基于熵权TOPSIS模型的中国海洋综合实力评价

朱坚真， 崔曦文

(广东海洋大学 海洋经济与管理研究中心， 广东 湛江 524088)

21世纪是海洋开发利用与保护的世纪。随着环境污染、陆地资源及空间日趋紧张，各沿海国越来越注重开发利用与保护海洋资源，并将海洋视为未来新的经济增长极与国家发展的重要战略资源储备。在此背景下，党的十八大提出“海洋强国”战略，将海洋资源和空间的开发、利用、保护和管控上升为国家战略，拓展中国国民经济发展空间，培育海洋经济增长极，满足现实消费需要，捍卫中国海洋权利。

《2018年中国海洋经济统计公报》显示，2018年全国海洋生产总值达83 415亿元，同比增长6.7%，海洋生产总值占国内生产总值的比重为9.3%。中国海洋经济发展总体规模已达到一定程度，但海洋发展“大而不强”的基本格局未得到根本扭转。构建中国海洋综合实力评价体系有利于客观评价中国海洋发展现状及动态变异规律，明确海洋发展演进中存在的系统性障碍，为海洋发展政策体系和战略规划提供准确的数据研究依据。

国外对于海洋方面的研究多集中于海洋经济发展的可持续性、海岸带的综合一体化管理与开发利用以及海洋产业发展的区域性差异等领域。代表性的包括Jin等[1]、 Guillermo[2]、Adrianto等[3]、Vallega[4]、Kanbur等[5]的研究。国内对于海洋实力评价研究方面研究成果相对丰富。殷克东和房会会利用层次法和模糊综合评价法对世界主要沿海国家进行海洋综合实力测度，以明晰中国海洋发展水平层次[6]。殷克东和李兴东综合运用熵值法、主成分分析法、层次分析法和灰色关联度分析等分析工具对中国沿海11省市6年内海洋经济实力进行动态变化分析[7]。张继良、高志霞和杨荣对沿海地区海洋经济的水平和效率进行实证检验，发现地区间海洋经济发展与中国整体海洋经济发展不相协调，具有显著性的地区性差异[8]。向云波、彭秀芬和张勇从海洋资源、海洋产业和空间发展格局3个方面分析长三角海洋经济发育现状，从海洋经济规模、海洋产品、海洋产业和海洋科技4个层面构建了海洋经济综合实力评价指标体系，对长三角地区海洋经济发展综合实力进行测度[9]。

总体来看，国内外对于海洋综合实力评价方面展现出不同的研究取向，尽管国内诸多学者对于海洋实力评价做出了相对较为丰富的研究成果，但是多集中于沿海省市区在一定年度的海洋经济领域综合实力评价及排序分析，赋权方法存在较多的主观性且近几年该领域研究成果匮乏。综上，缺乏将中国海洋作为一个完整的涉及诸多维度的实力体系进行分年度动态变异分析。基于此，本文使用具有完全客观赋权标准的熵权TOPSIS模型作为分析工具，构建包括海洋资源及生态环境、海洋经济与科技、海洋消费市场与国际竞争力和海洋基础设施等七大维度的海洋综合实力指标体系，较为全面地涵盖海洋综合实力所包含的诸多要素。明确2001—2016年中国海洋综合实力时间变异规律，并剖析构成海洋综合实力七大子系统的作用机制和内在逻辑，进而提出海洋综合实力的优化建议和政策措施。

1 模型构建

1.1 指标体系构建

综合国内外学者相关研究成果，据海洋自身的独特特性，本文以层次分析法为标准，构建以目标层为导向、要素层为依据、指标层为基础的海洋综合实力评价指标系统[10]。试图剖析中国海洋综合实力的时间演进与要素驱动机制，为实现海洋强国战略提供量化分析依据和政策参考。

1)目标层。即以要素层与指标层基础之上构建的海洋综合实力指数。

2)要素层。要素层包括海洋资源实力、海洋经济实力、海洋国际竞争实力、海洋科技实力、海洋基础设施实力、海洋消费市场实力和海洋生态环境实力七大子系统。

3)指标层。即要素层七大子系统下的具体35项指标参数，包含海洋综合实力的多个维度[11]。具体指标见表1。

1.2 研究方法与数学模型

1.2.1 熵权TOPSIS模型

熵是信息学中的概念，用于对不确定性的度量。不确定性越大，熵值越大，其所包含的信息量也就越大。依据熵所具有的特性，通过熵值表征，进而对某种现象的随机和无序性进行度量。此外，熵值同样可以度量某项指标的变异度，其变异程度越大，综合评价权重越大。熵权法是在熵值测算基础之上的客观赋权评价方法，其仅仅与数据本身的离散性相关，而不依赖于主观因素[12]。

TOPSIS法是多目标决策分析领域中常用的一种方法，又称为优劣距离法。其通过度量评价指标与最优解、最劣解的距离进行排序。当评价指标与最优解趋近而与最劣解远离时，则该评价指标为相对较优解。当评价指标与最劣解趋近而与最优解远离时，则相反。

将熵权法与TOPSIS法相结合构建熵权 TOPSIS 模型，能够较好地克服主观性缺陷，较为全面地反映评价指标中数据所具有的信息和动态变化规律，进而提升评价指标信息的效用性[13]。

表1 海洋综合实力评价指标体系

1.2.2 海洋综合实力评价体系数学模型

1.2.2.1 原始评价矩阵标准化

设海洋综合实力原始评价矩阵为

(1)

式中:P代表原始评价指标数据矩阵；pij代表第i个指标第j年的评价指标数据；m代表评价指标；n代表评价年份。

根据评价指标的不同特性，分别按照不同的指标方向进行标准化处理。

正向指标：

(2)

逆向指标：

(3)

适中指标：

yij=

(4)

式中:yij代表指标的标准值；xij为评价指标的原始值；min(xij)、max(xij)分别为评价区间内评价指标的最小值与最大值；q代表适中指标在评价区间内的最优值。进而得到经标准化后的评价矩阵：

(5)

式中：A代表标准化评价矩阵；aij代表第i个评价指标j年的标准化值。

1.2.2.2 基于熵权的指标体系权重确定

熵权的计算公式为

(6)

(7)

(8)

式中：wj代表第j年的熵权；ej代表第j年的熵值；cij代表第i个评价指标j年的标准化指标值比重；定义ln 0=0。

1.2.2.3 基于熵权下的海洋综合实力评价矩阵构建

综合熵权指标权重和标准化原始评价矩阵，进而构建海洋综合实力评价规范化矩阵G，即

(9)

1.2.2.4 基于熵权下的TOPSIS模型测算

正理想解的距离：

(10)

负理想解的距离：

(11)

1.2.2.5 海洋综合实力评价指数

(12)

式中，Zj代表第j年海洋综合实力指数，取值范围为0～1，海洋综合实力大小与海洋综合实力评价指数成正比，其评价指数越大，代表其评价得分越高，即海洋综合实力越强。

2 模型测算

2.1 评价数据及来源

本文数据来源于2001—2016年《中国海洋统计年鉴》及《中国统计年鉴》。由于极少部分数据统计项目变更或缺失，其缺失部分采用推算方式得出。

2.2 数据标准化及熵权

对原始数据矩阵根据指标方向不同处理公式进行无纲量化处理，同时结合熵权模型确定指标层指标体系权重。进而测算出基于熵权理论下的海洋综合实力评价体系指标系统规范化评价矩阵。

2.3 熵权TOPSIS模型测算结果

综合熵权法与TOPSIS模型测算2001—2016年海洋综合实力到正负理想解的距离，最终得到海洋综合实力及构成海洋综合实力的七大子系统的评价指数。具体指数见表2。

3 结果分析

3.1 海洋综合实力演进

基于2001—2016年中国海洋综合实力评价指数，分析海洋综合实力时间演进特征。如图1所示，中国海洋综合实力与传播学中“起步”-“加速”-“衰退”的“S”形时间演进机制路径基本符合，据此将中国海洋综合实力在2001—2016年划分为以下4个阶段：起步期(2001—2003)、调整期(2004—2008)、稳定期(2009—2015)、转型期(2016—)。

表2 2001—2016年海洋综合实力及要素层子系统评价指数

起步期：中国经济容量规模不足，陆域经济资源尚未完全开发，海域经济发展内生动力有待提升。海洋基础设施服务水平、居民收入、海洋开发和利用技术等诸多条件无法满足海洋经济发展需要，致使中国海洋综合实力增长缓慢。

调整期： 2001年底中国加入世贸组织，标志着中国步入对外开放的新阶段，开始融入全球产业链条并参与世界市场竞争。经过起步期的时间缓冲，中国经济诸多领域已经在全球范围内全面参与市场竞争，同样受到国际宏观因素传导机制的影响程度也随之增大。同时由于中国海洋经济发展水平较低、市场核心竞争力不足、海洋及相关产业受到具有相当优势的国际海洋产业市场力量的不利冲击。尽管海洋综合实力产生较大波动，但该期间经过参与全球海洋产业竞争，引进和吸收先进资金、技术和管理经验，海洋综合实力呈现波动式上升态势，显示中国海洋经济的发展韧性。

稳定期：随着中国经济现实发展需要，海洋经济领域日益受到国家层面的重视。2008年3月，国务院印发《全国海洋经发展规划纲要》。同年，批复辽宁、山东、江苏、福建、浙江、海南、河北及广西海洋功能区划，同时批复一批沿海城市总体发展规划，随后广东及上海海洋功能区划得到批复。基本形成了“国家-省-城市”的三级海洋发展体系格局，该阶段中国海洋综合实力稳步且快速提升。

转型期：党的十八大提出“海洋强国”战略。2015年8月国务院印发《全国海洋主体功能区规划》(下称《规划》)，《规划》更加注重海洋发展的可持续性和质量及效益，改变以往的规模数量型发展模式。2017年党的十九大提出中国经济进入高质量发展阶段。2018年自然资源部和中国工商银行联合印发《关于促进海洋经济高质量发展的实施意见》，表明海洋经济实现高质量发展是必由之路。2016年中国海洋综合实力增长几乎停滞，说明传统的海洋开发利用发展模式向高质量发展方向转变势在必行。大力实施海洋发展模式的升级与换代，从而将海洋综合实力增长引入下一轮“S”形时间演进路径。

图1 2001—2016年海洋综合实力评价指数

3.2 要素层子系统分析

3.2.1 海洋科技与海洋经济实力

如图2所示，尽管中国海洋经济实力指数总体呈上升态势，但是长期低于海洋综合实力指数。在一定程度上说明中国海洋经济实力对海洋综合实力的提升和带动作用低于预期，海洋经济发展的规模、质量和效益有待提升。值得注意的是2016年中国海洋经济实力出现较大幅度的上升，显示海洋经济更高质量发展取得一定成效。海洋科技实力在评价区间内波动性较强，且基本不具备趋势性。侧面来看构成海洋科技实力诸要素存在不稳定性，持续支撑海洋综合实力的提升作用不显著。以2009年为界，此前海洋科技实力指数长期高于海洋综合实力指数，体现出海洋科技实力对海洋综合实力的提升具有一定的带动作用。之后，海洋科技实力指数开始长期低于海洋综合实力指数，说明其对中国海洋综合实力的带动作用降低。这可能与随着市场经济体制机制的日益完善，海洋科技生产要素流动性增强相关。

图2 2001—2016年海洋科技与海洋经济实力评价指数

3.2.2 海洋国际竞争、海洋基础设施与海洋消费市场实力

如图3所示，由于国际市场和外部需求影响因素复杂多变，具有一定的非趋势性和随机性，海洋国际竞争实力因而产生较强的波动性。海洋基础设施实力指数长期高于海洋综合实力指数，表明海洋基础设施为海洋综合实力的增长产生较大的提升和促进作用，但是2013年以后海洋基础设施实力指数开始低于海洋综合实力指数。这在一定程度上说明海洋基础设施需要持续提升服务海洋经济的能力，不断适应海洋经济发展需要。如图4所示，海洋消费市场实力指数在评价区间内基本全部高于海洋综合实力指数。表明海洋经济的发展存在稳定且广阔的消费市场，海洋消费市场为海洋综合实力的提升建立了长期且稳定的传递机制。

图3 2001—2016年海洋国际竞争力和基础设施实力评价指数

图4 2001—2016年海洋消费市场实力评价指数

3.2.3 海洋资源与海洋生态环境实力

如图5所示，中国海洋资源实力指数和海洋生态环境实力指数相对较为稳定，对中国海洋综合实力的提升具有长效的平衡机制。

从海洋资源实力指标层来看，虽然中国生物资源储量呈现逐年下降趋势，但该下降速率趋于降低。随着海洋石油天然气等矿产资源开发利用技术的进步，中国剩余石油天然气技术可开采量逐步上升，且涉海就业人数即海洋人力资源也逐年增长，海洋经济发展对资源的需求和海洋资源供给形成一种动态平衡。

从海洋生态环境方面来看，中国历来重视海洋生态环境的保护。1999年底，修订后的《中华人民共和国海洋环境保护法》颁布。同年，《近岸海域环境功能区管理办法》正式颁布实施。2000年，根据《全国生态环境保护纲要》修订后的《中华人民共和国渔业法》颁布实施。这显示了中国对于生态环境保护工作的重视，因而中国海洋生态环境实力指数相对较为稳定。但是同时要保持海洋环境保护工作的长期高压态势，避免海洋生态出现反复性。

图5 2001—2016年海洋资源与海洋生态环境实力评价指数

3.3 新时代海洋综合实力的构成变化

进入新世纪以来，全球气候变暖引发的次生灾害及其对人类经济社会的负向作用逐渐受到广泛重视，减少全球二氧化碳排放，缓解全球变暖趋势逐渐成为人类社会共识。海洋是全球最大的二氧化碳吸收源，在碳循环中具有不可替代的重要作用。联合国与2009年正式确认海洋在缓解全球气候变暖和碳循环过程中的价值。从而，海洋碳汇逐渐受到学术界和政府的重视。发展海洋碳汇不仅有利于推动建设中国海洋生态文明，而且有利于碳达峰和碳中和等战略目标实现，进而为提升中国国际话语权和影响力，拓展中国未来发展空间奠定良好的基础。而将海洋碳汇纳入到碳交易市场机制的范畴下，则有利于充分发挥市场体制对促进中国海洋碳汇交易的重要意义和价值，形成新的经济增长点。

在新的时代背景下，尽管海洋碳汇经济与交易仍处于探索期，但是不可否认其所具备的广阔发展空间和战略价值，将逐渐成为海洋综合实力构成中不可或缺的部分。在建设海洋强国，提升中国海洋综合实力的过程中，要及时根据时代变化发展的要求，调整发展重点和总体规划，从而更好地提升中国海洋综合实力，建设海洋强国。

4 结论与政策建议

本文以熵权TOPSIS模型为分析工具，对中国海洋综合实力进行评价，得到以下结论：在评价区间内，中国海洋综合实力呈现上升趋势，但具有阶段性特征；要素层七大子系统对海洋综合实力的提升作用具有异质性。在此基础上，提出以下建议，以促进中国海洋综合实力进一步提升。

4.1 完善海洋科技发展体制机制，提升海洋经济发展质量和效益

在市场对资源配置起决定性作用的前提下，完善不同级别海洋科研人员福利与待遇体系，提高工资性收入和非工资性收入标准，突破晋升体制机制障碍，打通职业晋升通道，量化晋升标准，减少职位晋升的主观因素和年龄资历障碍。确保科研经费的稳定增长，科研机构要避免大范围撤销、合并或成立，保证科研机构量的稳定性。积极吸收和引进高层次海洋科研人才，完善科研过程管理和科研贡献程度考核和激励机制。改进海洋科研人员学历结构，提升海洋科研人员素质，增强海洋科研领域的吸引力和凝聚力，促使科研人员向海洋领域流动。在此基础上，建立“政产学研”一体化体制机制，大力推进海洋科研成果的市场化应用并完善参与各方利益分配机制。进而提升海洋产品和服务的附加值，增强海洋经济发展的核心竞争力，从而改变以往规模速度型发展模式，向质量效益型方向转变。为海洋经济发展注入科技与质量新动能。

4.2 改善海洋基础设施效能，提高海洋产品、服务消费市场的国际竞争力

改善和更新海洋及相关基础设施。着力构建及完善海陆空立体化交通运输网络、水资源利用及保护网络、能源保障网络、防灾减灾网络及生态保护及生产生活设施保障网络六大基础设施网络体系，持续提升海洋基础设施对海洋经济发展的服务能力。以政策为引导，充分发挥财税制度对经济的调节作用，加大高附加值和高技术含量的海洋产品和服务的财政及税收扶持力度，提升海洋经济发展技术含量和产品及服务质量。建立以适应不同消费能力的消费者群体的海洋产品和服务供给体系并积极参与国际市场竞争。以质量、价格、服务及海洋产品与服务的多样性为核心扩大国内国际海洋消费市场，积极扩张国际海洋市场的产品与服务竞争力，大力发展滨海旅游业，吸引国内外游客开展滨海旅游。同时扩展旅游产品和服务的附加产品，延伸旅游产业价值链，提升产品与服务的附加值[14]。

4.3 进一步开发海洋新资源且合理利用现有资源，完善海洋生态保护能力

加大海洋能源资源开发利用技术投入，提高利用海洋能源资源的技术与管理能力，进而增加海洋能源资源剩余技术可开采量战略储备；同时大力推进海洋新能源的开发与保护，积极进行市场化推广和应用。在此基础上提升现有海洋能源资源利用效率与效能，避免能源资源无谓损耗和浪费。另外，要继续保持和加大海洋生态环境保护力度并确保沿海地区湿地、沼泽、红树林及相关海洋类自然保护区等海洋生态功能区生态功能正常运转。完善海洋生态环境保护政策及法律体系和建立严格的第三方分区域海洋生态环境监测、考核与追责机制。进而为发展碳汇经济与交易奠定良好的海洋生态环境基础。同时对于赤潮及风暴潮等突发性重大性海洋灾害要建立完善的预警机制、突发预案机制与善后处理机制，并积极推进完善海洋及相关产业群体参与商业保险保障体系，从而分散突发风险，降低损失。