武慧超 李志偉

摘?要：為了解不合理的集約用海造成的海洋生態(tài)環(huán)境問題，優(yōu)化用海技術，需開展集約用海工程對海域生態(tài)環(huán)境影響的評估。為此，采用多級框架結構法構建指標體系，從海洋生態(tài)系統(tǒng)層面，構建了基于海洋環(huán)境和海洋生物群落的集約用海對海域生態(tài)環(huán)境影響的評估指標體系;在此基礎上，結合我國海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和評估現(xiàn)狀，確定了各評價因子的評估標準及評估等級;利用綜合賦值評價法，建立了集約用海對海洋生態(tài)環(huán)境影響的綜合評價模型，并在曹妃甸及鄰近海域開展了實證研究，結果表明集約用海已經(jīng)使曹妃甸及鄰近海域生態(tài)環(huán)境受到較大影響，生態(tài)環(huán)境質量一般，其中對海洋生物群落的影響程度大于對海洋環(huán)境的影響程度。

關鍵詞：集約用海;海域生態(tài)環(huán)境;評估指標體系;曹妃甸

集約用海作為一種資源節(jié)約型、環(huán)境友好型用海新模式，通過對海洋空間資源要素實行優(yōu)化配置，不僅可以節(jié)約自然岸線和海域資源，把對原生態(tài)自然環(huán)境的破壞程度減小到最小化;還可以實現(xiàn)區(qū)域宏觀生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益的最大化。但是集約用?；顒赢吘箷淖兒Ｓ虻淖匀粚傩裕谝欢ǔ潭壬蠒^(qū)域海域生態(tài)環(huán)境造成干擾或損失，如：改變近岸海域水文動力、破壞海洋生物生存空間和濕地景觀、帶來海洋環(huán)境污染等涉及海洋環(huán)境和海洋生態(tài)的相關問題[1]。為了把集約用海工程對海域生態(tài)環(huán)境的影響降到最低，更科學地保護、利用和管理海域資源環(huán)境，急需開展集約用海工程對海域生態(tài)環(huán)境影響的評估。截止到現(xiàn)在，國內外關于集約用海工程對海洋生態(tài)環(huán)境影響的研究比較少，主要以定性和半定量評估為主，開展綜合評估的較少。本研究中以曹妃甸區(qū)域集約用海工程建設為例，建立集約用海對海域生態(tài)環(huán)境影響評價方法，客觀評價集約用海對海域生態(tài)環(huán)境的影響，為集約用海的科學管理提供技術支撐。

曹妃甸區(qū)域位于河北省唐山市南部，地處環(huán)渤海中心地帶，規(guī)劃面積1 943 km2，陸域海岸線約80 km[2]。自2003年起，曹妃甸區(qū)域開始進行大規(guī)模的集約用海工程建設。隨著集約用海工程項目的實施，海域自然屬性被改變程度日益加深。如：2005年曹妃甸海域自然岸線長度是19.97 km，2008年自然岸線長度減少至3.19 km，截止到2010年，人工岸線已經(jīng)把自然岸線全部取代;而填海面積在不斷增加，2008年、2010年、2011年的填海面積分別是154.07 km2、183.92 km2、199.05 km2，2016年圍填?？偯娣e為223.87 km2[3]。隨著曹妃甸區(qū)域的建設發(fā)展，其鄰近區(qū)域的開發(fā)建設活動得到推動，由曹妃甸新區(qū)、蘆漢經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、樂亭新區(qū)和豐南沿海工業(yè)區(qū)組成的 “四點一帶”的集約用海格局在逐步形成。根據(jù)相關的研究成果[4-7]，曹妃甸區(qū)域集約用海對海洋水動力、海洋生態(tài)等方面具有一定的影響，但曹妃甸及鄰近海域集約用海對海域生態(tài)環(huán)境影響的綜合評估尚未見相關報道。

1?研究方法

1.1?評估指標體系的建立

構建合理的評估指標體系，是在曹妃甸區(qū)域開展集約用海前后海洋生態(tài)環(huán)境變化研究的重要前提。本研究基于海洋生態(tài)系統(tǒng)的構成，從海洋生物群落和海洋環(huán)境兩個方面來建立評估指標體系，共選取二級評價指標8個，其中，海洋生物群落主要從浮游植物、浮游動物、底棲生物和魚類生物四個方面來構建，海洋環(huán)境主要從海水環(huán)境、沉積物環(huán)境、水動力和生物質量四個方面來構建。具體指標體系見表1。

1.2?評估指標權重的確定

不同指標在實際評估過程中對評估結果的重要性存在差異，因此結合集約用海工程實施區(qū)域開發(fā)利用的重點和所在生態(tài)環(huán)境特征，通過賦予每一個評估指標一定的權重，把評估指標在評估中的重要性差異表現(xiàn)出來。在確定評估指標的權重時采用層次分析法。明確目標層是集約用海對海域生態(tài)環(huán)境的影響程度，首先運用層次分析法構造準則層評估指標判斷矩陣，確定準則層評估指標的權重并進行一致性檢驗;在確定準則層指標權重之后，展開3輪專家調查（進行每輪評估的專家人數(shù)至少為15人），基于分析專家調查結果的可信度，再利用德爾菲法確定因素層評估指標權重;評估指標確定之后運用與因素層同樣的方法，確定指標層的權重。集約用海對海洋生態(tài)環(huán)境影響評估權重值見表1。

1.3?評估標準

關于集約用海對海域生態(tài)環(huán)境影響的評估標準，目前學術界尚沒有統(tǒng)一認可的評估標準。綜合現(xiàn)有的研究成果，根據(jù)國家所規(guī)定的相關法律法規(guī)、環(huán)境背景值、歷史資料及與前人的研究成果確定曹妃甸區(qū)域集約用海對海域生態(tài)環(huán)境影響評估指標的標準值：（1）海洋生物群落指標評估標準：根據(jù)海洋生物群落的結構功能特征，生物量、生物密度、魚卵及仔魚密度指標采用《近岸海洋生態(tài)健康評價指南》（HY/T 087-2005）中河口及海灣生態(tài)系統(tǒng)健康評價標準[8]。生物多樣性指標評估標準的確定借鑒國內外相關學者關于研究多樣性與污染的關系來劃分評價標準[9-10]。初級生產力評估標準借鑒1997年國家海洋勘測專項之一“生物資源棲息環(huán)境調查與研究”中關于浮游植物初級生產力的評價標準[11]。（2）海洋環(huán)境指標評估標準：海水環(huán)境、沉積物環(huán)境和生物質量各評價因子的評估標準參考國家《海水水質標準》（GB 3097-1997）、《海洋沉積物質量》（GB 18668-2002）、《海洋生物質量標準》（GB 18421-2001）進行確定。借鑒相關海水環(huán)境、沉積物環(huán)境和海洋生物質量的評價，以國家二類標準作為集約用海工程對海域生態(tài)環(huán)境影響嚴重的分界線。水動力指標參考《海灣圍填海規(guī)劃環(huán)境影響評價技術導則》（GB/T 29726-2013）中關于水動力評估指標的標準確定。各評估指標的標準閾值詳見表2。其中表中A、B、C、D、E為評估標準的基準值，其值可以根據(jù)評價海域實際情況給出，本文采用的是《近岸海洋生態(tài)健康評價指南》（HY/T 087-2005）中的推薦值[8]。

1.4?評估方法與等級

本研究中采用綜合賦值評估法開展集約用海對海域生態(tài)環(huán)境的影響評估。首先根據(jù)表2評價標準對每個評估指標進行賦值，如果評估指標值處于影響輕微等級，則賦予滿分100分;如果評估指標值處于影響較大等級，則賦予70分;如果評估指標值處于影響嚴重等級，則賦予40分;然后分別計算海域生態(tài)綜合指數(shù)IB和海域環(huán)境綜合指數(shù)IE。

海域生物群落綜合指數(shù)：

海域環(huán)境綜合指數(shù)：

式中，Wi為評估指標的權重值;Ei為評估指標得分值;n為評估指標的數(shù)目。

當IB≥75時，表示海域生態(tài)健康良好;當55≤IB<75時，表示海域生態(tài)受到輕度干擾;當IB<55時，表示海域生態(tài)擾動較嚴重。當IE≥75時，表示海域環(huán)境良好;當55≤IE<75時，表示海域環(huán)境輕度污染;當IE<55時，表示海域環(huán)境中度以上污染。

根據(jù)式（1）和式（2）計算的海域生態(tài)綜合評價指數(shù)和海域環(huán)境綜合評價指數(shù)，根據(jù)式（3）計算集約用海海域生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)：

其中：當I≥75時，表示集約用海海域生態(tài)環(huán)境質量良好;當55≤I<75時，說明集約用海工程實施的海域海洋生態(tài)環(huán)境質量一般;當I<55時，說明集約用海工程實施海域的海洋生態(tài)環(huán)境質量差。本研究采用生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)變化量ΔI作為衡量集約用海工程對海域生態(tài)環(huán)境影響程度的參考標準，同時說明集約用海工程的適宜性。綜合指數(shù)變化量的計算方法如下：

式中：ΔI為集約用海項目建成前、后海域生態(tài)環(huán)境綜合指標數(shù)的變化值;I2為集約用海項目建成后海域生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù);I1為集約用海項目建成前海域生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)。

通過評價區(qū)域內海域生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)的變化幅度來劃分集約用?；顒訉Ｓ蛏鷳B(tài)環(huán)境的影響程度，當ΔI>30%時表示海域生態(tài)環(huán)境受到嚴重影響;當15%<ΔI≤30%時表示海域生態(tài)環(huán)境受到較大影響;當5%<ΔI≤15%時表示海域生態(tài)環(huán)境受到一般影響;當ΔI≤5%時表示海域生態(tài)環(huán)境受到輕微影響或無影響。

1.5?采樣與分析方法

根據(jù)2002年（集約用海項目實施前）和2016年（集約用海項目基本完成）曹妃甸及鄰近海域現(xiàn)場調查結果和本文所建立的評估方法和評估指標體系，對曹妃甸工業(yè)區(qū)集約用海對海域生態(tài)環(huán)境的影響進行綜合評估。

水質、沉積物和海洋生物調查采樣點的布設如圖1所示，共36個采樣點，采樣及分析方法均按《海洋監(jiān)測規(guī)范》（GB 17378-2007）和《海洋調查規(guī)范》（GB 12763-2007）執(zhí)行，分別于2002年年和2016年的3、5、8、10月份進行采樣。水動力相關指標中漲、落潮流速測定采用直讀式海流計，根據(jù)《海洋調查規(guī)范》（GB 12763-2007），進行了4個站位（1、2、3、4站位）海流的連續(xù)觀測。每批次觀測時間為25 h，觀測頻率為1次/10 min，記錄最大漲落潮流速。海灣納潮量參考了《曹妃甸海域使用適宜性論證報告》（2002年）和908專項調查（2011年）中關于曹妃甸海域納潮量的相關數(shù)據(jù)。所有的調查或實測數(shù)據(jù)經(jīng)平均化處理后，構成曹妃甸區(qū)域集約用海前、后海域生態(tài)環(huán)境調查指標原始數(shù)據(jù)。然后根據(jù)本文所確立的賦值方法，對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理。

2?結果與分析

集約用海對曹妃甸及鄰近海域生態(tài)環(huán)境影響的評估結果見表3。

2.1?集約用海對曹妃甸及鄰近海域生態(tài)的影響

根據(jù)表3，集約用海實施前曹妃甸及鄰近海域生物群落綜合指數(shù)為82.51，海域生物群落健康良好;集約用海實施后其綜合指數(shù)為56.27，海域生物群落受到輕度干擾;海域生物群落綜合指數(shù)降低31.80%，集約用海對曹妃甸及鄰近海域生物群落影響總體上已屬嚴重影響。這說明集約用海工程已經(jīng)使曹妃甸及鄰近海域生物群落受到嚴重的損失。

浮游植物在集約用海實施前后，多樣性指數(shù)由3.57降低到2.72，密度由16.21萬個/m3增加到29.3萬個/m3，初級生產力由250.4 mgC·m-2·d-1增加到306.1 mgC·m-2·d-1;浮游植物評估指數(shù)由集約用海實施前的92.5降低到實施后的62.5，降低了32.43%，達到嚴重影響的程度。這可能是由于集約用海的建設使得該區(qū)域內人類活動強度加大，人口密度和各類工業(yè)活動強度增大，入海營養(yǎng)鹽的數(shù)量增加，從而使浮游植物數(shù)量和初級生產力有所升高。由于集約用海施工過程中使海水中懸浮物增加，懸浮顆粒黏附在浮游動物體表面或被濾食性浮游動物吞食，擾亂其平衡穩(wěn)定的生理功能，嚴重時致使內部消化系統(tǒng)紊亂，從而對浮游動物產生不良的影響[3]。曹妃甸及鄰近海域浮游動物多樣性指數(shù)由集約用海實施前的2.57降低到實施后的2.13，生物量也由204.45 mg/m3降低到154 mg/m3，浮游動物評估指數(shù)由實施前的70降低到實施后的62.5，降低了10.71%，影響程度一般。

由于集約用海會徹底改變海洋底棲生物原有的底質環(huán)境，大部分底棲生物因被掩埋、覆蓋而死亡，所以底棲生物因集約用海工程帶來的損失是巨大的。曹妃甸區(qū)域集約用海實施前，海域底棲生物的多樣性指數(shù)為2.89，底棲生物量為35.6 g/m2，底棲生物密度為213.3個/m2;集約用海完成后，曹妃甸及鄰近海域底棲生物的多樣性指數(shù)為0.94，底棲生物量為17.8 g/m2，底棲生物密度為139個/m2;底棲生物評估指數(shù)由集約用海前的77.5降低到集約用海后的47.5，降低了38.70%，達到嚴重影響程度。集約用海施工過程中會導致海水中懸浮顆粒增加。對于懸浮物濃度相同的海域，不同種類的海洋生物其忍受程度不同，一般魚卵及仔魚對懸浮物濃度的忍受程度與成魚相比較差[12];同時集約用?；顒舆€改變工程及周邊區(qū)域環(huán)境，導致重要漁業(yè)資源衰退，甚至使許多重要的漁業(yè)資源產卵場消失，漁場外移[13]。集約用海工程實施前，曹妃甸及鄰近海域魚卵和仔魚的密度為55.45個/m3，工程完成后該海域魚卵和仔魚的密度下降為18.53個/m3，魚類生物評價指數(shù)降低30%。可見集約用海對曹妃甸及鄰近海域魚類生物產生了較大的影響。

綜上所述，集約用海對曹妃甸及鄰近海域生物群落的影響比較明顯，但對不同類型生物的影響程度有所差異，對底棲生物的影響最大，其次為浮游植物和魚類生物，對浮游動物的影響最低。

2.2?集約用海對曹妃甸及鄰近海域環(huán)境的影響

從表3的分析結果來看，曹妃甸及鄰近海域在集約用海前后，海域環(huán)境綜合指數(shù)均大于75，海域環(huán)境狀況良好。但從其綜合指數(shù)的變化來看，集約用海完成后的評價指數(shù)較集約用海實施前降低了15.87%，表明集約用海的實施對曹妃甸及鄰近海域環(huán)境有較大的影響。從海域環(huán)境不同構成要素所受的影響來看，海水環(huán)境所受的影響最大，由良好狀態(tài)退化到中度以上污染程度，其評價指數(shù)降低了35.87%，已經(jīng)達到嚴重影響程度。隨著集約用海工程的逐步實施，各種臨海產業(yè)不斷發(fā)展，人口也逐步向沿海區(qū)域聚集，曹妃甸沿海區(qū)域的開發(fā)強度也不斷加大。各種工業(yè)廢水、生活污水的產生量也隨之增加。根據(jù)統(tǒng)計，2002年曹妃甸區(qū)域通過入海河流和直排入海的污染物中COD為4.39萬t，氨氮為0.35萬t;2012年入海的COD為6.14萬t，氨氮為0.42萬t;2002年未達到一類水質的面積占整個海域面積的22.02%[14-15]。2005年后，曹妃甸及鄰近海域呈現(xiàn)出中度污染（四類）和嚴重污染（劣四類）的狀態(tài)[16];2012年海水污染加劇，未達一類水質標準的海域面積占到了74.8%[15]，遠遠超過往年最大值。區(qū)域上，京唐港和黑沿子-南堡近海海域常年處于超標狀態(tài);曹妃甸近岸海域水質自2007年開始變差，海水中主要污染物為活性磷酸鹽、無機氮、鉛和油類，其中，活性磷酸鹽和無機氮在近海廣泛分布，鉛污染主要集中在黑沿子海域，油類污染主要分布在南堡近海、京唐港和大清河[15]。此外，隨著入海污染物的量的增加，曹妃甸及鄰近海域生物質量也受到一定的影響，海域貝類體內檢出污染物種類和分布范圍均呈現(xiàn)出增加趨勢，超標殘余物主要為鉛、鎘、砷、石油烴等。在2005-2006年海水檢出油類超標后，自2007-2008年開始貝類體內石油烴殘余物檢出超標并長期存在[14]。生物質量評估指數(shù)由集約用海前的100降低到集約用海后的82，降低了18%。沉積物環(huán)境和水動力在集約用海實施前后沒有受到明顯的影響。總之，集約用海對曹妃甸及鄰近海域環(huán)境的影響中，對海水環(huán)境的影響最大，達到嚴重影響程度。

2.3?集約用海對曹妃甸及鄰近海域生態(tài)環(huán)境的綜合影響

集約用海工程對曹妃甸及鄰近海域生態(tài)環(huán)境影響的綜合評價結果見表3。集約用海實施前，曹妃甸及鄰近海域生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)為86.79;集約用海實施后，其綜合指數(shù)為64.08。即曹妃甸集約用海導致周邊海域的生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)衰減了26.16%，海域生態(tài)環(huán)境受到較大影響。其中海洋環(huán)境綜合指數(shù)衰減了15.87%，主要由海水環(huán)境指數(shù)變化引起的，主要由于化學需氧量COD、無機氮類污染物濃度增加所致。海洋生態(tài)評價指數(shù)衰減了31.80%，主要由底棲生物、魚類生物和浮游植物評價指數(shù)變化所導致。說明曹妃甸區(qū)域集約用海工程已經(jīng)對其周邊海域產生了較大的影響，但對海洋生態(tài)的影響大于對海洋環(huán)境的影響。從具體影響因子看，集約用海對曹妃甸周邊海域的影響主要表現(xiàn)在水質、底棲生物和浮游植物群落方面?？傮w上目前曹妃甸及鄰近海域生態(tài)環(huán)境一般，水體營養(yǎng)鹽、有機物含量普遍較高，大部分水域都劣于二類海水水質標準，部分生物體內鉛、砷和石油類含量超標，生物群落結構狀況較差，魚卵及仔魚密度偏低;重要的經(jīng)濟魚類消失，海洋生物資源衰退趨勢明顯。

3?結論

本文采用多級框架結構，從海洋生物群落和海洋環(huán)境兩個方面構建了集約用海對海域生態(tài)環(huán)境影響評估指標體系;建立了基于綜合賦值評價法的集約用海對海洋生態(tài)環(huán)境影響評價模型，確立了集約用海對海洋生態(tài)環(huán)境影響評價等級、評價標準。通過該評估方法開展了集約用海對曹妃甸及鄰近海域生態(tài)環(huán)境影響評價，結果表明：集約用海已經(jīng)使曹妃甸及鄰近海域生態(tài)環(huán)境受到較大影響，生態(tài)環(huán)境質量一般，其中對海洋生態(tài)的影響程度大于對海洋環(huán)境的影響程度;從生態(tài)環(huán)境具體構成要素來看，對海水水質、底棲生物、浮游植物影響最為嚴重。

針對目前曹妃甸及鄰近海域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，提出以下建議：

（1）把海洋生態(tài)環(huán)境保護放在首位，對近海海域環(huán)境容量開展科學的規(guī)劃和有效的利用，加強對本區(qū)域廢水、廢氣、廢渣的集中處理，廢水經(jīng)處理達標后再向深海排放，保護好本區(qū)域的海水環(huán)境質量。

（2）加強對海洋生物資源的保護與修復，通過投放人工魚礁、建設海洋牧場等措施促進本區(qū)域海洋生物資源的恢復，改善區(qū)域海洋生態(tài)環(huán)境。

（3）建立集約用海工程后評估制度，分析工程實施后對毗鄰海域生態(tài)環(huán)境的影響，及時發(fā)現(xiàn)、總結集約用海的經(jīng)驗和教訓，提高集約用海水平，引導集約用海走健康、可持續(xù)發(fā)展之路。

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