1、第 35 卷 第 3 期 海 洋 环 境 科 学 Vol . 2 5 , No . 32 0 0 6 年 9 月 MARIN E ENV IRONM EN TAL SCIENCE Sept . 2 0 0 6海洋生态环境承载力评价指标体系研究 X苗丽娟 , 王玉广 , 张永华 , 王权明(国家海洋环境监测中心 ,辽宁 大连 116023)摘 要 : 海洋生态环境承载力是衡量海洋可持续发展的重要标志。本文在借鉴国内外区域承载力研究思路与方法的基础上 ,结合我国沿海各地海洋生态环境的实际状况 ,给出评价指标选取的原则 ,通过综合分析各地的社会、经济、资源与生态环境因素 ,构建适合我国海洋生态环境承
2、载力评价的指标体系 ,为定量分析沿海地区生态环境承载力奠定基础 ,为海洋资源的可持续利用与管理提供技术支撑。关键词 : 海洋生态环境 ;承载力 ; 评价指标体系中图分类号 :X826 文献标识码 : A 文章编号 : 100726336 (2006) 0320075203Assessing index system for bearing capacity of marine ecological environmentMIAO Li2juan , WAN G Yu2guang , ZHAN G Yong2hua , WAN G Quan2ming(National Marine Enviro
3、nmental Monitoring Center , Dalian 116023 , China)Abstract : The bearing capacity of the marine ecological environment is an important symbol to weigh the marine sustainable devel2opment . Based on the summation of the research methods on the regional bearing capacity at home and abroad , combining
4、the prac2tice of the marine ecological environment , the principles of selecting factors were discussed. By comprehensive analysis of society , e2conomic , resources and environment in the coastal areas , the assessing index system for bearing capacity of the marine ecological en2vironment was estab
5、lished ,and provided a basis for quantitative researching the bearing capacity of the marine ecological environ2ment , and scientific basis for the sustainable utilization and management of the marine resources.Key words :marine ecological environment ; carrying capacity ; assessment index system海洋生
6、态环境承载力是指在满足一定生活水平和环境质量要求下 ,在不超出海洋生态系统弹性限度条件下 ,海洋资源、环境子系统的最大供给与纳污能力 ,以及对沿海社会经济发展规模及相应人口数量的最大支撑能力 1 ,2 。海洋生态环境承载力是衡量海洋可持续发展的重要标志 ,体现了一定时期、一定区域的海洋生态环境系统 ,满足区域社会经济发展和人类生存、发展及享乐等方面的需求程度 ,其研究核心即是根据海洋资源与环境的实际承载力 ,确定沿海人口与社会经济的发展速度 ,从而更好地解决沿海经济发展、资源配置与海洋生态环境承载能力之间的平衡与协调问题 ,以实现海洋生态系统的良性循环 ,促进沿海社会经济的可持续发展。目前海洋
7、生态环境承载力已成为评判沿海人口、环境与社会经济协调发展与否的重要标识 ,沿海省、市已将海洋生态环境承载力与区域社会经济发展的协调与否作为决策依据 ,但对于其内涵、评价理论及计算方法现今仍处于探索阶段。本文通过借鉴国内外区域承载力的部分研究成果 ,从海洋生态环境承载力的基本内涵出发 ,就其评价指标选取的原则、指标体系的建立及指标权重的确定方法等进行初步探讨 ,为定量分析沿海省、市海洋生态环境承载力奠定基础。1 评价指标选取的原则基于海洋生态环境承载力内涵 ,借鉴国内外相关研究的最新理论与方法 ,海洋生态环境承载力评价指标的选取应遵循以下原则 3 ,4 。1. 1 综合性与主导性相结合影响海洋生
8、态环境承载力的因素很多 ,且影响程度的差异性较大。通过多因素综合评定法 ,既要对影响沿海省、市海洋生态环境承载力的自然环境、资源及社会经济等因素进行全面、综合的分析 ;同时还应突出重点 ,避繁就简 ,着重分析影响较大 ,并具典型代表性的主导因X 收稿日期 :2005206202 ,修订日期 :2006205230作者简介 : 苗丽娟 (19652) ,女 ,辽宁大连人 ,副研究员 ,硕士 ,主要从事海洋资源利用与生态环境保护的经济学分析研究。素 ,一方面可减少评价工作量 ,同时也能确保工作精度。1. 2 科学性和可操作性相结合选取的评价指标应能客观反映海洋生态环境的实际承载状况 ,既要科学、规
9、范 ,内涵明确 ,又要考虑在实际操作中数据的可获性和指标量化的难易程度。应力求使所选因素数据来源准确且便于统计与测算 ,处理方法科学 ,计算模型易于掌握。1. 3 描述性与评价性相结合所选指标既应有反映海洋生态环境承载能力的定量性评价指标 ,也应有定性的描述性指标。某些必不可少的、对海洋生态环境承载力影响较大的定性指标可通过某种途径定量化 ,使所选因素均具有统计价值 ,以减少主观任意性。1. 4 独立性与可比性相结合各评价指标应相互独立 ,尽量避免重复计算 ;同时所选指标内容要简单明了 ,容易理解 ,并具有较强的可比性。为便于沿海不同省、市之间的比较 ,应选取最常用、同时也是最易获取的、综合性
10、强、信息量大的规范性评价指标。1. 5 动态性与静态性相结合为了充分考虑海洋生态环境系统的动态变化 ,综合反映系统的现状及未来的发展趋势 ,便于进行预测与管理 ,故所选指标应既有反映目前状态的因素 ,也应有反映未来变化、动态的指标。2 评价指标体系的建立遵循上述原则 ,结合我国各地海洋生态环境的实际状况 ,采用理论分析、经验选择和专家咨询相结合的方法 ,着重考虑对沿海省、市海洋生态环境承载力有重大影响的指标 ,并利用社会经济统计分析软件 SPSS ,通过线性回归法对因素间的多重共线性进行分析 ,以确保所选指标的科学性与合理性 ,经过筛选集聚构建一套相应的内容丰富、层次清晰、针对性强的评价指标体
11、系 (图 1) 。海洋生态环境系统压力评价指标人口指标 :人口总数、人口密度 (人 / km2) 、人口自然增长率 ( )社会指标 :人均收入、人均用海面积 (m2) 、人均居住面积 (m2) ,失业率 ( %) ,恩格尔系数经济指标 : GDP 产值、工农业生产总值、海洋产业产值增长率、海洋资源利用率环境指标 :万元产值排污量、海水入侵面积比例 ( %) 、赤潮发生频率承压评价指标生态弹性指标 :海洋生物资源的多样性指数、珍惜物种所占比例资源承载指标 :人均海洋资源占有量、海洋生物丰度、海水资源丰度、海洋矿产资源丰度、海洋资源的潜在价值量环境承载指标 :海水中 COD、 DIN 及磷酸盐浓度
12、值与浓度限值、海洋环境功能区达标率 ( %) 、工业污染源达标排放率 ( %) 、污水综合利用率 ( %) 、海洋环保投资 ( %)图 1 海洋生态环境承载力评价指标体系Fig. 1 Assessment index system of the bearing capacity of marine ecological environment海洋生态环境承载力是由海洋生态环境系统与社会经济系统两方面的因素决定的 ,既受自然资源、环境因素的制约 ,又受社会经济发展状况、海洋产业开发政策、管理模式与水平及社会协调发展机制等诸多社会经济因素的影响 1 ,2 ,4 ,其评价指标可分为两类 :一类是压力
13、指标 ,主要反映区域社会经济发展对海洋生态环境的压力 ,包括沿海地区社会经济活动强度而引发的人口与经济增长、资源消耗及环境污染等 ;另一类是承压指标 ,反映的是海洋生态环境对区域社会经济发展的承载能力 ,包括生态弹性强度、海洋资源种类、数量、可供给量与价值量及环境容量等方面的评价指标。3 评价指标的标准化处理上述评价指标有“效益型”和“成本型”两种 ,其中属性值越大越好的为“效益型”指标 , 如“ GDP 产值”、“人均收入”及“人均海洋资源占有量”等 ;反之 , 属性值越小越好的则为“成本型”指标 ,如“海水中 COD、 DIN 及磷酸盐浓度值”、“海水入侵面积比例”与“赤潮发生频率”等指标
14、。因为各因子间的量纲不统一 ,没有可比性 ,故需对评价指标进行标准化处理。对于不同类型的指标有不同的标准化计算公式 5 ,6 ,其中效益型指标可按下式计算 :Zij = ( yij - yjmin) / ( yjmax - yjmin) , i = 1 , 2 , , n ; j =1 ,2 , , m (1)式中 : yjmax , yjmin分别为指标 Xj 的最大值和最小值。对于成本型指标 ,则按下式进行标准化处理 :Zij = ( yjmax - yij ) / ( yjmax - yjmin) , i = 1 , 2 , , n ; j =1 ,2 , , m (2)式中各符号含义与
15、式 (1) 相同。4 评价指标权重的确定方法在所选的评价指标中 ,各因素对海洋生态环境承载力的贡献率不同 ,因此需要对各指标进行权重赋值。多指标因子权重的确定是整个评价过程中必不可少的一步 , 是关系到评价结果是否与实际相符的关键一环。在权重的确定中 ,通常采用特尔斐法、层次分析法(简称 AHP 法 ) 等 ,其中 AHP 法是由美国人萨德 ( T. L .Saaty)于 20 世纪 70 年代初提出的一种定性与定量相结合的多目标决策分析方法 ,其理论严谨 ,便于操作 ,具有67 海 洋 环 境 科 学 第 25 卷高度的逻辑性、系统性、简洁性和实用性 ,它能有效地处理那些难以完全定量化的复杂
16、决策问题 ,可将决策者对复杂系统的决策思维过程模型化与数量化 4 ,5 ,比较完整地体现了系统分析与系统综合的思想。在具体处理方法上 ,层次分析法首先将复杂问题分成若干层次的系统 ,据此在比原问题简单化的层次上进行两两比较、分析、量化和排序 ,然后再逐次地进行综合 ,具有适用面广 ,灵活简便的特点 ,是目前较为常用的一种权重确定方法。 AHP法确定因子权重的步骤为 :确定目标和评价因子集 U ;构造判断矩阵 ;计算重要性排序 ;进行一致性检验。具体表述如下 :(1)设有 X1 、 X2 X n 共 n 个评价指标 ,构造矩阵如下 :A =a11 a12 a1 na21 a22 a2 n am1
17、 am2 am n其中 : aij表示 Xi 对 Xj 的影响程度。矩阵中的 aij由专家评定给出 ,取值大小依据表 1。表 1 两两比较量化标度判据Tab. 1 One to one judgment basis of scalar quantity甲指标与乙指标比 极重要 很重要 重要 略重要 相等 略不重要 不重要 很不重要 极不重要评价值 9 7 5 3 1 1/ 3 1/ 5 1/ 7 1/ 9注 : ( )显然 , aij = 1/ aji ; ( ) 标度 4 ,6 ,8 为以上两两判断的中间状态对应标度 。(2)对判断矩阵 A ,求解特征根 AW = max W ,所得到的W
18、经正规化后作为指标 X1、 X2 Xn的权重。一般用近似方法采用如下公式计算最大特征值 max和特征向量 W :(a) 计算判断矩阵各行元素的积 M1 : M1 = mj = 1aij , ( i =1 ,2 n) ;(b) 求各行 M1 的 n 次方根 : pi = n M i , ( i = 1 , 2 n) ;(c) 对 pi 作规一化处理 ,即得相应权数为 : W i = pi/ ni = 1pi ;(d) 计算最大特征值 max : max = ni = 1( A W ) inw i 。式中 : ( A W ) i 表示 A W 的第 i 个向量。(3) 对判断矩阵进行一致性检验。判
19、断矩阵具有一致性的条件是矩阵最大特征根与矩阵阶数相等 ,据此建立一致性评价值 CI 为 :CI = max - nn - 1 。(4) 最后将 CI 与平均随机一致性指标值 RI (表 2) 进行比较 ,求得随机一致性比率 CR 值 :CR = CI/ RI 。当 CR 值小于 0. 10 时 ,一般认为矩阵具有满意一致性 ;反之 ,则不具有满意一致性 ,需要将判断距阵表反馈到专家手里重新调整。当多个专家调整给定判断矩阵后 ,通过了一致性检验 ,运用简单的算术平均法将专家意见综合平均 ,即可得到反映各评价指标相对重要性权数。表 2 距阵随机一致性指标值 RITab. 2 Index value
20、 RI of random uniformity of matrix阶数 n 1 2 3 4 5 6 7 8 9RI 0. 00 0. 00 0. 58 0. 96 1. 12 1. 24 1. 32 1. 41 1. 455 结 论目前国内在海洋生态环境承载力评价指标体系方面的研究较少 ,本文就这方面进行了初步探讨 ,有待进一步深入研究。今后应选择试点海域不断补充完善 ,使之更加科学、合理 ,在实际中更具可操作性。通过建立一个较为合理、完善的评价指标体系 ,采用综合评价法、资源与需求差量法、生态足迹法及状态空间法等 ,测算与评定沿海省、市实际的海洋生态环境承载力 ,为沿海地区经济的可持续、健
21、康发展提供决策依据。参考文献 :1 高吉喜 . 可持续发展理论探索生态承载力理论、方法与应用 M .北京 :中国环境科学出版社 ,2001.2 韩增林 ,狄乾斌 . 辽宁省海洋水产资源承载力与可持续发展探讨 J .海洋开发与管理 ,2003 , 2 :52257. 3 邓 波 ,洪跋曾 ,龙瑞军 . 区域生态承载力量化方法研究评述J .甘肃农业大学学报 ,2003 ,38 (3) :2812289. 4 王书华 ,毛汉英 . 土地综合承载力指标体系设计及评价 J .自然资源学报 ,2001 ,16 (3) :2482254. 5 王中根 ,夏 军 . 区域生态环境承载力的量化方法研究 J .长江职工大学学报 , 1999 , 16 (4) : 9210.77第 3 期 苗丽娟等 :海洋生态环境承载力评价指标体系研究
