王初升，林榮澄，黃發(fā)明

（國家海洋局第三海洋所，福建 廈門 361005）

珊瑚礁是地球上生產(chǎn)力最高，生物多樣性最豐富的生態(tài)系統(tǒng)之一（Jompa et al，1963；王麗榮等，2001；趙美霞等，2006），珊瑚礁海岸是一種熱帶特有的生物海岸類型，具有強大的護岸防浪功能、對維持海岸生物多樣性、漁業(yè)資源、濱海景觀、環(huán)境美學、和旅游休閑等方面具有顯著的生態(tài)效益，在全球生態(tài)平衡中起著不可替代的重要作用。然而由于全球氣候變化、沿海地區(qū)人口持續(xù)增長和社會經(jīng)濟迅速發(fā)展等自然和人為的雙重壓力，導致全球珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)日益衰退（Hoegh-guldberg，1999；Smith et al，1992；Aronson，2003；張喬民等，2006），我國珊瑚礁面積在世界上列第8位，主要分布于廣東、廣西以及福建沿岸，海南沿岸以及南海諸島，臺灣、香港等地，也出現(xiàn)了不同程度的退化（孫典榮 等，2006；李穎虹等，2004；張喬民，2006；趙煥庭 等，1996；Dai，2002）。國內(nèi)外大量研究表明，沿海地區(qū)的城市港口建設(shè)、大規(guī)模的填海造地，圍墾養(yǎng)殖是造成大量濱海濕地喪失和珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)退化的重要因素之一，為此根據(jù)已有的研究成果，建立圍填海對珊瑚礁影響的適宜性評估的科學方法，對限制規(guī)范圍填?；顒樱訌姳Ｗo珊瑚礁寶貴稀有資源具有重要意義。

1 圍填海對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)影響的分析識別

1.1 生態(tài)系統(tǒng)影響識別

近岸圍填海對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的影響具有復雜性（Ben-Tzvi et al，2004），許多影響因子是復合交叉的，通過網(wǎng)絡(luò)分析可識別主要的影響因子，可從宏觀上為評估提供依據(jù)（圖1）。圍填海對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)影響的網(wǎng)絡(luò)分析。根據(jù)圍填海影響方式不同可將生態(tài)影響分為兩個方面：一是圍填海直接對海域空間的占有所造成的影響；二是圍填海開發(fā)增加環(huán)境的污染壓力，包括泥沙、污染物等污廢的排放。近岸圍填海對海域空間占用主要是造成濱海濕地的喪失，破壞海岸植被、海洋生物的棲息地、一些重要的產(chǎn)卵場、繁殖場遭到破壞，同時也影響了濱海濕地鳥類的生存及繁衍，圍填海如占用珊瑚礁分布區(qū)，就直接造成對珊瑚礁的破壞，由于珊瑚礁是海岸重要的天然景觀，也是對海岸景觀的破壞。圍填海改變了土地利用的方式，使自然生態(tài)景觀向半自然或人工生態(tài)景觀轉(zhuǎn)變，造成景觀自然性下降，破壞了景觀生態(tài)的完整性，增加了景觀破碎化。

圖1 圍填海對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)影響的網(wǎng)絡(luò)分析

圍填海改變了水文動力狀況，導致泥沙沖淤和納潮量減小。泥沙沖淤導致沉積物類型改變，使生物棲息地的底質(zhì)條件發(fā)生變化，從而使許多海洋生物的繁殖地遭到破壞；泥沙淤積對珊瑚附著基有很大的破壞作用，危害珊瑚生物的生存。沿岸的海灣水域，圍填海導致海灣納潮量下降，減低海灣與外海潮水的交換強度，從而減少環(huán)境容量，降低水體的自凈能力，使水環(huán)境和沉積物質(zhì)量下降，導致海灣環(huán)境質(zhì)量的劣化，不僅對生物生存及繁衍造成影響，同時也會對相鄰海域生長的珊瑚礁產(chǎn)生影響。

圍填海工程的施工過程中產(chǎn)生的懸浮物，對珊瑚礁也有很大的影響，一是減低海水的透光，影響光合作用，二是產(chǎn)生大量沉積物覆蓋在珊瑚礁上，對珊瑚礁的生長極為不利。此外圍填海項目產(chǎn)生對環(huán)境污染的壓力也不可忽視，如城市化建設(shè)的生活污水排放，導致水體富營養(yǎng)化和水質(zhì)的惡化，港口和工業(yè)區(qū)建設(shè)存在的油溢污染和污染物排放均對相鄰海域受到污染影響的珊瑚礁有致命的危害。

1.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響

圍填海造成濱海濕地喪失的結(jié)果為濕地生態(tài)服務(wù)功能損失，生態(tài)服務(wù)功能是自然生態(tài)系統(tǒng)及其物種所提供的能夠滿足和維持人類生活需要的條件和過程，是通過生態(tài)系統(tǒng)的功能直接或間接得到的產(chǎn)品和服務(wù)。由于生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的服務(wù)是多方面的，圍填海對其產(chǎn)生影響較復雜，根據(jù)Costanza等（1997；1999）對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的分類，生態(tài)服務(wù)功能分為供給功能（食物、原材料、基因資源及藥物資源）、調(diào)節(jié)功能（氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、干擾調(diào)節(jié)、水分調(diào)節(jié)、侵蝕控制、廢棄物處理）、支持功能（棲息地、營養(yǎng)循環(huán)與初級生產(chǎn)力）、文化功能（科研教育及休閑娛樂）。圍填海對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是多層次多方面的，主要包括水文動力條件改變、棲息地破壞及景觀格局變化3個方面，圍填海造成珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的退化的潛在危害，主要有濱海濕地的喪失，破壞棲息地、改變景觀格局和水文動力條件，同時圍填海的項目開發(fā)還加大了環(huán)境污染的壓力、因此可從圍填海占用濱海濕地、對珊瑚礁和景觀的直接破壞的程度、由海洋生物、水文動力與環(huán)境化學資料、以及生態(tài)服務(wù)功能4個方面來評估圍填海規(guī)劃對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)影響及其適宜性。

2 評價指標體系

根據(jù)珊瑚礁生物海岸的資源和生態(tài)特點，以及圍填海對珊瑚礁生態(tài)的影響，評價指標體系選取珊瑚礁資源、環(huán)境、生態(tài)和經(jīng)濟為分層，各分層依據(jù)其在指標體系中的重要性設(shè)置權(quán)重，分別為珊瑚礁資源40%、環(huán)境26%、生態(tài)20%和經(jīng)濟14%。評價指標體系的指標和權(quán)重采用德爾菲法和層次分析法確定。珊瑚礁資源分層指標主要考慮圍填區(qū)內(nèi)涉及占用珊瑚礁，造成珊瑚礁資源的損失、護岸功能損失、景觀損失指數(shù)表示。環(huán)境與生態(tài)主要考慮圍填海對海域珊瑚礁生態(tài)環(huán)境的影響，水動力指標選用對珊瑚礁有明顯影響沖淤和懸浮物指標，生態(tài)指標采用多樣性和生態(tài)敏感指數(shù)評價物種多樣性、重要生物和珍稀物種的影響。經(jīng)濟指標評估圍填海造成生態(tài)服務(wù)功能的損失的圍填成本與收益的益損比。指標體系由資源、環(huán)境、生態(tài)和經(jīng)濟4個方面綜合評價珊瑚礁海岸圍填海的適宜性，指標體系和各項指標的評價標準、權(quán)重列于表1。

表1 圍填海適宜性評價指標體系

2.1 珊瑚礁資源指標

珊瑚礁資源指標主要考慮圍填區(qū)內(nèi)涉及占用珊瑚礁，造成的珊瑚礁資源損失，由于圍填占珊瑚礁、造成資源的損失，同時也造成沿岸珊瑚礁護岸功能的損失、和天然景觀的損失，因此采用圍填區(qū)林地指數(shù)、護岸和景觀指數(shù)3項指標表示圍填海對珊瑚礁資源的破壞程度。

（1）資源損失指數(shù)

由3S（遙感RS、地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS）技術(shù)獲取的珊瑚礁分布圖與圍填海規(guī)劃圖的疊圖分析計算出圍填區(qū)原有岸線長度、圍填區(qū)內(nèi)的珊瑚礁分布面積。由如下的公式計算珊瑚礁損失指數(shù)：

ML為資源損失指數(shù)，單位hm2/km，表達為圍填區(qū)內(nèi)每公里岸線（L岸線）圍填區(qū)內(nèi)珊瑚礁面積（S珊瑚礁）的 hm2數(shù)。

資源指數(shù)的標準，采用當?shù)厣汉鹘纲Y源的平均值。

（2）護岸指數(shù)

沿岸珊瑚礁具有護岸功能，由疊圖分析計算出圍填區(qū)珊瑚礁占有岸線的長度和圍填區(qū)岸線長度，以珊瑚礁占有岸線與岸線之比為護岸指數(shù)如下式所示：MH（%）=L珊瑚礁/L岸線

圍填區(qū)內(nèi)珊瑚礁占有岸線的比例高，其護岸功能強，圍填造成的珊瑚礁護岸功能的損失程度就越嚴重。

（3）景觀指數(shù)

由圍填區(qū)內(nèi)的珊瑚礁資源指數(shù)和護岸指數(shù)，以及圍填區(qū)對珊瑚礁和海岸景觀的影響程度評價。

2.2 環(huán)境指標

環(huán)境指標采用對珊瑚礁影響較大的沖淤、懸浮物指標來評估對珊瑚礁資源影響程度。圍填造成污染負荷的增加采用COD指標。沖淤、懸浮物和COD數(shù)據(jù)由圍填工程的水文動力數(shù)值模擬和污染物擴散模型計算獲得。評價標準引用HMRE珊瑚礁評價標準（HMRE，2004）的沉積率10mg/cm2·d，換算為沖淤量為3.6 cm/a。懸浮物采用《近岸海洋生態(tài)健康評價指南》（2005）中的標準6mg/L。COD含量采用《海水水質(zhì)標準GB 3097-1997》（1997）的一類水質(zhì)標準2mg/L。

2.3 生態(tài)指標

圍填海造成對海洋生態(tài)的影響主要包括圍填區(qū)海域內(nèi)的包括珊瑚礁的底棲生物、海岸植被、濱海濕地、鳥類等重要生境。為便于指標評價對比，選擇棲息地較為穩(wěn)定的底棲生物多樣性指數(shù)，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）為評價指標。設(shè)定生態(tài)敏感指數(shù)分析評價圍填海對珊瑚礁生態(tài)敏感區(qū)的影響，包括國家級保護動物、珍稀物種，以及重要物種的產(chǎn)卵場、育幼區(qū)等。

2.4 生態(tài)損益指標

圍填海造成的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能損失包括對圍填區(qū)生態(tài)系統(tǒng)供給功能、調(diào)節(jié)功能、文化功能和支持功能的影響。其中供給功能主要為物質(zhì)生產(chǎn)功能；調(diào)節(jié)功能主要包括氣體調(diào)節(jié)、干擾調(diào)節(jié)、廢物處理功能；文化功能主要為娛樂休閑和科研教育功能；支持功能主要為生物多樣性的維持等。

經(jīng)濟指標采用單位圍填海面積的的成本與收益計算損益，由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值損失計入圍填海成本，其價值損失占單位成本的比重的大小，直接反映出損益指數(shù)的變化，故稱生態(tài)損益指標。益損比大于1，說明圍填海有經(jīng)濟效益，益損比小于1，則沒有效益。

2.5 綜合指數(shù)

本研究建立的模式和指標體系應(yīng)用于珊瑚礁海岸圍填海的適宜性評估，可利用綜合指數(shù)方法建立評價模型：

IHI圍填海適宜性綜合指數(shù)（Integrated Health Index）；Wi表示指標i的權(quán)重值；Ii表示為第i種指標的歸一化值。

按評估圍填海適宜性綜合指數(shù)可分為3個等級：

IHI＜0.75為Ⅰ級，可以實施圍填；IHI=0.75～1.2為Ⅱ級，限制圍填，IHI＞1.2為Ⅲ級，嚴禁圍填。

3 圍填海適宜性的評估

根據(jù)國內(nèi)外的研究進展，以及珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)脆弱敏感和高生產(chǎn)力的特點，評估指標體系主要針對圍填海對珊瑚礁的占用和生態(tài)環(huán)境的影響，提出圍填控制指標以及對生態(tài)環(huán)境、景觀和生態(tài)服務(wù)功能損益影響的指標綜合評價圍填海對珊瑚礁海岸的影響，以期客觀合理地評價圍填海的適宜性，有針對性地提出改善的對策和措施。

3.1 珊瑚礁海岸圍填海適宜性分級

珊瑚礁海岸是典型的生物海岸，珊瑚礁分布區(qū)為生態(tài)敏感區(qū)，是海洋生物物種高度豐富的區(qū)域，珍稀、瀕危海洋生物物種的天然集中分布區(qū)域。根據(jù)國家的環(huán)境保護及相關(guān)法規(guī)，嚴禁圍填或其它人類活動的干擾和破壞。我國現(xiàn)有的珊瑚礁除了自然保護區(qū)外，在南海和東南沿海還有大量珊瑚礁分布，原則上珊瑚礁分布區(qū)是禁止圍填的區(qū)域。

珊瑚礁海岸圍填海的適宜性可分為如下的等級：

Ⅰ級可圍填區(qū)

圍填區(qū)符合海洋功能區(qū)劃、圍填項目符合國家產(chǎn)業(yè)政策和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，圍填海不占用天然珊瑚礁，特別是活珊瑚生長區(qū)，對生態(tài)環(huán)境影響小，不會造成相鄰海域珊瑚礁退化，環(huán)境和資源條件允許實施圍填。

珊瑚礁資源限制性指標：圍填不得破壞和占用天然珊瑚礁。

Ⅱ級限制圍填區(qū)

圍填區(qū)符合海洋功能區(qū)劃、圍填海項目符合國家產(chǎn)業(yè)政策和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，但圍填區(qū)有少量珊瑚礁分布，對生態(tài)環(huán)境有一定負面影響，環(huán)境資源條件允許可慎重圍填，但需采取生態(tài)補償、生態(tài)修復手段、以及有效的環(huán)境保護措施，減少對生態(tài)環(huán)境的影響。

珊瑚礁資源限制性指標：圍填區(qū)里不得有活珊瑚分布，圍填損失的珊瑚礁不得大于當?shù)厣汉鹘钙骄Y源量。

Ⅲ級禁止圍填區(qū)

國家級、省級珊瑚礁保護區(qū)、具有珊瑚礁和其它瀕危珍稀物種，為禁止圍填區(qū)。圍填區(qū)不符合海洋功能區(qū)劃，法規(guī)明確禁止圍填的區(qū)域，或環(huán)境資源條件不允許進行圍填。圍填海占用破壞天然珊瑚礁，對生態(tài)環(huán)境負面效應(yīng)大，導致不可恢復的嚴重損失。

珊瑚礁資源限制性指標：圍填區(qū)損失天然珊瑚礁超過當?shù)厣汉鹘钙骄Y源量。

3.2 珊瑚礁海岸圍填海適宜性評估

圍填海涉及珊瑚礁生態(tài)敏感區(qū)，尤其是形成連片生態(tài)系統(tǒng)和特有景觀的，為禁止圍填區(qū)，由于目前國家和地方建設(shè)用海用地與環(huán)境保護的矛盾突出，圍填海涉及珊瑚礁數(shù)量少，分布稀疏，沒有活珊瑚分布的可為限制圍填，但必須采取有效的生態(tài)生態(tài)補償措施，以保護珊瑚礁寶貴資源。目前珊瑚礁人工育苗培育技術(shù)已取得進展，但與實際應(yīng)用仍有一定的差距，如積極推進將可取得一定的成效。

圖2 珊瑚礁海岸圍填海評價模式

珊瑚礁海岸圍填海的評估模式見圖2，采用基于GIS的圖形疊置法，將圍填海規(guī)劃范圍與珊瑚礁分布區(qū)的圖層疊置，分析圍填海規(guī)劃對珊瑚礁資源的空間占用影響，由水動力、環(huán)境、生態(tài)等綜合調(diào)查提供的資料，分析圍填對敏感區(qū)的影響，采用評價指標體系評價，按綜合指數(shù)劃分圍填海的適宜性等級。圍填方案的評價指數(shù)為Ⅰ級，可以實施圍填，采取相應(yīng)的環(huán)境保護措施，減少對生態(tài)環(huán)境的壓力。評價指數(shù)Ⅱ級，為限制圍填，對珊瑚礁資源有一定的破壞作用，需采取相應(yīng)的生態(tài)補償、生態(tài)修復措施，減少對生態(tài)環(huán)境的影響。指數(shù)為Ⅲ級為嚴禁圍填，應(yīng)放棄，如有必要，需調(diào)整圍填項目和規(guī)模，重新規(guī)劃評估，使之符合Ⅰ級或Ⅱ級的的要求，方可實施。

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