宋丙欣張麗娟

（1 即墨市氣象局，即墨 266200；2 哈爾濱師范大學黑龍江省普通高等學校地理環(huán)境遙感監(jiān)測重點實驗室，哈爾濱 150025）

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即墨市對蝦養(yǎng)殖適宜性區(qū)劃

宋丙欣1張麗娟2

（1 即墨市氣象局，即墨 266200；2 哈爾濱師范大學黑龍江省普通高等學校地理環(huán)境遙感監(jiān)測重點實驗室，哈爾濱 150025）

基于山東省即墨市1961—2012年氣溫、降水、日照、風速等氣象資料及地形、土壤、河流等數(shù)據(jù)，采用標準化方法、層次分析法、加權綜合評價法，選取對蝦養(yǎng)殖評估指標，結合GIS空間分析技術，對山東省即墨市對蝦養(yǎng)殖的適宜性進行區(qū)劃。結果表明：即墨市對蝦陸地養(yǎng)殖最適宜區(qū)主要分布在王村中心社區(qū)南部、溫泉街道大部、鰲山衛(wèi)街道北部、田橫島省級旅游度假區(qū)中部及金口中心社區(qū)局部，面積大約占養(yǎng)殖區(qū)總面積的34.20%；適宜區(qū)較大，主要分布在金口中心社區(qū)、豐城中心社區(qū)、鰲山衛(wèi)街道等，占總面積的48.23%；一般適宜區(qū)較小，金口中心社區(qū)及豐城中心社區(qū)北部、鰲山衛(wèi)街道東南部有小面積分布，僅占17.57%。總體表現(xiàn)為距海近、地勢低平及氣候適宜性較好的地區(qū)對蝦養(yǎng)殖適宜性高。

對蝦養(yǎng)殖，氣候適宜性，區(qū)劃

0　引言

隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的普遍提高，世界市場對水產(chǎn)品消費的需求日益旺盛，20世紀80年代末，“養(yǎng)蝦熱”席卷全球［1］。對蝦養(yǎng)殖過程受氣候、水文、地理等環(huán)境因素影響強烈，特別是氣候，更是對蝦養(yǎng)殖不可忽視的重要因素［2］。不過，已有研究主要集中在對蝦養(yǎng)殖技術［3-5］、養(yǎng)蝦池的設計［6-7］、對蝦養(yǎng)殖的疾病防治［8-10］、蝦苗育種［11-13］等方面，只有較少的學者［14-17］對氣候因子對對蝦養(yǎng)殖影響進行研究。

由于氣象條件對對蝦養(yǎng)殖影響較大，常因氣象條件不適宜而造成重大經(jīng)濟損失［17］，因此，開展對蝦養(yǎng)殖適宜性區(qū)劃的研究具有重要意義。而目前，尚未有針對水產(chǎn)品進行適宜性區(qū)劃的研究。山東省即墨市港灣中有適于對蝦養(yǎng)植的水面約1300hm2，有6個沿海鄉(xiāng)鎮(zhèn)都有對蝦養(yǎng)殖，對蝦養(yǎng)殖業(yè)是即墨市海水養(yǎng)殖的支柱產(chǎn)業(yè)之一。本文選擇山東省即墨市為研究區(qū)，選擇影響對蝦養(yǎng)殖的關鍵氣候因子，并結合地形、土壤等自然要素，對即墨市對蝦養(yǎng)殖區(qū)域進行適宜性區(qū)劃，為開展水產(chǎn)品養(yǎng)殖適宜性區(qū)劃提供嘗試性研究案例。

1　資料來源

區(qū)劃中涉及的即墨市1961—2012年溫度、降水、日照、風速等氣象要素，來自于中國氣象科學數(shù)據(jù)共享服務網(wǎng)（http://cdc.cma.gov.cn/home.do）；高程數(shù)據(jù)來自地球科學數(shù)據(jù)平臺（http://glcfapp.glcf.umd. edu:8080/esdi/index.jsp）；坡度由高程數(shù)據(jù)提??；土壤資料數(shù)據(jù)為土壤質地和腐殖質層厚度，數(shù)據(jù)均來源于山東省氣象局；土地利用數(shù)據(jù)、河流矢量數(shù)據(jù)來自地球系統(tǒng)科學數(shù)據(jù)共享平臺（www.geodata.cn）。

2　研究方法

2.1因子標準化

由于所選氣象因子的量綱不同，進行計算時需要對其進行標準化。對于因子與結果成正比關系的采用極大值標準化，成反比關系的采用極差標準化。其表達式為：

式中，為去量綱后的第i項指標；Xi為第i項指標；Xmin、Xmax分別為該指標的最小值和最大值。

2.2層次分析法

層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）是一種定量與定性相結合的決策分析方法，將復雜問題分解為若干層次及若干因素，在各因素之間進行簡單的比較和計算，構建判斷矩陣，經(jīng)過一致性檢驗后，得出不同要素的重要性程度的權重，為最佳方案的選擇提供依據(jù)。

以本文中對蝦養(yǎng)殖適宜性綜合區(qū)劃為例，將氣象、地形、土壤及水源各指標因子成對進行簡單比較，構建判斷矩陣（表1），其一致性指標CI=0.0040，CR=0.0039＜0.1，通過一致性檢驗。

表1　敏感性各指標判斷矩陣Table1 The matrix of comparison among sensitivity factors

2.3加權綜合評價法

對蝦養(yǎng)殖風險由氣候、地形、土壤、水源四個主要因子構成。每個因子又由一系列子因子組成。其表達式為：

適宜性區(qū)劃指數(shù)=f（氣候區(qū)劃因子、地形區(qū)劃因子、土壤區(qū)劃因子、水源因子） （3）

氣候區(qū)劃因子、地形區(qū)劃因子、土壤區(qū)劃因子、水源因子及綜合適宜性指數(shù)的表達式為：

式中，C為適宜性指數(shù)，Ci為各區(qū)劃因子（Ci≥0），Wi為因子i的權重值（0≤Wi≤1），m是評價因子個數(shù)。

如此，對蝦養(yǎng)殖綜合適宜性區(qū)劃的計算公式為：

綜合適宜性指數(shù)=C1×W1+C2×W2+C3×W3+ C4×W4（5）

式中，C1為氣候區(qū)劃因子，C2為地形區(qū)劃因子，C3為土壤區(qū)劃因子，C4為水源因子；W1為氣候區(qū)劃因子權重，W2為地形區(qū)劃因子權重，W3為土壤區(qū)劃因子權重，W4為水源因子權重。

2.4ArcGIS空間分析

本文涉及的空間分析方法包括Kriging插值、空間柵格計算、坡度提取等，柵格分辨率為90m×90m。

3　結果與分析

3.1即墨市對蝦可養(yǎng)殖時段

由于不同種類的對蝦對水溫的適應能力不同，本文通過實地考察收集資料及查閱文獻［17-18］，綜合得出即墨市不同蝦種適宜生長的水溫條件，水溫穩(wěn)定通過20℃（南美白對蝦）、16℃（中國對蝦）、18℃（斑節(jié)對蝦）以上時為可養(yǎng)殖期［18］，即墨市對蝦品種主要以南美白對蝦和中國對蝦為主。由于本文缺乏即墨市養(yǎng)蝦場的水溫實測資料，因此參考以往研究成果［14］。宋麗莉［14］根據(jù)山東省乳山縣對蝦養(yǎng)殖場的池水要素資料及氣溫資料，對比即墨市養(yǎng)蝦場氣象站的溫度觀測資料，用逐步回歸方法建立日平均氣溫與日平均水溫的關系，得到對蝦養(yǎng)殖期各月回歸方程（式6～10）。由于乳山縣與即墨市距離較近、氣候相似，且對比了兩市的實測溫度資料，與即墨市實際情況相符。

水溫20℃、16℃、18℃時，月份為4、5、10月，由式（6）（4、5月氣溫方程參照6月）和式（10）計算得出對應氣溫約17.9℃、13.6℃、15.7℃ 及23.1℃、16.7℃、19.9℃。利用即墨市1961—2012年的資料，分別查出各年份日平均氣溫穩(wěn)定通過以上溫度的初日及終日，即為不同蝦類的放苗、收獲日期和可養(yǎng)殖時間等情況（表2）。

表2　不同蝦類的放苗、收獲日期和可養(yǎng)殖時間Table 2 The date of breeding， harvest and farming duration for different kinds of shrimps

3.2對蝦養(yǎng)殖適宜性區(qū)劃評估指標

3.2.1氣象因子區(qū)劃指標

1）溫度災害因子

考慮到災害因子較為宏觀，因此綜合不同蝦類生存適宜水溫范圍，將即墨市對蝦適宜溫度范圍界定為16～35℃，并考慮池水溫度11℃為最佳收蝦溫度，低于此溫度，對對蝦收獲不利。因此分別選擇4月下旬—9月水溫≤16℃日數(shù)、10月水溫≤11℃日數(shù)（低溫日數(shù)）及4月下旬—10月水溫≥35℃日數(shù)（高溫日數(shù)）作為影響對蝦生長的溫度災害因子。根據(jù)對蝦生長發(fā)育的水溫界限，代入式（6）～（10），反推出氣溫界限，得出各月氣溫值，并統(tǒng)計其分布日數(shù)，即為溫度災害因子，其日數(shù)越多，對對蝦生長越不利，因此采用極差標準化方法對此因子進行標準化。

2）日照災害因子

日照是對蝦養(yǎng)殖中不可缺少的氣象因子之一。對蝦是節(jié)肢甲殼動物，甲殼的形成與生長以及周期性蛻皮是依賴日照提供的能量來完成的，同時日光的照射還有助于蝦體的消毒，以及蝦塘中各種微生物、浮游生物進行光合作用［16］。根據(jù)實際觀測資料顯示，5d或以上的無日照天氣就可誘發(fā)蝦病的爆發(fā)或流行。本文選取4月下旬—10月5d以上連陰天日數(shù)作為日照災害因子，采用極差標準化方法進行標準化。

3）風力因子

風對對蝦的影響有利有弊，中級風和大風對對蝦生長的影響較大。風帶來的波浪會增加蝦塘的溶氧量。一般2級以下的風對蝦塘影響較小，3～5級的風使海水和空氣充分的交融，有利于溶氧量的增多，蝦農(nóng)稱其為天然增氧機。但6級或以上的風會產(chǎn)生負面影響，雖然其增氧效果稍好，但較大的風速會攪亂蝦塘水體的垂直結構，使塘底的雜質或毒素向上傳送，從而危害到對蝦的生存。本文選取對蝦生育期風力在3～5 級（極大值標準化）及6級（極差標準化）以上的日數(shù)作為對蝦養(yǎng)殖的風力因子。

4）暴雨災害因子

影響對蝦生長的重要氣象因子還包括降水。由于降雨直接影響露天養(yǎng)蝦池水體的鹽度、溫度和水質（降雨沖刷塘壩使水變質變濁），但是實際觀測資料顯示，一般的小雨、中雨甚至大雨對蝦塘水體的影響都不明顯，但一天內(nèi)降雨量達到100mm或以上的大暴雨，或連續(xù)2d以上的暴雨天氣對對蝦養(yǎng)殖有明顯的不利影響。因此，本文采用對蝦生育期內(nèi)的暴雨日數(shù)作為暴雨災害因子，并對其進行極差標準化。

將影響對蝦生長的主要氣象因子標準化后按等權重相加，得到對蝦養(yǎng)殖氣象因子適宜性區(qū)劃，其值越高，越適宜對蝦生長，因此采用拉伸方法，相對高值區(qū)為最適宜區(qū)，相對低值區(qū)為一般適宜區(qū)（圖1）。

圖1　山東省即墨市對蝦養(yǎng)殖氣象因子適宜性區(qū)劃Fig. 1 The suitability zoning for shrimp farming in Jimo based upon meteorological factors

在氣象因子適宜性方面，即墨市養(yǎng)殖區(qū)呈現(xiàn)由西部向東部逐漸遞減的趨勢，金口鎮(zhèn)金口中心社區(qū)、溫泉街道及田橫鎮(zhèn)西部適宜性最好，其次為田橫鎮(zhèn)西北部及鰲山衛(wèi)街道，田橫島省級旅游度假區(qū)及豐城中心社區(qū)東部適宜性稍差。

3.2.2地形因子區(qū)劃指標

養(yǎng)殖場是生產(chǎn)對蝦的主要場所，海拔和坡度作為重要的地形因子，對對蝦養(yǎng)殖場的建設有著重要的影響，一般適宜在海拔較低、坡度較小、地勢平坦的地區(qū)，根據(jù)即墨市海拔和坡度實際情況，將海拔、坡度分級，并賦予分值（表3）。將影響對蝦生長的主要地形因子等權重相加，得到對蝦養(yǎng)殖地形因子適宜性區(qū)劃（圖2）。

在地形因子適宜性方面，即墨市養(yǎng)殖區(qū)大部分地區(qū)對蝦養(yǎng)殖適宜性較好，只有即墨市東北部由黃山、圍子山及筆架山組成的山區(qū)，田橫島省級旅游度假區(qū)南部的馬山、金口鎮(zhèn)與溫泉街道接壤處的四舍山及鰲山衛(wèi)街道西部的鶴山等地，由于地形原因不適宜養(yǎng)蝦池的建設，對蝦養(yǎng)殖適宜性較低。

表3　地形因子分級及分值Table 3 The grade and score of terrain factor

圖2　同圖1，但為地形因子Fig. 2 Same as Fig. 1， but for terrain factor

3.2.3土壤因子區(qū)劃指標

土壤質地是根據(jù)土壤的顆粒組成劃分的土壤類型。土壤質地一般分為砂土、壤土和黏土三類，是土壤物理性質之一，由于不同質地的土壤養(yǎng)分、透水性和土壤理化性質不同，因而不同土壤質地對對蝦的生長發(fā)育有一定的影響。池底土以黏土帶腐殖質為最好，不宜使用砂質底。根據(jù)即墨市土壤質地的實際情況，對土壤質地進行綜合評分（表4）。將影響對蝦生長的主要土壤因子等權重相加，得到對蝦養(yǎng)殖土壤因子適宜性區(qū)劃（圖3）。

表4　山東省即墨市對蝦養(yǎng)殖土壤質地綜合評分Table 4 Soil texture composite score for shrimp farming in Jimo

圖3　同圖1，但為土壤因子Fig. 3 Same as Fig. 1， but for soil factor

在土壤因子適宜性方面，即墨市養(yǎng)殖區(qū)對蝦養(yǎng)殖適宜性較好，但即墨市東部豐城中心社區(qū)與田橫島旅游度假區(qū)接壤的山區(qū)、金口鎮(zhèn)金口中心社區(qū)等地對蝦養(yǎng)殖適宜性較低。

3.2.4水源因子區(qū)劃指標

由于對蝦的特殊性，它既可以在海水中養(yǎng)殖，也可以在咸淡水中養(yǎng)殖，經(jīng)過人工淡化苗種后，又可以在純淡水中養(yǎng)殖。因此養(yǎng)殖場所應水源充足，排水方便，能自灌自排，水質清新良好。將距河距離和距海距離進行極差標準化后按等權重相加，得到即墨市對蝦養(yǎng)殖河流因子適宜性區(qū)劃（圖4）。

圖4　同圖1，但為水源因子Fig. 4 Same as Fig. 1， but for water factor

即墨市養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)水源因子適宜性呈現(xiàn)南部高于北部的趨勢，溫泉街道、田橫島省級旅游度假區(qū)、田橫鎮(zhèn)王村中心社區(qū)南部、豐城中心社區(qū)東部及鰲山衛(wèi)街道北部河流密集，距海較近，適宜性較好。

3.3山東省即墨市對蝦養(yǎng)殖適宜性區(qū)劃結果

綜合考慮氣象、地形、土壤、水源四大因子的區(qū)劃基礎上，并優(yōu)先考慮水源的作用，利用層次分析方法分別賦予氣象、地形、土壤、水源四大因子的權重為0.263、0.141、0.141、0.455，通過加權綜合評價法計算，將計算結果進行自然分級，即通過計算每類的方差，再計算這些方差之和，其值最小的就是最優(yōu)的分類結果（表5），最終得到山東省即墨市對蝦養(yǎng)殖適宜性區(qū)劃結果（圖5）。

綜合來看，山東省即墨市對蝦養(yǎng)殖適宜性北部大于南部、距海近的地區(qū)大于距海遠的地區(qū)、地勢低平的地區(qū)大于山區(qū)。最適宜區(qū)主要分布在東南部沿海，包括溫泉街道東南部大部、鰲山衛(wèi)街道北部、田橫鎮(zhèn)王村中心社區(qū)、田橫島省級旅游度假區(qū)中部地區(qū)，占沿海養(yǎng)殖區(qū)總面積的34.20%，面積約為24.23km2；適宜區(qū)較大，分布在最適宜區(qū)外圍，主要分布在金口中心社區(qū)、豐城中心社區(qū)、鰲山衛(wèi)街道等，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)也有零星分布，占總面積的48.23%，面積約為34.16km2；一般適宜區(qū)較少，主要分布在金口鎮(zhèn)金口中心社區(qū)北部及南部四舍山地區(qū)、田橫鎮(zhèn)豐城中心社區(qū)北部小部及西南部黃山等地區(qū)以及鰲山衛(wèi)街道東南部，占沿海養(yǎng)殖區(qū)總面積的17.57%，面積約為12.45km2。

表5　區(qū)劃結果分級Table 5 The classification of the zoning result

圖5　山東省即墨市對蝦養(yǎng)殖適宜性區(qū)劃結果Fig. 5 Results of the suitability zoning in Jimo for shrimp farming

3.4山東省即墨市對蝦養(yǎng)殖適宜性區(qū)劃結果檢驗

為了驗證本文區(qū)劃結果準確性，采用實地考察對即墨市對蝦養(yǎng)殖區(qū)劃結果進行檢驗，如圖6。圖中綠色圓點為7個實地養(yǎng)殖對蝦集中區(qū)域，對比表明，7個對蝦養(yǎng)殖集中區(qū)全部分布在本文區(qū)劃成果中的最適宜區(qū)及適宜區(qū)，說明本文區(qū)劃結果與實際情況吻合較好。

圖6　山東省即墨市對蝦養(yǎng)殖適宜性區(qū)劃結果檢驗Fig. 6 Test of the zoning results for shrimp farming suitability in Jimo

4　結論與討論

1）本文采用標準化方法及加權綜合評價法，選擇對對蝦生長影響較大的氣溫、降水、日照、風速等氣象要素，對山東省即墨市陸地及沿海對蝦養(yǎng)殖區(qū)進行區(qū)劃。主要將區(qū)劃結果分為最適宜區(qū)、適宜區(qū)及一般適宜區(qū)。其中，地勢低平的沿海區(qū)域為對蝦養(yǎng)殖最適宜區(qū)，主要有田橫鎮(zhèn)王村中心社區(qū)南部、溫泉街道大部、鰲山衛(wèi)街道北部、田橫島省級旅游度假區(qū)中部及金口鎮(zhèn)金口中心社區(qū)部分地區(qū)，面積大約占養(yǎng)殖區(qū)總面積的34.20%；適宜區(qū)較大，分布在最適宜區(qū)外圍，各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有較大面積分布，占48.23%；一般適宜區(qū)較小，金口及豐城中心社區(qū)北部、鰲山衛(wèi)街道東南部有小面積分布。近海養(yǎng)殖區(qū)養(yǎng)殖對蝦適宜性呈現(xiàn)由距海岸近的區(qū)域向距海岸遠的區(qū)域逐漸遞減的趨勢。

2）由于影響對蝦養(yǎng)殖的因子眾多，但能夠獲取的資料有限，本文只選取了氣象、地形、土壤、水源等具有代表性且易于獲得的指標進行分析，其他因子如水質、地方經(jīng)濟狀況、環(huán)境污染狀況、養(yǎng)殖人員專業(yè)素質等因素并未考慮在內(nèi)，可能會導致區(qū)劃結果的不確定性。

3）由于即墨市氣象站點稀疏，不能準確體現(xiàn)對蝦養(yǎng)殖區(qū)的氣候狀況，本文利用Kriging插值法，將溫度、日照、大風及降水等氣象因子插值為覆蓋即墨市對蝦養(yǎng)殖區(qū)的柵格數(shù)據(jù)，其結果可能導致一定的誤差，對區(qū)劃結果產(chǎn)生一定的影響，將在以后的研究中逐漸完善資料。

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Climate Suitability Zoning for Shrimp Farming in Jimo City

Song Bingxin1， Zhang Lijuan2
（1 Jimo Meteorology Ofce， Jimo 266200 2 Key Laboratory of Remote Sensing Monitoring of Geographic Environment， College of Heilongjiang Province， Harbin Normal University， Harbin 150025）

Based on meteorological data （temperature， precipitation， sunshine， wind） during the period from 1961 to 2012， the terrain， soil， rivers， and so on in Jimo City， Shandong Province， it was zoned in Jimo City for the suitability of shrimp farming by using standardized method， weighting comprehensive evaluation method， selecting indexes of shrimp farming suitability and combined with the GIS spatial analysis technology. Results show that the most suitable areas are mainly located in the southern Wangcun Center Community， the most parts in the Wenquan street， the northern Aoshanwei street， the central of Tianheng provincial tourism resort in Jimo land shrimp farming areas， accounting to 37.35% of the total area farmed. The suitable areas are larger， mainly located in Jinkou Center Community， Fengcheng Center Community， Aoshanwei street， and some small areas in other towns， accounting upto 48.25% of the total areas farmed. The generally suitable areas are less， including the northern Jinkou and Fengcheng Center Community， and a small area in the southeastern Aoshanwei street ， accounting only 14.40%. In overall，the high suitable areas are nearby the sea， low-lying and better climatic suitable regions， the climatic suitable areas for the ocean farming are nearby the ocean.

shrimp farming， climate suitability， Zoning

10.3969/j.issn.2095-1973.2016.04.008

2014年12月9日；

2015年9月2日

宋丙欣（1977—），Email: long7258@sina.com