基于AHP的深水网箱养殖选址指标体系研究

张平平; 李喆睿; 宋怀颖; 蔡惠文; 夏枫峰

doi:10.12131/20220253

基于AHP的深水网箱养殖选址指标体系研究

doi: 10.12131/20220253

1.
浙江海洋大学海洋科学与技术学院，浙江舟山 316000
2.
西北工业大学柔性电子研究院，陕西西安 615000
3.
舟山市海洋与渔业局，浙江舟山 316000

基金项目: 国家重点研发计划项目 (2020YFE0200100)；国家自然科学基金中英国际合作重点项目 (51761135013)

详细信息

作者简介:
张平平 (1996—)，女，硕士研究生，研究方向为海水养殖与渔业碳汇。E-mail: zpp1772371228@163.com

通讯作者:
蔡惠文 (1977—)，女，教授，博士，研究方向为海水养殖与环境相互作用。E-mail: caihuiwen1977@hotmail.com

夏峰枫 (1975—)，女，工程师，研究方向为海水养殖工程。E-mail: 39234558@qq.com

中图分类号: S 911
计量
- 文章访问数: 262
- HTML全文浏览量: 107
- PDF下载量: 49
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2022-09-21
- 修回日期: 2023-03-08
- 录用日期: 2023-04-11
- 网络出版日期: 2023-04-13
- 刊出日期: 2023-08-05

AHP-based evaluation index system on site selection for offshore cage culture

1.
School of Marine Science and Technology, Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316000, China
2.
Institute of Flexible Electronics, Northwest Polytechnic University, Xi'an 615000, China
3.
Ocean and Fishery Bureau of Zhoushan, Zhoushan 316000, China

摘要

摘要: 网箱养殖区的规划和选址，对提高经济效益和推进网箱养殖产业的可持续发展具有重要意义。然而，影响网箱养殖的因素涉及海洋环境、生产管理和设施安全等，是一个复杂的多因素决策过程。因此，构建用以评估影响深水网箱养殖选址的指标体系非常重要。利用层次分析法 (Analytic Hierarchy Process, AHP) 构建了包含3项准则层和14项指标层的深水网箱养殖选址指标体系模型，并根据专家判断法定量化分析各项准则层和指标层各项指标的相对重要性。自然因素为准则层中影响深水网箱养殖选址的最重要指标，其次是限制性因素，最后是社会因素。14项二级指标中，水质是最重要的二级指标，影响最小的是饲料供应。基于AHP决策方法构建的深水网箱养殖选址评价指标体系，可以定量化分析不同因素的重要程度，有助于合理布局深水网箱养殖区域，对适宜开展深水网箱养殖的区域进行选择，并为海洋功能区划的优化和修编提供参考。
- 深水网箱养殖 /
- 选址 /
- 层次分析法 /
- 影响因素 /
- 评价指标体系
Abstract: Planning and selecting appropriate locating cage culture areas are essential for improving economic benefits and promoting the sustainable development of cage culture industry. However, several factors affecting cage culture including marine environment, production management and facility safety, which makes it a complex and multifactor decision-making process. Thus, developing an index system to evaluate the impact on the location of offshore cage culture is important. This paper employs the analytic hierarchy process (AHP) to construct an index system model for offshore cage culture site selection. The model includes three criteria layers and fourteen index layers, and we quantitatively analyzed the relative importance of each criteria layer and index layer based on expert judgment. Natural factors were the most important indicators in the criteria layer, followed by restrictive factors and finally social factors. Among the fourteen secondary indicators, water quality was the most significant, while food supply was the least. The AHP-based evaluation index system for offshore cage culture site selection can assess the importance of various factors accurately. The findings are beneficial for arranging offshore cage culture area appropriately, selecting regions suitable for offshore cage culture, and providing guidelines for optimizing and revising marine functional zoning.
- Offshore cage culture /
- Site selection /
- Analytic hierarchy process /
- Influencing factors /
- Evaluation index system

HTML全文

图 1 深水网箱养殖选址影响因素评估模型

Figure 1. Evaluation model of factors affecting offshore cage culture site selection

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 深水网箱养殖选址评价指标体系因子权重分配图

Figure 2. Factor weight distribution of evaluation index system of factors affecting offshore cage culture site selection

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 1 深水网箱养殖选址影响因素及分析

Table 1. Factors affecting offshore cage culture site selection and analysis

一级指标 Level I indicator	二级指标 Level II indicator	指标筛选依据 Basis for indicator selection	参考文献 Reference
自然因素 Natural factor (N)	水质 Water quality	1. 为养殖鱼类提供良好的海域水环境，保证养殖鱼类的良好生长 2. 依据《渔业水质标准》和《海水水质标准》的要求，选择指标包括　pH值、溶解氧、化学需氧量、无机氮和磷酸盐及重金属。其中：pH　值范围7.5~8.5；溶解氧质量浓度大于5 mg·L⁻¹；化学需氧量不大　于3 mg·L⁻¹；无机氮质量浓度不超过0.3 mg·L⁻¹，活性磷酸盐质量浓　度不超过0.03 mg·L⁻¹	[5,9-11,19-20]
	水深 Water depth	1. 根据我国目前深水网箱箱体的大小，水深需在15 m以上，且要求最　低潮位时网箱底部离海底不得小于5 m 2. 水深不易太深，避免增加锚泊难度 3. 易形成温跃层的水深，不利于水体混合	[5,10,19,21]
	底质 Substrate	1. 网箱锚、桩的稳定性，底质以平坦宽阔的沙质为宜 2. 养殖区沉积物中有机碳，硫化物等指标控制，沙质底质为宜	[5,10,19,22]
	水温 Water temperature	依据不同鱼类的最适水温范围而定	[5,9-10,19]
	水动力 Hydrodynamics	1. 不同的鱼类品种有不同的最适生长流速需求 2. 利于残余饵料和排泄物的迅速扩散，减少自身污染 3. 养殖设施变形许可范围内，保障养殖鱼类的有效活动容积	[5,9-10,19,21]
	台风 Typhoon	避风条件好，台风频率低的海区	[5,10,21]
	波浪 Wave	最大浪高小于6 m	[5,10,21]
社会因素 Social factor (S)	养殖管理 Breeding management	1. 养殖环境实时监测；养殖鱼的实时观察记录 2. 网箱安全检查；网衣定期清洁 3. 饵料投放的科学调整 4. 常见鱼类疾病诊断治疗	[5,11,20,23]
	基础设施 Infrastructure	1. 海上交通便捷程度；码头距离养殖区距离 2. 网箱阻流，分流设施	[5,10-11,19]
	养殖品种 Breeding species	1. 养殖品种对海域的温、盐要求 2. 养殖品种对水质、水温的要求	[11,20-21,24]
	饵料供应 Food supply	1. 颗粒饵料或鲜活饵料的养殖全周期供应 2. 益生菌、维生素等疾病预防药物选择与使用	[5,10-11,20,25]
限制性因素 Limited factor (L)	海洋功能区划 Marine functional zoning	1. 具有时间属性，是逐渐发展的 2. 养殖区符合农渔业区管理要求，无用地冲突 3. 拟养区一定距离内无大的污染源，无排污口，无倾倒区 4. 远离军事管理区	[5,9-11,19,26]
	海洋环境承载力 Marine environmental carrying capacity	1. 符合海洋环境容量以及海洋环境承载力，保持其绿色可持续发展 2. 在海洋环境承载力的范围内，尽可能的达到规模经济，使得生态、　经济效益二效合一，避免因养殖规模过大、密度过于集中导致污　染、养殖鱼类致病	[5,11,18,20]
	管理政策 Management policy	1. 《扶持海工装备深远海养殖平台政策措施》等国家政策 2. 深远海养殖产业发展规划	[10-11,20]

下载: 导出CSV

表 2 1~10 阶矩阵的平均随机一致性指标 RI 值

Table 2. Average random consistency index RI value of 1–10 order matrix

n	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
一致性指标 RI	0	0	0.52	0.89	1.12	1.24	1.32	1.41	1.46	1.49

下载: 导出CSV

表 3 九级标度法

Table 3. Nine scale method

标度 Scale	标度的含义 Definition of scale
1	两个指标相比较，同样重要
3	两个指标相比较，一个指标比另一个指标稍微重要
5	两个指标相比较，一个指标比另一个指标比较重要
7	两个指标相比较，一个指标比另一个指标十分重要
9	两个指标相比较，一个指标比另一个指标绝对重要
2、4、6、8	上述两相邻判断的中值

下载: 导出CSV

表 4 准则层判断矩阵

Table 4. Criteria layer judgment matrix

评估体系 F (CR=0.001 5)	自然因素 Nature factor (N)	社会因素 Social factor (S)	限制性因素 Limiting factor (L)	相对权重 Relative Weight (W)
自然因素 N	1.000 0	8.000 0	3.000 0	0.681 6
社会因素 S	0.125 0	1.000 0	0.333 3	0.082 0
限制性因素 L	0.333 3	3.000 0	1.000 0	0.236 4

下载: 导出CSV

表 7 限制性因素判断矩阵

Table 7. Judgment matrix of limiting factor

限制性因素 L (CR=0.0015)	L1	L2	L3	相对权重 Relative Weight (W)
L1	1.000 0	3.000 0	8.000 0	0.681 6
L2	0.333 3	1.000 0	3.000 0	0.236 4
L3	0.125 0	0.333 3	1.000 0	0.082 0

下载: 导出CSV

表 5 自然因素判断矩阵

Table 5. Judgment matrix of natural factor

自然因素 N (CR=0.037 8)	N1	N2	N3	N4	N5	N6	N7	相对权重 Relative Weight (W)
N1	1.000 0	2.000 0	7.000 0	4.000 0	2.000 0	3.000 0	5.000 0	0.312 9
N2	0.500 0	1.000 0	6.000 0	3.000 0	0.500 0	1.000 0	4.000 0	0.168 0
N3	0.142 9	0.166 7	1.000 0	0.500 0	0.200 0	0.333 3	1.000 0	0.039 0
N4	0.250 0	0.333 3	2.000 0	1.000 0	0.500 0	0.500 0	4.000 0	0.088 5
N5	0.500 0	2.000 0	5.000 0	2.000 0	1.000 0	3.000 0	4.000 0	0.218 8
N6	0.333 3	1.000 0	3.000 0	2.000 0	0.333 3	1.000 0	5.000 0	0.132 5
N7	0.200 0	0.250 0	1.000 0	0.250 0	0.250 0	0.200 0	1.000 0	0.040 2

下载: 导出CSV

表 6 社会因素判断矩阵

Table 6. Judgment matrix of social factor

社会因素 S (CR=0.019 2)	S1	S2	S3	S4	相对权重 Relative Weight (W)
S1	1.000 0	0.333 3	0.500 0	3.000 0	0.171 5
S2	3.000 0	1.000 0	2.000 0	5.000 0	0.470 9
S3	2.000 0	0.500 0	1.000 0	4.000 0	0.284 0
S4	0.333 3	0.200 0	0.250 0	1.000 0	0.073 6

下载: 导出CSV

参考文献(37)

[1]	李文蕾, 李淑翠, 李达, 等. 我国海水网箱养殖业的现状与前景分析[J]. 科技资讯, 2018, 12: 237, 239. doi: 10.16661/j.cnki.1672-3791.2018.12.237
[2]	农业农村部渔业渔政管理局, 全国水产技术推广总站, 中国水产学会. 2020中国渔业统计年鉴[M]. 北京: 中国农业出版社, 2020: 21.
[3]	农业部渔业局. 中国渔业统计年鉴[M]. 北京: 中国农业出版社, 2000: 24.
[4]	FALCONER L, TELFER T C, ROSS L G. Investigation of a novel approach for aquaculture site selection[J]. J Environ Manage, 2016, 181: 791-804. doi: 10.1016/j.jenvman.2016.07.018
[5]	石建高, 王鲁民, 徐君卓, 等. 深水网箱选址初步研究[J]. 现代渔业信息, 2008, 23(2): 9-12, 22.
[6]	ROSS L G, FALCONER L L, MENDOZA A C, et al. Spatial modelling for freshwater cage location in the Presa Adolfo Mateos Lopez (El Infiernillo), Michoacán, México[J]. Aquac Res, 2011, 42(6): 797-807. doi: 10.1111/j.1365-2109.2010.02689.x
[7]	林勇, 刘述锡, 关道明, 等. 基于GIS的虾夷扇贝养殖适宜性综合评价——以北黄海大小长山岛为例[J]. 生态学报, 2014, 34(20): 5984-5992.
[8]	RADIARTA I N, SAITOH S I, MIYAZONO A. GIS-based multi-criteria evaluation models for identifying suitable sites for Japanese scallop (Mizuhopecten yessoensis) aquaculture in Funka Bay, southwestern Hokkaido, Japan[J]. Aquaculture, 2008, 284(1/2/3/4): 127-135.
[9]	LONGDILL P C, HEALY T R, BLACK K P. An integrated GIS approach for sustainable aquaculture management area site selection[J]. Ocean Coast Manage, 2008, 51(8/9): 612-624.
[10]	SHIH Y C. Integrated GIS and AHP for marine aquaculture site selection in Penghu Cove in Taiwan[J]. J Coast Zone Manag, 2017, 20(1): 1-6.
[11]	于谨凯, 于高燕. 基于空间多标准分析的海水养殖空间布局优化标准研究[J]. 科技管理研究, 2017, 37: 246-252. doi: 10.3969/j.issn.1000-7695.2017.23.036
[12]	胡昱, 郭根喜, 汤涛林, 等. 基于MCGS的深水网箱自动投饵远程控制系统的设计[J]. 渔业科学进展, 2010, 31(6): 110-115. doi: 10.3969/j.issn.1000-7075.2010.06.016
[13]	刘吉伟, 王宏策, 魏鸿磊. 深水网箱养殖自动投饵机控制系统设计[J]. 机电工程技术, 2018, 47: 145-148. doi: 10.3969/j.issn.1009-9492.2018.03.040
[14]	邓素芳, 杨有泉, 陈敏. 全自动饵料精量投喂装置的研究[J]. 农机化研究, 2010, 32: 103-105, 109. doi: 10.3969/j.issn.1003-188X.2010.05.029
[15]	郭根喜, 陶启友, 黄小华, 等. 深水网箱养殖装备技术前沿进展[J]. 中国农业科技导报, 2011, 13: 44-49. doi: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.01.07
[16]	桂福坤, 王萍, 吴常文. 适应条件对鱼类续航游泳能力的影响[J]. 水产学报, 2010, 34(8): 1227-1235.
[17]	FALCONER L, HUNTER D C, SCOTT P C, et al. Using physical environmental parameters and cage engineering design within GIS-based site suitability models for marine aquaculture[J]. Aquac Environ Interac, 2013, 4(3): 223-237. doi: 10.3354/aei00084
[18]	邢聪聪, 赵蓓, 刘娜娜, 等. 我国海洋资源环境承载力评价指标体系和评价方法[J]. 海洋开发与管理, 2019, 36: 33-35.
[19]	邱明, 张燕, 隋传国, 等. 基于GIS的深水网箱养殖适宜性评价——以长海县为例[J]. 渔业研究, 2018, 40(6): 449-457.
[20]	READ P, FERNANDES T. Management of environmental impacts of marine aquaculture in Europe[J]. Aquaculture, 2003, 226(1/2/3/4): 139-163.
[21]	廖静. 广东深水网箱: 拓展海水养殖新空间[J]. 海洋与渔业, 2017(7): 34-35.
[22]	KLAOUDATOS S D, SMITH J, BOGDANOS K, et al. Assessment of site specific benthic impact of floating cage farming in the eastern Hios island, Eastern Aegean Sea, Greece[J]. J Exp Mar Biol Ecol, 2006, 338(1): 96-111. doi: 10.1016/j.jembe.2006.07.002
[23]	高勤峰, 张恭, 董双林. 网箱养殖生态学研究进展[J]. 中国海洋大学学报(自然科学版), 2019, 49: 7-17. doi: 10.16441/j.cnki.hdxb.20180350
[24]	徐琰斐, 徐皓, 刘晃, 等. 中国深远海养殖发展方式研究[J]. 渔业现代化, 2021, 48: 9-15. doi: 10.3969/j.issn.1007-9580.2021.02.002
[25]	周晓林, 姬广闻, 焦仁育, 等. 网箱养鱼自动投饵机的设计与应用[J]. 淡水渔业, 2003, 33: 36-37. doi: 10.3969/j.issn.1000-6907.2003.06.012
[26]	狄乾斌, 韩旭. 国土空间规划视角下海洋空间规划研究综述与展望[J]. 中国海洋大学学报(社会科学版), 2019(5): 59-68.
[27]	AGUILAR-MANJARREZ J, KAPTESTY J, SOTO D. The potential of spatial planning tools to support the ecosystem approach to aquaculture[R]. Rome: FAO, 2010.
[28]	童英华, 冯忠岭, 张占莹. 基于AHP的雾霾影响因素评价分析[J]. 西南师范大学学报(自然科学版), 2020, 45(3): 87-94.
[29]	ELIF N E, İSMAIL E. A study on shopping malls performance criterias analysis using AHP method[J]. J Polytech, 2019, 23(1): 85-95.
[30]	KAPETSKY J M, HILL J M, WORTHY L D. A geographical information system for catfish farming development[J]. Aquaculture, 1988, 68(4): 311-320. doi: 10.1016/0044-8486(88)90245-1
[31]	洪志国, 李焱, 范植华, 等. 层次分析法中高阶平均随机一致性指标(RI)的计算[J]. 计算机工程与应用, 2002, 38(12): 4. doi: 10.3321/j.issn:1002-8331.2002.12.017
[32]	曹索贝, 杨荣美. “双碳”目标下构建甘肃电力行业碳审计评价指标体系——基于DSR-AHP模型分析[J]. 陇东学院学报, 2022, 33: 34-39. doi: 10.3969/j.issn.1674-1730.2022.05.008
[33]	李彦平, 刘大海, 姜伟, 等. 国土空间规划视角下海洋空间用途管制的关键问题思考[J]. 自然资源学报, 2022, 37: 895-909.
[34]	农昀. 国土空间规划视角下的海洋空间规划编制思考[C]//2020/2021中国城市规划年会暨2021中国城市规划学术季. 成都: 中国城市规划学会, 2021: 86-92.
[35]	房卓, 沈忱, 徐杏, 等. 基于层次分析法的汕头港内陆港选址研究[J]. 水运工程, 2020(12): 70-75. doi: 10.3969/j.issn.1002-4972.2020.12.012
[36]	ALI H. A systematic bibliometric analysis of the analytic hierarchy process from 1980 to 2020[J]. Int J Bibliometrics Business Manage, 2022, 2(2): 148-169. doi: 10.1504/IJBBM.2022.125988
[37]	江海浩, 周书葵, 陈朝猛, 等. 基于改进DRASTIC模型、GIS和层次分析法(AHP)的地下水U(VI)污染风险评价[J]. 环境工程, 2015, 33(3): 113-117, 130.