上海市海洋经济可持续发展综合评价模型实证研究

李璟瑶，陈 璇

（上海海洋大学 经济管理学院，上海201306）

海洋关系着人类生存与可持续的发展。二十一世纪被称为是海洋的世纪，随着人类认识海洋、利用海洋能力的提高，海洋的价值被越来越多的国家所重视。在党的十八大报告中也提出加快发展海洋强国战略。据统计2018年我国海洋生产总值达到了83 415亿元，同比增长6.7%，在海洋经济发展的同时，我国也越来越重视海洋科技、海洋环境和社会的协调发展。2011年山东省率先建立蓝色海洋经济区以促进海洋经济与区域的协调发展。2019年习近平总书记更是提出以科技创新引领海洋强国建设，在关注海洋经济发展的同时更加强调科学技术的力量。《全国海洋经济发展十三五规划》也提出坚持保护环境优先的主方针。但是就目前来看，海洋科技成果的转化能力有待提高，海洋自主创新能力不足。上海市作为全国最大的沿海城市，拥有丰富的海洋资源。2018年上海市政府印发了《上海市海洋“十三五”规划》，表示要进一步促进产业结构升级，突出科技创新和环境保护在经济发展中的促进作用，减少资源消耗，提高资源使用效率，紧跟国家建设海洋强国战略的步伐。“十二五”期间，上海市海洋生产总值从2010年的5 224亿元增长到2015年的6 513亿元，连续多年保持全国第三位，到2018年上海市海洋生产总值更是达到9 183亿元，占全市生产总值的28.1%，海洋经济成为推动上海市发展的重要引擎。其中海洋交通运输业和滨海旅游业发展迅速，2018年上海市港口货物吞吐量达到73 047.94万吨，集装箱吞吐量达到4 201.02万国际标准箱，全年接待邮轮403艘次，邮轮旅客达到275.29万人次，成为全国第一大邮轮港。但随之而来是海洋环境污染问题频发，海洋科技自主创新能力以及科技成果转化率不足等问题。因此，构建海洋经济可持续发展指标体系，探究上海市海洋经济与海洋科技、海洋环境、海洋资源以及社会发展之间的协调度，对于促进上海市海洋经济可持续发展显得尤为重要。

关于经济可持续发展的系统模型和评价方法国内不少学者进行了探究。曾嵘等运用系统论的思想提出了PREE协调发展系统的概念，即通过建立人口、资源、环境和经济四个系统来研究地区经济的可持续发展[1]。郁俊莉等扩展了可持续发展的内涵，将可持续发展拓展为经济、人口、社会、环境、资源五个方面，通过对这五个方面的研究，提出了可持续发展策略[2]。张德闲将可持续发展的概念引入了海洋领域，专门研究海洋经济可持续发展的相关理论和方法，提出要从海洋经济、海洋环境、海洋科技、海洋资源和社会发展五个方面进行研究[3]。高乐华等对海洋经济、海洋生态以及社会三个子系统进行了研究，发现只有在良好的经济结构和社会秩序下，海洋生态才能取得良好的发展[4]。简逸晨等运用熵值法对我国沿海十一个省市的海洋经济发展水平做出了评价，结果发现环渤海地区的海洋经济发展状况优于东部和南海地区[5]。刘明在评价全国沿海地区海洋经济综合竞争力内涵的基础上，进一步分析了影响海洋经济综合竞争力的因素，从海洋资源禀赋、海洋环境、海洋经济和地方宏观环境四方面进行了具体探究[6]。白福臣等运用主成分分析的方法对广东省海洋经济可持续发展能力进行了评价[7]。郑莉等将熵值法、德尔菲法和AHP层次分析法相结合，运用CISD模型探讨环渤海地区的海洋经济可持续发展能力[8]。张呈等、李佳璐等构建了海洋经济可持续发展体系，分别运用层次分析法和熵值法从海洋经济、科技、人力、资源消耗等方面对上海市海洋经济可持续发展进行了评价，发现上海市面临资源衰退、环境恶化等问题[9-10]。

综上所述，目前大多数的研究都是集中于海洋经济可持续发展系统的构建和各子系统发展状况的评价，较少的研究海洋经济与海洋环境、海洋科技、海洋资源、社会发展之间的协调关系。因此本文基于前人研究成果，以上海市为例进一步研究海洋可持续发展模型中各子系统之间的协调关系。通过层次分析法确定各个指标的权重，运用主成分分析模型对各子系统做出评价，利用回归分析的方法求出各子系统之间的拟合方程，计算出子系统间的静态协调度和动态协调度，从而为上海市海洋经济的持续发展提出有针对性的对策和建议。

1 海洋经济可持续发展系统模型与指标评价体系

1.1 海洋经济可持续发展系统模型

海洋经济可持续发展是社会可持续发展的一个重要组成部分，它是由诸多因素构成，是一个复杂且随时变化的系统，国内外诸多学者都对其进行了探究[12-14]。根据《全国海洋经济发展规划纲要》的定义，海洋经济是开发利用海洋的各类产业及相关经济活动的总和[15]。根据已有的文献可以将海洋经济可持续发展系统分解为五个子系统，即海洋经济子系统、海洋科技子系统、海洋环境子系统、海洋资源子系统以及社会发展子系统，其系统结构模型如图1。

图1 海洋经济可持续发展系统模型结构图

在这个系统中，海洋经济子系统的良好运行为其他子系统的发展提供了充足的物质和资金支持，只有经济稳定发展，才能有更多的资金投入到科技创新和生态环境保护中去，才能推动社会的进步。因此，海洋经济子系统是海洋经济可持续发展系统的核心。海洋科技子系统是海洋经济可持续发展的根本动力，它有利于提高经济发展质量和资源使用效率，改变产生污染的生产方式。海洋环境子系统是各种生物、资源的空间载体，一方面经济、技术的发展可以为环境改善提供资金和技术支持，减少资源耗费；另一方面经济的增长也会加重环境污染，导致环境承载力下降，从而抑制海洋经济可持续发展。海洋资源子系统是海洋经济可持续发展系统的物质基础，减少资源浪费，提高资源循环利用率，保留充足的海洋资源才能推动海洋经济不断发展。社会进步是海洋经济可持续发展的目标与归宿，发展科技、保护环境、提高资源利用率的最终目标都是为了社会能进入一个良好发展的态势。

1.2 指标体系构建

本文主要研究上海市海洋经济可持续发展水平，因此在借鉴相关文献的基础上，充分考虑上海市的实际情况，遵循指标选取的科学性、系统性、可操作性以及动态性原则，最终选取了33个具有代表性的基础指标来衡量海洋经济、海洋科技、海洋环境、海洋资源以及社会发展状况。

目标层以F来表示，用以反映海洋经济可持续发展程度，它是由系统层指标进行处理后所得到的定量指标。即：

系统层则根据海洋经济可持续发展模型来确定，即包括海洋经济子系统、海洋科技子系统、海洋生态子系统、海洋资源子系统以及社会发展子系统，并分别用F1、F2、F3、F4、F5来表示。

指标层共选取基础指标33个。其中选取7个指标反映海洋经济发展水平，选取7个指标反映海洋科技创新实力，选取7个指标反映海洋环境生态水平，选取6个指标反映海洋资源情况，选取6个指标反映社会发展状况。

海洋经济系统：主要从海洋经济的增长状况、结构状况以及发展质量来刻画海洋经济的发展。文章选取海洋生产总值、海洋生产总值占地区生产总值比重两个指标来代表上海市海洋经济增长状况，用海洋第二产业和第三产业的占比来描述上海市海洋产业结构，用海洋劳动生产率、港口旅客吞吐量以及港口货物吞吐量来表示海洋经济的发展质量。海洋经济规模扩大、产业结构优化、发展质量提高都为海洋经济的可持续发展提供重要推动力。

海洋环境系统：应当既包括上海市海洋所面临的环境压力，也包括政府为了治理环境所付出的行动。关于环境和经济的关系较为复杂，不少学者都对其进行了探究，认为工业废水、废弃物的排放是海洋环境污染的主要来源。本文从环境压力和环境治理两方面进行研究。在环境压力方面选取工业废水直排入海量、工业废水处理量和工业固体废弃物处理量，在环境治理方面选择了污水处理率、海洋保护区面积、废水废弃物治理当年竣工率以及环境污染治理投资占GDP的比重。李国柱等、郑莉等在研究海洋环境系统时选取了废水、废弃物当年治理竣工个数作为指标，废水、废弃物是海洋环境的主要污染物，其治理完成项目越多说明该地区在环境污染方面的治理越好，有利于海洋环境的发展[8，16]。但本文认为单纯的竣工个数并不能完全反映该地区的海洋环境发展水平，而是应当将竣工项目和计划竣工项目相比较，得到当年废水、废弃物竣工率，以此衡量当年对海洋环境的重视与保护程度更为合适。海洋环境状况的发展情况直接影响着海洋经济的可持续发展。

海洋科技系统：海洋科技的发展可以直接体现出海洋经济可持续发展的潜力。本文从科技投入和科技产出两方面进行阐述，以衡量上海市海洋科技的发展水平。科技投入方面选取科海洋研机构数、海洋科研机构从业人员、海洋科研机构经费收入以及海洋科研机构基础建设中政府投资金额四个指标，科技产出方面选择海洋课题数、发表的海洋论文以及海洋专利授权数三个指标来表示。科技的发展是一个动态的过程，渗透到海洋经济发展的各个方面，对海洋经济可持续发展起到重要的推动作用。

海洋资源系统：一个地区的资源是该地区发展的物质基础。上海市由于其独特的地理位置以及经济定位，再加上部分指标的缺失，本文在资源指标的选取上没有完全选择传统资源指标，如盐田总面积、海水养殖量等，而是选择海洋捕捞量、海洋油田生产井、港口万吨级以上码头数、风力发电能力、旅行社个数以及人均水资源量来反映上海市海洋资源情况。其中人均水资源是指可供人类开发使用的水的存量，是地区经济发展的基础，水资源的短缺或污染会导致一系列的生态与经济问题，白福臣等在研究海洋可持续发展时均将人均水资源量作为一项资源的衡量指标。

社会发展系统：社会发展主要是从就业拉动、收入分配和生活质量三方面来刻画，本文在就业拉动方面选取了上海市涉海就业人数，在收入分配方面选取了城镇居民家庭人均可支配收入，在生活质量方面选取了城镇居民家庭恩格尔系数、城镇居民人均消费性支出、高等学校教育经费支出以及每千人口卫生技术人员数。随着上海对海洋开发利用程度不断加强，海洋在改善地区人民生活，促进地区发展方面的贡献越来越显著，从而保证了海洋经济可持续发展。

表1 海洋经济可持续发展评价指标体系

2 研究方法

2.1 海洋经济可持续发展评价模型

目前对于海洋经济可持续发展能力评价的方法有很多，包括SWOT分析法、层次分析法、模糊综合评价法等。本文主要研究上海市近十年来海洋经济可持续发展能力，包括其5个子系统的发展水平，并基于此计算出各子系统之间的静态、动态协调度。为了科学、准确地掌握上海市海洋经济可持续发展状况，在查阅相关文献后，本文决定采用主成分分析模型对海洋经济可持续发展能力进行评价。

由于不同的指标其量纲和量化单位是不一样的，因此为了消除量纲和数量级不同可能带来的一些不合理的影响，在进行主成分分析之前要先对数据进行标准化处理，本文采用极差法对原始数据进行处理。

对于正向指标（即效益指标）公式：

对于负向指标（即成本指标）公式：

将原始数据经过标准化处理后的矩阵记为X，按照公式（4）计算相关矩阵R，按照公式（5）求解出系数矩阵的特征根λj和特征向量。然后按照公式（6）计算出方差贡献率，按照公式（7）≥85%的原则求出前m个主成分yj，j=1，2，…，m≤p，最后按照（8）通过前m个主成分算出各系统的评价值。

算出海洋经济系统、海洋科技系统、海洋环境系统、海洋资源系统和社会发展系统的评价值后，可以按照以下公式计算出海洋经济可持续发展综合评价分值，权重可采取层次分析法得到。

2.2 海洋经济协调发展模型

协调度是用来衡量两个系统间协调发展程度的定量指标。在利用主成分分析模型得到各子系统的综合评价值后，运用回归分析的方法计算两个子系统之间的拟合方程，从而计算出两系统之间的协调度。通过这种方法可以了解海洋经济子系统分别与海洋科技子系统、海洋环境子系统、海洋资源子系统和社会发展子系统之间的协调状况。

静态协调度反映的是某一时点两个子系统之间的协调情况[17]，其计算如下：

式中，u（i/j）为状态协调度，也称为发展协调系数，US（i，j）为两系统间的静态协调度。x是指i系统综合评价实际值，x′是指i系统综合评价协调值，是通过i系统综合评价值对j系统综合评价值的最佳拟合方程所得出，即i系统为因变量，j系统为自变量，这个最佳拟合方程有可能是一次也有可能是两次或三次，需要在计算时进行曲线估计，做具体的分析，选出拟合程度最高的方程。s2代表x系统的均方差，计算公式为同理可以计算出u（j/i）。

静态协调度可以按照大小，把两个系统之间的发展协调水平划分为四个等级[18]（见表2）。

表2 协调程度等级划分

动态协调度反映的是在某一区间段内，两个子系统之间协调度的变化趋势，其表达公式如下：

式中，t代表进行动态协调度的年份，Us（t-T+1）、Us（t-T+2）、…、Us（t-1）、Us（t）表示在（t-T）-t这段时间内的静态协调度。假设有任意两个不同时刻t2>t1，如果Ud（t2）≥Ud（t1），则说明两个子系统处在协调发展的轨迹上，呈良好发展趋势。

3 实证结果分析

3.1 上海市海洋经济可持续发展水平评价

通过查阅2008—2017年间《中国海洋统计年鉴》《中国统计年鉴》《中国环境统计年鉴》和《上海统计年鉴》等文献，搜集到上海市近十年的原始数据，利用主成分分析评价模型计算出海洋经济可持续发展各子系统和综合评价值，其中计算综合评价值时所采用的权重是通过层次分析法计算得出，海洋经济子系统、海洋科技子系统、海洋环境子系统、海洋资源以及社会发展子系统的权重分别为29.2%、16.8%、16.8%、14.6%、22.5%，CR值为0.01730，通过一致性检验（见表3）。

表3 上海市海洋经济可持续发展各子系统及综合评价得分

由于对原始数据进行了标准化处理，经过计算之后系统的评价值均值为零。因此系统评价值为负数并不代表该系统发展为负增长，评价值为正或为负只是说明它是高于还是低于2007—2016年系统评价值的均值。一个子系统相对于其他系统的评价值越小，说明其发展趋势越差，反之则越好。

由评价结果我们可以得到以下几点结论。（1）上海市海洋经济可持续发展能力逐渐加强，发展趋势良好，其评价值从-1.138 71增长到了0.838 05。总体上看各系统呈现上升趋势，但海洋科技子系统近两年有所下滑。其中2016年海洋资源子系统发展最好，其次是海洋经济子系统，再次是社会发展子系统，排名第四的为海洋环境子系统，发展最差的是海洋科技子系统。由此可以说明，制约上海市海洋经济可持续发展水平提升的最大阻碍因素是海洋环境因素和海洋科技因素。（2）上海市海洋经济子系统、海洋资源子系统和社会发展子系统近十年来持续稳定向上发展。主要得益于上海市近些年来对海洋经济的重视，大力发展海洋交通运输业、滨海旅游业等海洋第三产业，涉海就业人员也从2007年的190.6万人增长到2016年的219.1万人。（3）上海市海洋科技子系统在2009—2013年有了较大的发展，主要得益于十二五初期上海市加大对海洋科研的重视，科研机构的投资经费不断增加，但到2016年海洋科技发展趋势出现了较大的下滑，严重落后于海洋经济的发展。这是由于尽管上海市近些年依旧重视海洋科技的投入，但是科技成果转化率不高，科学技术的研发并没有很好的运用在经济发展上。（4）上海市海洋环境子系统的发展趋势在近十年中没有一个明确的走向，呈现出不断波动的情况，2015年其发展态势更是大幅下降，说明海洋生态环境破坏的趋势并没有得到有效的遏制，海洋环境成为制约海洋经济可持续发展的主因素之一（见图2）。

图2 2007—2016年上海市海洋经济可持续发展趋势图

3.2 上海市海洋经济协调发展能力分析

利用回归分析的方法计算出各系统的理想协调值，根据公式（10）计算出海洋经济与海洋科技、海洋环境、海洋资源、社会发展之间的状态协调度，其中U（F1/F2）代表海洋经济对于海洋科技的协调发展系数，U（F2/F1）代表海洋科技对海洋经济的协调发展系数，其他的以此类推。计算结果如表4，再根据公式（11）、（12）计算出系统之间的静态协调度和动态协调度。

表4 上海市海洋可持续发展子系统之间的协调发展系数

从表5可以看出，上海市海洋经济与海洋资源之间的协调性最好，其次是海洋经济与社会发展，第三的是海洋经济与海洋科技，最差的是海洋经济与海洋环境之间的协调性。从静态协调度角度出发可以发现，海洋经济子系统与海洋资源子系统在2016年达到了协调发展状态；海洋经济子系统与社会发展子系统协调度总体呈现上升趋势，从2007年的0.251 84上升到了2016年的0.842 77，达到了基本协调发展状态。海洋经济子系统与海洋科技子系统的协调度自2011年以来稳定在0.7以上，但却在2016年出现了严重的下滑。海洋经济子系统与海洋环境子系统之间的协调度自2013年以来不断下降，在2016年达到了不协调状态。从动态协调度来看，仅有海洋经济系统与社会发展系统之间的协调度没有出现Ud（t2）

表5 上海市海洋可持续发展子系统之间的协调发展水平

4 结论

本文基于上海市近十年的数据和相关资料，构建了由海洋经济子系统、海洋科技子系统、海洋环境子系统、海洋资源子系统以及社会发展子系统组成的海洋经济可持续发展指标体系，并引入协调发展模型对上海市海洋经济子系统与其他四个子系统之间的协调发展情况进行探究，得出以下结论：（1）上海市海洋可持续发展能力总体在不断加强。其中海洋经济子系统、海洋资源子系统、社会发展子系统都在平稳向上发展，海洋经济主要依靠海洋运输业、滨海旅游业等海洋第三产业的发展。（2）海洋科技和海洋环境因素成为制约海洋经济可持续发展的最大阻碍因素。上海市作为经济发展中心，虽然政府在科技方面投入的资金不断增加，但科技成果转化率低，海洋企业自主创新行动力弱。（3）海洋经济子系统与海洋社会子系统在过去十年处在协调发展的轨迹上，而海洋经济子系统与海洋科技子系统、海洋环境子系统、海洋资源子系统在过去的十年并不处在协调发展的运动轨迹上，其中海洋经济与海洋环境之间的协调程度最差。

随着海洋经济的不断发展，提升海洋可持续发展水平显得越发重要，通过对上海市目前海洋经济可持续发展现状探究，本文的政策启示如下：（1）在注重海洋科技创新能力发展的基础上，加快产学研一体化发展，提高海洋科技转化效率，同时提升企业自主创新的积极性。2016上海市海洋科研机构经费总投入为377 654.2万元，在11个沿海地区中排名第一，但其科技转化效果不明显，因此在未来一段时期内，政府要鼓励企业加大自主创新，加大科技人才培养，以科技带动经济发展。（2）政府制定相关海洋生态环境保护政策，加大对海洋环境污染治理的投资力度。2016年上海市海洋环境污染治理投资仅占GDP的0.7%，远低于山东、广东、浙江等地。因此政府要更加注重海洋环境的治理，加大环境治理投资力度，完善海洋生态环境监管体系，划定生态保护红线，实行生态补偿制度。同时鼓励企业发展绿色经济，对于超标排放废弃物、污染海洋环境的企业加大处罚力度。（3）结合区域自身特点与自然资源以推动海洋经济可持续发展。上海市要依托自己得天独厚的地理位置，大力发展海洋交通运输、海洋船舶、海洋旅游等现代服务业和制造业，对于海洋生物医药、海洋可再生能源利用等新兴产业也要持续壮大。