福建省海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展研究

黃文彬 方 浩

(福州大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院， 福建福州 350108)

一、前言

福建省位處我國(guó)東南沿海地區(qū)，與寶島臺(tái)灣隔海相望，區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯。為落實(shí)黨的十九大關(guān)于“堅(jiān)持海陸統(tǒng)籌，加快建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)”決策部署，促進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，國(guó)家支持建設(shè)福州海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展示范區(qū)。面臨全面深化改革帶來(lái)的發(fā)展機(jī)遇，福建省海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展恰逢其時(shí)。[1]目前福建省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在海洋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)待優(yōu)化、海洋經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的科研水平較低、生態(tài)環(huán)境污染等問(wèn)題，這些因素限制了海洋經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。完善海陸統(tǒng)籌發(fā)展機(jī)制，實(shí)現(xiàn)海陸經(jīng)濟(jì)的互動(dòng)與互補(bǔ)，是福建省建設(shè)海洋強(qiáng)省的新出路。

為了評(píng)價(jià)我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)與陸域經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展情況，有學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究。范斐利用協(xié)同學(xué)理論解釋了海陸經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系，并運(yùn)用有序度模型和協(xié)同演化模型對(duì)遼寧省海陸經(jīng)濟(jì)的協(xié)同發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行研究。[2]趙昕從系統(tǒng)理論出發(fā)，測(cè)度了我國(guó)海陸經(jīng)濟(jì)的耦合協(xié)調(diào)度及海陸經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度。[3]蓋美運(yùn)用DEA模型對(duì)海陸經(jīng)濟(jì)的相對(duì)效率進(jìn)行測(cè)度，并在此基礎(chǔ)上測(cè)算遼寧省海陸經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度。[4]趙梁從海陸統(tǒng)籌的角度出發(fā)，以沿海11個(gè)省市的面板數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，計(jì)算我國(guó)2001-2013年沿海各省市海陸產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)度。[5]綜上可知，目前對(duì)于海陸協(xié)同發(fā)展的研究，大都集中于對(duì)樣本數(shù)據(jù)時(shí)期內(nèi)海陸協(xié)同發(fā)展水平的評(píng)價(jià)，缺乏對(duì)未來(lái)的前瞻性研究，預(yù)測(cè)性較差。同時(shí)，也未涉及對(duì)海陸協(xié)同發(fā)展進(jìn)行調(diào)控的實(shí)證研究，后續(xù)研究意義薄弱。鑒于此，本文利用協(xié)同學(xué)理論[6][7]，從部分、整體兩個(gè)方面評(píng)價(jià)福建省海陸協(xié)同發(fā)展水平，并對(duì)未來(lái)海陸協(xié)同度進(jìn)行預(yù)測(cè)，指出相應(yīng)的調(diào)控措施，為福建省海陸協(xié)同發(fā)展提供合理建議。

二、海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展分析

(一)海陸復(fù)合系統(tǒng)有序度模型

復(fù)合系統(tǒng)[8][9]中的每一個(gè)子系統(tǒng)均由一定數(shù)量的序參量組成，序參量決定著子系統(tǒng)的演化過(guò)程。[10]設(shè)海陸統(tǒng)籌視角下海陸復(fù)合系統(tǒng)由海洋子系統(tǒng)與陸域子系統(tǒng)Si構(gòu)成，i∈[1,2]。海陸復(fù)合系統(tǒng)的序參量Ei=(ei1，ei2，…，eim)，eij為第i個(gè)子系統(tǒng)序參量的第j個(gè)指標(biāo)，其具體數(shù)值為xij，βij≤xij≤αij，βij為指標(biāo)eij的最小值，αij為指標(biāo)eij的最大值，j∈[1,m]。若eij的值越大，子系統(tǒng)Si的有序度[11]越高，那么eij為效益型指標(biāo)；若eij的值越大，子系統(tǒng)Si的有序度越低，則eij為成本型指標(biāo)。海洋子系統(tǒng)和陸域子系統(tǒng)中各序參量分量的有序度可以表示為：

(1)

以上構(gòu)造的序參量分量有序度取值在0到1之間，即0≤μij≤1，μij的大小代表了指標(biāo)eij對(duì)子系統(tǒng)有序度的貢獻(xiàn)的大小，μij的值越大，說(shuō)明指標(biāo)eij對(duì)系統(tǒng)有序度的貢獻(xiàn)越大。子系統(tǒng)Si的有序度可以通過(guò)集成方法計(jì)算，目前，主要存在幾何平均法和線性加權(quán)法兩種集成方法。線性加權(quán)法通過(guò)不同的權(quán)數(shù)λij來(lái)考慮序參量各分量有序度在數(shù)值大小以及受重視程度上的差異，將序參量各分量有序度集成為單個(gè)有序度值，使得子系統(tǒng)有序度計(jì)算問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一般性的線性規(guī)劃類(lèi)問(wèn)題，更利于對(duì)有序度進(jìn)行比較，因此本文選用線性加權(quán)法進(jìn)行有序度的集成[12]，具體公式如下：

(2)

上式中μi為子系統(tǒng)Si的有序度；λij為各序參量的權(quán)數(shù)，代表著相應(yīng)的指標(biāo)eij在系統(tǒng)的有序發(fā)展過(guò)程中的重要程度。

(二)海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型

(3)

其中：

(4)

海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度C具有如下特征：

(1)當(dāng)C∈[0，1]時(shí)，說(shuō)明海陸復(fù)合系統(tǒng)是協(xié)同發(fā)展的，C的值越大，則說(shuō)明海陸復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同程度越高，反之，則說(shuō)明系統(tǒng)的協(xié)同程度越低；

(2)當(dāng)C∈[-1，0]時(shí)，說(shuō)明兩個(gè)子系統(tǒng)的有序度在t0到t1這段時(shí)間都有所下降，或者其中一個(gè)子系統(tǒng)的有序度提升，另一個(gè)子系統(tǒng)的有序度下降，從而導(dǎo)致海陸復(fù)合系統(tǒng)不能協(xié)同發(fā)展。

在公式(3)的基礎(chǔ)上，分別計(jì)算海洋子系統(tǒng)與陸域子系統(tǒng)對(duì)海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度的貢獻(xiàn)度[14]，當(dāng)η=1時(shí)，海洋子系統(tǒng)貢獻(xiàn)度u1與陸域子系統(tǒng)貢獻(xiàn)度u2可以表示為：

(5)

海洋子系統(tǒng)貢獻(xiàn)度u1與陸域子系統(tǒng)貢獻(xiàn)度u2分別表示海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度有多大程度上由海洋子系統(tǒng)與陸域子系統(tǒng)決定，其中，u1+u2=1。

(三)海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展實(shí)證分析

1. 序參量指標(biāo)的確定

為了分析海陸復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同關(guān)系，并根據(jù)客觀性、系統(tǒng)性和有效實(shí)用性原則，分別構(gòu)建海洋子系統(tǒng)與陸域子系統(tǒng)的序參量指標(biāo)體系，其中海洋子系統(tǒng)與陸域子系統(tǒng)各28個(gè)序參量指標(biāo)。

海洋子系統(tǒng)與陸域子系統(tǒng)均含有資源環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科學(xué)教育這3個(gè)一級(jí)指標(biāo)。海洋子系統(tǒng)資源環(huán)境下二級(jí)指標(biāo)為海水養(yǎng)殖面積(公頃)、海鹽鹽田總面積(公頃)、規(guī)模以上港口生產(chǎn)用碼頭長(zhǎng)度(米)、沿海地區(qū)星級(jí)飯店客房數(shù)(間)、沿海地區(qū)旅行社總數(shù)(家)、海洋類(lèi)自然保護(hù)區(qū)面積(平方千米)、工業(yè)廢水直接入海量(萬(wàn)噸)、風(fēng)暴潮災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失(億元)；海洋子系統(tǒng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)下二級(jí)指標(biāo)為海洋生產(chǎn)總值(億元)、海洋生產(chǎn)總值占GDP比重(%)、海洋第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值占比(%)、海洋經(jīng)濟(jì)勞動(dòng)生產(chǎn)率、涉海就業(yè)人數(shù)(萬(wàn)人)、海洋捕撈產(chǎn)量(噸)、海水養(yǎng)殖產(chǎn)量(噸)、海洋礦業(yè)產(chǎn)量(萬(wàn)噸)、海鹽產(chǎn)量(萬(wàn)噸)、海洋化工產(chǎn)品產(chǎn)量(噸)、造船完工量(萬(wàn)綜合噸)、港口集裝箱吞吐量(萬(wàn)噸)、國(guó)內(nèi)旅游收入(億元)、國(guó)際旅游外匯收入(萬(wàn)美元)、臺(tái)站個(gè)數(shù)(個(gè))；海洋子系統(tǒng)科學(xué)教育下二級(jí)指標(biāo)為開(kāi)設(shè)海洋專(zhuān)業(yè)高等學(xué)校教職工數(shù)(人)、海洋專(zhuān)業(yè)專(zhuān)科及以上學(xué)歷在校學(xué)生數(shù)(人)、海洋科研機(jī)構(gòu)經(jīng)費(fèi)收入總額(千元)、海洋科研機(jī)構(gòu)科技活動(dòng)人員(人)、海洋科研機(jī)構(gòu)科技專(zhuān)利授權(quán)數(shù)(個(gè))。海洋子系統(tǒng)序參量指標(biāo)中工業(yè)廢水直接入海量(萬(wàn)噸)、風(fēng)暴潮災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失(億元)為成本型指標(biāo)，其他均為效益型指標(biāo)。

陸域子系統(tǒng)資源環(huán)境下二級(jí)指標(biāo)為工業(yè)廢水排放量(萬(wàn)噸)、工業(yè)廢氣排放總量(億標(biāo)立方米)、工業(yè)固體廢物傾倒丟棄量(萬(wàn)噸)、鐵路營(yíng)業(yè)長(zhǎng)度(公里)、公路通車(chē)?yán)锍?公里)、農(nóng)作物播種面積(千公頃)、工業(yè)污染治理投資(億元)；陸域子系統(tǒng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)下二級(jí)指標(biāo)為陸域生產(chǎn)總值(億元)、陸域生產(chǎn)總值占GDP比重(%)、陸域第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值占比(%)、陸域就業(yè)人數(shù)(萬(wàn)人)、陸域勞動(dòng)生產(chǎn)率(元/人)、全社會(huì)固定資產(chǎn)投資額(億元)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值(億元)、能源生產(chǎn)總量(萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤)、工業(yè)產(chǎn)值(億元)、建筑業(yè)總產(chǎn)值(億元)、郵電業(yè)務(wù)總量(億元)、旅客周轉(zhuǎn)量(億人公里)、貨物周轉(zhuǎn)量(億噸公里)、社會(huì)消費(fèi)品零售總額(億元)、金融機(jī)構(gòu)人民幣各項(xiàng)存款(億元)、進(jìn)出口總額(萬(wàn)美元)；陸域子系統(tǒng)科學(xué)教育下二級(jí)指標(biāo)為普通高等學(xué)校專(zhuān)任教師數(shù)(人)、普通高等學(xué)校在校學(xué)生數(shù)(萬(wàn)人)、研究與試驗(yàn)發(fā)展經(jīng)費(fèi)內(nèi)部支出(億元)、科技活動(dòng)人員(人)、專(zhuān)利授權(quán)數(shù)(個(gè))。陸域子系統(tǒng)序參量指標(biāo)中工業(yè)廢水排放量(萬(wàn)噸)、工業(yè)廢氣排放總量(億標(biāo)立方米)、工業(yè)固體廢物傾倒丟棄量(萬(wàn)噸)為成本型指標(biāo)，其他均為效益型指標(biāo)。

2. 序參量指標(biāo)數(shù)據(jù)預(yù)處理與賦權(quán)

本文采用的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法為歸一化處理[15]，將數(shù)據(jù)統(tǒng)一映射到[0，1]區(qū)間上，這樣既可以去除數(shù)據(jù)的量綱差異，也可以提高模型的精度。同時(shí)，本文采用客觀賦權(quán)法類(lèi)的熵權(quán)法[16]對(duì)歸一化之后的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行賦權(quán)。

3. 海陸復(fù)合系統(tǒng)有序度、協(xié)同度的計(jì)算與分析

根據(jù)海洋子系統(tǒng)與陸域子系統(tǒng)各序參量的性質(zhì)，找出其所有年份中的最大最小值，并以最大值為上限，最小值為下限，將其代入公式(1)中，可以得到海洋子系統(tǒng)與陸域子系統(tǒng)序參量各分量的有序度，將序參量各分量的有序度的數(shù)據(jù)代入公式(2)，可以分別得到海洋子系統(tǒng)與陸域子系統(tǒng)的有序度，如圖1所示。

圖1 2007-2016年福建省海洋子系統(tǒng)與陸域子系統(tǒng)有序度

從圖1中可以看出，海洋子系統(tǒng)和陸域子系統(tǒng)的有序度從總體上來(lái)說(shuō)是持續(xù)上升的，表明福建省海洋、陸域系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)良好。其中海洋子系統(tǒng)有序度在2007-2009年大于陸域子系統(tǒng)有序度，在2009-2016年小于陸域子系統(tǒng)有序度，表明福建省陸域子系統(tǒng)有序度整體上高于海洋子系統(tǒng)有序度，福建省海陸經(jīng)濟(jì)的發(fā)展存在一定程度的不平衡。

將計(jì)算出的海洋子系統(tǒng)與陸域子系統(tǒng)有序度結(jié)果代入公式(3)與公式(5)，即可得到海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度與海洋子系統(tǒng)、陸域子系統(tǒng)對(duì)海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同程度的貢獻(xiàn)度。其中，海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度趨勢(shì)變化如圖2所示，海洋子系統(tǒng)和陸域子系統(tǒng)對(duì)海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同程度貢獻(xiàn)度如圖3所示。

圖2 福建省海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度

由圖2可知，福建省海陸復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同度逐年提高，由2008年的0.069上升到2016年的0.701，可見(jiàn)在海洋子系統(tǒng)與陸域子系統(tǒng)有序度穩(wěn)步提高的基礎(chǔ)上，福建省海陸復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同效應(yīng)也隨之增長(zhǎng)。同時(shí)，由圖3可知，海洋子系統(tǒng)對(duì)于海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同程度的貢獻(xiàn)度也呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，其貢獻(xiàn)度始終保持的55%以上，并且在2016年達(dá)到了72%。這說(shuō)明隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，海洋子系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模雖然小于陸域子系統(tǒng)，但其重要性卻與日俱增，在海陸復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展歷程中扮演著重要的角色。

圖3 福建省海洋子系統(tǒng)與陸域子系統(tǒng)貢獻(xiàn)度

三、福建省海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度的預(yù)測(cè)

本文運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型[17]對(duì)海陸復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同度進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而對(duì)未來(lái)福建省海陸復(fù)合系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r有明確的認(rèn)識(shí)，為海陸統(tǒng)籌視角下的海陸協(xié)同發(fā)展提供經(jīng)濟(jì)決策的實(shí)證支撐。

(一)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理介紹

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和算法有很多，其中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是應(yīng)用較為廣泛的一種。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是誤差逆?zhèn)骶W(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種按照誤差逆向傳播算法訓(xùn)練的多層前饋網(wǎng)絡(luò)。

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過(guò)程主要分為兩個(gè)部分：

第一部分：訓(xùn)練樣本從輸入層傳播至隱含層，再由隱含層輸入至輸出層，經(jīng)過(guò)輸出層的作用函數(shù)運(yùn)算之后得到輸出值。

第二部分：將第一部分得到的輸出值與目標(biāo)輸出值相比較，看是否存在誤差，若有誤差，根據(jù)梯度下降學(xué)習(xí)算法，按照減小誤差的方向，從輸出層到隱含層逐層調(diào)整各節(jié)點(diǎn)的連接權(quán)值，直到輸出值與目標(biāo)輸出值之間的誤差在允許的誤差范圍之內(nèi)，或者達(dá)到迭代次數(shù)上限為止。

(二)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型注意事項(xiàng)

1. 輸入與輸出數(shù)據(jù)樣本

海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度數(shù)據(jù)是一組時(shí)間序列數(shù)據(jù)，所以協(xié)同度數(shù)據(jù)既是預(yù)測(cè)模型的輸入樣本，也是期望輸出。若假設(shè)海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度序列為C(t)，則輸入樣本序列為x(t)=(C1,C2,…,Ct-d)，期望輸出序列為do(t)=(C1+d,C2+d,…,Ct)，其中d

2. 隱含層神經(jīng)元的數(shù)量

當(dāng)訓(xùn)練集數(shù)據(jù)確定之后，輸入層和輸出層的神經(jīng)元個(gè)數(shù)也隨之確定，接下來(lái)需要確定隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)于三層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，隱含層的神經(jīng)元個(gè)數(shù)[18]可以選?。?/p>

(6)

其中:a為1到10之間的常數(shù)，n和m分別為輸入層和輸出層的神經(jīng)元個(gè)數(shù)。

(三)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型實(shí)證分析

1. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練

根據(jù)上文的分析，將樣本數(shù)據(jù)與期望輸出代入模型中，運(yùn)用Matlab神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱進(jìn)行訓(xùn)練。[19]根據(jù)公式(3)可知，每一年的協(xié)同度均由本年度和上年度海洋子系統(tǒng)、陸域子系統(tǒng)的有序度計(jì)算而來(lái)，所以模型訓(xùn)練所用樣本數(shù)據(jù)為2009-2016年系統(tǒng)協(xié)同度數(shù)據(jù)。設(shè)定預(yù)測(cè)值輸出值與期望輸出值誤差為0.0001，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最大迭代次數(shù)為1000次，經(jīng)系統(tǒng)程序運(yùn)行，在30次訓(xùn)練之后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出結(jié)果小于預(yù)設(shè)的誤差閾值，結(jié)果如表1所示。從表1可以看出，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練所得結(jié)果與期望輸出值之間誤差較小，說(shuō)明模型對(duì)樣本數(shù)據(jù)的擬合精度較高。

表1 網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練及誤差

2. 預(yù)測(cè)及結(jié)果分析

通過(guò)訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)海陸復(fù)合系統(tǒng)2017-2018年的協(xié)同度，結(jié)果如表2與圖4所示。

從圖4中可以看出，海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度在2008-2018年呈現(xiàn)穩(wěn)定上升的趨勢(shì)，這說(shuō)明，隨著近年來(lái)福建省對(duì)海洋經(jīng)濟(jì)重視程度不斷提高，并運(yùn)用海陸統(tǒng)籌思想對(duì)海陸復(fù)合系統(tǒng)的發(fā)展做出戰(zhàn)略規(guī)劃，促成了海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度的持續(xù)增長(zhǎng)。2008-2016年，海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度增長(zhǎng)較為迅速，2017-2018年，海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度的增長(zhǎng)則趨于平緩。這一方面表明福建省海陸復(fù)合系統(tǒng)總體達(dá)到了較高的協(xié)同水平，充分發(fā)揮了海陸經(jīng)濟(jì)之間的協(xié)同作用；另一方面，則表明了福建省海陸復(fù)合系統(tǒng)的演化進(jìn)入了較為平穩(wěn)的階段，在經(jīng)歷了10年的躍進(jìn)式發(fā)展之后，需要繼續(xù)對(duì)海陸復(fù)合系統(tǒng)內(nèi)部的各項(xiàng)因素進(jìn)行合理的調(diào)配，為下一階段海陸統(tǒng)籌戰(zhàn)略規(guī)劃的實(shí)施夯實(shí)基礎(chǔ)。

表2 海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度預(yù)測(cè)值

圖4 2008-2018年海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度趨勢(shì)

四、海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展調(diào)控

(一)海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同調(diào)控機(jī)制

根據(jù)上文建立的海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度預(yù)測(cè)模型，當(dāng)系統(tǒng)協(xié)同度增長(zhǎng)停滯或者下降時(shí)，需要在資源分配和戰(zhàn)略規(guī)劃上及時(shí)做出調(diào)整。海陸復(fù)合系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)制就是協(xié)調(diào)、控制海陸復(fù)合系統(tǒng)的運(yùn)行，以保證其達(dá)到預(yù)期協(xié)同發(fā)展目標(biāo)的功能體系。調(diào)控機(jī)制包括調(diào)控方法、調(diào)控模型和具體調(diào)控策略等部分。

1. 調(diào)控的方法

海陸復(fù)合系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，因此，對(duì)于這類(lèi)復(fù)雜系統(tǒng)的調(diào)控可以使用非線性規(guī)劃[20]方法，常用的非線性規(guī)劃函數(shù)表達(dá)式如下：

minf(x):

(7)

其中:X=(x1,x2,…,xn)T∈En，表示X是n維歐氏空間En上的向量或點(diǎn)，X稱(chēng)為模型的決策向量，f(x)，gi(X)，hj(X)是定義在En上的實(shí)值函數(shù)，f(x)為目標(biāo)函數(shù)，gi(i=1,2,…,m)、hj(j=1,2,…,l)均為約束函數(shù)，gi(X)≥0稱(chēng)為不等式約束，hj(X)=0稱(chēng)為等式約束。

2. 調(diào)控的主體與客體

海陸復(fù)合系統(tǒng)是復(fù)雜的巨系統(tǒng)，其調(diào)控的主體是政府，調(diào)控的客體是影響系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)要素。本文根據(jù)有序度評(píng)價(jià)模型，并結(jié)合調(diào)控的穩(wěn)健性原則，選擇有序度波動(dòng)較大、有序度增長(zhǎng)空間較大的子系統(tǒng)作為調(diào)控客體，有序度已經(jīng)達(dá)到較高水平且較穩(wěn)定的子系統(tǒng)作為參照，并隨著被調(diào)控系統(tǒng)的變化而變化。子系統(tǒng)有序度波動(dòng)性的大小采用熵值法[21]來(lái)確定，如公式(8)。

(8)

式中:μi為海洋子系統(tǒng)或陸域子系統(tǒng)在第i年的有序度。

3. 調(diào)控模型

(1)調(diào)控模型的目標(biāo)函數(shù)

調(diào)控模型是針對(duì)海陸復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同度而建立的，所以，模型的目標(biāo)函數(shù)為：

minf=|Cμ-MCμ|

(9)

式中:MC(μ)為預(yù)設(shè)的海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度目標(biāo)值，C(μ)為該年度協(xié)同度。目標(biāo)函數(shù)的含義：海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度的預(yù)測(cè)值與預(yù)設(shè)目標(biāo)值之差最小。

(2)調(diào)控模型的約束條件

調(diào)控模型的約束條件包含以下幾個(gè)方面：(1)μ1，μ2應(yīng)滿足協(xié)同度條件；(2)應(yīng)符合最優(yōu)發(fā)展模式，如果以海洋子系統(tǒng)為優(yōu)先調(diào)控對(duì)象，則有約束條件μ1>μ2；反之，若以陸域子系統(tǒng)為優(yōu)先調(diào)控對(duì)象，則有約束條件μ1<μ2；(3)根據(jù)海洋子系統(tǒng)與陸域子系統(tǒng)的有序度測(cè)算結(jié)果，2016年海洋子系統(tǒng)有序度為0.7740，陸域子系統(tǒng)有序度為0.9042，可見(jiàn)兩個(gè)子系統(tǒng)有序度都已達(dá)到較高的水平，因此根據(jù)實(shí)際情況，令μ1，μ2≥0.6。

(3)調(diào)控模型的函數(shù)表達(dá)式

根據(jù)以上的約束條件，建立如下非線性規(guī)劃模型：

minf=|Cμ-MCμ|

(10)

(二)海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展調(diào)控算例分析

1. 調(diào)控對(duì)象的選擇

根據(jù)表2中的協(xié)同度預(yù)測(cè)值，選擇2018年作為調(diào)控目標(biāo)年，該年度海陸復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同度為0.7521，與上一年相比漲幅較小，并且從整個(gè)考察時(shí)間段來(lái)看，增長(zhǎng)率明顯低于平均水平，需要進(jìn)行調(diào)控?，F(xiàn)假設(shè)將該年協(xié)同度調(diào)控為0.8以上，使系統(tǒng)達(dá)到高水平的協(xié)同發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

根據(jù)目標(biāo)函數(shù)公式minf=|Cμ-MCμ|，則有Cμ=MCμ≥0.8。

根據(jù)公式(8)的計(jì)算結(jié)果，得出海洋子系統(tǒng)和陸域子系統(tǒng)有序度的熵值分別為E(μ1)=0.9613，E(μ2)=0.9316，選擇有序度波動(dòng)較大的海洋子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，陸域子系統(tǒng)的調(diào)整策略與之相適應(yīng)。

2. 調(diào)控的過(guò)程

(1)在選定調(diào)控對(duì)象的前提下，根據(jù)調(diào)控模型的限制條件，即公式(10)，分別計(jì)算出海洋子系統(tǒng)和陸域子系統(tǒng)的有序度變化臨界值，得出海洋子系統(tǒng)有序度變化范圍為0.8732≤μ1≤1，陸域子系統(tǒng)有序度變化范圍為0.8595≤μ2≤1。

(2)根據(jù)約束條件公式，有0.6≤μ1,μ2≤1，在優(yōu)先發(fā)展海洋系統(tǒng)的情況下，則有μ1≥μ2，由約束模型可以得出當(dāng)μ2=μ1時(shí)，海陸子系統(tǒng)有序度均取值0.9306。此時(shí)，陸域子系統(tǒng)的取值范圍則變?yōu)?.8595≤μ2≤0.9306，海洋子系統(tǒng)的取值范圍變?yōu)?.9306≤μ1≤1。

3. 調(diào)控的結(jié)果分析

從以上的調(diào)控結(jié)果來(lái)看，福建省對(duì)于海陸復(fù)合系統(tǒng)的調(diào)控，重心應(yīng)該放在對(duì)于海洋子系統(tǒng)的調(diào)控上，使得海洋子系統(tǒng)的有序度在0.9306以上，同時(shí)陸域子系統(tǒng)的有序度也要保持在0.8595-0.9306之間。結(jié)合上文的分析，可制定具體的調(diào)控措施如下：

在資源環(huán)境方面，減少各類(lèi)工業(yè)廢物的排放，加大對(duì)沿海港口碼頭的投資建設(shè)，完善省內(nèi)交通物流網(wǎng)絡(luò)，增加鐵路、公路里程。出臺(tái)擴(kuò)大就業(yè)的引導(dǎo)政策，鼓勵(lì)多層次、大范圍的就業(yè)，增加就業(yè)人口。

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面，擴(kuò)大社會(huì)固定資產(chǎn)投資，促進(jìn)社會(huì)消費(fèi)，健全金融服務(wù)機(jī)制。針對(duì)不同產(chǎn)業(yè)出臺(tái)相應(yīng)的扶持政策，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。加大對(duì)海洋產(chǎn)業(yè)就業(yè)的引導(dǎo)，鼓勵(lì)多層次的勞動(dòng)力進(jìn)入海洋產(chǎn)業(yè)。重視文化產(chǎn)業(yè)建設(shè)，增加海洋第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出。增加沿海觀測(cè)臺(tái)站數(shù)量，為海洋產(chǎn)業(yè)提供豐富準(zhǔn)確的觀測(cè)信息，為海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展保駕護(hù)航。

在科學(xué)教育方面，既要加大科研經(jīng)費(fèi)的投入，產(chǎn)出更多對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有益的成果，也要加快科技成果向?qū)嶋H應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。以海洋新興產(chǎn)業(yè)為導(dǎo)向，開(kāi)展專(zhuān)題科技攻關(guān)工作，為未來(lái)海洋產(chǎn)業(yè)的升級(jí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。擴(kuò)大海洋類(lèi)專(zhuān)業(yè)的招生規(guī)模，為海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展輸送大量高水平的人才，形成科研與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的良性循環(huán)。

五、結(jié)論

本文基于海陸統(tǒng)籌視角研究了海洋子系統(tǒng)與陸域子系統(tǒng)的之間的關(guān)系，選擇海陸復(fù)合系統(tǒng)作為研究對(duì)象，結(jié)論如下：(1)2007年到2016年福建省海洋子系統(tǒng)與陸域子系統(tǒng)的有序度均保持上升的趨勢(shì)，截至2016年，陸域子系統(tǒng)有序度更高，并且有序度的增長(zhǎng)幅度也更大。但從增長(zhǎng)率來(lái)看，海洋子系統(tǒng)有序度正處于高速增長(zhǎng)時(shí)期，未來(lái)潛力巨大。(2)海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度保持了較高的增長(zhǎng)速度，并且海洋子系統(tǒng)有序度對(duì)于復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同度的貢獻(xiàn)度逐年增高，未來(lái)海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度的提高更多的在于海洋子系統(tǒng)有序度的增長(zhǎng)。(3)經(jīng)過(guò)對(duì)海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度的預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)2017、2018年協(xié)同度增長(zhǎng)放緩，尤其是2018年，海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度與上年相比增長(zhǎng)量?jī)H為0.0071，單純的系統(tǒng)自適應(yīng)發(fā)展已經(jīng)不能帶來(lái)高速的協(xié)同度增長(zhǎng)，需要政府利用多種手段對(duì)系統(tǒng)內(nèi)可調(diào)控因素進(jìn)行調(diào)控。(4)通過(guò)非線性規(guī)劃模型對(duì)海陸復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同度、各子系統(tǒng)的有序度進(jìn)行調(diào)控，發(fā)現(xiàn)若要實(shí)現(xiàn)2018年海陸復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度達(dá)到0.8的目標(biāo)，應(yīng)該優(yōu)先對(duì)海洋子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，并且海洋子系統(tǒng)有序度應(yīng)該在0.9306以上，陸域子系統(tǒng)的有序度也應(yīng)保持在0.8595到0.9306之間，在保證陸域子系統(tǒng)有序度波動(dòng)不大的情況下，大力發(fā)展海洋子系統(tǒng)，提升其有序度。

注釋?zhuān)?/p>

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