海洋地缘文明时代中国沿海地区生态安全综合评价

王 耕， 刘 悦， 艾怡然

(辽宁师范大学 地理科学学院，辽宁 大连 116029)

地缘文明是地缘理论在文明研究领域的应用，体现了文明研究的视角[1].海洋地缘文明是地缘文明的重要组成部分和延展，具有显著的地理性、开放性.中国是海陆兼备、邻国众多、海洋地缘关系复杂的海洋大国.近些年来，随着中国经济持续、稳定、快速、健康的发展，全面走向海洋，并把中国建设成为海洋强国是我国发展的必然趋势[2].海洋地缘文明时代的到来也为我国建设海洋强国奠定了时代基础.在海洋地缘文明时代，将发展的重心从陆缘转移到海缘，对沿海地区而言既是机遇也是挑战.经济发展、政策支撑、资源供给充足共同创造了巨大的物质财富，但也给沿海地区带来了生态破坏、环境质量下降的生态危机.生态兴则文明兴.生态安全是促进海洋地缘文明时代健康发展的重要保障.

生态安全的思想最早出现在20世纪40年代的土地健康及土地功能评价中[3].生态安全的核心思想是建立在经济发展与生态环境相互作用基础上的，认为生态系统功能健全、自然资源可持续利用以及最终人与自然和谐共处是生态安全的根本要求.而要使生态安全概念具有现实意义，唯有对生态环境因子及生态系统整体性进行可靠的、可操作的、可广泛推广的，并能为决策者提供指导信息的生态安全评价才能实现[4].生态安全评价是对区域生态安全程度进行分析、预测和评估，能为生态过程的调控提供依据，是生态安全研究的重要内容[5].

国外生态安全评价开始较早，始于20世纪80年代初.1990年后，国内生态安全评价迅速发展.国内外学者对生态安全评价的研究主要集中在指标体系的构建、指标权重的计算和评价方法等方面.在指标体系构建上，常用的指标体系包括：①由联合国经济合作开发署(Organization for Economic Co-operation and Development)与联合国环境规划署(United Nations Environment Programme)在20世纪80年代共同提出的环境指标的压力-状态-响应(P-S-R)概念模型;②在此基础上，联合国可持续发展委员会(United Nations Commission on Sustainable Development)又提出了驱动力-状态-响应(D-S-R)模型;③随后，欧洲环境署则在P-S-R基础上添加了驱动力和响应两类指标，构成了D-P-S-I-R框架[4];④除此之外，刘汉斌[6]构建基于经济-自然-社会(EES)协同模型的广东省海洋生态系统安全评价,张志君等[7]构建基于可拓云模型的干旱区水资源安全评价.随着科技的发展，以遥感数据和GIS技术为支撑，对区域生态安全进行评价的研究成为主流趋势.如艾媛巧等[8]基于RS/GIS与GM(1，1)模型的长沙市城市生态安全评估与预测.指标权重计算方面，常用的确定指标权重的方法有主观赋权法和客观赋权法.主观赋权法包括德尔菲法[9]、层次分析法[10]等.客观赋权法主要有熵权法[11]、主成分分析法[12]等.因单独一种赋权方法具有偏差，因此,在指标赋权上多采用主客观结合的方法用来减少误差.评价方法上多集中在数学方法和景观生态法方面.如郭嵘等[13]基于综合指数法的哈尔滨生态安全评价，魏黎灵等[14]基于生态足迹法的闽三角城市群生态安全评价，苟露峰等[15]基于BP神经网络法的山东省海洋生态安全评价.但目前的研究多侧重于小的研究区域，区域之间的关联较少，且对于时空统一视角的评价较少[16].除此之外，评价模型过于普遍，不利于特殊性的评价，针对大区域的评价模型目前尚未有统一的定论，评价指标也并不完善.因此，针对大区域的生态安全评价模型的构建以及指标的选取的研究亟待发现.

生态安全是当今全人类必须共同面对的、并且迫切需要解决的重要课题之一.随着海洋强国战略的提出[17]，中国沿海地区作为陆地与海洋的过度地域，生态安全状况直接影响到海洋的生态安全健康及未来对于海洋的可持续开发与利用.并且对于构建完整的海洋地缘文明亦起着重要的推动作用.鉴于此，文章借鉴陆域生态安全理论与方法，构建全新的体现中国沿海地区完整性的研究体系，并从时空特征上进行分析，对沿海地区的振兴与崛起以及海洋地缘文明的建设提供思路和参考.

1 研究区概况

本文选取全国11个沿海地区作为研究范围.自北向南依次为辽宁、河北、天津、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南11个沿海省(区、市).海洋污染问题表现在海洋，但根源在陆地，是陆域开发建设过程中过度利用海洋环境容量与忽视海洋自净能力的体现[17].沿海地区作为陆域与海域的交界地带，其生态安全状况直接影响到所辖海域的生态环境安全，对于海洋地缘文明的建设至关重要.因此，选取此处作为研究区更具代表性.

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

本研究收集了1999—2018年中国11个沿海地区生态安全评价指标中可获取的相关数据.其中，经济-环境子系统中的指标数据主要来源于1999—2018年间的国家海洋局网站数据、《中国海洋统计年鉴》《中国环境年鉴》《中国港口年鉴》《中国渔业统计年鉴》，海洋灾害-生态安全子系统的指标数据主要来源于1999—2018年的《中国海洋灾害公报》《中国海洋生态环境状况公报》.由于数据获取困难，本研究不包括香港、澳门和台湾.

2.2 指标体系构建

评价指标体系的科学合理性是区域生态系统健康评价准确、合理与否的关键，也是该评价是否有指导意义的关键[18].改革开放以来，沿海地区作为国家经济前沿，集中了国家绝大部分的优先发展权，海洋经济得以在短时间内突飞猛进.而由于沿海地区缺乏适度开发经验，经济利益的获得与生态环境的发展成为主要矛盾.与此同时，沿海地区由于特殊的地理位置，其生态环境除受到人为因素影响外，自然灾害的频发对沿海地区的生态安全也具有重要影响.因此，基于沿海地区发展与安全状况构建由经济-环境和海洋灾害-生态安全组成的两对两两冲突的生态安全评价指标体系(表1).指标选取应以反映生态系统的主要结构与功能,具备系统性、完备性、可操作性，并体现人类作用为基本原则[19].经济-环境子系统中选取的指标应能反映人类社会经济活动对该区域所处海域环境造成的影响，主要从海洋经济生产效率和环境保护两方面选取.海洋灾害-生态安全子系统中选取的灾害指标主要为常见的、对研究区造成广泛影响的海洋灾害类型，而安全指标则选取海洋灾害冲击影响下，海洋生境和生物的损害情况作为参考指标.具体指标选取结果见(表1).

表1 中国沿海地区生态安全评价指标体系

2.3 研究方法

(1)采用综合指数法进行评价，综合指数法依据各项指标、权重、标准值来评价研究区的生态安全程度[20].指标权重运用层次分析法[21]和熵权法[22]分别计算后再进行综合的方法，一定程度上避免了层次分析法强调主观经验和熵权法依靠客观赋权的缺点，将主客观因素相结合，从而得到更加科学合理的参考指标[23].经计算得到的综合指标权重见表1.生态安全指数的计算方式为

(1)

其中，E表示中国11个沿海地区生态安全的综合评价值，wi表示各指标的权重，yij为各个指标标准化之后的数值，n为指标个数.E值在(0，1)间波动，E值越趋近于0，则表示生态安全状况越差.

(2)生态系统评价标准

根据计算出的综合指数情况，参考既有生态评价文献的取用标准[24]，由高到低，将中国沿海地区生态安全程度的标准评价等级划分为5个主要测度等级(表2).

表2 生态系统评价分级标准

3 评价结果及分析

3.1 中国沿海地区生态安全综合指数分析

3.1.1 时序特征与演化分析

从整体上看，中国沿海地区生态安全综合指数在1999—2018年发生了数次波动，尤以2004—2010年间变化最为频繁，但大体呈上升趋势(图1).在研究时间段内，根据综合评价指数结果(表3)，表明研究区整体安全状态经历了“较差—一般—良好”的过程.

表3 中国沿海地区生态安全综合评价指数

图1 中国沿海地区生态安全综合指数及分项指数

各沿海地区生态安全综合指数(图2)，由于时间跨度较大，选取其中5 a(1999年、2004年、2009年、2014年和2018年)加以说明.各沿海地区20 a生态安全综合指数均经历了前10 a剧烈变化到后10 a逐渐趋稳的发展过程.由于沿海地区自然条件、政策倾斜力度和经济发展水平均有差异，各沿海地区20 a间生态安全综合指数的变化情况也不尽相同.2008年以前，沿海地区经历了大力发展海洋相关产业带来的环境污染、生态破坏,远洋船只缺乏进港规划，致使跨海区船载水污染严重,对海洋灾害和海洋事故的应急处理能力也十分有限，共同导致了生态安全综合指数的剧烈波动.而在2008年以后，我国沿海地区逐渐吸取自身及他国海洋经济发展的先进经验，不断完善海洋灾害监测预警机制，海关及各主要沿海港口加大对船载水排放及检测处理的监察力度等措施，使得中国东部沿海地区生态安全综合指数趋于稳定.

图2 中国沿海地区生态安全综合指数空间变化

3.1.2 空间特征与演化分析

分地区看(图3)：截止到2018年，江苏省、广西壮族自治区、河北省、海南省的生态安全状况已符合“良好”标准；天津市、辽宁省、上海市、福建省、山东省符合“一般”的生态安全状态；而浙江省、广东省的生态安全状况不尽理想，处于“较差”状态.在符合“良好”标准的4个主要地区中，广西壮族自治区、海南省海洋经济发展相对其他沿海地区而言较不发达，一定程度上保护了当地海洋自然环境及海洋生态健康发展.河北省下辖海洋面积相对较小，海洋问题相对较少，使其生态安全综合指数较其他地区偏高.江苏省作为经济强省、海洋大省，对海洋的开发利用程度高，相关保护措施较为完善.除此之外，因地理位置的特点，使其遭受台风、风暴潮的影响小于江苏以南各沿海地区，受海冰的影响又小于以北沿海地区.因此，江苏省的海洋灾害-生态安全指数较其他沿海地区稳定，并在4个符合“良好”标准的沿海地区中最具代表性.而浙江省、广东省虽海洋经济发展水平也较高，但两省位置偏南，较易受到海洋灾害的影响，造成一定损失.2018年广东省的海洋灾害直接损失达到23.78亿元，位居各沿海地区的首位.浙江省的海洋直接损失也达到5.88亿元.而广东省作为改革开放的先行者，与别国的对外贸易频繁，港口运输带来的污染也不容忽视.

图3 2018年中国沿海地区生态安全综合指数

3.2 中国沿海地区经济-环境指数分析

3.2.1 时序特征与演化分析

从整体上看(图1)，20 a来经济环境指数与综合指数的走势近似，呈现出波动上升的趋势.说明在20 a间人们的向海活动频繁，人类经济活动对海洋生态安全造成的影响越发剧烈.一方面体现在对各类海洋资源的加速开采，另一方面体现在沿海经济活动对海依存程度的不断提升.而在整体趋势下，2003—2011年间，经济-环境指数呈现出频繁的上下浮动.21世纪前5 a，海洋生产总值占地区生产总值比重升高，沿海工业活动对海排废量增多，海洋生态环境恶化.经济与环境的不协调导致经济-环境指数走低.为改善沿海地区愈发严重的海洋生态环境恶化乱象，2006年起，国家开始有计划地对人类海洋活动进行干预.内容包括强化对海各项监测，积极扩大高等院校海洋相关专业招生规模，鼓励发明与海洋相关的科研技术和科技成果，完善涉海项目监管并明确处罚规范等.2008年世界性经济危机的爆发，直接限制了中国海洋经济的发展规模.在2008年经济危机活动后，为尽早摆脱经济危机的持续影响，我国及时调整海洋战略，逐渐扩大沿海地区海洋经济活动，开放自贸区等政策，促使海洋经济活动回暖.2009—2018年，经济-环境指标已逐渐趋稳，在合理范畴内逐年上升.

3.2.2 空间特征与演化分析

分地区看，沿海地区经济-环境指数整体均呈波动上涨趋势(图4).河北省、江苏省、广西壮族自治区经济环境数值较高，多年份均超过0.3，其余地区数值偏低.在经济-环境指数较高的地区中，河北省、广西壮族自治区的海洋经济总量并不是11个研究区中最高的，而且河北省海域占比较小，海洋及相关产业增加值低于其他沿海地区.但河北省作为全国政治中心的依靠省份，在环境保护上的力度较大，工业废物排放量相对较少，使得其经济环境指数较高.江苏省作为沿海经济强省，在海水养殖、海洋捕捞、货物运输上产量都较大.此外，江苏省高校众多，科研人员从业量大，涉海就业人数较多，这些因素共同提升了江苏省的经济-环境指数.

图4 中国沿海地区经济-环境指数空间变化

3.3 中国沿海地区海洋灾害-生态安全指数

3.3.1 时序特征与演化分析

从整体上看(图1)，中国沿海地区海洋灾害与生态安全指数内部波动，但总体趋于稳定，有较小下滑趋势.2005年和2008年下降幅度极为明显.2005年，我国沿海地区共发生30起海洋自然灾害，在20 a综合数据中排名第二.当年沿海地区风暴潮直接经济损失329.8亿元，同样居20 a之最；2008年，主要海洋灾害发生31次，居20 a综合数据第一位，规模以上赤潮灾害发生24次.21世纪前10 a，人类对海洋灾害的防治和响应机制不甚完善，当遇上自然灾害相对较多的年份时，海洋灾害的影响程度更大.伴随着社会经济发展，对灾害监测及处理机制不断完善，灾年与非灾年的差异减小.故而2008年后，再未出现数值波动较大的情况.

3.3.2 空间特征与演化分析

分地区看(图5)，浙江省、福建省、广东省海洋灾害-生态安全指数偏低，其余沿海地区相对较高，但总体而言各沿海地区的海洋灾害-生态安全指数低于0.18.我国海洋灾害以风暴潮、海浪、海冰、海岸侵蚀为主，赤潮、绿潮、海平面变化、海水入侵与土壤盐渍化、咸潮入侵等灾害也有不同程度发生[25].其中，风暴潮是造成经济损失最严重的灾害.风暴潮分为台风风暴潮和温带风暴潮两种，浙江、福建、广东因距离热带气旋发源地较近，受台风风暴潮的影响最大.同时，由台风风暴潮带来的次生灾害,如海浪侵蚀等对这些省份的影响也不容小觑.辽宁、河北、天津、山东受温带风暴潮、海冰侵蚀、海水侵蚀、土壤盐渍化的影响较大.江苏省是人口、经济大省，向海的过度排污使得水体富营养化程度严重，赤潮灾害是影响江苏省海洋安全的灾害之一.2018年，广西北海和海南三亚两地监测区的海水入侵程度相比2017年有所扩大，受海水入侵影响盐渍化范围亦有所扩大.

图5 中国沿海地区海洋灾害-生态安全指数空间变化

4 结论与讨论

4.1 结 论

本文通过构建两对主要生态安全冲突因素构成的评价指标体系，运用综合指数法对中国沿海地区生态安全进行评价.结果表明：

(1)时间尺度上，1999—2018年中国沿海地区生态安全整体呈波动上升趋势，经历了“较差—一般—良好”的变化过程.选取的11个研究区在研究时间段前10 a变化剧烈，后10 a趋于稳定.

(2)空间尺度上，在研究时间段内，江苏省、广西壮族自治区、河北省、海南省的生态安全状况“良好”；天津市、辽宁省、上海市、福建省、山东省的生态安全状况“一般”；浙江省、广东省的生态安全状况“较差”.

(3)通过对各分项指数时空分析得出中国沿海地区生态安全状况变化的原因主要体现在：①研究时间段前10 a，由于缺乏向海发展经验并“急于求成”，忽略了经济发展对生态环境的破坏使经济与环境协调性降低.远洋船只缺乏进港机制，跨海区船载水污染严重.对海洋灾害的监测预警能力有限，应急处理水平亟待提高.以上原因共同导致了研究时间段前10 a生态安全指数的剧烈变化.②随着经济的进一步发展，经济与环境的协调一致性得到认同，经济发展政策也向促进国民经济更高质量、更有效率、更加公平、更可持续发展转变.经济硬环境推动文化软实力，科技进步为海洋灾害的预警、远洋船只的污染与排放监测提供了保障.使得研究时间段后10 a各分项指数趋于稳定且海洋生态安全向“良好”状态转变.

(4)根据上述研究，建议从以下方面提升中国沿海地区生态安全水平：①经济-环境：基于可持续发展理念，协调社会经济发展与环境保护.调整产业结构，大力发展海洋产业.加大科技投入，扶持高校海洋科研机构，培养相关海洋人才.设立海洋类自然保护区，保护稀缺海洋动植物资源.提高废弃物入海排放标准，鼓励沿海企业先治污后排放.加强宣传，提高人们的生态意识，加强休渔期禁止捕鱼的监察力度[25].在远洋运输船只来往密集的重点港口沿线设立低排放海洋缓冲区，避免船舶排放物污染升级.运用地理信息技术手段，及时掌握船舶泄漏物的发生区域和污染范围，减少损失.②海洋灾害-生态安全：尊重自然，对于有规律可循的部分海洋灾害，加强灾前预警与监测力度，减轻海洋灾害威胁程度.面对已经发生的海洋灾害，应提升应急灾情处理的反应速度，及时划定受灾范围，制定应急预案，分配储备资源并给予妥善救援，以减少灾害带来的损失.

4.2 讨 论

(1)本文基于海洋地缘文明时代对1999—2018年中国沿海地区生态安全状况进行评价，构建针对中国沿海地区的指标体系，对于促进中国沿海地区的生态安全状况的改善具有一定意义.但由于2000年以前的较早年份的统计数据查找难度大，且部分年份的部分指标数据统计由于统计材料改版、统计指标调整而有所缺漏,一定程度上影响了生态安全评价的结果.在今后的研究中，应构建更加全面的评价指标体系，并基于更完整的时间序列数据深入论证指标与中国沿海地区生态安全状况的关系，为促进中国沿海地区的可持续健康发展提供思路.

(2)海洋地缘文明时代为中国沿海地区的发展提供了更多的机遇和挑战.在机遇与挑战的协同下，如何更好地应对挑战把握机遇，使沿海地区实现经济、社会、生态协调一致发展，以及如何加强陆海统筹、利用沿海地区的快速发展带动陆域以期实现共同发展的研究亟待实现.