海岸带功能评价数学模型研究与应用

摘要

在海洋功能区划、海洋有偿使用、海洋管理、海洋规划等工作中都不可避免地涉及到海洋功能的科学、客观、定量的评价问题。海洋功能是指某海域在自然状态下或目前状态下海洋所具有的本底功能，是海域适用于各种海洋开发和使用的需求的、先天的条件和能力。只有科学、客观、定量的评价海域的海洋功能，才能根据人们对海域的不同需求，以协调的、可持续发展的原则为标准，以追求最佳经济、最佳社会、最佳环境为目标，进行海域的海洋功能区划、海洋有偿使用、海洋管理、海洋规划、海洋环境评价。 本文广泛收集国内外海洋功能评价理论和模型研究成果，从海洋使用的各种需求出发，全面遴选评价类别和各种评价要素，建立以海域属性、水文、气象、生物、化学、地质、经济、交通、资源、环境等为主要内容，以临近海岸带的人口、经济、文化、教育、科研、交通、腹地等为辅助内容的，以系统工程理论、多目标决策理论和统计理论为基础的，具有简单、科学、客观、定量特征的海洋功能评价数学模型。并通过山东半岛的石岛湾和乳山湾来实证评价模型的评价过程以及可应用性。 首先，对海岸带功能评价的背景进行了分析。海岸带地区是地球表面陆域与海域区位优势的集合体，同时海岸带也是一个生态环境极其脆弱的地带。随着经济高速发展和人口的迅速增加，海岸带地区空间冲突、环境污染、生境破坏的问题越来越严重，越来越多的拥有海岸线的国家都致力于通过海岸带综合管理达到海岸带环境资源的可持续利用，并且制定了很多的海岸带环境资源保护的计划、规划。但是，无论这些规划是如何的完美，都无法摆脱所面临的社会经济条件的限制。这样就必须对海岸带环境资源进行评价，以便评价海岸带环境资源保护的规划是否达到了最大化社会效益的这一目标。为了海岸带综合管理决策提供真实可靠的依据，必须对海岸带环境资源进行评价。 其次，对海岸带功能评价的研究进展及有关模型进行了综述。人们在陆地区域的功能评价方面作了大量的研究，得出了很多成熟的研究模型。在海洋评价模型方面，国内外进行了多方面的研究。尽管陆地的功能评价模型已经非常成熟，但是，对海洋功能的评价，纵观国内外的研究现状，大多数评价模型都停留在定性讨论上；虽有一些模型是量化的研究，也只是针对海洋功能的一个方面，或是对海洋总体情况的笼统评价。 第三，研究讨论海洋功能评价数学模型的理论基础。以系统工程理论为基础，应用多目标决策方法，结合模糊数学的研究方式和熵的思想，提出了海岸带功能评价决策模型。决策模型包括评价目标和评价因子，给出了评价因子的量化方法以及评价因子权重的确定方法，本文对多层次分析法和系统熵确定权重的方法进行了改进，以达到适应海岸带功能评价的要求。 第四，在系统工程理论的基础上，本文开创性地建立了海岸带功能评价数学模型。首先确定了海岸带功能评价目标体系，包括港口航运资源、滨海旅游资源、海水盐业资源、浅海滩涂养殖资源等等，其次，提出了评价因子影响度的概念以及影响度的计算方法，然后，给出了海岸带功能评价决策方法，提出了评价目标优序度的概念以及计算方法。 第五，对海岸带评价目标的评价因子的确定进行了专门探讨。论文结合我国海岸带状况研究了港口航运资源、滨海旅游资源、海水盐业资源、浅海滩涂养殖资源这四个评价目标的评价因子的筛选过程，给出了它们的评价要素以及在不同阈值下的评价因子。 第六，文章以山东半岛面积比较相近的两湾——石岛湾和乳山湾作为研究实例，在大量收集资料和实地调研的基础上，评价了两湾的港口航运资源、滨海旅游资源、海水盐业资源、浅海滩涂养殖资源这四个评价目标，得出了石岛湾以港口航运作为优势资源，适当发展浅海滩涂养殖资源，兼顾滨海旅游资源、海水盐业资源；乳山湾以浅海滩涂养殖资源为优势资源，适宜发展港口航运资源、海水盐业资源，兼顾滨海旅游资源。这个结论与两湾所在地区政府的发展规划相一致。

目录

文摘

英文文摘

前 言

1海岸带功能评价的目的和原则

1.1研究的目的和意义

1.1.1研究的目的

1.1.2海岸带资源评价是保证海岸带资源综合利用的需要

1.1.3海岸带资源评价是海岸带资源可持续利用的需要

1.2海岸带功能评价遵循的原则

1.2.1自然属性原则

1.2.2社会属性原则

1.2.3生态环境保护和可持续利用原则

2海岸带功能评价研究进展

2.1海洋功能评价的来源

2.2海岸带功能评价研究进展

3评价模型理论基础

3.1决策系统

3.1.1决策分析

3.1.2多目标决策系统

3.1.3无约束的MODM模型

3.2评价(指标)因子

3.2.1指标因子的确定

3.2.2评价指标的量化

3.2.3评价指标的标准化

3.3评价因子的熵权

3.4评价指标的AHP权

3.4.1专家调查评分重要性标度

3.4.2因子权重系数的确定

3.4.3一致性检验

4海洋功能评价决策模型

4.1建立决策模型的目的

4.2海洋功能评价目标体系

4.2.1港口航运区

4.2.2渔业资源利用和养护区

4.2.3矿产资源利用区

4.2.4旅游区

4.2.5海水资源利用区

4.2.6海洋能利用区

4.2.7工程用海区

4.2.8海洋保护区

4.2.9特殊利用区

4.3海洋功能评价指标体系

4.3.1海洋功能评价指标因子资料的收集

4.3.2评价指标因子的筛选及量化

4.4评价因子的影响度

4.5对各目标优序的决策

4.4.1各目标值向量

4.4.2确定理想和负理想目标解

4.4.3求解决策目标次序

5海洋功能评价要素及评价因子

5.1港口区评价要素及评价因子

5.1.1我国港口资源概况

5.1.2港口资源分析

5.1.3港口资源评价要素及其因子

5.2滨海旅游区评价要素及评价因子

5.2.1旅游资源类型

5.2.2滨海旅游区评价要素及评价因子

5.3盐业区评价要素及评价因子

5.3.1世界海盐业的发展动态

5.3.2我国海盐业的发展

5.3.3盐田的分布情况

5.3.4盐业区评价要素及评价因子

5.4养殖区评价要素及评价因子

5.4.1我国养殖区状况

5.4.2养殖区生产发展回顾

5.4.3养殖区评价要素及评价因子

6实例分析——石岛湾和乳山湾功能评价

6.1经济发展现状

6.1.1区位条件

6.1.2城镇建设及规划

6.1.3基础配套设施现状及规划

6.1.4经济状况

6.2气候条件

6.3海洋水文

6.4地质地貌

6.5功能评价

6.5.1港口航运功能评价

6.5.2滨海旅游功能评价

6.5.3盐业功能评价

6.3.4养殖功能评价

7结论与展望

致谢

参考文献