環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性的時空演變及影響因素分析

高 源 王鈞丹

一、引言

海洋漁業是海洋經濟發展的支柱型產業之一。近年來，環渤海地區海洋漁業經濟快速發展，但漁業資源日趨匱乏、近岸海域環境污染加劇、漁民幸福感低等自然和社會問題也日漸突出，海洋漁業生態系統的脆弱性問題日益突顯。目前，海洋漁業生態系統的脆弱性問題已經成為全球變化和可持續發展研究的重要問題。[1-3]

近年來，國內外學者已經對生態脆弱性演進過程、如何還原已經失衡的生態系統環境、如何加強對處于脆弱狀態的生態環境等問題開展系列研究。[4-10]在國外研究文獻中，J.E.Cinner等[11]分別從環境暴露、生態敏感性、生態恢復潛力、社會敏感度和社會適應等五個維度評價肯尼亞12個珊瑚礁漁業的社會生態系統脆弱性；M.K.Das等[12]依據敏感性、暴露性和適應能力之間的函數關系建立了脆弱性評價指標體系,分析了印度西孟加拉邦內陸漁業的脆弱性；S.Huges等[13]確立了探究珊瑚礁漁業脆弱性的理論框架，進而研究漁業國家的脆弱性指數。國內對海洋漁業的研究處于初始階段，楊林等[14]建議優化海洋漁業產業結構，同時兼顧經濟和生態效益；唐議等[15]認為中國海洋漁業捕撈業處于平穩變化階段,嚴格的捕撈制度在一定程度上有助于維持漁業資源的可持續利用；耿愛生等[16]提出漁業工作者的轉型極大程度影響海洋漁業的轉型。本文則嘗試構建環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性指標體系，運用脆弱性函數模型、Arcgis10.2和障礙度模型探究2006—2018年環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性時空演變趨勢及其影響因素。

二、環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性指標體系構建

（一）環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性的內涵

基于E.Ostrom[17]提出的社會—生態系統理論框架，環渤海地區海洋漁業生態系統可被看作是由海洋漁業生態子系統、海洋漁業社會子系統以及經濟、政治與文化背景3個部分組成的復雜耦合系統，其中海洋漁業生態子系統主要包含海洋漁業產業和海洋漁業環境兩個要素，而海洋漁業產業則進一步包括海洋捕撈業、水產科研機構、漁業加工業等。海洋漁業社會子系統則分別包含水產科研機構工作者、漁業投資者、漁民、政策導向、漁業從事者的獲得感等。

表1 環渤海地區海洋漁生態系統脆弱性評價指標體系

當前學者普遍從“暴露度—敏感性—應對能力”三個維度解讀脆弱性內涵，鑒于此，本文將環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性定義為：該系統面對內部先天不足以及后期外部壓力的暴露度、敏感性和應對能力三者相互作用與制衡的結果。其中，暴露度是指環渤海地區海洋漁業生態系統由于海洋自然災害及社會經濟發展導致海域污染的程度；敏感性是指該系統在遭受自然和社會雙重因素干擾時能夠承受擾動的閾值；應對能力是指這一系統面對自然和社會因素干擾時的適應能力以及系統遭破壞后的恢復速度和能力。

（二）脆弱性指標體系的構建

基于環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性的內涵，借鑒C.Polsky[18]提出的暴露度—敏感性—應對能力作為評估框架，選取9個一級指標和17個二級指標，確立環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性的評價指標體系（見表1）。

三、研究方法

（一）數據來源

本文的研究數據主要來源于《中國海洋統計年鑒》（2006—2018）與《中國漁業統計年鑒》（2006—2018）。

（二）數據標準化處理

不同數據指標的計算方式存在差異，本文對原始數據進行了標準化處理。各項評價指標與上一級指標所屬關系存在正向與負向之分。

式中：Mij、Xij、Xjmax、Xjmin分別表示指標的標準值、原始值、最大值、最小值。

數據標準化處理后，分別運用Yaahp Version和Matlab軟件對環渤海地區海洋漁業生態脆弱性指標的權重進行測度，兩款軟件所求得數據的平均值即各項評價指標的權重值（表1），融合主觀和客觀兩種因素，結果更為客觀合理。

（三）生態脆弱性評價指數及分級

依照環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性的內涵，結合“暴露度-敏感性-應對能力”評估框架，本文參考H.N.Morzaria-Luna[29]提出的脆弱性計算函數，構建環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性的評價函數模型：

式中，Vj、Pj、Sj、Rj分別表示第j項指標的生態脆弱性指數、暴露度指數、敏感性指數和應對能力指數。

（四）障礙度模型

為探索影響環渤海地區海洋漁業生態脆弱性的主要因素，本文采用障礙度模型對（表1）中的17個二級因素進行計算。障礙度計算模型的公式為：

現假定240 m主跨為等截面梁且兩端固結，將240 m梁等分為三等份，通過簡單結構受力計算可得，當在主跨跨中1/3部分采用重量約為等效混凝土梁30%的鋼箱梁時可減少兩固結支點處約1/3的負彎矩，在如此大跨徑的連續梁橋上減小端部負彎矩是極其有利的。所以當跨中的鋼箱梁段長度越長則支點處產生的負彎矩越小，但鋼箱梁的造價遠高于混凝土梁，因而在減小主梁關鍵截面所受彎矩的同時縮短鋼箱梁的長度，就能估算出主跨鋼箱梁段的最佳長度[7-9]。

圖1 2006—2018年環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性、暴露度、敏感性、應對能力指數變化

式中：Wj為第j項指標的權重值，Yij為第j指標的標準值，Nj為第j指標的障礙度值。

四、環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性分析

如圖1所示，通過計算，得出了2006—2018年間環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性指數、暴露度指數、敏感性指數和應對能力指數。

（一） 時間變化特征

2006—2008年，環渤海地區海洋災害發生頻率呈平緩下降趨勢。三省一市的政府提升了對海域污染治理的投資力度，嚴格控制入?！叭龔U”的排放量。海洋漁業經濟對地區生產總值貢獻率較大，各省市政府致力于提高海洋漁業科技水平，增強了治理水平及應對能力，因此，這一時期生態系統比較穩定。

2008—2010年，隨著社會經濟的快速發展，環渤海地區海洋漁業開發強度持續加大，海洋災害肆虐，對海洋及近岸區域的漁業生態系統產生巨大的壓力，漁業經濟深受國際金融危機制約，發展速度放緩。2009年，環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性指數達到0.59，即2006—2018年的第一個峰值年份。

2010—2014年，處在國家“十二五”發展時期，環渤海地區各省市政府積極建設海洋漁業下游產業并以財政投入為依托，廣泛招納高學歷人才，應對能力指數保持平穩上升。研究區域的海洋漁業生態系統脆弱性指數逐年遞減，并于2013年達到11年間的最低點，即0.39。

2014—2018年，2015年8月11日天津塘沽一處集裝箱碼頭發生一起重大火災爆炸事件，直接導致周邊海域生態系統處于不穩定狀態，環渤海地區生態系統脆弱性指數于2015年達到最大峰值0.71。隨著各省市政府共同治理入海污染物，2016年生態系統脆弱性指數明顯回落，環渤海地區生態系統并未進一步惡化。

（二）空間變化特征

依據計算結果，結合均值標準差分類統計法[30]，確定環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性的評價標準（表2）。

1.河北省屬于“低—中—中”型脆弱區域。近十一年來，隨著河北省海洋漁業體系愈加成熟，近岸海域一、二類水質占比平緩下降，直排入海的工業污染物致使近岸海域漁業生態系統處于亞健康狀態，嚴重制約了海洋捕撈業的發展。但隨著河北省海洋經濟轉型發展，2016年河北省海洋漁業科研經費投入為2.4千萬元，是2006年投入額的6倍，海洋漁業的科技水平不斷提高，緩和了因暴露度和敏感性導致海洋漁業生態系統的脆弱性的增長。

表2 環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性評價標準Tab.2 Criteria for vulnerability assessment of marine fishery ecosystems in Bohai Rim

2.天津市屬于中—中—較高型脆弱區域。天津市受最主要的海洋災害即風暴潮災害和赤潮災害的影響較小，但城市化進程的加快促使第二、三產業和人口進一步向沿海地區集聚，工業固體廢物的增多嚴重加劇海洋環境的污染程度，海洋環境承載能力顯著下降。此外，海洋捕撈開發強度的增加進一步激化了用海矛盾，導致海洋漁業生態系統脆弱性程度進一步加強。

3.遼寧省屬于中—中—中型脆弱區域。隨著遼寧沿海經濟帶“五點一線”發展戰略的實施，政府加大了對海洋環境自然保護區的投資和治理力度，有效降低了因海洋漁業資源日趨匱乏、海洋漁業科技化程度低和漁民幸福感低所導致的脆弱性指數升高問題。因此，近十一年，遼寧省表現為平穩型的中度脆弱型區域。

4.山東省屬于中—較高—高度型脆弱區域。山東省作為海洋捕撈大省，從2009年便進入海洋漁業經濟高速發展階段，2018年的海洋捕撈量高達294萬噸，社會經濟發展對海洋漁業資源的依賴程度愈來愈高，與此同時，漁業資源匱乏、近岸海域環境質量惡化加劇了生態系統的不穩定性。風暴潮和赤潮災害在山東省海域頻繁發生，造成較大的海洋災害損失。以上因素促使山東省海洋漁業生態系統逐步向高度脆弱性轉變。

圖2 2006—2018年環渤海地區海洋漁業生態脆弱性等級空間分布

五、環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性的影響因素

如表3所示，根據公式（4），計算得出2006—2018年環渤海地區各省市海洋漁業生態系統脆弱性的障礙度值，將數值按降序排列，選出各省市前三位影響因素，最終得出2006—2018年環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性的影響因素。2006—2018年間環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性主要影響因素多集中于暴露度和應對能力層面，尤其側重于海洋漁業社會子系統。環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性的變化主要體現在兩方面。一是受到自然條件影響，遼東灣、渤海灣以及萊州灣因其逶迤曲折的海岸線和特殊盆地構造致使沿海地區多次遭受風暴潮、赤潮等海洋災害的威脅，同時環渤海地震帶影響該區域地殼運動，進而改變海洋地貌，引起氣溫、魚類棲息地和海洋水體的變動，深刻影響著環渤海地區海洋漁業的可持續發展。二是環渤海地區海洋漁業生態系統深受人類活動的影響，隨著經濟社會飛速發展，沿海地區生產生活污水大量傾排入海，過量的不可降解及強腐蝕性物質遠遠超過海水自凈能力，造成嚴重水體污染；圍海造陸、海上機場、海底隧道、海上油氣開發等工程擠占原有的灘涂和海域面積，壓縮魚類等海洋生物生存空間；過度的捕撈打亂魚類生存規律，進而加劇漁業資源的枯竭。

河北省在追求經濟效益時，應積極進行海洋漁業產業供給側結構性改革以減少廢氣、廢水、固體廢棄物的排放。同時，加強對海洋漁業產業三廢的處置力度，提高處置效率，充分借鑒發達國家先進的科學處理技術和管理經驗，引進相關的機器設備。

天津市應加積極開發實時監測入海口污染物排放的預警系統，市政府的財政支出切實保證近岸海域環境治理的達標度以及監督相關產業實現清潔生產。應將投資焦點集聚在新型海洋漁業產業的發展上，推動海洋漁業產業轉型，在實現產業結構多元化的同時提高投資效率。通過提高漁民勞動補助、完善社會醫療保障制度，切實解決漁民的生計問題。

遼寧省應積極響應“科技興漁”戰略，確保海洋漁業科研經費的穩步增長，增加有關“海洋漁業”的課題基金及項目，切實提高本省海洋漁業的科技水平。同時，控制入海口的工業污染廢水排放量，建立相應的海洋災害監測與預警機制，發展海洋經濟的同時更注重海洋生態健康狀況。

山東省作為漁業大省應加速推進海洋漁業產業結構優化升級，實現海洋漁業經濟發展新常態，尋找新的海洋漁業經濟增長點。由于受風暴潮、赤潮等海洋災害影響較大，應建立相應的海洋災害監測與預警機制，將海洋災害損失降到最低。

表3 2006—2018年環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性的影響因素

六、結論與討論

本文界定了環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性的內涵，構建了“暴露度—敏感性—應對能力”的脆弱性評價指標體系。通過環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性時空變化特征及主要影響因素分析，得出以下主要結論。

1.在時間尺度上，2006—2018年間環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性以2008年和2015年為峰值年份，并呈現“平穩上升—平穩下降—大幅上升”的階段性變化特征。

2.在空間視角上，環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性表現為由北向南緩慢提高的變化特征。按脆弱性降序排列依次是：線性上揚的山東省、波浪式上升的天津市和遼寧省以及平穩型的河北省。環渤海地區形勢不容樂觀，如不加強對海洋漁業生態系統脆弱性的重視和治理，未來將逐步惡化。

3.通過計算和選擇環渤海地區海洋漁業生態系統脆弱性的主要影響因素，結合各省市實際情況，環渤海地區應加快建立相應的海洋災害預報警機制，加大對海域污染和漁業廢棄物的治理力度，增加海洋漁業科研經費投入，在海洋漁業資源約束背景下穩步提升漁民收入，實現環渤海地區海洋漁業的可持續發展。