廣西海洋生態經濟系統可持續發展動態評價*

張云蘭

(1.廣西大學林學院，廣西南寧 530004；2廣西財經學院經濟與貿易學院，廣西南寧 530003)

海洋生態經濟系統可持續發展是人類可持續發展的重要保障。21世紀是海洋的世紀，人類開啟全面開發和利用海洋的時代，創造了巨大的經濟效益。隨著海洋經濟迅猛發展，海洋資源開發和生態環境保護之間的矛盾日益凸顯[1]。海洋生態文明建設成為海洋強國建設和生態文明建設的重要組成部分。廣西作為我國西部地區唯一的沿海省區，優勢在海、潛力在海、希望在海。廣西南瀕北部灣，北部灣漁場是中國著名的四大漁場之一，海洋生物資源、能源、礦產資源豐富，北部灣經濟區在全國乃至東南亞戰略地位突出。習近平總書記在廣西考察時指出，要“打造好向海經濟，寫好新世紀海上絲路新篇章”“大力發展向海經濟”。因此，在廣西向海經濟發展進程中，開展海洋生態經濟系統可持續發展研究，加強海洋生態文明建設，堅持生態效益、社會效益、經濟效益相協調，對促進海洋強區和生態文明建設具有重要意義。

海洋生態經濟系統是由海洋生態系統、海洋經濟系統與海洋社會系統相互作用、相互交織、相互滲透而構成的具有一定結構和功能的特殊復合系統[2]。國外學者針對海洋生態經濟系統的研究始于20世紀90年代，Costanza等[3]利用生態經濟價值體系對全球海洋生態價值、社會價值和經濟價值進行評估，引起人類對海洋資源合理利用和保護的重視；Martínez等[4]進一步梳理了全球沿海地區生態、經濟和社會等方面的重要性，提出應加強海洋生態經濟系統評價，以實現可持續發展；Cheung等[5]針對南海的研究發現平衡好生態目標、經濟目標和社會目標之間的關系對海洋生態經濟系統的管理和恢復至關重要；Kildow等[6]強調全球海洋面臨威脅，必須采取有效措施協調好海洋資源開發和生態環境保護，才能促進海洋生態經濟系統可持續發展。在國內，楊金森[7]率先提出我國海洋生態經濟系統面臨八大危機的觀點，沿海經濟、社會發展受到威脅；陳東景等[8]利用生態足跡和人文發展指數評價發現我國海洋漁業生態經濟系統處于不可持續的狀況，應提高漁業資源利用效率；高樂華等[9]采用熵值法對2000-2009年我國沿海地區海洋生態經濟系統的發展狀態進行定量評價，發現海洋生態子系統制約了整個海洋生態經濟系統的發展；伏捷等[10]從脆弱性與協調性的角度定量分析2006-2012年環渤海地區海洋生態經濟系統，發現系統處于輕度失調狀態，不利于可持續發展，這和彭飛等[11]對2006-2014年中國海洋生態經濟系統的評價結果一致。在能值理論和方法的應用方面，韓增林等[12]基于能值分析的2013年中國海洋生態經濟系統可持續發展評價發現，環境負載率高和生態承載力低是制約海洋生態經濟系統可持續發展的主要因素。為了實現系統可持續發展，黎樹式等[13]認為應從樹立科學的海洋發展觀、控制生態環境惡化最高點和完善海洋管理制度等方面促進海洋生態經濟系統可持續發展。陳東景等[14]認為構建適應性管理模式有利于海洋生態經濟系統可持續發展。國內外研究成果不斷優化海洋生態經濟系統的研究體系，進一步探索了系統可持續發展方向，為后續研究提供了寶貴經驗。但目前已有的研究中，針對廣西海洋生態經濟系統的定量研究，尤其是長時間序列的動態評價還很少見。能值分析是生態經濟系統可持續發展評價的有效方法，已在陸地生態經濟系統廣泛應用，而海洋生態經濟系統的能值分析還處于起步階段，有待進一步拓展。因此，本研究在前人研究基礎上，利用能值分析理論和方法，核算2006-2020年廣西海洋生態經濟系統能值，構建綜合指標體系動態評價系統運行狀態和可持續發展水平，并針對性地提出系統優化策略，以期為今后廣西向海經濟長期、穩定的可持續發展提供依據，進而促進廣西海洋生態文明和海洋強區建設。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

廣西背靠大西南、面向東南亞，具有“一灣相挽十一國”的獨特區位，區位優勢明顯、戰略地位突出。廣西行政區域土地面積2.376×105km2，海洋功能區劃面積約0.7×104km2。海岸線長達1 628.59 km，在全國11個沿海省(直轄市、自治區)中排名第六，海岸線曲折，港灣水道豐富，天然屏障良好。海洋生物資源種類繁多，海洋礦產資源豐富。同時擁有紅樹林、珊瑚礁、海草床等三大典型的海洋自然生態系統，其中紅樹林總面積約9 330 hm2，位居全國第二。2006-2020年廣西涉海就業人員不斷增加，共計增加了2.65×105人；海產品產出增加了13.56%，其中海洋捕撈逐步減少的同時海水養殖增速較快，前者減少了3.37×105t，后者增加了5.77×105t；海洋礦產先大幅增加再回落，總體上增加了3.45倍；海鹽產量逐步萎縮，至2017年全部消失；海洋GDP增加了4.49倍(表1)。2020年廣西海洋GDP占廣西GDP比重為7.46%，占北海、欽州、防城港3個沿海城市GDP比重為48.5%，占全國海洋GDP比重為2.06%。海洋漁業、濱海旅游業、海洋交通運輸業和海洋工程建筑業成為廣西海洋經濟發展的四大優勢產業，2020年其增加值占廣西海洋GDP比重約為50%。2020年，廣西近岸海域44個監測點位的平均水質優良率為2015年以來最高[15-18]。

表1 廣西海洋經濟概況

1.2 數據來源

本研究以2006-2020年為研究時段，開展基于能值分析理論和方法的廣西海洋生態經濟系統可持續發展動態評價。分析數據主要來源于EPS數據庫和《中國統計年鑒(2007-2021)》[19]《中國海洋經濟統計年鑒(2007-2019)》[15]《廣西統計年鑒(2007-2021)》[16]《廣西海洋經濟統計公報(2010-2020)》[17]《廣西水資源公報(2006-2020)》[20]。

1.3 方法

能值分析理論和方法主要參考歐登[21]和藍盛芳等[22]的研究成果。20世紀80年代末，美國著名生態學家Odum為了彌補生態經濟系統能量分析中不同種類能量之間不能直接比較和加和的不足，提出了能值分析理論和方法，即將系統中的能量流和物質流通過太陽能值轉換率統一轉換為能值后進行量化研究[23]。能值分析由于可以有效核算生態經濟系統中資源環境和社會經濟的價值，有效分析人類活動、自然資源、生態環境和經濟效益之間的關系，以及有效評價系統的運行狀況和可持續發展水平，在國際上得到了廣泛應用。

1.3.1 能值計算

能值計算步驟[22]：(1)搜集海洋生態經濟系統投入的能量流數據和產出的物質流數據；(2)通過能量折算系數將不同種類物質和能量轉化為以焦耳(J)為單位的能量，不能轉化為能量的物質則折算為以克(g)為單位的物質質量；(3)通過能值轉換率將能量和物質質量轉化為統一量綱的太陽能值(單位為sej)。

結合能值理論、海洋生態經濟系統特征、廣西實際和數據可得性等方面，構建廣西海洋生態經濟系統能值指標，其太陽能值轉換率如表2所示[22]。該指標體系在傳統的生態經濟系統能值分析指標體系中增加了廢棄物能值，能更全面地反映廣西海洋生態經濟系統運行狀況。可更新資源能值包括太陽輻射能、風能、雨水化學能、地球旋轉能、潮汐能、海浪能、涉海就業勞動力、海洋捕撈、海水養殖、海洋電力、海鹽、紅樹林。由于廣西缺乏海洋油氣資源利用，不可更新資源能值主要指海洋礦產。廢棄物能值主要指海洋生態經濟系統排放入海的廢水。另外，廣西海洋生態經濟系統的投入能值主要有太陽輻射能、風能、雨水化學能、地球旋轉能、潮汐能、海浪能、涉海就業勞動力，產出能值主要有海洋捕撈、海水養殖、海洋電力、海鹽、紅樹林、海洋礦產、入海廢水。由于太陽輻射能、風能、雨水化學能為同一性質的能量，為避免重復，只取這三者中最大的一項用于計算。

表2 廣西海洋生態經濟系統能值構成和能值轉換率[22]

續表

1.3.2 評價指標體系構建

為了系統分析廣西海洋生態經濟系統運行狀況和可持續發展水平，結合已有文獻[12，24，25]，構建包括能值密度、能值貨幣比率、人均能值用量、能值產出率、環境負載率、能值生態承載力、可持續發展指數、海洋綠色GDP、海洋綠色GDP占比等9個指標的綜合評價指標體系。

(1)能值密度。

能值密度是區域內能值總量與區域面積之比，其值越大說明區域內經濟發展水平越高。計算公式為

式中，ED為能值密度(sej/m2)，T為區域能值總量(sej)，A為區域面積(m2)。

(2)能值貨幣比率。

能值貨幣比率是區域內能值總量與區域生產總值之比，其值越大說明單位貨幣能換取的能值越多，即自然資源對經濟的貢獻越大，區域經濟發展越落后。計算公式為

式中，EMR為能值貨幣比率(sej/元)，T為區域能值總量(sej)，GDP為區域生產總值(即傳統GDP，元)。

(3)人均能值用量。

人均能值用量是區域內能值總量與涉海從業人員數量之比，其值越大說明區域內人民生活水平越高。計算公式為

式中，EPP為人均能值用量(sej/人)，T為區域能值總量(sej)，P為區域涉海從業人員數量(人)。

(4)能值產出率。

能值產出率是系統產出能值與投入能值之比，其值越大說明系統生產效率越高，系統競爭力越強。計算公式為

式中，EYR為能值產出率，O為系統產出能值(sej)，I為系統投入能值(sej)。

(5)環境負載率。

環境負載率是系統內不可更新資源能值與可更新資源能值之比，其值越大說明生產過程中系統所承受的環境壓力越大。計算公式為

式中，ELR為環境負載率，N為不可更新資源能值(sej)，R為可更新資源能值(sej)。

(6)能值生態承載力。

能值生態承載力是系統內可更新資源能值與能值密度之比，其值越大說明系統自我維持、調節能力越強，發展潛力越大。計算公式為

式中，EEC為能值生態承載力(m2)，R為可更新資源能值(sej)，ED為能值密度(sej/m2)。

(7)可持續發展指數。

可持續發展指數是系統能值產出率與環境負載率之比，其值越大說明系統可持續發展能力越強。計算公式為

式中，ESI為可持續發展指數，EYR為能值產出率，ELR為環境負載率。海洋生態經濟系統的可持續發展指數小于1，表明海洋經濟為消費型經濟，系統進口資源比重較大，環境負載率較高，系統處于不可持續發展狀態；可持續發展指數為1-10，表明海洋經濟富有活力，發展前景廣闊，系統處于可持續發展狀態；可持續發展指數大于10，表明海洋經濟發展滯后，海洋資源開發利用不足[12]。

(8)海洋綠色GDP。

海洋綠色GDP是在傳統海洋GDP中去除不可更新資源能值的貨幣價值和廢棄物能值的貨幣價值，其值越大說明綠色經濟發展越好。計算公式為

GGDP=GDP-B-C，

式中，GGDP為海洋綠色GDP(元)，GDP為傳統海洋GDP(元)，B為系統內不可更新資源能值的貨幣價值(元)，C為廢棄物能值的貨幣價值(元)。

(9)海洋綠色GDP占比。

海洋綠色GDP占比是海洋綠色GDP與傳統海洋GDP之比，其值越大說明系統發展過程中資源壓力和環境代價越小。計算公式為

式中，PGGDP為海洋綠色GDP占比(%)，GGDP為海洋綠色GDP(元)，GDP為傳統GDP(元)。

2 結果與分析

2.1 能值動態分析

根據能值理論和分析方法，2006-2020年廣西海洋生態經濟系統的14個能值指標計算結果如表3所示。2020年14個能值指標從大到小依次是涉海就業勞動力、海水養殖、海洋捕撈、潮汐能、海洋礦產、海浪能、雨水化學能、地球旋轉能、入海廢水、紅樹林、風能、太陽輻射能、海洋電力、海鹽。

表3 2006-2020年廣西海洋生態經濟系統能值(sej)

2006-2020年廣西海洋生態經濟系統的總能值從5.43E+22 sej增加到6.66E+22 sej，增加了22.65%。可更新資源能值從5.38E+22 sej增加到6.46E+22 sej，增加了20.07%，其中海水養殖、涉海就業勞動力、紅樹林和雨水化學能分別增加了63.00%、27.33%、11.40%和9.24%，海洋捕撈減少了40.13%，2017年開始海鹽能值為0；不可更新資源能值從3.82E+20 sej增加到1.70E+21 sej，增加了3.45倍；廢棄物能值從3.16E+19 sej增加到1.94E+20 sej，增加了5.14倍。

2006-2020年廣西海洋生態經濟系統的廢棄物能值占總能值的比重從0.06%上升到0.29%。可更新資源能值比重均在90%以上，最大值為2010年的99.49%，最小值為2013年的92.26%，說明可更新資源在廣西海洋生態經濟系統中起主導作用，未來廣西海洋經濟發展應加強對可更新資源的開發和利用。

2.2 能值密度動態分析

2006-2020年廣西海洋生態經濟系統的能值密度不斷提高(圖1)，從7.75E+12 sej/m2提高到9.49E+12 sej/m2，總體上提高了22.45%，主要是由系統總能值的增加帶動了能值密度提高，說明廣西海洋資源開發程度和能值利用強度有所提高，海洋經濟得到較快發展。但由于廣西缺乏海洋油氣資源，且海洋資源開發和海洋經濟發展模式比較粗放，在全國11個沿海省(直轄市、自治區)中廣西處于較低密度地區，能值密度低于天津、河北、福建、江蘇、山東、上海等省市[12]。

圖1 2006-2020年廣西海洋生態經濟系統能值密度

2.3 能值貨幣比率動態分析

2006-2020年廣西海洋生態經濟系統的能值貨幣比率呈持續下滑的趨勢(圖2)，從1.80E+12 sej/元減少到4.02E+11 sej/元，減少了77.67%，說明單位貨幣所能購買的能值減少，主要是由于海洋GDP大幅增加，海洋經濟規模擴大，海洋經濟發展對無需付費的自然資源依賴程度有所減小，隨著技術水平提高，海洋資源開發利用方式優化，海洋經濟發展水平提高。但由于廣西海洋經濟發展起步較晚，工業化水平不高，尚未形成港-產-城融合發展，能值貨幣比率在全國11個沿海省(直轄市、自治區)中處于較高水平，僅低于海南[12]。因此，廣西需要進一步挖掘資源優勢，發展海洋經濟，提高海洋資源利用效率。

圖2 2006-2020年廣西海洋生態經濟系統能值貨幣比率

2.4 人均能值用量動態分析

2006-2020年廣西海洋生態經濟系統的人均能值用量呈先下降后上升再下降的波動趨勢(圖3)。人均能值用量的最大值為2006年的5.60E+16 sej/人，最小值為2011年的5.06E+16 sej/人，平均值為5.32E+16 sej/人。相較于2006年，2007年的人均能值用量減少幅度較大，減少了7.65%，一方面是因為2007年涉海從業人員的數量增加幅度較大，增加了13.12%，另一方面是因為總能值減少了1.70%。2007年總能值減少主要是因為海洋捕撈的能值減少了20.29%。基于2007年的能值，人均能值用量總體上增加了41.56%。廣西海洋生態經濟系統的人均能值用量低于江蘇2011年的1.74E+17 sej/人和2015年的2.07E+17 sej/人，說明廣西涉海人員的生活水平總體上不斷提高，但和發達地區相比還有一定差距[24]。

圖3 2006-2020年廣西海洋生態經濟系統人均能值用量

2.5 能值產出率動態分析

2006-2020年廣西海洋生態經濟系統的能值產出率在0.45-0.60波動，平均值為0.52 (圖4)。系統中投入能值呈增加的趨勢，從2006年的3.45E+22 sej增加到2020年的4.28E+22 sej，增加了24.06%，產出能值呈先減少后增加、再減少再增加的波動狀態，總體上增加了19.83%。能值產出率的變化趨勢和產出能值較為一致，說明廣西海洋經濟發展對自身資源環境的依賴程度降低，經濟發展效率有所提高。值得注意的是，廣西海域面積廣闊、海洋資源豐富，海洋生態經濟系統中投入能值較多，但海洋資源開發利用不夠充分，海洋經濟效益不高，能值產出率偏低，在全國11個沿海省(直轄市、自治區)中僅高于海南[12]。

圖4 2006-2020年廣西海洋生態經濟系統能值產出率

2.6 環境負載率動態分析

2006-2020年廣西海洋生態經濟系統的環境負載率變化幅度較大，在0.005-0.082波動，呈先增加后減少的變化趨勢，平均值為0.029，總體上增加了2.70倍(圖5)。系統中可更新資源能值遠高于不可更新資源能值，前者平均值是后者平均值的33.41倍，說明海洋經濟發展主要依賴于可更新自然資源，系統所承受的環境壓力較小。可更新資源能值呈緩慢增加的趨勢，總體上增加20.24%。不可更新資源能值增幅較大，環境負載率的波動主要是由不可更新資源能值變化所引起，二者的變化趨勢較為一致。分析發現，2013-2015年環境負載率很高是因為不可更新資源中的海洋礦產開發大幅增加，達到平均值的2-3倍，大幅增加了系統壓力。從全國層面來看，廣西海洋生態經濟系統的環境負載率低于全國沿海地區整體水平[12]，且從2016年開始大幅度下降，說明廣西海洋經濟發展對系統帶來的壓力較小且近年來海洋生態文明建設工作成效顯著。

圖5 2006-2020年廣西海洋生態經濟系統環境負載率

2.7 能值生態承載力動態分析

2006-2020年廣西海洋生態經濟系統的能值生態承載力最大值為2011年的6.97E+09 m2，最小值為2013年的6.47E+09 m2，平均值為6.81E+09 m2，呈先降低后升高的趨勢，總體上減少了1.87%；在2013-2015年觸底后回升，說明隨著對不可更新資源開發的控制，系統自我維持和調節能力在2016年逐步回升(圖6)。廣西海洋生態經濟系統的能值生態承載力大于天津的8.41E+07 m2，小于海南的1.99E+12 m2，在全國11個沿海省(直轄市、自治區)中處于較高水平[12]。說明廣西海洋生態環境良好，海洋經濟發展潛力大，應當在保護好生態環境的同時大力發展海洋經濟，將生態優勢、資源優勢轉化為經濟優勢。

圖6 2006-2020年廣西海洋生態經濟系統能值生態承載力

2.8 可持續發展指數動態分析

2006-2020年廣西海洋生態經濟系統的可持續發展指數在7.22-98.98波動，波動幅度較大，總體呈下降趨勢，從80.81下降至21.08，下降了73.91%，但整個研究期內可持續發展指數均大于1，平均值為39.99(圖7)。除2013年、2014年和2015年外，可持續發展指數均大于10，說明廣西海洋生態經濟系統處于可持續發展狀態，海洋資源豐富，海洋經濟不斷發展且發展潛力大，有待進一步開發。

圖7 2006-2020年廣西海洋生態經濟系統可持續發展指數

2.9 海洋綠色GDP和海洋綠色GDP占比動態分析

2006-2020年廣西海洋生態經濟系統的傳統GDP和綠色GDP均持續增長，且二者的趨勢基本一致，分別增加了4.49倍和4.39倍(圖8)。海洋綠色GDP占比在92.26%-99.49%波動，平均值為96.92%，表示每一元海洋GDP的產生就犧牲了價值0.03元的生態環境。總體上看，海洋綠色GDP占比有所下降，從2006年的99.24%下降到2020年的97.15%，下降的主要原因是海洋經濟發展過程中不可更新資源的利用和廢棄物排放增加，對資源環境的破壞程度加大。廣西海洋生態經濟系統的綠色GDP占比遠高于江蘇2011年74.8%和2015年77.8%的水平[24]，說明廣西海洋經濟發展過程中資源消耗和環境污染的占比很小，但隨著海洋經濟的進一步發展，對資源和環境的依賴程度有所提高，需要不斷完善產業結構、優化資源利用技術水平。

圖8 2006-2020年廣西海洋生態經濟系統綠色GDP

3 結束語

本研究采用能值分析理論和方法從多個角度動態評價2006-2020年廣西海洋生態經濟系統運行狀態和可持續發展水平。廣西海洋生態經濟系統以可更新資源為主，可更新資源開發和利用潛力大，系統所承受的壓力小，處于可持續發展狀態。近15年來廣西海洋經濟得到較快發展，且自然資源對海洋經濟發展的貢獻大，但由于發展方式較為粗放，海洋資源利用不合理，導致單位海洋GDP的環境代價增加，海洋生態經濟系統自我維持和調節能力降低，系統所承受的壓力增大。值得注意的是，和全國其他沿海地區相比，廣西海洋生態經濟系統的環境負載率低、能值生態承載力高、可持續發展指數大，但海洋經濟發展滯后、系統生產效率低、涉海人員生活水平不高，海洋優勢和潛力開發不足[12,24]。

廣西應從產業結構、創新驅動、向海經濟、宣傳教育、陸海統籌、監測評估等方面著手協調海洋生態、經濟和社會效益，提高海洋生態經濟系統運行效率和可持續發展水平。①優化產業結構，推進海洋漁業、交通運輸業等傳統海洋產業提質增效，爭取海洋信息業、海洋藥物和生物制造業、可再生能源利用業等海洋戰略性新興產業培優做強，構建現代海洋產業體系。②強化創新驅動，聚焦海洋資源開發，尤其是可再生資源的高效開發和循環利用，通過培育海洋科技創新人才、企業和平臺，加速海洋科技攻關和成果轉化，提升現代海洋科技水平。③發展向海經濟，充分發揮海洋優勢和潛力，拓展海洋綠色發展新模式，促進海洋生態經濟發展，打造國民經濟新增長點，推進現代海洋強區建設。④加強宣傳教育，通過學校、主題日、媒體、博物館、展覽館等途徑傳播海洋的重要性，營造全民認識海洋、關心海洋的氛圍，提高現代海洋保護意識。⑤堅持陸海統籌，踐行綠色發展理念，加大節能減排和環境保護力度，注重污染聯防聯治，突出陸海生態系統保護和修復的整體性，探索海洋生態產品價值實現模式，共建現代海洋治理格局。⑥注重監測評估，完善海洋生態環境監測指標體系和評估方法，通過海洋生態環境監測站適時評估海洋生態環境，及時預警海洋生態經濟系統的運行狀況，建立現代海洋預警機制。

本研究通過構建較為完善的能值指標體系和綜合評價指標體系，首次對廣西海洋生態經濟系統開展長時間序列動態評價，并提出系統優化建議，研究較為系統，尤其是引入海洋綠色GDP和海洋綠色GDP占比指標的分析，進一步拓展了能值分析理論和方法在海洋生態經濟系統的應用。研究結果在時間序列上的縱向比較分析較為深入，展示了廣西海洋生態經濟系統近15年來的運行狀態和可持續發展水平的演變。如果能和我國其他沿海地區的海洋生態經濟系統進行長時間序列的橫向比較，將更有利于全面、深入地掌握廣西海洋生態經濟系統的發展水平、發展瓶頸和發展潛力。因此，在接下來的研究中可以繼續開展基于能值分析理論和方法的國內其他沿海地區海洋生態經濟系統長時間序列動態評價，將研究結果和廣西進行橫向比較。同時，在指標體系構建上結合相關理化實驗數據和實地監測數據，進一步完善海洋生態經濟系統能值分析的指標體系。