廣東省海洋生態環境承載力可持續發展研究

黃子鵬,白福臣,賓津佑,陳柳云

(廣東海洋大學管理學院 湛江 524088)

0 引言

隨著人類向海洋尋求深入發展,海域承載力及其可持續發展成為人類未來發展研究的重點課題[1]。廣東省海域面積廣闊,海洋資源十分豐富,海洋發展條件優越,自1995年以來,廣東省十分重視發展海洋經濟,海洋經濟總量連續26年穩居全國榜首[2]。然而,伴隨著海洋經濟的高速發展,廣東省海洋生態環境也面臨著前所未有的壓力。由于發展前期對經濟速度與總量的片面追求,導致了海洋資源開發過度、海洋生態嚴重惡化等問題,使得海洋生態環境負荷過重甚至出現超載現象。如何在海洋經濟發展與生態環境之間取得相對平衡尤為重要,深入研究廣東省海洋生態環境承載力,可以為區域政府決策、生態治理等提供科學依據,有利于促進區域人與自然在平衡狀態下實現可持續健康發展,加快推進廣東海洋強省建設。

當前,海洋生態環境承載力作為評價沿海地區資源環境和經濟社會發展協調的主要標識,同時也是沿海地區政策制定與調整以及產業合理布局的重要依據。海洋生態環境承載力是在一定的時間和區域范圍內,以可持續發展為導向,在滿足一定發展水平和環境質量要求下,海洋生態系統所能提供的最大納污限度和供給能力,以及對沿海經濟社會活動和人口的最大支撐能力[3-5]。筆者將結合廣東省區域實際情況,運用PSR模型構建海洋生態環境承載力評價指標體系,利用熵值法并結合耦合協調度模型,對各子系統和系統間的各要素結合當時所處的特定發展因素進行深入和綜合分析,把握廣東省海洋生態環境承載力發展動態趨勢,為區域海洋經濟、社會與環境的協調可持續發展科學決策提供支持。

1 材料與方法

1.1 指標體系的構建

1.1.1 PSR模型機理

壓力—狀態—響應(Pressure-State-Response,PSR)模型,是聯合國環境規劃署(UNEP)和國際經濟合作與開發組織(OECD)針對環境狀況評價而共同提出的定量評價模型,能對經濟、社會、環境進行綜合考量,又能較好地反映各子系統之間的相互作用[4,6],可應用于海洋生態環境可持續研究。筆者構建的海洋生態環境承載力PSR模型如圖1所示,反映了壓力、狀態、響應層面下,海洋生態風險、海洋生態水平和海洋生態持續之間的相互關系。

圖1 海洋生態環境承載力PSR模型作用機理

1.1.2 評價指標體系設計與數據來源

結合廣東省實際生態條件和經濟社會發展狀況,基于海洋生態環境承載力PSR模型(圖1),根據科學性、系統性、實用性、數據可獲得性原則,選取32個指標構建了廣東省海洋生態環境承載力評價指標體系(表1),其中“壓力”層12項、“狀態”層9項和“響應”層11項。

表1 廣東省海洋生態環境承載力PSR模型評價指標體系及權重

本文研究原始數據主要來自2009—2017年《中國海洋統計年鑒》《中國海洋經濟統計公報》,2009—2018年《廣東統計年鑒》,2008—2017年《廣東省海洋災害公報》《廣東省海洋環境狀況公報》及其他官方公布數據等。其中,部分指標數據通過公式計算得到,個別缺失數據應用SPSS軟件進行修正。

1.2 熵值法

為了更加客觀、全面地反映指標數據的信息,獲得科學、正確的研究結果,本研究采用熵值法[7]確定指標權重,并根據權重結果進行綜合評價。熵值法基本原理是通過對指標數據離散程度的判斷,利用熵值反映指標與評價對象的區分程度,熵值越小,權重越大,對綜合評價的影響作用越大,反之亦然。

1.3 耦合協調度模型

隨著社會的發展,一個地區發展程度的評判不再僅僅從單方面進行評價,而更加看重各方面的綜合協調發展水平,耦合協調度模型已成為研究區域整體均衡發展程度的有效評價與研究工具[8]。為了進一步分析廣東省海洋生態環境承載力各子系統之間的相互協調度,本文引入耦合協調度模型進行評價研究。

(1)耦合度

式中:C為耦合度,反映系統的耦合發展程度,取值為0～1;S 1、S 2、S 3分別為壓力子系統、狀態子系統、響應子系統的綜合評價指數。

(2)耦合協調度

式中:T為3個子系統綜合協調性指數;D為耦合協調度;α、β、γ為待定系數,綜合熵值法研究結果,考慮壓力、狀態、響應3個子系統綜合評價指數近似比為3∶3∶4,系數分別取值為:0.3、0.3、0.4。

(3)耦合協調度評價標準

為清晰劃分廣東省海洋生態環境承載力各子系統的協調發展狀況,借鑒前人研究成果,本研究將耦合協調度評價標準劃分為3個類型、10個等級[9-10]。

2 結果與分析

2.1 指標權重結果

通過對原始數據標準化處理,利用熵值法對各指標進行賦權,得到廣東省海洋生態環境承載力評價指標體系權重結果(表1)。

從表1可以看出,各內部指標權重分布較為均衡,表明指標體系的構建符合科學性和代表性要求,各指標都是系統發展的重要影響因素,能夠真實地反映廣東省海洋生態環境承載力狀況。從各指標在整個指標體系結構中所占權重來看,首先,準則層3個層面對于廣東省海洋生態環境承載力影響程度由大到小的排序分別是:響應(0.435 6)、壓力(0.285 1)、狀態(0.279 3),近似比為4∶3∶3。表明相較于壓力與狀態子系統,響應子系統對于承載力系統整體具有更加顯著的影響,即與控制人類活動行為的消極影響和維持資源環境質量相比,通過政策措施、污染治理、技術開發等對環境質量變化做出及時反應,給予海洋生態環境以支持的方式能更大程度地提升海洋生態環境承載力水平。

2.2 綜合評價分析

基于指標體系權重結果,結合數據標準化矩陣測算得到2008-2017年廣東省海洋生態環境承載力各子系統與綜合指數評價結果,并進行動態趨勢分析(圖2)。

圖2 2008—2017年廣東省海洋生態環境承載力動態變化趨勢

由圖2可以看出,2008—2017年廣東省海洋生態環境承載力水平整體呈上升趨勢,綜合評價指數由0.425上升到0.634,平均年增長率為4.09%。其中,各子系統中響應子系統的上漲幅度最大,對整體貢獻率達48.79%,表明響應子系統對2008—2017年海洋生態環境承載力的提高發揮重要貢獻作用。2008年全球性金融危機爆發對全球經濟發展造成巨大沖擊,甚至出現經濟倒退風險。廣東省為了遏制經濟下滑趨勢,保持經濟增長,維護社會穩定,對發展結構進行了調整,以擴大內需。2009年海陸重大項目的審批建設,如廣鋼環保遷入湛江市、中科合資廣東煉化一體化項目、港珠澳大橋工程等導致大量工業廢氣廢水排放和固體廢棄物丟棄入海,而環境監管、保護與治理明顯減弱,加上海域資源環境開發利用力度的增強等都對海洋生態環境造成巨大壓力。2009年之后,隨著全球經濟的復蘇,海洋經濟快速健康發展,產業結構得到重新優化調整,海洋科研經費投入增大,加強了環境污染的監督與治理力度,海洋生態環境承載力開始回升。2010—2013年指數長勢開始放緩,但整體依舊保持增長趨勢。2013年之后除2015—2016年出現了一次小幅度的下滑之外,廣東省海洋生態環境承載力水平增長速度逐年加快,到2017年到達峰值。總的來看,2008—2017年廣東海洋生態環境承載力整體處于不斷改善狀態,但其承載力仍處于較低水平,不能完全滿足全域社會需求和建設發展要求。為進一步分析海洋生態環境承載力動態變化及影響因素,本研究對海洋生態環境承載力各個子系統也進行了動態趨勢分析。

2.2.1 壓力層承載力

2008—2017年廣東省海洋生態環境壓力層指數整體呈波動式上升,且波動幅度較大。2008—2009年指數基本持平,在經濟保長和結構調整背景下,2009年廣東省海洋生產總值在全省經濟總量比重比上年提升了0.6%,而環境污染指標數據也有所增長,特別是赤潮發生累計面積比上年增加了2.26倍,經濟發展指數的上升與環境污染指數的下降相互抵消,使得最終的指數水平與上年對比實現基本持平狀態。表明海洋經濟的發展對海洋生態環境承載力的影響具有兩面性,一方面,海洋經濟發展對資源的消耗以及發展過程所帶來的污染會降低海洋生態彈性,對海洋環境造成破壞影響;另一方面,海洋經濟的發展,也為海洋生態修復、污染治理和技術開發創新等提供支持基礎,提升整體承載水平。2009—2011年指數開始上升,隨著經濟的復蘇,在2009年創造的良好經濟基礎上,海洋經濟持續健康增長,產業結構得到重新優化,同時加強了對環境污染的監督力度,使得入海污染量減少,緩解了海洋生態環境壓力。2011年之后壓力層指數一直處于波動向上狀態,分別在2012年、2014年和2016年出現了3次指數下滑,2015年指數達到峰值。通過分析壓力層內部指標變化,發現指數波動下滑的原因除了受到工業廢水排放總量、一般工業固體廢物傾倒丟棄量等指標變化的不同程度影響之外,赤潮發生頻次與累計面積指標評價指數的大幅度下滑是其最主要的影響因素。結合內部指標的賦權結果可以發現赤潮災害是承載力水平發展的制約因素,對整體承載水平的提高構成較大威脅。值得注意的是,對比發現2015—2016年壓力子系統下滑趨勢與整個系統變化趨勢一致,表明這一階段壓力層指數是拉低廣東省海洋生態環境承載力整體水平的主要因素。

2.2.2 狀態層承載力

2008—2017年廣東省海洋生態環境狀態層指數整體呈現平穩態勢,除了2013—2014年有較小幅度上升之外,指數變化基本不大。2013年在國家的號召下,廣東省大力推進海洋生態環境建設和社會經濟可持續發展,啟動了美麗海灣建設、海岸整治、海洋生態修復等多項計劃,海洋環境狀態得到了一定程度的改善,2013—2014年狀態層承載力絕大部分指標都有不同程度的優化提升。在2014年之后指數基本保持在同等水平附近,不再有明顯的幅度變化。此外,以2013年為節點,2008—2013年與2013—2017年前后兩個階段年度指數都具有輕微的下降趨勢。從圖2中可以看到,2008—2017年廣東省海洋生態環境承載力中壓力與響應指數變化整體呈現向上趨勢,說明10年間承載力系統面臨的人類活動壓力日趨減少,而人類對于環境質量變化做出的積極響應越來越強,然而,在各子系統的趨勢變化中,狀態子系統與壓力、響應兩個子系統之間經常處于背離狀態。正常情況下,生態風險的減少與生態持續支撐力的增加,生態環境狀態應該得到改善提升,狀態層的趨勢變化明顯背離了這一現象。通過進一步分析,一方面,雖然2008—2017年廣東省在海洋生態環境的響應力度不斷加強,但是其過程中采取的措施仍以污染控制和治理為主,在環境保護、生態修復上仍然比較少,且往往由于技術限制收效甚微;另一方面,相對于環境改善的支撐作用,海洋經濟發展對資源開發與環境破壞要遠大于對生態的保持、修復和恢復速度。由于政策響應主要針對經濟發展中對生態環境造成壓力的調節減壓,加上經濟發展對資源環境的依賴,才導致了狀態子系統相悖現象與下降趨勢的產生。

2.2.3 響應層承載力

2008—2017年廣東省海洋生態環境響應層指數變化呈現“兩頭高中間低”的趨勢特點。2008年廣東省大力推進海洋生態保護區建設,截至2008年年底,海洋自然保護區數量達到46個,保護面積達到57.01萬hm2,保護區的建設為海洋生物多樣性及生態彈性的提升提供了有力的支持,環境質量日益改善。2008—2009年指數水平出現較大幅度下滑,從內部指標分析,海洋類型自然保護區面積、海洋生物多樣性自然保護區數量兩個指標的下降是拉低整體水平的最主要因素。由于受2008年金融危機的沖擊,2009年廣東省將工作重心放在經濟建設上,以保持經濟增長與社會穩定。發展規模的擴大與環境監督的放松,對保護區建設造成擠兌,污染變得嚴重。同時,由于經濟限制,海洋環保與科研資金的投入以及污染治理的力度不足,對經濟社會發展活動的調節減壓作用較弱,海洋生態環境承載壓力變大。2009—2010年,隨著經濟的復蘇,為解決2009年經濟環境的失衡問題,廣東省開展了海域綜合整治和生態修復多項工程,同時出臺了《珠江三角洲環境保護一體化規劃(2009—2020年)》《關于環境保護工作促進全省加快經濟發展方式轉變的意見》等多項政策。2011年,由于2010年國務院將廣東省設立為國家海洋綜合開發示范區,掀起了一場海洋經濟熱潮,海洋資源開發與污染程度加深,經濟的重新定位,使得響應層指數又一次下滑。到2015年,廣東省重新調整發展戰略,加大了對海洋生態建設的重視程度。

2.3 耦合協調度分析

在各指標層指數計算結果的基礎上,結合耦合協調度模型函數測算出2008—2017年廣東省海洋生態環境承載力各子系統耦合度及耦合協調度結果(表2)。從耦合度指數來看,壓力、狀態與響應3個子系統的耦合度都趨近于1,表明3個子系統相互作用強度呈現高度耦合。從耦合協調度來看,2008—2017年廣東省海洋生態環境承載力各子系統綜合協調度呈現上升趨勢,耦合協調度指數由0.374 9提高到0.457 8,協調發展等級由輕度失調提升到瀕臨失調,協調發展類型從失調類型轉變為過渡類型,總體上,3個子系統協調發展水平都呈現向上趨勢,但仍處于瀕臨失調的較低水平。分析其影響因素,一方面,結合綜合指數評價結果,發現廣東省為海洋生態環境狀態滯后型,表明狀態因素是制約綜合協調發展水平的主要因素;另一方面,從指數發展水平看,由于各子系統以及綜合評價指數仍處于較低水平,限制了綜合協調水平的發展。

表2 2008—2017年各子系統耦合度及耦合協調度評價結果

3 結論

本研究基于PSR模型構建海洋生態環境承載力評價模型,采用熵值法對2008—2017年廣東省區域海洋生態環境承載力進行綜合評價,結合耦合協調度模型分析了其內部子系統的耦合度及協調發展水平,最后得到如下結論。

(1)從評價指數來看,2008—2017年廣東省海洋生態環境承載力綜合水平呈現上升趨勢,評價指數由0.424 6上升到0.634 1,但仍處于較低水平,受各子系統及其內部指標不穩定、不協調的影響仍具有下行風險。各子系統中,壓力子系統呈現波動式上升,不穩定性較高,對整體承載力水平的提高構成一定威脅,陸源污染與赤潮災害是制約發展的主要因素;狀態子系統呈現較為平穩態勢,受政策偏好、經濟發展與技術水平影響,指數水平較低,且具有輕微下行趨勢;響應子系統呈現“兩頭高中間低”趨勢特點,與整個海洋生態環境承載力系統走勢基本一致,對綜合水平的提升具有重要貢獻作用,同時政策響應存在主動性與穩定性差等問題。

(2)從耦合協調度上,廣東省海洋生態環境承載力壓力、狀態和響應3個子系統高度耦合,相互作用明顯;各子系統協調發展水平不斷提高,等級為瀕臨失調,處于過渡發展階段,整體主要受指數水平和狀態發展滯后影響,協調程度較弱,仍然需要進一步提升。

(3)由于2018年中央及地方行政機構改革,國家及地區統計指標、口徑等發生較大變化,研究數據區間選取受到限制,只選取了2008—2017年的數據范圍,加上研究過程難以避免主觀因素影響,不能完全反映廣東省海洋生態環境承載力的客觀狀況。

2018年海洋機構的重新整合打開了海洋綜合管理新格局,廣東省應抓住改革機遇,打破海陸分治的傳統模式,打造海陸一體治理新體系,積極發揮自然資源廳、生態環境廳等部門的統籌作用。加快推進全省“天空地”一體化生態環境監測網絡與管理平臺建設,對資源與環境質量變化進行全方面、多方位信息掌握。以陸源污染整治為重點,針對陸地污染源頭進行精準防治,優化或淘汰高耗能高污染產業,嚴格抓好涉海工程排污工作,推進科學管理,依靠技術創新實現污染的高效治理。同時,拓寬技術研究與資金渠道,有序引導多元主體共治,健全海洋生態修復和生態補償長效機制,強化環境治理、多部門多主體的聯動管理,及時積極主動地評估調整政策做出應對,促進海洋生態系統服務功能和環境納污能力的恢復,著力推進海洋生態環境承載力的可持續發展。