基于DPSIR模型的青岛市海洋资源可持续利用评价研究

田士政，武 文，董 杰，郭佩芳

(中国海洋大学 海洋与大气学院，山东 青岛 266100)

引 言

近年来，海洋经济正逐步成为我国经济社会发展的重要支撑，但由于以往的经济发展方式较为粗放，人们对海洋的开发利用往往是掠夺式的，海洋资源浪费与海洋环境污染等问题凸显，给社会和经济发展埋下了重重隐患。2019年国务院政府工作报告提出，要“大力发展蓝色经济，保护海洋环境，建设海洋强国”。不难看出，科学、合理、系统地开发利用海洋资源，使海洋经济进入可持续发展的良性循环已成为新阶段我国海洋强国建设的主要方向。为实现这一目标，需要对海洋资源可持续利用的水平及未来趋势进行评估和预测，以作为海洋资源开发、规划和保护等工作的参考和指导。

国内外学者对海洋资源可持续利用的研究角度各异。例如，Side和Jowitt指出了海洋资源可持续开发对海洋技术进步的推动作用[1]；Field分析了海洋资源与海洋环境之间的关系[2]；Managi等则提出了技术变革对海洋资源可持续利用的影响[3]；丁娟等对唐山市的海洋资源可持续利用水平进行了评价[4]；吴美仪对海洋矿产资源可持续发展状况进行了定性分析[5]；曲亚囡和徐添琪分别从海洋经济和海洋资源可持续发展的法律保障角度出发进行了讨论[6-7]；黄潋分析了海洋旅游资源开发对海洋可持续发展的影响[8]；王琪则针对浙江省海洋渔业资源的可持续利用状况展开了研究[9]。

山东半岛是中国最大的半岛，拥有丰富的海洋矿产、渔业和空间等海洋资源，青岛市作为山东省经济中心，地处山东半岛东南沿海，具有良好的海洋发展潜力，是海洋产业发展的排头兵，也是海洋强国建设使命的重要承担者，但过分强调经济发展也带来了海洋资源浪费、环境污染等一系列问题[10]。在这一背景下，以前人的研究为基础，本文将引入DPSIR(Driving forces-Pressures-States-Impacts-Responses，驱动力-压力-状态-影响-响应)模型，构建青岛市海洋资源可持续利用评价指标体系，并对2013—2017年青岛市海洋资源可持续利用状况进行评价，依据评价结果进行分析，为青岛市海洋资源可持续利用提供决策依据。

1 DPSIR模型概述

1.1 DPSIR模型概念与要素

DPSIR模型最早是由经济合作与发展组织(Organization for Economic Co-operation and Development，简称OECD)于1993年在PSR(Pressures-States-Responses，压力-状态-相应)模型和DSR(Driving forces-States-Responses，驱动力-状态-相应)模型的基础上提出的，之后被欧洲环境署(European Environment Agency，简称EEA)采用并改进。EEA给DPSIR模型的定义为：“用来描述社会与环境之间相互作用的具有因果关系的框架，是一个概念模型；它已经被应用于与政策相关的指标和统计系统的构建”[11]。

DPSIR模型包括五个要素，即驱动力(Driving Forces)、压力(Pressures)、状态(States)、影响(Impacts)、响应(Responses)，通过这五个要素以及它们之间的相互关系能够较为全面的描述“社会-环境系统”变化的缘由和结果(图1)。

图1 DPSIR模型

“驱动力”是造成环境变化的最原始的因素，指直接或间接引发环境压力的社会、经济和制度的变化。EEA将其定义为“社会、人口、社会经济发展以及对应生活方式的改变，以及总体消费水平和生产模式”[13]；还有学者将驱动力水平划分为四个层次，包括“主要驱动力”、“次要驱动力”、“三级驱动力”和“基础驱动力”，分别对应“与自然环境的压力直接相关的社会经济活动”、“相关政策和法律法规”、“意识形态和生活方式”以及“仅受长期社会决策影响的趋势，如人口、文化等”[14]。“压力”指经驱动力作用后直接施加在环境系统上并促使环境变化的人为因素，“压力包括物质、物理和生物制剂的排放，以及人类活动对资源和空间的利用”[13]。“状态”一般指自然系统在压力作用下所呈现出的状况，包含“土壤、空气和水的非生物状况，生态系统、生境中的生物状况(生物多样性)，以及物种、群落和遗传水平”[13]；值得一提的是，“状态”可以单独指自然系统，抑或是自然与社会经济的综合系统，根据关注的点不同，状态指标可能会大不相同。“影响”指自然系统所处的状态对人类健康、社会经济和生态系统的反馈作用，往往源于不良的环境条件，是前三个要素综合作用的结果[13]。“响应”指人类为预防、减轻或消除负面影响而采取的相关举措[13]，会反过来对前四个要素的变化趋势产生一定影响。

1.2 DPSIR模型的优点与适用性

DPSIR模型的五个要素涵盖人类社会与自然环境的多个层面，通过要素的区别与划分，可以将复杂的问题分解、简化后再有效综合起来，看待问题的视角更加全面系统。不仅如此，DPSIR模型还将分散的指标联系起来，在社会与环境之间建立良好的因果关系，这样由DPSIR模型建立的指标体系更能体现可持续发展的思想，且响应指标能够反映出国家的相关政策及法律法规是否完善到位，有助于环保方案的制定和修正，在这样的前提下，得出的结论也更易于被决策者所采纳。同时，借助DPSIR模型划分指标，还方便将定性信息定量化，定性与定量分析相结合也有助于分析解决问题。正是由于拥有以上优点，DPSIR模型在水资源可持续利用、环境与社会可持续发展等问题中应用甚广[15]。

本研究是对某一地区的海洋资源可持续利用水平进行评价，这一问题的复杂性在于涉及到该沿海地区生产生活方式、经济发展状况、海洋资源环境状态、海洋环境保护情况等多个方面，且各要素之间互有交叉，难以用一般的方式直接建立评价指标体系，而DPSIR模型提供了一种新的思路，依照驱动力、压力、状态、影响和响应五个层次选取指标，从抽象到具体，既能将重叠的部分要素剥离，又能为整个体系提供合理的解释，十分适用于本文的研究。

2 评价指标体系的构建

2.1 指标的选取原则与方法

建立评价指标体系时，首先应遵循指标选取的一般原则，包括科学性原则、全面性原则、可操作性原则和数据可获原则等[16]，使所选指标符合科学逻辑，具有代表性，能够客观、全面、综合地反映当地的社会和自然状况，且数据准确可靠，满足处理的需要。在具体操作时，还将参考之前学者的研究成果，例如丁娟等、徐胜和马振文等人在以DPSIR模型为基础构建可持续发展评价指标体系时的经验[4，17]，同时借鉴Mangi等对于DPSIR模型的一种改进方法，即在响应后加入改革的阻碍(Barriers to change)这一新的要素，使指标体系更为完善[18]。

2.2 海洋资源可持续利用内涵

在构建指标体系前对“海洋资源可持续利用”这一概念进行分析，明确其内涵，可以在选取指标时更具有目标性。“海洋资源可持续利用”包含两部分内容，首先，“海洋资源”主要包括海洋矿产资源、海洋生物资源、海洋空间资源、海洋化学资源等[19]，对于不同类别的海洋资源有不同的开发利用方式；而“可持续利用”可以理解为在利用资源时，既能满足当代人生存发展需求，又不会给后代人留下隐患。综上，本文中的“海洋资源可持续利用”指采取合理的有针对性的方法，在开发利用各种海洋资源时，不仅符合当前社会经济发展的需要，而且尽量减少对海洋环境的破坏，维持海洋资源环境承载力的稳定，保证今后的资源需求也能得到满足，进入良性循环。

2.3 青岛市海洋资源可持续利用评价指标体系

在以上研究的基础上，查阅青岛市相关数据公报和年鉴，建立青岛市海洋资源可持续利用评价指标体系，包括驱动力、压力、状态、影响、响应、改革的阻碍六个方面的指标。

首先，驱动力是造成海洋资源环境变化的深层次潜在原因，正向的驱动力来源于地区社会经济发展给海洋环境改善带来的推动作用；考虑到青岛市人口众多，逆向的驱动力主要来自于人口负担带来的资源消耗与环境恶化，因此选取人口密度、人口增长率、人均国内生产总值(人均GDP)、海洋生产总值占GDP比重作为驱动力的四个指标。进而，压力是受驱动力影响，并直接作用于海洋资源环境状态之上的要素，往往对海洋资源环境具有破坏性，因此考虑到海洋第一和第二产业的比重，可反映出该地区压力的宏观水平，其次考虑到污染物入海量，作为环境压力的具体表现；综上选取海洋第一产业比重、海洋第二产业比重、工业废水年排放量、化学需氧量年排放量作为压力的四个指标。对于状态指标，本研究仅考虑海洋资源环境所处的自然状态，所选取的指标应能够反映青岛地区重点海域海洋污染和海洋资源现实状态，因此将胶州湾优良海域面积占比、近岸污染较重海域面积占比、近岸海域浮游植物生物多样性指数、大块海面漂浮垃圾密度选为状态的四个指标。影响主要是海洋自然资源环境遭到破坏后对人类社会经济活动的反馈，表现在海洋资源产出能力等方面；因此，选取全年渔业产值、全年水产品产量(不含远洋捕捞)、全市港口吞吐量、绿潮最大覆盖面积作为影响的四个指标。响应指在认识到海洋环境恶化的不良后果后，人类为环境保护所做出的努力，主要体现在环境保护措施的实施情况及环境与相关科研的资金投入情况等；因此，选取全市研发经费投入、水污染物减排项目数、工业用水重复利用率、胶州湾海洋倾倒区倾倒量作为响应的四个指标。最后，在响应做出后，改革或改变的阻碍往往来自于执法和监管不力或是居民海洋意识不足等方面，因此选取查处海洋违法案件数、查处渔业违法案件数作为改革的阻碍的两个指标。

结合以上分析，依照DPSIR模型的框架，可以将指标体系分为目标层、准则层、指标层三个层次，得到“青岛市海洋资源可持续利用评价指标体系”，具体结果如表1所示。

表1 青岛市海洋资源可持续利用评价指标体系

与前人研究构建的相关评价指标体系相比，本研究在选取指标时结合了青岛的海域特点，重点考察了胶州湾与青岛近岸海域的相关调查数据，选取了数项指标。同时，加入改革的阻碍这一要素，使本文所构建的评价指标体系更为全面，针对青岛市海洋资源可持续利用中存在的问题可以给出更加合理的解释。

3 青岛市海洋资源可持续利用评价

3.1 指标数据

指标数据主要来源于2013年至2017年的青岛市统计年鉴、青岛市环境状况公报和青岛市海洋环境公报，以及这一时期青岛市海洋发展局(原海洋与渔业局)、科技局和统计局的工作报告与发布的相关信息，指标原始数据及其单位如表2所示。

表2 青岛市海洋资源可持续利用评价指标体系指标数据

3.2 指标权重的确定

本文采用熵值法确定指标权重，计算方法如下：

首先对数据进行标准化处理，消除指标的量纲和单位，使其能够直接进行比较，

(1)

其次，计算第j项指标下第i个样本占该指标的比重，

(2)

进而计算第j项指标的熵值，

(3)

其中k=1/ln(n)>0，满足ej≥0。

则信息效用值为，

dj=1-ej

(4)

最后，计算各项指标的权值，

(5)

根据以上步骤，可依次对各指标进行客观赋权，得到指标权重结果如表3所示。

表3 青岛市海洋资源可持续利用评价指标体系权重结果

3.3 综合评价值计算

z=∑jωjxij (6)

图2 青岛市海洋资源可持续利用综合评价值

3.4 评价结果分析

针对指标权重结果和综合评价结果，依照改良后的DPSIR模型的六个要素逐一分析，结合数据信息，可以得出青岛市海洋资源可持续利用中各指标的发展规律与特征。

驱动力指标的权重为0.141 2，对青岛市海洋资源可持续利用的贡献率较低，这可能是由于驱动力是造成海洋资源环境变化的潜在因素，因此对海洋资源环境的影响不明显。从2013年到2017年，驱动力的综合评价值先升后降，最大值出现在2015年，主要原因在于2015年青岛市人口增长率为五年中最低值。尽管自2015年以来驱动力的综合评价值有所降低，2017年的评价值较2014年以前仍有较大提高。青岛市海洋生产总值占GDP比重连年上升，呈现出良好的增长趋势，同时，考虑到近年来我国经济增速放缓，正逐渐由高速增长转变为高质增长，随着“二孩”政策的放开，人口增长率也会有所上升，在正向与负向指标的共同作用下，推测未来几年驱动力的发展水平会趋于平稳，其评价值不会出现明显上升或下降。

压力指标的权重为0.261 1，是准则层六个要素中权重最大的。压力的综合评价值在2015年以前有所波动但变化较小，自2016年突然上升至原来的三倍，说明影响海洋资源环境的负面因素明显减少。究其根本，压力要素包含的四项指标均为负向指标，在海洋第一产业与海洋第二产业占比变化不大的情况下，2016年与2015年以前相比，青岛市工业废水年排放量和化学需氧量年排放量大幅下降是原因所在。因此，在保持减排的基础上，未来青岛市应优化海洋产业结构，在确保海洋第二产业稳定发展的前提下重视海洋第三产业的提升，突出海洋科研、海洋教育、海洋管理的地位。

状态指标的权重为0.174 4，其综合评价值在2013年至2017年有较大上升，表明青岛市海洋资源环境的状况越来越好，实际情况也确实如此，据青岛市环境状况公报显示，重点海湾胶州湾优良海域面积占比持续上升，从2013年的58.7%上升至2017年的71.8%，而青岛市海洋环境公报显示，近岸污染较重海域面积占比一直维持在较低水平，近岸浮游植物生物多样性指数一直较高且有上升趋势，大块海面漂浮垃圾密度不断下降，这也反映了青岛市针对海洋环境污染的治理取得了成效。

影响指标的权重为0.149 0，与状态指标类似，其综合评价值在五年间也呈现出稳定上升的趋势。从具体指标的变化来看，自2013年到2017年，青岛市渔业产值和港口吞吐量稳定上升，水产品产量轻微下降，而绿潮最大覆盖面积处于上下波动的状态，说明青岛市面对绿潮灾害仍未找到良好的应对方法。综合来看，推测未来影响指标的评价值的上升会逐渐趋缓。

响应指标的权重为0.206 5，其综合评价值五年间整体呈轻微上升趋势，但在2014年有明显波动，究其原因是水污染物减排项目数和胶州湾海洋倾倒区倾倒量在这一年有大幅度的变化，导致了响应指标评价值的变化，但就整体而言，在海洋资源可持续利用问题上，青岛市有关部门的响应措施是积极有利的，但对于海洋资源环境具体存在的问题，还应进一步制定更有针对性的政策措施，例如胶州湾外三类疏浚物海洋倾倒区倾倒量较2013年以前已有显著下降，但受到长期倾倒活动影响，该海域海洋环境状况不容乐观，据2017年青岛市海洋环境公报显示，该倾倒区的南端有一明显凸起，这说明仅限制倾倒量是不够的，还应针对倾倒区海域开展相应的治理工作。

改革的阻碍指标的权重为0.067 8，是准则层六个要素中权重最小的，但其综合评价值的变化也反映了一些问题，2013年到2017年的五年间，改革的阻碍指标的评价值没有统一的变化趋势，并且在2014年与2017年出现了低值，这是由于原青岛市海洋与渔业局在这两年中开展“海盾”、“碧海”、“护岛”、“护渔”四大专项执法行动的力度较大，查处的海洋和渔业违法案件数较多，这说明五年间人们的生态意识、海洋意识和法律意识并没有明显提升，一旦严查，相关违法活动就会暴露出来。因此，需要进一步加强对于海洋资源环境保护的宣传，普及法律知识，以减少改革的阻碍。改革的阻碍指标代表响应措施实施效果的削减因素，引入该指标是对DPSIR模型的一种完善，弥补了“响应实行阻碍”的空白，提高了模型的科学性和全面性。对于本研究而言，由该指标评价结果得到的结论，可以帮助决策者评估响应措施的实施难度，制定的改革方案或改进措施将更加周全。

在2013年至2017年的五年间，青岛市海洋资源可持续利用水平经前两年的低水平稳定阶段后，于2015和2016年有显著提升，在2017年趋于平稳，未来可能呈稳定上升的趋势。结合以上分析，青岛市海洋资源可持续利用的驱动力水平有所波动但趋于平稳，海洋资源环境压力逐渐下降，海洋环境状态转好、影响积极，在这样的正反馈循环中，更应做好响应措施，消除改革的阻碍，以保障海洋资源可持续利用水平的稳定提高。

4 结语

本文结合海洋资源可持续利用的内涵与青岛市海洋资源可持续利用现状，利用改良后的DPSIR模型建立了青岛市海洋资源可持续利用评价指标体系，选取了2013年至2017年的指标数据，并利用熵值法确定了指标权重，进而从驱动力、压力、状态、影响、响应、改革的阻碍以及整体七个方面分别对青岛市海洋资源可持续利用水平进行了评价分析。

评价结果显示，青岛市海洋资源可持续利用水平在2013年至2017年呈现出稳中向好的趋势，准则层中压力与响应指标所占权重最大，对海洋资源可持续利用水平的贡献最高，因此制定相应举措减轻对海洋资源环境的压力是提高海洋资源可持续利用能力的基本准则。在指标层中，工业废水年排放量、化学需氧量年排放量、水污染物减排项目数所占权重最大，说明减排是短期内提高海洋资源可持续利用水平最行之有效的方法。因此，具体可以通过保持节能减排、优化海洋产业结构、鼓励海洋科技创新、加强海洋意识宣传等措施来提高海洋资源可持续水平。

本文所建立的评价指标体系基本能够反映青岛市海洋资源可持续利用的真实情况，但受限于指标数据的可获得性以及DPSIR模型本身存在的不足(如没有明确包含“资源”的概念，也没有直接体现社会和政府层面的态度等)，选取的指标以及评价的结果存在一定局限性和片面性，在今后的研究中还需进一步收集数据，优化指标，从而建立更加全面综合的海洋资源可持续利用评价指标体系，以期为地区海洋资源可持续利用提供决策建议。