海洋資源環境承載能力理論與測度方法的探索*

國家海洋環境監測中心 大連 116023

海洋資源環境承載能力理論與測度方法的探索*

關道明 張志鋒 楊正先 索安寧

國家海洋環境監測中心 大連 116023

海洋在經濟社會發展全局中的戰略地位日益凸顯，但也面臨資源約束趨緊、環境污染嚴重、生態系統退化的嚴峻形勢，因而建立海洋資源環境承載能力監測預警機制刻不容緩。文章介紹了海洋資源環境承載能力理論與測度方法探索研究的階段性進展，初步構建了基于“驅動力-壓力-狀態-影響-響應”（DPSIR）理論的承載力模型，通過評估海洋資源環境系統進入不可持續過程時的閾值或閾值區間，建立沿海縣級行政區海洋資源環境承載能力的指標體系和評估預警方法，并在京津冀海域開展試評估，結果表明海洋生態退化、岸線過度開發、海域環境污染受損、天然漁業資源衰退是影響河北和天津近岸海域資源環境承載能力的四大主要因素。未來應進一步深化海洋資源環境承載能力測度方法研究和建立監測預警機制，科學客觀評估測度可持續發展水平，探尋疏解沿海地區承載壓力、增強承載能力的有效途徑。

海洋資源環境，承載能力，測度方法，監測預警

DOI 10.16418/j.issn.1000-3045.2016.10.015

我國是海洋大國，海洋是經濟社會發展和生態文明建設的重要領域，為國民經濟和社會發展提供了豐富的資源和廣闊的空間，是化解資源瓶頸、拓展生態空間、創造優美環境的重要保障。當前，我國正處于全面建成小康社會、推進生態文明建設的關鍵時期，“十三五”規劃作出“拓展藍色經濟空間”的戰略部署，提出要“堅持陸海統籌，發展海洋經濟，科學開發海洋資源，保護海洋生態環境，維護海洋權益，建設海洋強國”，海洋資源和生態環境在經濟社會發展全局中的戰略地位日益凸顯。但同時，我國海洋資源環境系統正面臨資源約束趨緊、環境污染嚴重、生態系統退化的嚴峻形勢[1]，對經濟社會發展的承載能力總體不足、局部超載嚴重，難以滿足建設海洋強國和可持續發展的要求。

建立資源環境承載能力監測預警機制是黨的十八屆三中全會提出的一項重大改革任務，是測度經濟社會可持續發展水平，并在此基礎上對不當人為開發活動提出預警并進行科學調控的重要管理抓手。尤其是我國管轄海域，作為半封閉性的陸架邊緣海，承載著流域、海岸帶和海上各類開發活動的壓力，海洋生態問題的滯后性和環境污染的累積性均超過陸地生態系統，海洋的自然連通性使得海洋資源環境問題具有全局性、復合性和代際傳遞性。研究探索海洋資源環境承載能力理論與測度方法，將為建立海陸統籌的全國資源環境承載能力監測預警機制提供重要支撐。

1 理論框架探索

1.1 承載力理論的發展

承載力（Carrying Capacity）是衡量人類經濟社會活動與自然環境之間相互關系的科學概念，是人類可持續發展度量和管理的重要依據[2]。承載力理論最早可以追溯到1798年的馬爾薩斯人口論[3]，迄今已經歷了從人口承載力（Population Carrying Capacity）[4]、資源承載力（Resource Carrying Capacity）、環境承載力（Environmental Carrying Capacity）到生態承載力（Ecological Carrying Capacity）[5,6]的演進過程。承載力概念的演化是人類對經濟社會發展中不斷出現的問題所作出的響應與變化的結果。我國的承載力研究始于 20 世紀 80 年代，最早關注土地承載力，此后開始對人口、生態、水資源、旅游等各類要素以及區域綜合要素進行資源環境承載力的計算分析和評價。至 21 世紀初，國內的研究視角逐步轉移到對于區域資源環境承載力的綜合研究[7]。近年來，海洋資源環境的單要素和綜合承載能力研究也不斷深入[8-11]，眾多研究者在理論探索基礎上，進一步分析影響海域承載力的關鍵因子，提出區域社會經濟調控和陸海統籌等系列政策建議。

一般認為，區域資源環境承載能力是以“資源-生態環境-社會經濟”耦合系統為基礎，主要由三要素構成：（1）承載體，即資源和生態環境系統所能提供的資源條件、環境條件等自然要素；（2）承載對象，是指人為開發活動與相關社會活動等相關社會因素和經濟因素；（3）承載率，即承載體的承載狀況與承載能力之間的比值。此外，由于區域資源環境承載能力往往具有系統性、開放性、動態性和綜合性等特點，除受其物質基礎、區域資源環境條件制約外，還受區域發展水平、產業結構特點、科技水平、人口數量與素質以及人民生活質量等多種因素的影響。因此，在進行承載力理論分析時，還必須考慮作為外部環境的經濟社會支持和管理調控系統。

樊杰等人[12]提出，資源環境承載能力反映了資源環境條件對人類生產生活活動的支持能力。著眼于人類生產生活活動，資源環境承載能力可表達為：在維系資源環境系統可持續過程的同時，能夠承載的最大經濟規?；蛉丝谝幠！Ｖ塾谫Y源環境條件，資源環境承載能力可表達為：在承載不斷變化的人類生產生活活動時，資源環境系統進入不可持續過程時的閾值或閾值區間。

1.2 海洋資源環境承載能力的理論架構

經過多年的發展，我國海洋資源要素和生態環境的分類管理體系逐步完善，對于海域空間利用、資源開發、生態環境保護等均分別設置了管理部門和監測調查機構，但同時也割裂了海洋資源和生態環境作為有機整體對人為開發活動的關聯性響應。新常態下，從“海洋資源-生態環境-社會經濟”耦合系統的視角，我國海洋資源環境管理應以拓展藍色經濟空間、支撐和保障可持續發展為出發點，統籌考慮各類人為開發活動與海洋資源環境系統的資源耗減、理化特性改變、生態環境變化等的響應關系，實現從分類要素管理向人-海關系綜合管理的轉變、從現狀管理向過程管理和風險管控轉變。

在此基礎上，本文定義“海洋資源環境承載能力”為：一定時期和一定區域范圍內，在維持區域海洋資源結構符合可持續發展需要且海洋生態環境功能仍具有維持其穩態效應能力的條件下，區域海洋資源環境系統所能承載的人類各種社會經濟活動的能力。其承載體為海洋資源環境系統，承載對象為涉海的各種社會經濟活動，外部環境為管理調控行為，通過“驅動力-壓力-狀態-影響-響應”（DPSIR）（圖 1）關系形成相關關聯、相互影響的完整鏈條。

圖1 海洋資源環境承載能力的 DPSIR 理論模型

海洋資源環境承載能力除了具備資源環境承載能力的普遍特征（如客觀性和主觀性并存、確定性和變動性并存、層次性和綜合性并存、剛性和彈性并存等）以外，還具有鮮明的海洋特征，主要體現在兩方面。（1）以人-海相互作用的動態復合系統為基礎。在這個系統中，海洋生態環境價值是其經濟價值的重要載體，海洋資源環境存在的自然性和開發利用的社會性相互統一；并且由于在海洋公共物品的屬性上疊加了私人物品屬性，導致同一片海域的多用途性和多重使用性，各種壓力-效應關系在海域空間上形成錯位、時間上長期累積。（2）海洋資源環境系統具有顯著的開放聯通性。因水體流動、生物遷徙、能力轉移、陸海銜接等，導致區域海洋資源環境的研究邊界難以確定，研究內容具有顯著的綜合性和關聯性，研究要素處于不斷動態發展之中。

2 測度方法研究

2.1 技術路線

海洋資源環境承載能力本身的特性及復雜的影響因素，導致其所能承載的最大經濟規模或人口規模評估難度大，但可以通過評估海洋資源環境系統進入不可持續過程時的閾值或閾值區間，表征海洋資源環境系統對人為開發壓力的可載程度或超載水平，即承載率。為此，文章初步提出海洋資源環境承載能力評估的總體技術思路是，立足我國海洋空間資源、海洋漁業資源、海洋生態環境和海島資源環境管理的實際，以海洋主體功能區規劃、海洋功能區劃、相關政策制度和標準規范等為重要依據，以沿?？h級行政區[12]所轄海域為評價單元，采用基礎評價-專項評價-過程評價相結合的技術方法，實現對海洋資源環境承載狀態的測度、承載機制的科學認知和對人為開發活動預警的逐次遞進，技術路線圖如圖 2 所示。

圖2 海洋資源環境承載能力評估預警技術路線

2.2 單項評價

2.2.1 基礎評價

海洋資源環境承載能力基礎評價是對所有沿?？h級行政區所轄海域的全覆蓋評價，包括海域空間資源、海洋漁業資源、海洋生態環境和海島資源環境 4 項基礎要素，通過岸線和海域開發強度、漁業資源綜合承載指數、海洋功能區水質達標率、海洋生態承載指數、無居民海島開發強度和生態狀況 7 項指標測算確定（表1）?；A評價主要評估各類開發活動對海洋資源和生態環境影響程度的差異，標準閾值的確定充分考慮不同海洋主體功能區、不同海洋功能區劃的差異化要求?；A評價的指標體系設置如表1 所示，評價所用數據資料主要從歷年海洋生態環境監測和保護管理、海域使用管理、海洋漁業管理、海島保護與管理獲取，也包括衛星遙感解譯數據資料等。

表1 海洋資源環境承載能力基礎評價指標體系及評估方法

2.2.2 專項評價

海洋資源環境承載能力專項評價以《全國海洋主體功能區劃》明確的重要類型區為評價區域，選擇針對性、差異性的特征指標開展評價，包括重點開發建設用海區、海洋漁業保障區、重要海洋生態功能區 3 類。

（1）重點開發用海區。其開發建設以填海造地用海方式為主，為了控制重點開發建設用海區的圍填海強度，提高圍填海形成土地的使用效能，通過選取圍填海強度指數、圍填海存量資源利用指數開展專項評價，并根據短板效應確定重點開發建設用海區的圍填海綜合指數。

（2）海洋漁業保障區。以提供海洋水產品為主要功能，包括傳統漁場、海水養殖區和水產種質資源保護區，主要選擇與海洋漁業自然資源相關的漁業捕撈區和水產種質資源保護區為評價區域，以漁業資源量近 5 年與近 10 年平均值變化率的差異表征其資源保障能力。

（3）重要海洋生態功能區。是指全國海洋主體功能區規劃中對維護海洋生物多樣性、保護典型海洋生態系統具有重要作用的海域，主要包括海洋特別保護區、海洋自然保護區和其他重要海洋生態功能區，通過評價典型生境植被覆蓋度變化、保護對象變化等，根據短板效應確定重要海洋生態功能區的生態系統變化指數。

2.2.3 過程評價

海洋資源環境承載能力過程評價主要通過對海洋資源消耗、環境損害及生態變化的評價，表征海洋資源環境承載能力的狀態趨勢，所采用的主要指標包括海域/海島開發強度變化（海域開發資源效應指數或無居民海島開發強度）、環境污染程度變化（優良水質比例）、生態災害風險變化（赤潮災害頻次）（表2 ）。當 3 項指標中有兩項及以上指標過程評價結果為“趨差”時，區域海洋資源環境的耗損加劇，否則為趨緩。

表2 海洋資源環境耗損過程評價的測度指標集

2.3 集成評價

根據基礎評價和專項評價的各單項指標測算結果，通過短板效應集成，綜合劃分縣級行政區所轄海域的海洋資源環境“超載”“臨界超載”和“不超載”3 種類型。在此基礎上，根據資源環境損耗的過程評價，對超載區域和臨界超載區域進行預警等級劃分，將超載區域分為極重警（紅色預警）、重警（橙色預警）兩級；將臨界超載區域分為中警（黃色預警）、輕警（藍色預警）兩級，不超載區域為無警（圖 3），集成評價原理與陸域集成評價方法體系相銜接[12]。

圖3 海洋資源環境承載能力的預警等級劃分

3 京津冀海域試評估

京津冀地區處于渤海西岸，是環渤海最重要的城市群分布區和經濟增長極。改革開放以來，京津冀地區的GDP 一直處于高速增長狀態[13]。長期的高速發展付出了巨大的資源環境代價，根據《京津冀發展報告：承載力測度與對策》（藍皮書）[14]的評估結果，京津冀地區的陸域資源環境存在突出問題，人口增速加快、水危機加劇、區域生態環境透支、土地資源承載力區域內部發展不平衡；現常住人口已經遠遠超出了其生態承載力所能容納的人口規模[15]。京津冀陸域資源環境難以支撐區域經濟社會的高速發展，向海洋要空間、要資源的需求與日俱增，對區域海洋資源環境也造成巨大的承載壓力，再加上京津冀毗鄰的渤海灣水環境容量有限、生態脆弱度高，開展京津冀毗鄰海域的海洋資源環境承載能力評估和預警，對于陸海統籌的京津冀協同發展具有重要意義。

基于本項研究建立的區域海洋資源環境承載能力測度方法，對京津冀地區中河北和天津縣級行政區所轄海域的海洋資源環境承載能力預警等級試評估結果如圖4所示，秦皇島市轄區（包含市內 3 區）和撫寧縣為中警，黃驊市為極重警，其他評價單元均為重警。其中，作為中警區的秦皇島市轄區和撫寧縣，其海洋資源環境損耗程度均也呈現出加劇趨勢。因此，京津冀海域整體的資源環境承載能力不容樂觀。

圖4 京津冀海洋資源環境承載能力試評估結果示意圖

海洋生態退化、岸線過度開發、海域環境污染受損、天然漁業資源衰退是影響河北省和天津市各海域評價單元資源環境承載能力的四大主要因素；其中，海洋生態退化和岸線過度開發主要由海岸帶高強度的開發活動所致，海域環境污染受損則主要受到流域性農業污染和生活污水排放等的綜合影響。

根據《京津冀協同發展規劃綱要》確定的區域發展整體定位以及“一核、雙城、三軸、四區、多節點”的空間布局，京津冀東部濱海地區未來將成為承接內陸產業轉移和功能疏解的“東部濱海發展區”，鋼鐵、石化等重工業將繼續向東部濱海地區聚集，對海洋空間資源的需求居高不下；京津冀地區已經過載并持續增長的大量人口導致區域水資源短缺形勢更加嚴峻、流域性氮磷污染物的減排任務艱巨[15]。由于渤海灣所在的整個渤海海域資源環境承載能力總體不足，對京津冀地區發展壓力的緩沖作用有限，如果應對不當，區域海洋資源環境損耗加劇的趨勢將更加嚴峻，并可能影響京津冀地區乃至環渤海區域的可持續發展。

4 結論與展望

（1）海洋資源環境承載能力測度意義重大。海洋資源環境承載能力是評估測度區域經濟社會可持續發展水平的重要指標，也是調控優化“生態、生產、生活”空間布局，促進發展方式轉變和產業結構升級等的重要依據。

（2）以京津冀海洋承載能力測度帶動環渤海地區可持續發展。京津冀地區應盡快建立陸海統籌的資源環境承載能力動態監測、評估和預警機制，探尋疏解沿海地區承載壓力、增強承載能力的有效途徑，帶動環渤海地區的整體協同發展和可持續發展。

（3）推進更加全面客觀的承載能力測度方法。以縣級行政區為評價單元的海洋資源環境承載能力測度方法是一種相對承載力評估方法，具有一定局限性。未來需以海洋生態系統為基礎，處理好生態區劃、功能區劃、行政區劃等的關系，進一步深化不同時空尺度海洋資源環境潛在承載力、綜合承載力等的研究，并與自然資源資產負債表、海域有償使用等相關研究緊密結合，全面分析和客觀判斷區域海洋資源環境承載狀況和承載潛力。

（4）推進海洋資源供給從近岸走向深藍。海洋資源環境承載能力具有顯著的系統性、開放性、復合性、陸海關聯性等特點，未來還應緊密結合“拓展藍色經濟空間”的戰略部署，推動陸海統籌和跨區域合作，通過發展深藍經濟、實施“走出去”戰略等，在有效獲取區域社會經濟發展對海洋資源需求的同時，減輕近岸海域開發壓力，恢復和改善近岸海洋生態環境質量狀況，促進海洋資源供給從生產要素向消費要素的轉變。

致 謝國家海洋局生態環境保護司朱焰爐，國家海洋局第一海洋研究所石洪華博士、池源博士，國家海洋信息中心趙鵬博士，中國水產科學研究院黃海水產研究所王俊研究員，國家海洋環境監測中心張振冬、鮑晨光、張哲、蘇岫、初佳蘭等對此文亦有貢獻，特此致謝。

1 孫松. 我國海洋資源的合理開發與保護. 中國科學院院刊, 2013, 28(2): 264-268.

2 Abernethy V D. Carrying capacity: the tradition and policy implications of limits. Ethics in Science & Environmental Politics, 2001, 9-18.

3 Malthus T R．An essay on the principle of population. London: Picketing, 1798.

4 Meadows D, Randers J. The limits to growth: a report for the club of rome’s project on the predicament of mankind. New York: Universe Books, 1972.

5 William R，Wackernagel M. Ecological footprint and appropriated carrying capacity: what urban economics leaves out? Environment and Urbanization, 1992, 4(2): 121-130.

6 中國-東盟環境保護合作中心, 世界自然基金會. 中國生態足跡與可持續消費研究報告. 北京, 2014.

7 樊杰. 資源環境承載能力評價. 北京: 科學出版社, 2009.

8 韓增林, 狄乾斌, 劉鍇. 海域承載力的理論與評價方法. 地域研究與開發, 2006, 25(1): 1-5.

9 “基于環境承載力的環渤海經濟活動影響監測與調控技術研究”項目組. 環渤海污染壓力和海上響應的統籌調控研究. 北京: 海洋出版社, 2016.

10 狄乾斌, 韓增林, 劉鍇. 海域承載力研究的若干問題. 地理與地理信息科學, 2004, 20(5): 50-53.

11 劉容子. 環渤海地區海洋資源對經濟發展的承載力研究. 北京: 海洋出版社, 2009.

12 樊杰, 王亞飛, 湯青, 等. 全國資源環境承載能力監測預警（2014版）學術思路與總體技術流程. 地理科學, 2015, (1): 1-10.

13 郭鳳艷, 張春霞, 呂曉明, 等. 京津冀一體化大戰略下的產業布局及功能分區探討. 統計與管理, 2015, (07): 70-72.

14 文魁, 祝爾娟, 等. 京津冀藍皮書: 京津冀發展報告（2013）——承載力測度與對策，北京: 社科文獻出版社, 2013.

15 孟慶華. 基于生態足跡的京津冀人口容量研究. 林業資源管理, 2014, (04): 8-13.

關道明國家海洋環境監測中心主任，研究員，博士生導師。1961年出生，遼寧大連人。1982年畢業于廈門大學海洋系海洋化學專業，1991年獲法國巴黎皮艾爾-居里大學地球科學系理學博士學位，此后一直在國家海洋環境監測中心工作，主要從事海洋環境生物地球化學、海洋環境監測理論與監測方法學、海域使用管理技術、海洋資源環境承載能力監測預警技術等領域研究工作。中國海洋環境學會名譽理事長，“十五”和“十一五”國家高技術研究計劃海洋技術領域專家，2015年被科技部聘為“十三五”國家重大科研專項——“海洋環境安全保障”專家組副組長。E-mail: dmguan@nmemc.org.cn

Guan Daoming Dean and professor of National Marine Environmental Monitoring Center. Born in 1961 in Dalian, Liaoning province. He graduated from Pierre and Marie Curie University with a Ph.D in geographical sience. His work focus on marine environmental biogeochemistry, marine environment monitoring theory and monitoring method, management of sea areas, monitoring and early warning technology of marine resources and environment, et.al.. E-mail: dmguan@nmemc.org.cn

Research on Measuring Strategy of Carrying Capacity of Marine Resources and Environment

Guan Daoming Zhang Zhifeng Yang Zhengxian Suo Anning
（National Marine Environmental Monitoring Center, Dalian 116023, China）

Marine is of key importance for the development of China’s economy and society, but encounters resource constraints, serious environmental pollution, and the degradation of ecosystem. Therefore, the establishment of monitoring and early-warning mechanism on the carrying capacity of marine resources and environment is of great urgency. In this work, a DPSIR conceptual model and relevant index system were established, to evaluate the carrying status of regional marine resources and environment on county-level, and to assess whether it is overloaded. The established measuring strategy was applied to the Tianjin and Hebei coastal area, the results revealed that the regional carrying capacity was overloading, and marine ecosystem degradation, coastline over exploration, coastal water pollution, and over fishing were the main influencing factors. More efforts are expected for further development on the comprehensive measuring strategy of carrying capacity of marine resources and environment, and effective ways to relieve anthropogenic pressures and to improve carrying capacity for regional marine ecosystem.

marine resources and environment, carrying capacity, measuring method, monitoring and early warning

*資助項目：國家海洋局“海洋資源環境承載能力監測預警關鍵技術研究”重點專項

修改稿收到日期：2016年8月1日