山東半島周邊海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展研究*

□ 王 杰,王夢甜

(大連海事大學(xué) 交通運輸工程學(xué)院，遼寧 大連 116026)

21世紀(jì)是海洋的世紀(jì)，海洋在我國經(jīng)濟發(fā)展格局中的作用十分重要，在國家生態(tài)文明建設(shè)中的角色也日漸顯著，開展綠色可持續(xù)的海洋經(jīng)濟活動[1]逐漸成為我國進行海洋強國建設(shè)的重要議題與熱點。海上船舶運輸活動作為海洋經(jīng)濟活動的主體[2]，能夠給海洋生態(tài)環(huán)境帶來巨大影響，需要二者協(xié)調(diào)發(fā)展。

近年來，國家日漸重視對海洋生態(tài)環(huán)境的監(jiān)管與治理[3]，在對有關(guān)海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境之間相互影響的研究方面，國內(nèi)外海運活動較發(fā)達的區(qū)域或城市陸續(xù)開展了相關(guān)研究，一方面是從航運業(yè)整體對海洋環(huán)境的影響進行系列研究，如劉先成[4]通過構(gòu)建低碳綠色航運評價指標(biāo)體系，對航運業(yè)的綠色發(fā)展及其對生態(tài)環(huán)境的影響進行了分析；陳鐵[5]從包括船舶在內(nèi)的三個方面入手，通過構(gòu)建相應(yīng)的指標(biāo)體系，系統(tǒng)分析了他們對航運業(yè)低碳發(fā)展的具體影響并給出相應(yīng)對策；鎮(zhèn)璐、呂文雅等[6]提出的郵輪廢棄物解決方法，對當(dāng)前全球綠色航運事業(yè)的發(fā)展具有一定應(yīng)用價值和指導(dǎo)意義。另一方面是從船舶排放污染角度所進行的相關(guān)研究，如鄭文博[7]就內(nèi)河船舶運輸活動對水資源造成的污染進行分析，并提出對應(yīng)解決措施；賀林林、焦鈺褀等[8]分析研究了包括港口運輸船舶在內(nèi)的排放清單編制方法及現(xiàn)狀，通過比較不同年份不同地區(qū)船舶大氣污染物排放特征、評估船舶減排成效，分析了我國港口區(qū)域大氣污染物排放研究現(xiàn)狀。黃渤、王敏玲等[9]分析研究了煙臺市的船舶顆粒物排放對研究站點空氣質(zhì)量的影響，提出應(yīng)重視船舶尾氣排放對大氣環(huán)境的影響；黃麗華、姜昀等[10]構(gòu)建了廈門港發(fā)展與海岸帶生態(tài)環(huán)境演變耦合協(xié)調(diào)關(guān)系的定量分析技術(shù)體系，為沿海區(qū)域的綠色發(fā)展提供了理論支撐和實用技術(shù)。

結(jié)合現(xiàn)狀與相關(guān)方面的研究可以看出，在目前的相關(guān)研究成果中，關(guān)注綠色航運或船舶排放所造成的污染方面的研究成果較多，較少有結(jié)合生態(tài)環(huán)境進行深入說明和研究，有關(guān)全局性，特別是省域性的相關(guān)研究也較少[11]。山東半島作為我國沿海經(jīng)濟貿(mào)易與海上船舶運輸活動較為發(fā)達的省份，不管是進出口貿(mào)易的增長速度還是海上船舶運輸活動規(guī)模都極具影響力，特別是在海洋強國建設(shè)背景下，山東開展系列海洋強省建設(shè)活動后，山東半島周邊海上船舶的運輸活動更是發(fā)展迅速，實現(xiàn)海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展的重要性日漸突出。

1 區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

山東是華東地區(qū)的沿海省份，山東半島位于山東省東部，三面環(huán)海，突出于渤海、黃海之中，山東半島周邊海域面積遼闊，海洋資源與生物種類豐富多樣，使得全省海洋經(jīng)濟活動的開展和生態(tài)建設(shè)具備了物質(zhì)基礎(chǔ)優(yōu)勢[12]。近年來，山東省海洋經(jīng)濟發(fā)展取得了一定成果，特別是當(dāng)深入貫徹為海洋強國建設(shè)作出山東貢獻[13]，著力推進海洋強省建設(shè)行動后，山東半島周邊海上船舶運輸活動的發(fā)展更是進展迅速。但隨著各大港口海上船舶運輸活動量的日漸增加，各類海上船舶運輸活動所帶來的水體污染、生態(tài)系統(tǒng)破壞等問題不斷顯現(xiàn)。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究以2010-2020年為研究時段，海上船舶運輸活動的相關(guān)數(shù)據(jù)主要來源于《山東統(tǒng)計年鑒》、山東海事局網(wǎng)站發(fā)布的數(shù)據(jù)信息；海洋生態(tài)環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)主要來源于《山東省海洋環(huán)境公報》《中國海洋生態(tài)環(huán)境健康公報》等國家和地方公開發(fā)布的統(tǒng)計資料，個別缺失數(shù)據(jù)采用移動平均法進行模擬。

2 研究方法

本文在構(gòu)建海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境綜合評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，首先用熵值法計算出兩大系統(tǒng)內(nèi)各項指標(biāo)的權(quán)重，再分別得出海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境的綜合發(fā)展指數(shù)，最后通過耦合度以及耦合協(xié)調(diào)度模型分析得到二者的協(xié)調(diào)發(fā)展情況。

2.1 指標(biāo)體系的構(gòu)建

借鑒相關(guān)文獻及其成果，根據(jù)選取指標(biāo)全面性、獨立性、可獲取性等原則，立足于山東半島整體的實際發(fā)展與特點，構(gòu)建了兩大子系統(tǒng)的綜合評價指標(biāo)體系(見表1)。對于海上船舶運輸活動的指標(biāo)構(gòu)建，基于專家咨詢法和相關(guān)文獻內(nèi)容的參考借鑒，從船舶運輸活動和船舶監(jiān)管效果兩大方面著手，選取了十項指標(biāo)進行研究；針對海洋生態(tài)環(huán)境的十項指標(biāo)選取，依據(jù)PSR模型，從生態(tài)環(huán)境狀況、生態(tài)環(huán)境壓力和生態(tài)環(huán)境響應(yīng)三方面著手。

表1 海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境綜合評價指標(biāo)體系

2.2 熵值法

熵值法是一種客觀賦權(quán)方法，通過熵值法對指標(biāo)數(shù)據(jù)進行處理，得出各項指標(biāo)的權(quán)重和綜合發(fā)展指數(shù)，由此確定該指標(biāo)對綜合評價的影響程度。具體計算步驟如下。

①數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。

首先對不同類型的指標(biāo)應(yīng)采用不同的公式進行計算:

正向指標(biāo):

(1)

負向指標(biāo):

(2)

式中，i=1,...,n;j=1,...,m。其中，m表示指標(biāo)個數(shù)，n表示年份數(shù)量。

②計算第i個年份第j項指標(biāo)所占比重：

(3)

③計算第j項指標(biāo)的信息熵：

(4)

④根據(jù)信息熵計算指標(biāo)的差異性系數(shù)：

Dj=1-Ej

(5)

⑤利用差異性系數(shù)直接計算第j項指標(biāo)的權(quán)重:

(6)

⑥在權(quán)重計算的基礎(chǔ)上，計算綜合評價得分：

(7)

2.3 耦合協(xié)調(diào)度模型

本文將耦合協(xié)調(diào)度模型應(yīng)用于海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展評價當(dāng)中，由于子系統(tǒng)數(shù)量為兩個，因此耦合度函數(shù)為

(8)

要研究兩個系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展情況，需利用耦合協(xié)調(diào)度模型：

(9)

其中：

T=αU1+βU2

(10)

式中，D∈[0，1]，D越接近1說明系統(tǒng)整體的耦合協(xié)調(diào)程度越高；T表示海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境的綜合發(fā)展水平；α與β為待定系數(shù)，分別表示各綜合發(fā)展水平對系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的貢獻系數(shù)，考慮到海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境同等重要，因此系數(shù)取α=β=0.5。

本文通過對相關(guān)文獻[14-16]的參考學(xué)習(xí)，將海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r劃分為十類(見表2)。

表2 耦合協(xié)調(diào)類型劃分

3 結(jié)果與分析

通過對數(shù)據(jù)進行計算，得到各項指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)(見表1)和發(fā)展情況數(shù)據(jù)(見表3)。

表3 山東半島周邊海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展水平

3.1 綜合發(fā)展指數(shù)分析

由表1可以看出，海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展綜合指標(biāo)體系中各項指標(biāo)的權(quán)重分布相對均衡，表明經(jīng)過挑選的二十項指標(biāo)都是能對系統(tǒng)的綜合發(fā)展產(chǎn)生影響的重要因素。由此計算得出表3與圖1海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展水平綜合發(fā)展指數(shù)。

圖1 海上船舶運輸活動系統(tǒng)與海洋生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的綜合發(fā)展指數(shù)

根據(jù)表3數(shù)據(jù)與圖1折線變化可以看出，研究期間海上船舶運輸活動綜合發(fā)展指數(shù)總體呈現(xiàn)波動下降后逐步上升的趨勢，指數(shù)由2010年的0.4816上升至2020年的0.5462，上升范圍相對較小。其中，2010年至2011年海上船舶運輸系統(tǒng)的綜合發(fā)展指數(shù)略微下降，2011年至2013年開始呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢，情況得到些許改善。自2013年起開始急劇下降，表明此期間海上船舶運輸活動受各方面制約較大，發(fā)展情況受到較大影響，后在2016年有所好轉(zhuǎn)，開始呈現(xiàn)出上升的態(tài)勢，綜合發(fā)展情況得到改善。

研究期間海洋生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展指數(shù)總體呈現(xiàn)波動上升趨勢，指數(shù)由2010年的0.2754上升至2020年的0.6972，上升幅度較大。其中，2010年至2013年間海洋生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展呈現(xiàn)出大幅度增漲態(tài)勢，表明該時期山東半島開始重視海洋生態(tài)環(huán)境的綜合治理，使得其綜合發(fā)展情況日漸向好，2013年開始綜合發(fā)展指數(shù)略微下降，說明海洋生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)整體面臨的壓力加大，使其整體發(fā)展呈現(xiàn)下滑趨勢。至2015年，開始逐步穩(wěn)健上升，情況得到較大改善，此后，海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不斷向好，由此看出海洋生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)已與對其發(fā)展有較大影響的因素達成基本協(xié)調(diào)。

總而言之，2012年前海上船舶運輸活動的發(fā)展情況要優(yōu)于海洋生態(tài)環(huán)境，2011年至2012年間兩大系統(tǒng)綜合發(fā)展水平均處于上漲態(tài)勢，由于海洋生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的漲幅較大，從而進入交叉過渡期，此后海洋生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的綜合發(fā)展指數(shù)便一直大于海上船舶運輸活動系統(tǒng)的綜合發(fā)展指數(shù)，可以看出此期間海洋生態(tài)環(huán)境建設(shè)處于主導(dǎo)地位，而海上船舶運輸活動發(fā)展情況相對較弱。

3.2 耦合協(xié)調(diào)發(fā)展分析

根據(jù)表3中耦合度與耦合協(xié)調(diào)度數(shù)據(jù)，得出其變化趨勢圖，如圖2所示。

圖2 海上船舶運輸活動系統(tǒng)與海洋生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)耦合度與耦合協(xié)調(diào)度

由圖2可以發(fā)現(xiàn)，山東半島周邊海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境之間的耦合度與耦合協(xié)調(diào)度均呈上升趨勢。研究期間，耦合度由0.4811上升至0.4963，基本穩(wěn)定在0.48左右，說明兩大系統(tǒng)一直處于相互耦合階段。耦合協(xié)調(diào)度由0.4267上漲至0.5555，海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展類型從2010年的瀕臨失調(diào)衰退提升至2020年的勉強協(xié)調(diào)發(fā)展，協(xié)調(diào)發(fā)展情況日漸向好。2010-2020年的具體變化可進一步細分為三個階段：①2010-2013年耦合協(xié)調(diào)度逐漸上升，此階段海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境發(fā)展情況相對穩(wěn)定，2012年前兩大系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展類型尚處于瀕臨失調(diào)衰退階段，至2013年提升至勉強協(xié)調(diào)發(fā)展階段；②2013-2016年協(xié)調(diào)發(fā)展情況呈現(xiàn)出緩慢下降的態(tài)勢，且自2014年起便一直處于瀕臨失調(diào)衰退階段。由于此時期兩大子系統(tǒng)各自的發(fā)展指數(shù)也呈現(xiàn)下降趨勢，說明海上船舶運輸活動的開展對海洋生態(tài)環(huán)境造成了一定的負面影響，而海洋生態(tài)環(huán)境的受挫在一定程度上也抑制了海上船舶運輸活動的開展，使其發(fā)展指數(shù)連年下滑，兩大子系統(tǒng)相互制約，協(xié)調(diào)發(fā)展情況不容樂觀。③2016-2020年耦合協(xié)調(diào)度持續(xù)提升，并于2019年轉(zhuǎn)變至勉強協(xié)調(diào)發(fā)展階段且一直保持在此協(xié)調(diào)水平。自2016年起兩大子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度逐漸趨于穩(wěn)定且正處于不斷向好的態(tài)勢，說明海上船舶運輸活動的開展與海洋生態(tài)環(huán)境的保護活動已基本達到協(xié)調(diào)發(fā)展，政府在大力發(fā)展海上船舶運輸活動的同時也進一步加強了對海洋生態(tài)環(huán)境的治理力度，使得二者能夠達到勉強協(xié)調(diào)發(fā)展。

4 結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)，山東半島周邊海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展情況總體上處于瀕臨失調(diào)衰退階段和勉強協(xié)調(diào)發(fā)展階段，隨著國家與政府對海洋可持續(xù)發(fā)展工作的日漸推進，現(xiàn)已處于勉強協(xié)調(diào)發(fā)展階段且協(xié)調(diào)發(fā)展情況仍在不斷變好。在開展海上船舶運輸活動與區(qū)域海洋生態(tài)環(huán)境治理建設(shè)的雙重背景下，未來要做好山東半島周邊海上船舶運輸活動的可持續(xù)發(fā)展，加強政府監(jiān)管，緊抓海洋生態(tài)環(huán)境保護工作，通過多種方式和渠道實現(xiàn)海上船舶運輸活動與海洋生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展；發(fā)揮海洋生態(tài)環(huán)境保護反向作用，加快推動海上船舶運輸活動的持續(xù)開展。