南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性評估

鐘舜丹，劉　炎，鐘順洋，何均琳*

(1.福建農(nóng)林大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，福建 福州 350002； 2.中國海洋大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，山東 青島 266100)

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*為通訊作者。

南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性評估

鐘舜丹1，劉炎2，鐘順洋1，何均琳1*

(1.福建農(nóng)林大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，福建 福州 350002； 2.中國海洋大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，山東 青島 266100)

[摘要]將模糊綜合評價模型應(yīng)用于南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性評估研究，選取14個指標(biāo)對2003-2013年南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性進(jìn)行評價。結(jié)果顯示，近年來南海近海海域生態(tài)環(huán)境整體狀況較為脆弱，呈現(xiàn)中度脆弱或強(qiáng)度脆弱。影響南海生態(tài)環(huán)境脆弱性的主要因素為工業(yè)廢水排放量、治理廢水項目數(shù)量、海洋科技從業(yè)人員數(shù)量和海洋科研機(jī)構(gòu)數(shù)量。據(jù)此提出了加強(qiáng)海洋環(huán)保宣傳、控制污水排放入海、建立污染預(yù)警機(jī)制、大力發(fā)展海洋科技等發(fā)展對策。

[關(guān)鍵詞]南海近海海域；模糊綜合評價；生態(tài)環(huán)境；脆弱性評估

[DOI]10.13322/j.cnki.fjsk.2016.02.010

黨的十八大明確提出“建設(shè)海洋強(qiáng)國”發(fā)展戰(zhàn)略，海洋經(jīng)濟(jì)日益成為推動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)型升級的重要推力，也成為帶動沿海經(jīng)濟(jì)圈發(fā)展的新亮點(diǎn)。然而，受人類對海岸帶的開發(fā)和破壞、陸源污染物的過度排放等因素影響，近海海域的生物環(huán)境破壞與水域污染愈加嚴(yán)重，海洋生物多樣性不斷減少，海洋生態(tài)與經(jīng)濟(jì)非協(xié)調(diào)發(fā)展逐漸顯現(xiàn)。南海海岸具有豐富的水產(chǎn)資源和良好的區(qū)位優(yōu)勢，沿海地區(qū)包括廣東、廣西和海南三省，涵蓋珠江三角洲經(jīng)濟(jì)區(qū)、環(huán)北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)兩大經(jīng)濟(jì)圈。南海沿海地區(qū)在快速發(fā)展的同時，其近海海域顯現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境問題日益嚴(yán)峻。據(jù)國家海洋局南海分局監(jiān)測顯示，2014年南海近海海域50%的監(jiān)測排污口鄰近海域水質(zhì)不能滿足所在海洋功能區(qū)要求；入海排污口的污染物排放達(dá)標(biāo)率不高，其中工業(yè)類排污口77%、排污河63%、市政類排污口55%[1]；近海局部海域污染依然嚴(yán)重，其中珠江口大部分海域呈重度富營養(yǎng)化。因此，為了加快南海沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)圈的可持續(xù)發(fā)展，推進(jìn)海洋生態(tài)文明建設(shè)，應(yīng)對南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性程度進(jìn)行評估，從而制定相應(yīng)改善對策以保護(hù)南海海洋生態(tài)環(huán)境。

近海海域是陸地與海洋交匯的過渡地帶，兼有陸地與海洋兩種不同的環(huán)境特征，同時也是受到陸地、海洋各種外在因素以及人類活動影響最明顯的區(qū)域。脆弱性概念最早在20世紀(jì)60年代由法國學(xué)者Albinet等提出。生態(tài)環(huán)境脆弱性的內(nèi)涵是指生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)在人類活動干擾和外界環(huán)境脅迫作用下所表現(xiàn)出來的易變性以及生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)所做出的可能性響應(yīng)[2]。2008年Lilibeth等對亞洲和拉丁美洲的發(fā)展中國家進(jìn)行了研究，收集有關(guān)全球環(huán)境脆弱性和適應(yīng)性的證據(jù)[3]。2012年Javier等通過對哥倫比亞生態(tài)環(huán)境脆弱性的研究證明了脆弱性概念在環(huán)境影響評價體系中的合理性[4]。我國學(xué)者早在1996年提出評價黃土高原生態(tài)環(huán)境脆弱性的數(shù)學(xué)方法，并對黃土高原105個水土流失重點(diǎn)縣進(jìn)行了生態(tài)環(huán)境脆弱性指標(biāo)計算[5]。模糊綜合評價方法能夠兼顧各種復(fù)雜的影響條件，對無法定量的模糊因素進(jìn)行定量分析，該方法能夠較為全面和準(zhǔn)確地對具體事物作出綜合評價；能對科技成果等抽象事物進(jìn)行綜合評價，用定量手段解決抽象事物綜合評價中的定性問題，使評價結(jié)果具有直觀性；能對水環(huán)境質(zhì)量所涉及大量復(fù)雜現(xiàn)象和多種因素的相互作用進(jìn)行綜合評價，評價標(biāo)準(zhǔn)涉及大量模糊概念和模糊現(xiàn)象。

一、評估指標(biāo)體系的建立

指標(biāo)體系的建立是評估生態(tài)環(huán)境脆弱性的關(guān)鍵，本文遵循科學(xué)性、整體性、層次性等原則，構(gòu)建南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性的指標(biāo)體系。它包括目標(biāo)層、項目層和指標(biāo)層，其中以生態(tài)環(huán)境脆弱性作為第一層次目標(biāo)層，用以評估研究近海海域空間結(jié)構(gòu)特征及其生態(tài)脆弱度；第二層次為項目層，主要包括生態(tài)環(huán)境壓力和生態(tài)環(huán)境調(diào)控兩個項目；第三層次為指標(biāo)層，主要涵蓋每一個項目層上容易搜集或獲取計算得到的指標(biāo)。

生態(tài)環(huán)境壓力項目指人類生存需求和經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的壓力。我國海洋經(jīng)濟(jì)近年來持續(xù)增長，海鹽產(chǎn)量已位居世界第一，同時近海的過度捕撈給生態(tài)環(huán)境帶來較大壓力；同時，根據(jù)國家海洋局頒布的《中國海洋環(huán)境狀況公報》，沿海地區(qū)的廢水排放是影響我國近岸海域環(huán)境質(zhì)量最主要的污染源，而且海洋赤潮已經(jīng)成為我國目前主要的海洋災(zāi)害之一[6]。因此，本文選取海洋生產(chǎn)總值、海洋捕撈產(chǎn)量、海鹽產(chǎn)量、工業(yè)廢水排放量、油氣開發(fā)生產(chǎn)和生活污水排放量以及赤潮面積等7個指標(biāo)作為生態(tài)環(huán)境壓力項目的指標(biāo)。

生態(tài)環(huán)境調(diào)控項目指對生態(tài)環(huán)境保護(hù)與治理的力度和效果。對近海海域生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，一方面建立生態(tài)保護(hù)區(qū)，能夠促進(jìn)近海海域生物多樣性的保護(hù)；另一方面，加強(qiáng)海洋管理和提升海洋科研水平，能夠降低近海海域生態(tài)環(huán)境的脆弱性。治理的目標(biāo)在于廢水的排放，治理效果則主要體現(xiàn)在海域的清潔、海水可養(yǎng)殖的范圍等。此外，國家海洋局頒布的《中國海洋環(huán)境狀況公報》顯示，近海海域污染物要素含量最多為無機(jī)氮，而氨氮是各類型氮中危害影響最大的一種形態(tài)，是水體是否清潔的標(biāo)志[6]。因此，本文選取海洋類型自然保護(hù)區(qū)數(shù)量、海洋科技從業(yè)人員數(shù)量、海洋科研機(jī)構(gòu)數(shù)量、治理廢水項目數(shù)量、較清潔海域面積、海水可養(yǎng)殖面積以及全海域氨氮含量等7個指標(biāo)作為生態(tài)環(huán)境調(diào)控項目的指標(biāo)。

二、南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性評估過程

依據(jù)模糊綜合評價的基本原理和步驟，結(jié)合影響南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性的諸多因素，對南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性進(jìn)行評估。

(一)設(shè)定評估因素集及評價集

結(jié)合南海近海海域的實(shí)際情況，從生態(tài)環(huán)境壓力和生態(tài)環(huán)境調(diào)控等2個方面，構(gòu)建南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性評估因素表(表1)。

表1　南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性評估因素表

數(shù)據(jù)來源：《中國海洋統(tǒng)計年鑒》(2004-2014)。

用V=(V1,V2,…,V5) 來表示生態(tài)脆弱性的程度，其對應(yīng)程度描述和量化數(shù)值為V=(微脆弱,輕度脆弱,中度脆弱,強(qiáng)度脆弱,極強(qiáng)脆弱)=(0～1.0,1.1～2.0,2.1～3.0,3.1～4.0,4.1～5.0)。

(二)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理

為了解決指標(biāo)間量綱的差異問題，減小數(shù)量級較大的數(shù)對結(jié)果的影響，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。選取2003-2013年南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，將標(biāo)準(zhǔn)化處理后的各項數(shù)據(jù)極值之差分為4段，得到5個臨界值，分別對應(yīng)脆弱性的5個等級(見表2)。Ⅰ級代表微脆弱，Ⅱ級代表輕度脆弱，Ⅲ級代表中度脆弱，Ⅳ級代表強(qiáng)度脆弱，Ⅴ級代表極強(qiáng)脆弱。

表2　南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性評價標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)來源：《中國海洋統(tǒng)計年鑒》(2004-2014)。

(三)建立隸屬度函數(shù)和評價矩陣

(四)熵值法確定權(quán)重W

使用熵值法確定評估因素的權(quán)重，為多指標(biāo)綜合評價提供依據(jù)。該方法是一種客觀賦權(quán)法，可以避免層次分析法人為打分的主觀性。根據(jù)熵值法，計算得到一級和二級指標(biāo)的權(quán)重值。

2個二級指標(biāo)的權(quán)重分別為：

W1=(0.138,0.135,0.168,0.151,0.149,0.133,0.126)；

W2=(0.105,0.162,0.189,0.169,0.151,0.104,0.119)。

一級指標(biāo)評價矩陣W=(0.539,0.461)。

(五)二級指標(biāo)評價

通過模糊關(guān)系R，將評估因素集U轉(zhuǎn)化為評價集V上的一個模糊集合B，得到模糊綜合評價的數(shù)學(xué)模型：B=W·R。

式中：B為二級綜合評價的結(jié)果；W指評估因素權(quán)重的集合；R指從U到V的一個模糊關(guān)系。

因此，以B1和B2為行向量構(gòu)成二級評價矩陣，得到：

則B=W·R=(0.193,0.220,0.170,0.156,0.262)。

(六)單值化處理

設(shè)給m個等級依次賦以分值v1,v2,…,vm；v1

式中：bj為隸屬于第j等級的隸屬度;ε為選定系數(shù)(ε=1或ε=2 )，計算時取值ε=2,目的是控制較大的bj所起的作用。

根據(jù)數(shù)據(jù)單值化處理方法，計算2013年南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性的模糊評價結(jié)果，得到：B*=3.185。

重復(fù)上述過程，分別對2003-2013年南海近海海域的生態(tài)環(huán)境脆弱性進(jìn)行評價，得到各年份南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性評價結(jié)果(表3)。

表3　2003-2013南海近海海域環(huán)境脆弱性評價結(jié)果

表3表明近年來南海近海海域生態(tài)環(huán)境狀況整體上較為脆弱，呈現(xiàn)中度脆弱或強(qiáng)度脆弱。2003-2005年南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性發(fā)生惡化，由中度脆弱演變?yōu)閺?qiáng)度脆弱。2006-2008年南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性持續(xù)好轉(zhuǎn)，由強(qiáng)度脆弱轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸却嗳?，其中?008年脆弱性指數(shù)2.45為近11年最優(yōu)。2009-2010年南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性再次惡化，到2011年出現(xiàn)好轉(zhuǎn)，脆弱性指數(shù)降至2.691，為中度脆弱。但是2011年以后，南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性又惡化，2012年和2013年的脆弱性指數(shù)分別為3.527和3.185，均為強(qiáng)度脆弱。

三、南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性改善對策

近年來威脅南海近海海域生態(tài)環(huán)境脆弱性的主要因素包括工業(yè)廢水排放量、海洋科技從業(yè)人員數(shù)量、海洋科研機(jī)構(gòu)數(shù)量以及治理廢水項目數(shù)量。次要因素包括油氣開發(fā)生產(chǎn)污水排放量和油氣開發(fā)生活污水排放量以及海洋類型自然保護(hù)區(qū)數(shù)量。針對上述影響因素，為改善南海生態(tài)環(huán)境脆弱性提出以下4點(diǎn)建議。

1.大力發(fā)展海洋科技。(1)支持海洋類院校和研究機(jī)構(gòu)培養(yǎng)更多具備海洋科技知識的專業(yè)人員，如采用高薪機(jī)制吸引人才。加大資金投入，在我國南海海域沿海地區(qū)建立數(shù)量足夠的涉?？蒲袡C(jī)構(gòu)，提高該地區(qū)的海洋科研水平。(2)加大對涉?？蒲袡C(jī)構(gòu)的投資。重點(diǎn)支持海洋環(huán)境監(jiān)測、海洋環(huán)境保護(hù)和海洋資源開發(fā)等領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。

2.控制污水排放入海。政府應(yīng)加大監(jiān)督職能，對海洋開發(fā)活動中產(chǎn)生的污水進(jìn)行嚴(yán)格量化管理。根據(jù)企業(yè)規(guī)模分配污水排放指標(biāo)并嚴(yán)格監(jiān)督企業(yè)污水排放。充分發(fā)揮污水處理廠的作用，對企業(yè)排放污水進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)后排放。從污染源頭入手，減少經(jīng)濟(jì)開發(fā)過程中對環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響。

3.建立污染預(yù)警機(jī)制。強(qiáng)化環(huán)保部門職能，對南海近海海域生態(tài)環(huán)境進(jìn)行常態(tài)化監(jiān)測。明確各時期海水質(zhì)量的變化，確定海水污染的面積，預(yù)測海洋環(huán)境變化趨勢，建立海洋環(huán)境污染預(yù)警機(jī)制，為突發(fā)事件做好準(zhǔn)備。

4.加強(qiáng)海洋環(huán)保宣傳。環(huán)保部門需加大海洋環(huán)境保護(hù)的宣傳力度，提高群眾對海洋環(huán)境保護(hù)的關(guān)注度，提高全社會海洋環(huán)保意識。大力宣傳近些年來發(fā)生的海洋污染事件，突出海洋污染的危害，強(qiáng)調(diào)海洋環(huán)境保護(hù)的重要性。當(dāng)然，在南海區(qū)域環(huán)境保護(hù)合作方面，也應(yīng)當(dāng)遵循循序漸進(jìn)、先易后難的發(fā)展規(guī)律，從整個合作框架及一系列環(huán)保技術(shù)合作入手，形成流暢的溝通渠道，逐步協(xié)調(diào)相關(guān)立法，形成有效穩(wěn)定的環(huán)境保護(hù)機(jī)制。

[參考文獻(xiàn)]

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(責(zé)任編輯： 林小芳)

Eco-environmental vulnerability evaluation of offshore area of South China Sea

ZHONG Shun-dan1, LIU Yan2, ZHONG Shun-yang1, HE Jun-lin1*

(1.CollegeofEconomics，F(xiàn)ujianAgricultureandForestryUniversity，F(xiàn)uzhou,Fujian350002，China；2.CollegeofEconomics，OceanUniversityofChina，Qingdao,Shandong266100，China)

Abstract：Fuzzy comprehensive evaluation model is applied and 14 indicators are collected to evaluate the eco-environmental vulnerability of offshore area of South China Sea from 2003 to 2013.According to the results, the eco-environment of offshore area of South China Sea is fragile, which is moderate vulnerability or high vulnerability. The main determinant factors of eco-environmental vulnerability of offshore area of South China Sea are the discharge amount of industrial wastewater, the quantity of sewage treatment projects, the quantity of marine science researchers and the quantity of marine institutes. Accordingly, the strategies such as strengthening the propaganda of marine environmental protection, controlling sewage discharged into the sea, establishing pollution early warning mechanism, and developing marine science and technology.

Key words：offshore area of South China Sea; fuzzy comprehensive evaluation; eco-environment; vulnerability evaluation

[中圖分類號]X826

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1671-6922(2016)02-0051-04

[作者簡介]鐘舜丹(1990-)，女，碩士研究生。研究方向：農(nóng)業(yè)科技方向研究。

[基金項目]福建省科技廳軟科學(xué)項目(2014R0019)。

[收稿日期]2015-11-03