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关键词:GIS;工厂化养殖;适宜性评价;滨海新区汉沽
中图分类号:S966 文献标识码:A DOI编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2014.05.027
地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是以采集、存储、管理、分析、显示和应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据的计算机系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术[1]。20世纪80 年代GIS开始应用于内陆水域渔业管理和养殖场的选择[2-3]。随后其应用主要集中在沿岸养殖区的选址和规划、养殖环境管理、水产养殖冲突预测、决策支持、数据分享支持等方面[4]。纵观国内外 GIS在渔业中的应用,更多的还是集中在海洋渔业领域,主要涉及渔海况数据采集与分析、渔业资源与海洋环境关系、水产养殖选址、渔业资源评估与分析、标志放流、海洋生态系统以及渔情预报等方面[5-6]。
国内将GIS 应用于内陆水产养殖的研究还很少。2005年中国水产科学研究院渔业综合信息研究中心同世界渔业中心(World Fish Center)合作,以河南省水产养殖区域规划为例,对该省与水产养殖发展密切相关的养殖技术、生态环境、社会经济等资料数据进行收集、整理和分析。选取了水资源、地质地貌、技术水平以及市场条件等12个对当地水产养殖发展影响较大的因素作为评估因子,并运用层次分析法,得出各因子的权重,构建水产养殖适宜性综合评估模型。同时,利用地理信息系统IDRISI对评估模型进行综合运算,得出该省适合水产养殖发展的4类地区,即最佳区域、适合区域、可适合区域和不适合区域,取得了较好的应用效果[7-8]。
本研究以天津市滨海新区汉沽作为研究区域,在综合应用德尔菲法(Delphi)、层次分析法(AHP)和GIS的基础上,构建了一套工厂化养殖适宜度评价指标体系,综合评价滨海新区汉沽工厂化养殖业的发展现状,可为其他地区制定工厂化养殖发展规划提供借鉴。
1 研究区域概况
汉沽位于天津市东部沿海,位于滨海新区北部,在滨海新区“一核三区” 规划范围内,与中新天津生态城、滨海休闲旅游区、中心渔港经济区、泰达现代产业区、天津北疆电厂同在北片区,地理位置特殊,水陆空交通便捷,区位条件优越。汉沽区濒临渤海湾,水域滩涂面积广阔,区内海岸线全长28 km,滩涂面积77 km2;陆域范围内池塘洼淀众多,水域面积4 000 hm2。经过多年发展,滨海新区汉沽已形成海洋渔业和内陆渔业的双重优势,其中工厂化养殖全市领先,已成为天津渔业发展重点区域。
2 评价方法
2.1 确定评价指标体系
通过查阅文献,咨询天津市渤海水产研究所和天津市水产研究所专家,走访汉沽水产养殖管理部门,到汉沽工厂化养殖企业实地调研等多种措施,对汉沽工厂化养殖状况有了全面了解和掌握,确定了影响汉沽工厂化养殖的重要地理、经济、社会等指标,包括3个一级指标,6个二级指标, 19个三级指(表1)。
2.2 确定权重
考虑到水产养殖评价的特殊性,选用了能够将定量分析和定性判断相结合、对非定量因素进行量化分析的层次分析法和德尔菲法相结合的方法,来确定滨海新区汉沽工厂化养殖发展影响因素指标体系的权重(表2)。
2.3 建立适宜性评价模型
在ArcGIS中完成所有基础图件的处理工作,得到Shapefile矢量图层。在IDRISI中导入Shapefile文件,生成矢量地图,然后根据各个评价指标转换成栅格数据,制作完成19个单指标评价地图。使用IDRISI中Fuzzy模块完成真实值向0-1值的标准化,使用IDRISI中Reclass模块完成数值分级为1、2、3、4,分别表示 “不适宜”、“一般适宜”、“适宜”、“非常适宜”。采用IDRISI中提供的MCE (Multi-Criteria Evaluation)多准则评价模块,依据分项权重和组合权重,建立层次分析模型和综合分析模型。
3 评价结果
评价结果见图1,滨海新区汉沽工厂化可养殖区域的总体适宜性较好,没有非常适宜和不适宜的区域。其中,93%以上的区域达到适宜,主要分布在杨家泊镇和寨上街的中西部地区,其他为一般适宜,主要分布在寨上街的东部地区。
从自然资源方面来看,滨海新区汉沽可养殖区域的自然资源(即水资源)良好,综合适宜度较高,以适宜和一般适宜的区域为主,没有不适宜的区域,但非常适宜的区域较少。其中,非常适宜区域主要分布在寨上街的西部少部分地区,适宜区域主要分布在杨家泊镇的西部和寨上街的中部和西部大部分地区。从发展基础条件方面来看,滨海新区汉沽可养殖区域的发展基础条件优越,综合评价很高,60%以上的区域达到非常适宜,其余区域都达到一般适宜,且杨家泊镇发展基础条件明显优于寨上街,杨家泊镇的可养殖区域均达到非常适宜,而寨上街的可养殖区域仅达到一般适宜。从市场前景方面来看,滨海新区汉沽可养殖区域的市场前景广阔,综合评价很高,60%以上的区域达到非常适宜,其余区域都达到一般适宜,区域分布与发展基础条件一致,杨家泊镇发展基础条件明显优于寨上街。
参考文献:
[1] 张超.地理信息系统[M].北京:高等教育出版社,1995:11-23.
[2] Kapetsky J M,Mcgregor L,Nanne E H. A geographical information system to plan for aquaculture: A FAO-UNEP /GRID study in Costa Rica[M]. Rome: FAO Fisheries Technical Paper, 1987, 287:51.
[3] Kapetsky J M,Hill J M,Worthy L D. A geographical information system for catfish farming development[J].Aquaculture, 1988, 68:311-320.
[4] 郑晶予. 地理信息系统在水产养殖中的发展应用[J]. 河北渔业,2011(12):55-57.
[5] 龚彩霞,陈新军,高峰,等. 地理信息系统在海洋渔业中的应用现状及前景分析[J]. 上海海洋大学学报,2011,20(6):902-909.
[6] 吕雄杰,贾宝红,欧阳海鹰,等.基于GIS的天津市武清区淡水养殖适宜性评价研究[J].天津农业科学,2013,19(9):15-19.
关键词:海洋 交叉 学科 工程
中图分类号: G420 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)11(c)-0103-02
20世纪在对海洋科学的研究上,研究者仍然借用自然科学的理论工具,对海洋进行多方面的研究和探测,先后对海洋物理学、海洋化学、海洋力学、海洋地球科学、海洋生物及海洋工程学等分支学科,及介于上述学科之间的交叉领域的边缘学科;依托海洋科学的海洋技术已成为各国重点发展的高新技术领域。近几十年来,随着海洋事业的全面发展,人类围绕海洋的开发利用和保护以及海洋权益的分割等,出现了不同层次的矛盾和冲突;解决海洋发展的问题,不仅涉及到自然学科的理论和技术,更涉及到了其他学科,如工学、医学、政治学、经济学、法学、管理学、社会学等众多学科领域,也就是说海洋科学的发展已经与13类学科交织成众多的交叉学科和研究领域;如相关文献的海洋学史、海洋科学史、海洋经济学、海洋文化学、海洋管理学、海洋政治地质学、海洋药物、海洋生物医学、海洋环境保护、海洋光学、海洋探测和海洋信息技术等各类研究领域。本文主要讨论海洋科学与其他学科交叉形成的新领域对高校学科影响及发展特色。
海洋科学作为理学的二级学科,是研究发展在海洋中各种自然现象、性质和过程及其变化规律的知识体系,是一门多学科综合性科学;它的研究对象是占地球表面71%的海洋、包括海水、海水中的物质、生物、海底沉积、海底岩石圈、海面的大气边界层和河口海岸带等,它是地球科学的重要组成部分,其主要内容包括海洋中物理、化学、生物和低脂过程,面向海洋资源的开发利用,海洋军事活动等应用研究,数学、力学、物理、化学、生物等基础学科是不断地想海洋科学参透与交叉,信息技术、空间技术、生物技术等在海洋科学的应用不断拓展,形成了新的学科前沿方向和研究热点。
1 海洋科学对人文社科领域的影响
人类在海洋中的生产活动的行为方式和生活方式,塑造了与在陆地生活的不同人文理念,从而形成了以海洋为背景特色的文学艺术特点,其中最为特色的就是妈祖文化,2009年10月,妈祖信仰入选联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录,可见海洋文化已经对人类活动有久远的影响。海洋人文的多元化和多样性,从学科的角度主要关注在哲学、文学、历史学、民族学、民俗学和宗教学等方面;传统农业文明和游牧文明是以陆基为本体基础的世界观;海洋人文社会科学的提出,与沿袭传统感知陆地思维的学科理论方法、学术规范,具有狭窄的局限性和鲁棒性,而对海洋问题的自然―社会―经济一体化跨学科综合方法来索解,梳理海洋人文、社会现象的条理和秩序,逐步建立海洋人文社会学科体系,建设好海洋政治学、海洋经济学、海洋社会学、海洋法学、海洋管理学、海洋史学等交叉分支学科;各个学科在一级学科的领域自设海洋交叉二级学科;学习发达海洋国家在前沿领域的理论、概念和方法,吸收他们的建设成果和经验,结合本土化海洋实践的成果和经验,检验和创新新理论,丰富和促进学科建设;需要政府和人文社会科学界的大力支持,加大研究资金投入,鼓励针对我国面临国际重大海洋问题的合共研究和公关,以应用研究推动基础理论研究;扶持海洋人文社会学科研究,将中国海洋文明以独特的演进过程加以考察,总结历史和现实的海洋实践,为国家实施海洋发展战略、促进海洋开发、处理海洋事务服务。
但是海洋人文社会学科仍然是弱势边缘学科,与地域、文化、民俗等因素息息相关,但前景光明;近年来,“海洋社会科学研究”被列入《中华人民共和国海洋行业标准》,因此需要各个高校和科研单位根据各自的优势,发展与海洋社会科学的研究。当前海洋科学在经济学和管理学的融合主要体现在海洋经济和海洋管理;典型的案例是广东海洋大学海洋经济与管理研究中心;而且广东省作为经济大省及拥有多个沿海开放城市,在涉海人文社科领域的研究比较重视和超前,如以广东海洋大学为海洋特色的院校,在教学科研等平台大力投入,建成了一个国家级实验教学示范中心-水产科学与技术实验教学示范中心,广东省海洋文化产业研究中心、人文社科重点研究基地等;另外还有海南大学的以热带生物及南海发展为特色的涉海研究领域,建立有国际旅游岛开发研究院、绿色智慧岛协同创新中心、南海法律研究中心等科研基地;而江苏省作为海洋大省,在海洋人文领域的研究一直处于劣势,当前以淮海工学院的徐福文化研究所为代表特色文化研究。
2 海洋科学对工程领域发展的影响
本文涉及的工程领域指的是随着纳米技术、计算机技术、集成电路、互联网、物联网及云计算等新科学技术对传统海洋的影响,传统海洋科学的研究手段因此受到挑战。海洋科学与工学中的一级学科形成了众多的交叉科学,如海洋力学、海洋装备与工程、海洋工程材料技术、水下声学技术、海洋试验技术、海洋遥感技术、水下导航技术、水下运载技术、海底观测技术、航海技术、水动力技术、水下通信与信息系统、海洋信息技术、海岸工程、海洋船舶工程与结构、水下兵器、海洋环境、海洋气象科学等;当然对海洋科学与工学领域学科的交叉学科,仍然没有学术的科学命名及定义,在研究范畴仍然很模糊;在相关领域的研究仍然是以海洋为研究对象,以新技术为技术为手段,研究对海洋领域的认识和改造,提高对以海洋为研究内容的技术手段的发展。
典型的研究机构有中国海洋大学的物理海洋教育部重点实验室、海底科学与探测技术教育部重点实验室、海洋化学理论与工程技术实验室、海洋信息技术教育部工程研究中心等;厦门大学的近海海洋环境科学国家重点实验室、水生通信与海洋信息技术教育部重点实验室、热带海洋研究所,及江苏省海洋信息技术中心等。
另外海洋运输学科也是工程领域中关键的内容,主要集中在海运船舶与工程、港口与海岸工程、海洋物流等领域,这类学科有着明显的地域特色,人才需求主要分布在沿海开放或长江流域的城市;这类学科的海洋工程应用特别明显,设计船舶领域中多项学科,如材料学、船舶设计、水下通信、水下运输、水下探测;海岸工程涉及土木工程、建筑设计、港通方面,典型的院校如哈尔滨工程大学的船舶工程学院,西北工业大学的航海学院,厦门大学、江苏科技大学等。
3 海洋科学对农医学科的影响
海洋中有数以万计的动植物,在对海洋生物的研究中至少可以获得以下三种效益:第一研究海生生物的生命形式,了解基本生理过程,能够通过生物的生命体征研究地球海洋的演变和特征,有利于对人类的海洋活动和水生生物发展;第二对于各种海洋生物的有效化学物质的研究,作为有用的生理药物学研究工具,能够更深入了解各种生命过程中的分子基础;第三发现可作为药物的新化学物质,开辟新的药物源;因此催生了新的交叉学科,即海洋药物和海洋生物医学。
海洋水产及养殖、海洋捕捞是海洋农学的主要内容,但是由于长期的过度捕捞及海洋环境的恶化,渔业资源日趋衰退,因此近海水产养殖相关方向仍是主要关键内容;沿海各省都有海洋与渔业局等相关单位,统一部署和发展海洋渔业发展,国内学者对海洋渔业资源的研究主要集中在生物群落结构、稠作业类型资源监测和资源评估等方面。典型的研究机构有中国海洋大学的教育部重点实验室,如海洋生物遗传学与育种、海水养殖、海洋药物;农业部水产动物营养与饲料重点实验室、海洋食品工程技术研究中心等;厦门大学的海洋生物医学工程研究中心、海洋微生物新药工程研究中心等;广东海洋大学水产经济动物病害控制省点实验室等;江苏省海洋生物技术重点实验室和海洋资源开发研究院等。
4 结语
海洋科学对其他学科及研究领域的影响还很多,但是从学科建设的角度来讲,海洋跨学科或交叉学科对学科发展有着无法限量的前景,尤其对涉海高校或者沿海城市高校的发展是一个难得契机;随着国家对海洋战略的重视,当前国际政治与形式在海洋环境的不断变化,海洋科学交叉研究的余显必要性、迫切性和重要性。
参考文献
[1] 王续琨,庞玉珍.海洋科学的学科结构和发展对策[J].大连理工大学学报:社会科学版,2006(27):29-33.
[2] 李果,郑卫东.高校海洋学科发展要素探析[J].中国农业教育,2010(2):29-32.
[3] 陈涛.海洋社会学学科发展面临的挑战及其突破[J].中国海洋大学学报:社会科学版,2012(2):1-7.
[4] 杨国桢.论海洋人文社会科学的兴起与学科建设[J].中国经济史研究,2007(3):107-114.