崔 鳳,劉荊州
(上海海洋大學 海洋文化與法律學院,上海 201306)
海岸帶區(qū)域作為地球表層系統(tǒng)的重要組成部分,是太陽營力、地球內部營力、自然營力和人為活動的集中作用場所,這種耗散性結構導致物質能量循環(huán)極具復雜性和綜合性,成為人地關系地域系統(tǒng)的重點研究區(qū)域[1]。具體表現(xiàn)為資金流、技術流、人才流、資源流等生產(chǎn)要素投入聚集,形成人口密度、城市化率和經(jīng)濟發(fā)展高水平的同時,也對海岸帶區(qū)域生態(tài)、環(huán)境、資源施加巨大的壓力,傳統(tǒng)上偏離了持續(xù)性發(fā)展路徑[2]。研究表明我國海岸帶區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)在人地沖突的發(fā)展模式下日漸式微,自然岸線從20世紀中期的14800 km下降到2014年的6500 km[3]。綜合而言,海岸帶區(qū)域對區(qū)域發(fā)展的聯(lián)級效應和對環(huán)境資源的緊逼,推動了對其可持續(xù)發(fā)展方向的糾偏,國家層面的海洋強國戰(zhàn)略、陸海統(tǒng)籌思想和生態(tài)文明理念都把海岸帶區(qū)域的持續(xù)發(fā)展提到一個新高度。
近年來學者從多角度研究了海岸帶區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。Camino等將海岸帶區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務的綜合分為供應、調節(jié)和維護、文化服務等三大類[4]。Burbridge為解決僅考慮生態(tài)系統(tǒng)的單向模型問題提出了基于社會公平、環(huán)境和經(jīng)濟三者協(xié)調平衡的持續(xù)性評價框架[5],并經(jīng)過模型的建構化逐步得到推廣[6]。具有代表性的評價模型有壓力—狀態(tài)—響應(PSR)[7]及驅動力—壓力—狀態(tài)—影響—響應(DPSIR)框架并嵌入收益-成本分析[8],人類可持續(xù)發(fā)展指數(shù)[9]等。國內學者對以上模型的應用非常廣泛,并在此基礎上建構了生態(tài)、環(huán)境、經(jīng)濟、社會等不同維度的指標體系[10],研究區(qū)域選取也集中分布于典型的海岸帶區(qū)域,行政尺度劃分包括省域[11]、市縣[12]和城市[13]等。更加注重項目的規(guī)劃、執(zhí)行過程,通過對海岸帶區(qū)域的生態(tài)承載、環(huán)境容量和生態(tài)適宜性評估,增強了可持續(xù)發(fā)展評價的公信度[14]。
綜上所述,已有成果為本文提供了豐富的理論基礎和方法支撐,但眾多研究集中于海洋經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展和海岸帶區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)安全、生態(tài)承載力評價[15],對海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的綜合評價較為欠缺。在評價方法上采用傳統(tǒng)TOPSIS模型,容易忽略對各類功能要素所附有的物質能量流動和交互作用強度分析。這些問題一定程度上遮蔽了海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展評價效果。浙江省作為長江三角洲的發(fā)展主體,是我國沿海省市中重要經(jīng)濟增長極,在各類發(fā)展要素的高強度集聚下,海岸帶區(qū)域生態(tài)環(huán)境也產(chǎn)生了諸如赤潮災害、海岸線侵蝕、海平面上升、生物多樣性指數(shù)衰減等問題?;诖?,本文以浙江省海岸帶區(qū)域為研究靶區(qū),結合已有研究框架按照經(jīng)濟功能、生態(tài)功能、社會功能和調適功能構建可持續(xù)發(fā)展指標體系,通過灰色關聯(lián)度分析改進TOPSIS模型揭示其可持續(xù)發(fā)展演變過程和水平,并以障礙度模型分析其障礙因子,以期改進傳統(tǒng)TOPSIS模型在海岸帶區(qū)域系統(tǒng)評價中的問題,并為后續(xù)海洋實踐發(fā)展提供參考。
浙江省位于長三角區(qū)域,毗鄰東海,海陸交互作用明顯,地理區(qū)位優(yōu)越。以浙江省為研究點,基于以下考慮。一是海岸帶區(qū)域的典型性問題。浙江省區(qū)域面積為105 500 km2,海岸線長度達6 486.24 km,占全國岸線長度的20.3%,多天然優(yōu)良海港??拷鼥|海大陸架盆地,石油和天燃氣等礦物資源儲量豐富,依托港口、漁業(yè)、旅游、油氣、灘涂等發(fā)展的海洋產(chǎn)業(yè)結構多樣。二是省內海洋生態(tài)環(huán)境優(yōu)化與問題并存,推行濱海濕地恢復、海洋自然保護地面積提升和海洋生態(tài)保護紅線制度等舉措的同時,依然面臨主要海灣富營養(yǎng)化、水質惡劣等嚴峻形勢。三是數(shù)據(jù)可獲得性。研究囿于評價指標的數(shù)據(jù)獲取困難而未對沿海所有省份予以評價,浙江省數(shù)據(jù)相對齊全所以作為研究點。
從宏觀上構建指標體系把控海岸帶區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展水平,研究時段為2010—2016年。社會經(jīng)濟發(fā)展數(shù)據(jù)源自于浙江省統(tǒng)計局發(fā)布的《浙江省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展公報》、《浙江省統(tǒng)計年鑒》;具體涉海經(jīng)濟發(fā)展、自然環(huán)境演變與治理數(shù)據(jù)源于原國家海洋局和自然資源部發(fā)布的《中國海洋統(tǒng)計年鑒》、《中國海洋災害公報》、《中國海洋環(huán)境治理公報》、《中國海平面公報》,國家生態(tài)環(huán)保部發(fā)布的《中國近岸海域環(huán)境質量公報》。對于人口密度等類型指標通過具體公式計算。
2.2.1 評價模型選取
海岸帶區(qū)域因存在海陸交錯影響的顯著效應,對其可持續(xù)發(fā)展綜合評價結構也極具開放性和復雜性,基于這種特殊地域系統(tǒng)內部演變過程和人地互動形成的表層格局,評價模型建構和重塑過程也因這種反演不斷推進。研究海岸帶區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展水平演變過程和主要障礙因子,評價框架模型應以可持續(xù)發(fā)展理念為核心,結合浙江省海岸帶區(qū)域資源和發(fā)展水平進行構建。海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展應該著重包含海岸帶區(qū)域資源開發(fā)利用保育性、生態(tài)系統(tǒng)維穩(wěn)性、自然環(huán)境承載擴容性、代際和區(qū)際傳遞公平性、整體發(fā)展效益協(xié)調性等目標。
由此海岸帶區(qū)域可持發(fā)展綜合模型劃分為生態(tài)功能、經(jīng)濟功能、社會功能和調適功能,各維度功能通過物質能量流的交互傳遞,按流動強度增加會形成各類功能的基準面,每種基準面都會以正負效能建構為立體空間。按照兩兩相互作用關系形成6個功能基準面,分別代表不同的能量流動內涵。其中經(jīng)濟功能線主要為人類利用海岸帶區(qū)域自然資源形成的實踐活動,它能夠為持續(xù)發(fā)展提供動力,但發(fā)展強度增加會造成施壓趨近化;社會功能中由于海岸帶區(qū)域陸海交錯環(huán)境,對其可持續(xù)性水平應強化人類社會行為作用于生態(tài)資源層面,沒有引入傳統(tǒng)的社會公平效益等內容,更多出于環(huán)境倫理角度考慮人類對生態(tài)環(huán)境調適;生態(tài)功能是海岸帶區(qū)域整體系統(tǒng)的承載稟賦和自然納污作用力,其指標應該能夠反映可持續(xù)發(fā)展的糾偏能力和水平,但其中也包括除開人類干預后自然系統(tǒng)內部演化產(chǎn)生的反作用力,由此正負效能交互共存;調適功能則是對海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展糾偏的重要手段,主要起調控和修復作用。具體各功能之間的相互作用見圖1。
圖1 海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合評價模型圖Fig.1 Comprehensive evaluation model diagram of sustainable development in coastal zone
2.2.2 評價指標體系構建與權重確立
評價指標是對海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合水平的具體表征因子,其選取遵循科學性、典型性、共軛性和數(shù)據(jù)可獲得性幾大原則。構建過程具體包含以下幾個方面:首先在評價模型提供的框架基礎上尋找指標,結合海岸帶區(qū)域發(fā)展實際情況和四大功能準則層的交互作用進行系統(tǒng)化解構分析,并運用德爾菲法不斷重塑趨于一致;其次參考已有學者研究思路,按照海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的可量化、可操作性,并能夠從縱向時序中反映持續(xù)性演變過程和橫向空間尺度中反映區(qū)域結構持續(xù)性水平[16];最后根據(jù)浙江省近年的涉海產(chǎn)業(yè)發(fā)展、涉海就業(yè)、總體人口密度等施壓情況,近海和海岸濕地面積、海洋自然保護區(qū)、海水入侵斷面等生態(tài)承載情況,海洋環(huán)境保護支出、海洋科技項目數(shù)量等生態(tài)修復情況,形成具體指標體系。指標體系包括經(jīng)濟、社會、生態(tài)、調適四大功能準則層,22個具體指標因子。構建指標后采取層次分析法得到主觀權重為qj[17],運用熵權法得到客觀權重為pj[17];其次根據(jù)最小信息熵的原理處理各指標數(shù)據(jù),按拉格朗日乘子法計算得到組合權重為wj[19],計算公式見式(1)。構建具體指標和權重計算結果見表1。
(1)
表1 海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合評價指標體系和權重賦值Table 1 Comprehensive evaluation index system and weight assignment of sustainable development in coastal zone
續(xù)表1
2.2.3 灰色關聯(lián)-TOPSIS海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合評價模型
TOPSIS模型可將一組或幾組有限的方案數(shù)據(jù)進行理想化評估,通過最優(yōu)和最劣解比較計算對各方案距理想目標差值進行排序,以此適用于多維度指標體系問題的優(yōu)劣比較[20]?;疑P聯(lián)度是一種計算系統(tǒng)內部相互關系的重要模型,尤其在刻畫要素間的能量流向、作用力度和趨勢預測分析方面具有重要意義[21]?;疑P聯(lián)-TOPSIS模型測度過程如下:
(1)由原始數(shù)據(jù)矩陣X構成浙江省海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合評價的規(guī)范矩陣Z和加權矩陣Z′,其元素分別為Zij和Z′ij,Z′=ωZ;
(2)確定指標體系中最優(yōu)解和最劣解。根據(jù)加權矩陣構建海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展評價指標體系中正理想矩陣Z+和負理想矩陣Z-,其具體元素如下:
(2)
(3)
(3)計算指標體系中對應年份的浙江省海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展歐氏距離值,D-代表最劣解的歐式距離值,D+代表最優(yōu)解的歐式距離值,具體計算如下:
(4)
GSTP1(rs1695):基因多態(tài)性與自體造血干細胞移植患者血液學毒性的關系研究 ………………………… 張關敏等(7):980
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
表2 海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合水平層級Table 2 Comprehensive level of sustainable development in coastal zones
根據(jù)上式計算過程可知最后總體貼近度φi即為浙江省海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合水平。按照本研究數(shù)據(jù)處理結果并結合相關成果[22],得出φi處于0~1區(qū)間,并屬于正向趨勢,φi值越大表明海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合水平越高,反之越低?,F(xiàn)將其可持續(xù)發(fā)展綜合水平區(qū)間進行劃定,具體見表2。
2.2.4 海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合評價障礙因子模型
現(xiàn)有的障礙因子測度方法主要包括因子貢獻度、指標偏離度和障礙度等方法[23]。研究結合實際數(shù)據(jù)情況計算指標的障礙度φij,障礙度越高表明該指標效能對海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合水平影響越大,也越需要今后在發(fā)展過程中予以重視。wi為第i年對第j個評價對象的權重,yij為原始數(shù)據(jù)經(jīng)過標準化后的值,具體計算如下式:
(12)
選取2010—2016年浙江省的海岸帶區(qū)域相關發(fā)展數(shù)據(jù),經(jīng)過公式(2)(3)得到指標的最大值和最小值,在加權矩陣Z′基礎上構建正負理想解矩陣Z′+、Z′-。各矩陣具體取值結果為如下:Z′+=[0.038,0.016,0.04,0,0.099,0,0,0,0,0.027,0.053,0.071,0.048,0.163,0.031,0,0,0,0.063,0.037,0.027,0.016];Z′-=[0,0,0,0.024,0,0.029,0.012,0.026,0.022,0,0,0,0,0,0,0.028,0.031,0.089,0,0,0,0]。再根據(jù)灰色關聯(lián)模型和TOPSIS模型計算其正負理想值、灰色關聯(lián)系度、相對貼近度,具體數(shù)值見表3。
表3 樣本的歐氏距離、灰色關聯(lián)度和相對貼近度Table 3 Euclidean distance, grey correlation degree and relative proximity degree of the sample
表3中結果顯示浙江省海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合水平總體呈上升趨勢,上升幅度相對穩(wěn)定,未出現(xiàn)明顯的波動軌跡。經(jīng)過灰色關聯(lián)度模型結合后,整體貼近度在0.3~0.6之間波動,研究時序區(qū)間內未出現(xiàn)拮抗狀態(tài)。由貼近度代表的可持續(xù)發(fā)展水平從2010年的0.384發(fā)展到2013年的0.473,總體呈較低水平的可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)。再從2014年的0.505到2016年的0.576,時序內呈中等水平的可持發(fā)展狀態(tài)。由此可以將浙江省海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合水平劃分為兩個階段。第一階段為2010—2013年較低持續(xù)性狀態(tài),時序內總體貼近度年增長除開2010年基本穩(wěn)定在0.01的漲幅。第二階段為2014—2016年中等持續(xù)性狀態(tài),此階段總體貼近度增長了0.0712,是浙江省海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合水平的標志性階段。
圖2 海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展功能系統(tǒng)貼近度變化Fig. 2 Closeness degree change of functional system for sustainable development in coastal zones
(1)經(jīng)濟功能結果分析。經(jīng)濟功能整體增長相對平穩(wěn),上升階段以2012年為分界點。具體貼近度從2010年的0.0413發(fā)展到2012年為0.477,2013年的貼近度開始步入中等持續(xù)性狀態(tài)達到0.502,之后發(fā)展至2016年為0.541。其主要原因在于海洋生產(chǎn)總值、單位海岸線港口貨物吞吐量、濱海旅游開發(fā)強度等指標都在逐年上升,2010年至2016年間各指標數(shù)值分別增加了1.944倍、1.317倍和1.98倍。漁業(yè)總體產(chǎn)量也在穩(wěn)步提升,經(jīng)濟效益向好,由此整體經(jīng)濟功能貼近度提升明顯。
(2)社會功能結果分析。社會功能整體呈波動上升趨勢,速度相對緩和,其具體劃分階段也以2013年為界。變化過程為波動上升—下降—小幅上升,貼近度在2010—2012年內為0.478、0.455、0.522, 2013年下降為0.411,之后在2015年重新進入中等持續(xù)性狀態(tài),上升到2016年已達0.598。由于社會功能所涵蓋的指標體系是以環(huán)境倫理為標準,選取人類社會活動對自然環(huán)境的干擾,其指標效能也多為負向,其貼近度的波動闡明了浙江省海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合水平受到重要影響。
(3)生態(tài)功能結果分析。生態(tài)功能的貼近度上升速度相對較快,數(shù)值也較大。發(fā)展趨勢中經(jīng)歷了平緩增加—平緩下降的過程,具體從2010—2014年處于增加階段,以0.427為起點逐步上升為0.468、0.485、0.497;在2014—2016年貼近度則邁向了中等持續(xù)性狀態(tài),2014年最高峰值達到0.577,之后在保持發(fā)展趨向的基礎上有所下降為0.553、0.533。盡管其指標效能存在正負交替,但從總體貼近度來看趨于持續(xù)。主要原因在于近海與海岸濕地面積、紅樹林各地類總面積和森林覆蓋率都在2016年達到較高水平,尤其是海洋類型自然保護區(qū)面積更是達到了2 872 km2,年均增長率達到了24.69%。
(4)調適功能結果分析。調適功能的貼近度數(shù)值漲幅最大,整體為增加趨勢,尤其是2012年之后呈直線上升。2010—2012年貼近度分別為0.325、0.397、0.352,但整體發(fā)展水平持續(xù)性較低,到2014年才邁入中等持續(xù)性水平,在2016年增加為0.618,明顯縮小了與較高持續(xù)性水平狀態(tài)。調適功能都為正向指標,其主體由于環(huán)境保護投入的影響,在2016年達到329.74億元,比2010年增加投入304.5603億元,年均增長率達44.47%。且海洋科研機構R&D人員、海洋科研項目數(shù)量、集中式治理設施污水排放量、工業(yè)固體廢物綜合利用率等都在逐步優(yōu)化,形成了該功能系統(tǒng)的貼近度上升趨勢。
按照海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合水平的評價模型,貼近度結果只能反映2010—2016年時序段內的縱向系統(tǒng)演變,但不能詳細闡明指標體系內各功能子系統(tǒng)中指標因子的影響系數(shù),也不能全面測度海岸帶區(qū)域發(fā)展歷程中對可持續(xù)發(fā)展方向施壓和糾偏的主體驅動因素和作用力度。研究根據(jù)障礙因子診斷模型,測算各年度內海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展指標體系中的障礙因子,結合指標數(shù)量和障礙度影響占比選取前6位障礙因子排序。具體數(shù)據(jù)占比見表4。
表4 障礙度指標排序Table 4 Ordering of obstacle index
從表4可知,浙江省海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的障礙因子主要為生態(tài)功能層面,包括近海與海岸濕地面積、紅樹林各地類面積、海洋類型自然保護區(qū)面積、森林覆蓋率;還涉及調適功能層面包括環(huán)境保護投入、海洋科研機構R&D人員、集中式治理設施污水排放量等。從2010—2016年的時序區(qū)間內看障礙度排序第一的比值一直居于20%以上,2015年最高達到32.87%;排序第二的障礙度也在11%以上,2015年最高達到21.02%。結合頻數(shù)聚類結果可以得到研究時期內對海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合評價障礙度最高的都集中與生態(tài)功能和調適功能層面。由此可見,要進一步提升海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合水平需要在這兩個方面加大力度。
本文以浙江省海岸帶區(qū)域為研究案例點,根據(jù)構建的海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合評價模型,選取2010—2016年的相關數(shù)據(jù)運用灰色關聯(lián)-TOPSIS模型,計算總體貼近度以表征海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合水平,具體結論如下:
第一、運用灰色關聯(lián)-TOPSIS模型計算結果表明,浙江省在2010—2016年內海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合水平總體呈上升趨勢,且上升速度平緩。貼近度從2010年的0.484發(fā)展到2016年的0.576,年均增長率為6.97%。其發(fā)展水平可分為兩個階段,雖同處上升水平,但以2014年為界可劃分為較低水平持續(xù)性狀態(tài)和中等水平持續(xù)性狀態(tài)。
第二、準則層可持續(xù)發(fā)展評價結果表明,各功能層對浙江海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的作用強度各異,經(jīng)濟功能和調適功能的演變軌跡基本趨同,演化過程也基本保持小幅波動的上升趨勢。生態(tài)功能和社會功能分別經(jīng)過了平緩增加—平緩下降、波動上升—下降—小幅上升的的演化過程。各功能層內部指標效能和整體上升趨勢表明,浙江省海岸帶區(qū)域的涉海產(chǎn)業(yè)、涉海產(chǎn)業(yè)就業(yè)人數(shù)、人口密度、漁業(yè)產(chǎn)量和城鎮(zhèn)化率等都在顯著增加,在產(chǎn)生環(huán)境壓力的前提下表明能夠提供更多的可持續(xù)性調控經(jīng)濟支撐和社會資源投入。生態(tài)功能和調適功能上升趨勢和貼近度基數(shù)進步表明其對浙江省海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展水平的貢獻率增大。
第三、對海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合評價障礙因子診斷結果表明,主要集中于生態(tài)功能和調適功能兩個層面,研究時期內排序靠前的幾個指標為紅樹林各地類總面積、海洋類型自然保護區(qū)面積、近海與海岸濕地面積、環(huán)境保護投入、海洋科研機構R&D人員、集中式治理設施污水排放量。
從研究結果可知,2016年浙江省海岸帶區(qū)域發(fā)展處中等持續(xù)性狀態(tài),海岸帶區(qū)域系統(tǒng)的自組織修復能力有待加強,尤其是應對內外界壓力時敏感度較高。雖然由貼近度表征的可持續(xù)性發(fā)展趨于向好,但從各功能系統(tǒng)的結構來看還存在較大差距。首先是浙江省海岸帶區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展能力在逐步提升,尤其是浙江省位于長江三角洲南端,在經(jīng)濟一體化的過程中會集聚更多的發(fā)展要素。以濱海旅游業(yè)、近海與海岸漁業(yè)、港口建設等海洋運輸產(chǎn)業(yè)、海洋油氣產(chǎn)業(yè)等為代表的涉海產(chǎn)業(yè)發(fā)展程度較高,所形成的海洋經(jīng)濟空間格局對海洋資源和環(huán)境的依賴程度更高,由此產(chǎn)生了對環(huán)境的沖擊和壓力。其次是海洋環(huán)境在經(jīng)過自組織演化過程中,會存在負向發(fā)展趨勢,諸如赤潮、風暴潮、臺風、海嘯等此類的海洋自然災害對海岸帶區(qū)域的發(fā)展存在較大影響。因全球氣候變暖的加劇,海平面在不斷上升,浙江省海岸帶區(qū)域的海平面的演化趨勢仍未得到修正。由此為進一步提升浙江省海岸帶區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合水平需要注重以下兩個方面;其一是改變發(fā)展理念并強化對海洋空間的認識,進行海岸帶區(qū)域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展空間布局時應注重以可持續(xù)性作為衡量標準,結合海岸帶區(qū)域的陸海交錯特征轉變經(jīng)濟發(fā)展方式,提升海洋經(jīng)濟發(fā)展質量,降低對海岸帶區(qū)域生態(tài)環(huán)境影響。其二是強化海洋環(huán)境調適,提升生態(tài)系統(tǒng)的自組織修復和他組織調控能力,尤其是加大海洋環(huán)境保護投入力度,引入更多社會資源。