基于V A R模型的海洋经济与资源环境协调发展测度研究——以山东省为例

潘 琳 余 静 杨湘艳

中国海洋大学 海洋与大气学院 青岛 266100

改革开放以来，我国海洋经济总量不断增加，发展保持高速增长，已经成为国民经济增长的重要驱动力[1]。然而，海洋经济的快速发展给海域资源空间带来了巨大压力，粗放型用海模式极大地消耗了海洋资源，并损害了海洋生态环境，海洋经济规模扩张与海洋生态环境保护之间的矛盾日益突出。党的十九大报告将建设海洋强国从生态文明建设部分移至现代化经济体系部分，体现了党中央对于海洋经济发展的高度重视，但这并不意味着开发将重于保护，在对环境保护极大重视的前提下，最大化海洋经济在国民经济中的引擎作用是加快建设海洋强国的关键。海洋生态环境问题是制约海洋经济健康发展的突出短板，同时，海洋经济快速发展也是造成海洋生态环境日益恶化的首要因素。探索海洋经济与资源环境的协调关系是实现海洋生态健康与生态安全，推动海洋经济高质量发展的重要课题。

目前国内外关于海洋经济与海洋资源环境之间协调发展研究所使用的技术方法主要集中在3种：一是环境库兹涅茨曲线 （Environmental Kuznets Curve，EKC）。HALPERN等将CROSSMAN的环境库兹涅茨曲线应用于海洋经济与资源环境的动态关系研究中，认为海洋经济快速发展条件下不合理的海洋开发模式是造成海洋生态环境损害的重要原因[2-3]。目前，有研究表明我国海洋经济与环境污染的关系尚处于环境库兹涅茨曲线的左侧，还未到达曲线“顶点”[4]。阙伟伟运用环境库兹涅茨曲线的不同模型对温州近岸海域海洋环境和经济发展关系进行模拟，发现经济发展对近岸海域环境的变化存在显著影响[5]。二是耦合度及耦合协调度模型，两者通常成对出现且已被广泛应用。翟仁祥、王萌等、崔力拓等及张晓等通过构建海洋协调发展评价指标体系，运用耦合度与耦合协调度模型对江苏、河北、广东省以及环渤海地区海洋经济与资源环境协调发展情况进行测度[6-9]。三是非期望产出SBM（Slacks-Based Measure）模型。有学者将海洋资源投入和非期望产出纳入生产率分析框架中，采用SBM测度方法计算资源环境约束下的海洋经济发展效率，以分析海洋资源环境要素对海洋经济发展的影响[10-11]。

目前，海洋经济与资源环境系统协调关系研究主要集中于利用耦合度或耦合度协调度模型进行量化分析，本文在此基础上，将常用于分析经济变量之间相关关系的VAR模型引入海洋经济与资源环境双系统之中，实证检验海洋经济波动对海洋资源环境要素的影响效应，为山东省海洋经济的持续稳定增长和产业结构的健康良性调整以及资源环境的合理优化保护提供技术支持。

2 研究方法

山东省海岸线总长3 345千米，约占全国的1/6，毗邻海域面积15.95万平方千米，与陆域面积相当*。2017年，海洋产业产值占经济总产值的20%、全国海洋产值的19%*，可见山东省海洋经济的可持续发展在国民经济发展中具有举足轻重的作用，海洋生态与资源环境状况是山东省社会经济持续健康发展的重要组成部分。

2.1 指标体系的构建

根据已有研究成果[8，12-13]，结合山东省海洋经济与生态环境的实际情况，依据科学性、可操作性与独立性原则，构建适用于山东省海洋发展自身特点的评价指标体系。共包括两个系统层指标、5个目标层指标以及对应的25个指标层指标来反映山东省海洋经济与海洋资源环境协调发展的情况，具体指标见表1。需注意的是在海洋资源环境系统中，用来表征海洋资源供给能力的指标，除海水捕捞产量外均为正向指标。为何同样是产出指标，海洋捕捞产量与海水养殖产量、海洋原油产量及海盐产量性质不同，原因是山东海域整体捕捞情况处于超载状态，捕捞量增大只会使近岸渔业资源持续衰退，降低资源供给能力，因此将其定性为负向指标。其他海洋资源产出在目前生产力水平下，均未超出自然资源承载力范围，因此其产量越大，代表人类对海洋资源的开采能力越强，资源供给能力越强。

表1 海洋经济与资源环境评价指标体系

2.2 指标标准化及熵值法赋权

在海洋经济与资源环境耦合协调指标体系建立后，需要对各指标进行权重确定，权重确定也是极其关键的一步。本文选择熵权法进行指标赋权，可以避免主观赋权方法带来的偏差，使权重赋值更加准确、客观、有效。

（1）原始数据的来源和标准化处理。在赋权之前，首先对原始数据进行标准化处理，本文选取2007—2016年山东省海洋经济与资源环境系统的时间序列数据，数据来源于2007—2016年《中国海洋统计年鉴》 《山东省海洋环境统计公报》 《山东省统计年鉴》以及山东统计局等相关政府网站。

采用极差法对数据进行标准化，其中具有正向影响的指标（如海洋经济产值增长率等，越大越好），用式（1）进行标准化处理：

具有负向影响的指标（如工业废水直排入海量等，越小越好），用式（2）进行标准化处理：

式中：xi′为标准化的值，xi是指标值。

（2）熵值法最初起源于物理学领域，后广泛应用于社会经济、竞争力评价以及可持续发展评价等领域[14-16]。目前，国内学者将熵值法主要应用于资源利用、生态保护以及经济产业高质量发展等方面[17-18]。本研究选择熵值法这种客观赋权法对评价指标进行赋权，尽量降低主观人为因素的影响。通过指标熵值判断各指标的信息含量，以此来确定指标权重。由于选用的数据为时间序列数据，不同于一般的面板数据，研究对象只有一个，故笔者对熵值法进行了改进。改进的赋权公式及步骤如下：

各指标同度量化，计算第j项指标中第i年的权

境承载力综合评价值。

2.3 海洋经济发展与海洋资源环境综合评价方法

本文采用加权法计算海洋经济发展与海洋资源环境两系统的综合评价得分，以体现两系统的各自发展水平，其公式为：

式中：f（X），g（Y）分别为海洋经济系统和海洋资源环境系统的综合评价指数；xi′、yi′分别为海洋经济与海洋资源环境原始数据标准化的值；ki为各维度的指标对应的权重。由上述公式计算的海洋经济与资源环境系统的值越大，说明海洋经济发展水平与海洋资源环境质量状况越好。

2.4 耦合协调模型的建立

耦合度是衡量两系统相互关联、相互作用程度的重要指标，可以反映子系统及系统内部要素之间相互依赖、相互平衡、相关制约的动态协调关系[13]。本文用耦合度判别山东省海洋经济系统与资源环境系统之间的相互耦合关系及作用的时序变化，用以分析双系统的互动影响机制。耦合度的计算模型如下：

式中：V为耦合度；e为调节系数，由于本文的耦合度模型包括海洋经济系统和海洋资源环境系统两个子系统，故e＝2。当V＝0时，表明耦合度极小，系统处于无序发展状态，系统内部要素或系统之间没有明显相关关系。当V＝1时，耦合度最大，要素完全相关。借鉴郑金花等[12]对环渤海海域经济发展与海域承载力耦合特征的研究成果，结合山东省实际情况，本文对耦合度的类型划分如表2所示。

表2 海洋经济发展水平与资源环境承载力耦合度分类

耦合度存在结构缺陷，其只能说明系统之间相互影响的强弱程度，无法整体衡量协调发展水平的高低[19]。耦合协调度模型将海洋经济发展与资源环境承载力综合得分引入公式，可以很好地解决耦合度存在的问题。因此本文进一步引入耦合协调度模型，对山东省海洋经济与资源环境系统的协调程度进行更好地判别，其计算公式为：

式中：U为耦合协调度；α、β为判定系数。一般认为海洋经济发展和海洋资源环境发展一样重要，故判定系数取值为α=β=0.5。U越大，海洋经济发展水平以及海洋资源环境质量水平越高，两系统的耦合协调程度越高。本文参考相关耦合协调度分级分类[9，12]，对海洋经济发展水平和海域资源环境耦合协调度划分为以下类型（表3）。

表3 海洋经济发展水平和资源环境水平耦合协调度等级与类型

2.5 VAR模型与脉冲响应分析

本文采用向量自回归模型（VAR模型）定量分析10年间山东省海洋经济系统和资源环境系统相互影响的内在机制。VAR模型由CHRISTOPHER于1980年提出，其优点在于考虑了变量之间的时间动态特征[20]，表达式为：

上式中，yt是K维的内生变量；A1、Ap是k×k阶被估计的系数矩阵；β是常系数矩阵；ut是随机扰动项且满足ut～N（0，σ2），回归系数可用最小二乘法估计。VAR模型可以较好地处理时间序列变量，却无法对变量之间的结构关系进行深入分析，因此需要在该模型的基础上进行脉冲响应函数分析[21]。脉冲响应函数的公式如下所示：

在上述的系统中，初期的扰动会在系统中不断传递，若系统从第0期开始活动，则通过迭代计算可以得到之后每期的x、y值，y即为由x的脉冲引起的响应函数。通过y的变化方向和强度可以判断变量之间的影响机制。

3 实证结果分析

3.1 综合评价指数分析

根据海洋经济与海洋资源环境综合评价得分的计算方法，得到山东省2007—2016年海洋经济与海洋资源环境的综合得分f（X）和g（Y），见图1。

由图1可知，山东沿海地区海洋经济发展水平和海域资源环境质量水平走势一致，整体增长趋势明显。海洋经济发展水平逐年增长，2007—2010年，海洋经济发展水平增长较快。2006年6月30日，山东省人民政府发布了《山东省海洋经济“十一五”发展规划》 （以下简称《规划》），要求重视海洋经济在山东省经济发展中的突出作用，通过构筑特色海洋经济区，形成具有更强竞争力的海洋经济发展体系，把山东省建设成为海洋产业布局合理、资源环境状况良好的海洋经济强省。

图1 2007—2016年海洋经济与资源环境系统综合得分比较

在《规划》的指导下，2007—2010年间，山东海洋产业结构和布局不断调整优化。以海洋渔业为主的海洋第一产业所占比重呈下降趋势，由2007年的7.6%下降至2010年的6.3%；钢铁、造船、石油与盐化工业等临港工业发展迅速，海洋第二产业比重不断增大，2010年达到50.2%，居三次产业之首；海洋第三产业包括滨海旅游业、海上运输业、海洋科研教育业等，海洋服务业产值持续快速增长。恰逢2008年北京奥运会，青岛作为奥帆赛承办城市，滨海旅游等海洋产业获得了较大的发展机遇。根据《中国海洋统计年鉴2010》显示，2009年山东省国际旅游（外汇）收入达到12.6亿美元，同比增长20.9%，为山东省经济做出了突出贡献，成为带动海洋第三产业发展的“领头羊”。

与此同时，海洋经济的快速发展，尤其是包括钢铁、海洋石油化工等的海洋第二产业的快速发展，给海洋生态环境带来了较大压力。海洋油气、化工业等生产过程中产生废弃物中含有的石油类、重金属以及硫化物等污染物质会对海洋生态环境造成极大破坏，影响海洋生物的栖息环境与生物质量。所以在此期间，海洋资源环境系统综合得分整体呈下降趋势，海洋环境破坏与资源过度开发现象较为严重。滨海旅游业作为海洋第三产业的支柱，其迅速扩张也给海洋生态环境带来了沉重压力。游客以及旅游过程中废弃物的大量增加，给海洋生活环境增加了较大压力。尤其是在对滨海旅游资源规划不够科学合理时，资源浪费、开发过度等问题时有发生，海洋生态环境不可避免遭到破坏。

山东省海洋经济发展水平与资源环境质量指数呈交错上升趋势。2009—2010年，两系统评价指数出现首次交错，经济系统综合得分超越资源环境系统综合得分，海洋经济发展水平开始超过资源环境质量水平。这表明海洋资源环境发展由领先转变为落后于经济发展，海洋经济发展水平已超出了资源环境承载能力范围，不利于山东省海洋经济的持续健康发展。2010—2012年，海洋资源环境系统综合发展水平始终未能超过经济水平，且两系统的综合发展水平以相反趋势逐渐拉开差距，说明在此期间海洋经济高速发展，生态环境状况相对滞后的改善程度已经远远不能满足快速发展的海洋经济的巨大需求。

2012—2013年，海洋经济发展水平与资源环境发展水平出现第二次交错。海洋生态环境系统综合发展水平增速加快，甚至开始超过海洋经济系统综合发展水平。2013年，山东省率先在全国建立了海洋生态红线制度，划定总面积为16 313.9平方千米的保护海域，并进行分区分类管控。海洋生态红线制度旨在维护海洋生态健康与安全[22]，对于维护海洋生态安全、保障沿海地区社会经济可持续发展具有重要作用，因此该制度的确立极大促进了山东省海洋生态环境质量的改善。另外，2013年山东省渔业资源修复养护力度加大，山东省公益放流共投入海洋增殖资金1.48亿元，累计放流各类海洋增殖苗种49.9亿单位。截至2013年11月，山东省投资规模达到100万元以上的人工鱼礁及海洋牧场项目已达到175处，生物资源养护取得明显成效，推进了近海海洋生态恢复和渔业经济发展。渔业资源以及海岸线、海域和海岛等的修复工作，提升了山东省海岸带的生态环境价值，促使山东省海洋资源环境承载力水平明显提高，山东省海洋资源环境状况得到明显改善，其资源环境质量水平跃居海洋经济发展水平之上。

3.2 耦合度态势演变

根据海洋经济与海洋资源环境协调发展评估方法，计算得出2007—2016年山东省海洋经济发展与海洋资源环境耦合度值V，结果见图2。

图2 2007—2016年海洋经济与资源环境耦合度变化

由图2所示，2007—2008年山东省海洋经济处于探索阶段，无论是海洋经济发展水平还是资源利用率水平都比较低，两者处于磨合时期。2009—2012年，两者耦合度步入高水平发展类型，但耦合度并不平稳，在波动中呈下降趋势，这也为山东省海洋经济发展与资源环境的保护利用提出警示，优化海洋产业结构，转变海洋经济发展模式，是实现海洋经济持续健康发展与海洋生态环境保护的必由之路[23]。2013—2016年，耦合度在上升中逐步保持平稳，二者开始处于高水平耦合的协调发展阶段，耦合度整体基本保持在0.9以上，海域经济发展水平质量较高，海域资源环境承载力得到修复，资源环境质量状况良好。

3.3 耦合协调度与发展类型分析

从以上耦合度的分析中可以看出，山东省海洋资源环境系统与海洋经济系统的耦合效果比较理想，但若仅参考耦合度，会忽略两系统的综合评价得分g（Y）和f（X），出现两系统得分水平较低，而耦合度V独高的情况，难以真实反映海洋经济与资源环境系统的整体协调程度。目前，解决这一问题的普遍应用方法是引入综合协调指数S（S=α·f（X）+β·g（Y）），构建两系统协调发展的耦合协调度模型，如公式（8）所示，反应两系统综合发展水平，所得耦合协调度U结果如表4所示。

表4 山东省海洋经济与海洋资源环境协调发展评价结果

需要深入研究耦合协调度来客观反映两大系统的整体协调程度。由耦合协调度结果得知，山东省海洋经济与资源环境系统的协调度从2007年的0.461 9增长为2016年的0.770 9，总体呈上升趋势，且2014年协调度较上年增幅最大。2007—2009年，海洋经济系统滞后于海洋资源环境系统，海洋生态环境良好，资源丰富，两者属于中度失调和轻度失调阶段。

2010—2012年，山东省海洋经济迅速发展，两者进入轻度失调和初等协调发展阶段。山东省这一时期的发展类型是海洋经济发展水平主导型，山东省以海洋经济发展为主导，经济与资源环境发展开始由失调进入初等协调发展阶段。

2013—2016年，海洋经济系统与资源环境系统由初等协调发展进入中等协调发展阶段。这4年间，海洋第一产业产值占总产值的比重均呈现较低状态，海洋第二产业比重整体呈下降趋势，海洋第三产业发展态势强劲，呈上升趋势，其比重开始超过第二产业，如图3所示。海洋经济产业结构逐渐合理化，高污染高耗能的海洋第二产业所占比重逐渐降低，海域资源环境压力减小，生态环境状况逐渐改善。海洋生态环境的不断改善给海洋经济的发展带来良好的机遇，二者相互协调、相互促进，由海域资源环境领先型进入同步发展型。

图3 2007—2016年山东海洋三产比重变化趋势

2013—2015年，山东省重视海洋科研机构以及科研人才的投入，不断增加经费投入，但投入力度并不能满足两系统协调发展的实际需要[24]。2015—2016年，山东省海洋科研专业技术人员由4 108人下降到3 532人，海洋科研人才流失十分严重，直接导致海洋经济发展潜力下降，海洋经济系统与资源环境系统发展类型由同步发展型再次转变为海域资源环境领先型。

3.4 海洋经济与资源环境两系统耦合协调机理分析

运用上文中提到的VAR脉冲响应模型，选择海洋资源环境系统中的15个子指标分别作为脉冲响应因变量，海洋经济系统的综合评价指数g（Y）作为原始冲击变量，构建双变量的脉冲分析模型[25]。利用Eviews软件，首先对参与分析的两系统变量进行ADF检验，检验结果显示，原序列为一阶单整，即在一阶差分之后为平稳序列，因此在一阶差分序列基础上进行脉冲响应分析；通过LR、FPE、AIC、SC及HQ等准则确定山东海洋经济与资源环境的VAR模型滞后阶数为1期。按照脉冲分析检验标准，两变量的VAR脉冲响应模型须通过单位根检验，且最终的脉冲扰动需要收敛。图4为通过收敛检验的脉冲响应的函数图像。

图4 山东海洋经济发展对海洋资源环境因子的脉冲分析

脉冲响应的结果显示：总体上海洋经济的发展对海洋资源环境质量水平既有正向作用也有负向作用。从通过检验的各项指标VAR脉冲分析结果来看，山东海洋经济系统的一个标准差冲击，主要影响的是工业固体废弃物综合利用量、海水养殖面积、海洋捕捞产量、海盐产量和海水水质达标率等指标，且工业固体废弃物综合利用量、海水养殖面积、海洋捕捞面积和海盐产量四个指标响应结果均为正，仅对海水水质达标率冲击结果为负，表明海洋经济发展一方面可以带动海洋排废综合利用水平的上升与部分海洋资源产量的增加，从而提高海洋环境质量与海洋资源供给能力；另一方面又会增大海洋渔业资源的消耗强度和恶化海水水质，使得海洋资源环境水平下降。由此可见，海洋经济的发展对海洋资源环境水平的影响具有两面性，从而在一定程度上解释了图2中两条曲线交错上升的原因。

4 结论与建议

本文运用耦合度和耦合协调度评价模型，对山东省海洋经济发展与资源环境情况进行综合测度，得出以下结论：

（1）2007—2016年，山东省海洋经济与资源环境的耦合度大多数处于平衡稳定的状态，数值位于0.8～1之间，属于高水平耦合向良性共振耦合发展；耦合协调度数值位于0.4～0.8之间，经历了由中度失调发展、轻度失调发展、初等协调到中等协调的发展阶段的转变，海洋经济与资源环境的协调关系逐渐优化，目前山东省海洋经济与资源环境相互促进，协调共存，发展态势良好。

（2）研究结果表明，早期山东省海洋经济基础薄弱，重心放在海洋经济建设方面，海洋资源环境质量水平远超经济发展水平。然而，随着经济发展速度不断加快，海洋经济发展水平快速提升，海洋资源环境不再满足海洋经济的发展需求，资源损耗与环境破坏十分严重。山东省开始从重视海洋经济建设转向生态制度建设，海洋产业结构不断优化升级，低污染、低耗能的海洋第三产业比重不断增加，由粗放式经营转变为集约式经营，推动高附加额海洋产业发展，鼓励海水淡化、海水养殖等的技术创新，不断加大海洋科研投入，提高海洋科技创新能力，提高海洋资源环境利用效率，不断推进海洋经济与资源环境的协调健康发展。

（3）山东省海洋经济和海洋资源环境的关系是诸多因素共同作用的结果。通过采用VAR模型的脉冲响应分析，进一步探索了海洋经济系统发展对海洋资源环境系统水平的内在影响机制。研究结果显示，海洋经济快速发展在大量损耗海洋渔业资源、恶化海水质量的同时也会提升工业固体废弃物的综合利用量和部分海洋资源供给量，对海洋资源环境同时产生正面和负面影响，侧面验证了2007—2016年山东海洋经济与海洋资源环境综合测度指数交错上升的现象。

基于以上结论，山东省海洋经济系统与海洋资源环境系统的耦合协调关系虽已进入中等协调发展阶段，但距优质协调水平仍有差距，为实现两系统同步优质协调发展，需配以行之有效的建议：首先，立足于海洋强国的目标，山东省政府应在持续推进海洋生态文明建设的基础上，实现海洋经济更好、更快、更高质量的发展。通过建立陆海产业综合管理机构实现海陆产业综合监管，以解决海域产业发展落后于陆域产业的问题，实现陆海产业平衡、协调发展[26]。优化海洋产业结构，通过产业链延伸带动海洋经济优化[9]。其次，目前山东省海洋产业结构转型已进入关键期，要推动海洋科技创新能力的提高，重视对海洋科研人才的培养和引进，加大对海洋科研项目的投入，创新产学研合作方式，实现海洋经济由粗放型增长向效益型增长的过渡。第三，构建科学合理的海洋资源开发利用体系，修复海洋生态环境，坚守海洋生态红线，推动海洋经济增长由资源依赖向创新驱动转变[9]。