山东半岛周边海上船舶运输活动与海洋生态环境协调发展研究*

2022-09-15 02:35王梦甜
物流工程与管理 2022年8期
关键词:耦合运输船舶

□ 王 杰,王梦甜

(大连海事大学 交通运输工程学院,辽宁 大连 116026)

21世纪是海洋的世纪,海洋在我国经济发展格局中的作用十分重要,在国家生态文明建设中的角色也日渐显著,开展绿色可持续的海洋经济活动[1]逐渐成为我国进行海洋强国建设的重要议题与热点。海上船舶运输活动作为海洋经济活动的主体[2],能够给海洋生态环境带来巨大影响,需要二者协调发展。

近年来,国家日渐重视对海洋生态环境的监管与治理[3],在对有关海上船舶运输活动与海洋生态环境之间相互影响的研究方面,国内外海运活动较发达的区域或城市陆续开展了相关研究,一方面是从航运业整体对海洋环境的影响进行系列研究,如刘先成[4]通过构建低碳绿色航运评价指标体系,对航运业的绿色发展及其对生态环境的影响进行了分析;陈铁[5]从包括船舶在内的三个方面入手,通过构建相应的指标体系,系统分析了他们对航运业低碳发展的具体影响并给出相应对策;镇璐、吕文雅等[6]提出的邮轮废弃物解决方法,对当前全球绿色航运事业的发展具有一定应用价值和指导意义。另一方面是从船舶排放污染角度所进行的相关研究,如郑文博[7]就内河船舶运输活动对水资源造成的污染进行分析,并提出对应解决措施;贺林林、焦钰褀等[8]分析研究了包括港口运输船舶在内的排放清单编制方法及现状,通过比较不同年份不同地区船舶大气污染物排放特征、评估船舶减排成效,分析了我国港口区域大气污染物排放研究现状。黄渤、王敏玲等[9]分析研究了烟台市的船舶颗粒物排放对研究站点空气质量的影响,提出应重视船舶尾气排放对大气环境的影响;黄丽华、姜昀等[10]构建了厦门港发展与海岸带生态环境演变耦合协调关系的定量分析技术体系,为沿海区域的绿色发展提供了理论支撑和实用技术。

结合现状与相关方面的研究可以看出,在目前的相关研究成果中,关注绿色航运或船舶排放所造成的污染方面的研究成果较多,较少有结合生态环境进行深入说明和研究,有关全局性,特别是省域性的相关研究也较少[11]。山东半岛作为我国沿海经济贸易与海上船舶运输活动较为发达的省份,不管是进出口贸易的增长速度还是海上船舶运输活动规模都极具影响力,特别是在海洋强国建设背景下,山东开展系列海洋强省建设活动后,山东半岛周边海上船舶的运输活动更是发展迅速,实现海上船舶运输活动与海洋生态环境之间的协调发展的重要性日渐突出。

1 区域概况与数据来源

1.1 研究区域概况

山东是华东地区的沿海省份,山东半岛位于山东省东部,三面环海,突出于渤海、黄海之中,山东半岛周边海域面积辽阔,海洋资源与生物种类丰富多样,使得全省海洋经济活动的开展和生态建设具备了物质基础优势[12]。近年来,山东省海洋经济发展取得了一定成果,特别是当深入贯彻为海洋强国建设作出山东贡献[13],着力推进海洋强省建设行动后,山东半岛周边海上船舶运输活动的发展更是进展迅速。但随着各大港口海上船舶运输活动量的日渐增加,各类海上船舶运输活动所带来的水体污染、生态系统破坏等问题不断显现。

1.2 数据来源

本研究以2010-2020年为研究时段,海上船舶运输活动的相关数据主要来源于《山东统计年鉴》、山东海事局网站发布的数据信息;海洋生态环境的相关数据主要来源于《山东省海洋环境公报》《中国海洋生态环境健康公报》等国家和地方公开发布的统计资料,个别缺失数据采用移动平均法进行模拟。

2 研究方法

本文在构建海上船舶运输活动与海洋生态环境综合评价指标体系的基础上,首先用熵值法计算出两大系统内各项指标的权重,再分别得出海上船舶运输活动与海洋生态环境的综合发展指数,最后通过耦合度以及耦合协调度模型分析得到二者的协调发展情况。

2.1 指标体系的构建

借鉴相关文献及其成果,根据选取指标全面性、独立性、可获取性等原则,立足于山东半岛整体的实际发展与特点,构建了两大子系统的综合评价指标体系(见表1)。对于海上船舶运输活动的指标构建,基于专家咨询法和相关文献内容的参考借鉴,从船舶运输活动和船舶监管效果两大方面着手,选取了十项指标进行研究;针对海洋生态环境的十项指标选取,依据PSR模型,从生态环境状况、生态环境压力和生态环境响应三方面着手。

表1 海上船舶运输活动与海洋生态环境综合评价指标体系

2.2 熵值法

熵值法是一种客观赋权方法,通过熵值法对指标数据进行处理,得出各项指标的权重和综合发展指数,由此确定该指标对综合评价的影响程度。具体计算步骤如下。

①数据标准化处理。

首先对不同类型的指标应采用不同的公式进行计算:

正向指标:

(1)

负向指标:

(2)

式中,i=1,...,n;j=1,...,m。其中,m表示指标个数,n表示年份数量。

②计算第i个年份第j项指标所占比重:

(3)

③计算第j项指标的信息熵:

(4)

④根据信息熵计算指标的差异性系数:

Dj=1-Ej

(5)

⑤利用差异性系数直接计算第j项指标的权重:

(6)

⑥在权重计算的基础上,计算综合评价得分:

(7)

2.3 耦合协调度模型

本文将耦合协调度模型应用于海上船舶运输活动与海洋生态环境的协调发展评价当中,由于子系统数量为两个,因此耦合度函数为

(8)

要研究两个系统的耦合协调发展情况,需利用耦合协调度模型:

(9)

其中:

T=αU1+βU2

(10)

式中,D∈[0,1],D越接近1说明系统整体的耦合协调程度越高;T表示海上船舶运输活动与海洋生态环境的综合发展水平;α与β为待定系数,分别表示各综合发展水平对系统耦合协调度的贡献系数,考虑到海上船舶运输活动与海洋生态环境同等重要,因此系数取α=β=0.5。

本文通过对相关文献[14-16]的参考学习,将海上船舶运输活动与海洋生态环境的耦合协调发展状况划分为十类(见表2)。

表2 耦合协调类型划分

3 结果与分析

通过对数据进行计算,得到各项指标的权重系数(见表1)和发展情况数据(见表3)。

表3 山东半岛周边海上船舶运输活动与海洋生态环境协调发展水平

3.1 综合发展指数分析

由表1可以看出,海上船舶运输活动与海洋生态环境协调发展综合指标体系中各项指标的权重分布相对均衡,表明经过挑选的二十项指标都是能对系统的综合发展产生影响的重要因素。由此计算得出表3与图1海上船舶运输活动与海洋生态环境的协调发展水平综合发展指数。

图1 海上船舶运输活动系统与海洋生态环境系统的综合发展指数

根据表3数据与图1折线变化可以看出,研究期间海上船舶运输活动综合发展指数总体呈现波动下降后逐步上升的趋势,指数由2010年的0.4816上升至2020年的0.5462,上升范围相对较小。其中,2010年至2011年海上船舶运输系统的综合发展指数略微下降,2011年至2013年开始呈现稳步上升的趋势,情况得到些许改善。自2013年起开始急剧下降,表明此期间海上船舶运输活动受各方面制约较大,发展情况受到较大影响,后在2016年有所好转,开始呈现出上升的态势,综合发展情况得到改善。

研究期间海洋生态环境综合发展指数总体呈现波动上升趋势,指数由2010年的0.2754上升至2020年的0.6972,上升幅度较大。其中,2010年至2013年间海洋生态环境综合发展呈现出大幅度增涨态势,表明该时期山东半岛开始重视海洋生态环境的综合治理,使得其综合发展情况日渐向好,2013年开始综合发展指数略微下降,说明海洋生态环境系统整体面临的压力加大,使其整体发展呈现下滑趋势。至2015年,开始逐步稳健上升,情况得到较大改善,此后,海洋生态环境质量不断向好,由此看出海洋生态环境系统已与对其发展有较大影响的因素达成基本协调。

总而言之,2012年前海上船舶运输活动的发展情况要优于海洋生态环境,2011年至2012年间两大系统综合发展水平均处于上涨态势,由于海洋生态环境系统的涨幅较大,从而进入交叉过渡期,此后海洋生态环境系统的综合发展指数便一直大于海上船舶运输活动系统的综合发展指数,可以看出此期间海洋生态环境建设处于主导地位,而海上船舶运输活动发展情况相对较弱。

3.2 耦合协调发展分析

根据表3中耦合度与耦合协调度数据,得出其变化趋势图,如图2所示。

图2 海上船舶运输活动系统与海洋生态环境系统耦合度与耦合协调度

由图2可以发现,山东半岛周边海上船舶运输活动与海洋生态环境之间的耦合度与耦合协调度均呈上升趋势。研究期间,耦合度由0.4811上升至0.4963,基本稳定在0.48左右,说明两大系统一直处于相互耦合阶段。耦合协调度由0.4267上涨至0.5555,海上船舶运输活动与海洋生态环境的耦合协调发展类型从2010年的濒临失调衰退提升至2020年的勉强协调发展,协调发展情况日渐向好。2010-2020年的具体变化可进一步细分为三个阶段:①2010-2013年耦合协调度逐渐上升,此阶段海上船舶运输活动与海洋生态环境发展情况相对稳定,2012年前两大系统的耦合协调发展类型尚处于濒临失调衰退阶段,至2013年提升至勉强协调发展阶段;②2013-2016年协调发展情况呈现出缓慢下降的态势,且自2014年起便一直处于濒临失调衰退阶段。由于此时期两大子系统各自的发展指数也呈现下降趋势,说明海上船舶运输活动的开展对海洋生态环境造成了一定的负面影响,而海洋生态环境的受挫在一定程度上也抑制了海上船舶运输活动的开展,使其发展指数连年下滑,两大子系统相互制约,协调发展情况不容乐观。③2016-2020年耦合协调度持续提升,并于2019年转变至勉强协调发展阶段且一直保持在此协调水平。自2016年起两大子系统的耦合协调度逐渐趋于稳定且正处于不断向好的态势,说明海上船舶运输活动的开展与海洋生态环境的保护活动已基本达到协调发展,政府在大力发展海上船舶运输活动的同时也进一步加强了对海洋生态环境的治理力度,使得二者能够达到勉强协调发展。

4 结论

研究发现,山东半岛周边海上船舶运输活动与海洋生态环境的协调发展情况总体上处于濒临失调衰退阶段和勉强协调发展阶段,随着国家与政府对海洋可持续发展工作的日渐推进,现已处于勉强协调发展阶段且协调发展情况仍在不断变好。在开展海上船舶运输活动与区域海洋生态环境治理建设的双重背景下,未来要做好山东半岛周边海上船舶运输活动的可持续发展,加强政府监管,紧抓海洋生态环境保护工作,通过多种方式和渠道实现海上船舶运输活动与海洋生态环境的协调发展;发挥海洋生态环境保护反向作用,加快推动海上船舶运输活动的持续开展。

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