山東省海洋資源環(huán)境承載力評價(jià)研究

丁曉雅，何家理

（1.上海海洋大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，上海 201306；2.安康學(xué)院陜南鄉(xiāng)村振興研究中心，陜西 安康 725000）

海洋資源環(huán)境承載力是指一定時(shí)期和區(qū)域范圍內(nèi)，在海洋環(huán)境保持穩(wěn)定狀態(tài)、海洋資源結(jié)構(gòu)符合可持續(xù)發(fā)展理念的條件下，人類多樣的社會活動(dòng)足以被海洋資源環(huán)境系統(tǒng)所承載的能力[1]。針對海洋資源環(huán)境承載力的內(nèi)涵，諸多學(xué)者展開了不同層面的研究。韓增林等認(rèn)為海洋資源環(huán)境承載力包括兩方面含義，一方面是承壓部分，即海洋資源子系統(tǒng)與海洋環(huán)境子系統(tǒng)的供給調(diào)節(jié)能力，另一方面是壓力部分，即人口數(shù)量增長、社會經(jīng)濟(jì)規(guī)模發(fā)展對海洋的影響程度[2]。STOJANOVIC等認(rèn)為海洋資源環(huán)境承載力是以海洋環(huán)境保持健康方向發(fā)展為前提條件，海洋資源滿足支撐人類社會發(fā)展的能力[3]。針對海洋資源環(huán)境承載力問題，諸多學(xué)者運(yùn)用不同的研究方法進(jìn)行探索，李愛等采用基于GIS的海洋資源環(huán)境邊際機(jī)會成本評估和基于邊際效應(yīng)分析的海洋資源環(huán)境承載力評估模型，建立海洋資源環(huán)境承載力的評估理論和方法進(jìn)行研究[4]。李明等采用多維狀態(tài)空間法從宏觀和綜合的角度定量描述研究區(qū)海域承載力系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)狀況與理想狀態(tài)[5]。趙蕾等依據(jù)海洋局發(fā)布的相關(guān)評估標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建河北省昌黎縣海洋資源承載力評價(jià)指標(biāo)體系，采用專項(xiàng)評價(jià)與綜合評價(jià)相結(jié)合的方法，對研究區(qū)域海洋資源環(huán)境承載力展開評估研究[6]。為解決海洋環(huán)境承載力發(fā)展問題，學(xué)者們提出不同的研究對策。蓋美等[7]針對不同省份的研究結(jié)果，提出調(diào)整海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新海洋新能源產(chǎn)業(yè)，加大環(huán)保投資、立體利用海洋資源，發(fā)展海洋集約產(chǎn)業(yè)等對策。張曉昱等對連云港提高海洋資源環(huán)境承載力提出提升城鎮(zhèn)生活污水處理力度，控制海岸線開發(fā)規(guī)模，合理開發(fā)利用無居民海島等對策[8]。蘇子龍等從法律管治角度出發(fā)，提出完善近岸海域生態(tài)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)體系、嚴(yán)格遵守海洋用途管制的對策[9]。

山東省是中國的海洋大省，在國家政策導(dǎo)向下實(shí)施了《山東省“十三五”海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》《山東省海洋主體功能區(qū)規(guī)劃》《山東海洋生態(tài)文明建設(shè)規(guī)劃（2016—2020年）》等一系列規(guī)劃文件，始終將大力發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)并保持山東“藍(lán)色優(yōu)勢”作為發(fā)展的重要戰(zhàn)略。近10年來山東省海洋生產(chǎn)總值保持逐年遞增的態(tài)勢，2018年達(dá)到1.4萬億元，同比增長5.4%，占山東省生產(chǎn)總值19.9%，在總量上已達(dá)到全國海洋生產(chǎn)總值的六分之一以上。然而，山東省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展仍面臨著戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)力不足、高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化率低、海洋傾廢治理的忽視、高耗能污染產(chǎn)業(yè)牽制海洋生態(tài)健康等問題，對海洋資源環(huán)境承載力造成較大的壓力和威脅。因此，準(zhǔn)確把握山東省海洋資源環(huán)境承載力演變特征及影響因素，對于提升山東省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿?，打造國?nèi)一線海洋大省具有重要意義。本文通過構(gòu)建山東省海洋資源環(huán)境承載力評價(jià)體系，采用熵權(quán)TOPSIS模型對山東省2007—2017年海洋資源環(huán)境承載力水平進(jìn)行定量分析，明確山東省海洋資源環(huán)境開發(fā)面臨的主要問題并提出針對性調(diào)整策略，以期為山東省海洋經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型及可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 模型構(gòu)建

1.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)歸納總結(jié)已有的研究成果，參照聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO，1977）評價(jià)思路和框架，遵循科學(xué)性、代表性、特色性的指標(biāo)構(gòu)建原則，結(jié)合研究區(qū)域?qū)嶋H特征和狀況以確保各項(xiàng)指標(biāo)具有典型性，本文從海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展、海洋資源承載和海洋環(huán)境承載3個(gè)方面選取了29個(gè)具體評價(jià)指標(biāo)組成山東省海洋資源環(huán)境承載力評價(jià)指標(biāo)體系（見表1）。

指標(biāo)體系中的3個(gè)系統(tǒng)相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，共同反映海洋資源承載力狀況。海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展子系統(tǒng)共包含12個(gè)指標(biāo)，主要從人口指數(shù)、經(jīng)濟(jì)指數(shù)和涉海經(jīng)濟(jì)3個(gè)維度反映海洋區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)力、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)狀況和人民生活水平，構(gòu)成海洋資源環(huán)境承載力的經(jīng)濟(jì)資源基礎(chǔ)，是海洋環(huán)境承載力的核心。海洋資源承載子系統(tǒng)共包含8個(gè)指標(biāo)，主要從海洋資源、能源資源兩個(gè)維度反映海洋開發(fā)對資源要素的限制程度和發(fā)展社會經(jīng)濟(jì)對海洋資源的消耗需求。海洋環(huán)境承載子系統(tǒng)共包含9個(gè)指標(biāo)，主要從生態(tài)狀況、污染治理狀況兩個(gè)維度反映經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展過程中對海洋環(huán)境的污染與治理情況。

1.2 研究方法和模型

1.2.1 熵權(quán)TOPSIS

“熵”一詞是由德國物理學(xué)家克勞修斯（K.Clausius）提出，將其應(yīng)用于熱力學(xué)中，表示一個(gè)物質(zhì)系統(tǒng)的能量衰竭程度[10]。熵作為描述物質(zhì)系統(tǒng)狀態(tài)的一個(gè)函數(shù)時(shí)，被用來描述一個(gè)隨機(jī)變量的不確定程度[11]，而在指標(biāo)評價(jià)體系中，通過對“熵”值計(jì)算確定各指標(biāo)權(quán)重，獲得各項(xiàng)指標(biāo)初始值的差異程度[12-13]。

TOPSIS模型是根據(jù)有效個(gè)評價(jià)對象和理想化目標(biāo)的接近程度進(jìn)行相對優(yōu)劣評價(jià)的綜合評價(jià)方法?；驹硎歉鶕?jù)評價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值與其權(quán)重構(gòu)成的規(guī)范化矩陣確定評價(jià)指標(biāo)的正負(fù)理想解，再計(jì)算評價(jià)指標(biāo)綜合向量與正、負(fù)理想解之間的歐幾里得距離[14]，通常用于多目標(biāo)決策[15-16]。與單一的評價(jià)目標(biāo)相比，TOPSIS模型普遍適用性更強(qiáng)。熵權(quán)TOPSIS評價(jià)模型采用熵權(quán)法與TOPSIS法相結(jié)合的方式，得到評價(jià)指標(biāo)的客觀權(quán)重，科學(xué)的反應(yīng)評價(jià)指標(biāo)的相對權(quán)重和隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)發(fā)展方向。因此，本文選用熵權(quán)TOPSIS模型評價(jià)2007—2017年山東省海洋資源環(huán)境承載力狀況。

1.2.2 基于熵權(quán)TOPSIS的海洋資源承載力評價(jià)模型

（1）標(biāo)準(zhǔn)化評價(jià)矩陣構(gòu)建

根據(jù)所選取指標(biāo)建立原始評價(jià)指標(biāo)矩陣V=（vij）m×n，vij為第i個(gè)指標(biāo)第j年的原始數(shù)值，i=1，2，…，m，m為被評價(jià)指標(biāo)數(shù)；j=1，2，…，n，n為被評價(jià)年份數(shù)。

根據(jù)指標(biāo)對評價(jià)結(jié)果的作用方向進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理得到標(biāo)準(zhǔn)化評價(jià)矩陣，其公式分別為：

正向指標(biāo)：

式中：max（xij）、min（xij）分別代表評價(jià)區(qū)域內(nèi)指標(biāo)的最大值、最小值；p是適中指標(biāo)在評價(jià)區(qū)域內(nèi)的最優(yōu)值；n是被評價(jià)的年份。標(biāo)準(zhǔn)化處理后得到標(biāo)準(zhǔn)化矩陣：

設(shè)Z+表示評價(jià)數(shù)據(jù)中第i個(gè)指標(biāo)在j年內(nèi)的最大值，稱Z+是正理想值；Z-表示評價(jià)數(shù)據(jù)中第i個(gè)指標(biāo)在第j年內(nèi)的最小值，稱Z-是負(fù)理想值。

取Dj+為第j個(gè)指標(biāo)與yj+的距離，Dj-為第j個(gè)指標(biāo)與yj-的距離。

（6）綜合評價(jià)指數(shù)計(jì)算

令fj表示第j年海洋資源環(huán)境承載力綜合評價(jià)指數(shù)，fj∈[0，1]，當(dāng)fj取值越接近1表示海洋資源環(huán)境承載力越高，越接近0表示海洋資源環(huán)境承載力越低。計(jì)算公式為：

2 實(shí)證研究

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文所用的數(shù)據(jù)主要來源于山東省2007—2017年統(tǒng)計(jì)年鑒、統(tǒng)計(jì)公報(bào)、海洋環(huán)境公報(bào)、海洋災(zāi)害公報(bào)，2007—2017年中國海洋統(tǒng)計(jì)年鑒、中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒、中國近岸海域環(huán)境質(zhì)量公報(bào)，山東省海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測信息網(wǎng)、山東省海洋與漁業(yè)信息網(wǎng)等統(tǒng)計(jì)資料。

2.2 實(shí)證計(jì)算

將原始評價(jià)指標(biāo)矩陣通過公式（2）—（4）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，標(biāo)準(zhǔn)化處理結(jié)果根據(jù)公式（6）—（7）計(jì)算得到各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，具體結(jié)果見表2。進(jìn)而根據(jù)公式（8）—（9）確定根據(jù)公式確定正、負(fù)理想解，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化矩陣，通過公式（10）—（11）得到2007—2017年山東省海洋資源環(huán)境承載力與正、負(fù)理想解的距離，結(jié)果見表3。根據(jù)結(jié)果通過公式（12）可得到綜合評價(jià)指數(shù)。

表2 海洋資源環(huán)境承載力的各評價(jià)指標(biāo)權(quán)重

表3 海洋資源環(huán)境承載力靠近/偏離正、負(fù)理想解距離

2.3 結(jié)果分析

從綜合角度來看，如圖1所示，山東省2007—2017年海洋資源環(huán)境承載力變化趨勢R2為0.8，整體呈現(xiàn)明顯上升趨勢，僅2009年出現(xiàn)小幅下降。為了更有效地了解山東省3個(gè)子系統(tǒng)的海洋資源環(huán)境承載力動(dòng)態(tài)演化趨勢，本文進(jìn)一步計(jì)算了3個(gè)子系統(tǒng)的海洋資源環(huán)境承載力數(shù)值，山東省海洋資源環(huán)境承載力及3個(gè)子系統(tǒng)的具體變化情況見圖1。

圖1 2007—2017年山東省海洋資源環(huán)境承載力水平

從海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展子系統(tǒng)看（圖2），山東省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)總體呈波動(dòng)上升趨勢，R2為0.81。其中2009年指數(shù)值是0.141為最低。2009年山東省GDP產(chǎn)值為34 219.28億元，GDP年均增速僅為9.6%，而2008年、2010年的GDP年均增速分別為的20.1%、15.6%，另外，2009年海洋生產(chǎn)總值的增速與其他年份相比較緩慢。究其原因，可以歸因于2008年國際金融危機(jī)等經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)以外的外部因素沖擊使山東省2009年GDP受到一定影響。2009—2017年經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)從0.141上升至0.588，始終保持積極的上升狀態(tài)，雖然2017年有輕微下降趨勢，但是整體數(shù)值表明山東省海洋經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增長變化，為海洋資源環(huán)境承載力提供了較為堅(jiān)實(shí)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。近幾年，山東省出臺了《山東省海洋主體功能區(qū)規(guī)劃》《山東省“十三五”海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》《山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展規(guī)劃》等一系列政策以促進(jìn)山東省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展，推動(dòng)海洋經(jīng)濟(jì)走可持續(xù)發(fā)展道路。

圖2 2007—2017年山東省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平

從海洋資源承載子系統(tǒng)看（圖3），山東省海洋資源承載力整體波動(dòng)上升趨勢，R2為0.42。其中2010年海洋資源承載水平最低，指數(shù)值為0.333；2017年承載力水平最高，指數(shù)值為0.674。2015—2017年山東海洋資源承載水平處于不斷向上發(fā)展的過程。2015年，黨中央和國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見》，意見明確指出：“根據(jù)海洋資源環(huán)境承載力，提高海洋資源集約節(jié)約利用和綜合開發(fā)水平。”山東省政府對意見足夠重視，落實(shí)到實(shí)際之中，2015—2017年，山東省人均海水養(yǎng)殖面積、人均海域面積、人均海域?yàn)┩棵娣e不斷增加，單位GDP能耗增長速度、單位工業(yè)增加值能耗增長速度和單位GDP電耗增長速度這三個(gè)指標(biāo)一直處于優(yōu)化提升狀態(tài)，這表明山東省政府對意見積極響應(yīng)的各種政策對海洋環(huán)境承載力水平發(fā)展起著重要的貢獻(xiàn)作用。

圖3 2007—2017年山東省海洋資源承載水平

從海洋環(huán)境承載子系統(tǒng)看（圖4），山東省海洋環(huán)境承載整體力呈現(xiàn)緩慢上升趨勢，R2為0.47。其中2011年海洋環(huán)境承載力水平最低，指數(shù)值為0.407；2016年海洋環(huán)境承載力水平最高，指數(shù)值為0.707。在2011年，廢水中化學(xué)需氧量排放量為198.25萬噸，是2010年廢水中化學(xué)需氧量排放量的3.19倍；工業(yè)固體廢物綜合利用率由93.2%降至92.0%；海洋自然保護(hù)區(qū)面積比重由6.8%降至5.0%。2011年11月21日，山東省政府發(fā)布《山東省“十二五”節(jié)能減排綜合性工作實(shí)施方案》，方案中提出要實(shí)施水污染物減排重點(diǎn)工程、實(shí)施大氣污染物減排重點(diǎn)工程，合理控制能源消費(fèi)總量，抑制高耗能、高排放行業(yè)過快增長等要求，致力于山東省節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)。在2011年之后，海洋環(huán)境承載力水平恢復(fù)平穩(wěn)上升的過程，海洋環(huán)境的保護(hù)問題得到政府的視角重視和戰(zhàn)略關(guān)注，專門出臺了《山東省海洋生態(tài)文明建設(shè)規(guī)劃（2016—2020年）》《山東省海洋環(huán)境保護(hù)條例》《關(guān)于加強(qiáng)濱海濕地保護(hù)嚴(yán)格管控圍填海的實(shí)施方案》等政策文件，有力地保障了海洋環(huán)境承載力處于較好的水平。

圖4 2007—2017年山東省海洋環(huán)境承載水平

3 結(jié)語

本文遵循科學(xué)性、代表性、特色性的指標(biāo)構(gòu)建原則，從經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境承載三方面構(gòu)建海洋資源環(huán)境承載力指標(biāo)體系，以山東省為例開展了山東省海洋資源環(huán)境承載力實(shí)證分析研究。得出3點(diǎn)結(jié)論：

（1）2007—2017年山東省海洋資源環(huán)境承載力總體呈現(xiàn)明顯上升趨勢，雖然在2009年和2015年受海洋經(jīng)濟(jì)、海洋資源兩方面的同時(shí)影響出現(xiàn)小幅度下滑波動(dòng)，但是在2009—2014年整體上升趨勢明顯，2015年之后又呈現(xiàn)上升趨勢。研究表明，山東省各個(gè)時(shí)期的海洋環(huán)境保護(hù)與污染治理等方面的政策對山東省海洋資源環(huán)境承載力提升方面起到了較為積極的作用。

（2）從各子系統(tǒng)看，海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展總體呈現(xiàn)上升趨勢，其中由于2008年金融危機(jī)的影響，2009年出現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)斷崖式滑坡，2009年后經(jīng)濟(jì)發(fā)展一直保持上升狀態(tài)。海洋資源承載整體呈波動(dòng)上升趨勢，其中2010年海洋資源承載水平最低，指數(shù)值為0.333；2017年承載力水平最高，指數(shù)值為0.674。海洋環(huán)境承載整體呈現(xiàn)緩慢上升趨勢，其中2011年海洋環(huán)境承載力水平最低，指數(shù)值為0.407；2016年海洋環(huán)境承載力水平最高，指數(shù)值為0.707。

（3）當(dāng)前，山東省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，但是海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)會給海洋資源環(huán)境系統(tǒng)帶來影響。因此，未來必須調(diào)整海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展機(jī)制，堅(jiān)持海洋資源開發(fā)和保護(hù)并重，提高海洋資源綜合利用效率，從而促進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)共進(jìn)。

海洋資源環(huán)境承載力是一個(gè)隨著時(shí)間推移發(fā)生動(dòng)態(tài)變化的概念，在以后的研究中，要不斷地優(yōu)化指標(biāo)的選取方法和承載力計(jì)算模型，增加對區(qū)域海洋資源環(huán)境承載力的未來趨勢分析，以便更科學(xué)地探尋海洋資源環(huán)境開發(fā)和海洋經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的結(jié)合路徑。