建設全球海洋中心城市背景下天津市海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展預測

高堃 杜元偉 劉洋 李華

摘要 中國正由海洋大國向海洋強國挺進，建設全球海洋中心城市可有效推動海洋強國的實現，而海洋生態(tài)經濟系統的協調發(fā)展是建設全球海洋中心城市的前提和基礎。文章從協調度和障礙度角度分別研判了天津市海洋生態(tài)、海洋經濟與海洋社會之間的互動狀態(tài)及影響三者協調演進的關鍵制約，運用指數平滑-BP神經網絡揭示出天津市海洋生態(tài)經濟復合系統時間嬗變的趨勢與特征。文章結果發(fā)現：①相比于海洋經濟、社會子系統顯著的上升態(tài)勢，天津市海洋生態(tài)子系統評價值由0.632下降至0.389，表明天津市先前以犧牲海洋生態(tài)換取了海洋經濟、社會的高速演進;②天津市海洋生態(tài)經濟系統長期處于非協調狀態(tài)，2000—2017年天津市海洋生態(tài)經濟系統協調度由-0.068下降至-0.325，三個子系統互動關系持續(xù)惡化，內生性矛盾愈加凸顯;③天津市海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展的障礙因素已由海洋經濟、社會低度發(fā)展向海洋生態(tài)惡化轉移，海洋生態(tài)問題積重難返，是天津市全球海洋中心城市建設將面臨的關鍵阻滯;④如果延續(xù)過去的發(fā)展模式，天津市海洋生態(tài)經濟系統的協調度將由2018年的-0.328緩慢上升至2025年的-0.311，仍維持在非協調狀態(tài)，難以走向高質量發(fā)展道路，勢必成為全球海洋中心城市建設的結構性、根源性、趨勢性困境。為此，天津市亟須自源頭推進陸海統籌的系統性生態(tài)治理，以科技引領轉換海洋經濟發(fā)展的綠色動能，凝聚海洋社會多主體的綜合治理力量，全面推動形成生態(tài)經濟系統協同運行的全球海洋中心城市發(fā)展新格局。

關鍵詞 全球海洋中心城市;海洋生態(tài)經濟系統;協調發(fā)展;障礙因素;預測模型;天津市

中圖分類號 X22文獻標識碼 A文章編號 1002-2104（2021）07-0171-10DOI：10.12062/cpre.20210118

隨著全國海洋開發(fā)戰(zhàn)略的不斷推進，天津市海洋經濟蓬勃發(fā)展。2018年，天津市海洋生產總值高達5 028億元，占天津市經濟總量的26%。然而，海洋經濟的高速發(fā)展導致其與海洋生態(tài)環(huán)境的矛盾日益激化。由于天津市地處渤海灣內部，其自身海水交換能力差，加之陸源污染入海嚴重，海源污染逐漸增多，導致局部區(qū)域海洋資源嚴重衰退，生態(tài)系統面臨巨大壓力和挑戰(zhàn) [1]。2019年，天津市委、市政府印發(fā)了《關于建立更加有效的區(qū)域協調發(fā)展新機制的實施方案》，首次提出建設全球海洋中心城市，并指出要在發(fā)展經濟的同時堅持生態(tài)優(yōu)先，將海洋生態(tài)環(huán)境保護與開發(fā)結合起來，實現海洋經濟、社會、生態(tài)的良性循環(huán)及健康發(fā)展。因此，科學評估海洋生態(tài)經濟系統協調狀態(tài)及未來演變趨勢，有效識別其發(fā)展面臨的主要障礙，并采取相應的全方位、系統性響應措施，以實現海洋生態(tài)經濟系統的協同演進，對推進天津市全球海洋中心城市建設具有重要的理論價值與現實意義，同時也是“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念在海洋領域的明確體現。

目前，關于海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展的研究，國內外學者均給予了高度關注。國外研究較多地以藍色海洋經濟可持續(xù)發(fā)展的角度探究海洋經濟與生態(tài)環(huán)境協調發(fā)展的路徑。如Sarker等 [2]分析了孟加拉國藍色經濟可持續(xù)發(fā)展的潛力;Voyer等 [3]以東帝汶為例評估了政策與藍色經濟發(fā)展的一致性和協調性。Gerhardinger等 [4]為巴西藍色經濟制定了可持續(xù)發(fā)展的轉型實驗。國內學者的相關研究則主要側重于海洋生態(tài)、經濟、社會各子系統之間交互關系及協調度的測算，現有研究成果已經涵蓋了國家 [5-9]、區(qū)域 [10-11]、省市 [12-18]等多個空間尺度。在指標選取方面，國內學者的研究主要分為兩類，一是根據系統類型的不同建立指標體系，如經濟-環(huán)境 [10-11，18]、經濟-生態(tài)-社會 [1，13-17]、經濟-科技-環(huán)境等 [9];二是根據系統之間的因果關系或作用機理建立指標體系，如壓力-狀態(tài)-響應等 [12，19]。在研究方法上，國內學者較多地采用協調度模型及耦合協調度模型 [14-18]，但這類模型的計算結果通常難以準確的表達海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展的實際情況，而關于協調度預測的定量研究就更為缺乏。為此，文章在充分認識海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展機理的基礎上，采用改進的協調度模型測算了天津市海洋生態(tài)經濟系統的協調發(fā)展狀態(tài)，識別出影響系統整體協調發(fā)展的主要障礙因素，并對其未來發(fā)展趨勢進行預測及評估，為推動天津市“全球海洋中心城市”建設提供決策依據。

1 海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展機理

海洋生態(tài)經濟系統是客觀存在的，由海洋經濟系統、海洋生態(tài)系統和海洋社會系統三個子系統構成的復合系統，其運行過程具備一定規(guī)律性（圖1）。首先，海洋經濟系統是海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展的物質基礎，雖然經濟發(fā)展因資源、環(huán)境的開發(fā)利用會給生態(tài)系統帶來壓力，但高質量的發(fā)展模式會在減輕生態(tài)壓力的同時，為生態(tài)系統修復提供必要的資金支持。其次，海洋生態(tài)系統是海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展的支撐載體，為經濟和社會的發(fā)展提供資源保障。最后，海洋社會系統是海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展的根本動力，一方面，人口的增長會為經濟發(fā)展提供更多的人力資本，同時也會加劇對資源、環(huán)境的消耗;另一方面，隨著社會的發(fā)展，人類對良好生態(tài)環(huán)境的追求促使其提高經濟發(fā)展的質量和效率，改善生態(tài)環(huán)境狀況，以實現海洋生態(tài)經濟系統的健康、協調發(fā)展。

綜上所述，海洋經濟子系統、社會子系統的發(fā)展與海洋生態(tài)子系統之間存在著彼此依賴、交互影響的共生關系。但在不同的經濟社會發(fā)展階段，各子系統之間的作用關系不同。具體來說，在社會發(fā)展初期，由于生產力水平較低，人類對海洋的開發(fā)利用有限，海洋經濟、社會子系統與海洋生態(tài)子系統僅存在較為簡單的物質、能量和信息交換，并無明顯的矛盾，各子系統間的相互影響較小;但隨著人口的急劇增加和社會生產力的快速提高，對海洋資源與環(huán)境的開發(fā)利用程度日益加深，“高生產、高消費、高能耗、高污染”的開發(fā)模式使得海洋生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞，經濟社會發(fā)展與海洋生態(tài)之間矛盾愈加激烈，相互間的非協調發(fā)展關系開始顯現;隨著社會的快速進步，我國海洋經濟已進入蓬勃發(fā)展時期，導致這一矛盾關系愈加嚴重，海洋生態(tài)環(huán)境問題日益增多。這一現象促使人們開始思考如何在保持海洋經濟穩(wěn)步增長、社會不斷向前發(fā)展的同時，實現海洋生態(tài)環(huán)境的健康、良性循環(huán)。而關于這一問題思考的理論基礎是對海洋生態(tài)經濟系統的協調狀態(tài)的清晰界定。根據協同學理論及可持續(xù)發(fā)展理論的基本思想，海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展的基本特征是健康的海洋生態(tài)系統、高效的海洋經濟系統和穩(wěn)定的海洋社會系統 [19]。由此，文章提出只有在海洋生態(tài)經濟系統中任一子系統的發(fā)展與進步均不以犧牲其他子系統為代價的情況下，即判定海洋生態(tài)經濟系統整體處于協調、可持續(xù)的發(fā)展狀態(tài)。

2 研究方法

2.1 海洋生態(tài)經濟系統發(fā)展評價模型

2.1.1 指標體系及權重

海洋生態(tài)經濟系統包含海洋經濟、生態(tài)、社會三個子系統，所涉及的影響因素繁多，采用單一指標無法真實反映各子系統之間及各系統內部要素之間的相互作用關系。因此，文章在借鑒以往研究成果的基礎上 [20-24]，以海洋生態(tài)經濟系統協調性判定的理論基礎為依據，遵循層次合理性、系統性、可對比性、資料的可獲得性等原則，從總體層、系統層、要素層、指標層4個遞階層次構建海洋生態(tài)經濟系統發(fā)展水平評價指標體系（表1）。具體來說，首先就海洋經濟子系統而言，主要從海洋經濟規(guī)模、效率、活力、潛力等方面選取指標加以衡量;其次，依據壓力-狀態(tài)-響應（Pressure-State-Response， PSR）模型選取相應指標對海洋生態(tài)子系統發(fā)展水平進行測度;最后，從社會人口、生活質量、科研水平等角度選取相應指標對海洋社會子系統發(fā)展狀態(tài)進行量化分析。由于自2018年國家海洋局并入自然資源部后，《中國海洋統計年鑒》尚未予以更新，因此相關指標數據來源于2001年至2018年的《中國統計年鑒》《中國海洋統計年鑒》《中國環(huán)境統計年鑒》及《天津市海洋環(huán)境狀況公報》等。

按照各評價指標對系統整體的作用方向，將28個基礎指標劃分為正向與負向指標兩類。為盡可能地反映實際情況，消除各原始指標的量綱差異，這里采用極差法對原始指標進行標準化處理：

x ′ij=xij-x minix maxi-x mini，正向指標

x maxi-xijx maxi-x mini，負向指標

其中， xij為指標實際值，x ′ij為指標的評定值，x maxi，x mini分別為第i個指標的最大值和最小值。本文運用熵值法計算得到各系統層和基礎指標層權重，結果見表1。

2.1.2 綜合評價模型

運用加權法構建綜合評價模型得到海洋生態(tài)經濟系統發(fā)展水平綜合評價指數。公式為：

el=∑pm=1νm[∑ni=1wix ′i，j]，i=1，2， …n，m=1，2， …p，

E=∑3l=1ulel，l=1，2，3

式中， E為海洋生態(tài)經濟系統發(fā)展水平綜合評價指數;el為海洋生態(tài)經濟各子系統發(fā)展水平評價指數;x ′ij為第i項基礎指標第j年的評定值;wi為第i項基礎指標的權重;wm為第m系統層的權重;ul為第l子系統的權重;p、n分別為系統層數、 各系統層中基礎指標數。

2.2 海洋生態(tài)經濟系統協調度判定模型

綜合評價模型可以在較大程度上反映海洋生態(tài)經濟系統的發(fā)展狀態(tài)，但無法清晰展現系統整體的協調發(fā)展程度。為此，考慮系統內部各子系統的變化方向及速率，基于系統整體協調性的相關判定標準，構建海洋生態(tài)經濟系統協調度測算模型，包括以下幾個步驟：

第一步，判斷系統的協調性質，即海洋生態(tài)經濟系統是否處于協調狀態(tài)。具體方法為：以 t0 為時間基點， 在t0至t1時期內，若海洋生態(tài)經濟系統中各子系統變化率存在一個或一個以上值為負數，即系統中存在子系統發(fā)展水平與基期（t0）相比有所下降，則判斷系統處于非協調狀態(tài)。當且僅當各子系統增長斜率均為正數時，整個系統處于協調狀態(tài)。

第二步，判斷系統協調程度，即海洋生態(tài)經濟系統協調或失調的程度。計算公式為：

D= 13|k1·k2·k3|，k1=c1-c0t1-t0，

k2=b1-b0t1-t0，k3=a1-a0t1-t0

D為海洋生態(tài)經濟系統協調程度，k1，k2，k3分別為海洋經濟、社會、生態(tài)各子系統的變化斜率，a0，b0，c0分別為海洋生態(tài)、社會、經濟子系統在基期的發(fā)展水平，a1，b1，c1分別為海洋生態(tài)、社會、經濟子系統在t1時期的發(fā)展水平（圖2） 。

此協調度測算模型的構建設想是以對海洋生態(tài)經濟系統協調狀態(tài)的界定為基礎的，文章認為只有在海洋生態(tài)經濟系統中任一子系統的發(fā)展與進步均不以犧牲其他子系統為代價的情況下，才能判定海洋生態(tài)經濟系統整體處于協調狀態(tài)。而系統協調程度的計算則是以各子系統發(fā)展速率為基礎的，若各子系統的變化速率均為正值，則 D 值越大，表明系統協調程度越大，反之則越小;若各子系統的變化速率存在負值， D 值越大，則表明系統失調程度越大，反之則越小。相比于以往的研究，該方法有效地避免了因基于系統評價值計算而導致的協調度與發(fā)展水平密切關聯的問題，即系統中某一子系統發(fā)展水平較高帶動系統整體協調度值也較高，而這通常與客觀的發(fā)展實際并不相符?；诖?，文章嘗試從各子系統變化差異的角度揭示系統整體協調性的演進過程，以準確地闡釋現階段海洋生態(tài)經濟系統協調狀態(tài)。

2.3 海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展障礙度模型

引入障礙度模型，探尋影響天津市海洋生態(tài)經濟系統協調性變化的主要因素，為天津市海洋生態(tài)經濟系統的協調發(fā)展提供決策依據。具體計算公式為：

Oj=Uijwj/∑nj=1（Uijwj）

其中 ，Oj為第j項指標對協調度的障礙程度，數值越大說明該指標對協調度的阻礙越大，反之則越小;wj為第j項指標的權重;Uij為各指標與協調度發(fā)展目標的差距，且有Uij=1-vij，vij為指標標準化后的值;進而可以根據Sj=∑nj=1Oj 計算各系統層對協調度的障礙程度。

2.4 海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展預測模型

2.4.1 指數平滑法

指數平滑法通過對過去的數據進行賦權預測未來數

據變化，時間越近，觀測值的權重越大。常用的指數平滑法包括：一次指數平滑法、Holts Linear Trend、Damped Trend等。由于天津市2001—2017年海洋生態(tài)經濟系統的協調度總體呈下降態(tài)勢（表2），但在2012年后有企穩(wěn)的趨勢，同時，該時間序列數據僅具有趨勢性，不具有季節(jié)性，因此選取Damped Trend模型進行預測，其計算公式為：

t+h|t=it+（+ 2+…+ h）bt

it=αyt+（1-α）（it-1+bt-1）

bt=β（it-it-1）+（1-β）bt-1

其中， t+h|t為t+h期指數平滑模型的預測值，it為t期數據的等級估計，bt為t期數據的趨勢估計。為阻尼系數，且0<<1。α為等級的平滑系數，且0<α<1。β為趨勢的平滑系數，且0<β<1。

2.4.2 BP神經網絡

BP（Back Propagation）神經網絡是一種多層前饋網絡，可以較好地擬合自變量和因變量之間的非線性關系 [25]。其由輸入層、隱含層、輸出層組成，每一層由若干神經元構成，各層之間的神經元全連接且層內神經元之間無連接。輸入信息經計算達到輸出層，計算與期望輸出的誤差后，通過梯度下降法修正各連接的權值和閾值，縮小均方誤差值以達到期望目標。假設神經網絡有 n個輸入神經元、m個輸出神經元和p個隱層神經元，則神經元的輸入為：x ji=σ（∑ni=1wijxi+bj），j=1，2，…， p;輸出層輸出為yk=∑pj=1wikxj+bk，k=1，2，…， m;激活函數采用tansig函數，即σ（x）=21+e -2x-1。

2.4.3 指數平滑-BP神經網絡組合預測

現有預測研究大多采用單一模型，預測結果難免存在較大誤差。文章在借鑒相關研究成果的基礎上 [25-26]，通過分步預測，將指數平滑法與BP神經網絡模型有機結合起來。其中，指數平滑法可以根據時間序列數據的特征較好地擬合數據的線性趨勢，而BP神經網絡可以擬合數據的非線性關系，將兩者結合可以有效彌補各自方法上的缺陷，實現對數據更精準地預測。具體而言，首先，根據指標趨勢的不同，采用指數平滑法中的Holts Linear Trend，Damped Trend等方法對指標進行擬合及預測;然后，將歷史數據輸入BP神經網絡對其進行訓練;最后，將指標的預測值輸入訓練好的神經網絡模型中，計算得到2018—2025年天津市海洋生態(tài)經濟系統協調度的預測值。

3 天津市海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展評價與預測

3.1 天津市海洋生態(tài)經濟系統發(fā)展水平評價

由圖3可知，天津市海洋生態(tài)經濟系統發(fā)展指數總體呈顯著上升態(tài)勢，由2000年的0.259上升至2017年的0.793，表明天津市海洋生態(tài)經濟系統發(fā)展水平不斷提高，并呈現出良好的發(fā)展勢頭。具體到各系統層面，天津市海洋經濟子系統與海洋社會子系統基本保持穩(wěn)步上升，但在2000年至2009年間，天津市海洋經濟子系統與社會子系統處于較低水平，而在2010年至2017年間，呈現顯著的同步增長，表明進入“十一五”規(guī)劃期以來，天津市海洋事業(yè)進入快速發(fā)展階段，各類海洋產業(yè)蓬勃發(fā)展，成為帶動天津市經濟社會發(fā)展的新增長點。與此同時，天津市海洋生態(tài)子系統指數顯著下降，先由2000年的0.632下降至2012年的0.326，之后又緩慢回升至2017年的0.389，與海洋經濟與社會發(fā)展態(tài)勢相悖。

進入21世紀，天津市海洋事業(yè)發(fā)展剛起步，發(fā)展速度相對較慢，海洋資源的開發(fā)利用水平較低，對海洋生態(tài)環(huán)境造成的破壞尚不明顯。但隨著海洋開發(fā)戰(zhàn)略的不斷推進，海洋發(fā)展的重心聚焦于經濟發(fā)展，對海洋生態(tài)環(huán)境重要性認識不夠，出臺的環(huán)境政策較少且落實不到位，加之天津地處渤海沿岸，海洋環(huán)境相對封閉且自凈能力較弱，使得其海洋生態(tài)狀況嚴重下滑，尤其是近岸海域，生態(tài)壓力持續(xù)增大，環(huán)境問題日趨嚴重，海洋經濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境惡化的矛盾日益突出。在黨的十八大上，黨中央提出生態(tài)文明建設的重大戰(zhàn)略舉措，天津市也認識到海洋生態(tài)問題的嚴峻性，不斷調整海洋開發(fā)策略，使得海洋生態(tài)子系統在2012年至2017年間略有回升，但不能因此認定天津市海洋生態(tài)狀態(tài)就此好轉，天津市海洋經濟社會與生態(tài)環(huán)境發(fā)展仍呈現背離趨勢，差距不斷擴大，經濟社會發(fā)展需求的無限性與資源環(huán)境供給的有限性的矛盾日漸加劇，海洋生態(tài)問題積重難返。

3.2 天津市海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展狀態(tài)測評

通過構建協調度判定模型，計算得到2001—2017年天津市海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展狀態(tài)，見表2。2001—2017年期間，天津市海洋生態(tài)經濟系統協調度均為負值，表明天津市海洋生態(tài)經濟系統已存在長期的不協調問題，過去海洋經濟社會的高速發(fā)展是以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價。同時，天津市海洋生態(tài)經濟系統協調度總體呈下降趨勢，且下降幅度明顯，由2001年的-0.068下降至2017年的-0.325。

具體而言，下降過程大致可以分為三個階段，第一階段為2001年至2005年，天津市海洋生態(tài)經濟系統協調度相對較高且基本保持平穩(wěn)，原因在于，這一階段天津市海洋經濟子系統與社會子系統的發(fā)展尚處于起步階段，其資源開發(fā)和污染行為尚未對海洋生態(tài)系統產生較大破壞，加之海洋生態(tài)系統反饋機制的滯后性，使得非協調狀態(tài)尚不明顯;第二階段為2006至2012年間，天津市海洋生態(tài)經濟系統協調程度出現明顯下降，并表現為在較低水平不斷“震蕩”的變化態(tài)勢，主要源于2006年，天津市濱海新區(qū)被納入國家發(fā)展戰(zhàn)略，成為國家重點支持開發(fā)開放的國家級新區(qū)，天津市海洋經濟社會進入跨越式發(fā)展階段，經濟規(guī)模迅速擴張，與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾開始顯現并逐漸升級，海洋生態(tài)環(huán)境質量明顯下滑，使得海洋生態(tài)經濟系統整體協調性迅速下降至較低水平，而天津市海洋經濟社會發(fā)展雖勢頭迅猛，但尚未進入成熟階段，協調性由此呈現震蕩的不穩(wěn)定波動;第三階段為2013年至2017年，天津市海洋生態(tài)經濟系統協調性出現緩慢回升，緣于“十二五”規(guī)劃提出綠色發(fā)展的要求后，國家對海洋生態(tài)環(huán)境保護的重視程度不斷提高，天津市在調整海洋產業(yè)結構、轉變海洋經濟增長方式、加強海洋生態(tài)保護及污染治理等方面的工作初見成效，海洋生態(tài)系統退化趨勢有所緩和，然而海洋生態(tài)經濟系統的協調度仍為負數，表明天津市海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展的實現具有艱巨性和長期性。

3.3 天津市海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展障礙因素識別

通過構建障礙度模型，計算得到2000—2017年間天津市海洋生態(tài)經濟系統協調度排在前5位的主要障礙因素及其障礙度，見表3。結果表明，天津市海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展的主要障礙因素在時間序列上存在明顯變化，其中，2000—2008年的主要障礙因素包括 X21、X8、X7、X26和X3 等，說明此階段教育支出較小、外資吸引力弱、固定資產投入較少、科技水平偏低、資源開發(fā)效率不足是阻礙天津市海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展的主要因素。而隨著天津市海洋事業(yè)的快速推進及經濟社會的高速發(fā)展，這些障礙因素的阻力逐漸下降。2009—2017年的主要障礙因素演變?yōu)閱挝幻娣e工業(yè)固體廢棄物產生量 （X14）、海洋生物多樣性（X10）、單位面積工業(yè)廢水排放量（X15） 等，此時，陸源污染排放強度上升使得海洋生態(tài)子系統愈發(fā)惡化，與經濟社會子系統的高速發(fā)展相背離，導致海洋生態(tài)經濟系統愈加不協調，可以得知，天津市海洋生態(tài)經濟系統的主要障礙逐漸由經濟、社會低度發(fā)展轉向海洋生態(tài)嚴重退化。從障礙度的變化趨勢來看，2000—2008年間，前5位的障礙因素的障礙度數值差距較小，而2009—2017年顯著擴大，集中表現為工業(yè)污染廢棄物的不斷增多和生物多樣性的急劇下降，說明天津市雖然已具備建設全球海洋中心城市的基本條件，但也面臨著經30多年發(fā)展遺留下來的復雜資源、環(huán)境、生態(tài)問題，重復了新加坡、漢堡、鹿特丹等發(fā)達國家海洋中心城市同樣的發(fā)展窠臼。因此，天津市有必要汲取世界級海洋中心城市高速經濟發(fā)展以致生態(tài)環(huán)境破壞的慘痛教訓，學習其循環(huán)經濟與綠色轉型的成功經驗，創(chuàng)造彎道超車的機遇，探索出一條集約高效、生態(tài)友好、健康持續(xù)的新路徑。

3.4 天津市海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展預測分析

3.4.1 模型精度檢驗

為了更直觀地比較模型的預測性能，本文采用簡單交叉驗證，即將數據按照時間順序分別提取前70%的數據作為訓練集，后30%的數據作為測試集。同時采用以下3個指標檢驗預測模型的擬合度，分別為平均絕對百分比誤差（MAPE）、平均絕對誤差（MAE）和均方誤差（MSE）。檢驗結果表明（表4），指數平滑-BP神經網絡預測模型的各項評估指標均為最小，說明其預測精度較高，據此，可以依據該模型進行相關預測。

3.4.2 預測結果分析

根據構建的指數平滑-BP神經網絡預測模型計算得到2018—2025年天津市海洋生態(tài)經濟系統的協調度預測結果，圖4反映了系統協調度的實際值與預測值的變化軌跡。從預測結果看，2018年至2025年間，天津市海洋生態(tài)經濟系統協調度呈現出緩慢回升的趨勢，將由2018年的-0.328上升至2025年的-0.311，表明隨著海洋生態(tài)文明建設及環(huán)境保護工作的全面推進，天津市海洋經濟、社會子系統的發(fā)展與生態(tài)子系統間的矛盾將略有緩解。但須注意的是，海洋生態(tài)經濟系統協調度的回升速度較慢，且呈現出逐漸放緩的趨勢，導致2025年的協調度水平仍然較低且為負數，海洋經濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的矛盾沖突依然存在。綜上，為滿足天津市全球海洋中心城市的建設需要，加快海洋經濟-生態(tài)-社會向高質量協調方向轉變，亟需補足海洋生態(tài)短板，從經濟發(fā)展的根源解決海洋生態(tài)問題。一方面，繼續(xù)加大海洋生態(tài)整治力度，強化海洋生態(tài)修復水平，增強海洋生態(tài)治理的社會投入;另一方面，仍需全面轉變海洋經濟增長方式，提高海洋科技貢獻度，創(chuàng)新海洋產業(yè)綠色化發(fā)展動能，以實現海洋經濟-生態(tài)-社會系統的良性循環(huán)與動態(tài)平衡。

4 結論與討論

天津市位于京津冀重工業(yè)區(qū)，處于渤海灣底部、海河流域最下游，承擔了上游70%以上的污染物入海通量，加上自身工業(yè)污染嚴重，一直是國家渤海綜合治理攻堅戰(zhàn)的重點區(qū)域。文章通過分析天津市海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展狀態(tài)、障礙因素及演變趨勢，得到以下幾點結論：①盡管國家加大整治力度，但天津市海洋經濟社會在迅猛發(fā)展的同時，海洋生態(tài)環(huán)境質量依然嚴重下滑，陸源污染仍十分嚴峻，已成為亟待集中全社會力量下大力氣、重點解決的“卡脖子”問題。②天津市海洋生態(tài)經濟系統協調度總體呈下降態(tài)勢，雖預計在未來短期有所回升，但距離理想協調狀態(tài)仍有較大差距，且恢復速度相對緩慢。全球海洋中心城市建設要求天津市成為海洋航運服務中心、海洋產業(yè)集聚中心、海洋科技教育中心、海洋文化交流中心，而非協調的海洋生態(tài)經濟系統無法支撐天津實現上述需求，為了掃除海洋生態(tài)經濟系統非協調發(fā)展的障礙，筑牢下一階段建設的基礎，根據對前文海洋生態(tài)經濟協調度及障礙度分析，圍繞海洋生態(tài)這一短板提出以下對策建議：

首先，陸海統籌聯動，共同遏制海洋生態(tài)惡化。天津市建設全球海洋中心城市對渤海資源與環(huán)境的剛性需求會持續(xù)上升，低端工業(yè)向高端制造業(yè)和服務業(yè)轉型并不意味著對渤海生態(tài)的影響會減少，經濟體量擴容反而會有更多固體廢物、廢水依賴渤海容納、處理，京津冀地區(qū)人口的進一步集聚、生活質量的不斷提升也會帶來更大的渤海生態(tài)引致壓力。前面測評也進一步證實，天津市的海洋生態(tài)問題主要來自陸域排污，鑒于渤海灣的極度脆弱和不易恢復性，迫切需要將海洋生態(tài)末端治理轉變?yōu)橐躁懹蚴锥螢橹攸c的全過程治理，大力推進陸海統籌治理、河海聯動治理，從海河流域上游（即河北、山西、山東、河南、內蒙古、北京）入手，綜合采用物理去除、植物去除、化學修復、微生物修復等多種技術手段，降低固體廢棄物、廢水帶來的危害，加快推進海河全流域的山水林田湖草海一體化生態(tài)修復工程，有序開展上游省市陸域和天津海域的綜合整治，全面建設陸海共榮的環(huán)渤海生態(tài)圈。

其次，打造科技引擎，創(chuàng)新海洋經濟綠色動能。天津市一方面需積極探索天津港主體港區(qū)、南港工業(yè)區(qū)、臨港經濟區(qū)、綜合保稅區(qū)、自貿試驗區(qū)、濱海旅游區(qū)等重點經濟區(qū)域的循環(huán)經濟改造，確立全新的綠色生產模式，加速提升原有港航、油礦、旅游等海洋產業(yè)生態(tài)創(chuàng)新水平，以科技引領建造生態(tài)化海洋高端工程裝備制造國家級產業(yè)發(fā)展基地;另一方面亟須將地質勘探技術、化工技術、生物技術等新技術、航空航天、遙感遙測、仿生模擬、人工智能、通信衛(wèi)星等高科技手段綜合應用于海洋資源開發(fā)和生態(tài)治理領域，助推海洋生物醫(yī)藥、海水綜合利用、海洋能源等新興綠色產業(yè)，形成更多生態(tài)化海洋高新技術產業(yè)集群，自源頭轉換海洋經濟生態(tài)系統演進新動能。

第三，融匯多方主體，培育海洋社會治理力量。向社會各界披露海洋生態(tài)、經濟、社會三個系統發(fā)展狀態(tài)的詳細信息，在凝聚共識的基礎上，鼓勵天津市涉海企業(yè)、海洋科研機構、社會組織、媒體、公眾等多元主體成為海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展的實際支持者、行動者和監(jiān)督者，與政府部門一同構成層次清晰、分工合理、運轉有效的協同治理新體系，全面運用各方主體具備的法律、行政、市場、技術、文化、信息等手段，多管齊下，在海洋生態(tài)紅線、濱海濕地總量管控等制度約束下，通過民主決策協商機制、信息技術共享機制、長效利益協調機制、參與執(zhí)行激勵機制的構建，促進形成海洋生態(tài)經濟系統多方自主治理的社會力量，共同推進“全球海洋中心城市”建設過程中海洋生態(tài)高效治理、海洋經濟有序發(fā)展和海洋社會轉型進步。

第四，多規(guī)合一改革，全面助力海洋協同治理。圍繞《關于建立更加有效的區(qū)域協調發(fā)展新機制的實施方案》，統籌《天津市海洋主體功能區(qū)規(guī)劃》《天津海洋經濟和海洋事業(yè)發(fā)展十四五規(guī)劃》《天津市海洋經濟科學發(fā)展示范區(qū)規(guī)劃》《天津市建設海洋強市行動計劃》及相關的《天津市國土空間規(guī)劃》《天津市“十四五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》等，促使各項規(guī)劃計劃同步將海洋經濟社會發(fā)展和海洋生態(tài)狀態(tài)作為重要考評指標，建立統一的目標驗收體系，確保未來天津市海洋經濟社會發(fā)展格局與海洋生態(tài)治理工作步調一致，尤其是保障落實海洋生態(tài)治理重點區(qū)域、重大項目，在海洋資源環(huán)境承載力內布局海洋經濟、社會建設新項目，嚴格施行海洋生態(tài)損害評估，通過強化對海洋生態(tài)系統的補償、修復和維持，形成聯防聯控聯建、全要素協同運行的全球海洋中心城市發(fā)展新格局。

由于全球海洋中心城市建設是海洋領域的新課題，相關研究較少且不深入，文章從海洋生態(tài)經濟系統協調發(fā)展視角入手，對全球海洋中心城市建設的基礎性保障進行探討，未來可繼續(xù)加強經濟發(fā)展模式革新、國內外區(qū)域差異比較、重點建設領域籌劃、政策效果反饋等多維度研究，為落實全球海洋中心城市建設全面探索有益路徑。

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Predictionof coordinated development of marine eco-economic system in Tianjin under the background of building the leading maritime capitals of the world

GAO Kun 1 DU Yuanwei 1 LIU Yang 1 LI Hua 2

（1. College of Management， Ocean University of China， Qingdao Shandong 266100， China; 2. College of Management， Agriculture University of Qingdao， Qingdao Shandong 266109， China）

Abstract China is making progress towards a strong maritime power from simply a large maritime country. The initiative of building the leading maritime capitals of the world can effectively promote the realization of this objective， and the healthy and coordinated development of the marine eco-economic system is the prerequisite and foundation for the construction of leading maritime capitals of the world. From the perspective of coordination degree and obstacle degree， this paper studies the interactions among marine ecology， marine economy and marine society in Tianjin and the key constraints that affect the coordination of marine ecological economic system. Furthermore， this paper applies exponential smoothing method-BP neural network to reveal the trend and characteristics of the evolution of the marine eco-economic system. The results show that： ① Compared with the significant uptrend of the marine economic and social subsystems， the evaluation value of marine ecological subsystem decreased from 0.632 to 0.389， indicating that Tianjin previously sacrificed marine ecology in exchange for the rapid development of marine economy and society; ② The marine eco-economic system of Tianjin has been uncoordinated for a long time. From 2000 to 2017， the coordination degree of the marine eco-economic system in Tianjin decreased from -0.068 to -0.325. The interactions among three subsystems continued to deteriorate and the endogenous contradictions became more and more prominent; ③ The obstacle factors affecting the coordinated development of the marine eco-economic system in Tianjin have shifted from the low level of marine socioeconomic development to the deterioration of marine ecological environment. The persistence of marine ecological problems is the key obstacle for Tianjin to build the leading maritime capital of the world; ④ If Tianjin continues with the past development model， the coordination degree of Tianjins marine eco-economic system will slowly rise from -0.328 in 2018 to -0.311 in 2025. The marine eco-economic system of Tianjin will remain uncoordinated and difficult to achieve high-quality development， which is bound to cause a dilemma affecting the structure， root， and tendency in the construction of a leading maritime capital of the world. Therefore， Tianjin is advised to further promote coordinated land-sea ecological governance， create green driving force for marine economy with science and technology， and rally marine social governance forces to become a leading maritime capital of the world with a coordinated marine eco-economic system.

Key words leading maritime capitals of the world; marine eco-economic system; coordinated development; obstacle factor; prediction model; Tianjin

（責任編輯：于 杰）