舟山養(yǎng)殖海域承載力評價研究

李艷玲 ,顧波軍

(1.浙江海洋大學(xué)海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 舟山 316022;2.浙江海洋大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院 舟山 316022)

0 引言

承載力的概念最早源于工程力學(xué)領(lǐng)域,在經(jīng)歷人口承載力、資源承載力、環(huán)境承載力和生態(tài)承載力的發(fā)展后,如今主要用于反映特定資源和環(huán)境對于經(jīng)濟活動的支持能力即可持續(xù)發(fā)展能力。海域既是重要資源,也是眾多海洋資源的載體,因此海域承載力實際上反映的是海域的資源供給能力、自我調(diào)節(jié)能力以及對人類活動的支持程度。近年來,人類不斷開發(fā)利用海洋導(dǎo)致海域環(huán)境污染、生態(tài)破壞和資源短缺等問題越加凸顯,海域是否過載成為海洋經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的根本性問題,關(guān)于海域承載力的理論研究也日益增多。狄乾斌等[1]運用狀態(tài)空間法對遼寧海域承載力進行量化研究,提出遼寧海域承載力處于超載狀態(tài),但承載狀況總體趨于好轉(zhuǎn);任新君[2]研究海域承載力與海水養(yǎng)殖業(yè)布局的相互作用機理,為青島海水養(yǎng)殖業(yè)布局的優(yōu)化提出對策建議;王啟堯[3]在考慮經(jīng)濟臨海布局優(yōu)化的基礎(chǔ)上,運用層次分析法和系統(tǒng)動力學(xué)方法對海域承載力進行評價研究,并以膠州灣為例進行實證分析;于謹凱等[4]運用響應(yīng)面法構(gòu)建基于海域承載力的海洋漁業(yè)空間布局適應(yīng)性優(yōu)化模型,并以山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)為例,求解獲得適應(yīng)性優(yōu)化方案;狄乾斌等[5]基于VAR 方法研究1996—2014 年我國沿海地區(qū)海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與海域承載力的相互關(guān)系,提出環(huán)渤海地區(qū)、長三角地區(qū)和珠三角地區(qū)的海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與海域承載力互為因果關(guān)系;狄乾斌等[6]同樣基于VAR 方法研究我國沿海地區(qū)海域承載力與海洋經(jīng)濟效益的動態(tài)響應(yīng)關(guān)系;田海蘭等[7]基于供需平衡法對河北海域承載力進行綜合測算,提出漁業(yè)資源已接近飽和狀態(tài),而旅游資源尚有較大發(fā)展空間。

目前關(guān)于養(yǎng)殖海域承載力的研究較少。我國在海水養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展的同時,對養(yǎng)殖海域造成巨大的壓力。以舟山海水養(yǎng)殖業(yè)為例,近年來養(yǎng)殖密度不斷提高,受災(zāi)養(yǎng)殖面積居高不下,較清潔以上海域占比平均不到20%。因此,舟山養(yǎng)殖海域能否支持海水養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展成為重要課題。本研究運用熵權(quán)TOPSIS模型,基于2006—2018年舟山養(yǎng)殖海域的相關(guān)數(shù)據(jù),對舟山養(yǎng)殖海域承載力進行量化評價,從而為舟山更好地發(fā)展海水養(yǎng)殖業(yè)提供理論參考。

1 評價指標體系

海域承載力是指在堅持海洋經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益的基礎(chǔ)上,對海洋進行開發(fā)利用的最大程度。海域承載力是海洋可持續(xù)發(fā)展的重要依據(jù),同時是衡量海域資源和環(huán)境能否支持沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要標志。狄乾斌等[8]根據(jù)海洋資源的特點,提出海域承載力是在一定時期內(nèi),以海洋資源可持續(xù)利用和海洋生態(tài)環(huán)境不被破壞為原則,在符合現(xiàn)階段社會主義準則的物質(zhì)生活水平下,通過自我維持和自我調(diào)節(jié),海洋能夠支持人口、環(huán)境和經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的能力或限度;劉康等[9]認為研究海域承載力的目的是緩解人類活動對海域資源和環(huán)境的破壞,因此應(yīng)從資源的供給能力和環(huán)境的容納能力2個方面闡述,即在確定的時間段內(nèi),海域資源主要是可再生資源的儲備量能否促進當?shù)睾Ｑ螽a(chǎn)業(yè)發(fā)展,同時海域環(huán)境能否提高沿海地區(qū)社會經(jīng)濟總量。

本研究根據(jù)上述海域承載力定義,借鑒單春紅等[10]的研究成果,并結(jié)合舟山實際情況,建立舟山養(yǎng)殖海域承載力評價指標體系(表1)。

表1 舟山養(yǎng)殖海域承載力評價指標體系

該評價指標體系體現(xiàn)海域?qū)︷B(yǎng)殖資源和養(yǎng)殖環(huán)境2個子系統(tǒng)的供容能力,是養(yǎng)殖海域資源和環(huán)境承壓力的統(tǒng)一。其中:壓力指標是指對養(yǎng)殖海域造成破壞或擾動的外部壓力,導(dǎo)致養(yǎng)殖海域承載力發(fā)生改變;狀態(tài)指標是指在特定時期和一定壓力的作用下養(yǎng)殖海域的現(xiàn)狀。

本研究的數(shù)據(jù)根據(jù)2006—2018年《中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒》《浙江省漁業(yè)經(jīng)濟統(tǒng)計資料》和《舟山市海洋環(huán)境質(zhì)量公報》整理得到。

2 評價方法

2.1 熵權(quán)TOPSIS模型

熵權(quán)法是客觀賦權(quán)的方法,通過計算指標的信息熵,利用指標的差異程度來衡量指標數(shù)據(jù)中包含的有效信息和指標權(quán)重。指標的離散程度越大,該指標的熵值越小,有效價值越大,在綜合評價中對目標的影響也越大[11]。TOPSIS 法是多目標決策分析的常用方法,其核心思想是確定決策問題的正理想解和負理想解,比較各評價方案與正、負理想解之間的距離,計算各評價方案與正、負理想解的相對接近度,根據(jù)相對接近度進行方案的優(yōu)劣排序[12]。

熵權(quán)TOPSIS模型是利用熵權(quán)法確定指標權(quán)重,并進行TOPSIS多目標評價的較常用的評價模型。利用該模型評價一定時期內(nèi)舟山養(yǎng)殖海域承載力,能夠比較科學(xué)和直觀地反映承載力的動態(tài)變化情況,為舟山建設(shè)海洋強市提供理論依據(jù)。

2.2 養(yǎng)殖海域承載力評價模型

2.2.1 原始數(shù)據(jù)標準化處理

假設(shè)評價年份有m個,評價指標有n個,養(yǎng)殖海域承載力的原始評價矩陣為:

式中:yij(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n)為第i個評價年份的第j個指標的數(shù)值。

由于各指標的量綱單位存在差異,須對指標進行標準化處理。將評價指標體系分為正向指標和逆向指標2個部分,采用極差變換法對其進行標準化處理。

正向指標:

逆向指標:

式中:rij為第i個評價年份的第j個指標的標準值;max(yij)和min(yij)分別為評價區(qū)域內(nèi)指標的最大值和最小值。

由上式可得標準化矩陣:

2.2.2 確定指標權(quán)重

熵權(quán)的計算公式為:

式中:Ej為信息熵。

式中:aij為指標權(quán)重。

2.2.3 構(gòu)建加權(quán)矩陣

利用指標權(quán)重建立規(guī)范化矩陣:

2.2.4 TOPSIS評價

設(shè)和分別為評價數(shù)據(jù)中第j個指標在第i個評價年份的最大值(正理想值)和最小值(負理想值),計算公式為:

分別計算評價方案與最優(yōu)方案和最劣方案之間的距離即和:

計算各評價方案與最優(yōu)方案的接近程度,從而確定各方案的優(yōu)劣,計算公式為:

式中:Gi為第i個評價年份的養(yǎng)殖海域承載力綜合評價指數(shù)。

Gi∈[0,1],越接近1表明評價方案越優(yōu),越接近0表明評價方案越劣。

3 舟山養(yǎng)殖海域承載力評價

3.1 評價過程

采用極差變換法對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理(表2)。

表2 2006—2018年舟山養(yǎng)殖海域承載力評價指標的標準化結(jié)果

運用熵值法確定指標權(quán)重(表3)。

表3 指標權(quán)重

計算2006—2018年舟山養(yǎng)殖海域承載力綜合評價指數(shù)(表4)。

表4 2006—2018年舟山養(yǎng)殖海域承載力綜合評價指數(shù)

3.2 評價結(jié)果

2006—2018年舟山養(yǎng)殖海域承載力的變化趨勢如圖1所示。

圖1 2006—2018年舟山養(yǎng)殖海域承載力

總體來看,舟山養(yǎng)殖海域承載力呈波動上升的趨勢。2006—2010年養(yǎng)殖海域承載力處于小幅波動上升狀態(tài),2010年后持續(xù)下滑,到2012年處于最低水平,2012—2015年增速緩慢,2015年后快速提升,2017—2018年已接近0.7且遠高于其他年份。

進一步分析養(yǎng)殖海域承載力系統(tǒng)所包含的2個子系統(tǒng)的動態(tài)變化趨勢。養(yǎng)殖資源承載力與養(yǎng)殖海域承載力的對比如圖2所示。

圖2 2006—2018年舟山養(yǎng)殖資源承載力

由圖2可以看出:2006—2015年養(yǎng)殖資源承載力處于小幅波動狀態(tài),其中2012 年為最低值即0.172 4;2015—2017年養(yǎng)殖資源承載力快速提升,2018年繼續(xù)保持較高水平。

從該子系統(tǒng)內(nèi)部分析:2006—2018年海水養(yǎng)殖面積由8 840 hm2降至4 401 hm2,主要是由于近岸水體污染導(dǎo)致海水養(yǎng)殖面積明顯縮減;但單位面積海水養(yǎng)殖產(chǎn)量由13.51 t增至59.71 t,表明海水養(yǎng)殖總產(chǎn)量實現(xiàn)飛躍式增長;海水養(yǎng)殖產(chǎn)值增長率由2006年的-2.34%升至2016年的17.27%,之后稍有回落。從整體來看,舟山養(yǎng)殖資源承載力呈波動上升趨勢,與養(yǎng)殖海域承載力的變化趨勢基本一致,表明養(yǎng)殖資源對養(yǎng)殖海域承載力的貢獻度較大。

養(yǎng)殖環(huán)境承載力與養(yǎng)殖海域承載力的對比如圖3所示。

圖3 2006—2018年舟山養(yǎng)殖環(huán)境承載力

由圖3可以看出,養(yǎng)殖環(huán)境承載力的變化幅度較大,2008年達到最高值即0.909 7,2013年次之即0.604 9,2012年達到最低值即0.160 6,2015年后又逐漸回升。

從該子系統(tǒng)內(nèi)部分析:2006—2018年受災(zāi)養(yǎng)殖面積占比以及因受災(zāi)產(chǎn)量損失占比的變化趨勢基本吻合,均是先增后減,并于2011年左右達到峰值;較清潔以上海域面積占比于2008年達到最高值,并于2012年達到最低值,與養(yǎng)殖環(huán)境承載力的變化趨勢相吻合,表明海水水質(zhì)是研究舟山養(yǎng)殖環(huán)境承載力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

4 結(jié)語

隨著我國陸海統(tǒng)籌和海洋強國建設(shè)的不斷深入,擁有“千島之城”美譽的舟山依靠其得天獨厚的地理優(yōu)勢和豐富的海洋資源優(yōu)勢,大力培育現(xiàn)代海洋產(chǎn)業(yè)尤其是海水養(yǎng)殖業(yè)并將其作為發(fā)展方向之一,對養(yǎng)殖海域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注度不斷提升。本研究基于熵權(quán)TOPSIS 法測算舟山養(yǎng)殖海域承載力,并進一步分析養(yǎng)殖資源承載力和養(yǎng)殖環(huán)境承載力。根據(jù)研究結(jié)果,提高舟山養(yǎng)殖海域承載力須提高海水養(yǎng)殖產(chǎn)量和改善海水水質(zhì)。

舟山海水養(yǎng)殖業(yè)目前的突出問題是在良種繁育、疫病防控和健康養(yǎng)殖等技術(shù)領(lǐng)域的原創(chuàng)性成果較少且技術(shù)明顯落后,嚴重阻礙產(chǎn)業(yè)發(fā)展。為此,須優(yōu)化創(chuàng)新氛圍,加大科技投入,加快技術(shù)研發(fā),針對各養(yǎng)殖環(huán)節(jié)中的技術(shù)難題實現(xiàn)關(guān)鍵性突破。與此同時,樹立“人才強海”的理念,積極培育和引進高層次創(chuàng)新人才,通過合理有效的激勵機制加強人才的歸屬感,為提高海水養(yǎng)殖產(chǎn)量和促進海水養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供充足的人力保障。

根據(jù)2018年《中國海洋生態(tài)環(huán)境狀況公報》,舟山是我國8個近岸海域水質(zhì)極差的城市之一。這是因為舟山海域受長江、錢塘江和杭州灣沿岸陸源排污入海的大量污染物影響,水質(zhì)主要超標因子為無機氮和活性磷酸鹽。污染物導(dǎo)致海水養(yǎng)殖病害不斷發(fā)生,甚至出現(xiàn)養(yǎng)殖生物大面積死亡的問題,造成嚴重的經(jīng)濟損失。此外,這些對人體有害的化學(xué)污染物會殘留在養(yǎng)殖生物體內(nèi),導(dǎo)致養(yǎng)殖水產(chǎn)品的食品安全和質(zhì)量難以得到有效的控制。因此,一方面,須制定并實施嚴格的污染防控機制和相應(yīng)的管理措施,對排污企業(yè)進行監(jiān)督,防止工業(yè)廢水直接入海;另一方面,須進一步完善城鄉(xiāng)排污系統(tǒng)等相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),有效處理生活污水和垃圾,避免對海洋生態(tài)環(huán)境造成影響。