环渤海地区海洋经济发展进程中的生态环境响应及其影响因素

环渤海地区海洋经济发展进程中的生态环境响应及其影响因素
作者：李华高强吴梵
来源：《中国人口·资源与环境》2017年第08期
摘要基于海洋经济发展进程的生态环境演化模型，建立了环渤海地区海洋经济与生态环境发展水平评价指标体系，通过构建响应度模型定量分析2004至2014年环渤海地区海洋经济发展的海洋生态环境响应变化及影响因素，得出以下结论：①通过构建海洋经济与生态环境发展水平评价指标体系及综合评价模型进行测算发现，环渤海地区海洋经济发展综合评价值由2004年的0.135提升至2014年的0.850，表明环渤海地区海洋经济发展水平不断提高，并呈现出良好的发展势头；海洋生态环境发展综合评价值先由2004年的0.647降至2012年的0.335，后又缓慢回升至2014年的0.374，表明环渤海地区海洋生态环境水平虽在2012至2014年间略有好转，但总体仍呈波动下降趋势。

②通过构建海洋生态环境响应度模型进行测算发现，环渤海地区海洋经济发展的生态环境响应指数由2004年的-0.073下降至2012年的-0.576，而后又增大至2014年的-0.297，表明环渤海地区海洋经济发展对生态环境演变产生了“胁迫”影响，总体呈现出由“弱胁迫”向“强胁迫”变化的态势，但胁迫程度在2012至2014年间有所缓和。

③通过多元回归分析发现，与海洋生态环境响应指数的偏回归系数较高的3个自变量分别为海洋科技课题成果应用数量、海域利用效率、单位面积工业废水排放达标量，且海域利用效率的回归系数最高为0.749。

表明海域利用效率是影响环渤海地区海洋生态环境响应演变的主要因素，此外，海洋科技发展水平的提高以及海洋污染治理力度加强等因素也对胁迫程度的减小具有一定的推动作用。

关键词海洋经济发展；生态环境演变；响应度模型；影响因素；环渤海地区
中图分类号X22文献标识码A文章编号1002-2104（2017）08-0036-08DOI：
10.12062/cpre.20170414
随着海洋开发战略的不断推进，我国海洋经济蓬勃发展，随之而来的海洋生态环境问题日益突出，海洋经济与生态环境协调发展也面临巨大的压力和挑战。

对此，国外学者在相关方面的研究起步较早，Grossman、Arrow等探讨了经济增长与生态环境变化之间的关系及发展演变过程，并由此提出了“环境库兹涅茨曲线（EKC）”理论[1-2]；Robert等提出从生态经济的视角进行海洋治理，阐述了海洋生态、经济、社会发展的重要性，并根据“里斯本原则”评估了海洋发展面临的诸多威胁[3-4]；在此基础上，Martinez、Kildow等提出对沿海不同地区采取经济、生态恢复措施，推进海洋生态经济评估工作，实现沿海地区的可持续发展[5-6]。

国内学者对此也给予了广泛关注，相关研究成果可分为以下两类：一是通过构建模型测算海洋经济与生态环境协调发展程度，如盖美采用可变模糊识别模型测算了辽宁省海洋资源环境与经济发展的协调度[7]；李洪英、徐胜分别运用协调发展度模型对浙江省和环渤海地区的海洋经济与生态环境的协调性进行测度[8-9]；高强、王显丽分别运用耦合协调度模型对山东省、广东省的海洋经济
与生态环境的协调性进行分析[10-11]；许冬兰运用熵变方程法对我国海洋经济与海洋环境的协调度进行测算[12]；狄乾斌采用模糊隶属度模型计算了辽宁省海洋经济系统发展水平及其协调发展度[13]。

二是通过实证检验分析海洋经济与生态环境的相互作用关系，如高乐华、狄乾斌分别验证了我国沿海地区海洋生态、社会、经济三个系统之间的交互胁迫关系[14-15]；陈琦探讨了我国海洋经济增长和海洋环境压力的相互作用关系及演变趋势[16]；刘伟民分析了北部湾地区人类活动与经济发展对海洋生态环境的影响，进而提出了区域开发与生态保护的对策[17]。

总体来看，目前国内关于海洋经济与生态环境协调发展问题的研究范围涵盖国家、区域、省市等多个空间尺度，但研究内容多集中于协调度的测算，研究方法相对单一，特别是关于海洋经济发展对生态环境的影响程度的定量研究较为缺乏。

为此，本文基于海洋经济发展进程中的生态环境演化模型，建立评价指标体系，综合分析了环渤海地区海洋经济发展水平及生态环境演化特征，从区域层面定量分析海洋经济发展对生态环境变化的影响程度，探寻缓解区域海洋经济与生态环境交互胁迫关系的主要因素，以期揭示环渤海地区海洋经济发展与生态环境演化的作用规律，为实现环渤海地区海洋经济可持续发展提供决策依据。

1研究区概况
本文的研究区域是从狭义角度上定义的环渤海地区，主要包括天津、河北、辽宁、山东三省一市所构成的环渤海沿海经济带。

该地区是我国最重要的三大海洋经济区域之一，地理位置优越、资源丰富，具有发展海洋经济的良好基础，在全国海洋经济的组成中占据重要位置。

2014年，环渤海地区海洋生产总值为22 288.9亿元，占全国海洋经济总产值的36.72%，且在近十年来，始终保持高速增长。

同时，环渤海地区海洋产业结构不断优化，已由传统海洋产业为主导的“一二三”发展模式逐渐向以新兴产业及服务业为主导的“三二一”发展模式转变。

由此可以看出，环渤海地区海洋经济发展无论从规模、增速，还是产业结构均表现出良好的发展势头。

但海洋经济的蓬勃发展也给渤海、黄海海域生态系统带来严重的干扰和破坏，由于渤海湾自身海水交换能力差，加之陆源污染入海严重，海源污染逐渐增多，导致滨海湿地大面积减少，局部区域海洋资源严重衰退，海洋生态环境日益恶化，成为制约环渤海地区海洋经济发展的主要瓶颈。

因此，科学评价环渤海地区海洋经济发展水平及生态环境变化趋势，分析海洋经济发展进程中的生态环境响应状态，探索影响其变化的深层原因，指出现阶段海洋经济发展亟待解决的关键问题，对实现环渤海地区海洋经济健康、可持续发展有着重要意义。

2研究方法
2.1海洋经济发展进程中的生态环境演化模型
海洋经济与生态环境的发展演化是一个由低级向高级不断演进的过程。

随着这一过程的不断推进，海洋产业结构不断优化，海洋科技水平逐步提高，使得海洋生态环境逐渐好转，到达所处阶段海洋生态环境所能达到的供给阈值，这时，将出现三种可能的发展轨迹：第一种，不采取任何调控措施，单纯考虑海洋经济利益，这将会导致海洋生态环境迅速恶化，同时也为海
洋经济的未来发展带来很强的约束效应，这是一种最不理想的发展状态。

第二种，在现有条件下，对海洋产业发展规模、速度、产业结构进行合理调控，使生态环境在短期内维持在阈值以内的健康状态，但随着海洋经济的进一步发展，生态环境又将随之恶化，如此反复，形成海洋生态环境由好转到恶化再到好转的不断震荡的状态，此时也是海洋生态环境与经济发展的磨合时期。

在这一时期内，若出现海洋科技重大创新或政策调整，将使海洋生态环境发生显著好转，供给阈值随之提高，海洋经济与生态系统进入更高级的发展状态。

第三种，当到达海洋生态环境供给阈值时，及时进行人为调整及干预，随着科技创新、结构调整、资金投入等有效措施的适时跟进，使海洋经济与生态环境不需要经过复杂的磨合时期，而直接向高级阶段演进，这也是一种最为理想的发展状态[18]。

2.2指标体系构建
海洋经济与生态环境之间存在错综复杂的关系，同时，海洋经济内部与生态环境内部同样存在复杂的关系，采用单一指标无法真实反映两系统之间及各系统内部要素之间的相互作用关系。

因此，在借鉴以往海洋经济与生态环境相互关系研究成果的基础上[19-23]，本文采用频度分析法、理论分析法及专家意见咨询等方法甄选各个评价指标。

依据海洋经济发展与生态环境演化的理论模型，遵循层次合理性、系统性、可对比性、资料的可获得性等原则，从总体层、系统层、指标层三个递阶层次分别构建海洋经济发展水平评价指标体系（见表1）和海洋生态环境发展水平评价指标体系（见表2）。

具体来说，在明确海洋经济发展进程实质内
涵的基础上，提出从海洋经济增长、产业结构、科技支撑、发展条件等4个分维度，选取15项指标对海洋经济发展水平进行测度。

其中，海洋经济增长度是评价海洋经济发展水平的首要因素，这里从海洋经济规模、发展活力、发展潜力等角度选取指标加以衡量；产业结构优化是海洋经济转型发展的重要标志，这里从产业结构多元化、高度化、现代化3个方面加以衡量；海洋科技是海洋经济发展的核心动力，这里选取海洋科技人员密度、科技课题成果应用、科研人员素质及专业人才储备等指标；人力、物力、财力等生产要素投入是海洋经济发展的先决条件，这里选取海洋产业从业人员、基础设施建设、固定资产投资等基本情况作为评价指标加以衡量。

相应的，选取反应海洋生态
环境发展水平的13项指标，依据压力-状态-响应（P-S-R）模型[24]构建海洋生态环境发展水平评价指标体系。

其中，“压力”指标主要反映经济社会发展给海洋生态环境带来的负面作用，主要从资源利用、环境压力等方面选取指标；
“状态”指标主要反映海洋生态环境发展的实际状况，主要从海洋生态供给能力和调节能力两方面选取指标；“响应”指标主要反映沿海社会针对海洋生态环境压力趋大而采取的维护海洋生态环境与经济社会协调发展的人为措施，这里从生态建设、污染治理等方面选择指标。

为确保研究的客观性及准确性，相关指标数据来源于2005—2015年的《中国海洋统计年鉴》、《中国海洋环境质量公报》、《中国海洋灾害公报》、《中国统计年鉴》和环渤海地区
各沿海省市海洋环境质量公报及国民经济与社会发展统计公报等。

为尽可能的反应实际情况，消除各原始指标的量纲差异，这里采用极差法对原始指标进行标准化处理：
x′ij=xij-xminixmaxi-xmini，正向指标
xmaxi-xijxmaxi-xmini，负向指标
其中，xij为指标实际值，x′ij为指标的评定值，xmaxi，xmini分别为第i个指标的最大值和最小值。

2.3计算指标权重
指标权重的计算方法可分为主观赋权法和客观赋权法两类。

主观赋权法即通过人的主观经验确定指标权重，多采取专家打分的方式进行确定，如层次分析法等；客观赋权法则依据指标实际数据，按某一计算方法得出各评价指标权重，如主成分分析法、熵值法等。

主观赋权法能够依据实际情况，凭借人为经验，灵活做出权重判断，而客观赋权法则能够减少主观因素的影响，使权重结果更加客观真实。

因此，将主观赋权法与客观赋权法相结合，共同确定评价指标的综合权重，将有助于得到更加准确、合理的权重结果。

本文基于主观赋权与客观赋权相结合的思想，分别运用层次分析法和熵值法对评价指标体系中的各项指标进行权重计算，从而得到指标的综合权重。

Wi=ηαi+（1-η）βi
式中，αi为基于层次分析法求得的指标权重，βi为基于熵值法求得的指标权重，Wi为指标的综合权重，η为调整参数，这里取值为0.5。

2.4综合评价模型
运用加权法构建综合评价模型求得海洋经济发展水平评价指数和海洋生态环境发展水平评价指数。

计算公式如下：
E=∑pm=1vm[∑ni=1wix′ij]，i=1，2，…n，m=1，2，…p
式中，E为海洋经济发展水平综合评价指数或海洋生态环境发展水平综合评价指数；x′ij 为第i项基础指标第j年的评定值；wi为第i项基础指标的权重；vm为第m系统层的权重；p、n分别为系统层数、各子系统中基础指标数。

2.5响应度模型
为定量测度海洋经济发展与生态环境水平演化的相互作用关系，引入“海洋经济发展的生态环境响应指数及响应度”概念来表示海洋经济发展对生态环境演化的影响特征、趋势及程度，响应指数测度模型为[25]：
I=dEndEc·EcEn
式中，I为海洋经济发展的生态环境响应指数，dEndEc为生态环境水平对海洋经济发展的导数，Ec为海洋经济发展指数，En为生态环境水平指数。

模型通过响应指数的测度反应了海洋经济发展的生态环境响应变化趋势及特征，当I>0时，表示生态环境水平对海洋经济发展具有正响应特征，海洋经济发展促进生态环境水平上升；反之，当I
3环渤海地区海洋经济发展的生态环境响应演变
3.1环渤海地区海洋经济发展与生态环境水平演变特征
由图1可以看出，环渤海地区海洋经济发展指数总体呈显著上升的态势，由2004年的0.135提升至2014年的0.850，由此表明环渤海地区海洋经济发展水平不断提高，并呈现出良好的发展势头。

具体到各系统层面，可以看出，海洋经济增长度、海洋科技支撑度及发展条件成熟度都表现出明显的上升趋势，但产业结构优势度波动较小，表明环渤海地区海洋产业结构调整尚处于摸索阶段，调控措施尚不合理，这也是环渤海地区海洋经济未来发展亟待解决的关键问题。

从增长幅度来看，海洋经济增长度、海洋科技支撑度和发展条件成熟度增幅明显，成为支撑环渤海地区海洋经济发展的主要优势，表明环渤海地区资源丰富，区位条件优越，科研基础雄厚，为海洋经济提供了得天独厚的发展空间。

由此可见，环渤海地区海洋经济发展水平不断提高的主要贡献来自于海洋科技的快速发展、产业规模的不断扩大及发展条件的逐渐完善，相比之下，海洋产业结构优势尚不明显，产业布局亟待调整。

因此，环渤海地区未来应加大对海洋科技创新及新兴战略型海洋产业的投入力度，增强地区优势，同时积极调整海洋产业结构，加快转变海洋经济增长方式，弥补地区短板，促进海洋经济整体向更高水平发展。

由图2可以看出，环渤海地区海洋生态环境水平总体呈现波动下降的态势。

先由2004年的0.647降至2012年的0.335，后又缓慢回升至2014年的0.374。

由此可见，2004至2012年间，环渤海地区海洋生态环境水平总体下滑，并在2012至2014年间略有好转。

具体到各系统层面，海洋生态环境压力子系统呈显著下降趋势，而响应子系统则呈明显上升趋势，表明近十年来，环渤海地区海洋经济发展带来的生态环境压力不断增大，生态系统健康水平持续下降，但抗压能力不断增强。

总体来看，海洋生态环境压力的增大幅度远大于抗压能力的提升幅度，因此环渤海地区生态环境的总体水平和质量仍呈下滑态势，成为制约环渤海地区海洋经济发展的主要障碍性因素。

3.2环渤海地区海洋经济发展的生态环境响应指数及响应度变化
为进一步计算环渤海地区海洋经济发展的生态环境响应指数及响应度，首先对Ec与En进行曲线拟合，得出最优函数方程：En=0.636-0.273Ec-0.366Ec2+0.353Ec3，该响应函数为三次曲线方程，拟合优度R2=0.762，F=12.688，通过显著性检验。

进一步求导得：dEndEc=-0.273-0.732Ec+1.059Ec2，由此计算得出2004至2014年环渤海地区海洋经济发展的生态环境响应指数I及响应度V。

由图3可以看出，En对Ec始终表现出“负响应”特征，并呈现出先减小后增大的变化趋势，由2004年的-0.073下降至2012年的-0.576，而后又增大至2014年的-0.297，说明近年来环渤海地区海洋经济发展对生态环境演变产生了“胁迫”影响，引致海洋生态环境水平总体下降，且呈现出由“弱胁迫”向“强胁迫”变化的态势。

同时，V呈现出先增大后减小的趋势，具体来说，2004至2012年间，环渤海地区海洋经济发展对生态环境的胁迫影响程度呈逐年增大的态势。

虽在近两年有所缓和，但不能因此认定未来环渤海地区海洋经济发展对生态环境的胁迫影响就此减弱，二者之间交互胁迫的矛盾关系仍将持续，海洋生态环境问题仍是限制环渤海地区未来发展的首要因素，亟待重视和解决。

3.3环渤海地区海洋经济发展的生态环境响应变化的影响因素
环渤海地区海洋经济发展的生态环境响应指数I是关于海洋经济发展指数Ec与生态环境发展指数En的函数关系式，即I=f[Ec，En]。

随着Ec和En的变化，I也会随之变化。

从环渤海地区海洋经济发展的生态环境响应变化来看，I呈现出先减小后增大的演变态势。

为了探索引起这种变化的影响因素，首先需要明确环渤海地区海洋经济及生态环境的内部要素变化与响应指数变化的关系，并在此基础上，通过多元回归进一步分析引起响应指数变化的具体因素。

相关系数是一种常用的效应量的测度方法，科恩给出了相关系数的估计值为±0.1、±0.3、±0.5，分别对应小、中、大的效应量。

基于科恩准则，相关性大于0.5，表明两元素间存在相当强的相关性。

运用SPSS21.0软件进行相关性分析得出，I与Ec和En均有强相关性，相关系数分别为-0.770和0.813，且在0.01的水平上显著相关，证明Ec和En对于响应指数均具有极高的解释力。

进一步分析得知，I与生态环境压力和海洋科技支撑能力的相关性较高，相关系数分别为0.850和-0.817，证明环渤海地区生态环境压力的不断增大和科技发展水平的提高是引致区域海洋经济发展对生态环境影响变化的重要因素。

而进一步探讨海洋经济发展与生态环境压力的关系发现，生态环境压力与海洋经济增长存在强负相关性，相关系数为-0.949，表明环渤海地区海洋经济快速增长是导致生态环境压力增大的首要因素。

这也证明，由海洋经济快速增长导致的生态环境压力增大是引致环渤海地区生态环境响应特征变化的重要内部因素。

在相关性分析的基础上，进一步探讨影响响应指数变化的主要具体因素。

结合理论分析及环渤海地区的发展实际，本文认为环渤海地区海洋经济发展对生态环境的“胁迫”影响由弱变强的影响因素主要包括海洋产业结构变动、科技进步，资源利用效率，政策影响、污染治理及环保投入等。

为了进一步测度各因素对响应指数I变化的影响效应，这里构建多元线性回归模型：
y=b0+b1x1+b2x2…+bnxn+ε，（n=1，2，…6），其中，b0为常数项，b1、b2…b6为y对应于x1、x2…x6的偏回归系数，ε为随机扰动项。

设定I为因变量（y），选取海洋产业结构高度化指数（x1）、海洋科技课题成果应用（x2）、海域利用效率（x3）、海洋产业基础设施建设（x4）、单位面积工业废水排放达标量（x5）及环保治理投资占GDP比重（x6）为自变量，
以2004至2014年的数据为基础进行多元回归分析，计算得出响应指数I变化的主要影响因素（见表3），进而总结出环渤海地区海洋经济未来发展亟待重视和改善的关键问题。

通过回归分析，可得出具体回归模型及各变量参数。

从表3可知，上述回归模型通过显著性检验，结果表明：2004至2014年间，与响应指数I的偏回归系数较高的三个自变量分别为x2、x3、x5，分别代表科技进步、资源利用效率和污染治理力度，t统计量的绝对值分别为2.146、1.999和2.384，而其它因素作用相对不明显，这说明海域利用效率是环渤海地区海洋经济发展对生态环境胁迫作用由弱变强的主要影响因素。

同时，科技进步和污染治理等因素对胁迫影响的增大起到负向作用，说明海洋科技发展水平的提高以及污染治理力度加强有助于改善海洋经济与生态环境
之间的矛盾关系。

此外，海洋产业结构的回归系数未通过显著性检验，表明环渤海地区海洋产业结构变动对海洋经济与生态环境胁迫关系的调节作用尚不明显，因此，未来仍需进一步加大调节力度，推进海洋第二、三产业的发展，提高新兴战略型海洋产业比重，积极开发滨海旅游休闲业、现代海洋物流业、现代海洋信息业等海洋服务业以及海洋高新技术产业，加快环渤海地区海洋经济现代化发展进程。

4结论
近十年来，环渤海地区海洋经济发展水平不断提高，呈现出良好的发展势头，其主要贡献来自于海洋科技的快速发展、产业规模的不断扩大及发展条件的逐渐完善，相比之下海洋产业结构优势尚不突出，调控措施尚不合理，这也是环渤海地区海洋经济未来发展亟待解决的关键问题。

环渤海地区生态环境发展水平呈现出波动下降的变化态势，总体来看，生态环境压力的增大是导致其整体水平呈下滑态势的重要原因，同时也成为制约环渤海地区海洋经济发展的主要障碍性因素。

环渤海地区海洋经济对生态环境具有“负响应”的特征，表明海洋经济的发展对生态环境产生了“胁迫”影响，并在2004至2012年间呈现出由“弱胁迫”向“强胁迫”变化的态势，而在2012年以后稍有缓和。

此外，海域利用效率是影响环渤海地区海洋生态环境响应演变的主要因素，同时，海洋科技发展水平的提高以及海洋污染治理力度加强等因素也对胁迫程度的减小具有积极的推动作用。

综上所述，未来环渤海地区海洋经济的发展应重点着眼在以下几个方面：首先，加大海洋科学技术研发投入力度，进一步巩固海洋经济发展优势。

加强高校、科研院所与海洋企业的交流与合作，加快科研成果的技术转化，加速传统海洋产业的技术改造，大力发展新兴战略型海洋产业，使海洋产业由劳动密集型向技术密集型转变。

其次，积极调整海洋产业结构，加快海洋经济转型升级。

加强海洋第三产业及服务业比重，大力发展现代海洋产业，促进产业结构从“一二三”发展模式向“三二一”发展模式转变。

第三，加大力度保护海洋生态环境，进一步协调海洋经济与生态环境的矛盾关系。

党的十七大报告指出，要处理好经济发展与环境的关系，关键是要转变经济发展方式。

具体到海洋产业，就是要做到海洋经济发展从粗放型到集约型的转变，加强能源资源节约和生态环境保护，进一步完善海洋环境污染法制建设及生态补偿制度建设，使环渤海地区海洋产业走向可持续发展的道路。

需要指出的是，本文从响应度的角度对环。