浙江省海洋渔业产业生态系统脆弱性及障碍因素分析

童 磊，林惠慧，罗佳琪，苏 飞

（1.浙江工商大学旅游与城乡规划学院，浙江杭州 310018；2.浙江省新型重点专业智库杭州国际城市学研究中心，浙江杭州 311121）

2001 年联合国宣布进入“海洋世纪”[1]，海洋逐渐成为人类生存的第二空间，并依托其丰富的矿产与生物资源成为经济发展的重要支柱。2012 年，中共十八大将“海洋强国”确定为国家战略[2]，海洋及海洋产业的发展地位迅速提升。海洋渔业是海洋产业的重要内容，也是支撑海洋经济的重要基础。我国大陆海岸线长达1.8 万km，是海洋渔业生产大国，海洋捕获量常居世界首位，但受过度开发、陆源污染、海水养殖污染以及自然灾害侵袭等因素影响，具有典型脆弱性特征[3-8]。如何降低海洋渔业脆弱性，提高渔民生活质量，改善渔业环境是当前“海洋强国”战略实施中亟需破解的重要难题[9]。

20 世纪90 年代起，国外学者就对海洋渔业生态系统脆弱性展开了研究。研究对象涵盖单一渔业物种[10-11]，渔业经济系统[12-13]，渔业社会系统[14-15]，以及融合了社会、经济、生态等多要素的渔业复合系统[9]。已有研究多数集中在通过构建不同评价指标体系和评价模型对对象系统的脆弱性进行客观评价，随着研究的深入，评价指标由相对单一领域向多系统、多因素叠加复合的方向升级。国内对海洋渔业产业生态脆弱性的研究刚刚起步，陈琦等[17]从社会-生态系统视角构建暴露性-敏感性-适应性三维度海洋渔业脆弱性评价体系，评估中国海洋渔业脆弱性，并通过构建函数模型与引入障碍度模型探究海洋渔业脆弱性变化趋势与影响因素。李博等[18]从产业-生态系统视角构建敏感性-应对能力二维海洋渔业脆弱性评价体系，评估中国海洋渔业脆弱性，并分析脆弱性时空演变与影响因素。总体而言，当前国内研究多为借鉴国外已有文献在国家尺度对中国渔业产业生态系统脆弱性特征进行评价和解析，尚缺乏对区域、省域尺度的研究，并同国外研究相似，对脆弱性影响因素的分析方面尤为缺乏。故此，本研究以浙江省为例，运用熵权TOPSIS 法，从敏感度和应对能力探讨浙江省海洋渔业产业生态系统的脆弱性问题，揭示其脆弱性特征及主要影响因素，为浙江省海洋渔业产业的可持续发展提供科学参考。

1 海洋渔业生态系统脆弱性评价

1.1 海洋渔业产业生态系统脆弱性的概念

海洋渔业产业生态系统是指由位于具有一定海洋特征的自然生态环境、社会生活环境组成的综合环境，及与该环境相互关联、相互作用、相互制约的复杂系统，由产业子系统与环境子系统组成[12-13][19-20]。其中产业子系统包括渔业产业与相关经济活动；环境子系统包括自然生态与社会生活两方面。关于海洋渔业产业生态脆弱性，本研究认为它是指海洋渔业产业缺乏复原因缺乏或适应不利影响的能力而容易受到损害的一种特性，是系统固有的属性，由敏感性[14][21]与应对能力[11][18]2 个维度构成。

1.2 海洋渔业产业生态系统脆弱性的评价体系

依据海洋渔业产业生态系统脆弱性概念及其表现特征，从敏感性与应对能力两个维度，产业与环境两个子系统选取10 个一级指标和24 个二级指标，对海洋渔业产业生态系统脆弱性进行评价（表1）。评价指标的性质可分为正向（+）与负向（-）2 种，正向与负向指的是对脆弱性提升的促进或抑制效果。正向指标的作用值越大，脆弱性越高；负向指标的作用值越大，脆弱性越低。

（1）敏感性维度

敏感性指系统在各种扰动下发生变化的容易程度，取决于系统自身的稳定性[22]，当敏感性指标性质为正时，其值越大，表明系统在扰动下发生变化的程度越大，使得整个系统的脆弱性越强；其值越小，表明系统在扰动下发生变化的程度越小，使得整个系统的脆弱性越小。产业子系统中，敏感性通过海洋渔业经济压力和海洋渔业经济水平进行体现[23]；环境子系统中，敏感性弱表现于海洋自然灾害、海洋环境污染和海洋环境承载力三方面[24-27]。

（2）应对能力维度

应对能力指系统在应对扰动产生不利影响中复原或适应不利影响的能力，取决于系统自身能力与人为补救措施[28]，由于应对能力指标强调适应和恢复能力，其值越大，系统脆弱性越小，因此所有应对能力维度的指标均为负向指标，表明对脆弱性提升起着抑制效果。产业子系统中，应对能力表现为在海洋渔业经济调控力、海洋渔业开发能力和海洋渔业科技水平三方面[29-30]；环境子系统中，应对能力表现于渔业环境治理水平和渔民生活幸福感两方面。

2 研究区域与方法

2.1 研究区域概况

浙江省位于中国东南沿海，海洋资源丰富，海岸线总长6 486.24 km，位居全国第一；海域面积达26 万km2，近海渔场22.72 万km2，可捕捞量位居全国第一。2016 年浙江省海洋渔业经济总产值达19 649 773 万元，相比2010 年增长约5 倍，海洋渔业经济发展迅速，但其产业结构不均衡、生态环境破坏、自然灾害侵袭问题亦逐渐突出，海洋渔业产业生态系统脆弱性较为突出。

2.2 数据来源与处理

本研究基础数据来源于《中国渔业统计年鉴2001-2017》[31]、《中国海洋统计年鉴2001-2017》[32]、《浙江统计年鉴2001-2017》[33]以及相关年份的《浙江省海洋环境公报》[34]等。

不同评价指标的数量级与单位有所不同，使得不同评价指标在数值上呈现出较大差距，会对评价结果产生较大影响。因此，本研究对所有评价指标进行标准化处理，去除指标的量纲，计算过程见下式：

式中：Sij为各指标的标准化值，是无单位的纯数值；xij为第i 年第j 项指标的数值，其单位见表1。

2.3 评价过程

2.3.1 权重计算—熵值法

根据熵值法原理，指标数据的离散程度越大，该指标对综合评价的影响越大，因此权重也越大；反之，指标数据的离散程度越小，该指标对综合评价的影响越小，因此权重也越小。用熵值法为指标赋权，可以有效避免主观随意性，并解决多指标变量间的信息重叠问题。熵值法赋权的计算步骤如下：

第一步指标数据的同度量化：

第二步计算各项指标的熵值：

式中：k=1/ln（n）。

第三步计算各项指标的差异系数：

第四步计算各项指标的权数：

2.3.2 脆弱性评价—熵权TOPSIS 模型

TOPSIS 评价方法首先由HWANG 和YOON 于1981 年提出，适用于多指标多方案之间的比较分析。加权的TOPSIS 综合评价在原有基础上将权重赋予到每个指标，计算评价对象到各指标最优解与最劣解的欧氏距离，进而以评价对象与最优解最劣解的贴近程度作为最终评价结果。加权的TOPSIS 法计算公式如下[35]：

第一步 设有m 个目标，n 个属性，确定标准化后评估目标的正负理想解（式中J*为效益型指标，J 为成本型指标）：

第二步计算赋权权重各目标值与赋权权重理想值之间的欧氏距离：

第三步以贴近度T*作为各年份海洋渔业经济脆弱性的判断依据，T*越大，表明脆弱性越高：

2.3.3 脆弱性的障碍因子诊断—障碍度模型

除了对海洋渔业产业生态系统脆弱性水平进行评判外，另一项任务是障碍因素的诊断。降低系统脆弱性是促使海洋渔业产业稳定发展的重要前提，为了进一步揭示阻碍海洋渔业产业生态系统脆弱性降低的主要因素，引入了障碍度概念。借鉴相关研究[36]，脆弱性障碍度计算公式如下：

式中：障碍度Ai为第i 项指标对脆弱性的影响程度；Wi为第i 项指标的权重值；di为第i 项指标的标准化值。Ai，Wi，di 均为无单位的纯数值。

3 评价结果与分析

3.1 脆弱性评价结果

可算得浙江省海洋渔业产业生态系统脆弱性指数平均值AVD=0.398 7，标准差SD=0.060 5。利用标准差分类法，以与标准差成比例的等值范围作为分类间隔（间隔取1 倍的标准差），将2000-2016 年浙江省海洋渔业产业生态系统脆弱性指数分为“低脆弱性”、“中脆弱性”、“较高脆弱性”及“高脆弱性”四类，其中：当脆弱性指数在0～0.338 2 时为低脆弱性，脆弱性指数在0.338 2～0.398 7 时为中脆弱性，脆弱性指数在0.398 7～0.459 2 时为较高脆弱性，脆弱性指数大于0.459 2 时为高脆弱性。表2 呈现了2000-2016 年的总脆弱性与各子系统脆弱性的测度结果，脆弱性等级根据总脆弱性得出。

表2 脆弱性测度结果Tab.2 Vulnerability assessment results

3.1.1 敏感性指数呈“总体平稳个别波动”发展态势

在2000-2016 年，浙江省海洋渔业产业生态系统敏感性呈“总体平稳个别波动”发展态势，大部分年份敏感性指数在0.19～0.38 之间波动，2004 年、2005 年、2016 年较为突出，敏感性指数分别为0.41、0.47 和0.60。浙江省海洋渔业产业生态系统总敏感性与子系统敏感性变化趋势如图1 所示。

图1 2000-2016 年浙江省海洋渔业产业生态系统总敏感性与子系统敏感性变化Fig.1 Changes of total sensitivity and subsystem sensitivity of from 2000 to 2016

总敏感性是产业子系统敏感性与环境子系统敏感性共同作用的结果。环境子系统敏感性曲线与总敏感性曲线趋势较为贴近，说明环境敏感性对总敏感性影响较大。2000-2003 年，海洋自然灾害与海洋渔业环境污染逐年减少。2004 年赤潮灾害面积达16 000 km2，养殖区污染面积达448 198 hm2，2005 年赤潮灾害面积达13 000 km2，渔业灾情经济损失则高达285 637 万元，海洋自然灾害严重，致使这两年的环境敏感性大幅提升。2006 年起，浙江省积极开展对自然灾害和水产养殖污染的预测预报和群防群测工作，并重视生态环境改善，使得2006-2015 年环境敏感性较为平稳。2016 年浙江省沿海遭受严重风暴潮灾害，受灾面积高达5 328 000 hm2，致使环境敏感性再度大幅提升。

3.1.2 应对能力指数呈“逐步上升”发展态势

2000-2016 年，浙江省海洋渔业产业生态系统应对能力呈“逐步上升”发展态势，大致可划分为2000-2005 年逐步提升、2006-2009 年快速提升与2010-2016 年稳步发展三个阶段。浙江省海洋渔业产业生态系统总应对能力与子系统应对能力变化趋势如图2 所示。

图2 2000-2016 年浙江省海洋渔业产业生态系统总应对能力与子系统应对能力变化Fig.2 Changes of total responding capacity and subsystem responding capacity from 2000 to 2016

总应对能力是产业子系统应对能力与环境子系统应对能力共同作用的结果。产业子系统应对能力曲线与总应对能力曲线趋势较为相近，表明产业子系统应对能力对总应对能力的影响较大。为应对20 世纪90年代末期大规模海洋捕捞与大面积赤潮灾害影响，浙江省政府于2000 年开始大力发展水产养殖，鼓励渔民养殖，亦大力投入水产科技计划、科研管理，2000-2003 年产业子系统应对能力提升明显。2002 年，浙江省新组建海洋与渔业执法总队，加强渔业资源保护与渔业管理，加之新养殖技术的重大突破，资本投资效率高，应对能力出现明显增长。2006 年“桑美”超强台风后，至2009 年，浙江省进一步加快标准渔港建设，推广应用先进清洁养殖技术，提高主导渔业品种与主导产业的综合竞争力，增加了渔业产值，产业系统应对能力大幅提升。2014 年产业子系统应对能力有明显下降，主要是因为2014 年资本收益率大幅减少，海洋渔业总产值年增长量减少。环境子系统应对能力总体上逐年增长，其中2006-2009 年，渔业互保事业加快发展，投保面覆盖全部市、县，为渔民渔业提供保障，此外，渔民收入、卫生医疗保障等均得到明显改善，渔民幸福感增强，环境应对能力大幅提升，2010 年后亦趋于平稳。

3.1.3 脆弱性指数呈“逐步下降个别波动”趋势

研究期内，浙江省海洋渔业产业生态系统脆弱性呈“逐步下降个别波动”的发展态势，大致可分为2000-2005 年、2006-2009 年、2010-2016 年三个阶段。浙江省海洋渔业产业生态系统总脆弱性与子系统脆弱性变化趋势如图3 所示，浙江省海洋渔业产业生态系统总脆弱性与总敏感性、总应对能力变化趋势如图4 所示。

图3 2000-2016 年浙江省海洋渔业产业生态系统脆弱性与子系统脆弱性变化Fig.3 Changes of total vulnerability and subsystem vulnerability from 2000 to 2016

图4 2000-2016 年浙江省海洋渔业产业生态系统脆弱性与敏感性、应对能力变化Fig.4 Changes of vulnerability,sensitivity and responding capacity from 2000 to 2016

生态系统总脆弱性是产业子系统脆弱性与环境子系统脆弱性共同作用的结果，亦是总敏感性与总应对能力共同作用的结果。其中总脆弱性受环境子系统脆弱性与总敏感性影响较大，趋势较为相近。2000-2005 年，受灾害与环境污染变化、渔业灾害经济损失变化影响，敏感性先降低后迅速升高，使得脆弱性亦先降低后迅速增强，整体上脆弱性较强。在这六年中，2000-2002 年为较高脆弱性，2003 年回落至中脆弱性，2004、2005 年为高脆弱性，脆弱性指数分别高达0.49 和0.53。2006-2009 年，浙江省重视灾害预防与灾后治理，进一步加快基础设施建设与科学技术推广，应对能力增强，脆弱性水平逐年降低，由较高脆弱性逐渐恢复为低脆弱性。2010-2015 年，敏感性趋于平稳，海洋经济发展重点从海洋渔业中转移，使得海洋渔业脆弱性略微增强，脆弱性指数由2010 年0.34 增至2015 年0.36，2014 略微减弱。2016 年在应对能力未显著提高前提下，受风暴潮灾害影响，敏感性指数显著提高，脆弱性显著增强，指数达0.48，为高脆弱性。

3.2 障碍因素分析结果

表3 陈列了研究期内每一年的主要障碍因子及其障碍度。2000-2003 年，渔业开发强度（R3）、健康保障情况（R12）、污水处理率（R9）3 项指标稳居障碍因子位次的前3 位，而障碍因子位次后2 位出现频次较高的指标分别是人均生产总值（S3）和工业固体废物处置（R10）。大部分障碍因子都来源于应对能力维度（R）的指标，表明该时期海洋渔业产业生态系统的应对能力不足以应对各类扰动。2004-2008 年，各年的主要障碍因子不尽相同，位次排序也有较大变化，但可看出渔业开发强度（R3）与健康保障情况（R12）仍在其中占有一席地位，始终阻碍着海洋渔业产业生态系统脆弱性的降低。好的方面在于海洋渔业环境治理水平得到有效提高，污水与工业固体污染的情况被有效控制，因此相关指标出现在主要障碍因子中的频次变低。2009-2016 年，每年的主要障碍因子中均出现就业结构（S4）、人均海岸线长度（S9）、人均海域面积（S10）、人均滩涂面积（S11）四项指标，这4 项指标均来源于敏感性维度（S），且4 项指标中的3 项与海洋环境承载力相关，表明在该时期，海洋环境承载力的不足已成为阻碍海洋渔业产业生态系统脆弱性降低的显著因素，虽然该时期渔业科技水平、环境治理水平及渔民生活水平有较大幅度的提升，但城市开发与建设中的填海造地等行为已对海洋渔业资源形成一定危害，使得整个生态系统的脆弱性始终难以降低。

表3 影响脆弱性的指标层主要障碍因子障碍度（2000-2016）Tab.3 The obstacle degree of the main obstacle factors affecting vulnerability（2000-2016）

总的来看，2000-2016 年，主要的障碍因子逐渐从应对能力维度（R）的指标转向敏感性维度（S）的指标。这一转变反映了十几年来科技的发展、人民生活水平的提升以及相关部门对环保的重视对于提升系统应对能力具有正面影响，同时也揭示了区域发展过程中海洋渔业资源不可避免地受到挤压，显著提高了系统敏感性，进而对海洋渔业产业生态系统造成不利影响。

4 结论

本研究基于现有研究对海洋渔业产业生态系统脆弱性概念进行了界定，从敏感性和应对能力两个维度，建立海洋渔业产业生态系统脆弱性评价指标体系，采用熵权TOPSIS 法，对浙江省海洋渔业产业生态系统脆弱性进行评价，并通过因子障碍度模型，对脆弱性的障碍因素进行诊断。主要结论如下：

（1）浙江省海洋渔业产业生态系统脆弱性是敏感性与应对能力共同作用的结果，亦是产业子系统与环境子系统共同作用的结果。其中敏感性对脆弱性影响较大，环境子系统对敏感性影响较大，产业子系统对应对能力影响较大。

（2）2000-2016 年，浙江省海洋渔业产业生态系统敏感性呈“总体平稳个别波动”发展态势，2004 年、2005 年、2016 年受自然灾害与环境污染影响敏感性较为突出；应对能力呈“逐步上升”发展态势，2000-2005 年逐步提升，2006-2009 年快速提升，2010-2016 年稳步发展；脆弱性呈“逐步下降个别波动”发展态势，大体上由中高脆弱性回落至中低脆弱性。

（3）通过障碍因素分析可知，2000-2016 年，主要的障碍因子逐渐从应对能力维度的指标转向敏感性维度的指标，反映了十几年来科技的发展、人民生活水平的提升以及相关部门对环保的重视对于提升系统应对能力具有正面影响，也表明区域发展过程中海洋渔业资源不可避免地受到挤压，显著提高了系统敏感性，进而对海洋渔业产业生态系统造成不利影响。