沿海地區海洋生態健康評價研究

路文海，曾容，向先全

（1.國家海洋信息中心，天津 300171；2.中國海洋大學，山東 青島 266100）

海洋生態系統是由海洋中復雜的生物群落和環境條件組成的生命支持系統，同時也是全球污染物的最終歸宿，環境污染、污染物的生物富集和食物鏈傳遞等都會對海洋生態系統造成長期的效應（王淼等，2006），沿海地區海洋生態環境正遭受著前所未有的強烈擾動如養殖、捕撈、圍填海、排污、航運、疏浚等，已經呈現出生產力下降、生物多樣性減少、水質惡化等問題，因此保證沿海地區生態環境的健康有序發展成為沿海各省市海洋環境管理的目標值之一。20世紀80年代Rapport（1989）首次論述了生態健康的概念和內涵問題，有關健康的度量和評價方法不斷出現，目前在海洋領域，海洋生態健康研究取得了一些成果，主要涉及濱海濕地、河口海灣、自然保護區等典型區域（李晴新，2010；羅東蓮，2011；葉屬峰，2007）評價角度也多偏重于生態學角度。Costanza認為健康的定義可以從“活力、組織結構和恢復力”3個特征來定義（Costanza，1992），但沿海地區作為與人類活動密切相關的區域，其生態健康不僅受人類活動驅動，同時其健康狀況也會反作用于人類社會，因此對其健康研究不能脫離于人類社會因素和人類價值判斷之外（Rapport，1998；袁興中，2001）。黨的十八大和李克強總理提出“把生態文明建設放在突出地位”、“把生態文明建設納入地方各級政府績效考核”，海洋生態文明作為原生態文明的起源，是建立自然生態系統生態文明的前提和基礎，海洋生態文明的缺失，將帶給人類自身不可逆轉的災難（劉家沂，2007），加強海洋生態文明建設已經成為沿海地區海洋生態環境保護工作的重點內容。本文認為健康的生態環境不僅應該具有自我持續發展的活力、提供各項支持服務功能、沒有嚴重的生態脅迫，還應該具備一定程度的生態文明，整體呈現具有高效率的產出、豐富多樣的功能、發展的文明程度及能夠從脅迫中盡快恢復。因此本文基于生態健康的內涵，將生態文明指標納入沿海地區生態健康評價指標體系，構建評價模型，并對天津、山東、福建3個沿海地區海洋生態健康狀況進行評價和問題分析，有助于加強對區域生態健康退化的干預，為沿海地區海洋生態環境的保護與管理提供依據。

1 研究方法與研究區

1.1 評價指標體系

本文從產出效率、功能多樣、生態文明及壓力脅迫四個方面構建沿海地區生態健康評價指標體系（圖1）。

產出效率是指健康的生態系統具有自我持續發展的活力，并為人類社會提供各種效益。本文選取單位確權海域使用面積經濟產出、單位養殖面積產量和單位鹽田面積產量3個指標作為沿海地區生態健康產出效率指標。

功能多樣是指健康的生態系統具有提供多種多樣支持服務功能的能力，如吸納污染、凈化水質、初級生產力等。本文選取生物多樣性變化趨勢、自然岸線保有率、海洋自然保護區比重和近岸海域二類以上水質面積比重4個指標作為沿海地區生態健康功能多樣指標。

圖1 沿海地區海洋生態健康評價指標體系

生態文明是指健康的生態系統具有較高的文明程度，能夠提供諸如發展科學認知、休閑娛樂、美學欣賞等非物質效益。本文選取海洋科技投入比重、萬人擁有海洋科研人員數量、海水浴場適宜游泳天數比例和海洋文化宣傳科普力度四個指標分別從科學認知、休閑娛樂等方面作為沿海地區生態健康生態文明指標。

壓力脅迫是指健康的生態系統承受外來荷載壓力和脅迫的程度，荷載壓力越大，則有可能使生態彈性受損，不易從壓力中恢復。本文選取海水入侵及土壤鹽漬化變化情況、工業廢水達標排放率和赤潮發生率3個指標作為沿海地區生態健康壓力脅迫指標。

1.2 生態健康分級

目前學術界尚未有統一認可的生態健康評價標準（馬克明，2001），綜合考量和借鑒城市、濕地、河流等健康等級劃分（曾勇等，2005；王斌，2012），結合海洋環境管理需求，本文將沿海地區生態健康劃分為5個等級，分別為健康、較健康、亞健康、不健康、病態。

狀態的表征為不合理的人為干擾得到有效控制，海洋生態系統最大程度地發揮各項服務功能，有高效的產出，生態文明融入經濟、文化等建設，實現沿海地區人類活動與海洋生態系統的良性互動；較健康狀態的表征為海洋生態系統所受脅迫較為合理，基本實現各項生產和服務功能的發揮，有較高的文明程度；亞健康狀態的表征為海洋生態系統存在一定程度的脅迫且有增加的趨勢，在某些時段可能存在水質惡化、生物多樣性下降、產出效率地下等問題，生態文明程度一般；不健康狀態的表征為海洋生態系統存在較大程度的人類脅迫，自我持續發展的活力低下，各項服務功能受損，文化、科研、娛樂等文明程度較低；病態狀態的表征為海洋生態系統受到嚴重脅迫，不具備自我持續發展和提供服務功能的能力，無法提供娛樂休閑、科研教育等。

1.3 評價標準

本文所涉及的評價指標標準的確定，通過查閱相關文獻、相關研究及國家相關標準制定。按照沿海地區生態健康程度分級，每個評價指標標準分為五級，每級標準對應一個標準化分值區間，每個指標對應標準見表1。

表1 評價指標標準分級

1.4 評價指標權重確定

指標權重的準確與否在很大程度上會影響綜合評價的準確性和科學性，層次分析法由于將定性與定量相結合，常常被運用于多目標、多準則、多要素、多層次的非結構化復雜決策問題，具有廣泛實用性，故本次評價采用層次分析法。首先構造矩陣，其次根據有經驗的專家對各分因子的重要性進行判斷，得到判斷矩陣如下：

bij表示對于A來說，Bi相對于Bj重要程度的數值體現。通常bij取1，2，…，9以及它們的倒數作為標度。

對判斷矩陣A-B，有

對判斷矩陣B3-C，有

計算出指標權重如表2。

1.5 研究區概況

本文選擇天津、福建、山東3個沿海地區作為案例研究區，這3個典型區域在海域自然資源狀況、海洋經濟發展速度、海洋綜合開發利用強度、海洋生態保護力度、海洋生態文明建設等方面都呈現出明顯差異。天津對海洋的綜合開發利用強度較大，圍填海規模大，海洋科技投入及科普力度較高；福建海域自然資源豐富，海洋經濟發展迅速，具有較高海洋經濟產出；山東擁有眾多海洋特別保護區和海洋公園，對海洋生態保護較為重視，但海水入侵和土壤鹽漬化等災害問題較為嚴重。根據沿海地區行政區劃劃分，以《中國海洋統計年鑒》、《中國環境統計年報》、《中國海洋環境狀況公報》等公開數據為基礎，對2010年天津、福建、山東3個沿海地區開展海洋生態健康評價和橫向對比，以期明確其健康狀況，分析健康退化原因，服務區域海洋環境生態保護與管理。

表2 沿海地區海洋生態健康評價指標體系及權重

2 評價結果與分析

2.1 評價指標標準化

評價指標體系中各項指標類型復雜，指標之間的量綱不統一，指標無法直接對比，且包含正向型指標和負向型指標，海水入侵和土壤鹽漬化變化趨勢及赤潮發生率兩項指標為負向型，其余指標為正向型。因此，在開展評價時，需要對3個研究區的參評因子進行標準化處理如表3。

表3 研究區評價指標標準化值

對于正向型指標，指標標準化值如下：

對于負向型指標，指標標準化值如下：

Ri為第i個評價因子標準化值，Xi為第i個評價因子現狀值，Vit為健康評價分級標準準，t為健康分級級別限值，t=0，1，2，3，4，5分別代表從病態至健康5個等級的6個限值。

2.2 評價結果

分別計算出天津、福建、山東3個沿海地區海洋生態健康綜合指數：

I為海洋生態健康綜合指數，Wi為第i個指標的權重，Ri為第i個指標的標準化值。

通過對3個案例研究區進行海洋生態健康狀況綜合評估，得出2010年天津、山東沿海海洋生態健康狀況為較健康，福建沿海海洋生態健康狀況為亞健康。

表4 沿海地區海洋生態健康評價結果

3 討論與結論

本文嘗試將生態文明納入沿海地區生態健康評價考核中，從海洋生態健康的產出效率、功能多樣、生態文明和壓力脅迫4個方面共14項指標構建沿海地區海洋生態健康評價指標體系，既可用于同一個地區不同時期的縱向研究，又可用于不同地區之間的橫向比較。通過建立生態健康表征體系，將為沿海地區海洋生態健康綜合評估夯實基礎，進一步實現陸海統籌、綜合調控，促進沿海地區生態環境健康和諧發展。

對2010年天津、福建、山東3個沿海地區的案例研究顯示，天津、山東健康狀況較好，處于較健康狀態，福建處于亞健康狀態。與已有文獻的研究成果對比，結果具有良好的一致性。這一結果顯示，天津重視海洋經濟發展和海洋生態保護的關系，近年來污染治理、保護區建設、生態修復、科研投入等工作卓有成效，但仍需提高區域海洋生態環境消納污染、改善海洋環境質量、提供初級生產力等各項支持服務功能；福建海洋生態環境具有較好的產出效率，但提供旅游娛樂、發展認知等文化功能較差，仍需加大海洋科研投入力度，加強海洋生態文明建設，赤潮災害發生頻率較高，需進一步采取措施加強預防治理；山東海洋自然岸線保有率較高，但海域資源的集約利用化仍需加強，區域海洋生態系統所受生態脅迫較大，海水入侵和土壤鹽漬化風險較高，陸源排污帶來的荷載大，需進一步采取積極措施，減輕陸地對區域海洋生態系統產生的壓力和負效應。

目前，海洋生態健康研究領域方興未艾，本文初步建立了涵蓋生態文明在內的沿海地區海洋生態健康評價模型，但受制于數據獲取及研究時間，因此對于其概念內涵、評價指標體系、評價模型仍需進一步研究完善，對于如何根據評價結果更有效地指導地方海洋環境管理尚有待進一步深入研究。

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