本文摘要：摘要：海洋空間開發適宜性評價是開展海洋空間規劃的基礎，對粵港澳大灣區協同發展具有重要意義。在生態系統服務框架下提出伶仃洋空間開發適宜性評價方法并分區。根據一級分區結果、開發適宜性生態保護重要性矩陣和面積占比，分為重點開發區(高低，30.63%)、限制開發區(
摘要：海洋空間開發適宜性評價是開展海洋空間規劃的基礎，對粵港澳大灣區協同發展具有重要意義。在生態系統服務框架下提出伶仃洋空間開發適宜性評價方法并分區。根據一級分區結果、開發適宜性—生態保護重要性矩陣和面積占比，分為重點開發區(高—低，30.63%)、限制開發區(高—高，22.71%)、保留區(低—低，23.37%)、禁止開發區(低—高，23.29%)，以上四區開發適宜性依次遞減。根據資源稟賦和用海兼容條件進行二級分區，重點開發區包括港口航運、旅游、漁業等單功能二級區(近岸與島嶼周圍海域)和兼容二級區(桂山島外圍海域)，關注供給/文化服務協同開發。限制開發區分為生態旅游和休閑漁業二級區，分布于香港、澳門地區近岸海域，需權衡供給/文化服務的開發和調節/支持服務的保護。
關鍵詞：海洋生態系統服務;海洋開發適宜性;生態保護重要性;伶仃洋
粵港澳大灣區涵蓋近40年來全球工業化和城鎮化發展最迅猛的城市群，是全球首個橫跨兩種社會制度的世界級灣區。大規模、高強度人類活動導致大灣區伶仃洋海域富營養化、缺氧等水環境惡化問題日益突出，濱海濕地面積大幅縮減，中華白海豚等珍稀瀕危物種的生境面臨巨大威脅[1]。2019年，中共中央 國務院印發《粵港澳大灣區發展規劃綱要》，明確提出將粵港澳大灣區建設成為國際一流灣區。
在建設漁港經濟區、國際航運中心港口群、國際高端濱海旅游目的地、全球海洋中心城市等目標指引下，大灣區海洋開發必將對海洋生態系統和空間結構產生新的壓力，亟需開展系統性海洋空間規劃，協調人海關系。國土空間開發適宜性是指在維系生態系統健康和國土安全、綜合考慮資源環境等要素的前提下，在特定國土空間進行農業生產、城鎮建設等開發活動的適宜程度[2]。
單一農業生產空間、城鎮建設空間、生態保護空間的開發適宜性的評價理論、指標、方法已有大量研究，但針對多目標協同下的開發適宜性研究不足，特別缺乏多種人類開發活動和生態保護的空間權衡與協同研究[3];缺乏跨行政尺度、跨陸海尺度的綜合評價方法，已有開發適宜性研究往往忽略了生態系統的整體性與連通性。海洋空間開發適宜性評價是開展海洋空間規劃，有效利用海洋國土的前提和基礎[4]。2020 年，自然資源部發布 《資源環境承載能力和國土空間開發適宜性評價指南 (試行)》(以下簡稱《“雙評價”指南》)，將海洋資源條件差、生態風險高的區域，確定為不適宜區，但條件差和風險高并未給出具體指標與標準。
海洋空間開發適宜性評價指標和方法研究多關注評估海域單元承載單一開發活動的適宜程度。如Dapueto等[5]從海域水深、坡度、浪高、離港距離等18個指標評估了意大利利古里亞海的近海漁業用海適宜性;Akbari等[6]從水深、潮流動力條件、岸線長度、陸域縱深、交通通達度等15個指標評估了港口建設適宜性;馮友建等[7]從自然條件、經濟條件和旅游基礎設施三方面構建7 個指標對旅游用海進行適宜性評價。針對單一用海活動的開發適宜性評價少有考慮海域內各生態系統服務之間的相互依存關系，更是無法解決多種用海活動沖突以及開發與保護間的矛盾，難以滿足空間權衡需求[8]。
生態系統服務指人類從生態系統獲得的各種惠益[9]，是連接生態系統與社會系統之間的橋梁，其生態系統服務價值評估、權衡分析、情景分析、空間制圖已經開始為沿海國家海岸帶開發保護管理提供兼顧多部門、多目標的管理方案。如Arkema等[10]探討了不同情景下龍蝦業、休閑旅游、海岸防護三項海洋生態系統服務經濟價值和生態保護之間的權衡;Outeir等[11]評估了不同生態系統服務 (生態旅游、野生瀕危物種觀測、生境提供)的重要性及生態系統服務之間的兼容性。
由于海洋環境的三維動態特征，海洋觀測數據的標準不統一、覆蓋不全面，海洋生態系統服務評估及綜合管理仍存在較大挑戰[12]。我國海洋國土空間規劃和“雙評價”工作亟需與國際研究前沿對接[13]，在生態系統服務框架下開展海洋開發適宜性方法探索及應用實踐，提出多目標協同的系統性海洋空間開發適宜性評價方法，為緩解海洋人類開發活動矛盾以及開發利用與生態環境保護間的矛盾提供新思路和解決方案。本文選取大灣區高強度人類活動的伶仃洋海域為研究案例區，將海洋生態系統服務評估融入海洋空間開發適宜性評價，基于海洋開發適宜性與海洋生態保護重要性二維象限分析，進行粵港澳一體化系統性海洋空間開發適宜性分區，緩解高強度人類擾動海域間的人海矛盾，支撐粵港澳大灣區海洋空間規劃與可持續發展。
1 研究方法與數據來源
1.1 研究區概況
伶仃洋位于我國廣東省珠江口，為西北偏北—東南偏南走向的喇叭形河口灣，其范圍北起虎門，寬約4 km，南達香港、澳門，寬度增至約65 km[14]，其中，東由深圳市赤灣，經內伶仃島，西到珠海市淇澳島一線以北稱內伶仃洋，以南稱外伶仃洋。
沿岸包括廣州市、深圳市、珠海市、中山市、東莞市以及香港特別行政區、澳門特別行政區，是我國人口最密集、經濟最發達的城市群所在區域。研究區海洋資源豐富，擁有福田紅樹林濱海濕地、南沙濕地、淇澳島、萬山群島等優質的濱海旅游資源;港口航道資源豐富，有眾多可利用深水岸線，目前已建有廣州、深圳等國際性深水港口及東莞、珠海等地區性港口;水域生境多樣，生物區系復雜，是多種經濟魚、蝦類的重要繁育場。
1.2 數據來源與預處理
本文所采用的數據主要包括興趣點(Point of Interest，POI)數據、MODIS三級遙感產品、漁業捕撈努力量數據、海洋物種分布數據、濱海濕地分布數據、海水水質數據、海洋保護區分布數據等。主要數據處理如下：
(1) 利用MODIS三級遙感產品及垂直歸納模型 (Vertically Generalized Production Model，VGPM) 計算海洋凈初級生產力 (Net Primary Productivity，NPP) [15]。
(2) 利用R軟件中tidyverse工具包處理全球漁業地圖提供的日捕撈小時數數據，計算2018年捕撈小時數，并利用raster、sf包將其轉為柵格數據，利用掩膜分析最終獲得研究區2018年年均捕撈努力量的空間分布圖。
(3) 基于2019年1月至2021年1月Landsat 8低潮影像，于Google Earth Engine利用隨機森林監督分類方法解譯研究區紅樹林、鹽沼分布數據，分類精度達93%。各數據重采樣至1 km 空間分辨率，統一采用WGS 1984 World Mercator坐標系。
1.3 研究方法遵循科學性、關鍵性原則，在生態系統服務框架下，從開發與保護兩個維度分別構建伶仃洋開發適宜性評價指標和生態保護重要性評價指標，通過空間疊加分析，得到伶仃洋空間開發適宜性分區。
1.3.1 海洋開發適宜性評價伶仃洋擁有豐富的港口航道資源、濱海旅游資源、漁業資源，是廣州市、深圳市、珠海市、香港特別行政區、澳門特別行政區等粵港澳大灣區城市藍色經濟發展的重要基礎，研究選取生態系統服務中相對應的港口航運、休閑娛樂、食物供給三項功能，構建海洋開發適宜性評價指標，識別海洋適宜開發利用區域。
水深條件是港口規劃的重要前提，按照-20 m或-10 m等深線離岸距離來衡量水深條件優劣，將水深10 m以下、離岸距離大于500 m的海域賦值為1;水深20 m以下、離岸距離大于500 m的海域賦值為2;水深10 m以下、離岸距離500 m以內的海域賦值為3;水深20 m以下、離岸距離500 m以內的海域賦值為4[16]。結合旅游景區POI數據，利用歐式距離法在ArcGIS軟件中確定旅游資源密度;根據《海水水質標準(GB 3097-1997)》明確的海上娛樂區、濱海旅游區水質要求，對于Ⅳ類和劣Ⅳ類水質賦值1，Ⅲ類水質賦值2，Ⅱ類水質賦值3，Ⅰ類水質賦值4;旅游資源密度與海水水質交集結果為休閑娛樂等級。海洋凈初級生產力可以指示海洋食物鏈中基礎鏈環的營養潛力，是決定海洋漁業資源潛在產量的最重要因素[17]。
李婷等[18]提出單位捕撈努力量漁獲量與凈初級生產力存在正相關關系，Halpern等[19]使用的平均捕獲率為單位凈初級生產力產生的捕獲量。本文通過捕撈努力量與凈初級生產力的乘積評估研究區潛在漁獲量相對大小，劃分捕撈適宜性等級。利用自然間斷法將港口航運、休閑娛樂、食物供給三項指標劃分1~4等級，取三者的最大值作為開發適宜性等級[2,20]，值越大，表示該海域開發適宜性等級越高。
1.3.2 海洋生態保護重要性評價海洋是地球上最大的碳庫，增加海洋碳匯是實現碳中和的重要途徑，在 《“雙評價”指南》 考慮生物多樣性維持、海岸防護兩項生態系統服務的基礎上，增加固碳服務，通過海洋凈初級生產力大小表征固碳能力[21]。基于伶仃洋海域內各海洋物種出現記錄點位數據，采用核密度函數估算物種相對分布密度，表征生物多樣性[22]。
1.3.3 海洋空間開發適宜性分區
基于海洋開發適宜性與海洋生態保護重要性的空間疊加分析，利用二維象限分析法將海洋空間劃分為重點開發區、限制開發區、禁止開發區、保留區 。在此基礎上，依據港口航運、旅游娛樂、漁業各用海活動間是否兼容以及與生態保護重要區是否沖突，將重點開發區分為港口航運區、旅游娛樂區、漁業用海區、適合多種開發活動的兼容區;限制開發區分為生態旅游區、休閑漁業區;禁止開發區劃為生態重要區;保留區仍為保留區。
2 結果分析
2.1 伶仃洋海洋開發適宜性評價結果
綜合港口航運、休閑娛樂、食物供給三項指標，伶仃洋開發適宜性等級較高的區域主要分布在虎門口、磨刀門口、澳門外圍海域、大嶼山周圍海域、萬山島周圍海域、外伶仃島、高欄島周圍海域，面積達2026.72 km2 。
基于水深及離岸條件分析，廣州港、香港港、深圳港擴建條件較好。研究區內海島資源豐富，但內伶仃洋水質條件差，海域水質大多為Ⅳ類和劣Ⅳ類，影響濱海旅游業的發展，從口門向外水質條件逐漸改善，淇澳島、桂山島、萬山島、東澳島、外伶仃島等適宜開展濱海旅游。唐家灣、香洲灣、高欄島周圍漁業資源豐富，適合開展捕撈活動。
2.2 伶仃洋海洋生態保護重要性評價結果
綜合固碳服務、生物多樣性維持、海岸防護三項生態系統服務，研究區生態重要性較高的區域主要分布在龍穴島外圍海域、深圳灣、大嶼山外圍海域、磨刀門、雞啼門、萬山島周圍海域，面積達2858.97 km2 。龍穴島、雞啼門、磨刀門周圍海域凈初級生產力高，海洋固碳能力高 。深圳灣、大嶼山近海海洋物種分布密集，生物多樣性高。研究區內無珊瑚礁、海草床分布，紅樹林總面積約為2.24 km2，主要分布在雞抱沙、淇澳島、深圳灣;鹽沼總面積為3026.59 m2，集中分布于澳門。
2.3 伶仃洋海洋空間開發適宜性分區結果
根據伶仃洋海洋開發適宜性評價等級和海洋生態保護重要性評價等級二維象限分析，將伶仃洋海洋空間劃分為重點開發區、限制開發區、禁止開發區、保留區，考慮到維持研究區現有港口航運功能、中華白海豚遷移廊道、海洋保護區，得出以下結果：
(1)保留已劃定的港口航道區，歸為重點開發區;(2)根據Lin等[24]2003—2017年珠江口西部中華白海豚調查數據，將中華白海豚活動海域歸為限制開發區;(3) 保留已有海洋保護區/海岸公園核心區，歸為禁止開發區，得到伶仃洋海洋空間開發適宜性一級分區結果。
以港口航運業、旅游業、漁業為對象，根據三類用海活動間是否兼容以及與生態保護重要性較高海域是否沖突，將重點開發區分為港口航運區、旅游娛樂區、漁業用海區、兼容區(旅游娛樂—港口航運兼容區、旅游娛樂—漁業用海兼容區);限制開發區分為生態旅游區、休閑漁業區。重點開發區：該區域是開展港口航運、旅游業、漁業捕撈的重要地區，也是近期可重點開發的海域，該類型區域共1989.71 km2，占總面積的30.63%。其中，港口航運區主要集中在前海灣、高欄島、龍穴島;旅游娛樂區集中分布在外伶仃島、擔桿島、東澳島;漁業用海區主要分布在珠海唐家灣、香洲灣;兼容區 (旅游娛樂—港口航運兼容區、旅游娛樂—漁業用海兼容區)集中分布于桂山島外圍、萬山島。
限制開發區：該區域具有豐富的旅游資源、漁業資源，但生態保護重要性較高，適宜開展生態旅游和休閑漁業，伶仃洋海域范圍內該類型區域共1474.95 km2，占總面積的22.71%。其中，生態旅游區除珠江口中華白海豚保護區實驗區外，還包括虎門口、香港近岸以及萬山島;休閑漁業區集中分布在高欄島海域。禁止開發區：該區域主要分布于珠江口河口地區、內伶仃島周圍海域、淇澳島沿岸、萬山島外圍海域等。伶仃洋海域范圍內該類型區域共 1513.11 km2，占總面積的23.29%。保留區：該區域目前海洋發展功能暫不明確，可為后續開發活動留白。伶仃洋海域范圍內該類型區域共1518.04 km2，占總面積的23.37%。
2.4 與相關空間評價與規劃結果的比較分析
2017 年，廣東省人民政府和國家海洋局聯合印發《廣東省海岸帶綜合保護和利用總體規劃》，將海洋空間劃分為生態空間、生物資源利用空間和建設用海空間。伶仃洋絕大部分海域被劃分為海洋生態空間，僅部分近岸海域為建設用海空間，無法滿足粵港澳大灣區海洋經濟發展空間需求，且海洋生態空間內部缺少分級，未來仍需進一步細化海洋生態空間與新興海洋產業開發活動是否兼容。
相較于 《廣東省海洋功能區劃(2011—2020)》，本文根據旅游資源豐富區、漁業資源豐富區與生態保護重要區間是否沖突，將旅游娛樂用海分為休閑娛樂區和生態旅游區、漁業用海分為傳統漁業區和休閑漁業區，區分該規劃中旅游休閑娛樂區、農漁業區的內部生態功能異質性，如將原萬山群島旅游休閑娛樂區細分為旅游娛樂區和生態旅游區、原湛江—珠海近海農漁業區中生態保護重要性較高的三灶島近海海域調整為休閑漁業區，通過供給服務與調節服務、文化服務與支持服務間的協同，實現海洋生態產業發展與生態資源保護的雙贏。研究劃分適合多種開發利用活動的兼容區，如旅游娛樂—港口航運兼容區、旅游娛樂—漁業用海兼容區，可在休漁窗口期培養特色旅游等新興產業，有助于提高伶仃洋海洋空間利用率及效益，推動藍色海洋經濟發展。
3 結論與討論
3.1 結論
在生態系統服務框架下開展海洋空間開發適宜性評價新方法并在伶仃洋應用，運用開發適宜性和生態保護重要性二維象限分析，提出重點開發區、限制開發區、禁止開發區、保留區4類一級分區以及港口航運區、旅游娛樂區、漁業用海區、兼容區、生態旅游區、休閑漁業區、生態重要區、保留區8個伶仃洋空間開發適宜性二級分區。不同分區按開發適宜性由高到低依次為重點開發區、限制開發區、保留區、禁止開發區。
重點開發區(開發適宜性高，生態保護重要性低)，以港口航運、旅游、漁業等單功能區及旅游娛樂—港口航運、旅游娛樂—漁業多功能區組合形成伶仃洋重點開發適宜區;限制開發區 (開發適宜性高，生態保護重要性高) 以生態旅游、休閑漁業等新興生態環境友好型海洋產業形成開發—保護多目標協同發展;保留區 (開發適宜性低，生態保護重要性低)，為后續發展留白;禁止開發區 (開發適宜性低，生態保護重要性高)，重點保護伶仃洋中華白海豚、濱海濕地及其他生態重要區。
3.2 討論
在生態系統服務框架下開展空間開發適宜性評價，從固碳服務、生物多樣性維持、海岸防護綜合評價生態保護重要性，彌補僅用自然保護區作為開發適宜性評價生態約束條件的不足。相較于已有研究大多僅考慮空間的單一功能性[5-7]，運用生態系統服務評價海洋開發資源的綜合水平及其與生態保護重要性的空間權衡關系，對于生態空間的保護優先性和開發空間的適宜性進行矩陣式評價，形成多種開發活動、開發與保護多目標協同的海洋空間開發適宜性新格局。
基于生態系統服務的海洋空間開發適宜性評價得出生態本底評價結果，在實際港口、旅游、漁業用海選址布局工作中，還需將生態系統服務與海域水文條件、社會經濟條件、自然災害等多方面因素統籌考量。未來還需要結合高分辨率海洋監測、調查空間數據，進一步精細化海洋空間開發適宜性的評價結果。
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作者：李楊帆1,2，張 倩1,2，向枝遠1,2，張 振1,2
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