江蘇省海洋經濟系統脆弱性動態演化及驅動因素分析

高 升 紀昊師 薛晴馨

南京審計大學 政府審計學院 南京 211815

隨著人類社會經濟的快速發展，海洋經濟已成為沿海國家國民經濟發展的重要組成部分。海洋經濟系統是具有海洋特征的自然生態系統與位于海岸帶地區的社會經濟系統相互交織所形成的綜合系統[1-3]。經濟脆弱性是一個經濟體因經濟開放而產生的外部沖擊影響的暴露[4]，是經濟系統對內外擾動的敏感性和應對能力不足而使系統易受損害的一種內在屬性或狀態[5]。1999年，聯合國將“經濟脆弱性”作為度量國家和地區經濟可持續發展能力的重要指標[6]。海洋經濟系統脆弱性是指海洋經濟系統在內外環境各要素的擾動下，由海洋經濟系統自身所具有的敏感性與應對力之間相互牽制所表現出的結構或功能易受到損害的一種系統屬性[7]。相關研究主要集中在海洋經濟與生態環境（主要為自然災害對海洋經濟產生的影響）[8]、海洋經濟與海洋資源（主要為海洋經濟可持續發展、海域承載力）以及人海經濟系統（主要為海洋循環經濟、海洋產業經濟）等方面。

已有經濟系統脆弱性研究所運用的主要方法包括集對分析法[9-10]、投入產出法[11]、灰色聚類模型[12]、情景分析法[13]、核密度估計模型[14]、脆弱性函數模型評價法[15]、數據包絡模型[16]、分形理論[17]、函數模型法[18]、模糊物元法、圖層疊置法等。其中代表性的研究主要是彭飛等從敏感性與應對性的正負兩方面建立指標體系，運用BP 神經網絡模型進行綜合測度[19]；孫才志等結合“壓力-狀態-響應”模型，從壓力、自身敏感性、應對能力3個方面建立指標體系，運用WSBM模型進行測度[20]。蘇飛等采用集對分析和障礙度分析探討了浙江沿海地區2000年至2013年海洋經濟脆弱性的變化趨勢影響因素[14]。李博等運用集對分析法評價了中國海洋經濟脆弱性[21-22]。王澤宇等運用組合賦權法與集對分析法評價了部分省市海洋綜合實力[23]。

海洋經濟脆弱性是一種系統內在屬性，主要是由于內外擾動促使內部結構的不穩定性，進而產生內部結構累計性脆弱與外生脅迫性脆弱，這些只會在系統受到擾動時顯現出來[24]。在當前海洋經濟高速發展的背景下，隨著沿海地區人口集聚，資源消耗與環境壓力日益增大，海洋經濟系統脆弱性日益凸顯[25]。近幾年江蘇海洋經濟發展速度由高速向中高速轉變，海洋經濟發展方式由規模速度型粗放增長向質量效率型集約增長轉變，海洋經濟發展動力正在從傳統要素驅動向科技創新驅動轉變，極具代表性是選取江蘇省為例進行研究的原因。在新發展理念與建設海洋強國戰略指導下，本文從敏感性與應對能力兩個方面構建海洋經濟系統脆弱性評價指標體系，分別采用TOPSIS 法與綜合指數模型評估了2008—2016 年江蘇省海洋經濟系統脆弱性的動態演化狀況，采用主成分分析法揭示了主要驅動因素，同時為降低海洋經濟脆弱性提出了針對性建議。為有效識別海洋經濟系統運行過程中存在的問題，增強海洋經濟系統的波動應對能力提供了科學依據，本文對3種模型客觀計量脆弱性動態演化結果進行了對比，提升了脆弱性評價的準確性。分析了江蘇各評價年份海洋經濟系統脆弱性的主要影響因素，既為后續海洋經濟高質量發展過程中海洋經濟綜合實力的提升提供了保障，又為緩解海洋經濟系統脆弱性提出了有針對性的建議。

1 數據與方法

1.1 指標篩選

海洋經濟是一個復雜系統，關鍵性指標的選取十分重要，要從多維多角度對海洋經濟脆弱性進行綜合評價。結合江蘇省海洋經濟發展實際情況，從敏感性與應對能力兩個方面篩選構建海洋經濟脆弱性指標體系（表1），構造一個原始指標數據矩陣X=(xij)9×19，代表9 個評價方案，每個方案擁有19 個評價指標。采用極差標準化轉換法對判斷矩陣進行無量綱化處理得到 一 個 標 準 化 矩 陣Y=(yij)9×19。相 關 數 據 來 源 于2009—2017 年江蘇統計年鑒、中國海洋統計年鑒、中國統計年鑒、海洋經濟發展報告、中國海洋經濟統計公報、環保部門的監測數據和排污申報數據等。

表1 海洋經濟脆弱性評價指標體系與權重

1.2 熵權權重

熵權法將整個指標體系內的指標構造一個判斷矩陣，采用極差標準化方法對矩陣數據進行無量綱化處理，運用熵權法計算評價指標的信息熵，確定每個評價指標的權重值。

式中：hj為第j項指標的信息熵值；wj為指標權重且0 ≤wj≤1；m為評價指標個數，j= 1,2,…,m。

1.3 TOPSIS模型

TOPSIS 法又稱優劣解距離法，在多目標決策方案中，選擇最接近正理想解，而同時又遠離負理想解的方案。基于極差標準化處理與熵權權重，計算從任意可行解Zij到正理想解Zj+與負理想解Zj-的距離，每個方案到正理想點的距離與到負理想點的距離如下。

式中：Zij為第j個目標對第i個方案（解）的規范化加權值，為每個方案到正理想點的距離，為任意可行解Zij到負理想解Zj-之間的距離，m為評價對象個數。

那么，某一可行解對于理想解的相對接近度公式為：

式中：Cj是第j個評價對象與正理想解之間的接近程度。Cj越大，表示結果越接近最優水平；Cj越小，則表示結果越差。

1.4 綜合指數模型

在對海洋經濟發展質量評價體系指標進行標準化處理和確定指標權重的基礎上，采用綜合指數模型計算海洋經濟發展質量綜合指數。計算公式為：

式中：IC為海洋經濟高質量發展綜合指數，m表示評價指標的數量，Ii為評價指標i的標準化值，wi為評價指標i的權重。綜合指數是0～1 的連續數值，越接近1，海洋經濟脆弱性越低，反之，則越高。

1.5 主成分分析法

主成分分析法不受樣本標簽限制，可消除原始數據成分間的相互影響，可減少指標選擇的工作量，可用少數指標代替多數指標。基于協方差矩陣、特征值λi及相應的正交化特征向量ai，計算主成分貢獻率和累計貢獻率。

式中：Aij為主成分方差貢獻率，Gt為方差累計貢獻率，λij為特征值，aij為單位特征向量，t為主成分個數，Fi為主成分得分，F為主成分綜合得分，數值越大越好。

2 結果與分析

2.1 海洋經濟脆弱性評價指標體系的構建

脆弱性作為海洋經濟系統的一種本質屬性，始終存在于海洋經濟發展過程中。海洋經濟系統脆弱性內涵主要包括系統自身不穩定性、對各因素變化的敏感性、對外部影響的應對能力[26]。因此本文從敏感性與應對能力兩個方面構建海洋經濟系統脆弱性評價指標體系。

2.2 海洋經濟系統脆弱性TOPSIS接近度

依據TOPSIS 模型的計算結果（圖1），發現在所有評價年份中2008 年與2015 年的江蘇省海洋經濟系統脆弱性接近度分別為0.673 6與0.391 2，相對處于較優的狀態，其他各年份的脆弱性狀態比較接近，其中2016年脆弱性狀態最差。

圖1 江蘇海洋經濟系統脆弱性TOPSIS接近度

2.3 海洋經濟系統脆弱性綜合指數

依據綜合指數模型計算海洋經濟系統脆弱性指數（表2），計算結果同TOPSIS 模型測度的江蘇省2008—2016 年海洋經濟脆弱性動態演化趨勢總體一致。發現基本驗證脆弱性狀況，在所有評價年份中2008 年與2015 年的海洋經濟系統脆弱性指數分別為0.512 4 和0.454 6，處于相對較優的狀態，其他各年份的脆弱性狀態比較接近且相對穩定，其中2016年脆弱性狀態最差。

表2 兩種模型測度的海洋經濟系統脆弱性排序

2.4 海洋經濟脆弱性驅動力因素分析

對所收集的9 個樣本的19 個指標進行主成分分析，得到對應的特征值及方差貢獻率（表3），從中提取了4 個主成分，累計貢獻度已達92.32%，表明4 個主成分對海洋經脆弱性的解釋力度已經達到92.32%，因此前4 個指標可以作為反映海洋經脆弱性的綜合指標。其中第一主成分（F1）能夠解釋全部指標信息的48.568%，第二主成分（F2）能夠解釋全部指標信息的20.870%，是兩個非常重要的綜合因子。

表3 總方差解釋

依據主成分載荷矩陣解釋主成分與變量之間的相關關系（表4）。第一主成分（F1） 在涉海就業人員數、沿海地區海洋及相關產業增加值、沿海港口貨物吞吐量、浮游植物多樣性指數等指標上具有較高的載荷，均超過了0.73。第二主成分（F2）主要在海洋自然保護區面積、沿海地區海洋第三產業產值占比等指標上具有較高的載荷，均超過了0.6。第三主成分（F3）主要在沿海地區工業煙（粉）塵排放量、沿海地區工業廢氣排放量等指標上具有較高的載荷，均超過了0.6。第四主成分（F4）主要在沿海地區海洋旅客客運量、沿海地區工業煙(粉)塵排放量等指標上具有較高的載荷，均超過了0.4。

表4 主成分載荷矩陣

2.5 海洋經濟脆弱性主成分綜合得分

依據各年度4個主成分得分以及綜合得分（表5），發現2012年的海洋經濟系統脆弱性綜合得分最高，為0.385 5，處于最優狀況。其中：在主成分F1上得分最高，達到0.464 2；在主成分F2 上僅得分0.142 0，有待進一步擴大在海洋自然保護區面積、提高沿海地區海洋第三產業產值占比；在主成分F3 上得分0.436 2，低于2015 年與2009 年；在主成分F4 上得分0.451 3，排名第五，今后應繼續開發沿海旅游資源提高沿海地區海洋旅客客運量、減少沿海地區工業煙（粉）塵排放量。

表5 江蘇海洋經濟系統脆弱性得分

而2016 年的海洋經濟系統脆弱性綜合得分僅有0.139 8，在所有年份中最低。其中，在主成分F1上得分0.320 9，在主成分F3 上僅得分0.206 4，而主成分F2 與F4 上得分-0.223 3 與-0.243 2。今后需要繼續重點關注海洋自然保護區面積，優化調整產業結構提升沿海地區海洋第三產業產值占比，努力增加沿海地區海洋旅客客運量并減少沿海地區工業煙（粉）塵排放量。

3 討 論

海洋經濟系統通常會受到多重內外部干擾因素的影響，其中海洋經濟系統的內部影響因素主要包括海洋產業結構的合理化程度（結構性）、承受外部沖擊的免疫力（承載力）、科技成果轉化能力（發展力）、產業化水平（控制力）等[27]；海洋經濟系統的外部影響因素主要包括自然災害、生態環境、區位環境、海洋資源的供給能力、全球經濟的穩定性、海洋綜合管理與政治經濟制度因素等[1]。系統的內部結構特征是脆弱性產生的直接、主要原因，而外部脅迫和擾動是脆弱性發生變化的驅動因素[28]，應對能力不足會強化脆弱性。海洋經濟系統具有開放性、動態性和復雜性等特點，需要通過有效的數學模型準確評價海洋經濟系統的脆弱性，分析經濟系統對內外干擾影響的適應能力，探討時空演化機理與過程。

降低海洋經濟系統脆弱性是提高海洋經濟風險應對能力，實現海洋經濟高質量發展的關鍵。通過海洋經濟系統脆弱性的動態評估與驅動因素分析，揭示沿海區域海洋經濟系統脆弱性的動態演化特征與關鍵影響因子，可以促進海洋產業結構優化升級、合理統籌海陸資源、調整海洋經濟發展戰略。由于TOPSIS模型只是反映出各評價對象內部的相對接近度，并不能反映與理想的最優方案的相對接近程度，因此本文基于中國江蘇省2008—2016年的海洋經濟相關數據，從敏感性與應對能力兩個方面篩選構建海洋經濟脆弱性指標體系，運用TOPSIS模型評價了海洋經濟脆弱性動態演化狀況，然后將綜合指數模型計算的海洋經濟系統脆弱性指數，同TOPSIS模型計算的海洋經濟系統脆弱性接近度以及主成分分析法計算的海洋經濟系統脆弱性得分進行對比驗證，發現3 種模型方法計算的各評價年度海洋經濟系統脆弱性狀況的動態演變趨勢基本一致（圖2）。雖然2016年江蘇海洋經濟綜合能力提升了，但是經濟系統脆弱性卻變差了，主要原因在于2016 年沿海地區海洋及相關產業增加值、涉海就業人員數、沿海港口貨物吞吐量對海洋經濟發展起到了重要的推動作用，但是沿海地區工業廢水、廢氣以及煙（粉）塵排放總量等加劇了2016 年江蘇海洋經濟系統脆弱性。

圖2 三種模型測度的海洋經濟系統脆弱性動態趨勢對比分析

海洋經濟系統脆弱性的主要研究目的在于如何降低系統的脆弱性來實現海洋經濟的可持續發展。由于研究視角和對象的差異，目前海洋經濟系統脆弱性概念與發生機制尚未統一，有待進一步界定和探討；海洋經濟系統脆弱性的界定以及測度方法尚未統一，研究方法也急需創新與嘗試。今后需要深入探討海洋經濟系統脆弱性空間格局與時空分異規律、發生機制及屬性特征。

4 結 論

本文結合多種評價模型對比分析了2008—2016 年江蘇省海洋經濟系統脆弱性的動態演化與主要驅動因素，提出了降低海洋經濟脆弱性的對策建議，主要結論如下。

第一，依據TOPSIS模型計算的海洋經濟系統脆弱性接近度，發現江蘇省2008 年與2015 年的海洋經濟系統脆弱性狀態較好，其他各年份的脆弱性狀態較平穩，其中2016年最差。

第二，依據綜合指數模型測度海洋經濟脆弱性指數對比驗證TOPSIS模型計算結果，發現兩種模型計算的脆弱性狀態與動態變化趨勢基本一致。

第三，通過主成分分析法揭示海洋經濟系統脆弱性的主要驅動因素，發現4 個主成分累計貢獻度達92.32%。其中涉海就業人員數、沿海地區海洋及相關產業增加值、沿海港口貨物吞吐量、浮游植物多樣性指數、海洋自然保護區面積、沿海地區海洋第三產業產值占比等指標是主要驅動因素。

第四，依據計算的海洋經濟系統脆弱性得分，發現2012 年的綜合得分最高，主要原因是在主成分F1上得分最高，但是主成分F2僅得分0.142 0，有待進一步擴大在海洋自然保護區面積、提高沿海地區海洋第三產業產值占比。而2016年的綜合得分在所有年份中最低，主要原因是主成分F1 與F3 得分較低，且主成分F2與F4得分為負。

第五，根據上述結論，本文提出降低江蘇省海洋經濟系統脆弱性的建議，促進海洋強省建設。首先，大力發展沿海地區海洋及相關產業，增加涉海就業崗位。其次，優化調整產業結構，重點提升沿海地區海洋第三產業產值比重。加強沿海港口建設，提高對外貿易水平，增加沿海港口貨物吞吐量。最后，擴大海洋自然保護區面積，保護海洋生物多樣性，嚴格控制沿海地區工業廢水、廢氣以及煙（粉）塵排放量，保護沿海生態環境。