广东省海洋生态环境承载力可持续发展研究

黄子鹏,白福臣,宾津佑,陈柳云

(广东海洋大学管理学院 湛江 524088)

0 引言

随着人类向海洋寻求深入发展,海域承载力及其可持续发展成为人类未来发展研究的重点课题[1]。广东省海域面积广阔,海洋资源十分丰富,海洋发展条件优越,自1995年以来,广东省十分重视发展海洋经济,海洋经济总量连续26年稳居全国榜首[2]。然而,伴随着海洋经济的高速发展,广东省海洋生态环境也面临着前所未有的压力。由于发展前期对经济速度与总量的片面追求,导致了海洋资源开发过度、海洋生态严重恶化等问题,使得海洋生态环境负荷过重甚至出现超载现象。如何在海洋经济发展与生态环境之间取得相对平衡尤为重要,深入研究广东省海洋生态环境承载力,可以为区域政府决策、生态治理等提供科学依据,有利于促进区域人与自然在平衡状态下实现可持续健康发展,加快推进广东海洋强省建设。

当前,海洋生态环境承载力作为评价沿海地区资源环境和经济社会发展协调的主要标识,同时也是沿海地区政策制定与调整以及产业合理布局的重要依据。海洋生态环境承载力是在一定的时间和区域范围内,以可持续发展为导向,在满足一定发展水平和环境质量要求下,海洋生态系统所能提供的最大纳污限度和供给能力,以及对沿海经济社会活动和人口的最大支撑能力[3-5]。笔者将结合广东省区域实际情况,运用PSR模型构建海洋生态环境承载力评价指标体系,利用熵值法并结合耦合协调度模型,对各子系统和系统间的各要素结合当时所处的特定发展因素进行深入和综合分析,把握广东省海洋生态环境承载力发展动态趋势,为区域海洋经济、社会与环境的协调可持续发展科学决策提供支持。

1 材料与方法

1.1 指标体系的构建

1.1.1 PSR模型机理

压力—状态—响应(Pressure-State-Response,PSR)模型,是联合国环境规划署(UNEP)和国际经济合作与开发组织(OECD)针对环境状况评价而共同提出的定量评价模型,能对经济、社会、环境进行综合考量,又能较好地反映各子系统之间的相互作用[4,6],可应用于海洋生态环境可持续研究。笔者构建的海洋生态环境承载力PSR模型如图1所示,反映了压力、状态、响应层面下,海洋生态风险、海洋生态水平和海洋生态持续之间的相互关系。

图1 海洋生态环境承载力PSR模型作用机理

1.1.2 评价指标体系设计与数据来源

结合广东省实际生态条件和经济社会发展状况,基于海洋生态环境承载力PSR模型(图1),根据科学性、系统性、实用性、数据可获得性原则,选取32个指标构建了广东省海洋生态环境承载力评价指标体系(表1),其中“压力”层12项、“状态”层9项和“响应”层11项。

表1 广东省海洋生态环境承载力PSR模型评价指标体系及权重

本文研究原始数据主要来自2009—2017年《中国海洋统计年鉴》《中国海洋经济统计公报》,2009—2018年《广东统计年鉴》,2008—2017年《广东省海洋灾害公报》《广东省海洋环境状况公报》及其他官方公布数据等。其中,部分指标数据通过公式计算得到,个别缺失数据应用SPSS软件进行修正。

1.2 熵值法

为了更加客观、全面地反映指标数据的信息,获得科学、正确的研究结果,本研究采用熵值法[7]确定指标权重,并根据权重结果进行综合评价。熵值法基本原理是通过对指标数据离散程度的判断,利用熵值反映指标与评价对象的区分程度,熵值越小,权重越大,对综合评价的影响作用越大,反之亦然。

1.3 耦合协调度模型

随着社会的发展,一个地区发展程度的评判不再仅仅从单方面进行评价,而更加看重各方面的综合协调发展水平,耦合协调度模型已成为研究区域整体均衡发展程度的有效评价与研究工具[8]。为了进一步分析广东省海洋生态环境承载力各子系统之间的相互协调度,本文引入耦合协调度模型进行评价研究。

(1)耦合度

式中:C为耦合度,反映系统的耦合发展程度,取值为0～1;S 1、S 2、S 3分别为压力子系统、状态子系统、响应子系统的综合评价指数。

(2)耦合协调度

式中:T为3个子系统综合协调性指数;D为耦合协调度;α、β、γ为待定系数,综合熵值法研究结果,考虑压力、状态、响应3个子系统综合评价指数近似比为3∶3∶4,系数分别取值为:0.3、0.3、0.4。

(3)耦合协调度评价标准

为清晰划分广东省海洋生态环境承载力各子系统的协调发展状况,借鉴前人研究成果,本研究将耦合协调度评价标准划分为3个类型、10个等级[9-10]。

2 结果与分析

2.1 指标权重结果

通过对原始数据标准化处理,利用熵值法对各指标进行赋权,得到广东省海洋生态环境承载力评价指标体系权重结果(表1)。

从表1可以看出,各内部指标权重分布较为均衡,表明指标体系的构建符合科学性和代表性要求,各指标都是系统发展的重要影响因素,能够真实地反映广东省海洋生态环境承载力状况。从各指标在整个指标体系结构中所占权重来看,首先,准则层3个层面对于广东省海洋生态环境承载力影响程度由大到小的排序分别是:响应(0.435 6)、压力(0.285 1)、状态(0.279 3),近似比为4∶3∶3。表明相较于压力与状态子系统,响应子系统对于承载力系统整体具有更加显著的影响,即与控制人类活动行为的消极影响和维持资源环境质量相比,通过政策措施、污染治理、技术开发等对环境质量变化做出及时反应,给予海洋生态环境以支持的方式能更大程度地提升海洋生态环境承载力水平。

2.2 综合评价分析

基于指标体系权重结果,结合数据标准化矩阵测算得到2008-2017年广东省海洋生态环境承载力各子系统与综合指数评价结果,并进行动态趋势分析(图2)。

图2 2008—2017年广东省海洋生态环境承载力动态变化趋势

由图2可以看出,2008—2017年广东省海洋生态环境承载力水平整体呈上升趋势,综合评价指数由0.425上升到0.634,平均年增长率为4.09%。其中,各子系统中响应子系统的上涨幅度最大,对整体贡献率达48.79%,表明响应子系统对2008—2017年海洋生态环境承载力的提高发挥重要贡献作用。2008年全球性金融危机爆发对全球经济发展造成巨大冲击,甚至出现经济倒退风险。广东省为了遏制经济下滑趋势,保持经济增长,维护社会稳定,对发展结构进行了调整,以扩大内需。2009年海陆重大项目的审批建设,如广钢环保迁入湛江市、中科合资广东炼化一体化项目、港珠澳大桥工程等导致大量工业废气废水排放和固体废弃物丢弃入海,而环境监管、保护与治理明显减弱,加上海域资源环境开发利用力度的增强等都对海洋生态环境造成巨大压力。2009年之后,随着全球经济的复苏,海洋经济快速健康发展,产业结构得到重新优化调整,海洋科研经费投入增大,加强了环境污染的监督与治理力度,海洋生态环境承载力开始回升。2010—2013年指数长势开始放缓,但整体依旧保持增长趋势。2013年之后除2015—2016年出现了一次小幅度的下滑之外,广东省海洋生态环境承载力水平增长速度逐年加快,到2017年到达峰值。总的来看,2008—2017年广东海洋生态环境承载力整体处于不断改善状态,但其承载力仍处于较低水平,不能完全满足全域社会需求和建设发展要求。为进一步分析海洋生态环境承载力动态变化及影响因素,本研究对海洋生态环境承载力各个子系统也进行了动态趋势分析。

2.2.1 压力层承载力

2008—2017年广东省海洋生态环境压力层指数整体呈波动式上升,且波动幅度较大。2008—2009年指数基本持平,在经济保长和结构调整背景下,2009年广东省海洋生产总值在全省经济总量比重比上年提升了0.6%,而环境污染指标数据也有所增长,特别是赤潮发生累计面积比上年增加了2.26倍,经济发展指数的上升与环境污染指数的下降相互抵消,使得最终的指数水平与上年对比实现基本持平状态。表明海洋经济的发展对海洋生态环境承载力的影响具有两面性,一方面,海洋经济发展对资源的消耗以及发展过程所带来的污染会降低海洋生态弹性,对海洋环境造成破坏影响;另一方面,海洋经济的发展,也为海洋生态修复、污染治理和技术开发创新等提供支持基础,提升整体承载水平。2009—2011年指数开始上升,随着经济的复苏,在2009年创造的良好经济基础上,海洋经济持续健康增长,产业结构得到重新优化,同时加强了对环境污染的监督力度,使得入海污染量减少,缓解了海洋生态环境压力。2011年之后压力层指数一直处于波动向上状态,分别在2012年、2014年和2016年出现了3次指数下滑,2015年指数达到峰值。通过分析压力层内部指标变化,发现指数波动下滑的原因除了受到工业废水排放总量、一般工业固体废物倾倒丢弃量等指标变化的不同程度影响之外,赤潮发生频次与累计面积指标评价指数的大幅度下滑是其最主要的影响因素。结合内部指标的赋权结果可以发现赤潮灾害是承载力水平发展的制约因素,对整体承载水平的提高构成较大威胁。值得注意的是,对比发现2015—2016年压力子系统下滑趋势与整个系统变化趋势一致,表明这一阶段压力层指数是拉低广东省海洋生态环境承载力整体水平的主要因素。

2.2.2 状态层承载力

2008—2017年广东省海洋生态环境状态层指数整体呈现平稳态势,除了2013—2014年有较小幅度上升之外,指数变化基本不大。2013年在国家的号召下,广东省大力推进海洋生态环境建设和社会经济可持续发展,启动了美丽海湾建设、海岸整治、海洋生态修复等多项计划,海洋环境状态得到了一定程度的改善,2013—2014年状态层承载力绝大部分指标都有不同程度的优化提升。在2014年之后指数基本保持在同等水平附近,不再有明显的幅度变化。此外,以2013年为节点,2008—2013年与2013—2017年前后两个阶段年度指数都具有轻微的下降趋势。从图2中可以看到,2008—2017年广东省海洋生态环境承载力中压力与响应指数变化整体呈现向上趋势,说明10年间承载力系统面临的人类活动压力日趋减少,而人类对于环境质量变化做出的积极响应越来越强,然而,在各子系统的趋势变化中,状态子系统与压力、响应两个子系统之间经常处于背离状态。正常情况下,生态风险的减少与生态持续支撑力的增加,生态环境状态应该得到改善提升,状态层的趋势变化明显背离了这一现象。通过进一步分析,一方面,虽然2008—2017年广东省在海洋生态环境的响应力度不断加强,但是其过程中采取的措施仍以污染控制和治理为主,在环境保护、生态修复上仍然比较少,且往往由于技术限制收效甚微;另一方面,相对于环境改善的支撑作用,海洋经济发展对资源开发与环境破坏要远大于对生态的保持、修复和恢复速度。由于政策响应主要针对经济发展中对生态环境造成压力的调节减压,加上经济发展对资源环境的依赖,才导致了状态子系统相悖现象与下降趋势的产生。

2.2.3 响应层承载力

2008—2017年广东省海洋生态环境响应层指数变化呈现“两头高中间低”的趋势特点。2008年广东省大力推进海洋生态保护区建设,截至2008年年底,海洋自然保护区数量达到46个,保护面积达到57.01万hm2,保护区的建设为海洋生物多样性及生态弹性的提升提供了有力的支持,环境质量日益改善。2008—2009年指数水平出现较大幅度下滑,从内部指标分析,海洋类型自然保护区面积、海洋生物多样性自然保护区数量两个指标的下降是拉低整体水平的最主要因素。由于受2008年金融危机的冲击,2009年广东省将工作重心放在经济建设上,以保持经济增长与社会稳定。发展规模的扩大与环境监督的放松,对保护区建设造成挤兑,污染变得严重。同时,由于经济限制,海洋环保与科研资金的投入以及污染治理的力度不足,对经济社会发展活动的调节减压作用较弱,海洋生态环境承载压力变大。2009—2010年,随着经济的复苏,为解决2009年经济环境的失衡问题,广东省开展了海域综合整治和生态修复多项工程,同时出台了《珠江三角洲环境保护一体化规划(2009—2020年)》《关于环境保护工作促进全省加快经济发展方式转变的意见》等多项政策。2011年,由于2010年国务院将广东省设立为国家海洋综合开发示范区,掀起了一场海洋经济热潮,海洋资源开发与污染程度加深,经济的重新定位,使得响应层指数又一次下滑。到2015年,广东省重新调整发展战略,加大了对海洋生态建设的重视程度。

2.3 耦合协调度分析

在各指标层指数计算结果的基础上,结合耦合协调度模型函数测算出2008—2017年广东省海洋生态环境承载力各子系统耦合度及耦合协调度结果(表2)。从耦合度指数来看,压力、状态与响应3个子系统的耦合度都趋近于1,表明3个子系统相互作用强度呈现高度耦合。从耦合协调度来看,2008—2017年广东省海洋生态环境承载力各子系统综合协调度呈现上升趋势,耦合协调度指数由0.374 9提高到0.457 8,协调发展等级由轻度失调提升到濒临失调,协调发展类型从失调类型转变为过渡类型,总体上,3个子系统协调发展水平都呈现向上趋势,但仍处于濒临失调的较低水平。分析其影响因素,一方面,结合综合指数评价结果,发现广东省为海洋生态环境状态滞后型,表明状态因素是制约综合协调发展水平的主要因素;另一方面,从指数发展水平看,由于各子系统以及综合评价指数仍处于较低水平,限制了综合协调水平的发展。

表2 2008—2017年各子系统耦合度及耦合协调度评价结果

3 结论

本研究基于PSR模型构建海洋生态环境承载力评价模型,采用熵值法对2008—2017年广东省区域海洋生态环境承载力进行综合评价,结合耦合协调度模型分析了其内部子系统的耦合度及协调发展水平,最后得到如下结论。

(1)从评价指数来看,2008—2017年广东省海洋生态环境承载力综合水平呈现上升趋势,评价指数由0.424 6上升到0.634 1,但仍处于较低水平,受各子系统及其内部指标不稳定、不协调的影响仍具有下行风险。各子系统中,压力子系统呈现波动式上升,不稳定性较高,对整体承载力水平的提高构成一定威胁,陆源污染与赤潮灾害是制约发展的主要因素;状态子系统呈现较为平稳态势,受政策偏好、经济发展与技术水平影响,指数水平较低,且具有轻微下行趋势;响应子系统呈现“两头高中间低”趋势特点,与整个海洋生态环境承载力系统走势基本一致,对综合水平的提升具有重要贡献作用,同时政策响应存在主动性与稳定性差等问题。

(2)从耦合协调度上,广东省海洋生态环境承载力压力、状态和响应3个子系统高度耦合,相互作用明显;各子系统协调发展水平不断提高,等级为濒临失调,处于过渡发展阶段,整体主要受指数水平和状态发展滞后影响,协调程度较弱,仍然需要进一步提升。

(3)由于2018年中央及地方行政机构改革,国家及地区统计指标、口径等发生较大变化,研究数据区间选取受到限制,只选取了2008—2017年的数据范围,加上研究过程难以避免主观因素影响,不能完全反映广东省海洋生态环境承载力的客观状况。

2018年海洋机构的重新整合打开了海洋综合管理新格局,广东省应抓住改革机遇,打破海陆分治的传统模式,打造海陆一体治理新体系,积极发挥自然资源厅、生态环境厅等部门的统筹作用。加快推进全省“天空地”一体化生态环境监测网络与管理平台建设,对资源与环境质量变化进行全方面、多方位信息掌握。以陆源污染整治为重点,针对陆地污染源头进行精准防治,优化或淘汰高耗能高污染产业,严格抓好涉海工程排污工作,推进科学管理,依靠技术创新实现污染的高效治理。同时,拓宽技术研究与资金渠道,有序引导多元主体共治,健全海洋生态修复和生态补偿长效机制,强化环境治理、多部门多主体的联动管理,及时积极主动地评估调整政策做出应对,促进海洋生态系统服务功能和环境纳污能力的恢复,着力推进海洋生态环境承载力的可持续发展。