山東省海洋經(jīng)濟韌性評價及障礙因素研究

李婷婷，張迎春

（青島大學，青島 266100）

海洋經(jīng)濟逐漸成為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要驅動力，海洋經(jīng)濟系統(tǒng)相比陸域經(jīng)濟系統(tǒng)更加開放和復雜，更易遭受外在影響的沖擊[1]。海洋經(jīng)濟的韌性能反映海洋經(jīng)濟水平的穩(wěn)定性，是海洋經(jīng)濟發(fā)展的重要指導指標。韌性或稱為彈性，起源于生態(tài)學領域[2]，用其表述系統(tǒng)遭受干擾后，維持原狀或迅速修復的能力[3]。主流觀點認為，經(jīng)濟韌性應包括沖擊抵御力、適應力、自我調整恢復力和自我更新力四個方面[4]。海洋研究中首先提出的是海洋經(jīng)濟脆弱性概念[5]，隨后，海洋經(jīng)濟韌性拓展成抵御力、恢復力、重組力、更新力四個研究維度[6]。韌性理論與海洋系統(tǒng)結合后，開拓了韌性研究的內容與視野，海洋經(jīng)濟韌性成為經(jīng)濟韌性領域的重要理論。國外研究主要集中于海洋生態(tài)系統(tǒng)的破壞對海洋經(jīng)濟韌性的影響，建議通過調節(jié)海洋生態(tài)系統(tǒng)的適應性[7]，建立海洋保護區(qū)[8]，保護海洋生物多樣性[9]，以提高海洋經(jīng)濟韌性。國內側重對整體海洋經(jīng)濟韌性層面的多重研究，通過測度海洋經(jīng)濟韌性結果，研究海洋經(jīng)濟韌性的規(guī)律與機制[10]、空間分異[6]、韌性與效率[11]等。經(jīng)濟韌性評價方法多樣，主要測度方法包括：核心變量法[12]、構建韌性指數(shù)法[13]、數(shù)據(jù)包絡分析方法[14]、正態(tài)云模型法[15]。核心變量法通過計算指標實際值與趨勢值的差別來衡量經(jīng)濟韌性，由于過程簡單，得以廣泛應用，但沒有考慮選取指標的代表性差異。通過構建指標體系計算經(jīng)濟韌性指數(shù)雖可以改善這一問題，卻忽略了選定評價指標及判定評價等級的不確定性，大大降低評價結果的可信度[16]。數(shù)據(jù)包絡分析法不需要太多變量，但樣本量較小時結果不可靠。正態(tài)云模型是在概率論和模糊數(shù)學的基礎上開創(chuàng)的，通過構造“隸屬云”，實現(xiàn)指標定性和定量之間的轉換[17]，兼有模糊性和隨機性[18]。通過對既有研究梳理發(fā)現(xiàn)，海洋經(jīng)濟韌性相關研究多側重區(qū)域經(jīng)濟韌性或韌性演化特征，針對省域海洋經(jīng)濟韌性評價的研究尚不多見。正態(tài)云模型更加適合經(jīng)濟系統(tǒng)韌性研究，目前尚未應用于海洋領域經(jīng)濟韌性評價分析。海洋經(jīng)濟作為一個重要的經(jīng)濟大類，具有其獨特的產(chǎn)業(yè)相關性，但現(xiàn)有的海洋經(jīng)濟韌性研究體系中，未考慮產(chǎn)業(yè)相關多樣化因素?；诖?，在研究中引入產(chǎn)業(yè)相關多樣化指數(shù)，基于抵抗力、恢復力、更新力三個維度構建海洋經(jīng)濟韌性評價指標體系，結合正態(tài)云模型和障礙度模型對山東省的海洋經(jīng)濟韌性進行評價，為沿海地區(qū)海洋經(jīng)濟韌性研究提供參考。

1 研究設計

1.1 韌性評價指標體系構建

根據(jù)經(jīng)濟韌性的概念，從抵抗力，恢復力和更新力三個層面建立指標體系。抵抗力是經(jīng)濟系統(tǒng)抵御外界沖擊并維持系統(tǒng)穩(wěn)定性的能力，抵抗力的強弱往往依賴于經(jīng)濟系統(tǒng)的自身條件?；謴土κ敲鎸σ蛩馗蓴_后系統(tǒng)恢復穩(wěn)定的能力，經(jīng)濟結構的多樣化能夠分散、轉移沖擊帶來的影響。更新力是經(jīng)濟系統(tǒng)的進化和轉型能力，通常經(jīng)濟系統(tǒng)的活力和創(chuàng)新能力越強，找到新的發(fā)展模式和路徑的可能性就越大，意味著經(jīng)濟韌性也就越強[15]。

為保證綜合評價結果的代表性和科學性，首先確定經(jīng)濟規(guī)模、經(jīng)濟結構、開放水平、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會民生、創(chuàng)新驅動、資源環(huán)境[19]七個二級指標。再參考各省《“十四五”海洋經(jīng)濟發(fā)展主要指標》《中華人民共和國海洋行業(yè)標準——海洋經(jīng)濟指標體系（HY/T 160-2013）》以及“海洋經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)”的公開指標體系，確定21 個三級指標，構建海洋經(jīng)濟韌性指標體系（表1）。

表1 海洋經(jīng)濟韌性指標體系及權重Table 1 Index system and weight of marine economic resilience

1.2 研究方法

1.2.1 正態(tài)云模型

正態(tài)云模型用于刻畫隨機性和模糊性之間的關聯(lián)[20]，也可表示某個定性概念與其定量關系之間的轉換[21]。通過構建正態(tài)云模型評價山東海洋經(jīng)濟韌性等級。

（1）數(shù)據(jù)預處理。采用極差標準化處理原始數(shù)據(jù)，消除不同量綱的影響。選取熵權法確定海洋經(jīng)濟韌性評價指標的客觀權重向量W（表1）。

（2）韌性等級劃分。兼顧黃金分割法和固定間距法，通過反復測算確定每個等級各指標值在不同韌性等級下的取值范圍。

（3）正態(tài)云模型數(shù)字特征計算。

期望（Ex）反映云滴在云圖的中心點，表示云滴的分布位置，計算方法如（1）式：

其中，xuik表示指標i 在第k 個等級下取值范圍的上限，xlik表示指標i 在第k 個等級下取值范圍的下限。

熵（En）表示該定性概念的云滴的取值范圍。由于指標各等級的邊界值同時屬于相鄰的兩個等級，具有模糊性[22]，故于是得到Enik的計算公式，如（2）式：

超熵（He）體現(xiàn)熵的不確定性，表示為云滴的凝聚程度[23]。He一般取常數(shù)，當He取0 時，云滴符合高斯分布，He過大時云會霧化，共識度降低。實際計算中，He的取值一般根據(jù)試驗和經(jīng)驗確定。

（4）構建隸屬度矩陣。計算三個數(shù)字特征參數(shù)Ex、En、He后，在MATLAB 中創(chuàng)建正態(tài)云發(fā)生器，生成正態(tài)隨機數(shù)En′ik，En′ik=N（Exik，Heik2），期望為Exik，方差為Heik2。第二次生成正態(tài)隨機數(shù)rik，rik=（Exik，En′ik），期望為Exik，方差為En′ik。計算指標在不同等級下的隸屬度，如（3）式：

其中，uik表示第i 個指標在第k 個等級上的隸屬度。（rik，uik）稱為一個云滴。當云滴數(shù)量較少時，計算出的隸屬度誤差波動性顯著，若要滿足5%的精度要求，云滴數(shù)取值應不少于3 000[24]。因此，為避免數(shù)據(jù)樣本的隨機性，提高評價結果的可信度，將云滴數(shù)n設為3 000，取其平均值作為最終隸屬度，即：

（5）韌性綜合評價。利用權重向量W對隸屬度矩陣U進行轉換，獲得各指標的隸屬度綜合評價矩陣B。

其中，B中的元素bk表示評價對象屬于等級k的隸屬度。依據(jù)最大隸屬度原則，最終的韌性評估結果為最大隸屬度對應下的評估等級。

1.2.2 障礙度模型

障礙度模型可以系統(tǒng)分析各項指標，測算海洋經(jīng)濟韌性評價指標的障礙度，確定阻礙山東海洋經(jīng)濟韌性提升的主要障礙因素。模型設定如下：

其中，F(xiàn)ij表示因子貢獻度，是單項指標對總目標的權重；Wij是第i 個準則層第j 個指標的權重；Wi是第i 個準則層的權重；Iij表示指標偏離度，是單個指標評估值與指標最優(yōu)值的差值[25]；X*ij為單個指標標準化后的值；Oi和Oij分別是準則層和指標層的障礙度，表示準則層因素或單因素的指標對目標指標的影響程度[26]。

1.3 數(shù)據(jù)來源

為橫向比較山東海洋經(jīng)濟韌性在中國沿海省份中的發(fā)展水平，搜集11 個沿海省份2006-2020 年海洋經(jīng)濟數(shù)據(jù)。評價指標數(shù)據(jù)中，進出口總額數(shù)據(jù)源自國家統(tǒng)計局；海水淡化日均產(chǎn)值源自自然資源部《全國海水利用報告》；海洋經(jīng)濟主要產(chǎn)業(yè)增加值數(shù)據(jù)源自各省統(tǒng)計局、自然資源廳、《海洋經(jīng)濟統(tǒng)計公報》《中國海洋年鑒》《中國海洋環(huán)境質量公報》《中國統(tǒng)計年鑒》；產(chǎn)業(yè)相關多樣化指數(shù)根據(jù)13 個主要海洋產(chǎn)業(yè)增加值，按照三次產(chǎn)業(yè)劃分標準，使用熵指數(shù)法計算得出；其他指標數(shù)據(jù)源自《中國海洋統(tǒng)計年鑒》。礙于海洋經(jīng)濟公開數(shù)據(jù)較少，且存在數(shù)據(jù)統(tǒng)計中斷問題，采用均值法以及趨勢外推法插補調整缺失數(shù)據(jù)。

2 實證分析

2.1 山東海洋經(jīng)濟韌性綜合評價

為評判山東海洋經(jīng)濟韌性水平等級，先將海洋經(jīng)濟韌性水平劃分為4 個等級。其中，Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ級分別表示海洋經(jīng)濟韌性強、較強、較低、低。首先確定不同韌性等級下各個指標對應的上下限，確定整個指標體系的取值范圍（表2）。按照模型設定，計算云模型的三個主要數(shù)字特征（Ex，En，He），構建正態(tài)云模型（表3）。運用MATLAB 編程創(chuàng)建正態(tài)云發(fā)生器，根據(jù)2006-2020 年指標體系數(shù)據(jù)，計算山東省海洋經(jīng)濟韌性在不同等級下的隸屬度矩陣，綜合評價山東省海洋經(jīng)濟韌性等級，在沿海省份中橫向比較確定山東省海洋經(jīng)濟韌性排名（同一等級下排名相同），見表4。

表2 海洋經(jīng)濟韌性四個等級劃分Table 2 Four grades of marine economic resilience

表3 海洋經(jīng)濟韌性正態(tài)云模型數(shù)字特征Table 3 Digital characteristics of marine economy resilience normal cloud model

表4 山東省海洋經(jīng)濟韌性綜合評價結果Table 4 Comprehensive evaluation results of marine economic resilience of Shandong province

表4 中的結果表明，2006-2020 年山東省的海洋經(jīng)濟韌性水平逐漸增強。其中，2006-2009 年海洋經(jīng)濟韌性等級為Ⅱ級，處在較低韌性水平，2010-2013年韌性水平提升到Ⅲ級，達到較高韌性水平。2014 年海洋經(jīng)濟韌性首次達到Ⅳ級水平并保持穩(wěn)定。中國11 個沿海省份的橫向比較中，山東省海洋經(jīng)濟韌性水平排名非常穩(wěn)定，韌性水平始終排在前三，位于第一梯隊。山東省的海洋經(jīng)濟整體上發(fā)展穩(wěn)定，勢頭良好，應對系統(tǒng)性風險的能力強。

2.2 障礙因素分析

為找到影響海洋經(jīng)濟韌性水平的重要因素，結合障礙度模型，計算山東省2006-2020 年21 個指標的障礙度，匯總得到準則層障礙度，分析抵抗力、恢復力和更新力的障礙度變化趨勢（圖1）?？芍?，山東省海洋經(jīng)濟韌性三個準則層的障礙度呈現(xiàn)不同幅度的波動變化。抵抗力和恢復力的障礙度總體上呈現(xiàn)下降趨勢，而更新力的障礙度則持續(xù)增長。2006-2014 年山東省海洋經(jīng)濟韌性影響最大的是抵抗力因素；2015 年到2020 年最大的障礙因素轉變?yōu)楦铝σ蛩?。未來短期內山東省海洋經(jīng)濟韌性的障礙因素中，更新力因素的障礙度可能會繼續(xù)上升，占據(jù)主要地位，表明具有提高海洋經(jīng)濟系統(tǒng)轉型能力的更新力因素是山東省海洋經(jīng)濟韌性提高過程中不可缺少的重要部分。

圖1 山東省2006-2020 年準則層障礙度Fig.1 Barrier degree of the criterion layer in Shandong province from 2006 to 2020

為厘清影響海洋經(jīng)濟韌性水平的主要障礙指標，計算21 個三級指標的障礙度，分別找到每個年度障礙度最大的五個指標（表5）。前五名單項指標的障礙度中，五個因素的障礙度合計值均大于0.5，表明前五個障礙因素對山東海洋經(jīng)濟韌性具有重要的影響。國際旅游（外匯）收入（C6）、進出口總額（C7）、海水淡化日產(chǎn)能力（C10）、人均海洋水產(chǎn)品供應量（C13）、海洋領域專利授權量（C17）、海洋保護區(qū)面積（C20）六個指標的出現(xiàn)頻率較高。其中，C6 是2008年和2010 年障礙度最大的影響指標，其他年份中C20 均是障礙度排序的第一位。C6、C7 是抵抗力層面指標，國際旅游（外匯）收入和進出口總額因素對抵抗力韌性提升有重要影響，表明山東省應加強海洋對外貿易交流。海水淡化日產(chǎn)能力和人均海洋水產(chǎn)品供應量是制約山東省海洋恢復力韌性的障礙因素，大力發(fā)展海洋新興產(chǎn)業(yè)，保障好社會民生資源，有助于提高海洋經(jīng)濟的恢復力。而海洋領域專利授權量、海洋保護區(qū)面積是阻礙山東省海洋更新力韌性提升的重要因素。海洋環(huán)境保護發(fā)展不協(xié)調，創(chuàng)新能力不足，會阻礙海洋經(jīng)濟韌性水平的提高，應重視海洋科技創(chuàng)新發(fā)展，加大科學教育投入，保護海洋環(huán)境資源。

表5 山東海洋經(jīng)濟韌性排名前5 的障礙因素統(tǒng)計Table 5 Statistics of the top 5 obstacles of marine economic resilience in Shandong province

3 結論

海洋經(jīng)濟韌性評價指標體系中引入產(chǎn)業(yè)相關多樣化指數(shù)，基于正態(tài)云模型評估山東省2006-2020年海洋經(jīng)濟韌性，診斷制約其韌性水平提升的障礙因素。結果表明：山東省的海洋經(jīng)濟韌性水平逐年增強，在沿海省份中始終排名較高，海洋經(jīng)濟系統(tǒng)發(fā)展穩(wěn)定，勢頭良好。但海洋經(jīng)濟系統(tǒng)發(fā)展面臨不均衡問題，仍有較大提升空間。創(chuàng)新驅動指標、資源環(huán)境指標和開放水平指標是當前海洋經(jīng)濟韌性最主要的障礙因素，成為制約山東省海洋經(jīng)濟韌性提升的癥結，不容忽視。山東省需加強海洋環(huán)境保護，大力發(fā)展海洋新興產(chǎn)業(yè)，加大海洋科研教育投入，增加對外開放經(jīng)濟活動，提升海洋經(jīng)濟韌性。研究僅以山東省作為基本研究對象，尚未考慮空間因素對海洋經(jīng)濟韌性的影響，下一步思考在深化省域研究的基礎上對市域海洋經(jīng)濟韌性展開研究。