（环境工程专业论文）莱州湾海洋功能区划数学关系模型的建立及其gis的实现.pdf

莱州湾海洋功能区划数学关系模型 的建立及其g i s 的实现 ( 摘要) 2 l 世纪是人类开发利用海洋的新时代，可持续发展是人类开发利用海洋的主 题，科学、合理、有序地利用海洋可以解决人类社会面l 临的“人口剧增、资源匮 乏、环境恶化”三大问题。我国沿海地区人口稠密，经济发达，以1 5 的土地养 育着全国4 0 的人口，拥有全国7 0 以上的大、中城市，5 5 的国民生产总值 ( g d p ) 来自沿海省区，在国民经济建设和发展计划中具有举足轻重的地位。始 于上个世纪8 0 年代，我国在海洋功能区划领域开展了卓有成效的工作。国家海 洋局从1 9 8 9 年至1 9 9 7 年历经8 年完成了全国的海洋功能区划工作。 本文回顾了我国海洋功能区划的发展历程，对我国海洋功能区划的成果、理 论与方法进行了较系统地总结，针对海洋功能区划中存在的一些问题，作者重新 讨论了海洋功能区划的对象及其之间需要处理的关系，本文试图提出空间关系模 型并给出海洋功能区划可应用的数量化方法，以推动海洋功能区划理论与方法的 发展和深化。应用g i s 技术实现了空间关系模型，并通过莱州湾海洋功能区划 案例检验了空间关系模型的适宜性。 1 、我国海洋功能区划成果的回顾和功能区划理论体系的分析 我国海洋功能区划的历程以及在此历程中积累的成果和形成的理论是进行 海洋功能区划的基础和指导、同时也是海洋功能区划从定性逐步走向定量化方法 的科学依据。由于海洋功能区划的基础来自海洋资源的空间分布，海洋资源的开 发和利用现状是影响功能区划结果的最主要的因素。本文从海洋功能区划的问题 与原则出发，系统分析了海洋功能区划中的理论体系，提出了海洋功能区划的空 间关系模型方法。 2 、给出了我国海洋功能区划的数学关系模型及其算法的定义 本文将海洋功能区定义为空间属性和功能属性的集合对象，属性主要指功能 区的自然特征，每个自然特征称为属性的元素，属性是其元素的集合。不同功能 区之间的关系可以用集合的关系来描述，而海洋功能区划的实现是通过处理功能 区空间关系来完成的。应用集合论和逻辑代数的理论本文成功地定义了海洋功能 区划中的空间关系模型及其算法。 3 、空间关系模型在g i s 中实现 g i s 技术是处理空间对象及其属性的最佳工具。数学关系模型的应用提供了 计算机辅助海洋功能区划的新能力，海洋功能区划支持系统的设计与实现使区划 人员针对不同的应用目的组织区划方案，快速区划和区划方案的优化与比较成为 可能。 4 、数学关系模型在莱州湾海洋功能区划中的应用与检验 使用海洋功能区划支持系统并应用空间关系模型对自然资源类型繁多，储藏 量丰富的莱州湾进行了区划并与已有的方案进行了统计和比较，二者具有较高的 相关性，证实了空间关系模型的可行性。 关键词：莱州湾，海洋功能区划，数学模型，理论与方法 s t u d y o nt h es p a t i a lr e l a t i o n a lm o d e lf o rt h ed i v i s i o no fm a r i n e f u n c t i o n a lz o n a t i o na n dt h ei m p l e m e n t a t i o nu n d e rg i s i nt h e l a i z h o u b a y a b s t r a c t t h en e wc e n t u r yi sc o n s i d e r e da st h en e we r af o rd e v e l o p m e n to fs e ar e s o u r c e s i nt h i sp r o c e e d i n g ，t h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ti st h em a i nt o p i ca n dt h ew a yt os o l v e t h ep r o b l e m so fq u i c ki n c r e a s i n go fp o p u l a t i o n s ，s h o r t a g eo fn a l 3 1 er e s o u r c e sa n d s e r i o u se n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n i nt h es o u t h e a s tp a r to f c h i n a ，t h ep o p u l a t i o ni sg r e a t a n dt h ee c o n o m yi sd e v e l o p i n gq u i c k l y t h ea r e aa l o n gt h ec o a s t a lz o n ei sa b o u t1 5 o ft h et o t a ll a n da r e ao fc h i n a , w h i c hb r e a d4 0 p e o p l eo ft o t a lp o p u l a t i o n t h e r ei s 7 0 a m o u n to f l a r g ea n dm e d i u m c i t i e si nt h i sa r e aa n d5 5 o fg d pi sc o m i n gf r o m t h i s a r e a ，w h i c hp l a y s a n i m p o r t a n t r o l ei nt h ee c o n o m i cc o n s t r u c t i o na n d d e v e l o p m e n ti nc h i n a w es t a r t e dt h ep r o j e c to ft h ed i v i s i o no fm a r i n ef u n c t i o n a l z o n a t i o na t8 0 so fl a s tc e n t u r ya n dw eh a v ed o n eg r e a ta c h i e v e m e n t su pt on o w t h e s t a t eo c e a n i c a d m i n i s t r a t i o n ( s o a ) b e g a n t op l a nt h ep r o j e c ti n l 9 8 9a n df i n i s h e dt h e w o r ki n1 9 9 7 ，w h i c hl a s t e dt h r o u g h8y e a r s b y t h er e v i e wo f t h ep r o c e e d i n g sa n d h i s t o r yo f t h ed i v i s i o no f m a r i n ef u n c t i o n a l z o n a t i o n ，t h i sp a p e rg i v e s t h e s u m m a r yo ft h et h e o r y a n dt e c h n i c a lm e t h o d s s y s t e m i c a l l y t ot h eq u e s t i o n sf o rt h ec o n c e r n e dc r i t e r i o n ，w ed i s c u s s e dt h eo b j e c t i v e s a n dt h e i rr e l a t i o n st h a td o m i n a t et h er e s u l t so ft h ed i v i s i o n t h i sp a p e rt r yt od e f i n e t h es p a t i a lr e l a t i o n a lm o d e l ( s r m ) a n dt h ec a l c u l a t em e t h o d st od e s c r i b et h et h e o r y i nad i g i t a lw a y w ea l s oh a v ec o m p l e t e dt h ei m p l e m e n t a t i o no f t h em o d e lu n d e rg i s e n v i r o n m e n ta n dv e i l f yt h ep r o p r i e t yt h r o u g ht h e a p p l i c a t i o n o ft h ed i v i s i o ni n l a i z h o u b a y 1 ，t h er e v i e wo fp r o c e e d i n g so ft h ed i v i s i o no fm a r i n ef u n c t i o n a lz o n a t i o n a n dt h ea s s e s s m e n to ft h er e l a t i v et h e o r y t h er e s u l t sa n d t h e o r yw i t ht h ep r o c e e d i n g so f t h ed i v i s i o no fm a r i n ef u n c t i o n a l z o n a t i o ni nc h i n aa r cb o t ht h eb a s i so rg u i l df o rt h ed i v i s i o na n dt h es c i e n t i f i c a c c o r d a n c et od e v e l o pt h ed i g i t a lm e t h o d s a st h ed i v i s i o np r o c e s sh a st oo b e yt h e m a r i n er e s o u r c e sa n dt h e i rd i s t r i b u t i o n s ，t h ee x p l o r a t i o na n du s eo fm a r i n er e s o u r c e s b e c o m et h ep r i n c i p l ef a c t o r st h a ta f f e c tt h ed i v i s i o nr e s u l t t h em u l t i t y p e so fm a r i n e r c s o u i c c sa n do v e r l a yf o rt h e i rs p a t i a ld i s t r i b u t i o n sr e s u l ti nt h eu n c e r t a i n t y t h i s p a p e rt r i e s t o p r o m o t es r m t od e f i n et h ed i v i s i o ni nad i g i t a lw a yt os o l v et h e p r o b l e mo f u n c e r t a i n t y 2 ，t h ed e f i n i t i o no ft h es r m f o rt h ed i v i s i o no fm a r i n ef u n e t i o n a iz o n a t i o n a sw e l la st h ec a l c u l a t em e t h o d s t h i sp a p e rd e f i n e st h ef u n c t i o n a lz o n a t i o na st h eo b j e c t i v e sa n ds e t so fs p a t i a l p r o p e r t i e sa n dr e l a t i o n a la t t r i b u t e s t h er e l a t i o n a la t t r i b u t e sh e r ei n c l u d et h en a t u r a l c h a r a c t e r i s t i c sf o re a c hf u n c t i o n a lz o n a t i o n ，a n de a c hc h a r a c t e r i s t i ci st h em e m b e r e l e m e n to ft h ea t t r i b u t es e t s o ，t h er e l a t i o n sa m o n gd i f f e r e n tf u n c t i o n a lz o n a t i o n sc a n b ed e s c r i b e db y u s i n gt h es e tt h e o r ya n dt h ed i v i s i o no ff u n c t i o n a lz o n a t i o n sc a nb e c o m p l e t e d a st h e p r o c e s so f s e t c a l c u l a t i o n s 3 ，t h ei m p l e m e n t a t i o no ft h es r mu n d e rg i se n v i r o n m e n t g i si st h eb e s tt e c h n o l o g yt op r o c e s st h es p a t i a lo b j e c t i v e sa n dt h e i r r e l a t i o n s b y t h ei m p l e m e n t a t i o no ft h es r m ，t h en e w s y s t e mp r o v i d et h en e wa b i l i t yo fc o m p u t e r a i d sd i v i s i o na n dt h es u p p o r ts y s t e mc a nh e l pt h ep l a n n e r st oc o m p a r et h ed i f f e r e n t s o l u t i o n st h es e l e c tt h eb e s to n e q u i c k l ya n de f f i c i e n t l y 4 ，t h ev e r i f i c a t i o no fs r m i nt h ea p p l i c a t i o no fd i v i s i o no fm a r i n ef u n c t i o n a l z o n a t i o ni nl a i z h o u b a y i nt h i sp a p e r , w ec o m p a r et h ec o m p u t e dd i v i s i o nr e s u l tw i t ht h ea r t i f i c i a lr e s u l t a n df i n dt h ec l o s er e l a t i o n s h i pb e t w e e n t h e m ，w h i c hi d e n t i f yt h ep o s s i b i l i t yo fu s eo f t h es r mi nt h ed i v i s i o no f m a r i n ef u n c t i o n a lz o n a t i o n k e yw o r d s ：l a i z h o ub a y , t h ed i v i s i o no fm a r i n ef u n c t i o n a lz o n a t i o n ，s p a t i a l r e l a t i o n a l m o d e l ( s r m ) ，p l a n n i n gt h e o r y a n dm e t h o d s 前言 海洋是人类共同的财富，海洋对于人类进步和社会发展是至关重要的。早在 2 5 0 0 多年前，吉希腊海洋学家锹未斯托克就有一句名言，“谁控制了海洋，谁就 控制了一切。”进入新世纪，人们强烈意识到由于陆地资源的同趋紧张，人类将 更多地依赖占地球面积2 3 以上，且尚未被充分合理开发利用的海洋。 海洋既是人类可持续发展的重要基地，也是人类未来的希望。开发利用海洋 是解决当前人类社会面i 临的人口膨胀、资源短缺和环境恶化等一系列难题的最重 要途径。同时，海洋也是2 1 世纪确立国家地位和经济实力的决定性因索之一， 发展海洋事业已成为各国的战略抉择，开发利用和保护海洋资源与环境进而确保 社会经济持续发展，正在受到世界各国政府的广泛关注和高度重视。 我国是一个发展中的海洋大国，拥有1 80 0 0 k m 的大陆海岸线、65 0 0 多个岛 屿和约3 0 0 1 0 m 的管辖海域。我国滩涂面积3 5 0 10 4 h a 有待开发，可养殖滩 涂资源中已利用的还不到4 0 ，尚有4 0 l o h a 可养殖面积尚未开发利用；陆架 区油气资源石油资源量4 6 0 5 0 0 1 0 s t 、天然气资源量1 2 - 1 4 1 0 t 2 m 3 ，滨海砂矿 有1 5 种之多，其探明储量和保有储量分别为1 6 2 6 1 0 8 t 和1 6 1 8 1 0 8 t ；潮汐、 波浪、温差、盐差等各种海洋可再生能源约5 1 0 8 k w ：海洋生物资源有2 万多种， 其中鱼类2 5 0 0 多种：沿岸宜建中等以上泊位的港址有6 6 0 多处，其中可建万吨 以上码头的港址约有4 0 多处，可建1 0 万吨以上泊位的有十几处；我国海岸带具 有开发价值的旅游景点有1 5 0 0 多处，规模较大的滨海沙滩1 0 0 多处，重要景区 2 7 3 处，有开发价值的岛屿3 0 1 处，目前已经开发或部分开发的还不到总数的1 4 ， 发展潜力很大。这些资源将成为我国经济可持续发展的重要后备基地。 海岸带是沿海国家经济和海洋产业最集中、最发达的地区，是发展海洋经济 的根本依托。我国沿海地区入口稠密，经济发达，以1 5 的土地养育着全国4 0 的人口，拥有全国7 0 以上的大中城市，5 5 的国民生产总值( g d p ) 来自沿海 省、市、区，在国民经济建设和发展计划中具有举足轻重的地位。海岸带和浅海 地区又是海陆相互作用最活跃的地区，是地质灾害频发地带，常常对人类社会造 成严重的环境破坏和巨大的经济损失。而沿海开发区的经济建设又不断提出新的 资源和环境要求，使海岸带的开发与综合治理成为日益紧迫的项任务。 1 9 9 6 年制定的中国海洋2 1 世纪议程，提出了我国海洋事业可持续发展的 战略，其基本思路是：有效维护国家海洋权益，合理开发利用海洋资源，切实保 护海洋生态环境，实现海洋资源、环境的可持续利用和海洋事业的协调发展。 我国2 1 世纪海洋可持续发展战略提供了我国海洋工作的指导思想和原则。我 国与周边国家的海洋划界以及我国国内的省间勘界、我国海岸带与近海海洋功能 区划、海域使用管理则构成了我国海洋工作的3 个紧密关联的进程。国务院办公 厅以国发 1 9 9 8 1 4 4 号文件赋予国家海洋局“拟定我国海岸带、海岛、内海、领海、 毗连区、大陆架、专属经济区及其他管辖海域的基本法律、法规和政策。组织拟 定海洋功能区划、海洋开发规划、海洋科技规划和科技兴海战略。”的职责。国 家海洋局作为海洋综合管理部门，正在努力通过各种方法，甚至以立法的形式， 进一步加强国家对海洋开发的宏观调控力度，协调各涉海产业部门之间用海矛 盾，解决海洋资源开发中的无序、无度、无偿现象及其所造成的海洋生态环境恶 化、海洋资源衰退和浪费等问题，确保我国海洋经济持续、稳定、协调发展。正 如国务院所授予的国家海洋局的职责，促进我国海洋经济可持续发展的对策措旅 有不少，但海洋功能区划则是最重要的科学基础。 我国是一个发展中国家，许多地区对海洋资源的开发利用由于受市场利益驱 动，海洋资源丌发利用处于底水平的掠夺性开发阶段。这种开发利用的负面影响 极其深远，尤其是近海资源的破坏性丌发利用，它将影响到今后几十年。目前一 种普遍现象是：具体的涉海产业和部门在海洋开发利用中由于没有具体的长远规 划方案，或者受部门的利益驱动，使得海洋资源开发处于无序、无度、无偿的蚕 食状态；海洋综合管理部门往往由于没有科学的海洋规划和精确的海洋开发现状 数据，也仅仅对大型海洋资源开发利用项目进行管理，对于辖区内的海洋管理数 据的了解大都处于相对模糊的状态；国家海洋管理部门对我国海洋资源及其开发 现状的掌握，仅仅依靠各种统计数据和各种专业海洋调查获取的数据，而这些数 据中有些是陈旧过时的。随着人类开发海洋的深入，提高海洋管理模式和海洋管 理手段，特别是根据科学的海洋功能区划进行海洋管理已经迫在眉睫。 从1 9 8 9 年开始，国家海洋局组织开展的海洋功能区划，正是实现科学的海 洋综合管理的切入点，体现了国家海洋综合管理的意志，它试图改变以前的海洋 行业开发管理模式为现在的海洋综合管理模式，并以法律法规形式来规范海洋资 源开发。2 0 0 0 年新修订实施的中华人民共和国海洋环境保护法和2 0 0 2 年颁 布实施的中华人民共和国海域使用管理法都特别强调了海洋功能区划在海洋 管理中的重要作用，且明确规定，开发海洋资源、使用海域，都必须依据海洋功 能区划成果。新修订实施的中华人民共和国海洋环境保护法在附则中以法律 的形式界定了海洋功能区划的含义。中华人民共和国海域使用管理法甚至以 整章的篇幅专门介绍海洋功能区划的编制、审批和修改原则，明确指出海水养殖、 2 盐业、交通、旅游等行业规划涉及到海域使用的，都应当符合海洋功能区划。所 以，海洋功能区划在今后海洋管理和海洋开发中将起到纲领性的指导作用是国 家海洋管理意志的体现，在今后开展海洋管理和发展海洋经济中将发挥越来越重 要的作用。 实际上，海洋功能区划就是我国率先提出并在全国沿海省( 市) 推广编制的， 是我国国土区划的延伸，是国家海洋局“九五”、“十五”时期的工作重点。1 9 8 9 年到1 9 9 7 年，全国海洋功能区划从试点开展、各海区研究编制、全国汇总到组 织专家进行成果评审，得到了高度评价，被认为“是一项史无前例的、开创性的、 大型的基础性海洋工作”，“海洋功能区划成果已迅速、广泛地进入我国海洋开 发、保护、管理的实际工作和活动之中，起到了指导、控制、协调的作用”，“海 洋功区划成果达到国际领先水平，具有创新和开拓意义，在海洋综合管理中成效 显著”( 中国海洋功能区划成果专家评审意见，1 9 9 7 年1 2 月1 0 日) 。在此基础上， 国家海洋局于1 9 9 8 年下半年发出通知要求沿海各省( 市) 组织丌展大比例尺海 洋功能区划，如今这项工作已基本结束。 回顾和总结我国海洋功能区划的历史和现状，发现尚存在不少问题需要进一 步研究和完善。1 9 9 8 年l o 月，国家海洋局在大连举办的全国海洋功能区划技术 培训班上，葛瑞卿研究员在总结全国海洋功能区划经验时明确指出“在今后的大 比例尺海洋功能区划工作中，在强调修定、细化海洋功能区划的同时，尤其应重 视海洋功能区划理论和方法的深化、完善，探索其贯彻执行的途径”( 葛瑞卿， 1 9 9 8 ) 。事实上也是这样，海洋功能区划的由来、意义、研究进展等都有零星的 报道，但没有详细系统的研究和分析。海洋功能区划的理论体系和方法有待于完 善。如何从特定区划提高到定量区划、在争议较多海域如何解决科学合理的区划 仍然是悬而未决的问题。上述存在的问题得到该领域专家、学者和相关管理部门 的广泛关注，这些问题与争议凸现出一个焦点即海洋功能区划尚缺少系统的思想 基础与可行的数学模型和技术方法。本文重点就是针对这一焦点问题，从海洋功 能区划的原则结合海洋功能区划的空间特点，讨论与描述海洋功能区划要素之间 的空间关系模型，在此基础上开发基于g i s 技术的空间模型，建立定量化区划交 互系统：该系统在莱州湾海洋功能区划中进行了应用与检验，取得了理想的结果。 1 海洋功能区划概述 1 1 基本概念 1 1 1 功能、主导功能和海洋功能区 所谓功能，系指自然或社会事物于人类生存和社会发展所具有的价值与作用。 主导功能，亦称优势功能，是指在某一海域多种功能并存的情况下，依据区域自 然属性和社会需要程度，分析对比而选定的最佳功能。海洋功能区是指根据海域 及其相邻陆域的自然资源条件、环境状况和地理区位，并考虑到海洋开发利用现 状和经济社会发展的需要，而划定的具有特定主导功能、有利于资源的合理开发 利用、能够发挥最佳效益的区域。 1 1 2 海洋功能区划 海洋功能区划是按各类海洋功能区划的标准( 或称指标标准) 把某一海域划 分为不同类型的海洋功能区单元的项丌发与管理的基础性工作。 国家标准海洋功能区划技术导则( g b l 7 1 0 8 1 9 9 7 ) 中阐述了海洋功能区 划的目的和意义，即“海洋功能区划的目的是根据区划区域的自然属性，结合社 会需求，确定各功能区域的主导功能和功能顺序，为海洋管理部门对各海区的开 发和保护进行管理和宏观指导提供依据，实现海洋资源的可持续开发与保护”。 这个海洋功能区划概念具有四种含义。其一，所划定区域具备一定的自然属 性条件，即自然资源条件、环境状况和地理区位；其二，所划定区域具备定的 社会属性条件，即海洋开发利用现状和经济社会发展的要求；其三，所划定区域 具有特定的主导功能，而不是所有的可以利用的一般功能；其四，其目的是促使 所划定区域能够发挥经济、社会和生态环境综合效益的区域，既能保证所划海域 自然资源与环境客观价值的充分发挥，又能保证国家或地区经济与社会可持续发 展的需要。 可见，海洋功能区划的概念就决定了海洋功能区划成果在海洋管理和海洋资 源可持续利用中的重要性，是开展海洋综合管理的基础，是各涉海行业规划的基 础。 1 2 国内外海洋功能区划研究进展 1 。2 1 国外海洋功能区划研究状况 资源开发由陆地向海洋延伸，区划工作亦同。6 0 年代末，西方经济发达国家 丌始进行区域规划和国土规划。7 0 年代初，加拿大、西德等国家相继开展了区域 性海洋开发战略研究，有的国家还开展了部分海洋区域的专项区戈0 研究，如日本 曾对东京湾的水质进行了划分，并对濑户内海、东京湾进行了综合评价研究，在 对海洋环境、自然资源、经济基础和开发技术进行全面分析后，提出了优化发展 模式。 美国夏威夷州在实施海岸带管理计划( t h eh a w a i ic o a s t a lz o n em a n a g e m e n t p r o g r a m 2 0 0 2 ) 时，根据海洋环境保护和海洋经济可持续发展并重的原则，在1 2 海里及其毗邻区内把夏威夷海域划分成1 0 个海域资源区，并规定了每个区域的 管理政策。如历史资源区( h i s t o r i cr e s o u r c e s ) 保护历史和文化；在合适的海域 划分出经济丌发区( e c o n o m i c u s e s ) 作为港口等，并使得其对周围海域的影响最 小；公众参与区( p u b l i cp a r t i c i p a t i o n ) 是为了唤醒海洋意识、开展海洋教育，让 公众参与海岸带管理等。此外，还划分一块特别管理区，作为更严格的管理区域， 未经政府主管部门的批准，无论在该区的海洋或陆地的活动都要被禁止。美国阿 拉斯加州在实施海岸带管理计划时，把海岸带按照资源分布特点划分成3 2 个海 岸带资源区，并规定了每个区的管理目标和管理内容。同时规定，农村型的海岸 带资源区要强调保护鱼类和野生动物及其生存空间，城市型的海岸带资源区则重 点强调开发建设，以促进社区经济的发展，此外提出了一些特别管理项目，如漫 滩管理、排水管理项目等。 南非海岸带管理政策( s o u t h a f r i c a s1 3c o a s t a lr e g i o n s ，2 0 0 2 ) 的基本原则 是分区管理。南非有4 个沿海省份，但这种行政划分不适用于海洋管理。因此， 将沿海划分为1 3 个海岸带区域，每个区域都有不同的优势和特征，因此也就有 不同的海岸带管理政策。如南非西北部的南马科朗海岸带区域共3 9 0 k m 海岸线， 主要为沙质和基岩海岸，因有奥兰治河流带来丰富的有机物，生物生产力很高， 发展海洋捕捞业很有潜力。南非的西海岸区主要用于发展渔业和港口交通运输。 荷兰是欧洲主要沿海国家，十分重视海洋的开发与保护。通过组织研究，确 定每个海岸带区域应该发展什么，限制什么，从而使得海岸带资源的开发利用更 加充分和合理。如在艾瑟尔湖地区以海岸带防御和土地围垦为主，著名的三角洲 工程就建设在这里，在瓦登海地区则以保护海洋生态环境为主。 澳大利亚在其大陆和塔斯尼亚岛周围2 0 0 m 等深线以内，采用以生态系为基 础的海洋水域分类法，划定了6 0 个区域进行管理，所划的区域范围从3 0 0 k i n 2 到 2 4 x 1 0 4 k i n 2 不等。澳大利亚大堡礁位于澳大利亚东北海岸外，面积6 2 x 1 0 4 k m 2 ， 有2 9 0 0 个珊瑚礁群和大约1 0 0 0 个岛屿，是地球上珊瑚礁面积最大和生物多样性 最典型的区域。1 9 7 5 年，澳大利亚政府宣布大堡礁为海洋公园，保护整个大堡礁 生态系。该公园管理局在管理该保护区时广泛使用海域区划，所划定的不同海域 被规定为不同级别的保护区并有不同的开发利用方式。大堡礁海洋公园( t h e g r e a tb a r r i e r r e e f i n a u s t r a l i a ，2 0 0 2 ) 区划为三个部分，即远北海域、凯露斯和可 莫朗特通道海域、麦凯和卡普里康海域，其中每个海域又被划分成更小种类的海 域，并对其划区目的和使用条件作了规定。这种划区策略( z o n i n g p l a ns t a g e s ) 是 大堡礁海洋公园寻求最佳管理途径的主要手段。澳大利亚昆士兰州1 9 9 0 年海洋 公园管理条例对各海区作了更明确的规定。 总之，海洋管理要实行分区管理，已基本上得到共识。如上所述，一些国家 都是根据海洋资源的特点进行分区管理，但这些主要是从岸线区划的角度进行管 理，如南非和荷兰。美国夏威夷和阿拉斯加州主要实行资源区划，不同的区域实 行不同的管理对策。1 9 9 1 年在美国加里福尼亚州召开的第七届国际海洋和海岸带 管理研讨会上就已有很多文章论及要实行海岸带和海洋分区管理( a l a nt w h i t e a n dn e l s o nl o p e z ，1 9 9 1 ) ，通过执行税收政策和环境引导达到海洋资源可持续发 展的目的。正如澳大利亚大堡礁公园，在海洋自然保护区内己普遍实行分区管理。 应该说，这些都具有海洋功能区划的某些属性。 事实上，世界发达国家的海洋功能区划和海岸带管理与我国海洋功能区划的 理念存在较大差异，主要表现是发达国家的区划多为单目标区划，因此解决的问 题单一，目标明确，多采用分析的方法完成区划方案；我国则多为多目标区划， 通常面对多种负责的问题，往往目标模糊，多采用综合的方法完成区划方案，由 于缺少科学的理论和方法，区划方案存在不确定性而难以操作。 1 2 2 我国海洋功能区划研究进展 我国于六、七十年代开始了国土资源区划和农业区划。八十年代中期，国家 海洋局开始考虑开展全国海洋功能区划，并于1 9 8 9 年布置开展海洋功能区划工 作，分试点和全面组织实旋两个阶段。1 9 8 9 年7 月开始在渤海区开展海洋功能区 划试点。1 9 9 0 年初在全国各海区普遍推广并开展海洋功能区划，先从省( 市) 实 施，尔后进行全国汇总和编绘，于1 9 9 7 年底全都结束。这次区划系统地搜集了 我国海岸带和海洋资源综合调查资料、各部门有关海洋调查和海岸带调查的最新 6 资料以及各有关部门和地区的区划、规划资料。在这些资料基础上进行综合分析， 强调自然属性，注重整体效益，克服部门、地区区划和规划的局限性，对功能不 明确或有争议的地区，进行了有针对性的实地考察，开展综合比较，反复协调， 虽终确定主导功能。此次区划共划分出各种功能区3 6 4 2 个，其中开发利用区2 4 8 2 个，治理保护区5 2 9 个，自然保护区2 2 1 个，特殊功能区3 3 0 个，保留区8 0 个。 在此基础上，国家海洋局在胶州湾、庙岛列岛、大连和钦州湾进行试点开展 稍大比例尺的海洋功能区划，尔后1 9 9 8 年发文通知全国各沿海省( 市、自治区) 开展大比例尺海洋功能区划，现已基本结束。接着，各省( 市、自治区) 开始布 置开展地( 市) 、县级的海洋功能区划。为了规范全国海洋功能区划工作，国家 技术监督局发布了海洋功能区划技术导则，对海洋功能区划的概念、目的、 划区原则等作了规定。 在进行海洋功能区划的同时，国内一些专家学者对此进行了研究。鹿守本教 授在海洋管理通论( 1 9 9 7 ) 一书中阐述了海洋功能区划原则是海洋管理的基 本原则之一，并提出了海洋功能区划原则的意义及其贯彻要点。鹿守本、艾万铸 主编的海岸带综合管理体制和运行机制研究( 2 0 0 1 ) 一书中对海洋功能区划 的依据、性质、目的、方法体系和贯彻措施等都有简要的论述，并提出海洋功能 区划是海洋管理的基础性工作之一。1 9 9 8 年1 0 月，在全国海洋功能区划技术培 训班上，葛瑞卿研究员曾以大比例尺海洋功能区划的理论基础为题，给学员 介绍了有关1 9 8 9 年至1 9 9 7 年丌展的全国海洋功能区划的有关问题以及大比例尺 海洋功能区划的一些技术要求，明确提出“在今后的大比例尺海洋功能区划工作 中，在强调修定、细化海洋功能区划的同时，尤其要重视海洋功能区划理论和方 法的深化、完善，探索其贯彻执行的途径”。 王永生认为，根据海洋功能区划实施海洋资源开发和保护，能够避免海洋开 发的盲目性和无序、无度状态( 王永生，2 0 0 2 ) 。蒋铁民主编的中国海洋区域 经济研究( 1 9 9 0 ) ，简述了海洋功能区划的目的和原则。财政部官员康学军在接 受中国海洋报记者采访时明确提出，海域出让要严格按照海洋功能区划的要求进 行( 陈丹红，2 0 0 2 ) 。天津市根据海洋功能区划，进行了规范和调整海域的使用 ( 朱瑞良，2 0 0 2 ) 。全国涉海产业和部门以及各地都已进行海洋功能区划的实践， 并用之于海洋管理之中。 我国开展的海洋功能区划不仅在海洋综合管理工作中发挥着基础依据的作 用，而且还以其科学性、可操作性和开创性在国际上产生了积极的影响。韩国已 仿效我国，在近岸海域开展海洋功能区划工作。1 9 9 3 年全球环境基金( g e f ) 和 联合国开发计划署( u n d p ) 联合制定了“东亚海域海洋污染与管理”项目，旨 在通过实施海岸带综合管理支持东亚海域沿海各国提高预防控制和管理海洋污 染的能力，该项目已把开展海洋功能区划列为它所援助的加强海岸带综合管理示 范计划的基本要求之一。联合国开发计划署( u n d p ) 援助的“南中国海北部海 岸带综合管理能力建设”项目，也将“制定和实施海岸带功能区划”作为其重要 内容之一。 1 9 9 7 年1 2 月，国家海洋局组织专家对中国海洋功能区划成果进行评审， 认为“海洋功能区划是项史无前例的、开创性的、大型的海洋基础性工作。此 项区划首次提出了海洋功能区划的概念、原则、任务与内容、功能区系统分类、 功能区指标体系以及海洋功能区划的方法论等，不仅对中国海洋事业、特别是对 海洋管理产生直接、有力的推动作用。而且也一定会对世界其他沿海国家和全球 海洋开发、保护和管理产生巨大的影响”。 1 3 海洋功能区划在海域、海岸带管理中的地位 1 3 1 海洋功能区划的目的和主要目标 海洋功能区划的目的是根据海洋各区划区域的自然属性，结合经济、社会、 科技发展的现实需要和可能，以提高海洋资源的经济、社会和生态整体效益，促 进海洋经济可持续发展为主要原则，确定各功能区域的主导功能和功能顺序，科 学合理安排各功能区域的资源开发与环境保护等计划，为国家和地方各级政府开 发海洋资源、发展海洋经济以及在海洋规划、海洋管理、资源开发与保护等方面 提供科学的政策依据，为正确而客观公正地协调各涉海行业和部门在丌发利用海 洋空间资源和物质资源等各类资源时，提供规范的管理依据，实现海洋资源开发 最高的整体效益。其主要目标如下： 1 、实现对海洋开发活动的宏观指导，协调各地区、各涉海行业用海矛盾，保 障海洋经济持续、快速、协调发展。 2 、成为海域使用管理的基础依据，为建立海域使用可行性论证制度、海域使 用许可证制度及海域有偿使用制度提供依据。 3 、成为海洋生态资源和环境保护的基础依据，为确定海洋水质类型及解决海 洋环境污染问题，实现海洋资源可持续利用提供依据。 4 、为制定海洋发展战略和海洋管理法规、海洋行业规划和各类专项海洋区划 提供依据。 这些海洋功能区划的具体目标，其核心是为各级政府开展海洋综合管理建立 一种科学、宏观、公正并具可操作性的行为规范。陆地国土的管理方法可以有效 地借鉴，但海洋不同于陆地，是一块流动的、统一的、不可分割的整体，一个地 方的海洋开发活动可以影响到相邻乃至较远地方的海洋开发活动。任何做具体研 究工作的单位和个人都是代表政府，而且从一开始就要纳入到政府的日常工作 中，这样海洋功能区划成果最终才能得到政府承认，才能变成政府规范性文件， 才能达到海洋功能区划的目的。 1 3 2 海洋功能区划的重要意义 1 3 2 1 海洋功能区划成果是我国制定海洋政策、计划、规划和海洋 经济发展战略的重要依据 国家计划委员会、国家科学技术委员会和国家海洋局联合制定的全国海洋 开发规划就是在充分利用全国海洋功能区划成果的基础上编制的，己得到了国 务院的批准实施。1 9 9 8 年国务院机构改革中，国务院又明确把编制海洋功能区划 作为国家海洋局的主要职能，证明了我国开展海洋功能区划是成功的，得到了国 务院的认同。各沿海省、市根据全国海洋功能区划分别制定了海洋开发规划。 1 3 2 2 海洋功能区划使海洋基础资料调查成果转为海洋管理行为成 为可能 改革开放以来，我国开展了多项全国性的海洋科研调查，如1 9 8 0 1 9 8 6 年开 展的海岸带和海涂资源综合调查、1 9 8 9 1 9 9 6 年开展的全国海岛资源综合调查和 开发实验、1 9 9 8 2 0 0 0 年开展的全国海洋污染基线调查等等。但这些科研调查所 获得的资料在实际开展海洋管理工作中缺乏可操作性。海洋功能区划是根据海域 的自然属性并考虑到社会属性，把某一海域划分为具有特定主导功能、有利于资 源的合理开发利用、能够发挥最佳效益的区域的一次基础性工作。其核心是保证 海洋经济可持续发展和海洋资源最高的整体效益，以根本上解决海洋管理的科学 依据问题，使海域使用中的“无序、无度、无偿”得到根本解决。可以说，海洋 功能区划既充分利用了海洋各类调查成果，使这些成果成为海洋功能区划编制基 础，又能为海洋管理提供基础依据，从而使海洋基础资料调查成果转化为海洋管 理行为成为可能。 1 3 2 3 海洋功能区划是海域使用管理的依据 海域使用管理是指在海岸线至领海外线之间的区域( 包括水面、水体、海床 和底土) 内，对使用某一固定海域三个月以上的排他性用海活动的管理行为。其 目的的是为了加强海洋综合管理，实现海域的合理开发和可持续利用，维护国家 海域所有权和海域使用者的合法权益。其核心是海域使用审批和有偿使用制度。 而实施海域使用审批制度的关键是海洋功能区划制度的建立a2 0 0 2 年1 月1 日开 始实施的中华人民共和国海域使用管理法已专门将海洋功能区划作为一章， 对海洋海洋功能区划的编制、审批等都做了规范，从而使其能真正地作为海域使 用管理的依据。 1 3 2 4 海洋功能区划是海洋环境保护的依据 海洋环境保护是指在我国管辖的内海、领海及其他海域内进行的防止污染损 害、保护生态平衡的管理行为。1 9 9 0 年，国务院办公厅转发国务院机构改革办 公室对国家环保局、国家海洋局有关海洋环境保护职责分工意见的通知( 国办 发 1 9 9 0 1 5 3 4 号) 中明确指出：“划分海洋功能区由国家海洋局会同沿海省、 自治区、直辖市和有关部门进行。沿海省、自治区、直辖市环保部门在近海海域 进行的环境功能区划工作，应纳入海洋功能区划系列，互相衔接和协调”。 修订完善的中华人民共和国海洋环境保护法也进一步明确了海洋功能区划在 海洋环境保护工作中的法律地位。实际上，我国海洋功能区划成果已成为海洋环 境保护工作中的主要依据。我国划分的各类型自然保护区基本上都是依据海洋功 能区划进行确定的。目前全国所划定的5 9 个海洋自然保护区基本上都属于全国 海洋功能区划中划定的2 2 1 个自然保护区之内。 1 3 2 5 海洋功能区划是协调各涉海行业海洋开发活动之间关系的依 据 任何海洋开发都是由具体的涉海行业或专门机构进行的，如海洋航运交通、 渔业、盐业、油气开发、旅游、陆源污染物排放倾倒等等。这些涉海行业或专门 机构都有各自的任务和开发项目安排，在岸段和海域的选择上往往从本身的需要 出发，对海域的使用方向做出了片面的决定，因此多会发生局部与整体、个别与 综合之间的矛盾，甚至会发生开发背离海域主导功能的问题。海洋功能区划正是 解决这些问题的主要依据。 1 3 2 6 海洋功能区划为制定和实旌各类海洋管理法规奠定了基础 全国海洋功能区划完成后，在全国各地得到了广泛的应用，并被作为各类法 规的主要内容和实施依据。1 9 9 3 年国家海洋局发