摘要:海洋環(huán)境質(zhì)量的改善對促進(jìn)我國藍(lán)色海洋經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。構(gòu)建海洋環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系，運(yùn)用可變模糊識別算法，評估2006—2016年我國沿海11個省市海洋環(huán)境質(zhì)量變化趨勢并進(jìn)行時空分析。結(jié)果表明:我國海洋環(huán)境質(zhì)量水平總體向良性轉(zhuǎn)變，海南、天津、上海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，入海污染物得到有效控制，海洋環(huán)境質(zhì)量水平高;河北、山東、福建、廣東海洋環(huán)境質(zhì)量水平一般;江蘇、浙江污染嚴(yán)重，遼寧、廣西環(huán)保投資較低，海洋環(huán)境質(zhì)量水平低。引用地理探測器模型對影響我國海洋環(huán)境質(zhì)量的九大驅(qū)動因素進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，影響因子中經(jīng)濟(jì)效率、經(jīng)濟(jì)規(guī)模和海水養(yǎng)殖量對海洋環(huán)境影響不顯著，工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染和環(huán)境規(guī)制對海洋環(huán)境質(zhì)量影響最明顯。

　　關(guān)鍵詞:海域環(huán)境質(zhì)量;模糊識別模型;地理探測器;驅(qū)動因素

　　1引言

　　我國擁有1.8萬km的海岸線和約300萬km2的海洋國土面積。改革開放40年來，我國沿海地區(qū)已經(jīng)形成了以重點(diǎn)海域為依托的沿海經(jīng)濟(jì)帶，但是目前我國海洋管理并不完善，海洋資源的不合理開發(fā)導(dǎo)致海洋環(huán)境破壞與資源浪費(fèi)，海洋環(huán)境問題越來越成為建設(shè)海洋強(qiáng)國的瓶頸和發(fā)展短板。2018年十九大報告將建設(shè)海洋強(qiáng)國從生態(tài)文明建設(shè)向現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系轉(zhuǎn)變，對我國海洋環(huán)境開發(fā)與保護(hù)的重視已提升到空前的戰(zhàn)略高度。

　　因此，研究海洋生態(tài)環(huán)境演變及其影響因素對促進(jìn)我國海洋可持續(xù)發(fā)展、加快建設(shè)海洋強(qiáng)國具有重要的戰(zhàn)略意義。目前國內(nèi)外關(guān)于水環(huán)境的研究主要集中在以下三個方面:

　　①水環(huán)境質(zhì)量評價。國內(nèi)外對水環(huán)境質(zhì)量評價方法的研究大致分為化學(xué)方法和生物方法兩大類:化學(xué)方法主要包括單維度單項指標(biāo)和多種指標(biāo)綜合評價法，如ArcGIS技術(shù)、模糊評價法、灰色關(guān)聯(lián)評價法、熵值法等方法[1-5];生物學(xué)方法[6]則主要通過生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)變化來確定生物指標(biāo)，反映環(huán)境質(zhì)量。

　　②水環(huán)境影響因素。國內(nèi)外相關(guān)研究主要集中在經(jīng)濟(jì)活動和城市發(fā)展對海洋環(huán)境的影響。例如，國外學(xué)者Alberti等[7]通過研究發(fā)現(xiàn)，隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，區(qū)域水文污染指標(biāo)呈現(xiàn)出退化的趨勢;MihailovG[8]采用回歸方法，研究了黑海海灣中金屬污染對海洋環(huán)境質(zhì)量的影響。國內(nèi)學(xué)者董偉等運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析方法對我國長江上游水源涵養(yǎng)區(qū)的生態(tài)安全影響因素進(jìn)行了關(guān)聯(lián)度綜合分析[9]。

　　③水環(huán)境優(yōu)化調(diào)控。國內(nèi)葉龍浩、周豐等學(xué)者基于水環(huán)境承載力核算模型，通過SD模型對約束指標(biāo)的敏感度進(jìn)行了分析，找到了關(guān)鍵的影響因子，提出優(yōu)化調(diào)控方法并應(yīng)用于沁河流域系統(tǒng)[10];全華等學(xué)者基于水環(huán)境因子的動態(tài)閾值調(diào)控模型，提出了最優(yōu)調(diào)控方案，使風(fēng)景區(qū)河段的水環(huán)境達(dá)到穩(wěn)定與協(xié)調(diào)的狀態(tài)[11]。

　　綜上所述，國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于水環(huán)境的相關(guān)研究已頗有成就，但還是難以全面反映環(huán)境質(zhì)量的實(shí)際狀況，因此本文進(jìn)行了補(bǔ)充:①采用可變模糊識別模型，通過變化模型及其參數(shù)，將模糊綜合評價模型、理想點(diǎn)模型、Sigmoid型函數(shù)、模糊優(yōu)選模型4種數(shù)學(xué)模型組合起來，對我國沿海11省市的水環(huán)境質(zhì)量評價結(jié)果進(jìn)行驗證，以提高環(huán)境質(zhì)量評價的科學(xué)性、可靠性和等級評價的可信度。②采用地理探測器模型的最大優(yōu)勢在于沒有過多的假設(shè)條件，可有效克服傳統(tǒng)統(tǒng)計分析方法處理類別變量時對假設(shè)條件和數(shù)據(jù)要求多的局限性[12]，既可以檢驗單變量的空間分異性，也可以通過檢驗兩個變量空間分布的一致性來探測兩變量之間可能的因果關(guān)系。

　　2研究方法與數(shù)據(jù)來源

　　2.1可變模糊識別法

　　可變模糊識別理論及其方法體系是由我國大連理工大學(xué)陳守煜教授創(chuàng)立的[13]，其核心是對相對隸屬函數(shù)、相對差異函數(shù)和模糊可變集合的概念進(jìn)行定義，主要是描述實(shí)物兩邊與質(zhì)變時的數(shù)學(xué)語言和量化工具。

　　2.2數(shù)據(jù)來源

　　文中所有數(shù)據(jù)均來源于2007—2017的《中國海洋統(tǒng)計年鑒》、《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》、《中國國土資源統(tǒng)計年鑒》、《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國城市統(tǒng)計年鑒》、《中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》，以及各省市的環(huán)境質(zhì)量公報。

　　3指標(biāo)選取和分級標(biāo)準(zhǔn)

　　3.1環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)和分級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定

　　在參考相關(guān)研究成果并結(jié)合我國海洋環(huán)境狀況與數(shù)據(jù)獲取難度，本文從污染排放、污染治理、污染面積和環(huán)保投資5個方面選取評價指標(biāo)[16]，遵循指標(biāo)體系構(gòu)建的科學(xué)性、可操作性、層次性、目標(biāo)導(dǎo)向性等原則，將海洋環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系分為目標(biāo)層、要素層、指標(biāo)層3個層次，共選取8項指標(biāo)對我國沿海11個沿海省市海洋環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價。

　　3.2評價標(biāo)準(zhǔn)

　　本文根據(jù)全國海洋環(huán)境指標(biāo)狀況，同時參照國內(nèi)其他沿海經(jīng)濟(jì)帶的分級標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合實(shí)際情況確定了我國沿海11個省市的海洋環(huán)境質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)。

　　3.3影響因素指標(biāo)選取

　　本文立足于地理學(xué)中的機(jī)理—響應(yīng)研究范式，基于海洋環(huán)境驅(qū)動機(jī)制原理來尋求影響海洋環(huán)境質(zhì)量的相關(guān)影響因子，并通過地理探測器空間技術(shù)模型來識別最重要的影響因子。陸地系統(tǒng)、海洋系統(tǒng)和綜合治理系統(tǒng)共同作用于海洋環(huán)境系統(tǒng)，而陸地系統(tǒng)和海洋系統(tǒng)又通過大氣循環(huán)和水循環(huán)而形成相互作用。

　　4結(jié)果及分析

　　本文運(yùn)用陳守煜教授提出的可變模糊評價模型，計算了海洋環(huán)境質(zhì)量的相對隸屬度。

　　4.1海洋環(huán)境質(zhì)量時間變化

　　2006—2016年我國海洋環(huán)境質(zhì)量水平呈現(xiàn)先上升后下降再上升的三階段發(fā)展趨勢。第一個階段為2006—2011年的上升階段，環(huán)境質(zhì)量水平從2006年的2.20上升到2011年的1.66，年均上升率為4.90%;2006—2010年是我國海洋“十一五”規(guī)劃階段，規(guī)劃期間海洋由粗放式生產(chǎn)方式逐漸找到各省的發(fā)展優(yōu)勢和劣勢，加上對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，重視科技發(fā)展和實(shí)施海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)政策，海洋環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善。

　　到2011年海洋環(huán)境質(zhì)量特征值為1.66，達(dá)到近年來的高水平階段;2011—2015年為我國“十二五”規(guī)劃期，由于本次規(guī)劃在上次的基礎(chǔ)上加大了對海洋的開發(fā)力度，追求海洋生產(chǎn)方式的多元化，海洋經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展，但與海洋環(huán)境質(zhì)量保護(hù)不同步，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)活動不斷加劇，導(dǎo)致海洋環(huán)境惡化，造成2012年的海洋環(huán)境較上一年下降了0.3%。

　　2012年后我國調(diào)整了發(fā)展戰(zhàn)略，強(qiáng)調(diào)綜合重點(diǎn)整治海洋環(huán)境，尤其是加強(qiáng)對直接排入海中的污染源進(jìn)行監(jiān)管與調(diào)整，改善海洋生態(tài)環(huán)境，提高海洋環(huán)境質(zhì)量，該期間海洋環(huán)境保護(hù)投資占GDP的比重有所提高，海洋環(huán)境建設(shè)取得了明顯成效，直接排入海中的廢水量由13.17×108t減少到10.38×108t，工業(yè)廢水達(dá)標(biāo)排放率由95.09%上升到96.87%。

　　4.2海洋環(huán)境質(zhì)量空間分布

　　我國沿海地區(qū)海洋環(huán)境質(zhì)量的地區(qū)差異明顯，整體上分3個水平。其中，天津市、上海市作為最早的沿海開放城市，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高，科技水平和利用率也高，入海污染物受到有效控制，固體廢棄物和廢水處理率都達(dá)90%以上，環(huán)境保護(hù)投資占全省GDP的比重大。相對而言，海南省作為我國的旅游大省，第三產(chǎn)業(yè)比重高，生態(tài)環(huán)境保護(hù)投資力度大，海南省用3—5年營造了沿海基干林帶面積1.02萬hm2，重建了“海島綠色長城”，在我國沿海省市海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作方面居于全國的最高水平。

　　河北省、山東省、福建省、廣東省海洋環(huán)境質(zhì)量屬于中等水平，河北省在京津冀一體化過程中，科研投入和利用率不斷提高。山東省憑借自身強(qiáng)大科研實(shí)力，以及國家提出打造“山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)”的國家策略，海洋環(huán)境質(zhì)量有明顯改善。由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，河北省第二產(chǎn)業(yè)占比超過50%，經(jīng)濟(jì)活動對海洋造成一定的污染。

　　福建省、廣東省氨氮排放總量較大，且2006—2016年氨氮排放總量增長速度平均為80%。近年來，這些地方以近岸海域污染防治為重點(diǎn)，嚴(yán)格控制陸源污染，強(qiáng)化了工業(yè)廢水直接排海的點(diǎn)源控制，工業(yè)廢水廢棄物達(dá)標(biāo)率達(dá)到82%，確保了近岸海域達(dá)到環(huán)境功能區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)。遼寧省、江蘇省、浙江省、廣西壯族自治區(qū)等地海洋環(huán)境質(zhì)量水平較低，江蘇省、浙江省人均污染嚴(yán)重，氨氮排放總量大，海洋環(huán)境污染最嚴(yán)重;遼寧省、廣西壯族自治區(qū)的環(huán)保投資較低，多年平均值僅有1%左右，海洋污染未得到有效治理，海洋環(huán)境承載力低，海洋環(huán)境質(zhì)量也未得到有效改善，導(dǎo)致發(fā)展水平最低。

　　4.3海洋環(huán)境質(zhì)量的影響因素分析

　　本文將選取的9個影響因子和2006—2016年海洋環(huán)境質(zhì)量的相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入地理探測器模型。因子探測結(jié)果中影響力q值(q值越大，說明該因子對海洋環(huán)境質(zhì)量的影響力越大;q值越小，說明該因子對海洋環(huán)境質(zhì)量的影響力越小)表示各影響因素對海洋環(huán)境質(zhì)量影響程度的大小。

　　5結(jié)論

　　本文運(yùn)用可變模糊模型對我國沿海11個省市的海洋環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了評價。結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著時間的推移我國海洋環(huán)境質(zhì)量水平總體向良性轉(zhuǎn)變，海南、天津、上海對外開放早，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，入海污染物得到了有效控制，海洋環(huán)境質(zhì)量水平有一定提高。

　　河北、山東、福建、廣東屬于海洋環(huán)境質(zhì)量中等水平的地區(qū)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、科技投入等海洋管理問題都有待加強(qiáng);江蘇、浙江人均污染物排放量多，遼寧、廣西的環(huán)保投資較低，污染物未得到有效控制，內(nèi)部差異顯著，海洋環(huán)境質(zhì)量水平低。另外，因子探測結(jié)果顯示:影響因子中經(jīng)濟(jì)效率、經(jīng)濟(jì)規(guī)模和海水養(yǎng)殖量對海洋環(huán)境影響不顯著，工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染和環(huán)境規(guī)制對海洋環(huán)境質(zhì)量影響最明顯。

　　6對策建議

　　通過以上分析，本文對我國沿海11個省市的海洋環(huán)境質(zhì)量提出以下對策建議:天津、上海作為海洋環(huán)境質(zhì)量高水平城市，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相對合理，但第三產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的海洋科研教育等比重需要加強(qiáng)，海洋環(huán)保形勢仍較嚴(yán)峻，海洋基礎(chǔ)管理有待加強(qiáng);海南應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)國際旅游島建設(shè)，打造低碳海南，將生態(tài)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢;河北、遼寧的海洋環(huán)境質(zhì)量水平較低，應(yīng)加強(qiáng)與臨近海洋強(qiáng)省———天津和山東的交流合作，降低第二產(chǎn)業(yè)的比重，擴(kuò)大海洋高端制造業(yè)和海洋第三產(chǎn)業(yè)的比重，通過提高海洋相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中高層次科技產(chǎn)品的比重和工農(nóng)業(yè)污染物數(shù)量的減少來提高海洋環(huán)境質(zhì)量[17]。

　　江蘇、浙江雖然為經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省，但海洋環(huán)境質(zhì)量水平一般，應(yīng)充分利用位于長三角的區(qū)位優(yōu)勢，加快區(qū)域海洋科技信息平臺建設(shè)，提升海洋科技的輻射能力、擴(kuò)散效應(yīng)和功能效應(yīng)，促進(jìn)海洋環(huán)境的改善，推進(jìn)實(shí)施科技興海戰(zhàn)略，同時注意對人均污物排放量的控制，提高污水排放達(dá)標(biāo)率和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級。。福建、廣東、廣西占據(jù)珠三角的區(qū)位優(yōu)勢，資源豐富，但資源利用率低，產(chǎn)業(yè)層次需要進(jìn)一步提升，提高海洋資源的開發(fā)深度，海洋科技轉(zhuǎn)化成果和產(chǎn)業(yè)化有待加強(qiáng)，推廣海洋健康合理的養(yǎng)殖，避免海水富營養(yǎng)化，加強(qiáng)海洋環(huán)保投資和排污量的控制。

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　　環(huán)境方向論文投稿期刊：海洋環(huán)境科學(xué)(雙月刊)創(chuàng)刊于1982年，由國家海洋局海洋環(huán)境保護(hù)研究所暨國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心和中國海洋環(huán)境科學(xué)學(xué)會主辦。