第４１卷第２期２０２１年１月生态学报ＡＣＴＡＥＣＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＶｏｌ．４１，Ｎｏ．２Ｊａｎ．，２０２１基金项目：福建省公益类科研院所专项（２０１６Ｒ１００６⁃７）
收稿日期：２０２０⁃０３⁃２７；㊀㊀网络出版日期：２０２０⁃１１⁃２７
∗通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｔｌｉｎ＠ｉｕｅ．ａｃ．ｃｎ
ＤＯＩ：１０．５８４６／ｓｔｘｂ２０２００３２７０７１５
黄毅熠，吝涛，胡灯进，薛雄志，张国钦．小尺度海域空间评价单元划分技术研究 以福建省东山湾为例．生态学报，２０２１，４１（２）：７０７⁃７１６．ＨｕａｎｇＹＹ，ＬｉｎＴ，ＨｕＤＪ，ＸｕｅＸＺ，ＺｈａｎｇＧＱ．Ｔｈｅｓｐａｔｉａｌｄｉｖｉｓｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈｏｆｅｖａｌｕａｔｉｏｎｕｎｉｔｓｉｎｆｉｎｅ⁃ｓｃａｌｅｓｅａａｒｅａ：ａｃａｓｅｓｔｕｄｙｏｆＤｏｎｇｓｈａｎＢａｙ，ＦｕｊｉａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０２１，４１（２）：７０７⁃７１６．小尺度海域空间评价单元划分技术研究 以福建省东山湾为例黄毅熠１，２，吝㊀涛１，∗，胡灯进３，薛雄志２，张国钦１
１中国科学院城市环境研究所，城市环境与健康重点实验室，厦门㊀３６１０２１２厦门大学海洋与海岸带发展研究院，厦门㊀３６１１０２３福建海洋研究所福建省海岛与海岸带管理技术研究重点实验室，
厦门㊀３６１０１３
摘要：科学合理的海域空间评价单元划分是各类海洋空间监测㊁评价㊁规划和管理的基础工作，对于保护海洋生态环境，实现海洋资源的可持续开发利用具有重大现实意义㊂然而，海洋的流动性㊁开放性㊁边界模糊性等特征，导致海洋空间评价单元划分较陆地而言更为复杂㊁困难㊂以福建省东山湾为例，提出一种适用于小尺度海域的空间评价单元划分技术方案，通过从化学属性㊁物理属性㊁生物学属性三个方面构建海域空间生态属性划分指标体系，进行空间分类评价，运用插值㊁叠加分析等ＧＩＳ技术将东山湾划分为６７个基本空间评价单元㊂研究结果不仅能为进一步划定东山湾海洋空间规划提供技术支持，同时为其他小尺度海域生态监测㊁评价㊁规划和管理提供科学参考㊂ 关键词：海洋空间规划；空间评价单元；划分技术；小尺度；东山湾
Ｔｈｅｓｐａｔｉａｌｄｉｖｉｓｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈｏｆｅｖａｌｕａｔｉｏｎｕｎｉｔｓｉｎｆｉｎｅ⁃ｓｃａｌｅｓｅａａｒｅａ：ａｃａｓｅｓｔｕｄｙｏｆＤｏｎｇｓｈａｎＢａｙ，ＦｕｊｉａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ
ＨＵＡＮＧＹｉｙｉ１，２，ＬＩＮＴａｏ１，∗，ＨＵＤｅｎｇｊｉｎ３，ＸＵＥＸｉｏｎｇｚｈｉ２，ＺＨＡＮＧＧｕｏｑｉｎ１
１ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＵｒｂａｎＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＨｅａｌｔｈ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＵｒｂａｎＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｘｉａｍｅｎ３６１０２１，Ｃｈｉｎａ２ＣｏａｓｔａｌａｎｄＯｃｅａｎＭａｎａｇｅｍｅｎｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＸｉａｍｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｍｅｎ３６１１０２，Ｃｈｉｎａ３ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｓｔａｎｄＩｓｌａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＳｔｕｄｙ，ＦｕｊｉａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｃｅａｎｏｇｒａｐｈｙ，Ｘｉａｍｅｎ３６１０１３，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈｅｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｍａｒｉｎｅｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｍａｒｉｎｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｃｏａｓｔａｌｃｏｕｎｔｒｉｅｓｈａｖｅｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｌｙｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｍａｒｉｎｅｓｐａｔｉａｌｐｌａｎｎｉｎｇ（ＭＳＰ）．ＭＳＰｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍａｒｉｎｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｔｏｏｌ，ｗｈｉｃｈｉｓａｎｉｎｄｉｓｐｅｎｓａｂｌｅｐａｒｔｏｆｍａｒｉｎｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｃｉｖｉｌｉｚａｔｉｏｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａ．Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｎｄｒｅａｓｏｎａｂｌｅｄｉｖｉｓｉｏｎｏｆｍａｒｉｎｅｓｐａｔｉａｌｕｎｉｔｓｉｓｔｈｅｂａｓｉｃｗｏｒｋｏｆｍａｒｉｎｅｓｐａｔｉａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ｐｌａｎｎｉｎｇａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｉｓｏｆｇｒｅａｔｐｒａｃｔｉｃａｌｓｉｇｎｉｆｉ
陪同口译ｃａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｍａｒｉｎｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍａｒｉｎｅｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｏｃｅａｎ，ｓｕｃｈａｓｍｏｂｉｌｉｔｙ，ｏｐｅｎｎｅｓｓａｎｄｂｏｕｎｄａｒｙａｍｂｉｇｕｉｔｙ，ｍａｋｅｔｈｅｄｉｖｉｓｉｏｎｏｆｍａｒｉｎｅｓｐａｔｉａｌｕｎｉｔｓｍｏｒｅｃｏｍｐｌｅｘａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｈａｎｔｈａｔｏｆｌａｎｄ．Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｗｅｃｏｌｌｅｃｔａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｄａｔａｆｒｏｍｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｉｔｅｓｉｎＤｏｎｇｓｈａｎＢａｙ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎｄｄｅｔａｉｌｅｄｄａｔａｗｈｉｃｈｃａｎｃａｐｔｕｒｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｔａｔｕｓ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅａｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｃｈｅｍｅｏｆｓｐａｔｉａｌｅｖａｌｕａｔｉｏｎｕｎｉｔｓｄｉｖｉｓｉｏｎｗｈｉｃｈｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｆｉｎｅ⁃ｓｃａｌｅｓｅａａｒｅａｓ．Ｔｈｅｓｃｈｅｍｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｓｔｈｅｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅｄｉｖｉｓｉｏｎｏｆｍａｒｉｎｅｓｐａｔｉａｌｅｖａｌｕａｔｉｏｎｕｎｉｔｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌ，ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｅｌｅｍｅｎｔｓ．ＣｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈＧＩＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｕｃｈａｓ
包围盒
８０７㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀４１卷㊀ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎａｎｄｓｐａｔｉａｌｏｖｅｒｌａｙａｎａｌｙｓｉｓ，ＤｏｎｇｓｈａｎＢａｙｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏ６７ｂａｓｉｃｓｐａｔｉａｌｅｖａｌｕａｔｉｏｎｕｎｉｔｓ，ｗｈｉｃｈｉｓａｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅａｎｄｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｄｉｖｉｓｉｏｎｏｆｍａｒｉｎｅｓｐａｔｉａｌｕｎｉｔｓ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｍａｒｉｎｅｓｐａｔｉａｌｕｎｉｔｓ，ｌｏｃａｌｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔｃａｎｃａｒｒｙｏｕｔｔｈｅｍａｒｉｎｅｓｐａｔｉａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ｐｌａｎｎｉｎｇａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｍａｒｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｉｅｓａｎｄｍａｒｉｎｅｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｃａｎｂｅｆｏｒｍｕｌａｔｅｄｆｏｒｔｈｅｓｅａａｒｅａｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｅｎｄｏｗｍｅｎｔｓｂｙｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｌｏｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．ＴｈｉｓｄｉｖｉｓｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈｃａｎｎｏｔｏｎｌｙｐｒｏｖｉｄｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｔｈｅＭＳＰｏｆＤｏｎｇｓｈａｎＢａｙ，ｂｕｔａｌｓｏｃａｎｂｅａｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｏｆｓｐａｔｉａｌｕｎｉｔｓｄｉｖｉｓｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈｆｏｒｍａｒｉｎｅｓｐａｔｉａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ｐｌａｎｎｉｎｇａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓｄｉｖｉｓｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｆｉｎｅ⁃ｓｃａｌｅｓｅａａｒｅａｓ，ｂｕｔｉｔｉｓａｌｓｏａｐｐｌｉｃａｂｌｅｔｏｌａｒｇｅａｎｄｍｅｄｉｕｍ⁃ｓｃａｌｅｓｅａａｒｅ
ａｓｗｈｅｒｅｃｏｍｐｌｅｔｅａｎｄｄｅｔａｉｌｅｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄａｔａｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｃｈｅｍｅｏｆｍａｒｉｎｅｓｐａｔｉａｌｕｎｉｔｓｄｉｖｉｓｉｏｎｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙｈａｓａｗｉｄｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔ．
ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｍａｒｉｎｅｓｐａｔｉａｌｐｌａｎｎｉｎｇ；ｓｐａｔｉａｌｅｖａｌｕａｔｉｏｎｕｎｉｔｓ；ｓｐａｔｉａｌｄｉｖｉｓｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈ；ｆｉｎｅ⁃ｓｃａｌｅ；ＤｏｎｇｓｈａｎＢａｙ
为了合理有序地开发海洋资源，维护海洋生态系统健康，各沿海国家相继实施了海洋空间规划［１⁃６］㊂海洋空间规划起源于２０世纪７０年代的澳大利亚海洋保护区管理，已被广泛应用于澳洲和欧美等国的海域［１⁃７］㊂在国外的海洋空间规划实践中，通常会针对不同的海域进行分区管理并结合生态环境保护目标制定细化的管理措施㊂如澳大利亚将大堡礁保护区划分为８个不同类型的管理区［８］㊂我国也同步探索和建立了一系列海洋空间规划［７，９］，包括海洋功能区划［１０⁃１２］㊁海洋主体功能区划［１３⁃１４］㊁海洋生态红线［１５⁃１６］和围填海计划管理［１７⁃１９］等㊂
海洋空间规划的基本技术路线主要包括：确定研究区域；空间评价单元划分；现状评价；确定区划方
案［２，２０］㊂空间评价单元是对海洋进行定量评价的基本单元，海洋空间评价单元的划分是各类海洋空间监测㊁评价和规划重要且关键的步骤［２１］，划分的合理与否直接关系到区划结果的可信度㊂陆域主体功能区划中，国家一级和省一级的主体功能区划均以县级单位（市㊁县㊁区）为主体功能区划的评价单元［１３］㊂然而，相较于陆地而言，海洋缺乏明确的地貌㊁植被等地理边界，海域水体的垂直分层结构以及高连通性㊁流动性导致的单位空间内多属性复合特征，此外，不同规划目的选取的评价指标不同，也会影响空间评价单元的设置，导致海洋空间评价单元的划分更为复杂，若单纯将小尺度海域（县级）作为大尺度海洋空间规划中的一个同质单元，则忽略了小尺度海域内部由于具备不同的物理㊁化学及生物生态学特征所导致的结构和功能差异㊂此外，现有国家级海洋空间规划属于大尺度㊁粗颗粒性划分［２１⁃２３］，而地方管辖海域面积较小，通常缺乏国家规范中所涉及相关指标的专项调查，代之以常规性海域生态环境调查为主，包括化学㊁物理㊁生物性评价指标，这些常规指标更为精细，但往往在国家级海洋空间规划中作用不明显㊂迄今，如何针对地方性保护需求，在小尺度海域进行空间评价单元划分仍缺乏技术方法指导与实践，急需开展小尺度海域空间评价单元划分的技术方法研究㊂
从尺度上看，若空间评价单元划分的越小，则方案精度越高，难度越大，评价也更为复杂［１３］㊂从类型上看，目前各类海洋空间规划的空间评价单元划分方法主要有三种：（１）以行政单元（市㊁县）边界作为空间评价单元㊂目前的海洋主体功能区划多以地级㊁县级行政管辖海域为基本单元［２
新型太阳能电池
４⁃２５］，但生态系统的管理边界应是其自然边界而非行政边界［２６］，基于行政边界的单元划分虽简单且便于管理，但忽略了研究区域内自然禀赋的差异，缺乏科学依据㊂（２）采用网格法划分空间评价单元，如Ｄａｙ在南澳大利亚的斯宾塞湾开展海洋空间规划时，将研究区域划分为５ｋｍˑ５ｋｍ的空间评价单元［３］；许妍等以２．５ｋｍˑ２．５ｋｍ的网格作为划定渤海湾生态红线的空间评价单元［１６］㊂网格划分技术对海域进行几何切割，对空间评价单元内的生态系统完整性考虑不足㊂（３）根据生态属性划分空间评价单元㊂Ｄｏｕｖｅｒｅ在比利时北海海域空间规划研究中根据水深这一物理属性要素划分空间评价单元［２７］；陈甘霖利用等深线和底质类型边界等物理属性要素对东山湾进行海洋生态红线空间评价单元分区［１５］；王佩儿在浙江省宁波市象山港的海洋功能区划的空间评价单元中不仅考虑到潮流迁移㊁扩散等物理属性要素，还兼顾了水产资源等生物学属性要素［２８］㊂这些划分方法各有侧重，仅考虑
了单一的生态属性，若要实现对不同海域的环境质量管控与干扰性的修复，还需全面考虑生态系统的物理属性㊁化学属性和生物学属性的空间评价单元划分技术㊂
本研究采用福建省东山湾的常规海域海岸生态环境和沿海岸线㊁地形（质）㊁海水动力等调查数据，考虑当地对东山湾不同海域空间的环境质量管控和人为干扰区域修复的需求，在我国最小的海域管理行政单元（县级）管辖空间内，以生态属性划分为主，综合网格划分相关技术，构建了全面考虑生态系统的物理属性㊁化学属性和生物学属性的空间评价单元空间评价单元划分指标体系，运用空间插值
和叠加等分析手段，探究适合小尺度海域空间评价单元划分技术方案，该研究成果不仅能为东山湾海洋空间规划提供技术支持，同时能为当前海洋空间监测㊁评价㊁规划和管理单元划分方法提供补充和完善依据㊂
１㊀研究区概况
东山湾介于东经１１７ʎ２２ᶄ２１．０５ᵡ １１７ʎ３６ᶄ５５．６０ᵡ，北纬２３ʎ４３ᶄ１４．１１至２３ʎ５８ᶄ２７．８７ᵡ之间，位于福建省漳州市，沿岸分属漳浦㊁云霄和东山县㊂海域总面积约为２４０ｋｍ２，属窄口型半封闭海湾，湾口内还有马鞍屿㊁虎屿㊁大坪屿等小岛，并有漳江口红树林国家级自然保护区和东山珊瑚省级自然保护区，是福建省三大优良港湾之一（图１）㊂近年来随着沿岸海水养殖业的发展和人口的增加，养殖污水㊁生活废水的排放，威胁着湾内的渔业资源及珊瑚保护区［２９］㊂急需开展针对地方需求的海洋空间规划，以协调用海秩序，缓解人类活动与海洋环境保护之间的矛盾，改善沿岸居民的生存环境，为当地海洋资源可持续利用提供保障
㊂
图１㊀福建省东山湾位置图
Ｆｉｇ．１㊀ＬｏｃａｔｉｏｎｏｆＤｏｎｇｓｈａｎＢａｙ，ＦｕｊｉａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ
２㊀研究方法
本研究的海域空间评价单元划分技术方案将从指标体系构建㊁指标计算方法和在ＧＩＳ平台上的操作实现步骤三个层次详细阐述㊂
一氧化二氢是什么
２．１㊀空间评价单元划分依据及其指标体系
海洋的流动性和边界模糊性增加了海洋空间规划的难度，划分海域空间评价单元时须充分考虑地形地貌㊁流场㊁资源㊁生物㊁生态环境现状等海洋自然属性，以充分了解海洋生态环境现状为前提［３０⁃３１］，因此本研究将研究海域的自然生态环境要素作为对海域空间评价单元划分的主要依据㊂此外，海域内关键物种的栖息生境，如红树林，珊瑚礁，白海豚等本身就可以作为单独一类的空间评价单元先行设定，本文不作具体分析㊂本文主要考虑常见的三类海洋生态环境调查数据类型，从生物属性㊁物理属性㊁化学属性三个方面构建海域空间
９０７㊀２期㊀㊀㊀黄毅熠㊀等：小尺度海域空间评价单元划分技术研究 以福建省东山湾为例㊀
０１７㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀４１卷㊀评价单元划分的指标体系，采用层次分析法确定指标权重（表１）㊂一级指标中：化学属性指标用于表征研究区域的化学属性环境状况；物理属性指标表征研究区域的海水物理环境状况；生物学属性指标表征研究区域的生物数量和丰富度㊂二级㊁三级指标根据一级指标的评价目的，筛选易于监测并能反映海洋生态环境特征关键表征指标和环境要素㊂受案例区实地调查数据获取限制，本文仅选择了生物学属性㊁物理属性㊁化学属性三类指标中常见并且可获得的指标进行案例分析研究㊂
表１㊀海域空间评价单元划分的指标及权重
Ｔａｂｌｅ１㊀Ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓａｎｄｗｅｉｇｈｔｏｆｍａｒｉｎｅｓｐａｔｉａｌｅｖａｌｕａｔｉｏｎｕｎｉｔｄｉｖｉｓｉｏｎ
一级指标
ＴｅｒｔｉａｒｙＩｎｄｉｃａｔｏｒｓａｎｄｗｅｉｇｈｔ
ＳｅｃｏｎｄａｒｙＩｎｄｉｃａｔｏｒｓａｎｄｗｅｉｇｈｔ三级指标及权重
ＰｒｉｍａｒｙＩｎｄｉｃａｔｏｒｓ二级指标及权重
化学属性指标水质综合指标（０．５０）盐度
ＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｉｃａｔｏｒｓ溶解氧
化学需氧量
活性磷酸盐
氨氮
沉积物综合指标（０．５０）石油类
刀具论坛镉
有机碳
物理属性指标水深指标（０．５０）
ＰｈｙｓｉｃａｌＩｎｄｉｃａｔｏｒｓ流速指标（０．５０）
生物学属性指标浮游动植物和底栖生物综合指标（０．３３）浮游动植物和底栖生物量指标（０．５０）
ＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＩｎｄｉｃａｔｏｒｓ浮游动植物和底栖生物种类指标（０．５０）
鱼卵和渔获物综合指标（０．３３）鱼卵密度和渔获物重量指标（０．５０）
鱼卵和渔获物种类指标（０．５０）
叶绿素Ａ浓度指标（０．３３）叶绿素浓度指标（１）本研究所需数据来源于‘改革与优化用海项目立项环评工作 十三个海湾及海坛岛海域环境与资源现状调查“，由福建省海洋研究所提供，包括：２０１６年３５个水质调查站位㊁２２个表层沉积物质量调查站位㊁２２个叶绿素ａ调查站位㊁２２个浅海大型底栖生物调查站位㊁８条潮间带底栖生物调查断面和１５个渔业资源调查站位春秋两季的生态环境数据，以及水深㊁涨落潮流速㊁海岸线㊁海岛等矢量数据（表２）㊂
表２㊀研究数据
Ｔａｂｌｅ２㊀Ｒｅｓｅａｒｃｈｄａｔａ
数据类型Ｄａｔａｔｙｐｅｓ数据内容Ｄａｔａｃｏｎｔｅｎｔ
水质数据Ｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｄａｔａ盐度㊁溶解氧㊁化学需氧量㊁活性磷酸盐㊁氨氮
表层沉积物质量数据Ｓｕｒｆａｃｅｓｅｄｉｍｅｎｔｑｕａｌｉｔｙｄａｔａ石油类㊁镉㊁有机碳
河北大学成教学院叶绿素ａ调查数据Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌａｓｕｒｖｅｙｄａｔａ叶绿素ａ浓度
生物量数据Ｂｉｏｍａｓｓｄａｔａ浮游动植物的生物量和种类㊁潮间带底栖生物的生物量和种类
渔业资源数据Ｆｉｓｈｅｒｙｒｅｓｏｕｒｃｅｄａｔａ鱼卵种类和密度；渔获物种类和重量
水深地形数据Ｗａｔｅｒｄｅｐｔｈａｎｄｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ水深点矢量数据
海岸线矢量数据Ｃｏａｓｔｌｉｎｅｖｅｃｔｏｒｄａｔａ岸线空间矢量数据
海岛数据Ｉｓｌａｎｄｖｅｃｔｏｒｄａｔａ海岛岸线矢量数据
海水动力数据Ｓｅａｄｙｎａｍｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎｄａｔａ流速矢量数据
２．２㊀指标计算
２．２．１㊀化学属性指标计算方法
海洋化学指标由水质和沉积物数据计算，对水质综合指标与沉积物综合指标赋予相等权重㊂其中，水质综合指标用于表征研究区域水质状况；沉积物综合指标表征沉积物质量㊂计算公式如下：
［水质综合指标］＝ｍａｘ（［盐度］，［溶解氧］，［化学需氧量］，［活性磷酸盐］，［氨氮］）㊀［沉积物综合指标］＝ｍａｘ（［石油类］，［镉］，［有机碳］）
［化学属性指标］＝ｍｅａｎ（［水质综合指标］，［沉积物综合指标］）
２．２．２㊀物理属性指标计算方法物理属性指标由水深和流速数据计算，对二者赋予相等权重㊂计算公式如下：
［物理属性指标］＝ｍｅａｎ（［水深］，［流速］）
２．２．３㊀生物学属性指标计算方法生物学属性指标由浮游动植物和底栖生物综合指标㊁鱼卵和渔获物综合指标㊁叶绿素ａ浓度数据计算，其中，浮游动植物和底栖生物综合指标用于表征研究区的生物富集程度；鱼卵和渔获物综合指标用于表征研究区的渔业生物富集程度㊂计算公式如下：
［浮游动植物和底栖生物量指标］＝ｓｕｍ（［浮游动物生物量］，［浮游植物量］，［底栖生物生物量］）［浮游动植物和底栖生物种类指标］＝ｓｕｍ（［浮游动物种类］，［浮游植物种类］，［底栖生物种类］）
［浮游动植物和底栖生物综合指标］＝ｍｅａｎ（［浮游动植物和底栖生物量指标］，［浮游动植物和底栖生物种类指标］）
［鱼卵密度和渔获量重量指标］＝ｓｕｍ（［鱼卵密度］，［渔获物重量］）［鱼卵和渔获物种类指标］＝ｓｕｍ（［鱼卵种类］，［渔获物种类］）［鱼卵和渔获物综合指标］＝ｍｅａｎ（［鱼卵渔
获量指标］，［鱼卵渔获物种类指标］）
［生物学属性指标］＝ｍｅａｎ（［叶绿素ａ浓度］，［浮游动植物和底栖生物综合指标］，［鱼卵渔获物综合指
标］）权重用在不同目的的海洋规划和不同海洋区域可能会产生不同，本文重点是探索空间评价单元划分，因此仅选用最简单的均等权重，对各等级的分指标赋予相等权重㊂
２．３㊀基于ＧＩＳ的空间评价单元划分实现过程
２．３．１㊀基于ＧＩＳ的化学属性指标空间栅格化实现①评价指标的矢量化㊂将春秋两季的水质监测数据和表层沉积物监测数据分别空间化为矢量点图层㊂②评价指标的栅格化㊂采用反距离加权插值将矢量点图层转化为５０ｍˑ５０ｍ的栅格图层（本研究均采用５０ｍˑ５０ｍ的网格），并将各指标春秋两季的栅格图层进行平均㊂③评价指标分级㊂将平均后的各指标栅格图分
为四级，水质数据参照‘海水水质标准（ＧＢ３０９７ １９９７）“中的四类水质标准，针对没有标准的水质指标和表层沉积物指标，采用自然断点法按照污染程度从低到高分为１到４级㊂④多指标空间叠置分析㊂分别将各水质（沉积物）评价指标的分级栅格图层进行叠加，取叠加后像元的最大值，得到水质（沉积物）综合指标㊂将水质综合指标与沉积物综合指标的栅格图层进行平均，并使用自然间
断点法按照值的大小，从小到大分为１至４级，得到研究区化学属性指标的栅格图层㊂２．３．２㊀基于ＧＩＳ的物理属性指标空间栅格化实现①评价指标的栅格化㊂采用反距离加权插值法将水深㊁流速的矢量图层转化栅格图层㊂②评价指标分级，主要从海水自净㊁稀释㊁降解能力的改变考虑，采用自然间断点法将水深按照由浅到深分为１至４级，将流速栅格图层按照由低到高分为１到４级㊂③空间叠置分析㊂将水深和流速栅格图层进行叠加，取叠加后像元的均值，并使用自然间断点法按照均值的大小，从小到大分为１到４级，得到物理属性指标的栅格图层㊂２．３．３㊀基于ＧＩＳ的生物学属性指标空间栅格化实现①评价指标的矢量化㊂将春秋两季的浮游动植物生物量㊁种类；潮间带底栖生物的生物量㊁种类；鱼卵种类㊁密度；渔获物种类㊁重量等监测数据分别空间化为矢量点图层㊂②评价指标的栅格化㊂采用反距离加权插值法将各指标的矢量图层转化为栅格图层，并将各指标春秋两季的栅格图层进行平均㊂由于量纲不同，为便于计算，将平均后的浮游动植物生物量㊁底栖生物生物量㊁鱼卵密度㊁渔获物重量栅格图层通过极值标准化方
１
１７㊀２期㊀㊀㊀黄毅熠㊀等：小尺度海域空间评价单元划分技术研究 以福建省东山湾为例㊀
法，归一化至［０，１］㊂④多指标空间叠置分析㊂基于各评价指标的栅格图层和权重进行空间叠置计算，并使用自然间断点法按照值的大小，从小到大分为１到４级，得到生物学属性指标的栅格图层㊂
２．３．４㊀基于ＧＩＳ的空间评价单元划分
将化学属性指标㊁物理属性指标㊁生物学属性指标的栅格图层转化为矢量图层，运用图层相交分析工具，得到研究区海域空间评价的初始基本单元㊂为了减少评价单元的破碎程度，按就近原则，进一步将初始基本单元中面积小于１ｋｍ２的单元合并到有邻接关系的大单元㊂若有多个大单元有邻接关系，则将小单元合并至周边面积最大的邻接单元，由此得到海域空间基本评价单元
㊂
图２㊀东山湾化学属性指标分级图
Ｆｉｇ．２㊀ＣｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｉｃａｔｏｒｉｎＤｏｎｇｓｈａｎＢａｙ
３㊀结果分析
３．１㊀空间评价单元划分依据及其指标体系
化学属性指标共分四级，１到４级代表研究区内的
海水化学污染状况由轻到重㊂评价结果显示（图２，表
３），不存在１级区；３级区面积最大，达２５７．３５ｋｍ２，占研究区的６６．８６％；其次是４级区域，占比为２９．９９％，主
要出现在漳浦县㊁云霄县和东山县沿岸，这是由于沿岸
区域受人类活动影响较大，化学污染相对严重；２级区
域最少，仅有１２．１２ｋｍ２，占东山湾面积的３．１５％，主要
出现在远离海岸的中心部分，受人类活动的干扰较少，化学污染相对较轻㊂
３．２㊀东山湾物理属性指标
物理属性指标１到４级代表水深由浅到深，流速由
慢到快，表示水动力和自净能力的逐渐提升㊂表４和图
３显示，１级区为东山湾主要区域，面积达１５０．８９ｋｍ２，占比为３２．５７％，主要分布在沿岸区域，说明这些区域水
深较浅，流速较慢；其次是４级区域，占研究区面积的２４．９１％，主要出现在湾区南部，与湾外海水交换的位置，这些区域流速快，海水深；再其次为３级区，面积比例为２３．０３％；面积最小的是２级区，占比仅为１９．４９％㊂３级和２级区域主要分布在海湾中心部分，说明该区域水流较快，海水较深㊂
表３㊀东山湾海域化学属性指标分级统计
表４㊀东山湾海域物理属性指标分级统计
３．３㊀东山湾生物属性指标
生物学属性指标分为四级，１，２，３，４级代表生物量由少到多，种类由单一到丰富，生物生态状况由坏到
２１７㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀４１卷㊀
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