環(huán)渤海海洋生態(tài)環(huán)境時空演變及影響因素識別

蓋 美 張 策

1.遼寧師范大學(xué)海洋經(jīng)濟與可持續(xù)發(fā)展研究中心 大連 116029

2.遼寧師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院 大連 116029

環(huán)渤海地區(qū)已逐漸形成一個獨立、完整的藍色經(jīng)濟體系，成為北方經(jīng)濟發(fā)展的重要驅(qū)動力和區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展的增長點。2018年環(huán)渤海經(jīng)濟圈GDP總量達到21 8361.26億元，占全國GDP總量近1/4；2019年，包括渤海灣在內(nèi)的北部海洋經(jīng)濟圈海洋生產(chǎn)總值26 360億元，占全國海洋生產(chǎn)總值的比重為29.5%。然而隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，日進頻繁的海洋活動加重了海洋負擔(dān)，在海洋經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展的背景下，該地區(qū)面臨著巨大的資源短缺和環(huán)境污染現(xiàn)狀。國家發(fā)展改革委曾印發(fā)《環(huán)渤海地區(qū)合作發(fā)展綱要》[1]對京津冀協(xié)同發(fā)展和區(qū)域發(fā)展總體戰(zhàn)略作出重要指示；十九大報告[2]明確指出，應(yīng)提高海洋資源開發(fā)能力，順應(yīng)國際海洋事務(wù)發(fā)展潮流，推動海洋經(jīng)濟向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變。

縱觀已有文獻，國內(nèi)外學(xué)者在海洋生態(tài)環(huán)境評價、海洋生態(tài)環(huán)境影響因素及海陸統(tǒng)籌治理等方面的研究取得一系列進展，國內(nèi)外關(guān)于海域環(huán)境的研究主要集中在以下三個方面：（1）以多種方法從多維度、多視角進行海洋環(huán)境質(zhì)量評價[3-10]；（2）以城市經(jīng)濟活動為重心探索海洋生態(tài)環(huán)境影響因素[11-13]；（3）建立耦合模型探索海洋生態(tài)文明和社會發(fā)展系統(tǒng)的關(guān)系[14-21]。但由于海域系統(tǒng)具有動態(tài)性和不確定性的特點，現(xiàn)有研究中大都基于單指標、單系統(tǒng)間的縱深研究，對海域環(huán)境、資源、經(jīng)濟等系統(tǒng)間的橫向交叉性研究較少；已有文獻對海域整體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性研究大多集中在海域環(huán)境與海域各系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展方面，但陸源污染是海域環(huán)境污染的重要來源，必須重視陸地系統(tǒng)與海洋環(huán)境系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性。

因此，研究海洋生態(tài)環(huán)境同陸地“經(jīng)濟-科技-環(huán)境-社會”四元復(fù)合系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，無疑是促進海洋可持續(xù)發(fā)展和社會高質(zhì)量發(fā)展新的突破點。本文在已有研究的基礎(chǔ)上，著重分析海洋生態(tài)環(huán)境污染機理，針對環(huán)渤海地區(qū)17個城市構(gòu)建海洋生態(tài)環(huán)境的評價體系，測算分析其2008－2018年的海洋環(huán)境發(fā)展水平并揭示其時空演變規(guī)律，再基于陸海統(tǒng)籌的理論基礎(chǔ)和海陸系統(tǒng)耦合相關(guān)機理，深入研究環(huán)渤海地區(qū)“經(jīng)濟-科技-環(huán)境-社會”四元系統(tǒng)指標體系對各市海洋環(huán)境發(fā)展水平與陸地子系統(tǒng)間的耦合協(xié)調(diào)度，運用灰色關(guān)聯(lián)度模型剖析單因素陸源因素對海洋環(huán)境質(zhì)量水平的影響，旨在為環(huán)渤海地區(qū)未來科學(xué)高效發(fā)展提供有益參考。

1 研究方法

1.1 熵權(quán)-TOPSIS法

首先采用極值法將海洋環(huán)境質(zhì)量體系中的初始指標規(guī)范化，基于AHP法和熵權(quán)法進行綜合賦值并建立加權(quán)規(guī)范化評價矩陣，分別計算不同年份評價向量到正、負理想解的距離，得出歷年評價對象與最優(yōu)方案的貼進度得分，即各市海洋環(huán)境發(fā)展水平得分U。

1.2 灰色關(guān)聯(lián)分析模型

通過灰色關(guān)聯(lián)分析模型，以參考數(shù)據(jù)列和若干個比較數(shù)據(jù)列的幾何形狀相似程度來判斷海洋環(huán)境發(fā)展水平與陸地系統(tǒng)各指標的關(guān)系其聯(lián)系是否緊密，以此分析環(huán)渤海海洋環(huán)境的陸源影響因素。首先，選取依據(jù)方法1所得的各市海洋環(huán)境發(fā)展水平得分U為母系統(tǒng)，記為{y0（k）}，選取陸地經(jīng)濟子系統(tǒng)、陸地科技子系統(tǒng)、陸地環(huán)境子系統(tǒng)、陸地社會子系統(tǒng)四個子系統(tǒng)指標為子系統(tǒng)，記為{yi（k）}，構(gòu)建灰色關(guān)聯(lián)模型εi（k），并求關(guān)聯(lián)度ri（k）。

式中：εi（k）為母系統(tǒng)對子系統(tǒng)在k時刻的灰色關(guān)聯(lián)度；ρ為分辨系數(shù)，取值為[0，1]，本研究取0.5。當(dāng)0＜r≤0.35時，關(guān)聯(lián)度較弱；當(dāng)0.35＜r≤0.65時，關(guān)聯(lián)度適中；當(dāng)0.65＜r≤0.85時，關(guān)聯(lián)度較強；當(dāng)0.85＜r≤1.00時，關(guān)聯(lián)度極強。

1.3 耦合協(xié)調(diào)度模型

本文參考相關(guān)研究[22-23]，引入離差模型求解海洋環(huán)境與陸地“經(jīng)濟-科技-環(huán)境-社會”四個子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)水平。首先依據(jù)方法1所得海洋環(huán)境發(fā)展水平得分為U，再將環(huán)渤海地區(qū)陸地系統(tǒng)分為經(jīng)濟X、科技Y、環(huán)境T、社會Z四個子系統(tǒng)，引入二元耦合協(xié)調(diào)度模型，評價海洋環(huán)境發(fā)展水平和各子系統(tǒng)的相對發(fā)展?fàn)顩r：

式中：C為離差系數(shù)，U為海洋環(huán)境系統(tǒng)指數(shù)，X為陸地經(jīng)濟子系統(tǒng)指數(shù)， （X可以替換為Y陸地科技子系統(tǒng)、Z陸地環(huán)境子系統(tǒng)、T陸地社會子系統(tǒng)）。耦合協(xié)調(diào)度公式表示為：

其中，T為陸地子系統(tǒng)同海洋環(huán)境系統(tǒng)綜合評價指數(shù)，T=α*H+β*J，α、β為待定系數(shù)，借鑒以往研究成果取α=β=0.5。本文將陸地系統(tǒng)與海洋環(huán)境系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)類型進行劃分：

表1 描述性統(tǒng)計結(jié)果

2 指標選取和機理分析

2.1 環(huán)境質(zhì)量評價指標與分級標準設(shè)定

遵循指標體系構(gòu)建的科學(xué)性、可操作性、層次性等原則，參照國內(nèi)外海洋環(huán)境評價標準，本文從污染排放、污染治理和環(huán)保投資3個方面選取評價指標，將海洋環(huán)境質(zhì)量評價指標體系分為目標層、要素層、指標層3個層次，共選取7項指標對我國環(huán)渤海17個沿海城市海洋環(huán)境質(zhì)量進行系統(tǒng)評價。

本文所有數(shù)據(jù)均來源于2008－2018年的《中國海洋統(tǒng)計年鑒》《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》《中國統(tǒng)計年鑒》《中國城市統(tǒng)計年鑒》、以及各省市統(tǒng)計年鑒和統(tǒng)計公報，部分缺失數(shù)據(jù)采用線性擬合法進行估算。本文依據(jù)全國海洋環(huán)境指標狀況并參照各沿海經(jīng)濟帶的分級標準[10-11]，將環(huán)渤海地區(qū)海洋環(huán)境發(fā)展水平得分劃分為如下三個等級。

圖1 環(huán)渤海海洋環(huán)境質(zhì)量評價指標體系

表2 海洋環(huán)境發(fā)展水平得分等級劃分

2.2 海洋環(huán)境與陸地四元系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)機理分析

陸地子系統(tǒng)影響著海洋生態(tài)環(huán)境的發(fā)展，高效的海洋經(jīng)濟、藍色的海洋生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)又為人類社會發(fā)展提供廣大的發(fā)展空間和資源發(fā)展的基礎(chǔ)，因此沿海城市的高質(zhì)量發(fā)展必須重視陸海統(tǒng)籌的思想，綜合考慮海洋和陸地的經(jīng)濟、生態(tài)以及社會功能，處理好兩個系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)性從而實現(xiàn)陸海高質(zhì)量資源優(yōu)勢互補。從圖2可見，陸地系統(tǒng)、海洋系統(tǒng)和綜合治理系統(tǒng)共同作用于海洋環(huán)境系統(tǒng)，健康的海洋系統(tǒng)應(yīng)是一個海洋資源可持續(xù)、資源配置合理、開發(fā)利用和治理保護堅持全局性、長遠性和穩(wěn)定性的綜合體系。因此，應(yīng)立足于地理學(xué)中的機理-響應(yīng)研究范式，首先對地區(qū)海洋環(huán)境進行科學(xué)評價，再根據(jù)相關(guān)研究選取陸地子系統(tǒng)中會對海洋生態(tài)產(chǎn)生影響的指標，基于海洋環(huán)境機制原理來尋求影響海洋環(huán)境質(zhì)量的相關(guān)影響因子。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析 采取SHEsis在線軟件對試驗數(shù)據(jù)進行連鎖不平衡以及HWE檢驗分析，對早產(chǎn)兒腦癱組以及對照組之間ATG5基因中的5個多態(tài)性位點的單倍型頻率、等位基因頻率以及基因型頻率進行比較分析。計量資料表示，組間比較采用單因素方差分析或重復(fù)測量的方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗；計數(shù)資料(%)表示，χ2檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

圖2 海洋環(huán)境污染相關(guān)關(guān)系機理分析

當(dāng)前，在高質(zhì)量發(fā)展的背景下，陸地系統(tǒng)形成由經(jīng)濟-科技-環(huán)境-社會子系統(tǒng)相互聯(lián)系的動態(tài)復(fù)雜系統(tǒng)?？紤]到數(shù)據(jù)獲取的難易程度和數(shù)據(jù)全面性、影響程度是否顯著等原因，本文分別選取了如圖3所示的影響海洋環(huán)境發(fā)展指數(shù)的因素：

圖3 環(huán)渤海地區(qū)陸地系統(tǒng)指標體系

（1）經(jīng)濟子系統(tǒng)對海洋環(huán)境的影響主要通過產(chǎn)業(yè)規(guī)模及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等因素的變化來體現(xiàn)：通過農(nóng)業(yè)非點源污染進入海洋環(huán)境的氮磷使海水水質(zhì)惡化；第二、三產(chǎn)業(yè)比重直接決定工業(yè)廢水排放量和固體廢棄物排放量；另外，經(jīng)濟資金又可以為海洋環(huán)境污染提供充足的物質(zhì)保障和資金、人力支撐。 （2）科技子系統(tǒng)對海洋環(huán)境的污染的影響主要是通過開發(fā)新技術(shù)使經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展，廢水排放量減少，持續(xù)改善海洋環(huán)境。其中，本文以地區(qū)科研機構(gòu)數(shù)量、科研機構(gòu)人數(shù)、科研論文數(shù)綜合確定地區(qū)綜合的科研水平（B1），加上海洋科研課題應(yīng)用數(shù)和萬人發(fā)明專利授權(quán)量指標綜合說明地區(qū)科技子系統(tǒng)水平。 （3）陸地系統(tǒng)、海洋系統(tǒng)共同作用于海洋環(huán)境系統(tǒng)，而陸地系統(tǒng)和海洋系統(tǒng)又通過大氣循環(huán)和水循環(huán)相互作用，因此陸地環(huán)境子系統(tǒng)與海洋環(huán)境的關(guān)系十分緊密。選取農(nóng)用化肥施用量、建成區(qū)綠化覆蓋率、垃圾無害化處理率定量研究陸域環(huán)境子系統(tǒng)和海洋環(huán)境子系統(tǒng)的相互性。 （4）社會子系統(tǒng)主要通過人口、城市化率等因素影響海洋生態(tài)環(huán)境。隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，地區(qū)人口數(shù)量和居民素質(zhì)決定了城市化水平和城市生活污水排放量，生活污染物通過河流等進入海洋會造成污染。

3 結(jié)果分析

3.1 環(huán)渤海海洋生態(tài)環(huán)境時空演變分析

3.1.1 時序分析

為避免主觀誤差，本文以2008、2013、2018三年為重要時間節(jié)點，引入核密度函數(shù)模型[24]分析中國海洋環(huán)境發(fā)展水平得分。當(dāng)?shù)梅痔幱赱0.8－1.0]時，中國海洋環(huán)境發(fā)展水平較高；當(dāng)[0.6－0.8]區(qū)間時，中國海洋環(huán)境發(fā)展水平較一般；當(dāng)其處于[0－0.6]區(qū)間時，其水平極低。但是由于數(shù)據(jù)差距較小，各時間節(jié)點上部分城市名次波動較大。其中，研究期始末：2008年濰坊、濱州、青島、天津得分較高，2018年滄州、青島、天津、唐山。總體來看，山東省和河北省總體數(shù)據(jù)較高，沿海城市環(huán)境發(fā)展水平較高，而遼寧省部分城市還是處于較低水平。

由于受到2008年金融危機影響的特殊性，經(jīng)濟發(fā)展水平的停滯也相應(yīng)體現(xiàn)在無法保證對于海洋環(huán)境的科學(xué)利用和有效保護，如圖4所示，2008年曲線主峰較寬，環(huán)渤海各城市海洋環(huán)境總體水平較差，然而各區(qū)間城市數(shù)量較平均，海洋環(huán)境發(fā)展水平大多處于中等水平；2013年出現(xiàn)了寬峰形向尖峰形發(fā)展的趨勢，工業(yè)廢水達標，高值區(qū)省份發(fā)展進一步提高，各城市發(fā)展水平差距越來越大，這與黨的十八大作出了建設(shè)海洋強國的重大部署，各地為把握時代特征和世界潮流，在海洋開發(fā)利用和治理上實施積極有效措施息息相關(guān)；2018年，主峰進一步增高、且尖銳，波峰對應(yīng)得分在大約0.80左右，低水平所對應(yīng)的核密度在下降。由此可見，在研究時段內(nèi)，各城市總體海洋環(huán)境質(zhì)量，保持穩(wěn)步增長的良好態(tài)勢體現(xiàn)出海洋高質(zhì)量發(fā)展，建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟體系的要求。

圖4 環(huán)渤海地區(qū)海洋環(huán)境發(fā)展水平得分

3.1.2 空間分布

圖5 環(huán)渤海地區(qū)海洋環(huán)境發(fā)展水平空間演化示意圖

從省級尺度分析，山東省和遼寧省各市海洋環(huán)境水平相對良好，而河北省各市得分相對較低。研究期始，海洋生態(tài)環(huán)境發(fā)展水平達到一級的城市僅為2個，均分布在山東??；大多城市處于二級水平，而三級水平城市僅有1個。而研究期末，海洋生態(tài)環(huán)境發(fā)展水平達到一級的城市達到6個，山東、河北、遼寧省均有分布；部分城市處于二級水平，數(shù)量有所下降且城市得分向一級城市數(shù)據(jù)靠攏。依據(jù)各城市指標計算，2008年環(huán)渤海地區(qū)有濰坊和威海兩個城市海洋生態(tài)環(huán)境處于一級水平；2013年除威海市外，大部分城市海洋生態(tài)環(huán)境處于二級水平；2018年由于經(jīng)濟發(fā)展水平高、生態(tài)環(huán)境保護投資力度大得分較高，入海污染物受到有效控制，錦州、天津、滄州、東營、日照的海洋生態(tài)水平都提高為一級水平。

近年來，全國各地積極推動海洋生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展，其中威海三年海洋生態(tài)環(huán)境水平都處于一級水平，海洋環(huán)境發(fā)展指數(shù)均值為0.8805?！?020年海洋生態(tài)經(jīng)濟國際論壇”曾在威海舉行，提出了構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)化生態(tài)產(chǎn)業(yè)化路徑下的海洋生態(tài)經(jīng)濟體系，為推動海洋生態(tài)資源生態(tài)價值向經(jīng)濟價值的轉(zhuǎn)變奠定了良好基礎(chǔ)，為國內(nèi)外海洋生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展提供了可復(fù)制可推廣的典型經(jīng)驗，威海的自然岸線保有率達到47.2%，海洋功能區(qū)達標率100%，并在海洋生態(tài)經(jīng)濟方面探索“產(chǎn)業(yè)生態(tài)化生態(tài)產(chǎn)業(yè)化”的實現(xiàn)路徑。從原始數(shù)據(jù)來看，該市污染排放各指標數(shù)值極低是其影響最終得分偏高的關(guān)鍵，在部分沿海城市工業(yè)廢水入海量超2－3萬噸以上時，威海的數(shù)據(jù)僅為2－3千噸且逐年降低，由此可得良好的海洋生態(tài)資源既是推動海洋經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的基本前提，蓬勃的海洋生態(tài)經(jīng)濟也是海洋經(jīng)濟自身重要的組成部分。

另外，葫蘆島市2008－2018年海洋環(huán)境發(fā)展水平得分為0.629 4，且在2013、2018兩個拐點年居于三級發(fā)展水平，表現(xiàn)為污染排放極大，污染治理能力弱，環(huán)保投資極少。葫蘆島市目前共有主要入海河流11條，其中市環(huán)保局重點監(jiān)測4條，葫蘆島城區(qū)三條入海河流（茨山河、連山河、五里河）作為該市極大的海洋污染源其水質(zhì)全部為劣Ⅴ類，下游氨氮、總磷、化學(xué)需氧量超標。曾報道，通過水樣監(jiān)測分析顯示污水中氨氮含量為41 mg/L，超出地表水質(zhì)量標準規(guī)定的Ⅴ類水質(zhì)標準20.5倍，揮發(fā)酚超標10.6倍，化學(xué)需氧量超標6倍，而且當(dāng)?shù)刎斄τ邢蓿鄙倥涮椎奈鬯幚韽S生活，污水直排重金屬污染堪憂。

3.2 環(huán)渤海海洋生態(tài)環(huán)境影響因素識別

3.2.1 單因素影響因素識別

灰色關(guān)聯(lián)度[30,31]在解決綜合評價問題時，通常選定每個指標或時間段中所有子序列中的最佳值組成的新序列為母序列。海洋本體條件的動態(tài)性和不穩(wěn)定性較高，隨著人類開發(fā)海洋資源的規(guī)模日益擴大，海洋環(huán)境已受到人類活動的影響和污染。陸地“經(jīng)濟-科技-環(huán)境-社會”四大系統(tǒng)內(nèi)的單因素指標高低與海洋環(huán)境質(zhì)量水平具有相關(guān)性。因此根據(jù)研究結(jié)果，本文選擇以環(huán)渤海地區(qū)17個城市單元所構(gòu)成的整體海洋環(huán)境質(zhì)量為研究對象，以2008－2018各地區(qū)各年份海洋環(huán)境得分均值與陸地四子系統(tǒng)各指標為研究數(shù)據(jù)，從而得到關(guān)聯(lián)度矩陣（表3）。在具體指標層面，關(guān)聯(lián)度數(shù)值分布在區(qū)間[0.713 3，0.975 0]，關(guān)聯(lián)程度從中度關(guān)聯(lián)到高度關(guān)聯(lián)均有分布。按關(guān)聯(lián)度從高到低的順序，與海洋環(huán)境發(fā)展水平得分U關(guān)聯(lián)度前4個依次是農(nóng)用化肥施用量 （C1）、第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)量（D2）、垃圾無害化處理率（C2）、建成區(qū)綠化覆蓋率（C2），此4組關(guān)聯(lián)關(guān)系屬于高度關(guān)聯(lián)，在環(huán)境子系統(tǒng)、科技子系統(tǒng)、社會子系統(tǒng)內(nèi)皆有分布。

表3 海洋環(huán)境系統(tǒng)與陸地系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度矩陣

陸地經(jīng)濟子系統(tǒng)的各具體指標與海洋環(huán)境發(fā)展水平關(guān)聯(lián)度值位于區(qū)間[0.573，0.749]上，其中三產(chǎn)占比 （A3）與海洋環(huán)境系統(tǒng)相關(guān)性最強，二產(chǎn)占比（A2）與海洋環(huán)境系統(tǒng)相關(guān)性次強，這表明地區(qū)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)對影響海洋高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。環(huán)渤海地區(qū)是我國重要的農(nóng)業(yè)、重化工業(yè)、加工制造業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)基地，各地區(qū)間的產(chǎn)業(yè)層次具有一定梯度，為產(chǎn)業(yè)協(xié)作提供了內(nèi)在動力，提高海洋環(huán)境發(fā)展水平需進一步加快發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，遏制高污染企業(yè)的數(shù)量，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理才能有效調(diào)整保證海洋經(jīng)濟的高速發(fā)展和海洋環(huán)境的綠色化。地區(qū)GDP（A1）關(guān)聯(lián)性最小，因為GDP之于海洋環(huán)境問題是一把雙刃劍，隨著GDP的增長環(huán)境生態(tài)會經(jīng)歷一個先增長后降低的過程，即庫茲涅茨的EKC曲線。針對環(huán)渤海地區(qū)情況，陸地經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r與海洋生態(tài)保護需要協(xié)調(diào)起來。陸地科技子系統(tǒng)與海洋環(huán)境發(fā)展水平關(guān)聯(lián)度值位于區(qū)間[0.740 1，0.913 3]上，關(guān)聯(lián)程度普遍處于高度關(guān)聯(lián)區(qū)間，其中海洋科研課題應(yīng)用數(shù)（B2）與海洋環(huán)境系統(tǒng)相關(guān)性最強。另外地區(qū)科研水平（B1），萬人發(fā)明專利授權(quán)量（B3）的影響因子也達到了0.7以上，環(huán)渤海城市需要充分發(fā)揮市場配置資源的決定性作用和政府的宏觀引導(dǎo)作用，構(gòu)建環(huán)渤海地區(qū)數(shù)字化、寬帶化、智能化、綜合化、一體化信息基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展。陸地科技水平的提高將有效促進海洋船舶工業(yè)、海水綜合利用業(yè)等產(chǎn)業(yè)效益提高，加快環(huán)渤海藍色海洋體系的建設(shè)步伐。沿海地區(qū)環(huán)境問題本就需綜合考慮海洋和陸地的雙系統(tǒng)生態(tài)狀況，海洋環(huán)境水平與陸地環(huán)境水平是直接相關(guān)的系統(tǒng)，陸地環(huán)境系統(tǒng)與海洋環(huán)境發(fā)展水平關(guān)聯(lián)度值位于區(qū)間[0.913 4，0.975 0]上，關(guān)聯(lián)程度極高，其中農(nóng)用化肥施用量（B2）與海洋環(huán)境系統(tǒng)相關(guān)性最強，另外兩項指標也達到了0.9以上。陸地社會子系統(tǒng)與海洋環(huán)境發(fā)展水平關(guān)聯(lián)度值位于區(qū)間[0.816 6，0.954 0]內(nèi)，關(guān)聯(lián)程度普遍較高，其中第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)量（D2）與海洋環(huán)境發(fā)展水平關(guān)聯(lián)度高達0.954 0。這認證了隨著社會化和城市化發(fā)展，城市化深度推進會通過集聚效應(yīng)和技術(shù)進步效應(yīng)對海洋污染產(chǎn)生積極影響，而城市化廣度推進過程中所帶來的人口規(guī)模的擴大會加劇海洋污染，此外產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和綠色技術(shù)未能轉(zhuǎn)型升級也是城市擴張加劇海洋污染的關(guān)鍵因素所在。經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)、社會人員分布和海洋環(huán)境發(fā)展之間形成相互反饋，將環(huán)渤海地區(qū)社會子系統(tǒng)建設(shè)得城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、發(fā)展協(xié)調(diào)、社會穩(wěn)定、公平和諧對海洋環(huán)境質(zhì)量有正向引領(lǐng)作用。

3.2.2 海陸間系統(tǒng)層影響因素識別

除了對環(huán)渤海地區(qū)17市的海洋發(fā)展水平進行評價，還應(yīng)重視對海陸間系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性進行剖析，揭示海洋環(huán)境系統(tǒng)與地區(qū)經(jīng)濟-科技-生態(tài)-社會四元系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系，從系統(tǒng)層識別環(huán)渤海海洋環(huán)境質(zhì)量影響因素。從各城市耦合度研究期內(nèi)均值來看，“海洋環(huán)境系統(tǒng)-地區(qū)科技系統(tǒng)”耦合度均值為0.637 4>“海洋環(huán)境系統(tǒng)-地區(qū)經(jīng)濟系統(tǒng)”0.553 4>“海洋環(huán)境系統(tǒng)-地區(qū)環(huán)境系統(tǒng)”0.445 6>“海洋環(huán)境系統(tǒng)-地區(qū)社會系統(tǒng)”0.355 2。僅從數(shù)據(jù)上看，環(huán)渤海大部分城市的海洋環(huán)境發(fā)展水平與地區(qū)科技子系統(tǒng)相關(guān)性最高且逐年上升，而大部分城市的海洋環(huán)境發(fā)展水平和社會子系統(tǒng)耦合度較低且逐年下降，呈現(xiàn)極度不協(xié)調(diào)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。鑒于此，選取2008、2013、2018三年份的數(shù)值進行分析，各子系統(tǒng)耦合度圖表見圖6－圖9。

圖6 海洋環(huán)境與陸地經(jīng)濟系統(tǒng)耦合度地域單元分異態(tài)勢

圖7 海洋環(huán)境與陸地科技系統(tǒng)耦合度地域單元分異態(tài)勢

圖9 海洋環(huán)境與陸地社會系統(tǒng)耦合度地域單元分異態(tài)勢

從總體上看，研究期間環(huán)渤海各市海洋環(huán)境系統(tǒng)與地區(qū)經(jīng)濟系統(tǒng)的耦合度C處于[0.488，0.570]區(qū)間，耦合協(xié)調(diào)度較低。研究期始耦合度為最大值，隨后呈下降趨勢，相互作用減弱，系統(tǒng)間耦合協(xié)調(diào)度在緩慢下降證明，其系統(tǒng)間矛盾突出，陸地經(jīng)濟快速發(fā)展的同時，對海洋環(huán)境污染和治理投資也在不斷加大。但由于耦合度均處于過渡區(qū)間，仍具有明顯相關(guān)性。以天津市為例，作為環(huán)渤海城市群中唯一的特大城市中心城市，2018年全市生產(chǎn)總值為18 809.64億元，擁有北方第一位的大港口天津港，產(chǎn)業(yè)比重也十分合理，而其海洋環(huán)境系統(tǒng)與地區(qū)經(jīng)濟系統(tǒng)的耦合度僅為0.5左右。以環(huán)渤海城市經(jīng)濟圈的發(fā)展現(xiàn)狀來看，該區(qū)域“一體化”進程不足以及由此引發(fā)的難以形成統(tǒng)一市場，產(chǎn)業(yè)鏈條分割嚴重和地方保護主義盛行等問題。因此，必須重視陸地經(jīng)濟系統(tǒng)中，如海水養(yǎng)殖業(yè)、濱海旅游業(yè)、海上制造業(yè)等排放的污染物對海洋環(huán)境的影響。

圖8 海洋環(huán)境與陸地環(huán)境系統(tǒng)耦合度地域單元分異態(tài)勢

環(huán)渤海海洋環(huán)境系統(tǒng)與地區(qū)科技系統(tǒng)的耦合度在2008、2013、2018分別為0.608 5、0.633 5、0.621 0，呈波動上升趨勢，系統(tǒng)間從基本協(xié)調(diào)到初級協(xié)調(diào)，基本處于可接受區(qū)間的良好協(xié)調(diào)發(fā)展類。黨的十四大報告中提出要加快環(huán)渤海地區(qū)的開發(fā)、開放，其中科技發(fā)展起到極為重要的引領(lǐng)作用。如威海市“海洋環(huán)境系統(tǒng)-科技系統(tǒng)”耦合均值在0.75左右，在各城市中排名水平較高，該市極其重視吸引高水平、專業(yè)化機構(gòu)參與海洋科技城建設(shè)，同中科院海洋大科學(xué)研究中心等建立廣泛合作。環(huán)渤海地區(qū)是中國最大的工業(yè)密集區(qū)，是中國的重工業(yè)和化學(xué)工業(yè)基地且受到京津兩大直轄市的輻射影響，科技力量強大、高校眾多、人才優(yōu)勢與資源優(yōu)勢突出。在大數(shù)據(jù)時代，科技水平提高、高新技術(shù)發(fā)展可以使污水處理利用率、海洋資源利用率有效提高，使系統(tǒng)間達到一定規(guī)律的協(xié)調(diào)，提高海洋生態(tài)環(huán)境水平。

環(huán)渤海海洋環(huán)境系統(tǒng)與陸地環(huán)境和陸地社會系統(tǒng)的耦合度都普遍偏低，各城市耦合度均值為0.4456和0.3552，但是環(huán)渤海地區(qū)海洋環(huán)境-陸地環(huán)境的耦合度呈上升趨勢，由2008年的0.397逐年上升為2018年的0.4474，相反海洋環(huán)境-陸地社會的耦合度逐年下降，由2008年的0.3812逐年下降為2018年的0.2961，環(huán)境污染治理投資低，城市化水平低顯著影響著地區(qū)海洋環(huán)境水平得分，海陸環(huán)境協(xié)調(diào)性降低，導(dǎo)致系統(tǒng)間矛盾增加。部分發(fā)展較好的城市海洋環(huán)境系統(tǒng)與陸地環(huán)境和陸地社會系統(tǒng)的耦合度偏低，如大連和青島，其原因是陸地部分系統(tǒng)指標度較好，但是海洋環(huán)境的發(fā)展水平由于經(jīng)濟高速發(fā)展的工業(yè)廢水入海量和化學(xué)需氧量總排放等負向指標較高，而使得系統(tǒng)間耦合度發(fā)展偏低、較不協(xié)調(diào)。而東營市由于城市化水平較低、社會系統(tǒng)得分較低，導(dǎo)致兩系統(tǒng)耦合發(fā)展度較低。因此，城市化水 平、人口結(jié)構(gòu)、居民素質(zhì)等因素都會影響海洋環(huán)境的質(zhì)量，協(xié)調(diào)好陸地社會系統(tǒng)和海洋環(huán)境的關(guān)系，需要科學(xué)規(guī)劃城市建設(shè)。

以上為環(huán)渤海海洋環(huán)境系統(tǒng)與陸地四元系統(tǒng)的總體變化情況，由于在發(fā)展過程中還會受到社會政策、自然條件、發(fā)展歷史等因素的影響，各地域單元各子系統(tǒng)間相互作用耦合度曲線所以有的地區(qū)并不完全遵循此曲線變化，發(fā)展階段以及耦合協(xié)調(diào)水平差異較大，表現(xiàn)出不同的耦合態(tài)勢，但耦合度大多居于可接受區(qū)間內(nèi)。

4 結(jié)論與建議

本文通過對環(huán)渤海地區(qū)17個城市海洋生態(tài)環(huán)境進行評價，構(gòu)建地區(qū)海洋環(huán)境和陸地系統(tǒng)指標體系，對各市2008－2018年海洋環(huán)境質(zhì)量的時空演化特征進行研究，并運用耦合協(xié)調(diào)度模型和灰色關(guān)聯(lián)度模型對單因素和系統(tǒng)層影響因素進行識別，得到主要結(jié)論如下：（1）環(huán)渤海地區(qū)海洋環(huán)境質(zhì)量總體向良性轉(zhuǎn)變，研究期間均值由0.725 7到0.792 5，但各城市海洋環(huán)境水平差異較大；（2）運用灰色關(guān)聯(lián)分析可得，農(nóng)用化肥施用量、第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)量、垃圾無害化處理率、建成區(qū)綠化覆蓋率與海洋環(huán)境系統(tǒng)高度相關(guān)，環(huán)境子系統(tǒng)、科技子系統(tǒng)是影響海陸系統(tǒng)耦合發(fā)展水平的主導(dǎo)關(guān)系層；（3）在海洋環(huán)境系統(tǒng)與陸地經(jīng)濟-科技-生態(tài)-社會四元系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系中，海洋環(huán)境系統(tǒng)-地區(qū)科技系統(tǒng)的相關(guān)性最大、耦合水平較高，海洋環(huán)境系統(tǒng)-地區(qū)社會系統(tǒng)相關(guān)性最小、耦合水平最低，需要進一步重視陸海統(tǒng)籌發(fā)展。

根據(jù)對海洋生態(tài)環(huán)境影響因素的識別，本文對環(huán)渤海沿海城市未來發(fā)展提出以下建議：（1）由于農(nóng)用化肥施用量、第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)量、垃圾無害化處理率、建成區(qū)綠化覆蓋率等單因素會對海洋環(huán)境質(zhì)量造成影響，各市政府應(yīng)該加強污染源控制，天津、大連、青島等發(fā)展較好的城市，應(yīng)發(fā)揮經(jīng)濟和科技優(yōu)勢，積極推進污染控制、生態(tài)保護、風(fēng)險防范，實現(xiàn)海洋污染的區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控；而東營、日照、秦皇島等城市應(yīng)通過借鑒陸域污染治理的經(jīng)驗與方法，減少農(nóng)業(yè)及工業(yè)面源污染負荷。 （2）從海陸間系統(tǒng)層影響因素來看，需準確把握陸域和海域生態(tài)環(huán)境治理的整體性、系統(tǒng)性和聯(lián)動性，建立陸海統(tǒng)籌的海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與監(jiān)督執(zhí)法體系[32]，注重海洋經(jīng)濟和陸地經(jīng)濟的高效發(fā)展、海洋環(huán)境和陸地環(huán)境的綠色協(xié)調(diào)，充分發(fā)揮環(huán)渤海地區(qū)的發(fā)展?jié)摿途C合優(yōu)勢，切實改善環(huán)渤海地區(qū)海洋生態(tài)環(huán)境。加強環(huán)渤海區(qū)域合作，發(fā)揮沿海城市化推進對海洋污染防治的正外部性影響，推進環(huán)渤海海域的綠色高質(zhì)量發(fā)展。