基于GIS的天津市武清区淡水养殖适宜性评价研究

吕雄杰 贾宝红 欧阳海鹰 孙英泽 王晓蓉 李凤菊 胡婧

摘 要：以天津市武清区作为研究区域，对与该区淡水养殖发展密切相关的自然、社会、经济、养殖技术等方面的资料进行了收集、整理、分析和归纳，筛选出23个对当地淡水养殖发展影响较大的因子作为评价指标，并运用层次分析法AHP（Analytical Hierarchy Process），得出各个指标的权重，构建武清区淡水养殖适宜性综合评价模型。利用地理信息系统软件IDRISI进行综合运算，将武清区淡水养殖区域划分为4个类别，即非常适宜区域、适宜区域、一般适宜区域和不适宜区域，以期为水产养殖规划和管理提供科学依据。

关键词：GIS；淡水养殖；适宜性评价；武清区

中图分类号：S966 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.09.005

Study on Suitability Evaluation on Freshwater Aquaculture of Wuqing District in Tianjin Based on GIS

LYU Xiong-jie1， JIA Bao-hong1， OUYANG Hai-ying2， SUN Ying-ze2， WANG Xiao-rong1， LI Feng-ju1， HU Jing2

（1.Information Institute，Tianjin Academy of Agricultural Sciences，Tianjin 300192，China； 2.Department of Information and Economic，Chinese Academy of Fishery Science， Beijing 100039，China）

Abstract： Taking Wuqing district as the research area，the natural，social，economic and technological data which were relative to freshwater aquaculture of Wuqing district were collected， classified， analyzed and concluded.We selected twenty-three factors as evaluation index. AHP （Analytical Hierarchy Process） was then applied to calculate each evaluation indexs weight， and to construct comprehensive models for suitability evaluation of freshwater aquaculture. A integrated calculation was conducted simultaneously using IDRISI， hence the freshwater aquaculture of Wuqing district was divided into 4 grades in terms of suitability： very suitable， suitable， moderately suitable and unsuitable， respectively. The study provided referenced gist for aquaculture plan and management.

Key words： GIS； freshwater aquaculture； suitability evaluation； Wuqing district

GIS在20世纪80年代开始应用于内陆水域渔业管理和养殖场的选择[1-2]。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[3]。20世纪80年代末期，GIS逐步运用到海洋渔业中。综合目前国内外GIS技术在海洋渔业领域，通常涉及以下几个主要方面：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、海洋生态系统和渔情预报等[4]。

GIS应用于中国渔业起步较晚，应用的范围还非常有限，主要是进行一些数据、资料的整理工作，并建立相关的统计数据库[5]。多数是用于对海洋渔业环境的评价和渔业资源的评估[6-7]，GIS 应用于内陆水产养殖的研究还很少。中国水产科学研究院渔业综合信息研究中心与世界渔业中心合作开展了河南省渔业养殖区规划研究。利用GIS技术对河南省池塘养殖自然环境、社会经济资源进行适宜性评价。并将其结果划分出适宜等级，以此来确定资源结构的等级，使池塘养殖评价方法数字化，拓宽了评价研究的广度和深度，取得了良好的效果[8-9]。

本研究结合武清区实际情况，筛选出23个对当地淡水养殖发展影响较大的评价指标。将研究区域划分为326 500个栅格，每个栅格作为1个基本的评价单元。并运用层次分析法，确定各个评价指标的权重。构建武清区淡水养殖适宜性综合评价模型，利用地理信息系统软件IDRISI进行综合运算。将武清区淡水养殖区域划分为4个类别，即非常适宜区域、适宜区域、一般适宜区域和不适宜区域，以期为水产养殖规划和管理提供科学依据。

1 研究区域概况

武清区位于天津市西北部，位于东经116°16′43″～117°19′59″，北纬39°07′05″～39°42′20″。区境东西宽41.78 km，南北长65.22 km，面积1 574 km2。武清区属于暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，光照充足，水热同季，热量资源较好。武清区境内水域主要包括河流、池塘、水库和湿地。多年降水量平均值为578.3 mm，年际间降水量变化较大。截至2011年，全区淡水养殖面积为6 176 hm2，是天津市第2大淡水养殖区县；实现水产品总产量54 619 t，产值达65 456万元，均位列全市涉农区县的首位；渔民人均纯收入达14 123.58万元，走在全市涉农区县同行业的前列。

2 评价方法

2.1 评价指标体系的确定

2.1.1 指标筛选原则 评价指标是指参与淡水养殖适宜性评价的诸属性。影响淡水养殖适宜性的因素很多，在本次武清区淡水养殖适宜性评价中选取评价指标的原则：一是重要性原则，选取的指标对淡水养殖适宜性有比较大的影响；二是差异性原则，选取的指标在评价区域内的变异较大，便于划分适宜性的等级；三是稳定性原则，选取的评价因素在时间序列上具有相对的稳定性；四是易获取原则，通过常规的方法即可以获取；五是精简性原则。

2.1.2 指标的筛选 基于以上原则，借鉴中国水产科学院在河南池塘养殖适宜性评价项目中的成功经验和研究成果，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、走访武清区水产养殖管理部门、与武清区水产养殖户座谈、赴实地调研等多种措施，对天津市武清区淡水养殖状况进行全面了解和掌握，确定了影响武清区淡水养殖的重要地理、经济、社会等指标，包括3个一级指标，8个二级指标，23个三级指标，见表1。

2.2 确定评价单元

以武清区土地利用现状图（2010年）和武清区土地利用总体规划图（2006—2020年）作为工作底图，在ArcMap中利用Georeferencing模块分别对这些栅格图片进行几何校正和屏幕数字化，得到矢量文件。从武清区土地利用现状图提取河漫滩、湖泊、水库坑塘、滩涂、盐碱地；从武清区土地利用总体规划图提取其它农用地、水域、未利用地、盐田、一般耕地；求交集，得到武清区淡水养殖适宜性评价单元图。

2.3 制作单指标评价图层

在ArcGIS中完成武清区乡镇行政区划图的数字化，得到的Shapefile矢量图层。在Excel中将社会经济数据按照乡镇名称进行整理，另存为DBF文件。将Shapefile矢量图层与DBF文件通过共有字段“乡镇名称”进行关联。利用IDRISI导入Shapefile文件，生成矢量地图，然后根据各个指标转换成栅格数据，制作完成23个单指标评价地图。使用IDRISIIDRISI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”。

2.4 确定权重

用多指标综合评价方法，必须确定指标权重。由于权重表明各指标对总体的影响程度，因此，权重确定的是否科学、合理，直接影响评价结果的准确性，因而是评价过程中极其重要的一个环节。指标权重确定的方法大体可以划分为主观赋权法和客观赋权法两大类，两种方法都有其自身的局限性。主观赋权法客观性较差，容易受人为主观因素的影响；客观赋权法可以减轻主观因素的影响，但确定的权重缺少稳定性，不能充分体现指标本身的相对重要程度，有时与指标的实际重要程度相悖，解释性较差[10]。

本次研究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，来确定天津市水产养殖发展影响因素指标体系的权重，见表2。

2.5 建立子模型及综合评价模型

多准则评价（MCE，Multi-Criteria Evaluation）提供了一种在多重因素、多重标准、甚至相互冲突因素影响下，对一系列可行的方案进行评价和决策的方法[11]。多准则的理论和方法，自20世纪70年代早期就有大量的相关文献和专著出版，可以在很多适宜性问题中使用[12]。本研究利用计算得到的各因子权重值，采用IDRISI中MCE模块建立子评价模型及综合评价模型。

3 评价结果

武清区淡水养殖适宜性评价结果见图1，可用于淡水养殖面积为7 839 hm2，共划分为一般适宜、适宜、非常适宜三种，尚无不适宜的区域。

一般适宜的区域较少，涉及13个乡镇（街道），多数位于武清区西部，共817 hm2，仅占10.42%，零星分布在白古屯乡、汊沽港镇、城关镇、大孟庄镇、大王古庄镇、东马圈镇、豆张庄乡、河西务镇、黄花店镇、黄庄街、石各庄镇、王庆坨镇和下朱庄街。

适宜的区域涉及12个乡镇（街道），多数位于武清区中部，共2 486 hm2，占31.71%，分布在白古屯乡、城关镇、崔黄口镇、大碱厂镇、黄庄街、梅厂镇、南蔡村镇、泗村店镇、下朱庄街、徐官屯街、杨村街、运河西街，其中，崔黄口镇的面积最大。

非常适宜的区域涉及3个乡镇，位于武清区东部，面积最大，共4 536 hm2，占57.87%，分布在曹子里乡、大黄堡乡和上马台镇。

总体来说武清区可养殖区域的适宜性整体呈阶梯式分布，即东部（非常适宜）优于中部（适宜），中部优于西部（一般适宜）。

参考文献：

[1] 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.

[2] Kapetsky J M，Hill J M，Worthy L D. A geographical information system for catfish farming development[J].Aquaculture，1988（68）：311-320.

[3] 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.

[4] 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.

[5] 陈文河，冯波，李冬阳.地理信息系统在海洋渔业的应用[J].渔业经济研究，2005（1）：40-45.

[6] 苏奋振，周成虎，卲全琴，等.海洋渔业地理信息系统的发展、应用与前景[J].水产学报，2002，26（2）：169-174.

[7] 贾宝红，欧阳海鹰，孙英泽，等.基于GIS的天津市淡水养殖适宜性评价[J].天津农业科学，2012，18（6）：64-68.

[8] 杜宁，杨宁生，孙英泽.基于GIS的池塘养殖适宜性评价——以河南省为例[J].中国水产科学，2008（3）：102-108.

[9] 杨宁生，欧阳海鹰，杜宁.利用GIS评估地区水产养殖发展潜力的研究[C]//中国农业信息科技创新与学科发展大会论文汇编，2007：92-101.

[10] 赵美玲，王述英.农业国际竞争力评价指标体系与评价模型研究[J].南开经济研究，2005（6）：39-44.

[11] 叶嘉安，宋小冬，钮心毅，等.地理信息与规划支持系统[M].北京：科学出版社，2006.

[12] Jacek Malczewski.GIS-based multicriteria decision analysis：a survey of the literature[J]. Geographical Information Science，2006（20）：703-726.