程勝龍,李燕,黃靜,付曉,容浩
(廣西大學(xué)工商管理學(xué)院 南寧 530004)
2019年,自《關(guān)于加快推進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的若干意見》(以下簡稱《意見》)提出加強(qiáng)科學(xué)布局、改善養(yǎng)殖環(huán)境、轉(zhuǎn)變養(yǎng)殖方式和拓寬發(fā)展空間等意見,標(biāo)志著中國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)進(jìn)入一個(gè)新階段[1],綠色發(fā)展成為水產(chǎn)養(yǎng)殖的必然要求。
海水養(yǎng)殖業(yè)是中國水產(chǎn)養(yǎng)殖主要方向[2],優(yōu)化生產(chǎn)布局,減少生態(tài)環(huán)境壓力,對于提高養(yǎng)殖資源利用水平,實(shí)現(xiàn)專業(yè)化生產(chǎn)與海水養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。廣西海洋生物資源豐富,北部灣地區(qū)更是傳統(tǒng)漁場之一,海水養(yǎng)殖條件優(yōu)越[1]。據(jù)2020年《廣西統(tǒng)計(jì)年鑒》,至2020年廣西漁業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到538.9億元,水產(chǎn)品總量達(dá)到3 403 345 t,同比增長3.19%,漁業(yè)產(chǎn)值指數(shù)為106.2%。北部灣地區(qū)養(yǎng)殖業(yè)已呈現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展,海水養(yǎng)殖對近岸生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大壓力:水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中投入品、池底污泥[3]、水產(chǎn)排泄物、養(yǎng)殖廢水[4]、生物污損[5]以及養(yǎng)殖區(qū)抗生素殘留[6]等因素均會導(dǎo)致養(yǎng)殖區(qū)海洋環(huán)境惡化,增加養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)造成局部環(huán)境污染[7],從而對生態(tài)系統(tǒng)與社會經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生長期、隱蔽的威脅。因此,為更好地應(yīng)對養(yǎng)殖帶來的生態(tài)環(huán)境壓力,可通過生態(tài)指標(biāo)、水質(zhì)指標(biāo)、地質(zhì)指標(biāo)和養(yǎng)殖現(xiàn)狀等指標(biāo)來衡量海水養(yǎng)殖對生態(tài)環(huán)境的壓力并辨析海水養(yǎng)殖主要壓力點(diǎn)。
目前,學(xué)者們對生態(tài)環(huán)境壓力的研究集中于從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[8]、“生產(chǎn)-加工-消費(fèi)”[9]和“綠色發(fā)展”[1]等不同視角構(gòu)建指標(biāo)體系;或是通過層次分析法[10]、熵值法[11]、平均法[12]、灰色關(guān)聯(lián)分析[13]和因子分析與聚類分析[14]等多種方法研究生態(tài)環(huán)境壓力與海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),缺乏對海水養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境壓力關(guān)鍵點(diǎn)和關(guān)鍵期偵測方面的研究。海水養(yǎng)殖具有區(qū)域性和生產(chǎn)周期性,在不同海岸帶區(qū)域和不同時(shí)期產(chǎn)生的壓力不同,海水養(yǎng)殖的生態(tài)壓力在空間和時(shí)間上分布不均。對生態(tài)環(huán)境養(yǎng)殖壓力建立綜合評價(jià)體系,準(zhǔn)確測評海水養(yǎng)殖生態(tài)壓力的關(guān)鍵點(diǎn)和關(guān)鍵期對于養(yǎng)殖調(diào)控和生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要環(huán)境學(xué)和政策意義。廣西北部灣地區(qū)是我國南方主要海水養(yǎng)殖區(qū)之一,海水養(yǎng)殖業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,是我國主要的海產(chǎn)品基地之一。本研究綜合運(yùn)用TOPSIS與空間分析等方法,對北部灣地區(qū)生態(tài)環(huán)境壓力進(jìn)行定量評價(jià),對壓力點(diǎn)、壓力地區(qū)進(jìn)行分析與評價(jià),以期為北部灣地區(qū)海水養(yǎng)殖與生態(tài)環(huán)境治理提供科學(xué)的依據(jù)和數(shù)據(jù)。
廣西北部灣地區(qū)海岸線長1 595 km,沿岸島嶼約700個(gè),島嶼岸線長約600 km。潮間帶灘涂面積約10萬hm2,適宜水產(chǎn)養(yǎng)殖面積約6.7萬hm2。20 m等深線以內(nèi)淺海面積約65萬hm2,適宜水產(chǎn)養(yǎng)殖面積約57萬hm2。水產(chǎn)資源豐富,地理優(yōu)勢明顯,海水養(yǎng)殖業(yè)快速、穩(wěn)步發(fā)展。北部灣地區(qū)海水養(yǎng)殖模式可分為3種:陸基池塘養(yǎng)殖模式,養(yǎng)殖種類包括對蝦和海水魚類,其中南美白對蝦占池塘養(yǎng)殖的80%以上;灘涂底播養(yǎng)殖模式,以文蛤、青蛤、泥蚶和大獺蛤等貝類養(yǎng)殖品種為主;淺海養(yǎng)殖模式,又分為淺海筏式養(yǎng)殖模式和淺海網(wǎng)箱養(yǎng)殖模式,淺海筏式養(yǎng)殖模式,以近江牡蠣、馬氏珠母貝和扇貝等貝類吊養(yǎng)為主。淺海網(wǎng)箱養(yǎng)殖模式,主要養(yǎng)殖品種為鋸緣青蟹、中華烏塘鱧、石斑魚、真鯛和鱸魚等。
本研究以北部灣地區(qū)的海水養(yǎng)殖區(qū)為靶向區(qū)位,并作為檢測站點(diǎn)。為簡化工作量,將同一水域、主要養(yǎng)殖模式相近,主要評價(jià)養(yǎng)殖品種一致的較小養(yǎng)殖海域進(jìn)行合并,得到76個(gè)增養(yǎng)殖區(qū)域。其中陸基海水養(yǎng)殖區(qū)域19個(gè);灘涂增養(yǎng)殖海域22個(gè);淺海增養(yǎng)殖海域30個(gè);深水養(yǎng)殖海域5個(gè)(圖1)。
圖1 北部灣主要養(yǎng)殖類型區(qū)域分布
1.2.1 指標(biāo)選取
生態(tài)環(huán)境壓力的度量,旨在對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境壓力進(jìn)行評價(jià)。為全面評價(jià)海水養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境壓力,確保評價(jià)指標(biāo)的合理性,采用理論分析和專家咨詢等方法對指標(biāo)進(jìn)行篩選。首先,以生態(tài)環(huán)境壓力作為關(guān)鍵詞,對涉及生態(tài)環(huán)境壓力的153篇核心期刊進(jìn)行頻度統(tǒng)計(jì),從中選取近5年來使用頻率最高的指標(biāo);其次對海水養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境壓力的概念進(jìn)行外拓,咨詢10位專家學(xué)者,構(gòu)建海水養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境壓力評價(jià)指標(biāo)體系。該體系中,將生態(tài)環(huán)境壓力分為3個(gè)層次(目標(biāo)層、基礎(chǔ)層和指標(biāo)層)和3種養(yǎng)殖模式:第一層次為目標(biāo)層,分為社會、經(jīng)濟(jì)壓力指標(biāo)和生態(tài)環(huán)境容量指標(biāo);第二層次為基礎(chǔ)層次,分為養(yǎng)殖傳統(tǒng)、養(yǎng)殖現(xiàn)狀、社會環(huán)境(此3項(xiàng)屬于社會、經(jīng)濟(jì)壓力指標(biāo))和水質(zhì)指標(biāo)、生態(tài)指標(biāo)、地質(zhì)指標(biāo)、氣候條件(此4項(xiàng)屬于生態(tài)環(huán)境容量指標(biāo));第三層為指標(biāo)層(表1)。
表1 北部灣地區(qū)海水養(yǎng)殖區(qū)生態(tài)壓力評價(jià)指標(biāo)體系
1.2.2 數(shù)據(jù)來源
養(yǎng)殖現(xiàn)狀與養(yǎng)殖傳統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)由廣西大學(xué)10位專家現(xiàn)場測評;社會環(huán)境(養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)具有生產(chǎn)許可的種苗場、注冊登記養(yǎng)殖場、原種場、良種場和水產(chǎn)品冷凍加工廠等)與氣候條件相關(guān)數(shù)據(jù)由《廣西統(tǒng)計(jì)年鑒》與各市縣政府統(tǒng)計(jì)公報(bào)計(jì)算得出;水質(zhì)指標(biāo)、生態(tài)指標(biāo)與地質(zhì)指標(biāo)由沿海各市縣提供相應(yīng)監(jiān)測數(shù)據(jù)。在對養(yǎng)殖區(qū)壓力評價(jià)中,各自然屬性因子,如水質(zhì)因子、底質(zhì)因子、海水生態(tài)因子等指標(biāo),由于很難判斷各個(gè)指標(biāo)的相對重要性(即各因子指標(biāo)的針對某個(gè)養(yǎng)殖模式權(quán)重大小),因此假定各自然屬性因子各指標(biāo)的主觀權(quán)重相等,采用其客觀權(quán)重來衡量各屬性因子指標(biāo)的相對重要性。
1.2.3 研究方法
本研究采用模糊數(shù)學(xué)灰色統(tǒng)計(jì)法、熵權(quán)法與逼近理想解排序法(TOPSIS),對社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)與生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行評價(jià)。
設(shè)置決策問題的方案集(評價(jià)養(yǎng)殖區(qū)集)為M=(M1,M2…M m),指標(biāo)集為C=(C1,C2,…,Cn),養(yǎng)殖區(qū)M i對指標(biāo)Cj的值記為x ij(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n),則可形成多目標(biāo)決策矩陣X:
兩組患者在入院后及時(shí)進(jìn)行禁食禁水相應(yīng)操作,緩解胃腸道壓力,降低胃黏膜對組織的刺激,防止胰腺的分泌,并且適當(dāng)給予患者質(zhì)子泵抑制類藥物,降低胃酸的分泌,及時(shí)給予必要的腸道營養(yǎng)支持[3]。
為了消除各指標(biāo)量綱不同對方案決策帶來的影響,需要對形成的決策矩陣進(jìn)行無量綱化處理,構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣V=(v ij)m×n,式中,v ij為指標(biāo)特征值歸一化值。
對m個(gè)養(yǎng)殖備選水域,n個(gè)評價(jià)指標(biāo),可以確定評價(jià)指標(biāo)的熵為:
將無量綱化后的矩陣與各指標(biāo)的權(quán)重相乘,可得到加權(quán)決策矩陣R=(rij)m×n:
采用歐氏距離,計(jì)算養(yǎng)殖區(qū)與正理想解和負(fù)理想解之間的距離,如下:
采用計(jì)算得到的正、負(fù)理想解(S+dt、S-dt)計(jì)算各養(yǎng)殖區(qū)與理想解的相對貼近程度ζi,并對壓力值排序,如下:
根據(jù)βi值的大小排序,βi越大,則M i越接近理想解,表明壓力越小,反之,壓力越大。
表2 北部灣地區(qū)海洋生態(tài)養(yǎng)殖壓力評價(jià)結(jié)果
通過對比3種養(yǎng)殖區(qū),可發(fā)現(xiàn)池塘養(yǎng)殖區(qū)環(huán)境密閉、更容易蓄積污染,因此池塘養(yǎng)殖區(qū)的生態(tài)養(yǎng)殖壓力最大,平均壓力達(dá)到0.623;淺海養(yǎng)殖區(qū)與海洋生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)通,相較于灘涂養(yǎng)殖區(qū)與池塘養(yǎng)殖區(qū),生態(tài)養(yǎng)殖壓力最小,平均壓力達(dá)到0.445;灘涂養(yǎng)殖區(qū)生態(tài)壓力居中,平均壓力到達(dá)0.545,即:與自然生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)系更為緊密的養(yǎng)殖模式,生態(tài)壓力相對更小。
對不同養(yǎng)殖方式生態(tài)環(huán)境壓力通過柵格計(jì)算,將壓力進(jìn)行疊加,得到海水養(yǎng)殖對北部灣生態(tài)的綜合壓力分布情況(圖2)。其中珍珠港灣為壓力最大分布區(qū),也是海水養(yǎng)殖對生態(tài)環(huán)境壓力的關(guān)鍵點(diǎn);茅尾海和灣外鹿耳環(huán)江至烏雷為次壓力分布區(qū),為養(yǎng)殖對生態(tài)環(huán)境壓力的次關(guān)鍵點(diǎn);此外西村-彬塘為另外一個(gè)次壓力分布區(qū)和次關(guān)鍵點(diǎn)。珍珠港灣養(yǎng)殖區(qū)位于防城港市,是廣西海洋牧場示范區(qū),占地面積達(dá)到4萬hm2,包括淺海養(yǎng)殖區(qū)、深海養(yǎng)殖區(qū)和珍珠貝養(yǎng)殖中心等七大產(chǎn)區(qū),養(yǎng)殖區(qū)占地面積大,養(yǎng)殖品種多,對生態(tài)環(huán)境的污染與壓力不可避免地增加;茅尾海養(yǎng)殖區(qū)中主要養(yǎng)殖模式為灘涂養(yǎng)殖,相較于淺海養(yǎng)殖區(qū)生態(tài)環(huán)境壓力較大,且茅尾海區(qū)域建立了茅尾海紅樹林自然保護(hù)區(qū),對生態(tài)環(huán)境的關(guān)注較大,與之相對應(yīng)的,養(yǎng)殖對生態(tài)環(huán)境壓力會減小;西村等養(yǎng)殖區(qū)域分布區(qū)域相較于珍珠港灣與茅尾海較小,因此生態(tài)環(huán)境壓力與珍珠灣與茅尾海等養(yǎng)殖區(qū)較小,即:西村等養(yǎng)殖區(qū)為三級壓力點(diǎn)。
圖2 各類養(yǎng)殖模式對北部灣生態(tài)環(huán)境壓力疊加分布
陸基池塘養(yǎng)殖模式對生態(tài)環(huán)境壓力具體見圖3。陸基池塘養(yǎng)殖對生態(tài)環(huán)境壓力的關(guān)鍵時(shí)期,受到養(yǎng)殖區(qū)的主要養(yǎng)殖品種的影響,關(guān)鍵時(shí)期集中于7—8月和10—11月。陸基池塘養(yǎng)殖區(qū)域主要分布在大番坡池塘養(yǎng)殖區(qū)、白沙池塘養(yǎng)殖區(qū)、犀牛角池塘養(yǎng)殖區(qū)和竹林營盤池塘養(yǎng)殖區(qū),這些養(yǎng)殖區(qū)中養(yǎng)殖品種以南美白對蝦為主,南美白對蝦成熟期集中在7—8月和10—11月,此時(shí)南美白對蝦對餌料需求增加,同時(shí)為避免養(yǎng)殖區(qū)暴發(fā)大規(guī)模疫病,養(yǎng)殖主增加藥物投放;為營造良好的水質(zhì)環(huán)境,在養(yǎng)殖區(qū)域投放肥水寶等養(yǎng)殖水質(zhì)肥料,養(yǎng)殖水域含氧量急劇增加,南美白對蝦在快速發(fā)育的同時(shí)微生物也在不斷地積蓄,池塘在一段時(shí)間的養(yǎng)殖后,池塘內(nèi)會淤積大量的淤泥和細(xì)菌,以池塘作為主要養(yǎng)殖區(qū)的陸基池塘養(yǎng)殖模式自身不能很好地與外界進(jìn)行物質(zhì)交換,極易蓄積污染,而池塘的清淤清塘主要依賴于人工,因此陸基池塘養(yǎng)殖模式對生態(tài)環(huán)境壓力影響最大。
圖3 陸基池塘養(yǎng)殖模式對北部灣生態(tài)環(huán)境壓力分布
淺海筏式養(yǎng)殖模式和淺海網(wǎng)箱養(yǎng)殖模式對生態(tài)環(huán)境壓力具體見圖4。淺海養(yǎng)殖模式對生態(tài)環(huán)境的壓力受到養(yǎng)殖品種和養(yǎng)殖區(qū)域的影響。由于淺海筏式養(yǎng)殖模式主要養(yǎng)殖品種以近江牡蠣為主,其生態(tài)環(huán)境壓力關(guān)鍵時(shí)期集中在7—8月,即:水溫最高,牡蠣生長最快速的季節(jié)。牡蠣養(yǎng)殖區(qū)集中在潿洲島東南淺海貝類養(yǎng)殖區(qū)、茅尾海淺海筏式養(yǎng)殖海域。而淺海網(wǎng)箱養(yǎng)殖模式主要養(yǎng)殖品種為鱸魚,養(yǎng)殖區(qū)域集中于萬尾島南側(cè)淺海養(yǎng)殖海域、潿洲島北面淺海養(yǎng)殖區(qū),鱸魚生長快速季節(jié)集中在7—8月,此時(shí)鱸魚對餌料的需求增加,養(yǎng)殖戶會增加餌料的投放;同時(shí)為預(yù)防疾病,養(yǎng)殖戶也會增加藥物的投放,海域藥物不斷蓄積,餌料投放量超過鱸魚的消耗量,水質(zhì)富營養(yǎng)化,淺海生態(tài)系統(tǒng)難以通過循環(huán)達(dá)到生態(tài)平衡,生態(tài)環(huán)境壓力在當(dāng)前時(shí)間段不斷增加。相較于陸基池塘養(yǎng)殖模式,淺海養(yǎng)殖模式由于位于海洋生態(tài)系統(tǒng)中,可通過海洋生態(tài)系統(tǒng)消除部分生態(tài)環(huán)境壓力,對生態(tài)環(huán)境壓力的影響較小。
圖4 淺海筏式養(yǎng)殖模式和淺海網(wǎng)箱養(yǎng)殖模式對北部灣生態(tài)環(huán)境壓力分布
灘涂底播養(yǎng)殖模式對生態(tài)環(huán)境壓力具體見圖5。灘涂底播養(yǎng)殖模式主要養(yǎng)殖品種為貝類,其中以文蛤?yàn)殛P(guān)鍵物種,養(yǎng)殖區(qū)域分布于珍珠港灘涂貝類養(yǎng)殖海域、江山半島東側(cè)養(yǎng)殖灘涂、犀牛角—麻蘭島灘涂養(yǎng)殖海域和三娘灣—大風(fēng)江口貝類養(yǎng)殖區(qū)。相較于淺海養(yǎng)殖的主要物種:鱸魚、牡蠣和池塘養(yǎng)殖的對蝦,貝類對氣候變化的響應(yīng)不太明顯,無明顯的生長快速時(shí)期,因此灘涂底播養(yǎng)殖模式對生態(tài)環(huán)境壓力全年平均分布,無關(guān)鍵時(shí)期。此外,灘涂養(yǎng)殖區(qū)可通過灘涂生態(tài)系統(tǒng)中微生物在物質(zhì)循環(huán)與流動中達(dá)到環(huán)境凈化、維持灘涂生態(tài)系統(tǒng)平衡。
圖5 灘涂底播養(yǎng)殖模式對北部灣生態(tài)環(huán)境壓力分布
本研究建立了生態(tài)環(huán)境壓力評測指標(biāo)體系,進(jìn)一步探討了北部灣地區(qū)海水養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境壓力并進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)偵測,并從陸基池塘養(yǎng)殖模式、淺海養(yǎng)殖模式和灘涂底播養(yǎng)殖模式3個(gè)維度出發(fā)探討了海水養(yǎng)殖對生態(tài)環(huán)境壓力的影響,結(jié)論如下。
(1)養(yǎng)殖模式顯著影響生態(tài)環(huán)境壓力。池塘養(yǎng)殖區(qū)生態(tài)養(yǎng)殖壓力最大,淺海養(yǎng)殖區(qū)生態(tài)養(yǎng)殖壓力最小,灘涂養(yǎng)殖區(qū)生態(tài)壓力居中,即與自然生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)系更為緊密的養(yǎng)殖模式生態(tài)環(huán)境壓力更小。
(2)養(yǎng)殖面積與養(yǎng)殖區(qū)域的自然環(huán)境對生態(tài)環(huán)境壓力有著不同的影響。珍珠港灣、茅尾海、鹿耳環(huán)江至烏雷、西村到彬塘均為北部灣地區(qū)海水養(yǎng)殖的主要區(qū)域,生態(tài)環(huán)境壓力相較于其他零散區(qū)域更大,但茅尾海區(qū)域建立紅樹林自然保護(hù)區(qū),對生態(tài)環(huán)境的關(guān)注增加,相較于珍珠港等養(yǎng)殖區(qū)生態(tài)壓力較小。
(3)主要養(yǎng)殖物種影響生態(tài)環(huán)境壓力,養(yǎng)殖物種生長更為迅速的時(shí)間段是生態(tài)環(huán)境壓力更大的時(shí)間點(diǎn),養(yǎng)殖區(qū)域生態(tài)環(huán)境壓力隨著主要養(yǎng)殖物種的成長不斷變動。
海水養(yǎng)殖已成為漁業(yè)發(fā)展方向,在《2021—2023年廣西水產(chǎn)養(yǎng)殖用投入品專項(xiàng)整治工作實(shí)施方案》提議下,改善海水養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境,在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的同時(shí)實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展成為當(dāng)前重大議題,因此偵測北部灣地區(qū)生態(tài)環(huán)境壓力點(diǎn),提出有效改善北部灣地區(qū)生態(tài)環(huán)境壓力的措施對促進(jìn)廣西養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)具有重要意義。
(1)建立如工業(yè)化的海水養(yǎng)殖模式[15],完善產(chǎn)業(yè)鏈,進(jìn)行系統(tǒng)化的研究與開發(fā),實(shí)現(xiàn)規(guī)范化生產(chǎn)[16]。
(2)針對性地研究養(yǎng)殖業(yè)污染控制與治理相關(guān)技術(shù)[17],完善養(yǎng)殖業(yè)的政策措施與法律體系[18],保證水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在政府的調(diào)控下健康發(fā)展。
(3)增強(qiáng)政策和資金保障,當(dāng)前水產(chǎn)養(yǎng)殖在環(huán)保政策上強(qiáng)制性加大,而強(qiáng)制性政策需要資金或是相應(yīng)的政策予以支持,否則將會流于表面[19]。
本研究僅對廣西北部灣地區(qū)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境壓力與關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行研究,有待進(jìn)一步深化拓展。在未來研究中,可對海水養(yǎng)殖的其他區(qū)域進(jìn)行生態(tài)環(huán)境壓力測評,進(jìn)而分析生態(tài)環(huán)境能夠承受的極限壓力,在微觀尺度上分析具體關(guān)鍵時(shí)點(diǎn)與關(guān)鍵地區(qū)的生態(tài)環(huán)境壓力,并提供相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境改善措施。