城市海岸带环境管理模式优化研究——以青岛市胶州湾为例

王舒鸿，郭 越，李逸超，宋马林

(1.中国海洋大学经济学院，山东青岛 266100；2.安徽财经大学统计与应用数学学院，安徽蚌埠 233030)

引言

海岸带是沿海城市空间与生态环境体系的重要组成部分，在我国海洋强国战略实施与海洋生态文明建设的背景下，沿海城市海岸带的管理越来越受到重视[1]。

2013 年，习近平总书记在中共中央政治局第八次集体学习时强调“要进一步关心海洋、认识海洋、经略海洋，推动我国海洋强国建设不断取得新成就”。2018 年，习近平总书记又在青岛海洋科学与技术试点国家实验室考察时强调“海洋经济发展前途无量”。而海洋经济发展的重要活动区域之一即为海岸带，海岸带的一系列社会经济活动，诸如港口基础设施建设、沿海重化工业集聚、围填海工程开发等，使得近岸海域环境污染愈发严重。

美国1970 年颁布的《海岸带管理法》，标志着海岸带综合管理(ICZM)理论的诞生[2]，由此学者开始探讨具体的海岸带管理模式，有很多国家基于这套理论，研究适合各自国家的海岸带管理模式。就我国而言，海岸带的敏感性与脆弱性日益显现，海岸带的科学管理迫在眉睫。由于经济发展区域结构等原因，我国长时间存在人口的“趋海流动”趋势，巨大的人口压力与频繁的经济开发活动，使得城市海岸带面临污染加剧、资源退化、生物多样性减少、海岸侵蚀等严重的生态环境问题。沿海城市是海洋生态文明建设的主战场，遵循海陆统筹的原则，走可持续发展之路，是城市海岸带管理工作的关键所在①2013 年，中国工程院丁德文院士在题为“生态城市建设创新活动的主战场——海岸带生态文明建设”的报告中指出“中国海洋生态文明建设的核心内容是海岸带—滨海城市—生态工程的建设”；2014 年，中国科学院傅伯杰院士关注海岸带可持续发展的研究，细化海岸带的生态系统服务，针对广西海岸滩涂指出要注意海陆统筹，注重生态系统作用过程，注重人与自然和谐相处，走可持续发展之路；2015 年，中国科学院王颖院士在三亚“海洋生态文明建设”主题论坛时，强调城市经济建设过程不能忽视人工建筑对海岸的侵蚀，重视人类活动的环境成本，并指出管理部门应在预研究的基础上寻求生态补偿最小的建设方案。。本文针对城市海岸带环境管理的低效问题，尝试提出合适的方法和思路，使海岸带的管理模式得以优化。

1 文献综述

许多学者对海岸带管理模式进行过不同的研究，如20世纪30 年代，Armstrong 和Rainer 提出对伸展到大陆架外部边缘的海洋空间与资源进行综合管理的方法。此后的几十年间，国内外学者开展了对海岸带管理理论与实践的探索。鹿守本等为了解决海岸带管理过程中各政府部门各行其事、难以协调的问题，提出了以提高海洋局行政地位为重点的海岸带资源行政管理体制，但是这种体制权力过于集中，海陆不能均衡统筹[2]。赵明利等则强调海岸带管理中的公共参与，通过成立海岸带综合管理委员会，实现包括公众在内的利益相关者等管理矛盾的协调，但是这种管理模式导致部门间缺乏有效沟通[3]。赵欣等则提出了海岸带综合管理(ICM)与基于生态系统的管理(EBM)相融合的管理模式，不同层级EBM 的有效实施可以指导ICM，同时ICM的实施经验对EBM 有反馈作用。但是此融合机制管理部门需要把工作放在整个生态系统内考虑，而不是行政边界上，具有较大的施行难度[4]。

孙磊等构建了青岛市海岸带生态系统压力评价指标体系，对青岛海岸带的主要胁迫因子做出了评价，然而并未提出以人为胁迫为主要问题的解决方案[5]。吝涛等提出了厦门市“社会—经济—自然”复合生态系统理念[6]。Hassanali分析了特立尼达和多巴哥这个岛国沿海区域当前的海岸带治理框架，并倡议用更可持续且公平、可行的手段来管理[7]。Pérez-Cayeiro 等对乌拉圭海岸带管理项目(Ecoplata)的规划与实施进行评价[8]。韩美等对东营海岸带湿地与浅海的数据进行研究，用状态空间法计算出区域综合承载力，并探讨了海岸带可持续利用的未来途径，但是其指标体系中环保投入占GDP 比值这一指标由多年均值求得，这使得模型对可持续发展能力略欠解释力[9]。

海岸带管理的优化方法方面，也有很多学者进行过深入的研究。如丁德文等运用人工神经网络模型，提出了一些复合生态系统管理的若干关键技术，不过其研究视角限于生态系统，未提出对海岸带综合管理的方案[10]。魏莱等基于压力—状态—相应框架，构建了适合中国的海岸带管理指标体系[11]。侯西勇等运用GIS 技术、条带分割法，提出土地利用程度综合指数，分析了21 世纪我国海岸带区域土地利用的数量、结构、空间格局和集约化特征，但基于全国视角的海岸带区域土地研究不易反映各地区管理时的特殊性[12]。王刚等运用文献分析法，得出沿海滩涂需要实现“综合管理、生态管理、过程管理”的结论，不过文献分析法的时效性不足[13]。母容等强调使用SWOT 分析方法制定海岸带综合管理目标与战略，为地区性的海岸带综合管理提供具体依据[14]。

虽然上述海岸带管理模式优化的实证研究方法丰富，但是更多学者以系统的方法模拟海岸带的变化，从而有针对性地提出管理优化方案。这其中，以系统动力学方法尤为常见。王翠构建了包含社会经济、海洋污染、海洋预测的海岸带生态系统动力学模型，实现胶州湾海岸带管理模式的优化。但是其研究没有充分考虑污染问题的处理成本，即经济系统与生态系统间的耦合关系[15]。Chang 等同样使用系统动力学方法，针对海岸带珊瑚礁管理，建立了以社会经济、环境、生物和管理四个子系统为基础的决策支持系统(DSS)进行情景仿真[16]。于航等运用指标体系与系统动力学结合的方法，对渤海湾典型海岸带综合承载力的变化趋势进行了预测，为保证滨海新区的可持续发展提供了实际依据，但是其研究着眼于承载能力，弱化了海岸带的开发潜力，忽略了海岸带资源开发对于海岸带管理的重要意义[17]。Sanò 等使用交互矩阵的方法，并以因果循环图的形式建立心智模型，结合众多利益相关者的贡献，分析埃及沿海地区综合管理计划，然而，同等重视所有参与者会低估技术人员的分析能力，并高估不熟悉复杂环境过程的利益相关者的分析能力[18]。靳超等运用层次分析法构建指标体系，对惠州市海岸带生态承载力进行评价，并结合系统动力学模型预测，但是层次分析法赋权过于主观[19]。通过对系统动力学方法的深入研究，我们发现系统动力学是通过对真实发生的事件或现实存在的要素进行逻辑抽象，构建相关仿真性系统，探究各变量之间相互影响机制的科学，将其用于海岸带管理问题的分析，能够对复杂系统内外因素的相互关系予以明确的认识与体现[20]。

通过文献的梳理，本研究发现城市海岸带管理广泛涉及自然科学、工程技术与社会科学中多个学科领域。城市海岸带综合管理是在交叉学科“海岸科学”的研究基础上进行的管理决策[21]。许多不同领域的中外学者从各自专业角度探讨了海岸带管理的模式及评价方法，提出了基于生态系统的海岸带管理模式。然而有些研究虽有涉及“社会—生态”系统，但是鲜有涉及诸如与海洋灾害相关的安全系统的，而安全系统契合城市海岸带的自身特性。为此，我们尝试从包含“经济—人口—资源—环境—安全—行政”的多维耦合系统角度来全面分析城市海岸带管理问题，以期为青岛市胶州湾海岸带管理提供对策建议。

2 青岛市胶州湾海岸带案例及EPRESA 多维耦合系统的构建

2.1 案例背景介绍

以胶州湾作为“母亲湾”的青岛市在大力发展海洋经济、努力创建国际海洋科技创新中心的同时，着力推进全市海洋生态文明建设。胶州湾是青岛市实施“三城联动”战略的空间核心，具有生态价值、空间布局价值、历史文化价值等多重价值[22]。从空间布局上，胶州湾东部沿湾岸线是青岛老城区，北部沿湾岸线存在高新技术产业集群发展，而西部沿湾岸线则布局了高端装备制造、港航物流等全市重点支柱产业。随着胶州湾沿湾岸线不断开发建设，虽然城市功能实现了提升，但是海岸带的空间资源利用范围和规模持续扩大，岸线资源急剧减少，海域生态环境显著恶化亟待加强保护与管理①参见《青岛市海域和海岸带保护利用规划》http://www.qingdao.gov.cn/n172/n24624151/n24625135/n24625149/n24625191/151119102922566053.html,2015-11-19。。

青岛市在1995 年到2015 年的20 多年间陆续颁布了关于海岸带规划管理规定②参见《青岛市海岸带规划管理规定》，http://www.qingdao.gov.cn/n172/n68422/n32934/n37782/100020040901326018.html。、保护条例③参见《青岛市胶州湾保护条例》，http://www.qingdao.gov.cn/n172/n24624151/n24626675/n24626689/n24626703/141009181824638763.html。、管理工作体制机制④参见《关于健全胶州湾保护管理工作体制机制的通知》，http://www.qingdao.gov.cn/n172/n1530/n32936/150914083639537445.html。等一系列文件，并进行了其他尝试。环胶州湾各岸线及流域开展多轮污染综合整治行动，如打捞浒苔、清理网箱、筏式养殖等，并分区域建立水环境生态补偿制度。各地区也陆续组织开展排污权储备、交易以及有偿使用等相关工作，2017 年国家海洋局开始在胶州湾试点实施“湾长制”。不过，由于国家层面上目前关于海岸带管理的立法尚未形成。在国家立法缺位、诸项改革正在推进的现状下，其成效尚待观察。虽然省、市政府高度重视包括胶州湾在内的海岸带规划，但是随着近些年胶州湾区域城建的快速推进，海岸带的生态压力增大。目前胶州湾海岸带的管理仍显混乱，其中胶州湾的滨海湿地特别保护区并没有覆盖整个海岸带，没有形成“以点带面”的效果，使得胶州湾的海岸带生态环境问题没有显著改善。另外，由于填海造陆，胶州湾海水的净化能力不断下降，氮、磷酸盐等污染物浓度严重超标。

图1 为2016 年胶州湾各季度各类水质海域面积比例，从中可以看出：四类甚至劣四类水域在胶州湾内占据相当的比例；胶州湾由于缺少沙滩海岸线，更多的为渔业养殖所用，但是渔业的岸线资源开发效率低下，人工养殖对于海岸带生物栖息地造成极大的破坏，野生种类生物量锐减，生物多样性降低；胶州湾地区海岸带管委会涉及各级政府、功能区管委会以及发展改革、海洋与渔业、城乡建设、自然资源等部门的参与[23]。虽然政府尝试划分各相关部门的管理界限，但高效的海陆统筹、多部门协调的管理体制尚付阙如，诸多新生项目仍因与多个政府部门相关而难以落地。

图1 2016 年胶州湾各季度各类水质海域面积比例①

2.2 系统的解构分析

本文运用系统动力学思想，针对海岸带管理的特性，创新性地构建出包含经济(Economy)、人口(Population)、资源(Resource)、环境(Environment)、安全(Security)、行政(Administration)六个子系统在内的EPRESA 多维耦合系统，这是海岸带管理模式进一步优化的基础内容。

2.2.1 经济子系统分析

本文根据胶州海岸带经济活动中各产业中占主导地位的行业来构建经济子系统，其中，GDP 增加量可以反映胶州湾地区的经济增长水平。胶州湾第一、二、三产业产值可以反映其经济结构与活力。第一产业以渔业捕捞和农田耕种为主，两者的产值增量可以很好地反映第一产业的产值增加量。第二产业发展集中表现为制造业与建筑业的发展。高新技术产业、港口物流行业和与环保相关的公共服务行业的产值在胶州湾第三产业产值中占有很大比重。

2.2.2 人口子系统分析

随着胶州湾沿岸经济建设，更多的劳动力“趋海移动”前来务工，很多居民也选择在滨海的社区居住，海岸带地区的人口数量激增。人口的迁入与迁出会影响人口数量这个水平变量，而自然出生率与死亡率也会产生影响。同时，胶州湾地区的住房面积会受到地区人口总量的影响。人口数量的上升会提高新建住房的需求，与住房折旧面积一起决定住房总面积。

胶州湾沿岸的行政区划分别为市南区、市北区、李沧区、黄岛区、城阳区、胶州市，共计六区。各区人口数据统计结果如表1 所示。

进一步地，将胶州湾沿岸各区近六年人口占全市人口的比例绘制出柱状图，如图2 所示。由图分析可知，胶州湾沿岸的常住人口占全市总人口的比例超过半数，且近三年人数又有所增加，比例水平较为稳定，可见胶州湾海岸带地区的人口压力越来越大。①注：虽然2012 年底青岛市行政区划有所调整，但是并不影响模型的稳定性。

表1 青岛市各区人口数(2010-2015年) （单位：万人）

2.2.3 资源子系统分析

在资源子系统中，资源短缺对经济的影响由水资源缺口、能源缺口与土地资源缺口共同构成。水资源作为一个重要的议题存在，供水量的变化会直接影响人口系统中的人口数量与经济系统中的农业产值。本文选用胶州湾的供水总量为水平变量，代表利用的水资源总量，水利投资通过供水量表函数与供水初值共同决定一定时期内的供水量值。原油、原煤与电能作为能源工业资本，受能源投资与折旧的共同影响，其产量会直接影响能源缺口大小。耕地是土地资源的重要类型，耕地面积作为水平变量，其受到围填海造地与人工开采活动的共同影响。一旦耕地资源减少，其影响会通过恶化人口子系统与生态子系统体现。

2.2.4 环境子系统分析

环境污染是胶州湾环境子系统中最重要因素。本文选取污染物排放量为环境子系统的水平变量，通过控制污染物的产生与加大污染物的处理力度达到缓解环境压力的目的。胶州湾海岸带的三次产业活动都会造成污染物的产生，其中包括氮氧化物、COD、氨氮与二氧化硫等污染物。污染物的处理取决于污染物处理的投资额与处理成本。除此之外，环保投资的增加也可以直接减少污染物排放量。其中，胶州湾地区各产业产值稳定提升是相关企业重视环保投资的基础，政府的环境政策与补贴则利于企业加大环保投资额度。

2.2.5 安全子系统分析

海岸带的安全问题是管理过程中的重点。海洋灾害损失会给沿海安全程度施加压力。由历年《青岛市海洋环境公报》可知，青岛市每年经受的海洋灾害通常包括风暴潮、海岸侵蚀、溢油、赤潮、绿潮、水母、土壤盐渍化等，它们一同反映了海洋灾害的经济损失，对当地经济社会发展以及海洋生态环境都会造成诸多不同程度的不利影响。除此之外，风暴潮等海洋灾害还会带来湾区人员的伤亡损失，严重的海洋灾害会使沿海群众的生命及财产安全受到威胁。同时，加强灾害防范预警机制建设，加大防范预警的经济投入，可以有效提高沿海安全程度。

2.2.6 行政子系统分析

图2 胶州湾沿岸人口比例(2010—2015年)

城市海岸带的公共管理水平取决于行政效率的高低，以上各个部门的统筹协调才能提升行政效率。在行政子系统中，本文选用公共管理水平作为水平变量，并认为它是政府行政效率、政府绩效与政府成本三者的有机结合[24]。其中诸如住宅建设用地、港口建设用地、休闲旅游区、养殖渔业海域等各种产业及其所代表的利益相关者和政府部门自身数量与结构共同决定了政府行政效率。政府成本由政府日常办公成本、政府投融资成本与公共项目投资成本构成。政府科教文卫绩效与基础设施绩效共同决定政府绩效。由于海岸带在其开发利用中包含诸多的利益相关者，整个海岸带的行政子系统是分行业的、分行政级别的管理。应结合本地的海岸带特点及其相关影响因素，胶州湾建立起综合协调机制、统筹规划。其中涉及的政府部门及其主要职能如表2 所示。

表2 青岛市胶州湾管理相关政府部门及其主要职能

2.2.7 EPRESA 多维耦合系统

本文基于以上各个子系统的解构分析，根据系统动力学模型原理，探究在海岸带的EPRESA 多维耦合系统中各个系统中变量之间相互影响机制，运用Vensim 软件绘制出完整的包含11 个水平变量、20 个速率变量、64 个辅助变量的系统动力学流图。为方便起见，本文只列出总系统流图，如图3 所示。

3 基于EPMSRE 多维耦合系统的海岸带综合管理模式优化方案

3.1 制定综合性管理政策

3.1.1 海岸带综合管理立法

海岸带管理的协调机制需要有相应的法律法规来赋予管理委员会相应权利，从而发挥统筹海岸带管理工作的效果。但是我国目前还未建立起统一和相对完善的海岸带管理法律法规体系，对于综合性管理体制等诸多问题，并没有做出统一的规定。所以通过立法的形式，构建长效协调管理机制，有利于缓解城市海岸带在开发、规划、管理等过程中的体制机制性障碍，促进陆海经济统筹发展。另外，建立促进空间资源开发的法律法规，通过优惠的扶持政策，给予专业人才适当的财政补贴与税收减免，可鼓励企业合理开发海岸带空间资源，改善胶州湾空间资源开发的广度与深度不足的现状。

3.1.2 部门间政策协调

建立综合协调的体制，有助于协调各部门的职责分工，以便集中力量进行海岸带管理工作。协调体制的模式之一是建立有行政能力的管理委员会。它可以由协调领导小组、海洋专家组与海岸带管理办公室构成。其中协调组可以由主要政府部门的正职官员，如青岛市长出任组长，其他政府委办的领导组成委员会，实现海岸带管制跨部门协调。由海洋科学家、工程师、法学家、经济学家等共同构成海洋专家组，负责提供政策建议并进行相关政策评价。各个部门经过协调机制的统筹规划，可以高效完成海岸带的资源开发与生态保护工作。

3.2 建立可持续性融资机制

3.2.1 税收收入与非税收入

将海岸带规划与管理所需经费纳入财政预算是一个常规的方法，但是利用中央或地方的税收收入来进行海岸带项目投融资具有其局限性。我国财政预算以年度预算为主，在进行长周期大型项目的融资时，税收收入的作用有限。非税收入虽是一个可行的融资来源，如征收使用费、许可证费和服务费等，但是需要基础设施或者法律措施来管理非税资金的使用。如从事渔业捕捞、娱乐设施等活动需要渔业局的特许经营许可证，排放污染物的港口需要排污许可证等。但无论是税收收入还是非税收入，都建立在青岛市政府自身的财政状况上，虽然其可以作为海岸带综合管理的稳定资金来源，但在资金规模上还是相对受限。

3.2.2 公共私营合作制（PPP）

公私合营可以减轻海岸带综合管理的融资负担。如今，PPP 项目现已应用于包括环境管理在内的很多基础设施领域，通过政府部门投资拉动私人部门的投资，实现互惠互利、风险共担。私营部门不再是传统意义上的项目执行者，它可以从项目的起草、决策、执行方面全方位参与。政府可以通过制定一些激励性政策形成公平的投资环境，鼓励私人部门投资，将实际问题转化成为投资机会。在海岸带综合管理的过程中，各利益相关者之间会逐渐达成共识，并形成激励私营部门投资的社会与政策环境。

3.2.3 其他融资方式

在海岸带综合管理中，中央政府向公众举债可以解决期限可控的资金需要。地方政府在具有借债权后，也可以通过举借地方债来筹措融资。中央银行可以通过公开市场操作来满足中央政府与地方政府的融资需要。由于各个管理部门之间的预算不一，建立协调机制可以合理配置不同部门的可用资源，通过转移支付的手段，宏观调控各个部门的管理开发资金，实现海岸带综合管理效率的提高。

3.3 推进海岸带灾害与风险管理

3.3.1 风险评估

科学家和政府人员可以通过系统地评估海岸带管理项目的风险及代价，对管理过程的潜在风险达成共识，并反馈有利于决策的信息。风险评估分为回顾性风险评估与预测性风险评估。回顾性风险评估旨在确定现有海岸带生态损害的原因，从而展开系统的评估，得出各种原因导致的海岸带退化的程度。预测性风险评估研究未来因素会对海岸带生态环境的风险。将风险评估的结果应用于管理，能确保资源分配到恰当领域，也有助于管理者平衡生态保护与经济发展的关系。

3.3.2 预警系统

预警系统的建立可以很大程度上减轻受灾的损失。预警系统可在突发灾害发生前的小段时间内预见灾害，并及时将信息传达给海岸带综合管理的各个部门，做到充分应对。预警系统除了需要有科学支持的准确预测，还需要有通畅的信息传递渠道。因此在海岸带综合管理规划时，需要考虑潜在受灾的强度和范围与接受灾害信息区域的状况和环境，还需要预备保障救援所需的物资，保证应急预案的实施。

3.4 引导利益相关者参与管理

3.4.1 利益相关者分析

利益相关者是指受海岸带资源开发与环境保护直接或间接影响的当地社会中各部门、各行业。在评估海岸带管理项目时，政府除了需要考虑自身利益，还需要对利益相关者进行分析，这需要相关机构的专业知识来确定利益相关者在海岸带管理项目中相互冲突的利益与关系，评价其影响力与合适的参与方式。分析的结果在早期的海岸带管理项目规划中是非常重要的，通过分析利益相关者，可以更清晰地认识管理过程，减少项目实施的阻碍。

3.4.2 利益相关者参与和咨询

利益相关者的参与涉及整个海岸带管理过程，其中包括资源开发利用中的获利者、社区人员和海岸带管理的各个部门。除了私人部门的不当开发会造成环境退化，公共部门的不当决策也不利于自然资源的开发利用。即使政府存在官僚主义和管理不当等问题，海岸带管理一旦脱离了政府框架，获利者也将难以可持续利用资源。不过仅靠公共部门的管理，将会忽视多方利益相关者的参与，对海岸带环境的管理也不会有效。切实有效的城市海岸带管理，要求所有利益相关者都参与其中。而其参与方式有“参与计划、民主管制、公共参与、社会交流”四种[25]。

3.5 总结

城市海岸带管理是一个复杂的系统工程，需要加强海陆协同的监测预警体系建设，形成完整、高效的协调联动机制。本文通过系统动力学的基本思想，构建了EPMSRE的多维耦合系统，并结合青岛市胶州湾的实际情况进行解构分析，最后提出海岸带综合管理优化方案，以期更好地管理城市海岸带。在城市海岸带综合管理的规划与政策制定过程中，有关部门可以将本文所构建的EPMSRE 多维耦合系统中的速率变量与辅助变量作为政策切入点，通过分析单一政策因素对海岸带多系统发展的综合影响，评估海岸带管理政策的效果。不过，现阶段，由于存在数据缺陷，研究中变量间的定量关系与耦合系统的仿真预测仍需完善。对于今后的城市海岸带管理研究，应当综合考虑传统的经济、人口、资源与环境因素，同时对于安全及行政等方面的因素应加以考虑并更加细化，且运用大数据技术辅以定量分析，从而为行政部门决策提供坚实的依据，这将是下一步继续深入研究的重点。