中国海洋渔业生态效率的时空分异及其影响因素

王泽宇,曹江琦,王焱熙

(辽宁师范大学海洋经济与可持续发展研究中心 大连 116029)

0 引言

海洋渔业是海洋经济的重要组成部分,在保障水产品供给、缓解粮食安全压力和改善居民膳食结构等方面发挥重要作用[1]。全球范围长期粗放型的海洋渔业发展模式给海洋生态环境造成不同程度的损害,近海捕捞难以维持、养殖环境恶化和海水富营养化等问题不断出现,不仅制约海洋渔业的健康可持续发展,而且导致生态系统整体功能的下降。国际地圈生物圈计划(IGBP)将陆地与海洋的相互作用(COICZ)列为其核心计划[2],海洋渔业生态效率研究是人-海关系地域系统科学研究的重要组成部分。区域海洋渔业生态效率测算与分析对于建设海洋生态文明和促进海洋经济高质量发展具有重要的现实意义,对于完善海洋经济地理学科理论体系具有重要的理论价值。

生态效率的概念最初由德国经济学家Schaltegger等[3]提出,用于测算企业运营的生态环境绩效[4],随后众多国外学者和组织机构对生态效率的概念和内涵进行补充完善[5-7],且研究重点逐渐转向产业层面的效率。Salmi[8]研究1985-2015年俄罗斯科拉半岛采矿业的生态效率,认为实现工业共生是提高工业生态效率的关键;Kelly等[9]对比研究不同旅游线路的生态效率,发现游客通常倾向于选择生态效率较高的旅游线路;Huppes等[10]基于环境影响和经济脱耦两大视角,对比利时弗兰德地区的产业系统生态效率进行探究并刻画其演变趋势。此后,为进一步探索生态经济系统的复合性及其内在的关联机制,学者们开始尝试借助其他学科领域的理论和模型,对已有的比值法和模型法进行改进[11]。

国内对于生态效率的研究主要集中在我国陆域的不同行业和区域生态效率的时空分布特征、区域差异及其形成机制[12-20]。郭露等[21]采用超效率DEA 模型,分析我国中部地区的工业生态效率及其影响因素,提出工业生态效率偏低且地区差异较小;郑德凤等[22]借助探索性空间数据分析方法,对甘肃省的农业生态效率和空间分布格局进行实证分析,认为考虑非期望产出值更符合实际的农业生产过程;郑慧等[23]基于新型城镇化背景,运用超效率DEA模型测算我国省际区域的生态效率及其内在驱动因素,提出东部经济发达地区的生态效率普遍较高,而西部经济欠发达地区的生态效率较低。也有少数学者对我国海洋经济生态效率进行研究:盖美等[24]结合中国海洋经济发展态势,对沿海地区的海洋生态效率进行测度,认为海洋生态效率呈上升趋势,但效率仍存在缺失;邹玮等[25]借助Bootstrap-DEA模型测算环渤海地区的海洋经济效率,认为纠偏后的海洋投入产出经济效率更为有效。

综上所述,现有的研究多围绕陆域生态效率或海洋经济总体层面的生态效率展开,而鲜见对具体海洋产业生态效率的研究。海洋经济具有显著的产业差异和区域差异特征,区域海洋渔业生态效率研究对于海洋生态文明和“蓝色粮仓”建设更具有指导意义。鉴于此,本研究基于海洋渔业生态效率的内涵,采用考虑非期望产出的超效率SBM 模型、标准差椭圆和广义矩估计模型(GMM),对2007—2016年中国海洋渔业生态效率进行测算和时空分异分析,以期为海洋渔业的绿色发展提供决策参考依据。

1 研究方法

1.1 超效率SBM 模型

传统DEA 模型局限于单一从投入或产出角度出发,对指标权重不加任何限制,对测量误差的忽略会影响效率测度的准确性和稳定性,导致结果偏离实际。为克服缺陷,Tone[26]提出超效率SBM 模型,该模型结合超效率DEA 模型和SBM 模型的优势,避免径向和角度选择带来的影响,并充分考虑存在非期望产出时的效率评价问题,能够更准确和有效地测度评价单元的效率,计算公式为:

式中:ρ*表示海洋渔业生态效率;m和s分别表示投入和产出指标个数;x和y分别表示各投入和产出要素;i和r分别表示投入和产出决策单元和分别表示投入和产出松弛量;xik表示第k个决策单元的第i个投入要素;yrk表示第k个决策单元的第r个产出要素;λj表示权重向量;n表示生产决策单元的个数。

设定ρ*≥1为高生态效率,0.8≤ρ*＜1为中等生态效率,0.6≤ρ*＜0.8 为低生态效率,ρ*＜0.6为生态效率无效[27]。

1.2 标准差椭圆

标准差椭圆(SDE)[28]主要以重心、长轴和短轴为基本参数对地理要素进行定量描述:重心反映生态要素的空间分布特征和相对位置,长轴和短轴体现生态要素的空间分布形态。本研究通过标准差椭圆重心、长轴和短轴的变化,反映中国海洋渔业生态效率的空间分布和移动特征,平均重心、x轴标准差和y轴标准差的计算公式分别为:

式中:xi和yi分别表示研究对象的空间区域;wi表示权重;i表示决策单元;x和y分别表示各点距离标准差椭圆重心的相对坐标;θ为分布格局的转角。

2 指标选取

2.1 海洋渔业生态效率的内涵

生态效率最早被定义为增加的经济价值与增加的生态环境影响的比值[3],欧洲环境署(EEA)认为生态效率指以最少的投入创造更多的福利[7],联合国亚洲及太平洋经济社会委员会(ESCAP)等对该内涵进行扩展。尽管对于生态效率内涵的界定尚不统一,但已有阐释均包含环境影响最小化和经济效益最大化等核心思想。因此,本研究将海洋渔业生态效率界定为:在海洋渔业发展过程中,将海洋渔业各项生产要素的消耗量以及对污染物的处理能力控制在海洋渔业生态系统可承载的能力范围内,用尽可能少的投入获得更多的经济价值,把对海洋生态环境造成的负面影响降到最低。

2.2 指标体系

基于海洋渔业生态效率的内涵,从投入和产出2个方面构建评价指标体系(表1)。

表1 中国海洋渔业生态效率评价指标体系

在投入指标中,海洋渔业资本存量[1,29]＝海洋渔业生产总值×地区资本存量/地区生产总值。在产出指标中纳入环境污染的关键指标,但氮和磷排放量不易直接获取,因此参照已有方法[29]进行测算,即海水养殖污染产出量＝海水养殖生物的产污系数×海水养殖生物的增产量。

2.3 研究区域和数据来源

本研究以中国沿海9省(自治区)为研究区域,时间跨度为2007—2016年,数据来源于历年《中国海洋统计年鉴》和《中国渔业统计年鉴》。由于天津和上海的海洋渔业占比太小,海洋渔业养殖面积几乎为0,且个别年份的数据不详,故未将其纳入分析;此外,分析内容也不含我国港、澳、台地区。

3 中国海洋渔业生态效率的时空分异

3.1 时间格局

2007—2016年中国海洋渔业生态效率如表2所示。

表2 2007—2016年中国海洋渔业生态效率

2007—2016年中国海洋渔业生态效率呈现波动上升的趋势,但整体仍处于较低水平,存在效率无效的状况。

(1)江苏、广东和山东的海洋渔业生态效率平均值分别为1.337、1.318和1.098,均处于高生态效率水平。江苏紧抓新一轮沿海开发和“一带一路”建设机遇,着力打造海洋渔业经济绿色发展模式,通过攻关海水育苗养殖技术,做强水产品精深加工,有助于海洋生态环境的保护;广东得益于积极发展海洋战略性新兴产业,重点培育生态化养殖、水产品精深加工和休闲渔业相结合的现代海洋渔业产业链,有效解决海洋渔业经济发展的结构性问题;山东积极实施海洋渔业资源修复行动,大规模建设海洋牧场和实施增殖放流,大力支持海洋渔业从“猎捕型”向“农牧化”转变,在近海渔业资源养护和生态环境恢复方面取得良好成效。

(2)浙江的海洋渔业生态效率平均值为0.901,处于中等生态效率水平。浙江坚持推崇海洋渔业养殖清洁生态化改造以及水稻和鱼虾的共生轮作模式,有效改善海洋渔业基础设施和海洋生态环境,但仍存在海洋渔业中、低端产业占比较大以及对非法捕捞的管控力度不足等突出问题,制约其海洋渔业生态效率的提高。

(3)辽宁和福建的海洋渔业生态效率平均值分别为0.661和0.650,均处于低生态效率水平。辽宁的海水养殖业仍占海洋渔业的主导地位,海洋渔业发展方式相对粗放;福建部分地区的海水养殖容量处于超负荷状态,且常年受一系列自然灾害的影响,对海洋生态环境的影响较大。

(4)广西、河北和海南的海洋渔业生态效率平均值分别为0.434、0.332和0.283,均处于生态效率无效水平。这3个地区普遍以海洋渔业粗加工和浅加工为主,现有渔船装备和渔业基础设施滞后,且缺乏相关技术和人才。

3.2 空间格局

基于2007—2016年中国海洋渔业生态效率,借助ArcGIS 10.2软件绘制中国海洋渔业生态效率的标准差椭圆重心移动和空间分布的动态演变轨迹(图1和图2)。

图1 2007—2016年中国海洋渔业生态效率的重心移动

图2 2007—2016年中国海洋渔业生态效率的标准差椭圆重心移动距离和长、短轴变化

从标准差椭圆重心移动的方向和距离来看,2007—2016年中国海洋渔业生态效率的空间分布重心呈先向西北方向移动、后向东南方向移动的趋势,总位移为82.995 km。其中,2007—2011年重心大体向西北方向移动,最大移动距离为289.798 km;2012—2016年重心大体向东南方向移动,最大移动距离为41.916 km。2007—2011年重心在南北方向的波动范围较大,表明海洋渔业生态效率的区域发展不平衡,南北差异显著;2012—2016年重心在东西方向小范围波动,表明海洋渔业生态效率的空间集聚性增强,区域发展不平衡有所改善。

从标准差椭圆的覆盖面积来看,2007—2011年由12 050万km2上升到12 135万km2,表明海洋渔业生态效率的空间分布由集中趋于分散;2012—2016年下降到11 504万km2,表明海洋渔业生态效率的空间分布由分散趋于集中。其中,江苏、广东和山东的覆盖面积较大,表明这3个地区的海洋渔业生态效率较高。

从标准差椭圆的长、短轴变化来看,2007—2016年长轴标准差始终大于短轴标准差,且长轴波动较大,短轴波动较小,表明海洋渔业生态效率的空间格局在南北方向呈扩张状态,在东西方向呈收缩状态。

4 影响因素

为进一步探讨中国海洋渔业生态效率的影响因素,本研究运用Stata 14.0软件对可能的影响因素进行面板GMM 回归分析。被解释变量为海洋渔业生态效率,解释变量为海洋渔业的产业结构、对外开放程度、环境规制和科技支撑。其中,产业结构以海洋渔业第三产业产值占地区海洋渔业生产总值的比重表示,对外开放程度以水产品进出口贸易额表示,环境规制以地方政府治理海洋生态环境的投资额表示,科技支撑以海洋渔业科研推广机构数量占全国渔业科研推广机构总数量的比重表示。

传统的计量经济模型以线性假设为主,须严格限定部分参数变量符合某种假设才能进行分析,存在一定的局限性。而GMM 较好地考虑因变量内生性问题引起的估计偏差,所得到的参数估计量比其他参数估计方法更符合实际。计算公式为:

式中:MEF表示海洋渔业生态效率;i表示地区;t表示年份;α表示常数项;IS、GS、OS和TA 分别表示产业结构、对外开放程度、环境规制和科技支撑;β、λ、δ和ζ分别表示产业结构、对外开放程度、环境规制和科技支撑对海洋渔业生态效率的影响系数;εi为误差项。

回归结果如表3所示。

表3 中国海洋渔业生态效率影响因素的参数估计结果

产业结构与海洋渔业生态效率呈正相关关系,且通过1%的显著性检验,表明产业结构的调整有利于海洋渔业生态效率的提高。一方面,产业结构的组合类型和占比关系可在很大程度上影响经济效益、资源开发利用效益和环境效益,休闲渔业和相关服务业占比的提高也在一定程度上有助于海洋渔业污染物排放量的减少;另一方面,产业结构的升级将提高海洋渔业资源开发利用的广度和深度,促进海洋渔业的健康可持续发展。

对外开放程度与海洋渔业生态效率呈负相关关系,且通过5%的显著性检验。对外开放程度是具有双向影响的指标,目前为负向指标但总体影响较小。一般而言,对外开放程度较高地区的产业承接带来的生态环境破坏也较大。但随着国际贸易的持续推进,各沿海地区都开始重视引进先进技术和保护生态环境,并根据自身实际情况选择性地开展贸易活动,实现水产品进出口贸易的良性互动,对外开放程度的正向效应将逐渐显现。

环境规制与海洋渔业生态效率呈正相关关系,且通过1%的显著性检验。一方面,政府提高海洋生态环境治理能力、推动落实海洋环境保护措施以及投入更多资金用于相关技术研发,有利于提高海洋渔业生态效率;另一方面,政府通过对海洋渔业企业施加环境保护压力,推动企业优化其产品结构和技术水平,逐渐摆脱资源消耗型的传统发展模式并不断提升自身环保标准,能够间接改善海洋渔业生态环境。

科技支撑与海洋渔业生态效率呈正相关关系,且通过1%的显著性检验,表明随着海洋渔业科研推广机构的增多以及R &D(研究与试验发展)经费投入的增加,企业通过应用绿色生产技术提高自身的资源开发利用效率和污染物处理率,最大化地发挥技术优势,对提高海洋渔业生态效率产生一定的积极影响。

5 结语

本研究基于海洋渔业生态效率的内涵,综合运用考虑非期望产出的超效率SBM 模型、标准差椭圆和广义矩估计模型等方法,对2007—2016年中国海洋渔业生态效率的时空分异及其影响因素进行分析,主要得到3点结论。①2007—2016年中国海洋渔业生态效率总体呈波动上升的趋势,但地区差异显著,包括高生态效率、中等生态效率、低生态效率和生态效率无效4种类型;②海洋渔业生态效率空间分布的重心整体向东南方向偏移,空间格局由分散趋于集中,且在南北方向呈扩张状态,在东西方向呈收缩状态;③海洋渔业的产业结构、环境规制和科技支撑对海洋渔业生态效率具有正向作用,而对外开放程度对海洋渔业生态效率具有负向作用。

鉴于中国海洋渔业生态效率整体仍处于较低水平,地方政府在制定相关政策时,应根据自身资源特征和经济发展阶段寻求合理的发展路径。江苏具有发展海洋渔业的良好物质基础,应抓住“走出去”战略和“一带一路”建设的重要机遇,积极发展远洋渔业,努力建设布局科学、基础设施完善和管理规范的远洋渔业产业体系,不断拓展远洋渔业产业链;广东海洋渔业的整体科研实力不强,应积极引进先进经验和技术,探索海洋渔业发展的新模式,着力培育绿色、低碳和循环的海洋渔业,把现有的比较优势转化为竞争优势;山东应继续坚持绿色的海洋渔业生态观,加快推进海洋渔业治理体系和治理能力现代化,全力做好现代化海洋牧场建设综合试点工作,同时注意节能减排;浙江海洋渔业中海洋捕捞的占比仍较大,应积极响应国家“以养为主、以捕为辅”的号召,出台相应政策引导捕捞渔民转产转业,从而降低捕捞强度,进而优化海洋渔业产业结构;辽宁应加快推进水产健康养殖和精深加工,科学发展海水养殖业,提高水产品质量;福建应进一步强化海洋渔业专业人才的培养,提升海洋渔业的综合开发利用层次;河北应加快现有渔船装备和渔业基础设施等的更新改造,着力解决海洋渔业能耗大和资源转化率低的问题,同时注重加强对海洋渔业生态环境的监管;广西拥有丰富的海洋渔业资源,但创新能力和基础设施建设方面仍存在“短板”,应提高科技研发投入和配套基础设施建设;海南应继续加强国际旅游岛建设,加快智慧渔业技术创新,使绿色设备和技术贯穿海洋渔业发展全过程,从根本上改善海洋渔业发展环境。

分析海洋渔业生态效率的时空分异及其影响因素对转变海洋渔业的传统发展模式和促进海洋渔业的可持续发展具有一定的指导意义。本研究也存在一些不足:由于海洋渔业数据获得的限制性因素,研究时序较短;仅考虑海洋渔业的产业结构、对外开放程度、环境规制和科技支撑等影响因素,缺乏更加细致和深入的机理分析。在后续研究中,可进一步探讨海洋渔业生态效率投入和产出的冗余率和不足率。