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2019 , Vol. 39 >Issue 5: 37 - 46

DOI: https://doi.org/10.15957/j.cnki.jjdl.2019.05.005

区域经济理论与方法

环渤海地区海洋经济系统脆弱性评价

  • 孙才志 ,
  • 曹强 ,
  • 王泽宇
展开
  • 辽宁师范大学 海洋经济与可持续发展研究中心，中国辽宁 大连 116029

孙才志（1970—），男，山东烟台人，博士，教授，博士生导师。主要研究方向为水资源与海洋经济。E-mail：。

收稿日期: 2018-09-03

  修回日期: 2018-11-19

  网络出版日期: 2025-04-20

基金资助

教育部人文社会科学重点研究基地重大课题(16JJD790021)

国家自然科学基金项目(41671119)

收起

Vulnerability Evaluation of Marine Economic System in the Coastal Area of Bohai Rim

  • SUN Caizhi ,
  • CAO Qiang ,
  • WANG Zeyu
Expand
  • Research Center for Marine Economy and Sustainable Development，Liaoning Normal University，Dalian 116029，Liaoning, China

Received date: 2018-09-03

  Revised date: 2018-11-19

  Online published: 2025-04-20

Fold

摘要

基于海洋经济系统与脆弱性内涵，提出海洋经济系统脆弱性概念，并对海洋经济系统脆弱性发生机制及属性特征进行分析。在此基础上建立以胁迫性、敏感性、弹性、适应性为基础的指标体系。鉴于海洋经济系统脆弱性评价具有模糊性，选用基于信息扩散技术的模糊综合评价方法对2000—2015年环渤海17个沿海城市进行评价，最后运用核密度估计以及信息可视化技术对环渤海地区海洋经济系统脆弱性进行时空分异分析。结果表明：①环渤海地区海洋经济系统脆弱性的整体水平及差距逐渐减小，并呈现由快到慢变化的阶段性现象。②环渤海地区海洋经济系统脆弱性时空演变脉络清晰,驱动因素差异明显。其中，大连脆弱性有所增加，青岛、威海降幅较为突出，营口、锦州、葫芦岛、沧州、潍坊未发生明显变化，其余9市均得到缓解。

关键词： 海洋经济系统; 脆弱性; 脆弱性机制; 模糊综合评价; 信息扩散技术; 环渤海地区

本文引用格式

孙才志 , 曹强 , 王泽宇 . 环渤海地区海洋经济系统脆弱性评价[J]. 经济地理, 2019 , 39(5) : 37 -46 . DOI: 10.15957/j.cnki.jjdl.2019.05.005

Abstract

Based on the understanding of marine economic system and vulnerability, this article proposes the concept of vulnerability of marine economic system and analyzes the occurrence and attribute characteristics of vulnerability of marine economic system. On this basis, it establishes an index system based on the pressure, sensitivity, elasticity and adaptability aspects, and evaluates the vulnerability of marine economic system of the 17 coastal cities in Bohai Sea from 2000 to 2015 utilizing fuzzy comprehensive evaluation method which is based on the information diffusion technology. Finally, this paper analyzes its spatial and temporal diversity by kernel density estimation and information visualization technology. The results of the study indicate that the overall level and gap of the vulnerability of marine economic system in the 17 coastal cities of Bohai Rim region gradually decrease and its change rate is from fast to slow. From 2000 to 2015, spatiotemporal evolution path of the vulnerability of marine economic system is clear, and the driving factors are obviously different. Among 17 coastal cities, the vulnerability of Dalian has increased; the vulnerability of Qingdao, Weihai has a big drop; the vulnerability of Yingkou, Jingzhou, Huludao, Cangzhou, Weifang has no significant change; and the other 9 cities are alleviated.

Key words： marine economic system; vulnerability; vulnerability mechanism; fuzzy comprehensive evaluation; information diffusion technique; Bohai Rim region

脆弱性概念自被引入自然灾害学领域以来，广受学界关注[1]。这一概念随后在生态学、地理学、经济学等多个学科得到广泛应用[2]，现已成为可持续性科学研究的前沿领域之一[3]。整体来看，脆弱性经历了从关注自然生态系统向自然与人文综合系统的转变[4]，并出现多学科交融的态势[5]。早期，脆弱性被理解为系统受自然灾害等不利因素而遭受损害的可能性或程度，并主要应用于自然灾害和气候变化等研究领域[6]。随后，脆弱性被引入社会科学领域，被理解为系统应对不利因素扰动的综合能力，并广泛应用于旅游地理、城市地理以及乡村地理等研究领域[7⇓-9]。目前，脆弱性已演变为包括暴露度、压力、敏感性、适应性、应对能力等不同要素所形成的一种集合[10]。但由于不同学科的视角差异以及对脆弱性相关研究尚不成熟，不同学科对脆弱性概念的理解差异较大，即使在相同领域内，对脆弱性的理解也存在分歧，特别是对于脆弱性的本质、构成要素、发生机制以及评价方法等方面存在诸多争议[11]。
海洋经济系统脆弱性概念是基于海洋经济系统属性，在脆弱性理论基础上衍生而来的，并迅速成为研究海洋经济系统重要的理论基础。国外关于海洋经济系统脆弱性研究的相关文献较少，但呈现出逐年增多的趋势，目前主要集中在海洋渔业[12]以及岛屿经济[13]等方面。国内关于海洋经济系统脆弱性研究主要集中在海洋经济与生态环境[14]、海洋经济与海洋资源[15]以及人海经济系统[16]等方面，但基于不同学者对脆弱性的不同解读，海洋经济系统脆弱性的界定以及测度方法尚未统一。如李博[17]、彭飞[18]等认为海洋经济系统脆弱性是由于系统在遭受内外环境各因素扰动下，系统的敏感性与应对性相互作用而表现出的系统易损属性，并从敏感性与应对性的正反两方面建立指标体系，运用BP神经网络模型、集对分析、熵值法等工具进行综合测度；孙才志等认为海洋经济系统脆弱性是指在受到各种压力因素胁迫下系统的敏感程度以及应对能力，是系统所受到的压力、自身敏感性、具备的应对能力三者相互作用的结果，并结合“压力—状态—响应”模型，从压力、自身敏感性、应对能力三方面建立指标体系，运用WSBM模型进行测度[19]。虽然多数学者认同海洋经济系统脆弱性是海洋经济系统面对内外因素扰动时，所表现出的一种不稳定与易损状态，但对于系统脆弱性的具体发生机制还存在争议。总体来看，国内外关于海洋经济系统脆弱性研究的文章还相对较少，海洋经济系统脆弱性概念与发生机制有待进一步界定和探讨，研究方法也急需创新与尝试。
海洋经济系统相比陆域经济系统更具开放性、动态性和复杂性，同时脆弱性评价具有一定的模糊性，因此难以通过确定性的数学模型进行精确评价。本文在重新界定海洋经济系统脆弱性概念、分析系统脆弱性的发生机制及属性特征的基础上，通过建构多维度的综合指标体系，利用模糊综合评价方法测度2000—2015年环渤海地区17个沿海城市的海洋经济系统脆弱性相对大小，最后利用核密度估计、信息可视化技术分析其时空分异规律，以期待能够推进海洋经济系统脆弱性的理论研究以及为环渤海地区海洋经济开发实践活动提供更为切实、灵活的决策支持。模糊综合评价方法是从多个影响因子对被评价事物隶属等级情况进行测度和分析的技术，主要涉及3个问题[20]：一是评价标准的确定；二是指标权重的确定；三是隶属函数的选择。本文选用韦伯—费希纳定律确定指标评价标准；选择基于最小二乘法的综合权重优化模型确定权重；应用信息扩散技术确定隶属度。

1 概念内涵、发生机制与属性特征

1.1 概念内涵

基于以往相关学者的研究成果[16,19,21⇓⇓-24]，本文认为：海洋经济系统是以自然要素、社会要素以及科学技术要素为生产要素的各海洋产业，位于以具有一定海洋特征的资源环境、生态环境、经济环境以及社会环境为综合环境的地理空间，并与该地理空间形成相互关联、相互作用、相互制约的复杂系统。海洋经济系统脆弱性是指各种扰动因素在海洋经济系统中产生的胁迫性，触发系统的适应性、敏感性与弹性做出反应，使海洋经济系统表现为不稳定状态或产生风险的可能。其中，胁迫性是指海洋经济系统所面对的内外扰动因素作用强度的大小；敏感性是指由于海洋经济系统结构发育不成熟，导致面对内外环境扰动时，系统表现出易发生紊乱或受到破坏的倾向性；弹性是指海洋经济系统面对扰动时，由于系统结构所具有的维持与恢复系统稳定的能力；适应性是指海洋经济系统面对扰动时，系统中的企业与政府等主体主动调整海洋经济系统结构与系统要素，从而适应扰动因素所产生影响的能力。

1.2 发生机制

海洋经济系统脆弱性发生过程是一个原始平衡被扰动因素所打破，海洋经济系统重新建立新平衡的动态过程（图1），其主要过程包括：①海洋经济系统脆弱性主要由海洋经济系统内外环境中的各种扰动因素所驱动，扰动因素一般直接作用于海洋经济系统所处的外部环境，并迫使外部环境发生改变，如改变资源、经济、生态以及社会等环境，从而使得海洋经济系统受到一定的胁迫性。②当海洋经济系统中的企业以及政府等主体所形成的适应机制，监控到扰动因素以及扰动因素对系统环境所产生的影响时，适应机制会做出一定反应从而适应扰动因素带来的改变，如企业调整对海洋资源的利用结构、企业改变内外贸比重、政府加大环境管制、政府加大人才引进力度等。③当胁迫性作用于海洋经济系统时，由海洋经济系统结构与组成要素所产生的敏感性以及弹性，会对胁迫性做出反应。其中，敏感性是对胁迫性进一步的放大，而弹性则是对胁迫性的消减。④当胁迫性、适应性、敏感性、弹性相互作用，适应性和弹性不足以抵消胁迫性以及敏感性所造成的影响时，海洋经济系统则会表现与释放出一定的脆弱性，而脆弱性会进一步刺激系统的内外环境，并有可能造成经济、生态、资源以及社会等多方面的损失，从而诱发风险产生。⑤由海洋经济脆弱性所产生的风险又会作为一种扰动因素对海洋经济系统产生进一步的胁迫。这一由扰动因素所导致的系统稳定性的破坏，最终会驱使海洋经济系统达到一个新的平衡状态。
图1 海洋经济系统的脆弱性机制示意图

Fig.1 Schematic diagram of the vulnerability mechanism of the marine economic system

1.3 属性特征

海洋经济系统是以具有海洋特征的自然生态系统与位于海岸带地区的社会经济系统相互交织所形成的综合系统。本文认为海洋经济系统脆弱性既是海洋经济系统所固有的内在属性，也是海洋经济系统状态的外在表征。海洋经济系统脆弱性的主要特征包括：①自然属性。海洋以及海岸带地区的自然生态系统自身活动或自然生态系统对人类活动的系列反应，是触发海洋经济系统脆弱性的一般原因，主要包括与海洋自然生态系统所相关的自然灾害、气候变化、环境污染、资源衰退、生态平衡破坏等。②经济属性。海洋经济系统中与海洋产业所相关的产业结构、资源利用结构、外贸结构等海洋经济系统结构性特征，决定着海洋经济系统的结构性脆弱，是其脆弱性的本质原因。③社会属性。海洋经济系统隶属于一定时空范围的社会系统，其系统中组成要素与内在结构，是脆弱性驱动的主要原因，同时也是海洋经济系统应对各种扰动因素的主要机制。如区域社会中的基础设施水平、人口结构、需求水平、政府治理水平、教育水平、地方创新意识等。④动态性。海洋经济系统始终面对着内外环境各因素的影响，其状态始终处于旧的平衡不断被打破与新的平衡不断被建立的动态过程中。⑤不确定性。海洋经济系统是一种开放的、外向型的经济系统，在自然生态以及社会综合系统中面临着诸多的不确定性因素，如自然环境导致的不确定性、国际政治关系引发的不确定性、经济波动产生的不确定性等。⑥自组织性。海洋经济系统相比陆域经济系统更具独立性，其系统本身存在特有的发展规律，其系统具有一定的自组织以及创造与维持“自生自发秩序”的能力。

2 研究方法

2.1 韦伯—费希纳定律

韦伯—费希纳定律（Weber-Fischna Law）由韦伯与希纳所提出，其核心思想是人体对客观刺激量c与产生的反应量k之间满足一定的函数关系：k=alogc，a为韦伯常数。
近年来，W-F定律已逐渐被应用到环境质量与影响、景观生态健康、土地承载力等[25]评价研究中，并证明了可行性。针对目前海洋经济系统脆弱性指标没有统一的分级标准，鉴于各扰动因素对海洋经济系统脆弱性影响的本质类似于环境污染因素对生态环境质量的影响，本文根据W-F定律的基本原理进行拓广，将资源环境压力、人才储备等因素作为刺激量，将指标级别作为反应量，对评价指标进行分级。利用W-F定律得到的分级结果具有整体性、客观性以及可操作性，使分级标准更具确定性、科学性和合理性。具体方法见参考文献[25]。

2.2 基于最小二乘法的综合权重优化模型

为科学评价海洋经济系统脆弱性的相对水平，给各指标赋予适当权重以表现其对海洋经济系统脆弱性产生的影响是目前较为广泛与合理的做法。为了达到主客观权重相统一，并最大程度反映主客观权重信息，本文选用基于最小二乘法评估模型[26]将广泛使用的主观赋权（AHP）与客观赋权（熵值法）相结合，具体方法见参考文献[26]。
最小二乘法的综合权重优化模型通过减小评价值的偏差使得两种赋权方法有机结合，所获得的指标综合权重系数具有主观赋权法和客观赋权法的特点，使得最终评价结果更具合理性与科学性。

2.3 基于信息扩散技术的隶属函数

信息扩散技术是一种基于模糊数学理论，为弥补样本信息不足而对样本进行极值化处理的技术[27]。信息扩散技术主要利用已有信息挖掘尽可能多的有用信息，从而提高系统识别的精度。其主要原理是依据相应扩散函数将一个观测值样本转变为一个模糊集，即将单值样本转变为集值样本。本文综合考虑海洋经济系统脆弱性的属性特征，应用非线性正态信息扩散函数来构造隶属函数，其主要计算过程如下：
设U为某评价指标的论域， U = u 1 , u 2 , … , u m，其中ui（i=1，2，…，m）为指标论域的控制点。评价指标的一个单值观测样本yi通过扩散函数将其携带的信息扩散到指标论域U上的所有点，其扩散函数为：
f j u i = 1 h 2 π e x p - y j - u i 2 2 h 2 i = 1,2 , … , m ; j = 1,2 … , n
式中：h为扩散系数，一般通过样本集合中最大值、最小值和样本个数来确定，具体方法见孙才志等的研究[27]。
令
c j = ∑ i = 1 m f i u i
p i j = f j u i / c j
由于
∑ i = 1 m p i j = 1
在进行海洋经济系统脆弱性评价时，为了使每一个集值样本点的地位均相同，需要对样本点进行归一化信息分布。因此，称pij是样本yj在评价域上的归一化信息分布。
针对样本yj，对于某一级别k内的控制点有up，up+1，…，uq（q>p），则样本yi关于k级别的隶属度为：
r j k = ∑ i = p q u i
评价结果表示为如下模糊变换：
b j = ∑ k = 1 5 r i k w k
模糊综合评价的各级别隶属度为bj，则 B = b 1 , b 2 , … , b n , 0 ≤ b j ≤ 1。为全面考虑隶属度的影响，常使用级别特征值来确定评价等级，其计算公式如下：
c = ∑ i = 1 5 b i k
若 | c - k | ≤ 0.5，则评价结果的级别为k。由上述方法可知，级别特征值越高海洋经济系统脆弱性越低。

3 研究区域概况及数据来源

3.1 研究区域概况

环渤海地区是指由环绕渤海全部及黄海部分沿岸地区所形成的经济区域，覆盖17个沿海城市（图2），其海岸线长度占全国海岸线的38.47%。2018年环渤海地区GDP总量为156 605.04亿元，占全国GDP的17.4%；海洋GDP为26 219亿元，占全国海洋GDP的31.4%，占地区GDP的16.7%；常住人口为12 751万人，占全国常住人口的9.1%；规模以上码头泊位数为986个，占全国码头泊位数的19.2%。环渤海地区整体经济占全国比重较大，人口分布较为集中，但其17个城市具有不同的资源禀赋和发展历程，社会与经济发展状态和阶段以及面临的经济、社会和生态等内外压力都存在较大差异，如港口泊位分布、人均GDP、三大产业结构、海洋GDP占地区GDP比重、人均海洋GDP、货物出口总额占海洋GDP比重等存在显著差异。因此，有必要对长时间序列和小空间尺度的市域进行研究，从而更加科学地评价与分析各地区的海洋经济系统脆弱性，为环渤海地区经济和社会发展提供更加切实的理论与决策支持。
图2 环渤海地区海洋经济基本状况

Fig.2 The general situation of marine economy in Bohai Rim region

3.2 数据来源

本文数据来源于2001—2016年的《中国海洋统计年鉴》《中国城市统计年鉴》《中国统计年鉴》《中国区域经济统计年鉴》以及各省市统计年鉴和统计公报。其中海区资源相对开发率由码头长度、水产品产量以及海水养殖面积综合处理所得；百万元海洋GDP能耗、百万元海洋GDP取水由海洋GDP分别与城市全年用电总量、城市全年供水总量处理所得；科研综合技术服务业人员比重由科研综合技术服务人员、区域常住人口数据处理所得；三废综合处理率由一般工业固体废物综合利用率、污水处理厂集中处理率和生活垃圾无害化处理率综合处理所得。

4 环渤海地区海洋经济系统脆弱性评价

4.1 指标体系及指标权重

通过对国内外经济脆弱性及海洋经济脆弱研究成果的分析与对比，基于本文提出的海洋经济系统脆弱性概念，以2000—2015年环渤海地区17个沿海城市为基本评价单元，以科学性、系统性、代表性、数据可获得性以及陆海统筹等为原则，构建以胁迫性、敏感性、弹性、适应性为基础的多维度指标体系（表1）。在此基础上，应用最小二乘法的优化模型将主客观权重合成综合权重（表1）。
表1 海洋经济系统脆弱性评价指标体系及权重

Tab.1 Indicator system for vulnerability assessment of marine economic system

准则层 子准则层 指标层 主观权重 客观权重 综合权重
胁迫性 资源胁迫性 海区资源相对开发率P1 0.094 0.063 0.070
百万元海洋GDP能耗P2 0.026 0.036 0.031
百万元海洋GDP取水P3 0.032 0.069 0.077
环境胁迫性 海岸线工业废水直排入海量/km P4 0.054 0.145 0.101
敏感性 经济状态 GDP增长率S1 0.019 0.004 0.010
海洋GDP增长率S2 0.099 0.019 0.066
海洋经济结构 海洋产业系统结构熵S3 0.099 0.024 0.045
非渔产业结构指数S4 0.045 0.052 0.044
货物出口总额占海洋GDP比重S5 0.031 0.046 0.060
弹性 人才储备 科研综合技术服务业人员比重E1 0.059 0.057 0.060
基础设施 海岸线生产用码头泊位数/km E2 0.057 0.125 0.078
人均城市道路面积E3 0.019 0.027 0.021
资源环境承载力 人均水资源量E4 0.020 0.037 0.036
人均海岸线长度E5 0.032 0.090 0.049
建成区绿地覆盖率E6 0.020 0.009 0.014
适应性 人才引入 就业人口增长率A1 0.110 0.012 0.050
海洋经济创新投入 海洋产业创新投入率A2 0.071 0.024 0.056
资源环境管制 海洋自然保护区个数A3 0.021 0.099 0.065
三废综合处理率A4 0.059 0.011 0.021
污染年治理投资占海洋GDP比重A5 0.033 0.051 0.046
①以资源胁迫性、环境胁迫性所构成的胁迫性是海洋经济系统脆弱性的驱动因素与原动力，反映了海洋经济系统所承受的内外环境中扰动因素的大小。资源胁迫性指标主要从海区资源开发利用程度、海洋生产能耗以及海洋生产水耗三方面进行选取，环境胁迫性从工业污染物进行选择。其中，P1是综合反映对海岸带资源的开发利用强度；P2是选用更易获取的全年用电量数据进行计算，以反映海洋经济对能源的依赖程度；P3是考虑环渤海地区的淡水资源相对匮乏，反映海洋经济对淡水资源的依赖程度；P4是以每公里海岸线工业废水直排入海量来表征，反映海洋经济发展对海洋生态系统造成的胁迫性大小。
②经济状态、海洋经济结构分别反映与决定着海洋经济系统的状态以及发育程度，是系统敏感性形成的基础，反映了海洋经济系统在面对内外环境扰动时，系统易发生紊乱或受到破坏的倾向大小。海洋经济敏感性指标以经济状态与海洋经济结构为基础，选取S1~S5等5项指标。其中，S1、S2分别反映地区经济状态以及海洋经济状态，并综合反映海洋经济所属区域经济发展水平以及海洋经济系统整体水平；S3反映海洋经济系统的发育程度；S4反映海洋经济系统在资源需求结构上对海洋资源的依赖程度；S5表示海洋经济的外向程度，反映海洋经济对国际市场的依赖性。
③以人才储备、基础设施、资源环境承载力为选择基础的海洋经济弹性指标，综合反映了海洋经济系统在结构性方面所具有的维持与恢复系统稳定的能力。其中，E1直接反映地区劳动力资源水平，间接反映了地区创新能力大小；E2、E3分别从海洋经济相关的基础设施以及城市配套的基础设施来反映地区基础设施综合水平；E4~E6分别从水资源、海岸线以及建成区绿地覆盖率三方面来立体反映海洋经济系统所需的基本资源与环境条件。总之，E1~E6指标选择旨在从多维度反映海洋经济系统中的基础要素与结构水平，从而更加全面地反映海洋经济弹性大小。
④以人才引入、海洋经济创新投入、资源环境管制为选择基础的海洋经济适应性指标，重点反映了以企业和政府为经济主体与管理主体所具有的主动调整海洋经济系统结构及要素，从而适应系统变化的能力。其中，A1直接反映了一定时期区域就业人口的增长水平，间接反映了地区经济与社会发展对人口流动的吸引力；A2反映了海洋经济创新投入力度；A3~A5分别从生态环境建设、污染物综合处置以及污染治理投资三方面来反映地区政府对区域的资源环境的管制力度，并间接反映出政府的综合治理能力。

4.2 评价值指标分级标准

鉴于环渤海地区各沿海城市实际情况，将评价指标化为5级，并利用W-F定律确定各评价指标的分级标准，见表2。
表2 评价指标分级标准

Tab.2 Classification standards of assessment indexes

指标 类型 弱 较弱 一般 较强 强
P1 逆 1.00~0.45 0.45~0.20 0.20~0.09 0.09~0.04 0.04~0
P2 正 0.02~0.01 0.03~0.02 0.06~0.03 0.10~0.06 0.19~0.10
P3 正 2.76~1.14 6.67~2.76 16.13~6.67 39.03~16.13 94.44~39.03
P4 正 1.00~0 2.14~1.00 4.57~2.14 9.77~4.57 20.90~9.77
S1 逆 21.30~17.24 17.24~13.95 13.95~11.30 11.30~9.14 9.14~-7.40
S2 逆 194.21~122.55 122.55~77.33 77.33~48.80 48.80~30.79 30.79~-19.43
S3 逆 404.18~393.11 393.11~382.35 382.35~371.87 371.87~361.69 361.69~351.78
S4 逆 33.20~4.69 4.69~0.66 0.66~0.09 0.09~0.01 0.01~0
S5 逆 514.02~193.84 193.84~73.10 73.10~27.57 27.57~10.40 10.40~3.92
E1 逆 0.93~0.43 0.43~0.20 0.20~0.09 0.09~0.04 0.04~0.02
E2 逆 1.03~0.32 0.32~0.10 0.10~0.03 0.03~0.01 0.01~0
E3 逆 28.85~17.44 17.44~10.54 10.54~6.37 6.37~3.85 3.85~2.33
E4 逆 128.11~65.56 65.56~33.55 33.55~17.17 17.17~8.79 8.79~4.50
E5 逆 0.63~0.27 0.27~0.12 0.12~0.05 0.05~0.02 0.02~0.01
E6 逆 60.58~47.03 47.03~36.52 36.52~28.35 28.35~22.01 22.01~17.09
A1 逆 47.25~38.52 38.52~31.40 31.40~25.60 25.60~20.87 20.87~-17.01
A2 逆 7.23~3.56 3.56~1.75 1.75~0.86 0.86~0.43 0.43~0.21
A3 逆 17~8 8~4 4~2 2~1 1~0
A4 逆 1.00~0.45 0.45~0.20 0.20~0.09 0.09~0.04 0.04~0
A5 逆 44~11.76 11.76~3.14 3.14~0.84 0.84~0.22 0.22~0.06

注：表中“正”指效益型指标，是指对海洋经济系统脆弱性有正作用；“逆”指成本型指标，是指对海洋经济系统脆弱性有副作用。

5 环渤海地区海洋经济系统脆弱性结果分析

5.1 评价结果

通过使用上述基于信息扩散技术的模糊综合评价模型，得出环渤海地区海洋经济系统脆弱性隶属函数的判断矩阵，利用公式（7），进一步得出环渤海地区各城市海洋经济系统脆弱性的级别特征值，限于篇幅仅展示奇数年数据和平均值数据（表3）。
表3 环渤海地区海洋经济系统脆弱性级别特征值

Tab.3 Characteristic values of vulnerability of marine economic system in Bohai Rim region

2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 平均值
天津 3.215 3.128 3.199 3.397 3.353 3.653 3.618 3.625 3.401
唐山 3.105 2.961 3.094 3.017 3.036 3.000 3.278 3.348 3.117
秦皇岛 2.951 3.100 3.078 3.109 3.149 3.279 3.362 3.321 3.180
沧州 3.052 3.127 3.044 3.211 3.236 3.355 3.258 3.192 3.191
大连 3.221 3.005 3.205 3.099 3.227 3.301 3.271 3.322 3.213
丹东 3.045 3.081 3.097 3.135 3.237 3.459 3.439 3.304 3.208
锦州 3.051 3.068 3.093 3.178 3.238 3.296 3.319 3.254 3.201
营口 2.788 2.796 2.968 3.004 3.115 3.289 3.067 3.080 3.020
盘锦 3.077 3.080 3.154 3.275 3.292 3.397 3.335 3.307 3.245
葫芦岛 2.863 2.865 2.929 2.878 2.862 2.959 3.142 3.006 2.942
青岛 3.234 3.327 3.388 3.453 3.520 3.478 3.576 3.556 3.420
东营 3.202 3.211 3.335 3.439 3.555 3.557 3.447 3.448 3.398
烟台 3.004 3.082 3.217 3.214 3.348 3.396 3.382 3.394 3.238
潍坊 3.063 3.036 3.003 3.139 3.156 3.191 3.298 3.270 3.147
威海 2.965 3.145 3.082 3.325 3.416 3.662 3.678 3.759 3.356
日照 2.993 3.072 2.980 3.137 3.127 3.236 3.393 3.238 3.133
滨州 2.871 2.955 2.973 3.148 3.161 3.251 3.319 3.234 3.101

5.2 海洋经济系统脆弱性时间分异分析

根据2000—2015年环渤海17个沿海城市海洋经济系统脆弱性的特征值，使用核密度估计绘制核密度分布图（图3）。图中展示了2000、2008、2015年的Kernel密度曲线，大致表现出该地区海洋经济系统脆弱性在时间尺度上的分布与演进状况，具有以下几个显著特征：
图3 环渤海地区海洋经济系统脆弱性特征值的核密度分布图

Fig.3 Kernel density distribution of characteristic values of vulnerability of marine economic system in Bohai Rim region

首先，从位置上看，2000—2015年呈现显著向右演进的趋势，且最小值稳步增长，说明该地区海洋经济系统脆弱性整体处于下降趋势。从移动距离上看，2000—2008年的移动距离明显大于2008—2015年，说明前期为快速下降期，而后期则为缓慢下降期，其主要原因是前期脆弱性基数较大，政策干预集中效果显著，而后期由于基数变小，虽政策持续出台，但影响力不断减小。
其次，从形状上看，2000—2015年呈现单峰的总体态势未发生明显变化，但出现由“矮胖型”向“瘦高型”转变，说明环渤海地区的海洋经济系统脆弱性分布状态逐渐出现集聚的态势。2000年的曲线两侧均较为平缓，说明此时海洋经济系统脆弱性分布较为分散。2008与2015年曲线中部呈现为陡峭状态，即为“高密度”，曲线两侧呈现平缓饱满状态，即为“均衡密度”。由此说明，在此期间的17个城市海洋经济系统脆弱性普遍处于中低值区域，同时高值区域的城市数量不断增加，说明海洋经济系统脆弱性整体缓解明显，且脆弱性较低的城市有所增加。
最后，从峰度上看，2000—2015年出现由宽峰向尖峰发展的整体态势，以2008为中点的后期普遍呈现为尖峰。2000年海洋经济系统脆弱性特征值曲线两侧面积大致相等，随着时间推移峰度呈现波动上升，且出现曲线中间至右侧的面积逐渐增加，但波峰对应的区域逐渐减小，这说明海洋经济系统脆弱性在整体降低的同时，大多数城市的海洋经济状态开始向更低脆弱性方向演变。

5.3 海洋经济系统脆弱性空间分异分析

为说明环渤海17个城市海洋经济系统脆弱性的空间分异变化过程，选取2000、2003、2006、2009、2012、2015年的评价结果，依据脆弱性特征值将环渤海地区的海洋经济系统脆弱性等差划分为4级，依次为高度脆弱、较高脆弱、轻度脆弱以及微度脆弱，利用信息可视化技术获取海洋经济系统脆弱性的空间分布演变（图4）。从图4可以看出，2000—2015年，环渤海地区的海洋经济系统脆弱性整体呈现由高度、较高脆弱向轻度、微度脆弱演变，其中大连市有所增加，青岛与威海降幅较为突出，而营口、锦州、葫芦岛、沧州以及潍坊未发生明显变化，其余9市均有一定程度缓解。
图4 环渤海地区海洋经济系统脆弱性时空分布

Fig.4 Spatial and temporal distribution of vulnerability of marine economic system in Bohai Rim region

2000—2006年，辽宁省的大连市脆弱性有所增加、丹东和营口有所下降，其余3市未发生明显变化；河北省的秦皇岛有所减小，其余2市未发生明显变化；直辖市天津未发生明显变化；山东省的潍坊未发生明显变化，其余6市均有所减小。在此期间，大连市工业快速发展并对海洋环境的胁迫性持续增加、对资源环境管制的力度不断减小；丹东经济状态快速转好、基础设施不断完善以及就业人口持续增加；营口海区资源开发利用率不断提高、经济状态持续向好、海洋基础设施不断完善以及资源环境管制力度不断加大；秦皇岛资源胁迫性与环境胁迫性持续减小、经济状态向好、人才储备不断增加以及资源环境承载力有所提高；青岛、烟台与威海资源胁迫性不断减小、经济状态向好、海洋经济创新投入增加；东营与滨州经济状态转好、海洋经济结构不断完善、人才储备有所上升；日照资源胁迫性有所减小、经济状态有所改善、海洋经济结构趋于成熟以及基础设施水平显著提高。
2006—2012年，辽宁省的大连和营口脆弱性未发生明显变化，其余4市均有所减小；河北省的沧州有所减小，其余2市未发生明显变化；直辖市天津从轻度脆弱降为微度脆弱；山东省的潍坊和威海有所减小，其余5市未发生明显变化。在此期间，丹东资源胁迫性与环境胁迫性不断减小、海洋经济结构不断优化、人才储备显著提高；锦州海洋经济结构不断优化、人才储备显著提高、基础设施不断完善；盘锦资源胁迫性有所减小、经济状态持续向好、海洋经济结构不断优化、人才储备有所提升、基础设施不断完善；葫芦岛资源胁迫性显著减小、经济状态有所提高、资源环境承载力有所提高；沧州经济状态持续向好、人才引入持续加大；天津环境胁迫性显著减小、海洋经济结构不断优化、基础设施逐渐完善；潍坊与威海环境胁迫性显著减小、海洋经济创新投入显著增加，同时威海资源环境管制力度有所增加。
2012—2015年，辽宁省的营口、锦州以及葫芦岛脆弱性有所增加，其余3市未发生明显变化；河北省的唐山略微减小，沧州有所增加，秦皇岛未发生显著变化；直辖市天津未发生明显变化；山东省的潍坊有所增加，青岛有所减小，其余5市未发生明显变化。在此期间，营口资源胁迫性有所增加、经济状态下滑、常住人口持续流失；盘锦与葫芦岛经济状态下滑、海洋经济结构退化、就业人口持续降低；唐山资源胁迫性不断减小、海洋经济结构不断成熟、资源环境承载力水平有所提高；沧州地区经济以及海洋经济增长放缓、海洋经济结构退化、资源环境管制有所下降；潍坊地区经济增长放缓、海洋经济结构有所退化、就业人口急剧减小；青岛资源胁迫性显著减小、海洋产业结构不断优化、人才储备与资源环境承载力不断提高、资源环境管制有所加大。

6 结论与讨论

①本文基于已有海洋经济系统以及脆弱的研究，将海洋经济系统脆弱性界定为各种扰动因素在海洋经济系统中产生的胁迫性，触发系统的适应性、敏感性与弹性作出反应，使海洋经济系统表现为不稳定状态或产生风险的可能。海洋经济系统脆弱性发生过程是一个由原始平衡被扰动因素所打破，海洋经济系统重新建立新平衡的动态过程。海洋经济系统脆弱性具有自然属性、经济属性、社会属性、不确定性、动态性以及自组织性等多元属性特征。
②鉴于海洋经济系统脆弱性评价具有一定的模糊性，运用基于不确定数学理论的模糊综合评价方法对海洋经济系统脆弱性进行评价。针对模糊综合评价涉及的3个主要问题：首先，选用韦伯—费希纳定律确定指标评价标准；其次，选择基于最小二乘法的综合权重优化模型将主客观权重相结合；最后，应用信息扩散技术确定隶属度。
③基于提出的海洋经济系统脆弱性概念，建立以胁迫性、敏感性、弹性、适应性为基础的多维度评价指标体系，共选取20个指标。其中，胁迫性指标从资源胁迫性以及环境胁迫性进行选择；敏感性指标从经济状态以及海洋经济结构进行选择；弹性指标从人才储备、基础设施以及资源环境承载力进行选择；适应性指标从人才引入、海洋经济创新投入以及资源环境管制进行选择。
④经过模型计算，初步揭示了环渤海地区17个城市的海洋经济系统脆弱性的时空分异以及演变特征。从时间分异来看，环渤海地区海洋经济系统脆弱性的整体水平及差距逐渐减小，其演变过程呈现出由快到慢的阶段性现象。从空间分异来看，2000—2015年，环渤海地区海洋经济系统脆弱性的空间分异特征明显，空间演变脉络较为清晰，导致脆弱性的扰动因素种类多元，推动脆弱性演变的驱动因素差异较为明显。其中，大连市由轻度脆弱演变为较高脆弱，青岛与威海由高度脆弱演变为微度脆弱，滨州由高度脆弱演变为较高脆弱，丹东、秦皇岛、烟台以及日照由高度脆弱演变为轻度脆弱，盘锦、唐山以及东营由较高脆弱演变为轻度脆弱，天津由轻度脆弱演变为微度脆弱，而营口、锦州、葫芦岛、沧州以及潍坊未发生明显变化。
⑤对比以往海洋经济系统脆弱性的相关研究，本文分析了海洋经济系统脆弱性的发生机制及属性特征，并利用模糊综合评价方法对脆弱性进行测度。同时，本文关于环渤海地区海洋经济系统脆弱性所得出的时空分异与演变特征的结果与以往研究基本相符，但由于研究方法与指标选择上的差异，部分结果存在一定差距。其中，关于环渤海地区海洋经济系统脆弱性是否为显著的两极分化存在争议，部分城市的海洋经济系统脆弱性程度与以往研究结果存在一定差异。
⑥海洋经济系统的稳定状态从整体来看，主要受脆弱性与韧性的相互作用与牵制。其中脆弱性主要揭示由于系统敏感而易受扰动因素影响的属性，其指标选择侧重于表征系统结构与状态，如表征系统敏感性、扰动因素、系统受破坏等指标。韧性则主要强调系统应对扰动因素的抵御与恢复能力，以及系统的再组织和更新能力，其指标选择主要从系统结构、创新投入、环境管制等表征系统应对能力。因此，要提高海洋经济系统的稳定性，既要弱化系统的敏感性、扰动因素以减小系统的脆弱性，又要注重系统的应对能力以提高系统的韧性水平。另外，从本研究可知各地区海洋经济系统脆弱性的驱动因素存在差异，因此在优化海洋经济系统时应根据具体情况而制定适宜的发展战略与政策。
本文对海洋经济系统脆弱性的研究主要涉及了脆弱性的概念、机制、属性、研究方法以及驱动因素，而在对政策、风险、预警机制等方面缺乏相应探讨，这将是本研究未来需要拓展的主要方向。

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