董月娥，張靜怡，滕欣，徐偉，岳奇，劉淑芬，歐玲

(國家海洋技術(shù)中心 天津 300112)

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人工海岸的生態(tài)化建設(shè)效果評價方法初探*

董月娥，張靜怡，滕欣，徐偉，岳奇，劉淑芬，歐玲

(國家海洋技術(shù)中心 天津 300112)

人工海岸為實施沿海區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃提供了空間保障，對沿海地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展做出了巨大貢獻，同時，也出現(xiàn)了破壞生態(tài)、影響環(huán)境等一系列問題。人工海岸的生態(tài)化建設(shè)效果評價，對了解海域海岸帶整治修復效果、科學評估全國及各省級海洋功能區(qū)劃大陸自然岸線保有率具有重要意義。文章明確了具有自然海岸生態(tài)功能的人工海岸的內(nèi)涵，構(gòu)建了人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果評價指標體系，探討了評價單元、范圍及評價標準等內(nèi)容，初步形成了一套人工海岸的生態(tài)化建設(shè)效果評價技術(shù)方法，研究成果可為管理部門及時掌握人工海岸的生態(tài)化建設(shè)效果提供切實可行的技術(shù)支撐。

人工海岸；生態(tài)化；評價

海岸是一種具有高價值、多功能、稀缺的自然資源，海岸資源的可持續(xù)發(fā)展與利用直接關(guān)系到沿海地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定。我國海岸資源雖然豐富，但近年圍海曬鹽、農(nóng)業(yè)圍墾、圍塘養(yǎng)殖及工業(yè)與城鎮(zhèn)建設(shè)圍填海造地等多次大規(guī)模的圍填?；顒?，使得海岸人工化趨勢日益嚴重，可供開發(fā)的海岸后備資源嚴重不足[1-3]。為了保留海域后備空間資源，提升海域海岸帶生態(tài)系統(tǒng)服務功能及資源環(huán)境品質(zhì)，《全國海洋功能區(qū)劃(2011-2020年)》專門確立了多項海岸相關(guān)目標，包括嚴格控制占用海岸線的開發(fā)利用活動，開展海域海岸帶整治修復等，要求至2020年，大陸自然岸線保有率不低于35%，完成整治和修復海岸線長度不少于2 000 km。為此，除天津、上海外，絕大多數(shù)沿海省(自治區(qū)、直轄市)均提出“至2020 年，大陸自然岸線(包括整治修復后具有自然海岸生態(tài)功能的岸線)保有率不低于35%?！钡膮^(qū)劃目標。

當前缺乏必要的人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果評價技術(shù)方法和指標體系，無法滿足對大陸自然岸線保有率目標落實情況進行核定的需要，因此，在原始大陸自然岸線銳減的嚴峻形勢下，有效判定人工海岸是否具有自然海岸生態(tài)功能，科學合理評價人工海岸整治修復的生態(tài)化效果，對于科學評估全國及各省級海洋功能區(qū)劃大陸自然岸線保有率，提高國家與地方對人工海岸的管理調(diào)控能力，保持海岸生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定并實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 具有自然海岸生態(tài)功能的人工海岸的內(nèi)涵

海岸是海水面與陸地接觸的濱海地帶，是位于現(xiàn)代海岸線以上的狹長地帶，由古海岸(即海岸階地)和現(xiàn)代海岸(即潮上帶)兩部分組成。海岸階地指現(xiàn)代波浪作用最上界與古海岸線之間的地帶；而潮上帶指現(xiàn)代海岸線與現(xiàn)代波浪作用最上界之間狹窄的陸上地帶，大部分時間裸露于海水面之上，僅在特大高潮或暴風浪時才被淹沒[4-6]。海岸是海岸帶的重要組成部分，與潮間帶和潮下帶共同組成海岸帶。

人工海岸指人類對天然形成的自然海岸進行了填海造地、圍?；蛟O(shè)置構(gòu)筑物等活動，完全或部分改變了海岸的自然屬性，改變了自然海岸的發(fā)育過程，與天然形成的基巖、砂礫質(zhì)、淤泥質(zhì)等類型的自然海岸不同，人工海岸由防波堤、碼頭、道路等人工構(gòu)筑物組成[7-8]。

具有自然海岸生態(tài)功能的人工海岸以保護、利用海岸為目的，以資源、環(huán)境的承載力為基礎(chǔ)，著眼于改善、創(chuàng)造原有自然海岸的生態(tài)功能。這類海岸雖為人工創(chuàng)造，但同時也兼顧生態(tài)需求，在充分為人類提供服務功能的同時，也為海洋生物提供適于附著生長、棲息、繁殖的空間，達到海岸利用與自然環(huán)境和諧共生、可持續(xù)發(fā)展的目的。此外，這類海岸是多年來基本穩(wěn)定的人工岸段，如整治修復后的人工海灘和海岸濕地，已經(jīng)形成了獨特的生態(tài)系統(tǒng)，為鳥類遷徙、貝類繁殖等多種生物生存提供了優(yōu)良環(huán)境，具有與自然海岸相當?shù)纳鷳B(tài)功能，有很高的保留價值。

2 人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果評價指標體系構(gòu)建

2.1 指標體系構(gòu)建的基本原則

人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果評價指標體系構(gòu)建，遵循實用性、代表性、可行性和科學性原則。該指標系統(tǒng)服務于海域管理及決策，具有較強的實用性和時效要求，常規(guī)的生態(tài)調(diào)查手段獲取因子的方式難以滿足管理需要，考慮選取直觀實用、具有代表性并可獲取的科學指標。

2.1.1 實用性原則

選取具有較強實用性的評價指標，這是人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果評價的根本出發(fā)點。研究在RS和GIS的支持下，選取生態(tài)系統(tǒng)外部指標[9]，重點從能夠反映生態(tài)效果的人工建設(shè)特征、環(huán)境生態(tài)狀況等方面制定評價指標，以避免常規(guī)生態(tài)調(diào)查方式耗時費力等不足，及時、準確了解當前海岸的生態(tài)狀態(tài)，為管理決策提供支持。

2.1.2 代表性原則

綜合考慮具有自然海岸生態(tài)功能的人工海岸內(nèi)涵，選取典型并具有代表性的指標。為了增強評價結(jié)果的可信度，需要從紛繁復雜的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)指標中選取對評價目標貢獻度高的指示性指標，同時避免各指標間出現(xiàn)重復交叉，盡量消除冗余，綜合反映人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果影響因素的主要方面和內(nèi)在聯(lián)系，協(xié)調(diào)海岸開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，實現(xiàn)海岸利用與生態(tài)保護結(jié)合發(fā)展。

2.1.3 可行性原則

可行性是建立評價指標體系的另一基本原則。選取評價指標時應考慮數(shù)據(jù)是否可獲取、收集的難易程度及數(shù)據(jù)統(tǒng)計的連貫性等，因為只有建立在數(shù)據(jù)收集渠道暢通基礎(chǔ)上的指標體系才具有可操作性。

2.1.4 科學性原則

評價指標體系應建立在充分認識并系統(tǒng)研究海岸開發(fā)利用與生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，立足于人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果評價理論基礎(chǔ)框架，科學表達具有自然海岸生態(tài)功能的人工海岸的內(nèi)涵、本質(zhì)、規(guī)律等。

2.2 指標體系的構(gòu)建

依據(jù)具有自然海岸生態(tài)功能的人工海岸的內(nèi)涵和評價指標設(shè)計的原則，綜合考慮各主要評價因素，構(gòu)建的評價指標體系由人工建設(shè)特征、環(huán)境生態(tài)狀況和改善措施水平3個準則層、14項指標組成[10](表1)。其中，人工建設(shè)特征是通過人工海岸破壞性指數(shù)、占用海岸規(guī)模指數(shù)、人工海岸穩(wěn)定性指數(shù)、人工海岸自然度指數(shù)和人工海岸地貌豐富度指數(shù)5項指標來體現(xiàn)人類開發(fā)建設(shè)活動對海岸環(huán)境的直接壓力特征；環(huán)境生態(tài)狀況是通過區(qū)域生態(tài)環(huán)境敏感層級、高生態(tài)功能地物面積比、高生態(tài)功能地物密度指數(shù)和近岸海水水質(zhì)質(zhì)量改善指數(shù)4項指標來體現(xiàn)當前生態(tài)環(huán)境的狀態(tài)或趨勢；改善措施水平是指通過技術(shù)、宣傳等表征人類為恢復海岸環(huán)境或防止其退化、促進海岸可持續(xù)發(fā)展過程所采取的措施，評價指標包括海岸工程材料生態(tài)指數(shù)、海岸結(jié)構(gòu)設(shè)計生態(tài)指數(shù)、整治修復效果、宣傳力度和公眾滿意度5項指標。

3 人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果評價方法

人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果評價，主要采用RS、GIS與景觀生態(tài)學相結(jié)合的研究方法[11-12]。首先，將遙感數(shù)據(jù)作為主要數(shù)據(jù)源，在對遙感數(shù)據(jù)進行校正、增強技術(shù)的基礎(chǔ)上，提取植被、岸線等信息；然后，輔以其他污染、整治修復等相關(guān)資料對人工海岸區(qū)域進行綜合分析，提取相關(guān)生態(tài)效果評價因子，進行GIS疊加分析、緩沖區(qū)分析等；最后，將獲取的評價指標數(shù)據(jù)進行標準化處理后，對不同指標賦予一定的權(quán)重，采用加權(quán)平均綜合評價模型，獲取評價結(jié)果。

4 人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果評價單元及范圍確定

4.1 評價單元的確定

根據(jù)國內(nèi)外生態(tài)、規(guī)劃的研究成果[13-16]，評價單元主要基于兩個方面進行選擇，即面狀的矢量評價單元和點狀的柵格評價單元。以矢量面元作為評價單元，優(yōu)點是數(shù)據(jù)獲取較為方便。常用的面狀評價單元有行政單元、流域單元及景觀單元等。在人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果評價中，選取矢量面狀單元作為指標測算、綜合評價分析單元，具體地，以人工海岸景觀為單元進行評價。

4.2 評價范圍的確定

人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果評價范圍的確定遵循以下原則。

(1)景觀完整性。由于人工海岸區(qū)域位于陸地與海洋共同作用的濱海地帶，因此，評價范圍的選取應以海岸線為核心，向陸和向海一側(cè)分別包含一定寬度的區(qū)域范圍。

(2)分段評價。選取人工海岸評價范圍時，應針對某個獨立的人工岸段進行評價，即沿岸線延伸方向，該岸段兩側(cè)為與其不同類型的自然海岸或人工岸段。

(3)獨特性。選取評價范圍時，應綜合考慮人工海岸所在區(qū)域和所屬的類型，對位于不同區(qū)域、分屬不同類型的海岸(人工建設(shè)前的自然海岸類型)，需區(qū)別對待，根據(jù)實際情況選取。

5 人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果評價標準研究

人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果評價，應盡可能選取定量化的標準，通過數(shù)量化的比較反映人工建設(shè)對海岸環(huán)境的影響程度。同時，應選取具有一定先進性的標準，以滿足區(qū)域可持續(xù)發(fā)展對海岸生態(tài)環(huán)境的要求。此外，針對不同區(qū)域、不同類型的海岸，不宜采用統(tǒng)一的評價標準，應根據(jù)實際情況分別建立科學的評價標準。

5.1 評價標準的選取來源

人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果評價標準可以從以下幾個方面進行選取[13]。

(1)國家、行業(yè)和地方規(guī)定的標準。全國海洋功能區(qū)劃(2011-2020年)及各省級海洋功能區(qū)劃均對自然岸線保有率、整治修復等提出了目標要求，并對各功能區(qū)包括占用岸線的功能區(qū)提出了海水水質(zhì)質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境等方面的海洋環(huán)境保護要求，另外，地方政府頒布的標準、海岸保護要求等，均是可選的評價標準。

(2)背景和本底標準。以人工海岸所在區(qū)域某一時期的生態(tài)環(huán)境背景和本底值作為評價標準，如以該區(qū)域人工海岸建設(shè)前的自然海岸為參照標準，可對該區(qū)域人工海岸建設(shè)后或其他時期的生態(tài)效果進行評價。

(3)類比標準。選取自然條件相近、受人類活動干擾較少的自然海岸生態(tài)系統(tǒng)作為參照，通過比較自然海岸各評價指標值，可以評價人工海岸建設(shè)后的生態(tài)化效果。

(4)科學研究公認的生態(tài)環(huán)境要求。針對研究區(qū)域或與研究區(qū)域自然條件相似的區(qū)域，利用較為成熟的、被行業(yè)公認的科學研究成果，作為評價的標準或參考，如水質(zhì)等各種生態(tài)環(huán)境質(zhì)量要求。

5.2 人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果評價的等級標準

本文采取相對評價的方式，對人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果進行量化評價。一方面，對選取的多個人工海岸示范區(qū)域的評價結(jié)果進行相互比較，根據(jù)評價結(jié)果得出生態(tài)化建設(shè)效果的優(yōu)劣次序；另一方面，將選取的人工海岸示范區(qū)域與其人工海岸建設(shè)前的自然海岸生態(tài)化效果進行比較，或與其自然環(huán)境條件近似的自然海岸生態(tài)化效果進行對比，從而實現(xiàn)對人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果的評價。

由于各評價指標之間的量綱不統(tǒng)一，不具有可比性，因此，必須用標準化的方法對評價指標進行量化處理，解決各評價指標間無法比較的問題。采用的標準化方法如下：

(1)

式中：μi表示第i個指標的評價值；xi表示實際值；ai,bi表示指標的上下限。

在人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果的評價中，采用5個等級評價規(guī)則，評價結(jié)果范圍為0～100%，數(shù)值越大，效果越好，具體根據(jù)表2等級標準對生態(tài)化建設(shè)效果進行綜合性評價[13]。

表2 人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果等級綜合性評價

6 結(jié)束語

通過評價人工海岸當前的影響情況及發(fā)展趨勢，有利于提高對其長期綜合影響的預判能力。此外，人工建設(shè)對海岸生態(tài)系統(tǒng)的綜合影響一般較長時間才能逐漸顯現(xiàn)，因此，應堅持對工程所在區(qū)域及受其輻射影響的周邊區(qū)域進行長期跟蹤監(jiān)測。綜上，掌握海岸利用過程中存在的生態(tài)破壞情況，及時揭示導致生態(tài)退化的原因及影響因子，并合理制訂恢復措施，對于優(yōu)化海岸空間資源配置，提高海岸生態(tài)文明水平，實現(xiàn)海岸資源可持續(xù)利用具有重要意義。本文全面詮釋和界定了具有自然海岸生態(tài)功能的人工海岸的內(nèi)涵，并以宏觀、服務于管理應用為導向，在RS和GIS技術(shù)的支持下，構(gòu)建了人工海岸生態(tài)化建設(shè)效果評價的指標體系，探討了評價單元、范圍及評價標準等內(nèi)容，可為管理部門開展海域海岸帶整治修復效果評價、制定科學的海岸管理決策提供參考。

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國家海洋局資助項目“人工海岸的生態(tài)化建設(shè)效果評價研究及示范”(Y2140HG56).

P74; F205

A

1005-9857(2015)11-0028-05