山东省海洋经济韧性评价及障碍因素研究

李婷婷，张迎春

（青岛大学，青岛 266100）

海洋经济逐渐成为国民经济发展的重要驱动力，海洋经济系统相比陆域经济系统更加开放和复杂，更易遭受外在影响的冲击[1]。海洋经济的韧性能反映海洋经济水平的稳定性，是海洋经济发展的重要指导指标。韧性或称为弹性，起源于生态学领域[2]，用其表述系统遭受干扰后，维持原状或迅速修复的能力[3]。主流观点认为，经济韧性应包括冲击抵御力、适应力、自我调整恢复力和自我更新力四个方面[4]。海洋研究中首先提出的是海洋经济脆弱性概念[5]，随后，海洋经济韧性拓展成抵御力、恢复力、重组力、更新力四个研究维度[6]。韧性理论与海洋系统结合后，开拓了韧性研究的内容与视野，海洋经济韧性成为经济韧性领域的重要理论。国外研究主要集中于海洋生态系统的破坏对海洋经济韧性的影响，建议通过调节海洋生态系统的适应性[7]，建立海洋保护区[8]，保护海洋生物多样性[9]，以提高海洋经济韧性。国内侧重对整体海洋经济韧性层面的多重研究，通过测度海洋经济韧性结果，研究海洋经济韧性的规律与机制[10]、空间分异[6]、韧性与效率[11]等。经济韧性评价方法多样，主要测度方法包括：核心变量法[12]、构建韧性指数法[13]、数据包络分析方法[14]、正态云模型法[15]。核心变量法通过计算指标实际值与趋势值的差别来衡量经济韧性，由于过程简单，得以广泛应用，但没有考虑选取指标的代表性差异。通过构建指标体系计算经济韧性指数虽可以改善这一问题，却忽略了选定评价指标及判定评价等级的不确定性，大大降低评价结果的可信度[16]。数据包络分析法不需要太多变量，但样本量较小时结果不可靠。正态云模型是在概率论和模糊数学的基础上开创的，通过构造“隶属云”，实现指标定性和定量之间的转换[17]，兼有模糊性和随机性[18]。通过对既有研究梳理发现，海洋经济韧性相关研究多侧重区域经济韧性或韧性演化特征，针对省域海洋经济韧性评价的研究尚不多见。正态云模型更加适合经济系统韧性研究，目前尚未应用于海洋领域经济韧性评价分析。海洋经济作为一个重要的经济大类，具有其独特的产业相关性，但现有的海洋经济韧性研究体系中，未考虑产业相关多样化因素。基于此，在研究中引入产业相关多样化指数，基于抵抗力、恢复力、更新力三个维度构建海洋经济韧性评价指标体系，结合正态云模型和障碍度模型对山东省的海洋经济韧性进行评价，为沿海地区海洋经济韧性研究提供参考。

1 研究设计

1.1 韧性评价指标体系构建

根据经济韧性的概念，从抵抗力，恢复力和更新力三个层面建立指标体系。抵抗力是经济系统抵御外界冲击并维持系统稳定性的能力，抵抗力的强弱往往依赖于经济系统的自身条件。恢复力是面对因素干扰后系统恢复稳定的能力，经济结构的多样化能够分散、转移冲击带来的影响。更新力是经济系统的进化和转型能力，通常经济系统的活力和创新能力越强，找到新的发展模式和路径的可能性就越大，意味着经济韧性也就越强[15]。

为保证综合评价结果的代表性和科学性，首先确定经济规模、经济结构、开放水平、产业发展、社会民生、创新驱动、资源环境[19]七个二级指标。再参考各省《“十四五”海洋经济发展主要指标》《中华人民共和国海洋行业标准——海洋经济指标体系（HY/T 160-2013）》以及“海洋经济发展指数”的公开指标体系，确定21 个三级指标，构建海洋经济韧性指标体系（表1）。

表1 海洋经济韧性指标体系及权重Table 1 Index system and weight of marine economic resilience

1.2 研究方法

1.2.1 正态云模型

正态云模型用于刻画随机性和模糊性之间的关联[20]，也可表示某个定性概念与其定量关系之间的转换[21]。通过构建正态云模型评价山东海洋经济韧性等级。

（1）数据预处理。采用极差标准化处理原始数据，消除不同量纲的影响。选取熵权法确定海洋经济韧性评价指标的客观权重向量W（表1）。

（2）韧性等级划分。兼顾黄金分割法和固定间距法，通过反复测算确定每个等级各指标值在不同韧性等级下的取值范围。

（3）正态云模型数字特征计算。

期望（Ex）反映云滴在云图的中心点，表示云滴的分布位置，计算方法如（1）式：

其中，xuik表示指标i 在第k 个等级下取值范围的上限，xlik表示指标i 在第k 个等级下取值范围的下限。

熵（En）表示该定性概念的云滴的取值范围。由于指标各等级的边界值同时属于相邻的两个等级，具有模糊性[22]，故于是得到Enik的计算公式，如（2）式：

超熵（He）体现熵的不确定性，表示为云滴的凝聚程度[23]。He一般取常数，当He取0 时，云滴符合高斯分布，He过大时云会雾化，共识度降低。实际计算中，He的取值一般根据试验和经验确定。

（4）构建隶属度矩阵。计算三个数字特征参数Ex、En、He后，在MATLAB 中创建正态云发生器，生成正态随机数En′ik，En′ik=N（Exik，Heik2），期望为Exik，方差为Heik2。第二次生成正态随机数rik，rik=（Exik，En′ik），期望为Exik，方差为En′ik。计算指标在不同等级下的隶属度，如（3）式：

其中，uik表示第i 个指标在第k 个等级上的隶属度。（rik，uik）称为一个云滴。当云滴数量较少时，计算出的隶属度误差波动性显著，若要满足5%的精度要求，云滴数取值应不少于3 000[24]。因此，为避免数据样本的随机性，提高评价结果的可信度，将云滴数n设为3 000，取其平均值作为最终隶属度，即：

（5）韧性综合评价。利用权重向量W对隶属度矩阵U进行转换，获得各指标的隶属度综合评价矩阵B。

其中，B中的元素bk表示评价对象属于等级k的隶属度。依据最大隶属度原则，最终的韧性评估结果为最大隶属度对应下的评估等级。

1.2.2 障碍度模型

障碍度模型可以系统分析各项指标，测算海洋经济韧性评价指标的障碍度，确定阻碍山东海洋经济韧性提升的主要障碍因素。模型设定如下：

其中，Fij表示因子贡献度，是单项指标对总目标的权重；Wij是第i 个准则层第j 个指标的权重；Wi是第i 个准则层的权重；Iij表示指标偏离度，是单个指标评估值与指标最优值的差值[25]；X*ij为单个指标标准化后的值；Oi和Oij分别是准则层和指标层的障碍度，表示准则层因素或单因素的指标对目标指标的影响程度[26]。

1.3 数据来源

为横向比较山东海洋经济韧性在中国沿海省份中的发展水平，搜集11 个沿海省份2006-2020 年海洋经济数据。评价指标数据中，进出口总额数据源自国家统计局；海水淡化日均产值源自自然资源部《全国海水利用报告》；海洋经济主要产业增加值数据源自各省统计局、自然资源厅、《海洋经济统计公报》《中国海洋年鉴》《中国海洋环境质量公报》《中国统计年鉴》；产业相关多样化指数根据13 个主要海洋产业增加值，按照三次产业划分标准，使用熵指数法计算得出；其他指标数据源自《中国海洋统计年鉴》。碍于海洋经济公开数据较少，且存在数据统计中断问题，采用均值法以及趋势外推法插补调整缺失数据。

2 实证分析

2.1 山东海洋经济韧性综合评价

为评判山东海洋经济韧性水平等级，先将海洋经济韧性水平划分为4 个等级。其中，Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ级分别表示海洋经济韧性强、较强、较低、低。首先确定不同韧性等级下各个指标对应的上下限，确定整个指标体系的取值范围（表2）。按照模型设定，计算云模型的三个主要数字特征（Ex，En，He），构建正态云模型（表3）。运用MATLAB 编程创建正态云发生器，根据2006-2020 年指标体系数据，计算山东省海洋经济韧性在不同等级下的隶属度矩阵，综合评价山东省海洋经济韧性等级，在沿海省份中横向比较确定山东省海洋经济韧性排名（同一等级下排名相同），见表4。

表2 海洋经济韧性四个等级划分Table 2 Four grades of marine economic resilience

表3 海洋经济韧性正态云模型数字特征Table 3 Digital characteristics of marine economy resilience normal cloud model

表4 山东省海洋经济韧性综合评价结果Table 4 Comprehensive evaluation results of marine economic resilience of Shandong province

表4 中的结果表明，2006-2020 年山东省的海洋经济韧性水平逐渐增强。其中，2006-2009 年海洋经济韧性等级为Ⅱ级，处在较低韧性水平，2010-2013年韧性水平提升到Ⅲ级，达到较高韧性水平。2014 年海洋经济韧性首次达到Ⅳ级水平并保持稳定。中国11 个沿海省份的横向比较中，山东省海洋经济韧性水平排名非常稳定，韧性水平始终排在前三，位于第一梯队。山东省的海洋经济整体上发展稳定，势头良好，应对系统性风险的能力强。

2.2 障碍因素分析

为找到影响海洋经济韧性水平的重要因素，结合障碍度模型，计算山东省2006-2020 年21 个指标的障碍度，汇总得到准则层障碍度，分析抵抗力、恢复力和更新力的障碍度变化趋势（图1）。可知，山东省海洋经济韧性三个准则层的障碍度呈现不同幅度的波动变化。抵抗力和恢复力的障碍度总体上呈现下降趋势，而更新力的障碍度则持续增长。2006-2014 年山东省海洋经济韧性影响最大的是抵抗力因素；2015 年到2020 年最大的障碍因素转变为更新力因素。未来短期内山东省海洋经济韧性的障碍因素中，更新力因素的障碍度可能会继续上升，占据主要地位，表明具有提高海洋经济系统转型能力的更新力因素是山东省海洋经济韧性提高过程中不可缺少的重要部分。

图1 山东省2006-2020 年准则层障碍度Fig.1 Barrier degree of the criterion layer in Shandong province from 2006 to 2020

为厘清影响海洋经济韧性水平的主要障碍指标，计算21 个三级指标的障碍度，分别找到每个年度障碍度最大的五个指标（表5）。前五名单项指标的障碍度中，五个因素的障碍度合计值均大于0.5，表明前五个障碍因素对山东海洋经济韧性具有重要的影响。国际旅游（外汇）收入（C6）、进出口总额（C7）、海水淡化日产能力（C10）、人均海洋水产品供应量（C13）、海洋领域专利授权量（C17）、海洋保护区面积（C20）六个指标的出现频率较高。其中，C6 是2008年和2010 年障碍度最大的影响指标，其他年份中C20 均是障碍度排序的第一位。C6、C7 是抵抗力层面指标，国际旅游（外汇）收入和进出口总额因素对抵抗力韧性提升有重要影响，表明山东省应加强海洋对外贸易交流。海水淡化日产能力和人均海洋水产品供应量是制约山东省海洋恢复力韧性的障碍因素，大力发展海洋新兴产业，保障好社会民生资源，有助于提高海洋经济的恢复力。而海洋领域专利授权量、海洋保护区面积是阻碍山东省海洋更新力韧性提升的重要因素。海洋环境保护发展不协调，创新能力不足，会阻碍海洋经济韧性水平的提高，应重视海洋科技创新发展，加大科学教育投入，保护海洋环境资源。

表5 山东海洋经济韧性排名前5 的障碍因素统计Table 5 Statistics of the top 5 obstacles of marine economic resilience in Shandong province

3 结论

海洋经济韧性评价指标体系中引入产业相关多样化指数，基于正态云模型评估山东省2006-2020年海洋经济韧性，诊断制约其韧性水平提升的障碍因素。结果表明：山东省的海洋经济韧性水平逐年增强，在沿海省份中始终排名较高，海洋经济系统发展稳定，势头良好。但海洋经济系统发展面临不均衡问题，仍有较大提升空间。创新驱动指标、资源环境指标和开放水平指标是当前海洋经济韧性最主要的障碍因素，成为制约山东省海洋经济韧性提升的症结，不容忽视。山东省需加强海洋环境保护，大力发展海洋新兴产业，加大海洋科研教育投入，增加对外开放经济活动，提升海洋经济韧性。研究仅以山东省作为基本研究对象，尚未考虑空间因素对海洋经济韧性的影响，下一步思考在深化省域研究的基础上对市域海洋经济韧性展开研究。