王建慶，毋瑾超，何叢穎*，吳佳莉

(1.寧波海洋研究院，浙江 寧波 315211； 2.自然資源部第二海洋研究所，浙江 杭州 310012)

沿海地區(qū)優(yōu)越的自然環(huán)境、特殊的地理位置、顯著的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，使其成為人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)最活躍和最集中的區(qū)域[1]，也是當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展程度最高、生態(tài)環(huán)境壓力最大的地區(qū)，沿海地區(qū)不同的發(fā)展類型決定了海域海岸帶資源環(huán)境開發(fā)利用的規(guī)模、強(qiáng)度及空間格局。近年來，隨著海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，不同海域海岸帶開發(fā)項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)海岸帶生態(tài)系統(tǒng)、自然資源及經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展帶來嚴(yán)重影響[2]。

開展海域海岸帶生態(tài)承載力評(píng)價(jià)是可持續(xù)開發(fā)利用海岸帶自然資源、保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境、確保經(jīng)濟(jì)社會(huì)健康可持續(xù)發(fā)展的前提[3]。通過對(duì)海域海岸帶生態(tài)承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠反映出目前海域海岸帶利用所存在的問題，客觀地了解目前區(qū)域用?，F(xiàn)狀和利用潛力，對(duì)保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。然而目前關(guān)于海域海岸帶生態(tài)承載力的研究仍處于探索階段，還尚未形成公認(rèn)的理論方法體系、系統(tǒng)的指標(biāo)體系和綜合評(píng)價(jià)模型[4]。付元賓等[5]依據(jù)圍填海活動(dòng)對(duì)海岸帶造成的生態(tài)壓力，提出了基于海岸帶承載力的圍填海潛力評(píng)價(jià)法；王正軍等[6]研究了海岸港口的圍海造田等開發(fā)利用活動(dòng)對(duì)岸段演變特征的影響；朱靜等[7]研究了濟(jì)南海域水動(dòng)力、水污染物運(yùn)輸特征和水環(huán)境容量；王艷等[8]基于特定海域三維水質(zhì)模型，采用自凈過程積分方法計(jì)算了氮和磷等營(yíng)養(yǎng)鹽的環(huán)境容量。這些都為海域海岸帶承載能力的研究奠定了基礎(chǔ)。

浙江省是海洋資源大省，海岸線資源豐富。隨著海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，近年來海洋生態(tài)環(huán)境污染和破壞、赤潮災(zāi)害的頻發(fā)、海岸帶開發(fā)過程中海洋生態(tài)資源和結(jié)構(gòu)的破壞等制約著浙江省海域海岸帶生態(tài)環(huán)境的健康和可持續(xù)發(fā)展。本文以浙江省為例，利用權(quán)熵法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，利用功效系數(shù)法對(duì)浙江海域海岸帶生態(tài)承載力狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并提出了改善海域海岸帶承載力的可行性建議，以期為科學(xué)用海、保護(hù)海域海岸帶生態(tài)環(huán)境提供政策依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

浙江省地處中國(guó)長(zhǎng)江三角洲南翼，東南沿海中部，陸域地理坐標(biāo)介于27°12′N～31°31′N 和118°06′E～123°09′E，東臨東海，南接福建，西與江西、安徽相連，北與上海、江蘇接壤。下設(shè)9個(gè)地級(jí)市，其中7個(gè)為沿海城市，分別為嘉興、杭州、紹興、舟山、寧波、臺(tái)州和溫州。浙江省海洋資源豐富，全省海岸線總長(zhǎng)約6 700 km，全省海域總面積約4.45×104km2。

1.2 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源主要包括2006—2015年浙江省及各沿?？h市區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒、中國(guó)海洋統(tǒng)計(jì)年鑒，2006—2015年中國(guó)海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)、浙江省海洋環(huán)境公報(bào)、浙江省和各沿?？h市區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)、浙江省海洋災(zāi)害公報(bào)、海洋生態(tài)環(huán)境調(diào)查數(shù)據(jù)和海域確權(quán)數(shù)據(jù)。

1.3 研究方法與實(shí)證

根據(jù)研究區(qū)基本現(xiàn)狀，在考慮數(shù)據(jù)可獲取性的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了海域海岸帶生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。以2005—2016年數(shù)據(jù)作為樣本，利用信息熵的方法確定了評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。利用功效系數(shù)法作為評(píng)價(jià)方法，并運(yùn)用SPSS 9.0等軟件對(duì)浙江省海域海岸帶生態(tài)承載力的基本狀況進(jìn)行分析。

1.3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

海域海岸帶生態(tài)承載力是一個(gè)由自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，不能用單個(gè)或少數(shù)幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)體系的建立一方面應(yīng)切實(shí)結(jié)合生態(tài)承載力的內(nèi)涵，另一方面能夠切實(shí)反映研究區(qū)現(xiàn)狀。因此在遵循科學(xué)性、全面性、可操作性及前瞻性的基礎(chǔ)上，參考相關(guān)研究[9]，從人類活動(dòng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)彈力3個(gè)要素層出發(fā)，選取18項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了浙江省海域海岸帶生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。

表1 浙江省海域海岸帶生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)化處理

“多元互動(dòng)”式合作學(xué)習(xí)致力于讓每位學(xué)生都不落后，讓每位學(xué)生都能夠參與課堂互動(dòng)，讓每位學(xué)生都能夠在解決個(gè)體差異的矛盾的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)上的小進(jìn)步，進(jìn)而提高高中語(yǔ)文課堂的教育教學(xué)質(zhì)量。當(dāng)然，要提高高中語(yǔ)文課堂的教育教學(xué)質(zhì)量并非一個(gè)“多元互動(dòng)”式合作學(xué)習(xí)教學(xué)法就能實(shí)現(xiàn)的，還需要語(yǔ)文教師的組織能力、專業(yè)水平等。

海域海岸帶生態(tài)承載力評(píng)價(jià)屬于多因素綜合評(píng)價(jià)，不同評(píng)價(jià)指標(biāo)來源多樣化，同時(shí)不同評(píng)價(jià)指標(biāo)的單位、量綱和正負(fù)取向均不同，因此評(píng)價(jià)指標(biāo)不能直接用于計(jì)算比較，為使不同評(píng)價(jià)指標(biāo)具有可比性，首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[10]。本文數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理的方式為總和法，計(jì)算公式：

式中：Pij表示第i個(gè)參評(píng)對(duì)象的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值；Xij表示第i個(gè)參評(píng)對(duì)象的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)值；i表示參評(píng)對(duì)象個(gè)數(shù)；j表示評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)。

1.3.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定涉及整個(gè)生態(tài)承載力評(píng)價(jià)結(jié)果是否合理，因此，如何科學(xué)合理地確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重是生態(tài)承載力評(píng)價(jià)的重要環(huán)節(jié)。目前，關(guān)于評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定方法有專家打分法、層次分析法(AHP)、權(quán)熵法、功效系數(shù)法、模糊評(píng)價(jià)法、灰色關(guān)聯(lián)分析法等，不同的評(píng)價(jià)方法各有利弊，本文采用權(quán)熵法確定指標(biāo)權(quán)重。

在信息論中，信息熵可以理解為系統(tǒng)隨機(jī)無約束程度的一種變量[11]。一個(gè)系統(tǒng)的無序程度越高，信息熵越大，有序程度越高，信息熵越小。當(dāng)信息熵大時(shí)，說明系統(tǒng)發(fā)展規(guī)律性不強(qiáng)，對(duì)系統(tǒng)重要性相對(duì)較弱。而信息熵小時(shí)，說明系統(tǒng)有一定的發(fā)展規(guī)律性，對(duì)系統(tǒng)的重要性較強(qiáng)。因此，可以通過信息熵的大小計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，為海域海岸帶生態(tài)承載力評(píng)價(jià)提供依據(jù)。信息熵法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重依據(jù)的是原始數(shù)據(jù)，采用數(shù)學(xué)方法計(jì)算所得，能夠有效避免人為主觀因素帶來的影響，具有較高的可信度[12]。信息熵計(jì)算公式：

式中：k為調(diào)節(jié)系數(shù)，k=1/lnm；Yij為第i個(gè)參評(píng)對(duì)象的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；i為參評(píng)對(duì)象個(gè)數(shù)；j為評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)。

hj=1-(xj)，(j=1,2，…，n)。

則第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重ej：

經(jīng)計(jì)算，浙江省海域海岸帶生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重結(jié)果見表2。

表2 浙江省海域海岸帶生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

在浙江省海域海岸帶生態(tài)承載力的影響因子中，各指標(biāo)權(quán)重賦值各不同。在人類活動(dòng)要素層中，沿?？h市濱海旅游收入和圍填海累計(jì)面積占主導(dǎo)影響因子，權(quán)重分別為0.056 3和0.055 4；在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要素層中，水生生物增殖放流數(shù)量和海洋科研機(jī)構(gòu)活動(dòng)人員數(shù)占主導(dǎo)影響因子，權(quán)重分別為0.061 0和0.054 7；在生態(tài)彈力要素層中，年風(fēng)暴潮災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失、年赤潮發(fā)生頻次、底棲生物物種數(shù)3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)占主導(dǎo)影響因子，權(quán)重分別為0.063 2、0.055 2和0.055 2。

1.3.4 評(píng)價(jià)模型的確定

采用功效系數(shù)法對(duì)浙江省海域海岸帶生態(tài)承載力狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，功效系數(shù)法是將各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行函數(shù)轉(zhuǎn)換后，得出各評(píng)價(jià)指標(biāo)的功效，再將不同評(píng)價(jià)指標(biāo)的功效按一定的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行加權(quán)，最后得出每個(gè)參評(píng)對(duì)象的總功效，以此確定海域海岸帶生態(tài)承載力狀況。具體計(jì)算方式：

式中：U(Xi)為第i項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)功效；Yi為第i項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值；ai為系統(tǒng)穩(wěn)定臨界點(diǎn)指標(biāo)上限；bi為系統(tǒng)穩(wěn)定臨界點(diǎn)指標(biāo)下限。本文中系統(tǒng)臨界點(diǎn)上、下限值分別采用評(píng)價(jià)指標(biāo)的最大化和最小化值。

得出每個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象功效之后，利用之前計(jì)算出的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，進(jìn)行先行加權(quán)，最終得出參評(píng)對(duì)象的總功效D，即每個(gè)年份海域海岸帶生態(tài)承載力狀況。

2 結(jié)果與分析

通過上述公式的計(jì)算，可以得出每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)和每個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的功效，繼而得到2006—2015年浙江省海域海岸帶生態(tài)承載力的變化情況，以及相應(yīng)的海域海岸帶人類活動(dòng)功效、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展功效和生態(tài)彈力功效變化趨勢(shì)。具體評(píng)價(jià)結(jié)果如下。

2.1 人類活動(dòng)功效指數(shù)

通過計(jì)算可以得出，在浙江省海域海岸帶生態(tài)承載力中人類活動(dòng)的影響功效呈現(xiàn)逐漸下降趨勢(shì)，意味著人類活動(dòng)對(duì)海域海岸帶生態(tài)承載力的負(fù)向影響在逐年提高。2006—2015年，人類活動(dòng)功效指數(shù)平均值為0.305 1，最高的為2006年(0.320 5)，最低的為2015年(0.289 5，圖1)。

圖1 人類活動(dòng)功效指數(shù)變化趨勢(shì)

2.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展功效指數(shù)

從社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展功效指數(shù)來看，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，相關(guān)指標(biāo)對(duì)海域海岸帶生態(tài)承載力提高的正向性影響正在逐漸增強(qiáng)。2006—2015年，2015年社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展功效指數(shù)最高，為0.256 3，2006年社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展功效指數(shù)最低，為0.191 7(圖2)。表明當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度后，人類社會(huì)開始注重對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，對(duì)海域海岸帶生態(tài)承載力的提高起到了一定的促進(jìn)作用。

圖2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展功效指數(shù)變化趨勢(shì)

2.3 生態(tài)彈力功效指數(shù)

從生態(tài)彈力功效指數(shù)變化情況來看，浙江省海域海岸帶生態(tài)彈力功效指數(shù)基本維持在0.24～0.28，呈現(xiàn)在平穩(wěn)中有所下降的趨勢(shì)(圖3)。意味著隨著時(shí)間推移，浙江省海域海岸帶生態(tài)彈力有所降低。在2008年，生態(tài)彈力功效出現(xiàn)一個(gè)峰值，功效指數(shù)高達(dá)0.323 5。2008年一二類海水比重、浮游植物物種數(shù)、浮游動(dòng)物物種數(shù)、底棲生物物種數(shù)4項(xiàng)指標(biāo)均為近10 a來最高，海域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量相對(duì)較好。

圖3 生態(tài)彈力功效指數(shù)變化趨勢(shì)

2.4 生態(tài)承載力功效指數(shù)

從浙江省海域海岸帶生態(tài)承載力功效指數(shù)變化情況(圖4)來看，浙江省海域海岸帶生態(tài)承載力狀況相對(duì)穩(wěn)定。2006—2015年，生態(tài)承載力指數(shù)平均值為0.796 6，2008、2010、2014、2015年生態(tài)承載力指數(shù)高于平均值，其余年份均低于平均值。2012年生態(tài)承載力指數(shù)最低，為0.776 7；2008年生態(tài)承載力指數(shù)最高，為0.843 4。海域海岸帶生態(tài)承載力在近10年呈現(xiàn)波動(dòng)式發(fā)展，其中社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展功效指數(shù)對(duì)海域海岸帶生態(tài)承載力影響較大。

圖4 生態(tài)承載力功效指數(shù)變化趨勢(shì)

3 小結(jié)

2006—2015年，浙江省海域海岸帶生態(tài)承載力呈現(xiàn)波動(dòng)式發(fā)展，人類活動(dòng)功效指數(shù)不斷降低，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展功效指數(shù)不斷升高，海域海岸帶生態(tài)彈力隨著時(shí)間的推移有所降低。從評(píng)價(jià)過程與結(jié)果來看，權(quán)熵法能夠合理地對(duì)海域海岸帶生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重確定，功效系數(shù)法能夠作為評(píng)價(jià)模型對(duì)大尺度海域海岸帶生態(tài)承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)。