沿海地區(qū)海洋生態(tài)健康評價(jià)研究

路文海，曾容，向先全

（1.國家海洋信息中心，天津 300171；2.中國海洋大學(xué)，山東 青島 266100）

海洋生態(tài)系統(tǒng)是由海洋中復(fù)雜的生物群落和環(huán)境條件組成的生命支持系統(tǒng)，同時(shí)也是全球污染物的最終歸宿，環(huán)境污染、污染物的生物富集和食物鏈傳遞等都會對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成長期的效應(yīng)（王淼等，2006），沿海地區(qū)海洋生態(tài)環(huán)境正遭受著前所未有的強(qiáng)烈擾動如養(yǎng)殖、捕撈、圍填海、排污、航運(yùn)、疏浚等，已經(jīng)呈現(xiàn)出生產(chǎn)力下降、生物多樣性減少、水質(zhì)惡化等問題，因此保證沿海地區(qū)生態(tài)環(huán)境的健康有序發(fā)展成為沿海各省市海洋環(huán)境管理的目標(biāo)值之一。20世紀(jì)80年代Rapport（1989）首次論述了生態(tài)健康的概念和內(nèi)涵問題，有關(guān)健康的度量和評價(jià)方法不斷出現(xiàn)，目前在海洋領(lǐng)域，海洋生態(tài)健康研究取得了一些成果，主要涉及濱海濕地、河口海灣、自然保護(hù)區(qū)等典型區(qū)域（李晴新，2010；羅東蓮，2011；葉屬峰，2007）評價(jià)角度也多偏重于生態(tài)學(xué)角度。Costanza認(rèn)為健康的定義可以從“活力、組織結(jié)構(gòu)和恢復(fù)力”3個特征來定義（Costanza，1992），但沿海地區(qū)作為與人類活動密切相關(guān)的區(qū)域，其生態(tài)健康不僅受人類活動驅(qū)動，同時(shí)其健康狀況也會反作用于人類社會，因此對其健康研究不能脫離于人類社會因素和人類價(jià)值判斷之外（Rapport，1998；袁興中，2001）。黨的十八大和李克強(qiáng)總理提出“把生態(tài)文明建設(shè)放在突出地位”、“把生態(tài)文明建設(shè)納入地方各級政府績效考核”，海洋生態(tài)文明作為原生態(tài)文明的起源，是建立自然生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)文明的前提和基礎(chǔ)，海洋生態(tài)文明的缺失，將帶給人類自身不可逆轉(zhuǎn)的災(zāi)難（劉家沂，2007），加強(qiáng)海洋生態(tài)文明建設(shè)已經(jīng)成為沿海地區(qū)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的重點(diǎn)內(nèi)容。本文認(rèn)為健康的生態(tài)環(huán)境不僅應(yīng)該具有自我持續(xù)發(fā)展的活力、提供各項(xiàng)支持服務(wù)功能、沒有嚴(yán)重的生態(tài)脅迫，還應(yīng)該具備一定程度的生態(tài)文明，整體呈現(xiàn)具有高效率的產(chǎn)出、豐富多樣的功能、發(fā)展的文明程度及能夠從脅迫中盡快恢復(fù)。因此本文基于生態(tài)健康的內(nèi)涵，將生態(tài)文明指標(biāo)納入沿海地區(qū)生態(tài)健康評價(jià)指標(biāo)體系，構(gòu)建評價(jià)模型，并對天津、山東、福建3個沿海地區(qū)海洋生態(tài)健康狀況進(jìn)行評價(jià)和問題分析，有助于加強(qiáng)對區(qū)域生態(tài)健康退化的干預(yù)，為沿海地區(qū)海洋生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與管理提供依據(jù)。

1 研究方法與研究區(qū)

1.1 評價(jià)指標(biāo)體系

本文從產(chǎn)出效率、功能多樣、生態(tài)文明及壓力脅迫四個方面構(gòu)建沿海地區(qū)生態(tài)健康評價(jià)指標(biāo)體系（圖1）。

產(chǎn)出效率是指健康的生態(tài)系統(tǒng)具有自我持續(xù)發(fā)展的活力，并為人類社會提供各種效益。本文選取單位確權(quán)海域使用面積經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、單位養(yǎng)殖面積產(chǎn)量和單位鹽田面積產(chǎn)量3個指標(biāo)作為沿海地區(qū)生態(tài)健康產(chǎn)出效率指標(biāo)。

功能多樣是指健康的生態(tài)系統(tǒng)具有提供多種多樣支持服務(wù)功能的能力，如吸納污染、凈化水質(zhì)、初級生產(chǎn)力等。本文選取生物多樣性變化趨勢、自然岸線保有率、海洋自然保護(hù)區(qū)比重和近岸海域二類以上水質(zhì)面積比重4個指標(biāo)作為沿海地區(qū)生態(tài)健康功能多樣指標(biāo)。

圖1 沿海地區(qū)海洋生態(tài)健康評價(jià)指標(biāo)體系

生態(tài)文明是指健康的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的文明程度，能夠提供諸如發(fā)展科學(xué)認(rèn)知、休閑娛樂、美學(xué)欣賞等非物質(zhì)效益。本文選取海洋科技投入比重、萬人擁有海洋科研人員數(shù)量、海水浴場適宜游泳天數(shù)比例和海洋文化宣傳科普力度四個指標(biāo)分別從科學(xué)認(rèn)知、休閑娛樂等方面作為沿海地區(qū)生態(tài)健康生態(tài)文明指標(biāo)。

壓力脅迫是指健康的生態(tài)系統(tǒng)承受外來荷載壓力和脅迫的程度，荷載壓力越大，則有可能使生態(tài)彈性受損，不易從壓力中恢復(fù)。本文選取海水入侵及土壤鹽漬化變化情況、工業(yè)廢水達(dá)標(biāo)排放率和赤潮發(fā)生率3個指標(biāo)作為沿海地區(qū)生態(tài)健康壓力脅迫指標(biāo)。

1.2 生態(tài)健康分級

目前學(xué)術(shù)界尚未有統(tǒng)一認(rèn)可的生態(tài)健康評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（馬克明，2001），綜合考量和借鑒城市、濕地、河流等健康等級劃分（曾勇等，2005；王斌，2012），結(jié)合海洋環(huán)境管理需求，本文將沿海地區(qū)生態(tài)健康劃分為5個等級，分別為健康、較健康、亞健康、不健康、病態(tài)。

狀態(tài)的表征為不合理的人為干擾得到有效控制，海洋生態(tài)系統(tǒng)最大程度地發(fā)揮各項(xiàng)服務(wù)功能，有高效的產(chǎn)出，生態(tài)文明融入經(jīng)濟(jì)、文化等建設(shè)，實(shí)現(xiàn)沿海地區(qū)人類活動與海洋生態(tài)系統(tǒng)的良性互動；較健康狀態(tài)的表征為海洋生態(tài)系統(tǒng)所受脅迫較為合理，基本實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)生產(chǎn)和服務(wù)功能的發(fā)揮，有較高的文明程度；亞健康狀態(tài)的表征為海洋生態(tài)系統(tǒng)存在一定程度的脅迫且有增加的趨勢，在某些時(shí)段可能存在水質(zhì)惡化、生物多樣性下降、產(chǎn)出效率地下等問題，生態(tài)文明程度一般；不健康狀態(tài)的表征為海洋生態(tài)系統(tǒng)存在較大程度的人類脅迫，自我持續(xù)發(fā)展的活力低下，各項(xiàng)服務(wù)功能受損，文化、科研、娛樂等文明程度較低；病態(tài)狀態(tài)的表征為海洋生態(tài)系統(tǒng)受到嚴(yán)重脅迫，不具備自我持續(xù)發(fā)展和提供服務(wù)功能的能力，無法提供娛樂休閑、科研教育等。

1.3 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

本文所涉及的評價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的確定，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)、相關(guān)研究及國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定。按照沿海地區(qū)生態(tài)健康程度分級，每個評價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)分為五級，每級標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)一個標(biāo)準(zhǔn)化分值區(qū)間，每個指標(biāo)對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 評價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)分級

1.4 評價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定

指標(biāo)權(quán)重的準(zhǔn)確與否在很大程度上會影響綜合評價(jià)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，層次分析法由于將定性與定量相結(jié)合，常常被運(yùn)用于多目標(biāo)、多準(zhǔn)則、多要素、多層次的非結(jié)構(gòu)化復(fù)雜決策問題，具有廣泛實(shí)用性，故本次評價(jià)采用層次分析法。首先構(gòu)造矩陣，其次根據(jù)有經(jīng)驗(yàn)的專家對各分因子的重要性進(jìn)行判斷，得到判斷矩陣如下：

bij表示對于A來說，Bi相對于Bj重要程度的數(shù)值體現(xiàn)。通常bij取1，2，…，9以及它們的倒數(shù)作為標(biāo)度。

對判斷矩陣A-B，有

對判斷矩陣B3-C，有

計(jì)算出指標(biāo)權(quán)重如表2。

1.5 研究區(qū)概況

本文選擇天津、福建、山東3個沿海地區(qū)作為案例研究區(qū)，這3個典型區(qū)域在海域自然資源狀況、海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度、海洋綜合開發(fā)利用強(qiáng)度、海洋生態(tài)保護(hù)力度、海洋生態(tài)文明建設(shè)等方面都呈現(xiàn)出明顯差異。天津?qū)Ｑ蟮木C合開發(fā)利用強(qiáng)度較大，圍填海規(guī)模大，海洋科技投入及科普力度較高；福建海域自然資源豐富，海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，具有較高海洋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出；山東擁有眾多海洋特別保護(hù)區(qū)和海洋公園，對海洋生態(tài)保護(hù)較為重視，但海水入侵和土壤鹽漬化等災(zāi)害問題較為嚴(yán)重。根據(jù)沿海地區(qū)行政區(qū)劃劃分，以《中國海洋統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)》、《中國海洋環(huán)境狀況公報(bào)》等公開數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對2010年天津、福建、山東3個沿海地區(qū)開展海洋生態(tài)健康評價(jià)和橫向?qū)Ρ?，以期明確其健康狀況，分析健康退化原因，服務(wù)區(qū)域海洋環(huán)境生態(tài)保護(hù)與管理。

表2 沿海地區(qū)海洋生態(tài)健康評價(jià)指標(biāo)體系及權(quán)重

2 評價(jià)結(jié)果與分析

2.1 評價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

評價(jià)指標(biāo)體系中各項(xiàng)指標(biāo)類型復(fù)雜，指標(biāo)之間的量綱不統(tǒng)一，指標(biāo)無法直接對比，且包含正向型指標(biāo)和負(fù)向型指標(biāo)，海水入侵和土壤鹽漬化變化趨勢及赤潮發(fā)生率兩項(xiàng)指標(biāo)為負(fù)向型，其余指標(biāo)為正向型。因此，在開展評價(jià)時(shí)，需要對3個研究區(qū)的參評因子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理如表3。

表3 研究區(qū)評價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值

對于正向型指標(biāo)，指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值如下：

對于負(fù)向型指標(biāo)，指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值如下：

Ri為第i個評價(jià)因子標(biāo)準(zhǔn)化值，Xi為第i個評價(jià)因子現(xiàn)狀值，Vit為健康評價(jià)分級標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，t為健康分級級別限值，t=0，1，2，3，4，5分別代表從病態(tài)至健康5個等級的6個限值。

2.2 評價(jià)結(jié)果

分別計(jì)算出天津、福建、山東3個沿海地區(qū)海洋生態(tài)健康綜合指數(shù)：

I為海洋生態(tài)健康綜合指數(shù)，Wi為第i個指標(biāo)的權(quán)重，Ri為第i個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值。

通過對3個案例研究區(qū)進(jìn)行海洋生態(tài)健康狀況綜合評估，得出2010年天津、山東沿海海洋生態(tài)健康狀況為較健康，福建沿海海洋生態(tài)健康狀況為亞健康。

表4 沿海地區(qū)海洋生態(tài)健康評價(jià)結(jié)果

3 討論與結(jié)論

本文嘗試將生態(tài)文明納入沿海地區(qū)生態(tài)健康評價(jià)考核中，從海洋生態(tài)健康的產(chǎn)出效率、功能多樣、生態(tài)文明和壓力脅迫4個方面共14項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)建沿海地區(qū)海洋生態(tài)健康評價(jià)指標(biāo)體系，既可用于同一個地區(qū)不同時(shí)期的縱向研究，又可用于不同地區(qū)之間的橫向比較。通過建立生態(tài)健康表征體系，將為沿海地區(qū)海洋生態(tài)健康綜合評估夯實(shí)基礎(chǔ)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)陸海統(tǒng)籌、綜合調(diào)控，促進(jìn)沿海地區(qū)生態(tài)環(huán)境健康和諧發(fā)展。

對2010年天津、福建、山東3個沿海地區(qū)的案例研究顯示，天津、山東健康狀況較好，處于較健康狀態(tài)，福建處于亞健康狀態(tài)。與已有文獻(xiàn)的研究成果對比，結(jié)果具有良好的一致性。這一結(jié)果顯示，天津重視海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展和海洋生態(tài)保護(hù)的關(guān)系，近年來污染治理、保護(hù)區(qū)建設(shè)、生態(tài)修復(fù)、科研投入等工作卓有成效，但仍需提高區(qū)域海洋生態(tài)環(huán)境消納污染、改善海洋環(huán)境質(zhì)量、提供初級生產(chǎn)力等各項(xiàng)支持服務(wù)功能；福建海洋生態(tài)環(huán)境具有較好的產(chǎn)出效率，但提供旅游娛樂、發(fā)展認(rèn)知等文化功能較差，仍需加大海洋科研投入力度，加強(qiáng)海洋生態(tài)文明建設(shè)，赤潮災(zāi)害發(fā)生頻率較高，需進(jìn)一步采取措施加強(qiáng)預(yù)防治理；山東海洋自然岸線保有率較高，但海域資源的集約利用化仍需加強(qiáng)，區(qū)域海洋生態(tài)系統(tǒng)所受生態(tài)脅迫較大，海水入侵和土壤鹽漬化風(fēng)險(xiǎn)較高，陸源排污帶來的荷載大，需進(jìn)一步采取積極措施，減輕陸地對區(qū)域海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力和負(fù)效應(yīng)。

目前，海洋生態(tài)健康研究領(lǐng)域方興未艾，本文初步建立了涵蓋生態(tài)文明在內(nèi)的沿海地區(qū)海洋生態(tài)健康評價(jià)模型，但受制于數(shù)據(jù)獲取及研究時(shí)間，因此對于其概念內(nèi)涵、評價(jià)指標(biāo)體系、評價(jià)模型仍需進(jìn)一步研究完善，對于如何根據(jù)評價(jià)結(jié)果更有效地指導(dǎo)地方海洋環(huán)境管理尚有待進(jìn)一步深入研究。

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