海水養(yǎng)殖污染考評(píng)及預(yù)警體制

時(shí)間:2022-09-07 04:01:47

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海水養(yǎng)殖污染考評(píng)及預(yù)警體制

一、文獻(xiàn)回顧

國外學(xué)者方面,在上個(gè)世紀(jì)70年代,日本水產(chǎn)學(xué)會(huì)就關(guān)于淺海養(yǎng)殖和自身污染以及水圈富營養(yǎng)化和水產(chǎn)增養(yǎng)殖的相互關(guān)系做過研究。[1]80年代關(guān)于近海岸鮭魚農(nóng)場養(yǎng)殖所產(chǎn)生的生態(tài)影響也有學(xué)者進(jìn)行研究,涉及海水養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢水對(duì)附近海域的影響和生態(tài)效應(yīng)(GOWENRJ,BRADBURYNB1987)。[2]在泰國已有學(xué)者對(duì)于Inner灣養(yǎng)蝦場的養(yǎng)殖面積和該海灣的平均氮濃度進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)二者間呈正相關(guān)關(guān)系,說明養(yǎng)殖場的氮排放很可能是In-ner灣的硝酸鹽的主要來源(Suvapepun1995)。[3]國內(nèi)學(xué)者在上個(gè)世紀(jì)90年代也逐步重視海水養(yǎng)殖業(yè)污染方面的研究。一些學(xué)者依據(jù)80到90年代部分研究成果資料,探討了水產(chǎn)養(yǎng)殖可能對(duì)水域富營養(yǎng)化產(chǎn)生的影響,并通過實(shí)踐檢驗(yàn)我國沿海養(yǎng)殖水域發(fā)生赤潮的區(qū)域分布、季節(jié)特征、變化趨勢(shì),認(rèn)為海水養(yǎng)殖為赤潮發(fā)生創(chuàng)造了重要的物質(zhì)基礎(chǔ),進(jìn)一步惡化水生生態(tài)環(huán)境(暨衛(wèi)東1998)。[4]也有學(xué)者從清潔養(yǎng)殖學(xué)觀點(diǎn)出發(fā),根據(jù)養(yǎng)殖環(huán)境學(xué)理論,通過模擬實(shí)驗(yàn),研究蝦塘殘餌腐解對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境的影響,證明蝦池池底的殘餌腐解確實(shí)嚴(yán)重影響水質(zhì)質(zhì)量(楊慶霄1999)。[5]進(jìn)入二十一世紀(jì),國內(nèi)研究者對(duì)于海水養(yǎng)殖自身污染的研究更加全面。一部分學(xué)者對(duì)于海水養(yǎng)殖自身污染的生態(tài)環(huán)境影響做了比較全面的闡述。海水養(yǎng)殖主要通過有機(jī)物和營養(yǎng)物的排放、化學(xué)藥物的使用等途徑對(duì)沿岸生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響(董雙林2000)。[6]認(rèn)為海水養(yǎng)殖導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境惡化,水域生物多樣性減少,近海生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化(羅琳2002)。[7]海水養(yǎng)殖,特別是高位蝦池養(yǎng)殖是近年來養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì),在其帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),也對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境帶來巨大的威脅和破壞,并針對(duì)海水養(yǎng)殖對(duì)生態(tài)環(huán)境所帶來的各種影響進(jìn)行綜述并提出相應(yīng)的防治措施(謝東海2005)。[8]

二、海水養(yǎng)殖業(yè)自身污染安全評(píng)價(jià)的P-S-R指標(biāo)體系模型的構(gòu)建

(一)P-S-R指標(biāo)體系模型的基本思想和構(gòu)建原

則1.壓力(pressure)-狀態(tài)(state)-響應(yīng)(re-sponse)模型P-S-R模型[9]最初由加拿大經(jīng)濟(jì)學(xué)家Rapport和Friend于1979年提出。20世紀(jì)80年代末,經(jīng)濟(jì)合作和開發(fā)組織(OECD)與聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)用于研究環(huán)境問題提出了環(huán)境指標(biāo)的P-S-R概念模型,即壓力(pressure)-狀態(tài)(state)-響應(yīng)(response)模型。在P-S-R框架內(nèi),環(huán)境問題可以表述為三個(gè)指標(biāo)類型,三個(gè)指標(biāo)雖然內(nèi)容不同但聯(lián)系卻十分緊密。指標(biāo)分別是:狀態(tài)指標(biāo)用以衡量由于人類經(jīng)濟(jì)或社會(huì)活動(dòng)行為而導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)的變化;壓力指標(biāo)則表明生態(tài)環(huán)境變化的原因;響應(yīng)指標(biāo)則表示社會(huì)為減輕環(huán)境的污染及資源的破壞所做的各種努力。P-S-R概念模型有效地反映了人類與環(huán)境系統(tǒng)的相互作用與影響,對(duì)環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行組織分類,具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性,得到很多的關(guān)注。2.原則評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇的原則分別為:科學(xué)性原則、全面性原則、獨(dú)立性原則、可操作性原則、可比性原則。

(二)海水養(yǎng)殖業(yè)自身污染安全評(píng)價(jià)的P-S-R指標(biāo)體系模型

由于海水養(yǎng)殖方式和自身結(jié)構(gòu)的缺陷,大部分海水養(yǎng)殖存在很多的環(huán)境問題。具體可表現(xiàn)為對(duì)養(yǎng)殖水體的污染、對(duì)近海岸生物群落的影響、對(duì)浮游動(dòng)植物的影響、對(duì)底質(zhì)的影響、藥物的污染、對(duì)沿岸紅樹林或?yàn)┩康挠绊憽?duì)地下水和土壤的污染、對(duì)旅游資源和景觀的影響等。1.“壓力”指標(biāo)(pressure):指人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的直接壓力因子。例如養(yǎng)殖廢水的排放,海水養(yǎng)殖業(yè)所占面積等。2.“狀態(tài)”指標(biāo)(state):指環(huán)境當(dāng)前的狀態(tài)或趨勢(shì)。例如養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)狀況,養(yǎng)殖區(qū)沉積物狀況,水環(huán)境狀況,潔水的可用性等。3.“響應(yīng)”指標(biāo)(response):指環(huán)境政策措施中的可量化部分,它在社會(huì)處理環(huán)境問題過程中不斷發(fā)展。例如環(huán)境污染治理投資,海洋科技研究成果,科技活動(dòng)人員等。指標(biāo)結(jié)構(gòu)分為總體層、系統(tǒng)層、準(zhǔn)則層、要素層四個(gè)層次,最后制定出的指標(biāo)有22個(gè),如表1所示。

(三)評(píng)價(jià)指標(biāo)的賦權(quán)分析

在目標(biāo)決策過程中指標(biāo)權(quán)重的測定是至關(guān)重要的。目前,由于測定用于權(quán)重的方法根據(jù)計(jì)算時(shí)原始數(shù)據(jù)的來源不同,大體可以分為客觀賦權(quán)法和主觀賦權(quán)法兩大類。客觀賦權(quán)法的原始數(shù)據(jù)是由各指標(biāo)在評(píng)價(jià)單位中的實(shí)際數(shù)據(jù)形成的,反映指標(biāo)的客觀信息,如相關(guān)系數(shù)法、嫡值法,主成分分析法,離差最大化法,多目標(biāo)優(yōu)化方差法、均方差權(quán)重法等。主觀賦權(quán)法主要是由這個(gè)領(lǐng)域的專家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)主觀判斷而得到,如德爾菲法、層次分析法、二項(xiàng)系數(shù)法、循環(huán)評(píng)分法等。本文選用均方差權(quán)重法來對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)。[10]設(shè)方案集為A={A1,A2……An},指標(biāo)集為B={B1,B2……Bm};方案Ai對(duì)指標(biāo)Bj的屬性值記為Xij=(i=1,2……n;j=1,2……m),X=(Xij)n×m為指標(biāo)集的“屬性矩陣”,俗稱為“決策矩陣”。通常,指標(biāo)有“效益型”和“成本型”兩大類。根據(jù)均方差權(quán)重法賦權(quán)方法的計(jì)算步驟,首先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。1.評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理[11]劃分為j=1,2,…,n個(gè)時(shí)段,評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括i=1,2,…,m個(gè)指標(biāo)。原始指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣為:X={Xij}m×n效益型指標(biāo)(數(shù)值越大越好的指標(biāo),如漁業(yè)GDP產(chǎn)值、人均大陸架漁場面積等)標(biāo)準(zhǔn)化方法:Y=X-XminXmax-Xmin式中,Xmax為該項(xiàng)指標(biāo)的最大值;Xmin為該項(xiàng)指標(biāo)的最小值。成本型指標(biāo)(數(shù)值越小越好的指標(biāo),如、赤潮面積、赤潮發(fā)生率等)標(biāo)準(zhǔn)化方法:Y=1-X-XminXmax-Xmin式中,Xmax為該項(xiàng)指標(biāo)的最大值;Xmin為該項(xiàng)指標(biāo)的最小值;標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)矩陣:Y={Yij}m×n。2.用均方差權(quán)重法求解多指標(biāo)權(quán)重系數(shù)并進(jìn)行匯總和排序均方差權(quán)重法反映隨機(jī)變量離散程度的最重要的也是最常用的指標(biāo)是該隨機(jī)變量的均方差。這種方法的基本思路是定義各評(píng)價(jià)指標(biāo)為隨機(jī)變量,各方案Ai在指標(biāo)Bj下的無量綱化的屬性值為該隨機(jī)變量的取值,首先求出這些隨機(jī)變量也就是各指標(biāo)的均方差,將這些方差歸一化,其結(jié)果即為各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。該方法的計(jì)算步驟為:(1)求隨機(jī)變量的均值:E(Bj)=1n∑nj=1Yij(2)求Bj的均方差:σ(Bj)=∑ni=1(Yij-E(Bj))槡2(3)求Bj的權(quán)重系數(shù):Wj=σ(Bj)∑mj=1σ(Bj)3.綜合評(píng)價(jià)模型的確定(1)壓力指數(shù)Pj:Pj=∑ni=1ωpiYij(2)狀態(tài)指數(shù)Sj:Sj=∑ni=1ωsiYij(3)響應(yīng)指數(shù)Rj:Rj=∑ni=1ωriYij(4)污染效應(yīng)評(píng)價(jià)綜合指數(shù)Ij:Ij=∑ni=1ωiYij式中,ωi為各指標(biāo)的權(quán)重;ωpi為各壓力指標(biāo)對(duì)壓力指數(shù)的權(quán)重,其中各壓力指標(biāo)的權(quán)重需歸一化處理,ωsi為各狀態(tài)指標(biāo)對(duì)狀態(tài)指標(biāo)的權(quán)重;ωri為各響應(yīng)指標(biāo)對(duì)響應(yīng)指數(shù)的權(quán)重;i=1,2,…,m,j=1,2,…,n。指數(shù)值位于[0,1]中,0代表海水養(yǎng)殖業(yè)自身污染影響趨向消極(壓力強(qiáng),響應(yīng)弱),質(zhì)量很差;1代表海水養(yǎng)殖業(yè)自身污染影響趨向積極(響應(yīng)強(qiáng),壓力弱)。[12]

(四)數(shù)據(jù)的選取和實(shí)證分析

由于數(shù)據(jù)的有限性,本文選擇對(duì)海水養(yǎng)殖業(yè)自身污染安全狀況進(jìn)行分析,即以2004—2008年的海水養(yǎng)殖業(yè)自身污染安全狀況為評(píng)價(jià)對(duì)象。首先,根據(jù)資料所提供數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,其中,處理過程中注意效益型指標(biāo)和成本型指標(biāo)的差異,處理之后結(jié)果見表2。對(duì)權(quán)重系數(shù)排序觀察可得,D7、D9指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的赤潮對(duì)于海水養(yǎng)殖業(yè)自身污染的權(quán)重影響很大,海水養(yǎng)殖自身污染對(duì)于赤潮的發(fā)生十分敏感,海水養(yǎng)殖自身污染為赤潮發(fā)生創(chuàng)造了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。作為養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)狀況和沉積物狀況指標(biāo)的D13、D14對(duì)于海水養(yǎng)殖業(yè)自身污染的權(quán)重影響很大,說明海水養(yǎng)殖業(yè)自身污染的狀況很大程度上要通過兩者來反應(yīng)。最后,根據(jù)數(shù)據(jù)資料可得我國連續(xù)五年海水養(yǎng)殖業(yè)自身污染的綜合影響指數(shù)為表4:

三、海水養(yǎng)殖業(yè)自身污染安全預(yù)警機(jī)制的建立

(一)安全預(yù)警機(jī)制運(yùn)行目標(biāo)

海水養(yǎng)殖業(yè)自身污染安全預(yù)警機(jī)制指對(duì)未來我國海水養(yǎng)殖業(yè)活動(dòng)影響進(jìn)行分析和預(yù)測,對(duì)不穩(wěn)定運(yùn)作狀態(tài)和不正常因素及時(shí)發(fā)出預(yù)警指示的活動(dòng)。主要目標(biāo)包括:正確測評(píng)和診斷當(dāng)前我國海水養(yǎng)殖業(yè)自身污染安全總體運(yùn)行狀況;正確預(yù)測海水養(yǎng)殖業(yè)自身污染安全狀態(tài)的變動(dòng)趨勢(shì)并及時(shí)發(fā)出預(yù)警指示;根據(jù)所預(yù)測狀況采取相應(yīng)有效的防范措施。

(二)預(yù)警過程

隨著我國海水養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展,由于海水養(yǎng)殖造成的污染日益加劇,整體環(huán)境質(zhì)量狀況不良。建立我國海水養(yǎng)殖業(yè)的自身污染狀況的預(yù)警機(jī)制是必要的。通過P-S-R模型的建立得到了我國海水養(yǎng)殖業(yè)自身污染的綜合環(huán)境影響指數(shù)。綜合影響指數(shù)Ij用來衡量各時(shí)期的海水養(yǎng)殖業(yè)自身污染的安全狀態(tài),參考相關(guān)的研究成果,同時(shí)進(jìn)一步咨詢有關(guān)方面專家的意見,制定了海水養(yǎng)殖自身污染的安全分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),從而預(yù)報(bào)不正常狀態(tài)的時(shí)空范圍和總體安全等級(jí),進(jìn)而提出防范措施。在本文中安全等級(jí)分為安全、基本安全、臨界安全、不安全和危險(xiǎn)五個(gè)等級(jí)。指標(biāo)體系的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的判定標(biāo)準(zhǔn)列示如表5。因此,Ij=1,表示海水養(yǎng)殖自身污染處于安全狀態(tài);Ij=0,表示海水養(yǎng)殖自身污染安全狀態(tài)處于危機(jī)狀態(tài);Ij越接近1,海水養(yǎng)殖自身污染安全狀態(tài)越好,反之,安全狀態(tài)越差。

四、結(jié)論與對(duì)策

(一)結(jié)論

本文以壓力(pressure)-狀態(tài)(state)-響應(yīng)(re-sponse)模型為主線,根據(jù)海水養(yǎng)殖的特點(diǎn),構(gòu)建了海水養(yǎng)殖自身污染的P-S-R指標(biāo)體系和安全評(píng)價(jià)模型,對(duì)2004—2008年我國海水養(yǎng)殖自身污染安全狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià),為我國海水養(yǎng)殖業(yè)的安全發(fā)展提供一定的科學(xué)依據(jù)。對(duì)近5年我國海水養(yǎng)殖業(yè)的評(píng)價(jià)結(jié)果表明,其總體污染程度呈逐年遞減趨勢(shì),但總體健康水平不高。若缺少海水養(yǎng)殖業(yè)的監(jiān)督和管理,最終會(huì)引發(fā)一系列嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。但是這種污染是可控的,希望我們能對(duì)海水養(yǎng)殖中存在的種種弊端引起高度重視,尋求解決的良策,以期可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)的雙贏效果。

(二)對(duì)策

根據(jù)生態(tài)學(xué)和營養(yǎng)動(dòng)力學(xué)的基本原理可以采用相應(yīng)的生物修復(fù)技術(shù),為更好地發(fā)展海水養(yǎng)殖業(yè)提供有力的技術(shù)支撐;有效改變我國海洋漁業(yè)生產(chǎn)的增長方式和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),自主開展碳匯漁業(yè)體系的開發(fā)研究和實(shí)踐,促進(jìn)碳匯漁業(yè)功能的發(fā)揮,搶占藍(lán)色低碳漁業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制高點(diǎn);科學(xué)規(guī)劃海水養(yǎng)殖水面,形成合理立體多層次化的養(yǎng)殖容量,不僅可減少污染還可增加效益;由于海水養(yǎng)殖業(yè)的飼料污染十分嚴(yán)重,所以在養(yǎng)殖中應(yīng)做到合理投餌、科學(xué)配置;政府和相應(yīng)管理部門應(yīng)該加強(qiáng)宏觀管理,制定出海水養(yǎng)殖的法規(guī)條例,鼓勵(lì)和引導(dǎo)養(yǎng)殖技術(shù)的研究開發(fā)等。