龐小平 季青 李沁彧 李冰潔

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南極海洋保護(hù)區(qū)設(shè)立的適宜性評(píng)價(jià)研究

龐小平1,2,3季青1,2李沁彧3李冰潔1

(1武漢大學(xué)中國(guó)南極測(cè)繪研究中心, 湖北 武漢 430079;2武漢大學(xué)國(guó)家領(lǐng)土主權(quán)與海洋權(quán)益協(xié)同創(chuàng)新中心, 湖北 武漢 430072;3武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 湖北 武漢 430079)

南大洋海域因其特殊的地理位置、極端的氣候環(huán)境和豐富的資源, 具有重要的科學(xué)和經(jīng)濟(jì)意義。當(dāng)今世界各國(guó)力爭(zhēng)國(guó)家權(quán)益, 積極參與南極海洋保護(hù)區(qū)設(shè)立的國(guó)際事務(wù), 然而我國(guó)雖對(duì)此持續(xù)關(guān)注, 但相關(guān)研究甚少, 在南極海洋保護(hù)區(qū)設(shè)立的適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)和區(qū)劃方法研究方面幾近空白。在此背景下, 通過(guò)對(duì)現(xiàn)有各國(guó)南極海洋保護(hù)區(qū)的提案分析, 嘗試構(gòu)建南極海洋保護(hù)區(qū)設(shè)立的適宜性評(píng)價(jià)的多級(jí)指標(biāo)體系, 并基于我國(guó)南極科學(xué)考察數(shù)據(jù), 運(yùn)用層次分析法和加權(quán)疊加分析, 對(duì)普里茲灣海洋保護(hù)區(qū)設(shè)立的適宜性進(jìn)行案例研究, 以期為我國(guó)南極海洋保護(hù)區(qū)的設(shè)立和相關(guān)研究提供參考。

海洋保護(hù)區(qū) 適宜性評(píng)價(jià) 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 區(qū)劃分析 南極 案例研究

0 引言

南極海洋保護(hù)區(qū)(Marine Protected Area, 以下簡(jiǎn)稱(chēng)“MPA”)是為自然資源提供保護(hù)的南極海洋區(qū)域, 在南極MPA內(nèi), 某些人類(lèi)活動(dòng)受到限制, 以滿(mǎn)足棲息地保護(hù)、生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)或漁業(yè)管理等特定保護(hù)目標(biāo)[1]。南極MPA的設(shè)立一方面有利于保護(hù)南極海洋生態(tài)環(huán)境, 另一方面也是各國(guó)爭(zhēng)取和彰顯國(guó)家影響力的重要舉措。因此, 對(duì)南極MPA開(kāi)展研究, 有利于我國(guó)參與南極生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)工作, 維護(hù)我國(guó)在國(guó)際南極治理事務(wù)中的話(huà)語(yǔ)權(quán)和影響力。

為了在《南極海洋生物資源養(yǎng)護(hù)公約》等南極條約體系及其他有關(guān)國(guó)際公約框架下掌握南極國(guó)際事務(wù)方面的主導(dǎo)權(quán), 國(guó)外較早地開(kāi)展了南極MPA的研究。Constable等[2]針對(duì)《南極海洋生物資源養(yǎng)護(hù)公約》中保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的管理方式進(jìn)行了研究; Hyrenbach[3]分析了海洋生物棲息地的變化, 指出MPA的建立應(yīng)包括相關(guān)監(jiān)測(cè)方案, 以評(píng)估設(shè)計(jì)的有效性; Lombard等[4]針對(duì)南極愛(ài)德華王子島專(zhuān)屬經(jīng)濟(jì)區(qū)(EEZ)中MPA的設(shè)立進(jìn)行了研究, 在分析物種、底棲生境和生態(tài)系統(tǒng)等空間分布數(shù)據(jù)后, 劃定了三個(gè)南極MPA。Griffiths[5]分析了南大洋的海洋生物多樣性, 確定了需要保護(hù)的主要四個(gè)目標(biāo)物種, 為南極MPA的設(shè)立提供了參考; Edgar等[6]則是在世界范圍內(nèi)調(diào)查了87個(gè)MPA, 總結(jié)了效益良好的MPA具有的五個(gè)方面主要特征; Ballard[7]以南極羅斯海的9種共存動(dòng)物為對(duì)象, 確定了物種保護(hù)的優(yōu)先順序; Harris[8]指出南極MPA的建立需要考慮海洋范圍內(nèi)的物種多樣性和瀕危物種的分布。Agardy[9]建議應(yīng)根據(jù)不同情況采取靈活、多樣、有效的策略建立MPA; 綜合現(xiàn)有MPA及南極MPA的研究, 雖對(duì)MPA設(shè)立的目標(biāo)、特征及方法等給出了指導(dǎo)建議, 但這些建議還缺乏實(shí)例分析, 對(duì)南極MPA設(shè)立過(guò)程中的定量分析方法仍有待于進(jìn)一步探索。

近年來(lái), 國(guó)內(nèi)一些學(xué)者開(kāi)始在南極MPA設(shè)立的法律、制度和政策等方面開(kāi)展了研究。陳力[10]梳理了南極MPA的國(guó)際法依據(jù)及其特征, 探討MPA的合法性問(wèn)題; 楊雷[11]對(duì)《南極海洋生物資源養(yǎng)護(hù)公約》進(jìn)行了分析, 并針對(duì)MPA科研監(jiān)測(cè)計(jì)劃、管理計(jì)劃、養(yǎng)護(hù)計(jì)劃等問(wèn)題進(jìn)行了探討; 桂靜[12]以南極MPA為視角分析了不同維度下保護(hù)區(qū)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。此外, 也有學(xué)者對(duì)目前國(guó)際上已通過(guò)或提出的南極MPA提案進(jìn)行研究。鄭雷[13]分析了南極羅斯海MPA提案的發(fā)展趨勢(shì), 提出我國(guó)應(yīng)對(duì)羅斯海MPA提案的建議; 唐建業(yè)[14]分析了各國(guó)對(duì)羅斯海MPA提案和東南極MPA提案的政治爭(zhēng)議?？傮w而言, 與國(guó)外南極MPA研究相比, 我國(guó)起步較晚, 目前處于理論分析階段, 側(cè)重于南極MPA建立的法律和政策基礎(chǔ)層面, 而對(duì)于南極MPA建立的模型方法及其適宜范圍區(qū)劃還缺少實(shí)例研究。

目前, 在國(guó)際南極海洋生物資源養(yǎng)護(hù)委員會(huì)(CCAMLR)的會(huì)議中, 一些國(guó)家已提出了關(guān)于設(shè)立南極MPA的提案, 但這些提案中并沒(méi)有統(tǒng)一的有關(guān)MPA設(shè)立過(guò)程中的適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。適宜性即合適性, 是指對(duì)策略或計(jì)劃的目標(biāo)、要求等符合的情況。南極MPA適宜性評(píng)價(jià)是針對(duì)保護(hù)生物棲息地、監(jiān)測(cè)生態(tài)系統(tǒng)、管理漁業(yè)等特定目標(biāo), 對(duì)南大洋或其某一海域海洋環(huán)境是否適宜及其程度差異的綜合評(píng)定與區(qū)劃。然而, 目前我國(guó)尚未構(gòu)建南極MPA適宜性評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系和模型, 對(duì)南大洋MPA區(qū)劃方法的實(shí)例研究也很不充分。綜合當(dāng)前的國(guó)際背景與研究現(xiàn)狀, 我國(guó)非常有必要加強(qiáng)關(guān)于南極MPA的研究。本文即在此背景下, 在分析現(xiàn)有南極MPA提案的基礎(chǔ)上, 嘗試構(gòu)建MPA的適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系, 并以南極普里茲灣為例開(kāi)展適宜性評(píng)價(jià)方法的實(shí)例研究, 以期為我國(guó)南極MPA建設(shè)及全面參與國(guó)際南極治理提供參考。

1 現(xiàn)有南極海洋保護(hù)區(qū)提案分析

2005年, 在CCAMLR科學(xué)委員會(huì)的授權(quán)下, 美國(guó)牽頭召開(kāi)了在《南極海洋生物資源養(yǎng)護(hù)公約》框架下的第一次關(guān)于南極MPA的專(zhuān)題研討會(huì), 就怎樣使用MPA促進(jìn)《南極海洋生物資源養(yǎng)護(hù)公約》目標(biāo)、建立MPA的相關(guān)原則和實(shí)踐、建立MPA需要的科學(xué)信息等問(wèn)題開(kāi)展討論。2007年, CCAMLR通過(guò)了南大洋生物地理分區(qū)圖。

2009年英國(guó)提出了南奧克尼群島南陸架海洋保護(hù)區(qū)(the Southern Shelf of the South Orkney Island MPA, 簡(jiǎn)稱(chēng)SOISS MPA)的提案并獲得通過(guò), 該MPA設(shè)立后規(guī)定該區(qū)域范圍內(nèi)不允許任何捕撈活動(dòng)。南奧克尼群島南陸架MPA保護(hù)對(duì)象明確, 主要是保護(hù)CCAMLR 漁業(yè)分區(qū)中第48.2分區(qū)內(nèi)的海洋生物多樣性。建立該MPA的關(guān)鍵任務(wù)之一是評(píng)估南大洋生物區(qū)域化, 用以鑒定各區(qū)域的生物多樣性。其中生物區(qū)域化的指標(biāo)包括地質(zhì)與地貌、海洋、氣候、海冰、生物群、動(dòng)態(tài)模型結(jié)構(gòu)以及潛在壓力等內(nèi)容。然而需要指出的是, 南奧克尼群島南陸架MPA提案中尚未制定MPA管理和科學(xué)監(jiān)測(cè)計(jì)劃。

2011年美國(guó)和新西蘭分別向CCAMLR上交關(guān)于建設(shè)南極羅斯海海洋保護(hù)區(qū)(The Ross Sea Region Marine Protected Area, 簡(jiǎn)稱(chēng)RSR MPA)的提案, 但經(jīng)審議未通過(guò)。后提案經(jīng)過(guò)多次修改和合并, 最終于2016年獲得通過(guò)。南極羅斯海MPA由一般保護(hù)區(qū)、特別研究區(qū)和磷蝦保護(hù)區(qū)組成。保護(hù)區(qū)旨在實(shí)現(xiàn)特定的保護(hù)和科學(xué)目標(biāo), 同時(shí)允許在MPA內(nèi)進(jìn)行一些捕魚(yú)活動(dòng)。南極羅斯海MPA提案中的適宜性指標(biāo)體系是根據(jù)保護(hù)區(qū)的具體目標(biāo)確定了科學(xué)研究的優(yōu)先事項(xiàng), 以評(píng)估這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度, 其中生態(tài)系統(tǒng)、漁業(yè)研究、氣象變化及海洋學(xué)為其科研和監(jiān)測(cè)的具體內(nèi)容。值得注意的是, 南極羅斯海MPA的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系不具有普遍性, 若以南大洋的大規(guī)模角度選取海洋保護(hù)區(qū)的范圍, 該框架并不一定適用。

此外, 還有一些暫未通過(guò)審議的南極MPA提案, 如東南極MPA(澳大利亞)、威德?tīng)柡PA(德國(guó)率先提出)等提案。東南極MPA提案的適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是根據(jù)全面性、充分性以及代表性原則進(jìn)行構(gòu)建的。全面性是指評(píng)價(jià)指標(biāo)體系盡可能涵蓋所有類(lèi)型的生態(tài)系統(tǒng); 充分性是指選定的指標(biāo)涉及維持 MPA 內(nèi)部所有不同大小或位置的生物多樣性, 并能夠適應(yīng)氣候及其變化的影響; 代表性是確保所有生物多樣性在 MPA 系統(tǒng)中得到表現(xiàn)和保護(hù)。威德?tīng)柡PA提案則是從環(huán)境數(shù)據(jù)和生態(tài)數(shù)據(jù)兩個(gè)方面對(duì)適宜性指標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)和體系構(gòu)建, 但該提案未考慮保護(hù)區(qū)的科研價(jià)值和潛在壓力。目前已設(shè)或已提交提案的南極MPA空間分布如圖1所示。

圖1 已設(shè)或已提交提案的MPA空間分布

Fig.1. Spatial distribution of the Antarctic MPA passed by or submitted to CCAMLR

綜合已設(shè)或已提交的南極MPA提案, 南奧克尼群島南陸架MPA提案中的評(píng)價(jià)指標(biāo)是從地質(zhì)與地貌學(xué)、海洋、氣象、海冰、生物群、動(dòng)態(tài)模型結(jié)果和壓力7個(gè)類(lèi)別33個(gè)指標(biāo)進(jìn)行細(xì)分(表1); 羅斯海MPA提案則是以生態(tài)系統(tǒng)、漁業(yè)、氣候變化和海洋學(xué)4類(lèi), 對(duì)其內(nèi)部的5個(gè)區(qū)域進(jìn)行針對(duì)性的評(píng)價(jià)(表2), 并將保護(hù)區(qū)分成特別研究區(qū)、磷蝦研究區(qū)和一般保護(hù)區(qū)3類(lèi); 東南極MPA提案是從生態(tài)系統(tǒng)和氣候適應(yīng)2個(gè)類(lèi)別建立全面性、充分性、代表性的評(píng)價(jià)其指標(biāo)體系; 威德?tīng)柡Ｌ岚竸t從環(huán)境和生態(tài)2類(lèi)選取代表性的16個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)(表3)?？v觀(guān)已有的提案中南極MPA評(píng)價(jià)指標(biāo)體系, 雖側(cè)重不同導(dǎo)致評(píng)價(jià)指標(biāo)有所差異, 但仍具有一定的共性。南極MPA的根本目的是養(yǎng)護(hù)海洋生物資源, 維持海洋生態(tài)系統(tǒng)的平衡, 因此海洋生物資源及其生物種群的調(diào)查是南極MPA必要的評(píng)價(jià)指標(biāo); 此外, 基于“風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防”的原則, 南極MPA應(yīng)具有抵抗外界威脅、維持自身穩(wěn)定性的功能, 因此, 南極MPA提案中需要將環(huán)境、氣候變化、人類(lèi)捕撈活動(dòng)等潛在壓力因素納入評(píng)價(jià)指標(biāo)中。另外, 從綜合管理的角度出發(fā), 海洋保護(hù)區(qū)不僅要具有生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)功能, 還應(yīng)該承擔(dān)一定的科學(xué)研究和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的責(zé)任, 因此科學(xué)研究?jī)r(jià)值也是不可缺少的南極MPA評(píng)價(jià)指標(biāo)。

在CCAMLR官網(wǎng)(https://www.ccamlr.org/)中收錄了關(guān)于南極MPA設(shè)立的相關(guān)文件, 其中在“WS-MPA-05”文件中, 明確指出MPA需要保護(hù)的封閉區(qū)域類(lèi)型和范圍是根據(jù)保護(hù)區(qū)的代表性、易受影響性、科研價(jià)值以及生態(tài)系統(tǒng)功能而界定的。通過(guò)上述對(duì)現(xiàn)有MPA提案的分析, 除了對(duì)各提案的指標(biāo)體系的共性特征進(jìn)行總結(jié)外, 還可以總結(jié)出MPA指標(biāo)構(gòu)建原則: (1)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系首先應(yīng)明確評(píng)價(jià)目標(biāo), 應(yīng)從南大洋生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀出發(fā), 根據(jù)保護(hù)對(duì)象的代表性、易受人類(lèi)活動(dòng)影響的區(qū)域、科學(xué)研究目的、生態(tài)系統(tǒng)功能方面確定保護(hù)的方向, 確保指標(biāo)體系的目標(biāo)性; (2)不拘泥于某一類(lèi)型指標(biāo), 評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)具備全面性, 使得評(píng)價(jià)結(jié)果更具說(shuō)服力; (3)在開(kāi)展評(píng)價(jià)時(shí), 除了現(xiàn)狀的考量還應(yīng)考慮潛在的壓力; (4)應(yīng)重視專(zhuān)家的定性分析, 并結(jié)合相應(yīng)的評(píng)價(jià)模型, 將定性與定量相結(jié)合開(kāi)展科學(xué)的綜合評(píng)價(jià)。

表1 南奧克尼群島南陸架MPA評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

表2 羅斯海MPA評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

表3 威德?tīng)柡PA適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 南極海洋保護(hù)區(qū)設(shè)立適宜性評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

2.1 評(píng)價(jià)目標(biāo)與一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定

構(gòu)建南極MPA評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的目標(biāo)在于評(píng)估區(qū)域是否適合作為MPA, 即是否具有MPA設(shè)立的“適宜性”及其“適宜程度”。在確定評(píng)價(jià)目標(biāo)后, 即可有層次地構(gòu)建多級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。CCAMLR針對(duì)南極MPA的專(zhuān)題會(huì)議中將保護(hù)區(qū)特征歸納為代表性、保護(hù)易受人類(lèi)活動(dòng)影響性、科研價(jià)值以及保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)功能性。本文借鑒和綜合各提案中指標(biāo)的優(yōu)點(diǎn), 并結(jié)合《南極海洋生物資源養(yǎng)護(hù)公約》的宗旨和目的, 總結(jié)歸納出海洋生物資源、環(huán)境養(yǎng)護(hù)、科研價(jià)值、現(xiàn)有或潛在壓力作為適宜性評(píng)價(jià)的一級(jí)指標(biāo)。

海洋生物資源是指對(duì)某一海域生態(tài)系統(tǒng)完整性或代表性的判斷, 建立MPA的目標(biāo)是為了維護(hù)其生物多樣性或環(huán)境適宜性, 所以一級(jí)指標(biāo)首先考慮的應(yīng)是生物資源的保護(hù); 環(huán)境養(yǎng)護(hù)是指對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中生物賴(lài)以生存的環(huán)境進(jìn)行適宜性的評(píng)估, 考察環(huán)境是否利于生物繁殖、生長(zhǎng)或者是否具有不穩(wěn)定性; 科學(xué)研究?jī)r(jià)值評(píng)價(jià)旨在評(píng)估海域?qū)τ诳茖W(xué)研究是否有推動(dòng)性和指導(dǎo)性, 南大洋具有自己獨(dú)特的海洋資源、氣候、地貌地形等特征, 它的科研價(jià)值使得各國(guó)都積極投身于對(duì)其重點(diǎn)海域的保護(hù)和研究中; 現(xiàn)有或潛在壓力是對(duì)某一海域生態(tài)脆弱性的判斷, 以及對(duì)人為行為在某一生態(tài)系統(tǒng)中產(chǎn)生干擾的分析, 判斷某一海域是否易受或者將會(huì)受到人類(lèi)活動(dòng)影響或威脅。

確定了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的目標(biāo)層和一級(jí)指標(biāo)層后, 即可選取一級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的具有代表性的要素作為二級(jí)指標(biāo)層中的內(nèi)容, 再根據(jù)二級(jí)指標(biāo)分類(lèi)對(duì)每個(gè)類(lèi)進(jìn)行細(xì)分, 得到評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的終端細(xì)分指標(biāo)內(nèi)容。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

根據(jù)指標(biāo)體系構(gòu)建原則, 指標(biāo)應(yīng)該以滿(mǎn)足目標(biāo)性、全面性、層次性、獨(dú)立性、定量與定性相結(jié)合等為原則進(jìn)行梳理和篩選。篩選處理主要是保證指標(biāo)之間的獨(dú)立性, 這樣在對(duì)指標(biāo)計(jì)算與評(píng)價(jià)過(guò)程中, 不會(huì)因指標(biāo)間的相關(guān)性較大而產(chǎn)生冗余, 從而保證了評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性。本文最終構(gòu)建針對(duì)整個(gè)南大洋海洋保護(hù)區(qū)多層級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表4)。

3 案例研究—— 以南極普里茲灣為例

南極普里茲灣位于印度洋扇區(qū)范圍內(nèi), 是南大洋中面積排名第三的海灣。普里茲灣及周邊海域生物資源豐富且具有代表性, 存在企鵝、海豹、鯨類(lèi)、磷蝦以及浮游植物, 生態(tài)系統(tǒng)完整。南極普里茲灣海域內(nèi)的氣象環(huán)境與整個(gè)南大洋的變化非常一致, 具有代表性。我國(guó)于 1988 年在普里茲灣東側(cè)海岸設(shè)立了南極科學(xué)考察站——“中山站”, 自此普里茲灣便成為我國(guó)進(jìn)行南大洋環(huán)境研究的一個(gè)重點(diǎn)海域[15-17]。我國(guó)每年的南極科學(xué)考察都會(huì)在這里布設(shè)固定斷面和站點(diǎn), 進(jìn)行海洋環(huán)境綜合調(diào)查?；谖覈?guó)以南極中山站為依托的科學(xué)考察優(yōu)勢(shì), 普里茲灣海域積累了大量的現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)[15-17], 因而, 十分適合作為對(duì)南極MPA適宜性評(píng)價(jià)方法進(jìn)行案例研究的區(qū)域。

3.1 南極普里茲灣MPA評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選

在前述南極MPA適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上, 根據(jù)我國(guó)“十二五”期間南極考察獲得數(shù)據(jù)(http://geomagnetism.polar.org.cn/index/)的特點(diǎn), 開(kāi)展南極普里茲灣MPA的案例研究。

結(jié)合南極普里茲灣的區(qū)域特征, 對(duì)前文中MPA評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步篩選處理。在去除數(shù)據(jù)缺失或無(wú)法定量計(jì)算的指標(biāo)后, 依據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的可操作性原則, 最終選取最具代表性的指標(biāo)作為用于普里茲灣MPA設(shè)定適宜性評(píng)價(jià)和分析的指標(biāo)(表5)。

3.2 基于層次分析法的普里茲灣MPA設(shè)立的適宜性評(píng)價(jià)

3.2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重確定

為了確保評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀(guān)性, 本文采用專(zhuān)家打分法構(gòu)造判斷矩陣[18]。專(zhuān)家打分法可以綜合極地方面各學(xué)科的專(zhuān)家意見(jiàn), 獲得指標(biāo)間相對(duì)重要性, 是構(gòu)造判斷矩陣的良好的方案?？紤]到方案實(shí)施的可行性, 邀請(qǐng)了中國(guó)極地考察專(zhuān)家?guī)?http://www.polar.org.cn/personList/)中的海洋生物、海洋生態(tài)、海洋化學(xué)、環(huán)境科學(xué)、地球物理與海冰研究等方面的專(zhuān)家對(duì)各級(jí)指標(biāo)之間的相對(duì)重要性打分。綜合各專(zhuān)家的評(píng)分結(jié)果, 最終得到判斷矩陣, 并對(duì)各判斷矩陣的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)。經(jīng)檢驗(yàn), 所有判斷矩陣均滿(mǎn)足一致性條件。最終通過(guò)專(zhuān)家打分結(jié)合層次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)確定的各級(jí)指標(biāo)權(quán)重如表6所示。

3.2.2 指標(biāo)的空間插值與疊加分析

指標(biāo)數(shù)據(jù)的獲取方法各不相同, 既有走航觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù), 又有站位點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。因此在對(duì)各個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析前, 需要進(jìn)行空間插值。常用的插值方法有克里金插值法、反距離權(quán)重法、樣條函數(shù)法等[19]。本文通過(guò)多次試驗(yàn), 對(duì)不均勻分布數(shù)據(jù)樣點(diǎn)的不同插值誤差進(jìn)行比較。根據(jù)比較結(jié)果選用克里金插值法, 使得插值結(jié)果的殘差盡可能小。同時(shí)由于各個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)值大小和量綱不同, 還需對(duì)空間插值的柵格結(jié)果進(jìn)行歸一化處理[20]。最后, 將3.2.1節(jié)確定的權(quán)重與對(duì)應(yīng)指標(biāo)歸一化插值結(jié)果進(jìn)行疊加分析, 可得到四個(gè)一級(jí)指標(biāo)的適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果(圖2)以及總體評(píng)價(jià)結(jié)果(圖3)。

表4 南極海洋保護(hù)區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

表5 普里茲灣MPA設(shè)立適宜性評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系

表6 基于AHP法的普里茲灣MPA各級(jí)指標(biāo)權(quán)重

3.3 案例評(píng)價(jià)結(jié)果分析

3.3.1 普里茲灣MPA保護(hù)目標(biāo)

由層次分析法(AHP)計(jì)算的權(quán)重(表6)可見(jiàn), 海洋生物資源、環(huán)境養(yǎng)護(hù)、科學(xué)研究?jī)r(jià)值及現(xiàn)有或潛在壓力的影響權(quán)重分別是0.492、0.306、0.124和0.078。由此可知, 普里茲灣海洋保護(hù)區(qū)的主要目標(biāo)是對(duì)其生物資源和環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。普里茲灣極為豐富的生物資源應(yīng)作為重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象; 此外保護(hù)區(qū)的環(huán)境是海洋生物賴(lài)以生存的地方, 為了養(yǎng)護(hù)其獨(dú)特的物理、氣象、動(dòng)力特征并監(jiān)測(cè)其狀態(tài), 環(huán)境養(yǎng)護(hù)也是保護(hù)區(qū)的重要目標(biāo)之一; 科學(xué)研究?jī)r(jià)值與現(xiàn)有或潛在壓力的評(píng)價(jià)對(duì)于MPA設(shè)立適宜性也有影響, 但其重要性相對(duì)弱。因此, 普里茲灣MPA保護(hù)目標(biāo)應(yīng)以海洋生物資源(尤其是磷蝦資源)和環(huán)境養(yǎng)護(hù)為主, 在保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的同時(shí)合理利用其科學(xué)研究?jī)r(jià)值, 并對(duì)保護(hù)區(qū)的潛在壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析, 保持生態(tài)環(huán)境完整性并以可持續(xù)發(fā)展的眼光看待MPA設(shè)立的重要性。

圖2 一級(jí)指標(biāo)適宜性評(píng)分結(jié)果

Fig.2. Score of the first-level suitability evaluation index

圖3 總體適宜性評(píng)分結(jié)果

Fig.3. Score of the overall suitability evaluation

3.3.2 保護(hù)區(qū)區(qū)劃分析

對(duì)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果采用自然分級(jí)法進(jìn)行顯示, 將適宜性評(píng)分較低區(qū)域舍去。選取的分級(jí)前三級(jí)覆蓋的范圍(圖4)表示總體適宜性評(píng)價(jià)高、更適宜于設(shè)立的海洋保護(hù)區(qū)范圍。

同樣, 在普里茲灣MPA適宜范圍內(nèi), 根據(jù)其他二級(jí)指標(biāo)適宜性評(píng)價(jià)的結(jié)果, 對(duì)MPA進(jìn)行區(qū)劃分析, 分級(jí)并優(yōu)選出前三級(jí)覆蓋的范圍作為MPA中對(duì)應(yīng)一級(jí)指標(biāo)的重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域, 匯總得到普里茲灣MPA區(qū)劃范圍(圖5)。

3.4 南極普里茲灣MPA區(qū)劃

根據(jù)一級(jí)指標(biāo)的保護(hù)目標(biāo), 普里茲灣海洋保護(hù)區(qū)可分為一般保護(hù)區(qū)、生物資源保護(hù)區(qū)、科學(xué)研究區(qū)以及重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)(圖6)。圖中紅色框內(nèi)是普里茲灣海洋保護(hù)區(qū)的總范圍, 以東經(jīng)70°—80°、南緯62°以南的經(jīng)緯線(xiàn)及其與南極大陸、埃默里冰架接壤處為保護(hù)區(qū)邊界, 面積約4.20×106km2。

Fig.4. Classification of overall suitability evaluation score for establishing MPA in Prydz Bay

圖5 南極普里茲灣海洋保護(hù)區(qū)區(qū)劃范圍

Fig.5. Regionalization scope of the MPA in Prydz Bay

其中, 一般保護(hù)區(qū)可考慮以維持海洋生物多樣性、生境及其可持續(xù)發(fā)展為目的, 通過(guò)保護(hù)棲息地, 對(duì)區(qū)域內(nèi)生物進(jìn)行必要的保護(hù)和持續(xù)研究; 海洋生物資源保護(hù)區(qū)則在一般保護(hù)區(qū)的基礎(chǔ)上, 限制人類(lèi)活動(dòng), 例如降低船舶的經(jīng)過(guò)頻次, 對(duì)漁業(yè)相關(guān)的捕撈活動(dòng)進(jìn)行禁止或限制; 科學(xué)研究區(qū)和重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)是對(duì)科考重點(diǎn)內(nèi)容的指導(dǎo), 但兩者研究重點(diǎn)不同, 科學(xué)研究區(qū)主要是與資源探測(cè)相關(guān)的地球物理研究和與全球變化相關(guān)的海冰研究, 而重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)是研究氣候變化、人為污染對(duì)生態(tài)效應(yīng)的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要研究工作和結(jié)果總結(jié)如下: 1)根據(jù)各MPA提案中指標(biāo)的優(yōu)缺點(diǎn), 結(jié)合遞階層次結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建思路, 從海洋生物資源、環(huán)境養(yǎng)護(hù)、科學(xué)研究?jī)r(jià)值、現(xiàn)有或潛在壓力4個(gè)方面對(duì)指標(biāo)進(jìn)行細(xì)分, 建立了南極MPA設(shè)立的適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系; 2)基于我國(guó)南極科學(xué)考察數(shù)據(jù)開(kāi)展南極普里茲灣MPA適宜性評(píng)價(jià)的案例研究, 運(yùn)用GIS空間插值和加權(quán)疊加分析, 結(jié)果表明海洋生物資源、環(huán)境養(yǎng)護(hù)、科學(xué)研究?jī)r(jià)值、現(xiàn)有或潛在壓力對(duì)于普里茲灣MPA的影響權(quán)重分別是0.492、0.306、0.124、0.078; 3)根據(jù)案例定量分析結(jié)果, 考慮將普里茲灣海域內(nèi)以南緯62°— 69°30′、東經(jīng)70°—80°為邊界范圍、總面積約為4.20×106km2的海域作為南極普里茲灣MPA, 并分為一般保護(hù)區(qū)、生物資源保護(hù)區(qū)、科學(xué)研究區(qū)及重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)。南極MPA適宜性評(píng)價(jià)研究可為我國(guó)南極MPA建設(shè)和積極參與國(guó)際南極治理事務(wù)提供參考。

圖6 南極普里茲灣海洋保護(hù)區(qū)區(qū)劃建議

Fig.6. Proposal for regionalization of the MPA in Prydz Bay

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CONSTRUCTION OF THE SUITABILITY EVALUATION INDEX FOR ESTABLISHING ANTARCTIC MARINE PROTECTED AREAS

Pang Xiaoping1,2,3, Ji Qing1,2, Li Qinyu3, Li Bingjie1

(1Chinese Antarctic Center of Surveying and Mapping, Wuhan University, Wuhan 430079, China;2Collaborative Innovation Center for Territorial Sovereignty and Maritime Rights, Wuhan University, Wuhan 430072, China;3School of Resource and Environmental Science, Wuhan University, Wuhan 430079, China)

The Southern Ocean and Antarctic continent have scientific, economic and strategic significance because of their unique geographic location, extreme climate and abundant resources. Many countries have national interests in the region and are actively involved in the establishment of marine protected areas (MPAs) around Antarctica. Although China continues to pay attention to the Antarctic MPA, there are few relevant reports on MPAs, and suitability evaluation indices from model studies on the establishment of an Antarctic MPA are almost blank. Under these circumstances, this study attempted to construct a multilevel evaluation index system to help establish Antarctic MPAs, through analyzing existing proposals for an Antarctic MPA. Using Chinese Antarctic scientific investigation data, we also evaluate the suitability of establishing an MPA in the Prydz Bay. The aim of this study is to develop a reference index for the establishment and relevant researches of MPAs in the Antarctic region.

marine protected area(MPA), suitability evaluation, evaluation index system, regionalization analysis, Antarctica, case study

2017年8月收到來(lái)稿, 2018年7月收到修改稿

國(guó)家自然科學(xué)基金(41606215, 41576188)、國(guó)家海洋局極地科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金(PS1502)、中國(guó)博士后基金(2016M602342)和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金(2042018kf0009)資助

龐小平, 女, 1966生。教授, 主要從事極地制圖與戰(zhàn)略研究。E-mail: pxp@whu.edu.cn

10. 13679/j.jdyj.20170031