舟山養(yǎng)殖海域承載力評(píng)價(jià)研究

李艷玲 ,顧波軍

(1.浙江海洋大學(xué)海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 舟山 316022;2.浙江海洋大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院 舟山 316022)

0 引言

承載力的概念最早源于工程力學(xué)領(lǐng)域,在經(jīng)歷人口承載力、資源承載力、環(huán)境承載力和生態(tài)承載力的發(fā)展后,如今主要用于反映特定資源和環(huán)境對(duì)于經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的支持能力即可持續(xù)發(fā)展能力。海域既是重要資源,也是眾多海洋資源的載體,因此海域承載力實(shí)際上反映的是海域的資源供給能力、自我調(diào)節(jié)能力以及對(duì)人類活動(dòng)的支持程度。近年來(lái),人類不斷開(kāi)發(fā)利用海洋導(dǎo)致海域環(huán)境污染、生態(tài)破壞和資源短缺等問(wèn)題越加凸顯,海域是否過(guò)載成為海洋經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的根本性問(wèn)題,關(guān)于海域承載力的理論研究也日益增多。狄乾斌等[1]運(yùn)用狀態(tài)空間法對(duì)遼寧海域承載力進(jìn)行量化研究,提出遼寧海域承載力處于超載狀態(tài),但承載狀況總體趨于好轉(zhuǎn);任新君[2]研究海域承載力與海水養(yǎng)殖業(yè)布局的相互作用機(jī)理,為青島海水養(yǎng)殖業(yè)布局的優(yōu)化提出對(duì)策建議;王啟堯[3]在考慮經(jīng)濟(jì)臨海布局優(yōu)化的基礎(chǔ)上,運(yùn)用層次分析法和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法對(duì)海域承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)研究,并以膠州灣為例進(jìn)行實(shí)證分析;于謹(jǐn)凱等[4]運(yùn)用響應(yīng)面法構(gòu)建基于海域承載力的海洋漁業(yè)空間布局適應(yīng)性優(yōu)化模型,并以山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)為例,求解獲得適應(yīng)性優(yōu)化方案;狄乾斌等[5]基于VAR 方法研究1996—2014 年我國(guó)沿海地區(qū)海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與海域承載力的相互關(guān)系,提出環(huán)渤海地區(qū)、長(zhǎng)三角地區(qū)和珠三角地區(qū)的海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與海域承載力互為因果關(guān)系;狄乾斌等[6]同樣基于VAR 方法研究我國(guó)沿海地區(qū)海域承載力與海洋經(jīng)濟(jì)效益的動(dòng)態(tài)響應(yīng)關(guān)系;田海蘭等[7]基于供需平衡法對(duì)河北海域承載力進(jìn)行綜合測(cè)算,提出漁業(yè)資源已接近飽和狀態(tài),而旅游資源尚有較大發(fā)展空間。

目前關(guān)于養(yǎng)殖海域承載力的研究較少。我國(guó)在海水養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展的同時(shí),對(duì)養(yǎng)殖海域造成巨大的壓力。以舟山海水養(yǎng)殖業(yè)為例,近年來(lái)養(yǎng)殖密度不斷提高,受災(zāi)養(yǎng)殖面積居高不下,較清潔以上海域占比平均不到20%。因此,舟山養(yǎng)殖海域能否支持海水養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展成為重要課題。本研究運(yùn)用熵權(quán)TOPSIS模型,基于2006—2018年舟山養(yǎng)殖海域的相關(guān)數(shù)據(jù),對(duì)舟山養(yǎng)殖海域承載力進(jìn)行量化評(píng)價(jià),從而為舟山更好地發(fā)展海水養(yǎng)殖業(yè)提供理論參考。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

海域承載力是指在堅(jiān)持海洋經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益的基礎(chǔ)上,對(duì)海洋進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用的最大程度。海域承載力是海洋可持續(xù)發(fā)展的重要依據(jù),同時(shí)是衡量海域資源和環(huán)境能否支持沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要標(biāo)志。狄乾斌等[8]根據(jù)海洋資源的特點(diǎn),提出海域承載力是在一定時(shí)期內(nèi),以海洋資源可持續(xù)利用和海洋生態(tài)環(huán)境不被破壞為原則,在符合現(xiàn)階段社會(huì)主義準(zhǔn)則的物質(zhì)生活水平下,通過(guò)自我維持和自我調(diào)節(jié),海洋能夠支持人口、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的能力或限度;劉康等[9]認(rèn)為研究海域承載力的目的是緩解人類活動(dòng)對(duì)海域資源和環(huán)境的破壞,因此應(yīng)從資源的供給能力和環(huán)境的容納能力2個(gè)方面闡述,即在確定的時(shí)間段內(nèi),海域資源主要是可再生資源的儲(chǔ)備量能否促進(jìn)當(dāng)?shù)睾Ｑ螽a(chǎn)業(yè)發(fā)展,同時(shí)海域環(huán)境能否提高沿海地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)總量。

本研究根據(jù)上述海域承載力定義,借鑒單春紅等[10]的研究成果,并結(jié)合舟山實(shí)際情況,建立舟山養(yǎng)殖海域承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。

表1 舟山養(yǎng)殖海域承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系體現(xiàn)海域?qū)︷B(yǎng)殖資源和養(yǎng)殖環(huán)境2個(gè)子系統(tǒng)的供容能力,是養(yǎng)殖海域資源和環(huán)境承壓力的統(tǒng)一。其中:壓力指標(biāo)是指對(duì)養(yǎng)殖海域造成破壞或擾動(dòng)的外部壓力,導(dǎo)致養(yǎng)殖海域承載力發(fā)生改變;狀態(tài)指標(biāo)是指在特定時(shí)期和一定壓力的作用下養(yǎng)殖海域的現(xiàn)狀。

本研究的數(shù)據(jù)根據(jù)2006—2018年《中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》《浙江省漁業(yè)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)資料》和《舟山市海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)》整理得到。

2 評(píng)價(jià)方法

2.1 熵權(quán)TOPSIS模型

熵權(quán)法是客觀賦權(quán)的方法,通過(guò)計(jì)算指標(biāo)的信息熵,利用指標(biāo)的差異程度來(lái)衡量指標(biāo)數(shù)據(jù)中包含的有效信息和指標(biāo)權(quán)重。指標(biāo)的離散程度越大,該指標(biāo)的熵值越小,有效價(jià)值越大,在綜合評(píng)價(jià)中對(duì)目標(biāo)的影響也越大[11]。TOPSIS 法是多目標(biāo)決策分析的常用方法,其核心思想是確定決策問(wèn)題的正理想解和負(fù)理想解,比較各評(píng)價(jià)方案與正、負(fù)理想解之間的距離,計(jì)算各評(píng)價(jià)方案與正、負(fù)理想解的相對(duì)接近度,根據(jù)相對(duì)接近度進(jìn)行方案的優(yōu)劣排序[12]。

熵權(quán)TOPSIS模型是利用熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重,并進(jìn)行TOPSIS多目標(biāo)評(píng)價(jià)的較常用的評(píng)價(jià)模型。利用該模型評(píng)價(jià)一定時(shí)期內(nèi)舟山養(yǎng)殖海域承載力,能夠比較科學(xué)和直觀地反映承載力的動(dòng)態(tài)變化情況,為舟山建設(shè)海洋強(qiáng)市提供理論依據(jù)。

2.2 養(yǎng)殖海域承載力評(píng)價(jià)模型

2.2.1 原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

假設(shè)評(píng)價(jià)年份有m個(gè),評(píng)價(jià)指標(biāo)有n個(gè),養(yǎng)殖海域承載力的原始評(píng)價(jià)矩陣為:

式中:yij(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n)為第i個(gè)評(píng)價(jià)年份的第j個(gè)指標(biāo)的數(shù)值。

由于各指標(biāo)的量綱單位存在差異,須對(duì)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。將評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分為正向指標(biāo)和逆向指標(biāo)2個(gè)部分,采用極差變換法對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

正向指標(biāo):

逆向指標(biāo):

式中:rij為第i個(gè)評(píng)價(jià)年份的第j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值;max(yij)和min(yij)分別為評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)指標(biāo)的最大值和最小值。

由上式可得標(biāo)準(zhǔn)化矩陣:

2.2.2 確定指標(biāo)權(quán)重

熵權(quán)的計(jì)算公式為:

式中:Ej為信息熵。

式中:aij為指標(biāo)權(quán)重。

2.2.3 構(gòu)建加權(quán)矩陣

利用指標(biāo)權(quán)重建立規(guī)范化矩陣:

2.2.4 TOPSIS評(píng)價(jià)

設(shè)和分別為評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中第j個(gè)指標(biāo)在第i個(gè)評(píng)價(jià)年份的最大值(正理想值)和最小值(負(fù)理想值),計(jì)算公式為:

分別計(jì)算評(píng)價(jià)方案與最優(yōu)方案和最劣方案之間的距離即和:

計(jì)算各評(píng)價(jià)方案與最優(yōu)方案的接近程度,從而確定各方案的優(yōu)劣,計(jì)算公式為:

式中:Gi為第i個(gè)評(píng)價(jià)年份的養(yǎng)殖海域承載力綜合評(píng)價(jià)指數(shù)。

Gi∈[0,1],越接近1表明評(píng)價(jià)方案越優(yōu),越接近0表明評(píng)價(jià)方案越劣。

3 舟山養(yǎng)殖海域承載力評(píng)價(jià)

3.1 評(píng)價(jià)過(guò)程

采用極差變換法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理(表2)。

表2 2006—2018年舟山養(yǎng)殖海域承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果

運(yùn)用熵值法確定指標(biāo)權(quán)重(表3)。

表3 指標(biāo)權(quán)重

計(jì)算2006—2018年舟山養(yǎng)殖海域承載力綜合評(píng)價(jià)指數(shù)(表4)。

表4 2006—2018年舟山養(yǎng)殖海域承載力綜合評(píng)價(jià)指數(shù)

3.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

2006—2018年舟山養(yǎng)殖海域承載力的變化趨勢(shì)如圖1所示。

圖1 2006—2018年舟山養(yǎng)殖海域承載力

總體來(lái)看,舟山養(yǎng)殖海域承載力呈波動(dòng)上升的趨勢(shì)。2006—2010年養(yǎng)殖海域承載力處于小幅波動(dòng)上升狀態(tài),2010年后持續(xù)下滑,到2012年處于最低水平,2012—2015年增速緩慢,2015年后快速提升,2017—2018年已接近0.7且遠(yuǎn)高于其他年份。

進(jìn)一步分析養(yǎng)殖海域承載力系統(tǒng)所包含的2個(gè)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。養(yǎng)殖資源承載力與養(yǎng)殖海域承載力的對(duì)比如圖2所示。

圖2 2006—2018年舟山養(yǎng)殖資源承載力

由圖2可以看出:2006—2015年養(yǎng)殖資源承載力處于小幅波動(dòng)狀態(tài),其中2012 年為最低值即0.172 4;2015—2017年養(yǎng)殖資源承載力快速提升,2018年繼續(xù)保持較高水平。

從該子系統(tǒng)內(nèi)部分析:2006—2018年海水養(yǎng)殖面積由8 840 hm2降至4 401 hm2,主要是由于近岸水體污染導(dǎo)致海水養(yǎng)殖面積明顯縮減;但單位面積海水養(yǎng)殖產(chǎn)量由13.51 t增至59.71 t,表明海水養(yǎng)殖總產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)飛躍式增長(zhǎng);海水養(yǎng)殖產(chǎn)值增長(zhǎng)率由2006年的-2.34%升至2016年的17.27%,之后稍有回落。從整體來(lái)看,舟山養(yǎng)殖資源承載力呈波動(dòng)上升趨勢(shì),與養(yǎng)殖海域承載力的變化趨勢(shì)基本一致,表明養(yǎng)殖資源對(duì)養(yǎng)殖海域承載力的貢獻(xiàn)度較大。

養(yǎng)殖環(huán)境承載力與養(yǎng)殖海域承載力的對(duì)比如圖3所示。

圖3 2006—2018年舟山養(yǎng)殖環(huán)境承載力

由圖3可以看出,養(yǎng)殖環(huán)境承載力的變化幅度較大,2008年達(dá)到最高值即0.909 7,2013年次之即0.604 9,2012年達(dá)到最低值即0.160 6,2015年后又逐漸回升。

從該子系統(tǒng)內(nèi)部分析:2006—2018年受災(zāi)養(yǎng)殖面積占比以及因受災(zāi)產(chǎn)量損失占比的變化趨勢(shì)基本吻合,均是先增后減,并于2011年左右達(dá)到峰值;較清潔以上海域面積占比于2008年達(dá)到最高值,并于2012年達(dá)到最低值,與養(yǎng)殖環(huán)境承載力的變化趨勢(shì)相吻合,表明海水水質(zhì)是研究舟山養(yǎng)殖環(huán)境承載力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)陸海統(tǒng)籌和海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)的不斷深入,擁有“千島之城”美譽(yù)的舟山依靠其得天獨(dú)厚的地理優(yōu)勢(shì)和豐富的海洋資源優(yōu)勢(shì),大力培育現(xiàn)代海洋產(chǎn)業(yè)尤其是海水養(yǎng)殖業(yè)并將其作為發(fā)展方向之一,對(duì)養(yǎng)殖海域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注度不斷提升。本研究基于熵權(quán)TOPSIS 法測(cè)算舟山養(yǎng)殖海域承載力,并進(jìn)一步分析養(yǎng)殖資源承載力和養(yǎng)殖環(huán)境承載力。根據(jù)研究結(jié)果,提高舟山養(yǎng)殖海域承載力須提高海水養(yǎng)殖產(chǎn)量和改善海水水質(zhì)。

舟山海水養(yǎng)殖業(yè)目前的突出問(wèn)題是在良種繁育、疫病防控和健康養(yǎng)殖等技術(shù)領(lǐng)域的原創(chuàng)性成果較少且技術(shù)明顯落后,嚴(yán)重阻礙產(chǎn)業(yè)發(fā)展。為此,須優(yōu)化創(chuàng)新氛圍,加大科技投入,加快技術(shù)研發(fā),針對(duì)各養(yǎng)殖環(huán)節(jié)中的技術(shù)難題實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵性突破。與此同時(shí),樹(shù)立“人才強(qiáng)?！钡睦砟?積極培育和引進(jìn)高層次創(chuàng)新人才,通過(guò)合理有效的激勵(lì)機(jī)制加強(qiáng)人才的歸屬感,為提高海水養(yǎng)殖產(chǎn)量和促進(jìn)海水養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供充足的人力保障。

根據(jù)2018年《中國(guó)海洋生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》,舟山是我國(guó)8個(gè)近岸海域水質(zhì)極差的城市之一。這是因?yàn)橹凵胶Ｓ蚴荛L(zhǎng)江、錢塘江和杭州灣沿岸陸源排污入海的大量污染物影響,水質(zhì)主要超標(biāo)因子為無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽。污染物導(dǎo)致海水養(yǎng)殖病害不斷發(fā)生,甚至出現(xiàn)養(yǎng)殖生物大面積死亡的問(wèn)題,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。此外,這些對(duì)人體有害的化學(xué)污染物會(huì)殘留在養(yǎng)殖生物體內(nèi),導(dǎo)致養(yǎng)殖水產(chǎn)品的食品安全和質(zhì)量難以得到有效的控制。因此,一方面,須制定并實(shí)施嚴(yán)格的污染防控機(jī)制和相應(yīng)的管理措施,對(duì)排污企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督,防止工業(yè)廢水直接入海;另一方面,須進(jìn)一步完善城鄉(xiāng)排污系統(tǒng)等相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),有效處理生活污水和垃圾,避免對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境造成影響。