海南省海洋生态环境与经济社会发展综合评价及趋势研究

符诗雨 安明梅 翁洁畅 刘宏霞 韩金妮

摘 要：基于高质量发展需求构建的海洋生态环境与经济社会发展综合评价体系分析结果表明，2011—2020年，海南省海洋生态-经济-社会系统综合发展状态有向好趋势，逐步稳定在良好状态，但海洋生态子系统发展的速度尚未跟上海洋经济和海洋社会子系统。基于灰色Verhulst模型的预测结果表明，2021—2025年，海南省海洋海洋生态-经济-社会系统综合发展状态均处于良好，但建设自由贸易港也给海洋生态环境带来了新的压力和风险，导致年平均增长率有所回落。

关键词：海洋生态环境；经济社会发展；综合评价；灰色Verhulst模型；海南省

中图分类号：X82文献标志码：A文章编号：1673-9655（2024）02-00-06

0 引言

高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。全面推进高质量发展必须以科学的方法评价，但目前还未形成统一的评价指标体系[1]。经济、资源、环境、社会等各个领域均有独立的评价体系，构建综合评价指标体系是目前研究多领域综合发展状态的重要方法之一，在農业生态补偿系统[2]、生态-经济系统[3]、技术进步-社会发展系统[4]、旅游业-城镇化系统[5]等方面都有运用，普适性强。

海洋作为高质量发展的战略要地，目前主要有海洋经济可持续发展评价、海洋经济发展效率评价、海洋经济发展协调性评价、海洋生态文明评价等多种高质量发展评价方法[6]。海洋生态环境与海洋经济社会交织形成了一个复合系统，高乐华等[7]提出了海洋生态经济系统的概念。海洋生态、海洋经济和海洋社会相互依存、相互制约，其基本矛盾在于，海洋经济、海洋社会系统对资源的需求是无限的，而海洋生态系统可供给的资源则是有限的，三个子系统互相耦合而成为复杂的海洋生态经济系统。同时，三个子系统通过不断地相互作用、反馈、配合，呈现出海洋生态、海洋经济与海洋社会结构功能相对稳定的动态平衡状态，各种生态、经济、社会要素达到了一种结构有序且功能有效的协调发展状态[8]。

海南省位于中国的南大门，拥有200万km2的广阔海域。如何在加快推进海南自由贸易港建设的重大决策背景下实现高质量发展，确保生态环境质量“只能更好不能变差”；如何在实现碳中和目标中发挥海洋蓝碳作用，作为一个海洋大省、旅游大省，研究其海洋生态与海洋经济协调发展的程度和趋势意义重大。现有的海洋生态经济系统发展评价研究[9-12]中，海洋生态子系统所占比重普遍低于海洋经济和海洋社会子系统。虽然海南省生态环境质量长期保持优良，但海岛生态系统对外界干扰比较敏感，存在内在不稳定性，受损后再复原难度大[13]，海南生态环境保护必须有更高站位。因此有必要在海洋生态子系统中增加生态健康等指标，提高权重，优化指标体系，以体现生态环境在海洋生态-经济-社会系统协调发展乃至高质量发展中前所未有的重要性。

本研究通过构建符合海南发展特征和需求的海洋生态环境与经济社会发展综合评价指标体系，研究2011—2020年海南省海洋生态-经济-社会系统发展状态，并通过灰色理论模型预测2021—2025年的发展趋势，以期为海南自贸港建设中的海洋生态环境保护和蓝碳资源保护工作提供参考。

1 研究方法

研究数据来源于历年《海南省生态环境状况公报》《海南省海洋生态环境状况公报》《中国海平面公报》《海南省环境统计年报》《中国海洋经济统计公报》《海南省海洋经济统计公报》《海南省国民经济和社会发展统计公报》《海南统计年鉴》《中国海洋统计年鉴》等。

1.1 综合评价方法

1.1.1 原始数据标准化

为消除数据量纲影响，本研究参考黄一丹等[14]的方法对所有指标数据进行标准化处理。

正向指标 （1）

负向指标 （2）

式中：rij—标准化后的无量纲数据值，最大值和最小值分别为1和0；xij—第i个指标第j年实际数据值；ximax与ximin—第i个指标2011—2020年间最大值和最小值。

1.1.2 熵值法确定权重

熵值法是一种客观赋权法[15]，本研究参考王富喜等[16]的方法计算系统各层次指标权重（见表1），

标准化后的数值平移幅度取0.01[14]。

1.1.3 海洋生态-经济-社会系统发展水平计算

本研究参考高强等[9]的方法，根据加权平均原理测算各子系统及综合发展水平，进行综合评价。当发展水平数值＞0.8时，系统发展状态等级为优异；发展水平数值＞0.55～0.8时，系统发展状态等级为良好；发展水平数值0.3～0.55时，系统发展状态等级为一般；发展水平数值＜0.3时，系统发展状态等级为差。

1.2 趋势预测方法

灰色系统理论主要应用于贫信息不确定系统，通过生成、开发部分已知信息，提取有价值的信息，正确描述系统运行行为、演化规律的，进而定量预测未来变化[17]。灰色模型有多种形式，可用于不同规律的情景预测。其中灰色Verhulst模型主要用于描述具有饱和状态的演化过程[17]，如“S”形过程，已有研究用于预测碳排放[18]、能源消耗[19]等。计算过程包括如下步骤[17]：

（1）对原始数据列累加得到序列，

对的紧邻均值生成序列。

（2）建立灰色Verhulst模型：

（3）其白化方程为：

（4）求解后可以得到时间响应式：

（3）利用已有样本和最小二乘法估计式确定模型发展系数a、灰色作用量b。

（4）累减还原原始数据拟合值，按表2检验模型模拟精度是否合格。

若原始数据本身已呈“S”形的过程，则取原始数据为X（1），其累减序列为X（0），建立灰色Verhulst模型直接模拟X（1）。

2 结果与讨论

2.1 综合评价

2011—2020年，海南省海洋生态-经济-社会系统综合发展状态有向好趋势，历经差、一般和良好3个阶段：2011、2013、2014年处于差状态，2012及2015—2017年处于一般状态，2018—2020年处于良好状态。

由图1可知，海南省海洋生态-经济-社会系统综合发展水平由2011的0.22上升到2020年的0.65，年平均增长率为12.8%。2011—2014年发展水平总体变化不大，2015—2018年以平均每年0.1左右的速度稳步提升，2019—2020年保持稳定，总体呈“S”形变化趋势。

从各子系统发展状态来看，海洋经济子系统已发展至优异状态，海洋社会子系统已发展至良好状态，两者发展水平均有大幅提升；相比之下，海洋生态子系统发展水平呈波动变化，仍处于一般状态。

海洋经济子系统发展水平总体呈上升趋势，“十三五”期间（2016—2020年）发展水平明显好于“十二五”期间（2011—2015年）。除2014年出现下降，其余年份均上升，主要是因为2014年海洋生产总值占GDP比重和海洋产业区位商为十年间最低，海洋第二产业比重达到十年间最高，海洋产业结构和海洋经济增速相对较差。随着海洋经济增速的加快和海洋产业结构的逐步优化，发展水平明显好转，到2018年达到峰值，2018年自贸港政策的推进让海南省经济得到了飞速发展，使当年发展水平提升了两个等级。从基础指标层变化趋势来看，人均海洋生产总值、海洋第二产业比重、海洋第三产业比重呈“S”形向好变化趋势，人均海洋生产总值上升并稳定在1.5万元/人，海洋第二产业比重下降并稳定在15%左右，海洋第三产业比重上升并稳定在67%左右；海洋生产总值占GDP比重呈倒“W”形变化趋势，在28%上下波动；人均固定资产投资呈倒“V”形变化趋势，先逐年上升至2018年的4.25万元/人，随后三年下降至3.5万元/人左右；海洋产业区位商呈上升向好趋势，小幅上升至3.53（无量纲）。海洋经济子系统6个基础指标中，3个逐步向好并趋于稳定，1个持续向好，权重占比达78.9%，海洋经济子系统发展稳定在较高水平。

海洋社会子系统发展水平逐年上升，年上升幅度较均匀。从基础指标层变化趋势来看，城镇居民人均消费总额、人均用电量、农村居民家庭恩格尔系数呈“S”形向好变化趋势，城镇居民人均消费总额上升并稳定在24000元左右，人均用电量上升并稳定在0.36万kW·h/人左右，农村居民家庭恩格尔系数下降并稳定在42%左右；城镇化水平、城镇居民人均可支配收入呈上升向好趋势，逐年分别上升至60.27%、37097元；人口密度呈上升变差趋势，逐年上升至288人/km2。海洋社会子系统6个基础指标中，3个逐步向好并趋于稳定，

2个持续向好，权重占比达82.4%，海南省城镇化水平和人民生活质量都在稳步提升。随着自贸港建设带来的人口红利不断释放，未来人口增多可能会增加对生态环境的压力。

海洋生态子系统发展水平处于波动变化，总体保持稳定。“十三五”期间（2016—2020年）发展水平略好于“十二五”期间（2011—2015年），峰值出现在2016年，2016—2019年小幅下降，2020年有所回升。从基础指标层变化趋势来看，近岸海域优良水质点位比例、海平面上升、环保投入占GDP比重呈“S”形向好变化趋势，近岸海域优良水质点位比例上升并稳定在96%左右，海平面上升幅度下降并稳定在67 mm左右，环保投入占GDP比重上升并稳定在1.1%左右；西沙群岛珊瑚礁珊瑚覆盖度呈上升向好趋势，大幅上升至23.5%；海南岛东海岸珊瑚覆盖度呈“V”形变化趋势，后期有所回升至18.0%；人均海水产品产量、入海河流优良水质比例、单位面积工业废水排放量呈倒“V”形或倒“W”变化趋势，分别在0.14 t/人、80%、2000 t/km2上下波动；海南岛东海岸海草覆盖度呈下降变差趋势，由28.7%波动下降至16.0%；单位面积工业固体废物产生量呈上升变差趋势，由124 t/km2波动上升至208 t/km2。海洋生态子系统10个基础指标中，3个逐步向好并趋于稳定，1个持续向好，权重占比仅41.6%；另有2个变差，权重占比10.0%；因此海洋生态子系统发展变化不同于海洋经济和海洋社会子系统，没有明显的上升趋势。2011—2020年间近岸海域水质优良比例维持较高水平，海平面上升幅度有所下降，西沙群岛珊瑚礁覆盖度大幅上升，环保投入占GDP比重增加，但海草床生态系统海草覆盖度略有下降，工业废水排放量、工业固体废物产生量不断增加，入海河流水质没有明显好转，导致海洋生态环境所承载的压力越来越大，从而影响了海洋生态子系统的发展。

2011—2020年，海南省海洋生态子系统发展的速度显然没有跟上其它两个子系统。虽然海洋经济结构与资源利用愈发合理，海洋环境保护措施落地有效，海洋环境质量稳中有升，但海洋生态压力有增无减，局部区域问题和风险仍不能忽视。而国际一流的自贸港离不了國际一流的生态环境，海南的生态环境是发展的核心优势[13]。没有良好的生态环境作底牌，投资和贸易吸引力越弱，经济社会发展速度越受限，更难以实现绿色发展。因此，若要实现海南省海洋生态-经济-社会系统综合发展状态提升至优异等级，应高度重视海南省海洋生态子系统的发展问题。

2.2 趋势预测

由图1可知，2011—2020年海南省海洋生态-经济-社会系统综合发展水平总体呈“S”形变化趋势。系统22个指标中，9个呈“S”形向好趋势，变化速度开始放缓，权重占比40.7%；6个指标波动变化，稳定在一定水平，权重占比29.4%；4个持续向好，权重占比21.3%；3个指标持续变差，权重占比8.6%。未来一段时期将是注重高质量发展的时期，各项指标出现快速上升或下降的可能性不大，7个持续单向变化的指标变化速度将会减缓进而趋向“S”形，15个“S”形或相对稳定的指标仍占优势，综合发展水平的“S”形总体趋势得以保持，因此适合采用灰色Verhulst模型进行预测。

根据2011—2020年海南省海洋生态-经济-社会系统综合发展水平数据，通过建立灰色Verhulst模型，对2021—2025年海南省海洋生态-经济-社会系统综合发展水平进行预测。模型发展系数a为-0.2925，灰色作用量b为-0.3673，平均相对误差为13.0%，关联度为0.96，均方差比值为0.34，小误差概率为0.90，模型精度符合要求。

预测结果显示（图2），2021—2025年，海南省海洋生态-经济-社会系统发展状态均处于良好状态，综合发展水平小幅上升，从2021年的0.72上升至2025年的0.77，年平均增长率为1.7%，增长速度较2011—2020年下降了11.1个百分点。

《海南省国民经济和社会发展第十四个五年规划纲要》中提到，2025年海洋生产总值占全省的比重要达到35%以上，城镇化水平要达到65%，人均可支配收入年均增长10%，可见海洋经济子系统和海洋社会子系统发展水平仍会有不同程度的提升。海洋生态子系统中权重较大的依次为入海河流优良水质比例、西沙群岛珊瑚礁珊瑚覆盖度、环保投入占GDP比重，因珊瑚礁生长恢复需要一定周期，入海河流大多承载了整个沿途陆源污染物，修复治理难度大，短期内难有显著改善，自由贸易港建设带动GDP快速增长也可能使环保投入比重增加不明显，而其它指标已处于较高水平或相对稳定。在建设全面开放的海南自由贸易港形势下，海洋生态子系统发展面临不小的压力，一是前所未有的人员自由可能增加基础设施压力，人才、游客等各类人口增加，若污水、垃圾等基础设施处理能力未及时跟上，有可能会出现“旧账未补、新账又添”的局面，岛屿环境纳污容量本就不高，海洋将成为最终的纳污受体；二是前所未有的运输自由可能增加各类污染排放，港口流量激增，海洋污染风险也随着船舶来往数量的增加而增加；三是前所未有的贸易自由可能增加生态安全风险，贸易自由便利带来的贸易货品来自世界各地，洋垃圾、外来物种输入和突发生态环境事件风险有增无减[20]。因此，若延续之前的环保措施，或“十四五”时期陆海统筹的海洋生态环境保护政策落地不实，2021—2025年海南省海洋生态-经济-社会系统综合发展水平则小幅上升，需增加环保投入，加大海洋生态保护、生态修复、污染防治力度，才可能维持2011—2020年年平均增长率。

3 结论与建议

3.1 结论

（1）2011—2020年，海南省海洋生态-经济-社会系统综合发展状态有向好趋势，逐步稳定在良好水平。其中海洋经济子系统和海洋社会子系统发展水平均有大幅提升，均已发展至优异状态，相比之下海洋生态子系统发展水平呈波动变化，仍处于一般状态。若要实现海南省海洋生态-经济-社会系统综合发展状态提升至优异等级，实现经济社会高质量发展和绿色转型，应高度重视海南省海洋生态子系统的发展问题。

（2）灰色Verhulst模型预测2021—2025年海南省海洋生态-经济-社会系统发展状态均处于良好状态，综合发展水平小幅上升。相较于稳步发展的海洋经济子系统和海洋社会子系统，海洋生态子系统中珊瑚礁、入海河流等权重较大的指标短期内难有显著改善，自由贸易港人员、贸易、运输自由将给海洋生态环境带来更大的纳污压力和生态风险，受这双重限制，综合发展水平年平均增长率有所回落。

3.2 建议

虽然在海洋经济和社会发展水平大幅提升的同时，海南省近岸海域海水水质稳定在较高水平，但入海河流水质优良比例不高，环保投入比重不高，海南岛周边的珊瑚礁、海草床等典型海洋生态系统保护力度还需加强，海洋生态环境整体发展速度还未能跟上海洋经济社会发展速度。在建设海南自由贸易港和“双碳”目标的新形势下，海洋生态环境面临前所未有的风险，海洋生态压力有增无减，局部区域污染问题仍不能忽视，必须重视作为海洋大省的蓝碳资源保护，落实“十四五”时期陆海统筹的海洋生态环境保护政策，增加环保投入，加大海洋生态保护、生态修复、污染防治力度，尽早实现海洋生态与海洋经济协同高质量发展。

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