脆弱性是全球变化和环境与发展研究的热点和前沿领域,是多个科学计划的重要研究内容。伴随着脆弱性应用领域的不断拓展和理论方法的逐渐完善,脆弱性研究已成为全球环境变化及可持续性科学领域一种新的研究视角^[1-3]和重要的分析工具,在全球环境变化及可持续性科学领域发挥着日益突出的作用^[4,5]。脆弱性也成为了当代地理学以及相关学科诠释人类活动之生态与环境效益,以及人地（海）相互作用机制的重要科学途径^[6]。国外学术界已将脆弱性研究应用到灾害管理、生态学、土地利用、气候变化、公共健康、可持续性科学、经济学等不同研究领域^[7-9]。国内学者从不同领域脆弱性研究的侧重点来看,自然系统脆弱性研究主要集中在探讨水资源系统、洪灾、土地、渔业系统、农业系统、海岸带、喀斯特环境等生态系统自身的不稳定性和人类社会对气候变化、自然灾害等外部扰动的不利响应,探讨不同尺度脆弱性的评价方法以及动力机制,主要应用了数据包络分析^[10]、主成分分析^[11]、层次分析法^[12]、集对分析^[13]、熵权分析^[14]、网络层次分析^[15]、人工神经网络^[16]等。人文科学领域的脆弱性研究侧重探讨导致人类社会或团体容易受到损害的经济、政治、制度和文化因素以及重建自然环境系统和经济社会系统恢复力的人文机制和对策,例如：贫困、农村养老^[17]、公共危机预防^[18]等。此外,也有学者将脆弱性与可持续相结合,探讨了全球气候变化与中国生态环境脆弱性、典型生态环境脆弱区可持续发展模式^[19],以及中国矿业城市人地系统脆弱性和可持续发展面临的共性问题^[20]。

人海经济系统是经济地理学的主要研究内容之一,作为人海系统重要的组成部分,研究在一定地域范围内的海洋产业在地理空间的结构特性及其规律演变^[21],是人海之间的相互作用的表现形式,与资源环境系统和社会系统紧密相连,构成一个耦合的大系统,即人海系统,并包含了海洋、陆地的各种因素的综合作用,具有区域性、综合性、持续性和协调性等特性。结合人海经济系统以及脆弱性的内涵,本文认为人海经济系统脆弱性是指：在沿海区域经济系统的基础下,由于外部因素的影响,某个地区自我发展能力差、对外部经济条件改变反映敏感、在外部条件发生不利变化时经济替代能力弱,是衡量区域经济发展水平的一种度,主要体现在经济结构、经济总量、经济效益等方面。目前还尚未有关于人海经济系统脆弱性的理论体系,也缺乏从多要素角度综合测度人海经济系统脆弱性的科学性与实用性方法,本研究分析判断人海经济系统的动态变化规律,对于丰富脆弱性理论研究与指导海洋经济发展实践都具有十分重要的意义。

1 研究对象和研究方法

1.1 研究对象

辽宁沿海地区包括大连市、丹东市、锦州市、营口市、盘锦市和葫芦岛市。在辽宁沿海地区发展中存在的经济问题逐渐凸显,并且具有明显的脆弱性特性,这种脆弱性除了来自于系统自身的内部结构先天的不稳定性和敏感性之外,更主要的是来自于外界的压力和干扰使系统遭受损害而发生不可逆变化。前者为结构性脆弱性,后者为胁迫性脆弱性。辽宁沿海地区由于受到资源、结构、体制和市场等方面的约束,面临着可持续发展的综合性问题,海洋资源过度开发导致资源枯竭、生态破坏甚至是环境灾害;长期以来,过度依赖海洋资源而形成的产业结构,多样性经济结构未成熟,缺乏培育产业竞争优势的外部条件,导致经济系统的结构性脆弱;在经济全球化背景下,技术进步和产业结构升级,使海洋资源开发与利用面临较大的外部竞争压力,威胁着沿海城市经济的稳定性和持续性,共同构成了沿海城市人海经济系统的脆弱性。

1.2 脆弱性分析方法

敏感性和恢复性是人海经济系统脆弱性的基本属性。人海经济系统脆弱性是由系统的敏感性和恢复性相互制约相互影响而形成的。且脆弱性是敏感性和恢复性的复合函数,与敏感性呈正比,与恢复性呈反比,即敏感性越强,脆弱性越强;恢复性越弱,脆弱性越强。建立脆弱性评价模型如下：

Vi=AiBi（1）

式中,V_i表示人海经济系统的脆弱性;A_i表示敏感性;B_i表示恢复性。

根据前人研究^[13,19,20]及辽宁沿海地区人海经济系统特点,建立人海经济系统脆弱性的评价指标体系(表1)。指标的原始数据来源于1996~2009年《中国海洋统计年鉴》^[22]和《大连统计年鉴》^[23]。

1.3 熵权系数法的评价原理

熵在信息论里是一种系统无序程度的度量。熵权系数法广泛应用于社会经济等各项研究领域,其客观性强,能够克服人为确定权重的主观性及多指标变量信息的重叠^[24]。

对原始数据进行标准化处理,进而加权求和得到人海经济系统的脆弱性、敏感性、恢复性数值,最终得出人海经济系统脆弱性的变化值及变化规律。本研究的计算步骤如下所示：

1） 构建原始指标数据矩阵。m个样本,X_ij为第i年第j个指标的指标值。

2） 数据标准化处理。

正向评价指标,其函数为：

Yij=(Xij-Xjmin)(Xjmax-Xjmin)（2）

逆向评价指标,其函数为：

Yij=(Xjmax-Xij)(Xjmax-Xjmin)（3）

式中,X_ij为指标的统计值;X_jmax、X_jmin分别为同一指标的最大值和最小值,i为第i个样本,j为第j个指标。

3） 计算第j项指标下第i年指标值的比重P_ij

Pij=Yij∑i=1mYij（4）

4） 计算第j项指标的信息熵E_j

Ej=-k∑i=1mPijlnPij,其中, k=1lnm（5）

5） 计算第j项指标的效用值D_j

D_j=1-E_j （6）

6） 计算第j项指标的权重 Wj

Wj=Dj∑Di（7）

7） 对各项指标进行加权求和,计算各指标的数值。

2 人海经济系统的脆弱性评价

2.1 脆弱性指标信息熵值

选择辽宁沿海地区2000~2009年间的情况,样本数为10个,因此,m=10。根据公式（5）计算人海经济系统脆弱性信息熵值,通过计算得出人海经济系统敏感性（表2）和恢复性的信息熵值（表3）。

2.2 权重确定

根据公式（6）和公式（7）,计算出人海经济系统各指标的权重和效用值（表4）。

2.3 脆弱性评价结果

根据第j项指标的标准化值与权重值的乘积作为该项指标的评价值,并通过加权求和求出恢复性和敏感性的评价指标,最后根据脆弱性与恢复性、敏感性的函数关系模型,得出人海经济系统脆弱性的评价指数（图1）。

3 人海经济系统脆弱性评价分析

1） 人海经济系统脆弱性整体上呈逐渐下滑趋势,其中1997年和1999年急剧下滑,2000年之后平稳下滑。这与1997年和1999年恢复性指标的急剧上升有关联。集合专家意见,划分人海经济系统脆弱性的等级,将其分为5个等级：<0.5为弱脆弱性,0.5~2为较脆弱性,2~4为较强脆弱性,4~7为强脆弱性,>7为极强脆弱性。由此得出1996~2009年辽宁沿海地区人海经济系统脆弱性类型如表5所示,总体来看表现为从极强脆弱型向弱脆弱型过渡。

2） 从敏感性指标分析可知,1996~2009年呈现了多个“倒U”连续波动。1999年、2001年、2004年、2006年作为连续“倒U”的连接点。1999年,海洋自然灾害使得海洋水产业减少,海洋经济总产量占地区生产总值比重比1998年减少了5个百分点左右,导致海洋产业出现了低谷,也是人海经济系统敏感性的一个分界点;第二个分界点出现在2001年,海洋生产总值占地区生产总值比重以及涉海就业人员占地区就业比重的比例都出现了下降;第三个分界点出现在2004年,海洋生产总值占地区生产总值比重降至13.56%,这主要是由于海洋资源的开发利用与环境污染增加有直接关系;第四个分界点出现在2006年,自2006年以来,海洋生产总值占地区生产总值比重逐年下降,这与海洋捕捞产量的下降有直接的关联,而海洋捕捞产量的下降是由于各级渔业主管部门进一步强化资源管理以及渔业资源发生了变化,因而出现了海洋捕捞实现“负增长”。

3） 从恢复性指标分析来看,1996~2009年恢复性指数出现了逐年增长的趋势。其中,海洋产业增加值逐年提升。海洋油气产业发展出现了波动性的变化,说明辽宁沿海地区要加快大型油气田的勘探开发,提高采油技术水平已经成为了下一步工作的重点。海洋捕捞产量得到了一定程度的控制,1996年的海洋捕捞产量为1 240 708 t,2006年出现了最高峰,达到了2 223 919 t,2009年海洋捕捞产量下降至1 483 097 t。

国家一直强调海洋产业结构的调整,辽宁沿海地区海洋经济产业功能结构演变上分析,主要是以支柱产业地位稳定,主导、潜导双向发展的模式演变。1996年以海洋渔业为支柱产业,海洋盐业为主导产业,船舶制造业为潜导产业,演变为2009年以海洋渔业为支柱产业,船舶制造业为主导产业,滨海旅游业为潜导产业。近年来,辽宁沿海地区提出加快新兴产业发展,优化海洋产业结构,重视海洋资源勘探调查,不断发现新的可开发资源是新兴海洋产业的总体发展方向。以高端海洋工程装备制造、海洋生物医药、海水综合利用、海洋能利用为代表的海洋新兴产业不断涌现,部分新兴产业已初具规模,鼓励海洋新兴产业和海洋高技术产业的发展。

恢复性指标的权重指数分析可知,海洋化工产品产量、海洋修造船完工量、货物周转量、海洋货物货运量所占的比重分为为28.38%、22.69%、18.21%、10.70%,说明海洋化工产品产量,造船业和运输业在海洋产业发展过程中占据重要的地位,欲降低人海经济系统的脆弱性,可从这几方面着手。

4 结论与讨论

本文提出了人海经济系统的概念,设计了用以描述人海经济系统脆弱性评价指标,尝试用熵权系数法确定指标权重,并采用脆弱性函数模型的方法对人海经济系统进行综合测度,对人海经济系统的发展水平进行了分析,通过对辽宁沿海地区进行实例分析,得出目前辽宁沿海地区人海经济系统的脆弱性特征。结果表明：① 从脆弱性结果分析来看,1996~2009年辽宁沿海地区人海经济系统脆弱性逐年降低,并从极强脆弱型发展为弱脆弱型;② 敏感性指数1996~2009年呈现多个“倒U”连续波动;③ 1996~2009年,恢复性指数呈现逐年增长的趋势。海洋产业增加值逐年增加,海洋油气产业发展出现了波动性的变化,海洋捕捞产量得到了一定程度的控制,海洋产业结构得到了一定程度上的调整,加快新兴产业发展起到了重要的作用。此外,人海系统还包括人海社会系统和人海资源环境系统,这3个子系统是相互关联互相影响的,对各子系统进行耦合分析,进而得出人海系统的脆弱性特性和可持续发展的对策建议,是今后的另一研究方向。

The authors have declared that no competing interests exist.

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参考文献

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