山東半島周邊海上船舶運輸活動與海洋生態環境協調發展研究*

□ 王 杰,王夢甜

(大連海事大學 交通運輸工程學院，遼寧 大連 116026)

21世紀是海洋的世紀，海洋在我國經濟發展格局中的作用十分重要，在國家生態文明建設中的角色也日漸顯著，開展綠色可持續的海洋經濟活動[1]逐漸成為我國進行海洋強國建設的重要議題與熱點。海上船舶運輸活動作為海洋經濟活動的主體[2]，能夠給海洋生態環境帶來巨大影響，需要二者協調發展。

近年來，國家日漸重視對海洋生態環境的監管與治理[3]，在對有關海上船舶運輸活動與海洋生態環境之間相互影響的研究方面，國內外海運活動較發達的區域或城市陸續開展了相關研究，一方面是從航運業整體對海洋環境的影響進行系列研究，如劉先成[4]通過構建低碳綠色航運評價指標體系，對航運業的綠色發展及其對生態環境的影響進行了分析；陳鐵[5]從包括船舶在內的三個方面入手，通過構建相應的指標體系，系統分析了他們對航運業低碳發展的具體影響并給出相應對策；鎮璐、呂文雅等[6]提出的郵輪廢棄物解決方法，對當前全球綠色航運事業的發展具有一定應用價值和指導意義。另一方面是從船舶排放污染角度所進行的相關研究，如鄭文博[7]就內河船舶運輸活動對水資源造成的污染進行分析，并提出對應解決措施；賀林林、焦鈺褀等[8]分析研究了包括港口運輸船舶在內的排放清單編制方法及現狀，通過比較不同年份不同地區船舶大氣污染物排放特征、評估船舶減排成效，分析了我國港口區域大氣污染物排放研究現狀。黃渤、王敏玲等[9]分析研究了煙臺市的船舶顆粒物排放對研究站點空氣質量的影響，提出應重視船舶尾氣排放對大氣環境的影響；黃麗華、姜昀等[10]構建了廈門港發展與海岸帶生態環境演變耦合協調關系的定量分析技術體系，為沿海區域的綠色發展提供了理論支撐和實用技術。

結合現狀與相關方面的研究可以看出，在目前的相關研究成果中，關注綠色航運或船舶排放所造成的污染方面的研究成果較多，較少有結合生態環境進行深入說明和研究，有關全局性，特別是省域性的相關研究也較少[11]。山東半島作為我國沿海經濟貿易與海上船舶運輸活動較為發達的省份，不管是進出口貿易的增長速度還是海上船舶運輸活動規模都極具影響力，特別是在海洋強國建設背景下，山東開展系列海洋強省建設活動后，山東半島周邊海上船舶的運輸活動更是發展迅速，實現海上船舶運輸活動與海洋生態環境之間的協調發展的重要性日漸突出。

1 區域概況與數據來源

1.1 研究區域概況

山東是華東地區的沿海省份，山東半島位于山東省東部，三面環海，突出于渤海、黃海之中，山東半島周邊海域面積遼闊，海洋資源與生物種類豐富多樣，使得全省海洋經濟活動的開展和生態建設具備了物質基礎優勢[12]。近年來，山東省海洋經濟發展取得了一定成果，特別是當深入貫徹為海洋強國建設作出山東貢獻[13]，著力推進海洋強省建設行動后，山東半島周邊海上船舶運輸活動的發展更是進展迅速。但隨著各大港口海上船舶運輸活動量的日漸增加，各類海上船舶運輸活動所帶來的水體污染、生態系統破壞等問題不斷顯現。

1.2 數據來源

本研究以2010-2020年為研究時段，海上船舶運輸活動的相關數據主要來源于《山東統計年鑒》、山東海事局網站發布的數據信息；海洋生態環境的相關數據主要來源于《山東省海洋環境公報》《中國海洋生態環境健康公報》等國家和地方公開發布的統計資料，個別缺失數據采用移動平均法進行模擬。

2 研究方法

本文在構建海上船舶運輸活動與海洋生態環境綜合評價指標體系的基礎上，首先用熵值法計算出兩大系統內各項指標的權重，再分別得出海上船舶運輸活動與海洋生態環境的綜合發展指數，最后通過耦合度以及耦合協調度模型分析得到二者的協調發展情況。

2.1 指標體系的構建

借鑒相關文獻及其成果，根據選取指標全面性、獨立性、可獲取性等原則，立足于山東半島整體的實際發展與特點，構建了兩大子系統的綜合評價指標體系(見表1)。對于海上船舶運輸活動的指標構建，基于專家咨詢法和相關文獻內容的參考借鑒，從船舶運輸活動和船舶監管效果兩大方面著手，選取了十項指標進行研究；針對海洋生態環境的十項指標選取，依據PSR模型，從生態環境狀況、生態環境壓力和生態環境響應三方面著手。

表1 海上船舶運輸活動與海洋生態環境綜合評價指標體系

2.2 熵值法

熵值法是一種客觀賦權方法，通過熵值法對指標數據進行處理，得出各項指標的權重和綜合發展指數，由此確定該指標對綜合評價的影響程度。具體計算步驟如下。

①數據標準化處理。

首先對不同類型的指標應采用不同的公式進行計算:

正向指標:

(1)

負向指標:

(2)

式中，i=1,...,n;j=1,...,m。其中，m表示指標個數，n表示年份數量。

②計算第i個年份第j項指標所占比重：

(3)

③計算第j項指標的信息熵：

(4)

④根據信息熵計算指標的差異性系數：

Dj=1-Ej

(5)

⑤利用差異性系數直接計算第j項指標的權重:

(6)

⑥在權重計算的基礎上，計算綜合評價得分：

(7)

2.3 耦合協調度模型

本文將耦合協調度模型應用于海上船舶運輸活動與海洋生態環境的協調發展評價當中，由于子系統數量為兩個，因此耦合度函數為

(8)

要研究兩個系統的耦合協調發展情況，需利用耦合協調度模型：

(9)

其中：

T=αU1+βU2

(10)

式中，D∈[0，1]，D越接近1說明系統整體的耦合協調程度越高；T表示海上船舶運輸活動與海洋生態環境的綜合發展水平；α與β為待定系數，分別表示各綜合發展水平對系統耦合協調度的貢獻系數，考慮到海上船舶運輸活動與海洋生態環境同等重要，因此系數取α=β=0.5。

本文通過對相關文獻[14-16]的參考學習，將海上船舶運輸活動與海洋生態環境的耦合協調發展狀況劃分為十類(見表2)。

表2 耦合協調類型劃分

3 結果與分析

通過對數據進行計算，得到各項指標的權重系數(見表1)和發展情況數據(見表3)。

表3 山東半島周邊海上船舶運輸活動與海洋生態環境協調發展水平

3.1 綜合發展指數分析

由表1可以看出，海上船舶運輸活動與海洋生態環境協調發展綜合指標體系中各項指標的權重分布相對均衡，表明經過挑選的二十項指標都是能對系統的綜合發展產生影響的重要因素。由此計算得出表3與圖1海上船舶運輸活動與海洋生態環境的協調發展水平綜合發展指數。

圖1 海上船舶運輸活動系統與海洋生態環境系統的綜合發展指數

根據表3數據與圖1折線變化可以看出，研究期間海上船舶運輸活動綜合發展指數總體呈現波動下降后逐步上升的趨勢，指數由2010年的0.4816上升至2020年的0.5462，上升范圍相對較小。其中，2010年至2011年海上船舶運輸系統的綜合發展指數略微下降，2011年至2013年開始呈現穩步上升的趨勢，情況得到些許改善。自2013年起開始急劇下降，表明此期間海上船舶運輸活動受各方面制約較大，發展情況受到較大影響，后在2016年有所好轉，開始呈現出上升的態勢，綜合發展情況得到改善。

研究期間海洋生態環境綜合發展指數總體呈現波動上升趨勢，指數由2010年的0.2754上升至2020年的0.6972，上升幅度較大。其中，2010年至2013年間海洋生態環境綜合發展呈現出大幅度增漲態勢，表明該時期山東半島開始重視海洋生態環境的綜合治理，使得其綜合發展情況日漸向好，2013年開始綜合發展指數略微下降，說明海洋生態環境系統整體面臨的壓力加大，使其整體發展呈現下滑趨勢。至2015年，開始逐步穩健上升，情況得到較大改善，此后，海洋生態環境質量不斷向好，由此看出海洋生態環境系統已與對其發展有較大影響的因素達成基本協調。

總而言之，2012年前海上船舶運輸活動的發展情況要優于海洋生態環境，2011年至2012年間兩大系統綜合發展水平均處于上漲態勢，由于海洋生態環境系統的漲幅較大，從而進入交叉過渡期，此后海洋生態環境系統的綜合發展指數便一直大于海上船舶運輸活動系統的綜合發展指數，可以看出此期間海洋生態環境建設處于主導地位，而海上船舶運輸活動發展情況相對較弱。

3.2 耦合協調發展分析

根據表3中耦合度與耦合協調度數據，得出其變化趨勢圖，如圖2所示。

圖2 海上船舶運輸活動系統與海洋生態環境系統耦合度與耦合協調度

由圖2可以發現，山東半島周邊海上船舶運輸活動與海洋生態環境之間的耦合度與耦合協調度均呈上升趨勢。研究期間，耦合度由0.4811上升至0.4963，基本穩定在0.48左右，說明兩大系統一直處于相互耦合階段。耦合協調度由0.4267上漲至0.5555，海上船舶運輸活動與海洋生態環境的耦合協調發展類型從2010年的瀕臨失調衰退提升至2020年的勉強協調發展，協調發展情況日漸向好。2010-2020年的具體變化可進一步細分為三個階段：①2010-2013年耦合協調度逐漸上升，此階段海上船舶運輸活動與海洋生態環境發展情況相對穩定，2012年前兩大系統的耦合協調發展類型尚處于瀕臨失調衰退階段，至2013年提升至勉強協調發展階段；②2013-2016年協調發展情況呈現出緩慢下降的態勢，且自2014年起便一直處于瀕臨失調衰退階段。由于此時期兩大子系統各自的發展指數也呈現下降趨勢，說明海上船舶運輸活動的開展對海洋生態環境造成了一定的負面影響，而海洋生態環境的受挫在一定程度上也抑制了海上船舶運輸活動的開展，使其發展指數連年下滑，兩大子系統相互制約，協調發展情況不容樂觀。③2016-2020年耦合協調度持續提升，并于2019年轉變至勉強協調發展階段且一直保持在此協調水平。自2016年起兩大子系統的耦合協調度逐漸趨于穩定且正處于不斷向好的態勢，說明海上船舶運輸活動的開展與海洋生態環境的保護活動已基本達到協調發展，政府在大力發展海上船舶運輸活動的同時也進一步加強了對海洋生態環境的治理力度，使得二者能夠達到勉強協調發展。

4 結論

研究發現，山東半島周邊海上船舶運輸活動與海洋生態環境的協調發展情況總體上處于瀕臨失調衰退階段和勉強協調發展階段，隨著國家與政府對海洋可持續發展工作的日漸推進，現已處于勉強協調發展階段且協調發展情況仍在不斷變好。在開展海上船舶運輸活動與區域海洋生態環境治理建設的雙重背景下，未來要做好山東半島周邊海上船舶運輸活動的可持續發展，加強政府監管，緊抓海洋生態環境保護工作，通過多種方式和渠道實現海上船舶運輸活動與海洋生態環境的協調發展；發揮海洋生態環境保護反向作用，加快推動海上船舶運輸活動的持續開展。