基于功效系數(shù)法的海洋生態(tài)環(huán)境評價(jià)研究
——以膠州灣海洋生態(tài)環(huán)境為例

王印紅 魏 蘭

(1.中國海洋大學(xué) 國際事務(wù)與公共管理學(xué)院，山東 青島 266100；2.中國海洋大學(xué) 海洋發(fā)展研究院，山東 青島 266100)

一、問題提出

自《聯(lián)合國海洋法公約》通過后，愈來愈多國家認(rèn)識到“向海而興，背海則衰”，發(fā)展海洋事業(yè)成為廣泛共識，進(jìn)軍海洋也是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然選擇。然而，隨著人類對海洋資源的過度開發(fā)與利用，海洋資源衰竭、海域污染、典型生態(tài)系統(tǒng)被破壞、海洋氣候變化等問題越來越嚴(yán)重。我國海洋生態(tài)環(huán)境問題的嚴(yán)重性同樣引發(fā)了中共中央的高度重視和公眾的強(qiáng)烈治理呼吁，為落實(shí)中央對于海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)的新要求，也為了與新修訂的《環(huán)境保護(hù)法》等法律銜接，2016年11月7日十二屆全國人大常委會第24次會議，修訂了《海洋環(huán)境保護(hù)法》。

在管理走向科學(xué)化的今天，海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)必須有標(biāo)準(zhǔn)可依，才能執(zhí)法必嚴(yán)。“沒有評價(jià)，就沒有管理”，海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)迫切需要一套比較科學(xué)的、可以達(dá)成共識的評價(jià)體系和評價(jià)模型，盡可能簡化地認(rèn)識海洋生態(tài)環(huán)境的基本狀態(tài)。從治理的績效而言，我國出臺了生態(tài)紅線制度，加大了海洋生態(tài)環(huán)境執(zhí)法力度，實(shí)施了海灣整治項(xiàng)目等等，但政策的調(diào)整需要一套評價(jià)指標(biāo)體系為依據(jù)和支撐。按照新公共管理理論，評估體系被認(rèn)為是關(guān)系到政府治理水平和運(yùn)作效率的核心制度安排。[1](P210-215)通過有效的績效評估，可以改進(jìn)海洋生態(tài)環(huán)境治理的組織機(jī)構(gòu)的設(shè)置、運(yùn)行機(jī)制、人員配備、管理方法等，從而使得海洋生態(tài)環(huán)境治理能力體系更加系統(tǒng)化、優(yōu)質(zhì)化。

通觀發(fā)達(dá)海洋國家和地區(qū)對于海洋生態(tài)環(huán)境評價(jià)方法進(jìn)行了不同程度的探索，所提出的評價(jià)指標(biāo)與評價(jià)模型呈現(xiàn)多元化的發(fā)展態(tài)勢。例如，美國環(huán)保局根據(jù)凈水行動計(jì)劃中關(guān)于沿岸水域狀況綜合報(bào)告的要求，[2]設(shè)計(jì)出沿岸海域狀況綜合評價(jià)方法。[3]該評價(jià)方法選取5類指標(biāo)，即水質(zhì)指數(shù)(WQI)、沉積物質(zhì)量指數(shù)(SQI)、底棲指數(shù)(BI)、濱海濕地指數(shù)(CHI)以及魚組織污染(FTCI)，按照海域的現(xiàn)狀對這5類指標(biāo)進(jìn)行賦分(好=5，一般=3，差=1)，這5類指標(biāo)的平均值即為評價(jià)海域的總狀況分值。歐盟生態(tài)狀況評價(jià)綜合方法基于其水框架指令(WFD)及歐洲海洋戰(zhàn)略(EMS)，[4]其下設(shè)的“生態(tài)狀況工作組”于2003年提出了“生態(tài)狀況評價(jià)綜合方法”。[5]該評價(jià)方法選取3類質(zhì)量要素對河口和沿岸海域的生態(tài)狀況進(jìn)行評價(jià)，并以未受干擾的水體狀況參數(shù)值(原始狀態(tài))為評價(jià)參考基準(zhǔn)。這3類質(zhì)量要素分別是生物學(xué)質(zhì)量要素、物理化學(xué)質(zhì)量要素、水文形態(tài)學(xué)質(zhì)量要素。[6]各個要素所占權(quán)重各不相同，主要以生物學(xué)質(zhì)量要素為核心，其他兩種為輔助性因子，且當(dāng)生態(tài)狀況處于中級以下級別中，物理化學(xué)質(zhì)量要素和水文形態(tài)學(xué)質(zhì)量要素不參與評價(jià)，即權(quán)重為零。目前，中國在海洋資源與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)方面，主要采用綜合指數(shù)評價(jià)法(CIAM)。綜合指數(shù)評價(jià)法包括四個評價(jià)模塊：海水水質(zhì)、營養(yǎng)水平、初級生產(chǎn)力水平和生物餌料豐度，總指數(shù)是各分指數(shù)的平均值。但此方法主要針對海洋漁業(yè)環(huán)境，對整個海洋生態(tài)環(huán)境評價(jià)的適用性及具體價(jià)值有待進(jìn)一步考證。

海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)作為海洋治理制度設(shè)計(jì)前提條件，關(guān)系到海洋保護(hù)政策的執(zhí)行與可操作性。2012年國家海洋局提出在渤海試點(diǎn)生態(tài)紅線制度以來，人們對于海洋生態(tài)系統(tǒng)健康的重視程度日益凸顯。制度的出臺絕不僅僅依據(jù)民眾的呼吁、媒體的壓力和國外經(jīng)驗(yàn)，特別是在自然科學(xué)與社會科學(xué)交叉的環(huán)境領(lǐng)域，制度的出臺需要科學(xué)的度量。就目前而言，海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)信息公開度有限，海洋生態(tài)環(huán)境部分?jǐn)?shù)據(jù)的不公開限制了公眾對于海洋生態(tài)環(huán)境的認(rèn)知與了解。海洋生態(tài)環(huán)境評價(jià)方法尚未達(dá)成共識,無疑是加大了海洋生態(tài)治理的難度，因此，學(xué)界、政府迫切需要加強(qiáng)協(xié)作，達(dá)成對海洋生態(tài)環(huán)境評價(jià)的方法研究的共識，才能善治海洋。

二、海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)方法評述

海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)是運(yùn)用定量的方法，針對不同目的和要求對海洋生態(tài)環(huán)境相關(guān)要素進(jìn)行設(shè)定，通過評價(jià)和預(yù)測為海洋環(huán)境治理提供科學(xué)依據(jù)。目前，海洋生態(tài)環(huán)境評價(jià)方法主要可分為指數(shù)法、聚類分析法和海洋健康指數(shù)法。

(一)基于指數(shù)法的海洋生態(tài)環(huán)境評價(jià)

指數(shù)法通常表現(xiàn)為污染實(shí)際測量濃度與該污染物標(biāo)準(zhǔn)值之比得出的無量綱值，即以環(huán)境中污染物濃度超過標(biāo)準(zhǔn)值的倍數(shù)來表示污染嚴(yán)重程度，以方便針對時(shí)間和地點(diǎn)的不同而進(jìn)行比較。伴隨著人們對于海洋污染情況的關(guān)注，海洋環(huán)境污染成為質(zhì)量評價(jià)中的重要部分。學(xué)者雷富、[7]何雪琴、[8]蔡清海等[9]利用水質(zhì)檢測資料，運(yùn)用指數(shù)法分別對廣西、海南、福建的部分港灣進(jìn)行污染指數(shù)計(jì)算，以此評價(jià)海域污染狀態(tài)。該方法用一個數(shù)字指標(biāo)為界限, 界限兩邊分為不同的等級，易導(dǎo)致使評價(jià)結(jié)果失真。[10]除上述提出的以污染因子為憑借的內(nèi)梅羅指數(shù)法以外，基于生物標(biāo)志物指數(shù)法的海洋生態(tài)環(huán)境評價(jià)方法也較為常見。生物標(biāo)志物被認(rèn)為對于化學(xué)污染物具有“早期預(yù)警”功能。意大利東皮埃蒙特大學(xué)環(huán)境與生命科學(xué)系的Dagnino等構(gòu)建健康狀態(tài)指數(shù)HIS (health status index)，[11]為評價(jià)海洋生態(tài)環(huán)境與評估有害物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)提供有力工具。法國海洋開發(fā)研究院的Beliaeff和Burgeot在2002年構(gòu)建了綜合生物標(biāo)志物響應(yīng)指數(shù)IBR (integrated biomarker response index)，將其用于波羅的海和塞納河口區(qū)域的海洋環(huán)境質(zhì)量評價(jià)。[12]德國阿爾弗萊德-威根納極地和海洋研究所的Broeg K等構(gòu)建了生物效應(yīng)評價(jià)指數(shù)BAI (bioeffect assessment index)，通過綜合表征生物總體健康的生物標(biāo)志物響應(yīng)狀態(tài)，將濱海區(qū)域的復(fù)合污染程度劃分為4個等級。[13]縱觀相關(guān)研究可以發(fā)現(xiàn)，以綜合生物標(biāo)志物響應(yīng)指數(shù)法來評價(jià)海洋環(huán)境是豐富海洋監(jiān)測方法的一種有益嘗試，并可作為環(huán)境評估的早期篩選工具或作為環(huán)境評估中的一個參數(shù)。[14]但生物標(biāo)志物指數(shù)方法尚處于發(fā)展階段，應(yīng)進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)室和野外研究加以驗(yàn)證并逐漸完善。生物評價(jià)方法本身尚屬半定量方法，在海洋環(huán)境評價(jià)中除應(yīng)注重生物方法和化學(xué)方法的結(jié)合以外，指數(shù)間的聯(lián)合使用和對比對提高評價(jià)結(jié)果的可靠性和可信度也十分必要。[15]

(二)基于聚類分析法的海洋生態(tài)環(huán)境評價(jià)

影響海洋環(huán)境的因素錯綜復(fù)雜，常見的指數(shù)法受限于所研究對象精確度，易導(dǎo)致評價(jià)結(jié)果的片面性。聚類分析法依據(jù)事物特性，按照一定標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)其相似性進(jìn)行歸類，使同類事物高度共質(zhì)，不同類事物高度異質(zhì)。常見的聚類分析法包括模糊聚類法、灰色聚類法等。學(xué)者劉加伶建構(gòu)海洋環(huán)境質(zhì)量評價(jià)的灰色聚類模型，利用模型對大連海灣進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果吻合，證明此方法的可行性。[16]此外，除對黃海、渤海等常規(guī)海域進(jìn)行評價(jià)研究。[17]部分學(xué)者還采用聚類分析法對赤潮等海洋災(zāi)害進(jìn)行研究，[18]以及將其運(yùn)用于海洋環(huán)境污染監(jiān)測中，為監(jiān)測站位的調(diào)整和重新布設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。[19]聚類方法的運(yùn)用，可以為更深入地了解和研究海洋提供數(shù)據(jù)支持，為保護(hù)海洋環(huán)境，為海洋的可持續(xù)性發(fā)展提供科學(xué)決策參考依據(jù)。[20]在聚類分析法應(yīng)用過程中，盡管被測試數(shù)據(jù)間顯示有密切關(guān)系，可實(shí)際上無任何內(nèi)在聯(lián)系，此時(shí)，如果僅根據(jù)相似系數(shù)得出聚類分析的結(jié)果，顯然是不適當(dāng)?shù)模牵垲惙治瞿Ｐ捅旧韰s無法識別這類錯誤。此外，海洋生態(tài)環(huán)境指標(biāo)類型繁雜、樣本量大，要獲得聚類分析結(jié)論有一定困難。并且，聚類分析通常依賴于指數(shù)法，且不能對海洋環(huán)境的污染狀況進(jìn)行定量分析，因而此種方法通常較少被學(xué)者們采用。

(三)基于海洋健康指數(shù)的海洋生態(tài)環(huán)境評價(jià)

2012年初保護(hù)國際基金會在全球首次發(fā)布海洋健康指數(shù)。2012年6月，海洋健康指數(shù)正式在中國發(fā)布。該指數(shù)旨在通過數(shù)據(jù)的整合進(jìn)行科學(xué)分析，通過綜合各方面的打分形式，來評價(jià)海洋的健康情況，通過發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)以此為改善海洋環(huán)境提供指引。海洋健康指數(shù)從食物供給(FP)、傳統(tǒng)漁民捕撈機(jī)會(AO)、自然產(chǎn)品(NP)、碳匯(CS)、海岸帶生計(jì)與經(jīng)濟(jì)(CLE)、旅游與休閑(TR)、清潔水域(CW)、生物多樣性(BD)、海洋歸屬感(SP)、海岸防護(hù)(CP)10個方面來評估海洋生產(chǎn)力和健康狀況，為海洋評估工作提供了全新視野。目前，保護(hù)國際基金會聯(lián)合當(dāng)?shù)睾献骰锇椋言谌虺^15個國家和地區(qū)開展適用性研究。我國一些學(xué)者利用海洋健康指數(shù)進(jìn)行了個案研究。隋春晨等運(yùn)用海洋健康指數(shù)對青島膠州灣健康狀況進(jìn)行研究，認(rèn)為膠州灣對環(huán)境保護(hù)的重視和投入不足，今后應(yīng)在保持經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對其生態(tài)環(huán)境的管理和保護(hù)。[21]楊洋基于OHI的評估方法，根據(jù)中國區(qū)的實(shí)際和數(shù)據(jù)獲取情況，除了NP和CP沿用OHI模型外，對其余八個指標(biāo)進(jìn)行了修改和重新構(gòu)建，建立了中國海洋健康指數(shù)(OHI-China)評價(jià)方法體系，并將其應(yīng)用于浙江省和溫州市，進(jìn)行案例研究。[22]研究表明，海洋健康指數(shù)在中國的海洋生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)中并不能完全套用，需進(jìn)行相應(yīng)的修改和完善。[23]

綜上所述，在海洋環(huán)境評價(jià)方面學(xué)者們開展了多種方法的探索，但是未有一個適用性強(qiáng)且認(rèn)可度高的評估模型，評價(jià)指標(biāo)體系缺乏共識，這無疑是增大了我國海洋環(huán)境治理的難度。海洋治理需要對海洋生態(tài)環(huán)境各項(xiàng)指標(biāo)“度”的把握，而“度”則迫切要求對海洋生態(tài)環(huán)境進(jìn)行定量化。構(gòu)建一個指標(biāo)完善且適用性強(qiáng)的評價(jià)模型成為我國海洋生態(tài)環(huán)境管理的必然要求。

三、海洋生態(tài)環(huán)境評價(jià)模型構(gòu)建

(一)功效系數(shù)法及其適用性

功效系數(shù)法又被稱作為功效函數(shù)法，它根據(jù)多目標(biāo)規(guī)劃的原理，是一種將多種參數(shù)指標(biāo)一并考慮的綜合評價(jià)方法，每種指標(biāo)設(shè)置滿意值和不允許值，即該指標(biāo)的上限值與下限值，再通過各指標(biāo)的權(quán)重分配，得出各項(xiàng)分?jǐn)?shù)，最終通過加權(quán)平均的方式，匯總各項(xiàng)得分，形成綜合評價(jià)分?jǐn)?shù)。

功效系數(shù)法是一種定量評估多指標(biāo)影響的綜合分析方法，[24]廣泛應(yīng)用于多目標(biāo)定量分析中。海洋生態(tài)環(huán)境涵蓋環(huán)境、生態(tài)等多重指標(biāo)，把功效系數(shù)法應(yīng)用于海洋，與海洋生態(tài)環(huán)境相關(guān)指標(biāo)相結(jié)合構(gòu)建評價(jià)模型，是對其適用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)展。功效系數(shù)法將不同量綱的各指標(biāo)實(shí)際值轉(zhuǎn)化為無量綱的功效系數(shù)，再根據(jù)各指標(biāo)的權(quán)重關(guān)系得到綜合評價(jià)值，以綜合評價(jià)值作為綜合評價(jià)的依據(jù)。[25]該評價(jià)模型的構(gòu)建可以幫助人們更好地了解海洋生態(tài)環(huán)境狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題，以此進(jìn)行防范海洋環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到對海洋生態(tài)環(huán)境狀況的準(zhǔn)確判斷。海洋生態(tài)環(huán)境具有復(fù)雜性的特征，利用功效系數(shù)法多指標(biāo)的方式可從不同角度進(jìn)行分析判斷，減少單一評價(jià)方式造成的偏差。功效系數(shù)法通過設(shè)置滿意值與不允許值，判斷指標(biāo)所屬區(qū)間位置，滿足了海洋生態(tài)環(huán)境指標(biāo)受季節(jié)差異影響較大，無法采用單一評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)。此外，功效系數(shù)法作為乘法函數(shù)，避免了加法函數(shù)中線性補(bǔ)償問題，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題，防止海洋生態(tài)環(huán)境問題影響范圍擴(kuò)大。

(二)評價(jià)模型建立

1、構(gòu)建指標(biāo)體系

海洋生態(tài)環(huán)境評價(jià)指標(biāo)遵循科學(xué)性、全面性、代表性、可操作性原則，綜合前人研究的一些測評指標(biāo)體系，并參照海洋生態(tài)環(huán)境的相關(guān)特征，綜合考慮了海洋水文、海洋氣象、海洋生物、海洋化學(xué)、海洋底質(zhì)、海洋地球物理、海洋地形等我國針對海洋生態(tài)環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)監(jiān)測指標(biāo)情況，參考《中國海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)》數(shù)據(jù)，最終從海洋環(huán)境狀況、海洋生態(tài)狀況以及海洋主要污染物狀況三個方面選取出20個指標(biāo)，以此作為海洋生態(tài)環(huán)境評價(jià)的指標(biāo)。

(1)海洋環(huán)境狀況

海洋環(huán)境狀況分為海水和沉積物兩個評價(jià)部分。

海水質(zhì)量是評價(jià)海水的重要方面。水質(zhì)等級的比例與海洋生態(tài)系統(tǒng)的平衡息息相關(guān)。海洋沉積物中，作為影響海洋環(huán)境狀況、海洋污染物的主要來源之一的重金屬類，含量多少直接危害海洋生物的生存及其利用價(jià)值。金屬元素流入海中，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，依賴強(qiáng)電解質(zhì)作用，與海中懸浮顆粒物相結(jié)合，吸附或沉淀，重金屬成分延伸至海底。在科研過程中，學(xué)者們常將沉積物中的重金屬含量作為客觀反映海域重金屬污染程度的介質(zhì)的代表。如銅、鋅會受到徑流、排污的影響。沉積物里金屬元素評價(jià)參數(shù)一般是以銅Cu、鉛Pb、鋅Zn、鎘Cd、汞Hg、砷As為主。除此之外，油類化合物、硫化物以及有機(jī)碳的含量對于海洋水體受污染程度有著重要影響，遂選取這幾項(xiàng)作為評價(jià)指標(biāo)。

(2)海洋生態(tài)狀況

海洋生態(tài)環(huán)境的污染使海洋生物多樣性面臨威脅，海洋物種生境的破壞也直接或間接地加劇了海洋環(huán)境變異，誘發(fā)海洋富營養(yǎng)化等現(xiàn)象產(chǎn)生。海洋生物狀態(tài)的波動能夠在某種程度衡量出海洋生態(tài)環(huán)境變化情況。浮游植物不但能夠反映海水營養(yǎng)化程度，也是海洋初級生產(chǎn)力的重要指標(biāo)之一。當(dāng)海水污染，水體透明度降低，浮游植物生長受到限制，該水域生態(tài)鏈遭到破壞，進(jìn)而影響到海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。浮游動物在海水中分布較為廣泛，是連接浮游植物和大型浮游動物的食物鏈中關(guān)鍵一環(huán)，它對海洋生態(tài)環(huán)境保持平衡起著促進(jìn)作用，對海洋生態(tài)系統(tǒng)中的良性運(yùn)行也有著重要作用。大型底棲生物是海洋生態(tài)系統(tǒng)中的重要生物群落，與浮游生物相比，具有相對穩(wěn)定性的特點(diǎn)，不易受到短暫性的影響，能夠更加準(zhǔn)確地反映出海洋生態(tài)環(huán)境的變化。對于底棲生物群落的變化狀況通常用多樣性指數(shù)來表示，除此之外，由于多樣性指數(shù)是關(guān)于物種的多樣性測定，它還被用于海洋底質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測。因此，選取多樣性指數(shù)作為一項(xiàng)衡量大型底棲生物的指標(biāo)。

(3)海洋主要污染物狀況

污染因子標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)是指某污染因子的實(shí)測濃度與該海區(qū)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)濃度的比值，當(dāng)指數(shù)大于1時(shí)，說明這一污染因子存在超標(biāo)情況。氮、磷等含量多少標(biāo)志著一定程度海洋的有機(jī)物污染程度以及營養(yǎng)水平。無機(jī)氮是指未與碳結(jié)合的含氮物質(zhì)的總稱。科學(xué)家們認(rèn)為，連續(xù)的降雨使淡水中無機(jī)氮含量升高，促使流域入海后給海域帶來大量無機(jī)氮成分，進(jìn)而誘發(fā)赤潮現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)，它是海洋污染中的污染物質(zhì)的主要成分之一。磷酸鹽是磷在海水中的基本存在形式，可以溶于海水中，也可吸附在顆粒物上，還可存在于海洋生物體內(nèi)。它是海洋生態(tài)環(huán)境評估的重要成分之一。此外，石油類作為海洋污染物主要來源之一為其作為衡量海洋主要污染物狀況的重要指標(biāo)提供依據(jù)。并且，無機(jī)氮、活性磷酸鹽和石油類是海洋主要污染物，因此用這三項(xiàng)作為海洋主要污染物狀況的衡量。

構(gòu)建的評價(jià)指標(biāo)體系如下(見表1)：

表1 海洋生態(tài)環(huán)境指標(biāo)體系

2、評價(jià)模型計(jì)算

功效系數(shù)表示的是評價(jià)指標(biāo)的實(shí)際值與該指標(biāo)變動范圍的相對位置。在運(yùn)用功效系數(shù)法對海洋生態(tài)環(huán)境進(jìn)行評價(jià)時(shí)，需先進(jìn)行功效系數(shù)的計(jì)算，及通過功效系數(shù)對各項(xiàng)指標(biāo)的度量單位進(jìn)行無量綱轉(zhuǎn)化，之后通過加權(quán)平均的方法，將各項(xiàng)指標(biāo)的功效系數(shù)相加求平均數(shù)，得出總功效系數(shù)，最終通過權(quán)重分配得出綜合評價(jià)數(shù)值。

(1)將所需的各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)表示為：xi(i=1,2,3,…,n)。

(3)將各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理，得出功效系數(shù)的計(jì)算公式：

式中，fi區(qū)間范圍為[0,1]。

(4)將各項(xiàng)所得的功效系數(shù)通過加權(quán)平均的方法得出總體的功效系數(shù)值：

我們將100分設(shè)定為滿分，將評價(jià)分?jǐn)?shù)的基本分設(shè)定為60分，那么另外的40分則根據(jù)各項(xiàng)的指標(biāo)大小進(jìn)行確定。計(jì)算公式為：

di=Fi×40+60

式中，di為各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)的功效系數(shù)所得分?jǐn)?shù)。40和60為規(guī)定系數(shù)，即認(rèn)為達(dá)到及格水平為60分。

(5)設(shè)置指標(biāo)權(quán)重，根據(jù)指標(biāo)權(quán)重，將各項(xiàng)指標(biāo)的功效系數(shù)值進(jìn)行整合即可得到總評價(jià)分?jǐn)?shù)。計(jì)算測評對象的總功效系數(shù)值，可采用算數(shù)平均法計(jì)算，亦可采用幾何平均法計(jì)算，然后根據(jù)功效系數(shù)值的大小排列其優(yōu)劣順序。因幾何平均數(shù)具有受極端值的影響較算數(shù)平均數(shù)小的特點(diǎn)，遂在后文總功效系數(shù)值的計(jì)算過程中采取幾何平均法進(jìn)行評價(jià)值計(jì)算。

式中，wi(i=1,2,3,…,n)為第i項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值。

總功效系數(shù)值是反映海洋生態(tài)環(huán)境的一個綜合指數(shù)，其數(shù)值越大越好，滿分為100分。

四、海洋生態(tài)環(huán)境狀況評價(jià)：以膠州灣截面數(shù)據(jù)為例

(一)膠州灣概況

膠州灣位于中國黃海中部、膠東半島南岸、山東省青島市境內(nèi)的半封閉海灣。它的面積約為500平方公里，呈扇形，是我國較大的優(yōu)良港灣。隨著青島海洋經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，膠州灣海洋生態(tài)環(huán)境亟需重視。2014年青島市政府出臺《膠州灣保護(hù)條例》，對其實(shí)施保護(hù)。2016年8月，國家海洋局印發(fā)《關(guān)于批準(zhǔn)建立大連仙浴灣等9處國家級海洋公園的通知》，青島膠州灣國家級海洋公園獲批，[26]這標(biāo)志著青島膠州灣國家級海洋公園的正式建立，它也是全國最大的半封閉海灣國家級海洋公園。膠州灣國家級海洋公園的建立，進(jìn)一步完善了青島市海洋保護(hù)區(qū)體系，對促進(jìn)海洋生態(tài)保護(hù)和資源合理利用具有重要作用，對沿海地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和海洋生態(tài)文明建設(shè)起到積極推動作用。保護(hù)膠州灣海洋生態(tài)環(huán)境已成為青島市打造生態(tài)灣區(qū)、建設(shè)“海灣型大都市”的首要工作。

膠州灣生態(tài)環(huán)境演變過程是我國東部沿海地區(qū)的一個縮影，近幾年，跨海大橋等項(xiàng)目建設(shè)以及滸苔產(chǎn)生都在一定程度使得納潮能力逐步下降，水動力條件減弱，且海水富營養(yǎng)化問題嚴(yán)重。[27]膠州灣海洋環(huán)境治理任務(wù)艱巨，保護(hù)膠州灣海洋生態(tài)環(huán)境刻不容緩。在我國近海海洋生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展研究中，膠州灣長期的監(jiān)測與研究歷史，大量的數(shù)據(jù)資料積累和系統(tǒng)研究，使其成為我國溫帶海域近海生態(tài)系統(tǒng)研究的一個“模式海灣”，成為我國溫帶海域近海生態(tài)系統(tǒng)理論與方法研究的一個理想場所，這也是測試本文構(gòu)建的評價(jià)指標(biāo)體系和模型的原因之所在。

(二)評價(jià)模型的應(yīng)用

根據(jù)《青島市海洋環(huán)境公報(bào)》《中國海洋生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》2014—2018年所公布的數(shù)據(jù)，[28][29]運(yùn)用以上評價(jià)模型對膠州灣進(jìn)行個案研究。由于不同季節(jié)海洋環(huán)境質(zhì)量差異巨大，后文選取膠州灣夏季(8月)海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行測算。

1、設(shè)定滿意值與不允許值

邊界值設(shè)定以《中華人民共和國海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) (GB 3097—1997)》《中華人民共和國海洋沉積物質(zhì)量(GB 18668-2002)》以及《近岸海域海洋生物多樣性評價(jià)技術(shù)指南(HY/T 215—2017)》等國家頒布的相關(guān)政策文件以及海洋行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，確定正向指標(biāo)與負(fù)向指標(biāo)，利用《海洋環(huán)境公報(bào)》中公布數(shù)據(jù)，截取2013年至2017年五年時(shí)間序列，將歷史時(shí)期水平作為評價(jià)指標(biāo)的參考值，設(shè)置滿意值與不允許值，即歷史時(shí)期最優(yōu)水平作為滿意值，最劣水平作為不允許值。

2、運(yùn)用功效系數(shù)法進(jìn)行測算(見表2)

表2 功效系數(shù)法測算膠州灣海洋生態(tài)環(huán)境

3、依據(jù)指標(biāo)權(quán)重得出功效系數(shù)法評估結(jié)果

膠州灣海洋生態(tài)環(huán)境指標(biāo)權(quán)重設(shè)定基于熵值法進(jìn)行計(jì)算。熵值法的基本原理是依據(jù)指標(biāo)變異程度差異進(jìn)行度量，判斷指標(biāo)離散程度，客觀賦權(quán)。在信息論中，熵主要用于度量系統(tǒng)狀態(tài)的不確定性，信息量越大則不確定性越小，熵越小，效用價(jià)值越大。對于評價(jià)指標(biāo)，若指標(biāo)值變異程度大，則該指標(biāo)提供的信息量大，熵值小，因此對應(yīng)的權(quán)重大(見表3)。

表3 膠州灣海洋生態(tài)環(huán)境指標(biāo)權(quán)重

最終得出D2017=77.28，D2016=81.29，D2015=78.53，D2014=83.28。

結(jié)果顯示，夏季膠州灣海洋生態(tài)環(huán)境狀況總體狀況并不樂觀。2017年與2016年相較海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量水平有較大幅度的下降。二級指標(biāo)方面，海水狀況與海洋沉積物方面質(zhì)量降低較為明顯。在海洋生態(tài)方面，生物多樣性情況有所改善，生物多樣性指數(shù)較高，海洋生物種類組成和群落結(jié)構(gòu)基本保持穩(wěn)定。在海洋主要污染物方面，雖然無機(jī)氮與石油類濃度均呈下降趨勢，但活性磷酸鹽超標(biāo)嚴(yán)重，夏季膠州灣海灣受活性磷酸鹽污染，海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量水平劣于2016年夏季。此外活性磷酸鹽等營養(yǎng)物質(zhì)對于海水富營養(yǎng)化程度有著助推作用，易誘發(fā)赤潮現(xiàn)象產(chǎn)生。原因在于，膠州灣入海河流眾多，入海河流攜帶的污染物是評分降低到主要原因之一。2017年青島夏天接連遭遇滸苔侵襲，給灘涂養(yǎng)殖、池塘養(yǎng)殖、淺海養(yǎng)殖、工廠化養(yǎng)殖等造成了危害，也給漁民帶來了經(jīng)濟(jì)損失，破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)，嚴(yán)重威脅旅游業(yè)發(fā)展，膠州灣保護(hù)和水質(zhì)改善的任務(wù)仍然十分艱巨。[27]

五、結(jié)論

海洋生態(tài)環(huán)境評價(jià)的目的是系統(tǒng)、科學(xué)地認(rèn)知一定區(qū)域內(nèi)海洋生態(tài)環(huán)境狀況，為海洋治理提供政策依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。本文使用功效系數(shù)方法，從海洋環(huán)境、海洋生態(tài)以及海洋污染三方面來構(gòu)建了海洋生態(tài)環(huán)境評價(jià)體系和評價(jià)模型，利用《青島市海洋環(huán)境公報(bào)》的數(shù)據(jù)對膠州灣海洋生態(tài)環(huán)境進(jìn)行質(zhì)量評價(jià)，并驗(yàn)證評價(jià)模型的適用性。評價(jià)結(jié)果表明，膠州灣夏季海洋生態(tài)環(huán)境狀況并不容樂觀，尤其是污染物排放方面需要下大氣力進(jìn)行重點(diǎn)管控。

本文構(gòu)建的評價(jià)體系和評價(jià)模型僅僅選取了膠州灣海洋生態(tài)環(huán)境的四年截面數(shù)據(jù)進(jìn)行了測算，由于數(shù)據(jù)可得性以及局限在一個海灣之內(nèi)，其說服力還有待于其后續(xù)的海洋區(qū)域的拓展研究以及時(shí)間序列的進(jìn)一步證實(shí)。