距离也非常近,可以说这3个岛的自然环境条 件和资源条件是基本相同的。根据现场调查的结果 来看,大娥眉岭、小娥眉岭、背风墩的周边海域水 质较好,完全可以满足青蟹、鲻、鲷鱼养殖产品的 要求。海域海流畅通,水交换条件好,能满足浮游 植物的生长需要。大娥眉岭、小娥眉岭、背风墩由 于周边滩涂上生长着大片的红树林,因而附近栖息 着各种海洋动植物,为鸟类等动物提供了觅食的场 所。 但是,根据笔者现场调查来看,大娥眉岭、小 娥眉岭、背风墩几乎没有任何经济养殖和旅游开发 活动。笔者认为,应该利用周边海域成片的红树林 资源开展经济海水产品生态养殖。既不会对周边海 域造成污染,又能增加养殖产品的附加值,增加收 益。根据前文的叙述,大娥眉岭、小娥眉岭、背风 墩的旅游资源和植被覆盖率较好,而且里附近的岛 屿距离较近可以将周边的海岛一起作为整体进行开 发。 制约无居民海岛开发的主要自然和资源条件就 是淡水资源。因为淡水资源量是无居民海岛开发的 主要问题,这将直接影响今后岛上人员的生产生 活,目前的解决方法只有通过大陆淡水补给,而如 果海水淡化技术成熟,通过自给自足就可以完全满 足海岛的淡水消耗。因此,如前文所述,在开发大 娥眉岭、小娥眉岭、背风墩的时候,可以将这3个 海岛或周边岛屿作为一个整体考虑,在实施开发之 前,整体把握,做好前期规划工作,因地制宜,综 合考虑该海域和海岛的自然条件和资源特点。充分 考虑海岛生态环境脆弱的特点,坚持保护性开发原 则,做好海岛环境风险的应对预案,协调好海岛开 发与保护的关系。 4小结 4.1研究结论 本文通过对大娥眉岭、小娥眉岭、背风墩的自 然资源条件分析后提出了无居民民海岛自然资源评 价指标体系,选取了2个一级指标,又从其中划分 出10个二级指标,基本覆盖了大娥眉岭、小娥眉 岭、背风墩自然资源环境的各方面。以上述指标作 为关键因子,构建评价指标体系,通过对以上各指 标的评价揭示了大娥眉岭、小娥眉岭、背风墩开发 利用的制约因素,提出了大娥眉岭、小娥眉岭、背 风墩开发利用应该结合滩涂周边的红树林生态系统 资源选择生态旅游、生态养殖、运输等对环境影响 小的用岛方式进行开发,为今后大娥眉岭、小娥眉 岭、背风墩的开发和保护提供了理论参考依据。 4.2研究展望 海岛生态系统分为非生物环境和生物环境,今 后海岛开发评价还应该引入生态系统服务功能以及 生态景观评价的内容,筛选海岛的主要服务功能类 (下转第37页) 1期 王琪等:山东半岛蓝色经济区建设中的地方政府关系研究 37 经济先行区[EB/OL].http://www.sdlb.gov.cn/art]201ll31141art一 535_30221.htm1. 进蓝色经济区建设[EB/OL].http://www.sdlb.gov.cn/art/0112/3, 16/art53530520.htm1. —.—.山东半岛蓝色经济区建设办公室.日照着力抓好“双十・一城”工程 加快建设海洋特色新兴城市[EB/OL].http://www.sdlb.gov.cn/art/ 201 1/3/16/art53530521.htm1. — ——邵桂兰,梁晓,2010.蓝色经济区建设中的海洋战略资源开发研究. 中国渔业经济,(3):82. 涂晓芳,2008.政府利益论一从转轨时期地方政府的视角.北京:北 京大学出版社,107. 山东半岛蓝色经济区建设办公室.烟台乘势而上抢抓重大机遇:激情 创业深耕蓝色沃土[EB/OL].http://www.sdlb.gov.crdarf2011/3/ htm1. 14/art53530222.威海新闻网.《威海是蓝色经济区发展规划》全解读之总体格局[EB/ OL].http://www.whnews.en/2011-03/26/content一1662543.htm. 山东半岛蓝色经济区建设办公室.机构职能[EB/OL].http://www. sdlb.gov.cn/col/co1532/index.htm1. (本文编辑:袁泽轶) 山东半岛蓝色经济区建设办公室.潍坊市突破滨海开发投入加快推 (上接第31页) 型并计算其价值,并评价海岛的景观格局,以更全 面系统地反映生态系统的状况。 致谢:广西海洋监测预报中心魏春雷提供的有 关大娥眉岭、小娥眉岭、背风墩的资料数据。 参考文献 广西壮族自治区地名委员会办公室,1992.广西海域地名志.广西民 族出版社,27—28. 孔梅,黄海军,高兴国,2010.长岛县海岛开发活动的环境效应评价. 海洋科学,34(1O):96—100. 刘思峰,党耀国,方国耕,2010.灰色系统理论及其应用.科学出版 社。50—6O. 石洪华,郑伟,丁德文,2009.典型海岛生态系统服务及价值评估.海 洋环境科学,28(6):743—748. 肖佳媚,杨圣云,2007.PSR模型在海岛生态系统评价中的应用.厦 Gourbesville P,Thomassin B,2000.Coastal environment assessment procedure for sustainable wastewater nlan—-agement in tropical is—- lands the Mayotte example.Ocean and Coastal Management,43: 997—1014. Thomas L Saaty,Luis G,2000.Vargas.Models,MethodsConcepts and ,门大学学报:自然科学版,46(A01):191—196. 中国海湾志编纂委员会,1993.中国海湾志(广西海湾).海洋出版 社,145—216. Applications of the Analytic Hierarchy Process.New York: (本文编辑:董艺) Springer.115—120.