粉色革命：海平面上升和人口危机双重背景下的对虾养殖业复兴 | Needle 2022成果展 |
粉色革命——
海平面上升和人口危机双重背景下的对虾养殖业复兴
项目背景
斑节对虾是孟加拉国的第二大出口产品，也是该国的主要经济来源之一。数据显示，近年来，斑节对虾全球出口总量逐年增加，而孟加拉国的出口量却有所下降。为了解孟加拉国是如何在激烈的全球贸易竞争中失利的，我们对孟加拉国虾产业链的各环节进行了全面的分析。
斑节对虾出口数据分析
矛盾分析
一方面，由于缺乏虾养殖产业宏观层面的整体规划，其在沿海地区的空间布局不尽合理，产业链各环节及运输过程的损耗增加了成本，降低了虾的品质。产业链内的利益相关方过于冗杂，增加了生产成本。
产业链分析
另一方面，不合理的土地利用透支了土地的环境承载力，破坏了生态，导致孟加拉虾受到全球环保主义者的联合抵制。
虾养殖业带来的环境问题
此外，孟加拉国85%的土地为低平的冲积平原，平均海拔不到10m，持续的海平面上升已经成为虾养殖区和整个国家的一大威胁。
产业链现状布局：海平面上升对斑节对虾的威胁
设计框架
根据上述矛盾分析，我们将设计目标分为三个方面。
+ 优化斑节对虾产业链内部结构，提升虾的品质。
+优化沿海地区斑节对虾产业链空间布局，降低运输损耗。
+ 动态调整产业模式，应对海平面上升带来的风险。
同时罗列出了实现每一个目标所需要用到的研究过程及方法。
设计框架
设计策略
产业链结构优化
斑节对虾从生产到出口的核心环节包括孵化、养殖和加工，产业链结构的优化也围绕这三个环节展开。首先规范每个环节的内部功能与布局，以保证每一环节的产出品质。其次控制各环节之间的运输时间，从野生鱼苗捕捞到孵化场的运输时间不宜超过3h；孵化场到虾养殖基地应控制在3h-6h之间，此过程比现状减少20%的损耗量；虾养殖基地到加工厂运输时长不宜超过6h，此过程比现状减少56%的损耗量。养殖与加工期间筛选出质量不佳的虾可二次利用于饲料制作，为孵化与养殖环节提供饲料。最终，30%的产品流向当地的零售商，70%通过陆运及空运出口。
产业链结构优化
虾养殖模式讨论
依据场地虾池分布特点，将虾池分为环状、线状、面状三种格局。因地制宜地考虑虾池特点和种植养殖产业，提出六种改造模式。根据虾养殖适应性评分结果，每一种虾池布局模式分为高、中、低三种密度，六种改造模式组合应用于三种密度的场地中，形成九个策略。密度越高的场地，应用虾池、其他水产池等；密度越低的场地，应用水稻池、生态湿地池等。
虾养殖策略模式讨论
应对海平面上升的策略
根据全球海平面上升预测数据，我们设置了三个时期的海平面上升情况，分别为2030年上升0.5m、2050年上升1m和2100年上升2m，并用剖透图的形式模拟了随海平面上升的三个时期，产业模式的转变以及产业布局的动态变化。
应对海平面上升的动态策略
基于GIS分析的虾养殖产业链空间布局决策
生产区划分——根据设计策略划分虾养殖产区
Step1——以孟加拉国的沿海地区为研究对象，对人口密度、现状斑节对虾养殖区域、城市位置、市场位置四个影响因素进行叠加分析，确定了15个潜在加工中心。
Step2——考虑到孟加拉国的交通发展不平衡，以及其相当高的人口密度所造成的交通拥堵，我们制定了针对不同陆运水运条件的12条规则，并通过GIS的network analysis分别计算得出15个加工中心的服务半径。
Step3——在获得了每个加工中心的服务半径后，以最少加工中心和最大覆盖面积为原则，通过尝试不同的排列组合，最终选择了一种最优组合，共6个加工中心。
Step4——在GIS中重新计算使得各产区无重叠部分，并且叠加斑节对虾养殖范围，最终确定了六个产区的范围。
产区划分
选择一个典型产区进一步分析，将场地划分为3km×3km的格网，共719个。
孵化场——位置分配
首先，我们制定了五项影响因子进行孵化场的适宜性分析，人为因素有与道路的距离（＜2.5km）、与污染物的距离（＞3km），自然因素有PH值（7-8）、与水源的距离（＜1km）、洪水风险等级（＜6），并通过“是”与“否”的二元打分机制在GIS中分析得出孵化场的适宜区域。接下来，以孵化场服务半径（3h）覆盖整个产区以及数量最少为原则，运用grasshopper进行位置分配分析，最终得出7个孵化场点位。
孵化场选址分析
虾养殖适宜性分析
接下来需要对该区域的虾养殖适宜程度进行评级以辅助决策养殖模式。在此适宜性分析中，确定了三大类共12个影响因子，分别是工程因素（土地利用、高程、坡度、土壤性质）、水质因素（PH值、洪水风险等级、与水源的距离、与污染物的距离）、基础设施因素（与道路的距离、与市场的距离、与孵化场的距离、与加工厂的距离）。
对每个影响因子分别进行适宜性分析（评级指标源自文献），评价结果分为四个等级：3-非常适宜；2-适宜；1-一般适宜；0-不适宜。运用AHP层次分析法计算得出每个因子所占的权重值，并在GIS中运用attribute calculator进行计算得出最终评分结果。
虾养殖适宜性分析评分机制
蓝本模型将整个流域所能拦截的全部地表径流设为V，V由四小部分组成，分别为V1：丰乐水库最大承载能力，V2：丰乐河最大承载能力，V3：流域内不同类型土地的最大抗洪能力，V4：城市下水道系统最大抗洪能力，而V3便包含了西溪南流域水系统的拦截量。再将西溪南流域内的不同类型土地所能拦截的地表径流计算出来相加，就是整个新的水系统所能承载的最大水量。假设西溪南水系统能拦截全部的地表径流，根据公式可以算出其所需的水利设施的数量，从而指导随后的更新改造内容。
虾养殖适宜性分析
该公式可用于计算丰乐河流域的基本土地蓄水量（V3），可以计算出每个小流域的蓄水量。由此可以计算出小流域需要增加多少蓄水量来缓解下游潜在洪水，设计应满足这些需求。通过计算分析，发现西溪南流域具有很强的防洪能力 .并且根据这个地方有独特的水系和水利设施可以很好的达到最终目的。因此可以得出，通过使用之前提出的策略，防洪能力仍会有提高的空间。在西溪南流域，可以根据需求计算不同的雨洪情况，比如处理全部雨洪，或者处理一半的雨洪等，这决定了我们的策略将如何根据计算来实施结果。
总体规划
基于上述虾养殖产业链三个核心环节（加工厂、孵化场、虾养殖基地）的分析与研究，综合考虑场地现状条件（城市区域、森林区域、河流区域），最终决策出每个格网所运用的策略模式，并依据适宜性分析结果确定养殖密度。同时，我们分别预测了2030年、2050年以及2100年的海平面淹没范围，以进一步对场地进行适应性的动态设计。
总体规划
具体设计
根据三种级别的海平面淹没风险，设计选择了三个3kmx3km的典型格网区域进行具体设计，预计分别在2030年、2050年和2100年受到海平面上升的威胁。
为适应海平面而生的动态设计策略共分为三个步骤：+ 在被淹没区域筑带状软质堤，种植红树林以形成第一层防护。
+ 在未来被淹没的临界位置筑第二层软质堤，以形成第二层防护。其内部是长期安全区域，不会遭受洪水风险，因此可以因地制宜地安排内陆养殖模式。
+ 两堤之间形成的缓冲区成为了漫滩养殖的最佳区域，并随海平面变化灵活收缩。
随海平面的上升，这里形成了丰富的红树林湿地环境，不仅可以抵御洪水，还可以作为良好的生态自净系统。逐步显露出来的带状水域也形成了健全的水运网络，环状堤也成为陆运的最佳路径，大大提升了运输效率，并降低运输过程中的损耗。
具体设计（以Site 1为例）
这种针对海平面上升的适应性策略为地势低洼的孟加拉国虾养殖业以及其他农业生产提供了可持续的、与危机长期共存的可能性。同时，基于GIS适宜性分析的虾养殖产业链的空间布局决策，也在最大限度尊重自然的基础上，提升了产品质量与产业链运作效率。这种在空间与时间上的双重安排，不仅解决了当地贫困人口的收入问题，也成为虾养殖国际市场上特殊的存在，有助于提升出口竞争力。
总体鸟瞰
项目完整图纸
