Scientia Geographica Sinica  2017 , 37 (5): 701-708 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2017.05.007

Orginal Article

环渤海地区海洋产业生态系统适应性时空演变及影响因素

李博1, 张志强1, 苏飞2, 韩增林1

1.辽宁师范大学海洋经济与可持续发展研究中心,辽宁 大连116029
2.浙江工商大学旅游与城乡规划学院,浙江 杭州310018

Spatio-temporal Evolution and Influencing Factors of Marine Industrial Ecosystem Adaptability in the Bohai Sea Region

Li Bo1, Zhang Zhiqiang1, Su Fei2, Han Zenglin1

1. Study Center of Marine Economy and Sustainable Development,Liaoning Normal University, Dalian 116029, Liaoning, China
2.School of Tourism & Urban-Rural Planning Zhejiang Gongshang University, Hangzhou 310018, Zhejiang, China;

中图分类号:  K902

文献标识码:  A

文章编号:  1000-0690(2017)05-0701-08

收稿日期: 2016-07-9

修回日期:  2017-03-13

网络出版日期:  2017-05-25

版权声明:  2017 《地理科学》编辑部 本文是开放获取期刊文献,在以下情况下可以自由使用:学术研究、学术交流、科研教学等,但不允许用于商业目的.

基金资助:  教育部人文社会科学重点研究基地重大课题(16JJD790021)、浙江省高校人文社科重点研究基地项目(JYTyyjj20160204)资助

作者简介:

作者简介:李博(1983-),女,吉林长春人,副教授,博士,主要从事区域发展和海洋经济地理研究。E-mail: libo_ok@126.com

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摘要

将产业生态系统引入到海洋研究中,开展海洋产业生态系统适应性研究,界定海洋产业生态系统适应性的内涵及特征;采用均方差赋权法进行权重赋值,构建海洋产业生态系统适应性评价指标体系与评估模型,分析环渤海地区海洋产业生态系统的适应性时空演变及影响因素。结果表明: 从整体来看,环渤海地区海洋产业生态系统适应性差异较大,主要问题是环渤海地区各省市海洋产业发展参差不齐,产业基础和发展速度差异较大,海洋生态环境建设水平不一; 从空间来看,海洋产业生态系统适应性呈现山东>辽宁>天津>河北的空间分布特征;在海洋产业子系统各要素中,呈现敏感性越大,弹性越大的特征,海洋环境子系统适应性特征不明显; 从时间来看,环渤海地区海洋产业生态系统适应性在波动中不断增强,各省市适应性综合指数差距呈现逐渐扩大的趋势,这种扩大的趋势是由于海洋产业子系统年均增长的差异所致; 区域内部海洋产业生态系统适应性差异明显:天津市海洋产业子系统适应性指数最高,海洋环境子系统发展水平滞后;河北省海洋产业、环境子系统适应性指数较低,海洋产业生态系统发展水平低;辽宁省海洋产业、环境子系统适应性指数较小,海洋产业、环境子系统发育较平衡;山东省海洋产业、环境子系统适应性指数较高,海洋产业生态系统发展水平高,海洋产业子系统发展迅速。

关键词: 海洋产业生态系统 ; 适应性 ; 环渤海地区 ; 均方差赋权法

Abstract

The article establishes an adaptability assessment index and uses the variance weighting method for weight assignment. Based on the data of marine industry and environment in the Bohai Sea region, the article analyzes the marine industry ecosystem characteristics, types, and influencing factors in the Bohai Sea region. According to the model, the article obtains the adaptability characteristics of marine industry ecosystem in the Bohai Sea region. 1) From an overall viewpoint, the difference of adaptability of marine industrial system in the Bohai Sea region is relatively large. 2) From a view of space, the feature of adaptive spatial distribution in marine industry ecosystem shows the adaptive spatial distribution of Shandong>Liaoning>Tianjin>Hebei; In the industrial subsystem, it presents the adaptive spatial distribution of Tianjin>Shandong>Liaoning>Hebei; In the environmental subsystem, it presents the adaptive spatial distribution of Shandong>Liaoning>Tianjin>Hebei. 3) From a view of time, during 2006-2012, the adaptability of marine industry ecosystem in the Bohai Sea region increased, with a rising fluctuate. Comprehensive index of adaptation have a trend of expanding, for this trend, the main reason is the difference of the industrial system in adaptive growth. 4) From a view of specific provinces and city, according to the development of time, it concludes the characteristic of the development in specific province and city in marine industry ecosystem, analyzing the advantages and disadvantages of development. From the overall perspective, the adaptability is enhanced; the level of adaptation is promoted. By analyzing the coupling of Bohai marine industry and environment subsystem, the study obtains the marine industrial ecosystem level and adaptive characteristics, obtains the advantages and disadvantages of the marine industry ecosystem in the Bohai Sea region, thereby for the sustainable development provides countermeasures and suggestions in the Bohai Sea region.

Keywords: marine industrial ecosystem ; adaptability ; the Bohai Sea region ; variance weighting method

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李博, 张志强, 苏飞, 韩增林. 环渤海地区海洋产业生态系统适应性时空演变及影响因素[J]. , 2017, 37(5): 701-708 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2017.05.007

Li Bo, Zhang Zhiqiang, Su Fei, Han Zenglin. Spatio-temporal Evolution and Influencing Factors of Marine Industrial Ecosystem Adaptability in the Bohai Sea Region[J]. Scientia Geographica Sinica, 2017, 37(5): 701-708 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2017.05.007

在全球变化研究不断升温的背景下,“可持续科学”应运而生[1],一些从系统论思想出发研究人-环境耦合系统(或社会-生态系统)的概念及其理论分析框架脱颖而出[2,3]。目前适应性这个源于生态学领域的概念,被应用到经济、社会、环境等科学领域,地理学相关学科也参与其中[4,5]。适应性研究正呈现由关注物种的适应性研究转向更加关注人地系统特别是产业生态系统适应性的综合研究,这为探讨产业生态系统的耦合作用机理从理论和方法论方面提供了一个新的研究视角 [6,7]

国外对于适应性的研究主要是集中在内涵、要素、评价方法和评价尺度等方面[8,9]。适应性分析通常要考虑4个关键性问题:即,适应谁(who)、对什么(what)适应、适应是如何发生的、适应效果如何[10]。2001年UNDP-GEF气候变化项目组基于地区发展驱动视角提出的适应性对策研究框架正是这一思想的最好体现,也是当前国际上关于社会经济系统对全球环境变化适应研究比较具有代表性的研究模式,较好地反映了全球环境变化研究的发展趋势。国内关于适应性的研究始于20世纪90年代中期,主要集中于社会经济系统对全球环境变化的适应问题研究,具体包括:理论探讨[11~13];产业适应性研究,主要集中在农业、林业、水利等部门对气候变化的适应对策[14~16]以及从环境发展变化的角度探讨工业的适应性调整问题[17,18];城市适应性研究,构建“适应观”[19]、探究城市系统演变空间适应性[20]及东北地区矿业城市产业生态系统的适应性问题[21,22];生态适应性研究,将城市社会—生态系统为风险评价对象,引入生态适应性循环三维框架[23~25]。海洋产业生态系统是由海洋产业子系统和海洋环境子系统构成,海洋环境子系统是基础,海洋产业子系统是主导。海洋产业子系统以海洋资源的开发、利用为核心,包括海洋渔业、海洋矿业、海洋化工业、海洋工程建筑业、滨海旅游业等产业部门要素。海洋环境子系统由海洋自然资源环境与海洋社会环境构成,包括海洋生物、海洋矿产资源、海洋能源、海水资源等自然要素和由依托海洋进行生产或生活的人民及其所创造的具有海洋特性的思想观念、道德精神、教育、科技和法规制度等社会要素。海洋产业生态系统适应性是根据海洋产业发展的现状、发展阶段及所处的海洋自然、资源、科技、教育、文化、法规制度、政策等环境的变化对海洋产业生态系统未来可能出现的状况及发展目标等进行调整,通过科学的测度和调控,提高海洋产业和环境的适应能力。目前还尚未有关于沿海地区海洋产业生态系统适应性的理论体系,也缺乏从多要素角度综合测度海洋产业生态系统适应性的科学性与实用性方法,分析判断海洋产业生态系统适应性的动态变化规律及优化机制,对于丰富适应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 研究区域概况与研究方法

1.1 研究区域

环渤海地区是指环绕着渤海(包括部分黄海)的沿岸地区所组成的经济区域,主要包括天津市、河北省、辽宁省和山东省三省一市的海域与陆域。环渤海地区海洋经济增长速度呈下滑趋势,2015 年环渤海地区海洋生产总值23 437 亿元,占当年全国海洋生产总值的36.2%;2007 年环渤海地区海洋生产总值9 542亿元,占当年全国海洋生产总值的38.3%,2015年与2007年相比所占比重下降。 1.2 评价指标体系构建

海洋产业生态系统适应性评价指标体系共分4个层次,其中第一层次反映海洋产业生态系统总体适应性水平;第二层次反映海洋各子系统的适应性状况,有海洋产业和海洋环境2个子系统适应性指标。第三层次反映各子系统适应性的影响要素,包括海洋产业、环境子系统敏感性、弹性和稳定性类指标。敏感性是指一个系统对内外环境变化时反应的灵敏程度,一般而言,敏感性与适应性呈现反比关系;稳定性是指在遇到内外环境变化时,系统维持自身原有状态能力,系统内部越稳定,适应能力越强;弹性是指系统受到某种压力后再恢复和回到初始状态的能力,反映了系统在承受环境变化时所表现出的调整能力、创新能力,弹性越大,系统的适应能力越强。第四层次共有24个具体基础指标组成,见表1。绝大部分指标可以通过统计资料直接获取,部分指标需要通过计算获得,主要包括:海洋产业系统结构熵(X1),反映产业系统的结构发育程度,计算公式: X1=j=1nPj×lnPj,Pjj种产业比重,n为第n种产业;非渔产业结构指数,非渔产业结构指数=海洋第二、三产业产值之和/海洋就业人口;海洋产业结构转换速率(X2),反映产业对环境变化的调整能力,计算公式: X2=(Ci-Cj)2Mi/Cj,Cii产业平均增长速率,Cj 为地区GDP年平均增长速率,Mi为第i产业占地区GDP的比重。

表1   环渤海地区海洋产业生态系统适应性评价指标体系

Table 1   Adaptability evaluation index system of marine industrial ecosystem in the Bohai Sea region

二层三层具体指标及单位指标说明权重





海洋产
业生态
系统适
应性综
合指数
海洋产业
子系统适
应性指数0.456
敏感性
0.171
海洋产业系统结构熵反映海洋产业系统的结构发育程度0.046
海洋化工产品数量(t)海洋产业的发展对海洋化学资源的攫取0.044
海洋捕捞产量(t)反映海洋捕捞业发展状况0.051
海洋货物货运量(万 t)反映海洋货运的发展0.041
弹性
0.138
海洋生产总值占地区生产总值比重(%)反映海洋经济对总 GDP贡献率0.043
海洋第三产业增长弹性系数(%)反映海洋第三产业增长与海洋生产总值增长变化率0.025
人均海洋生产总值(万元)反映人均海洋生产总值占有量0.037
海洋产业增加值(亿元)反映海洋产业增长状况0.036
稳定性
0.147
沿海地区风能发电能力(万 kW)反映海洋电力及海洋新能源发展状况0.032
旅游外汇收入(亿元)反映海外旅游业发展状况0.052
非渔产业结构指数海洋第二、三产业产值之和与海洋就业人口的比例0.034
生产用码头泊位数(个)反映海洋码头停泊能力0.040
海洋环境
子系统适
应性指数
0.544
敏感性
0.217
风暴潮灾害受灾面积(103 hm2反映自然灾害对沿海地区的影响0.025
工业废水排放量(万 t)反映海洋环境污染状况0.046
万元地区生产总值能耗(t标准煤/万元)反映产业能耗水平0.041
工业固体废物产生量(万 t)反映工业固体废物产生状况0.035
弹性
0.180
海洋产业结构转换速率(%)反映海洋产业系统对海洋环境变化的调整能力0.049
海洋科技研究人员比重(%)反映海洋产业科技支撑力度0.039
工业固体废物综合利用率(%)反映固体废物循环能力0.037
海洋专业博士生在校人数(人)反映海洋高等教育发展状况0.081
稳定性
0.147
海洋观测台数(个)反映海洋基础设施发展状况0.036
人均水资源量(m2/人)反映人均水资源占有量0.033
涉海湿地面积占国土面积比重(%)反映沿海湿地面积与国土面积的比重0.052
海洋自然保护区面积(103 hm2反映海洋自然保护区的发展状况0.044

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1.3 权重确定

数据标准化之后,进行权重的确定。由于主观因素会带来误差,为了增强研究的客观性,本文采用均方差赋权法[26]来确定环渤海地区海洋产业生态系统适应性评价体系中具体指标的权重。

对第二层次(Dk)和第三层次(Ar)指标采用客观赋权方法计算其权重。计算步骤如下:计算第二、三层次指标的属性值;第二、三层次指标的属性值采用线性加权求和的方法计算。计算第二、三层次指标权重采用均方差赋权法,以第二、三层次指标属性值为随机变量,计算第二、三层次指标的权重值WkWr

1.4 评价模型

1.4.1 计算子系统适应性评价指数

由于海洋产业生态系统适应性评价指标体系的结构层次特征明显,为了充分反映这一特征,本文采用递阶多层次综合评价方法对海洋产业、环境2个子系统适应性评价指数进行计算,计算公式为[27]

ABz=ZijWiwr(1)

式中, ABz为子系统适应性指数,Z为产业子系统、环境子系统;Zij为各具体指标的标准化值;Wi为各具体指标的权重值;Wr为第三层次指标的权重值。

1.4.2 计算系统适应性评价综合指数

海洋产业生态系统的整体特征是通过海洋产业和海洋环境2个子系统复合相互作用而表征出来的,因而采用加权求和方法计算海洋产业生态系统适应性综合指数。公式如下[28]

AB=k=12ABzWk)(2)

式中,AB为海洋产业生态系统适应性综合指数;Wk为子系统k的指标权重。

1.5 数据获取

数据主要来自于2007~2013年《中国海洋统计年鉴》[29]、《天津市统计年鉴》[30]、《河北经济年鉴》[31]、《辽宁统计年鉴》[32]、《山东统计年鉴》[33]以及国家各相关部门统计公报中的数据。考虑到指标数据的可获得性和准确性,对数据进行了适当修正。

2 环渤海地区海洋产业生态系统适应性的时空分布

采用以上研究方法,计算环渤海地区三省一市海洋产业生态系统适应性指数以及各子系统适应性指数,分析该地区海洋产业生态系统适应性的时空演变。

2.1 环渤海地区海洋产业生态系统整体特征

环渤海地区海洋产业生态系统适应性指数最高的为山东省(图1),其次为辽宁省和天津市,最低的为河北省,变差系数为0.32,主要是因为环渤海地区各省市海洋产业发展参差不齐,产业基础和发展速度差异较大,海洋生态环境建设水平不一;从子系统来看,环渤海地区海洋产业子系统适应性差异较大,海洋产业子系统变差系数为0.59,原因在于各省市海洋产业结构多元化,海洋生产总值,海洋基础设施建设,海洋新能源利用等差异较大而造成海洋产业子系统中稳定性和弹性差异较大所致。环渤海地区海洋环境子系统差异仍较大,变异系数为0.48,主要原因是资源利用效率,污染物排放量,海洋科技和教育实力,海洋生态保护状况差异较大所致。

图1   环渤海地区海洋产业生态系统适应性空间格局

Fig. 1   the spatial pattern of the adaptability of marine industrial ecosystem in the Bohai region

2.2 海洋产业生态系统适应性空间分布特征

从海洋产业生态系统适应性指数来看(图2),山东省海洋产业生态系统适应性指数最高为0.423,其次为辽宁省和天津市分别为0.337和0.294,最低的是河北省为0.157;从海洋产业子系统适应性指数来看,呈现天津>山东>辽宁>河北的分布特征,天津市海洋产业子系统适应性指数最高为0.381,河北省海洋产业子系统适应性指数最低为0.156,相差了0.225。由于天津市海洋产业生态系统外向性强,海洋产业子系统易受外界因素影响,从而导致了敏感性增强,在海洋产业子系统中,敏感性越大,弹性越大;敏感性是海洋产业生态系统适应性的重要因子,海洋产业子系统的开放性使其受到敏感性的影响同时,相反却提高了弹性,敏感性与弹性相互协调、相互适应促进了海洋产业生态系统适应性发展。从海洋环境子系统适应性评价指数来看,呈现山东>辽宁>天津>河北的分布特征,山东省环境子系统适应性指数最高,为0.465,最低的是河北为0.157。如图3,其中天津市敏感性最高,主要是因为天津市海岸线较短,海洋资源较少,易受外界环境影响;山东省弹性、稳定性最高,主要是因为山东省资源利用效率高,海洋科技实力雄厚,废物排放量较少,综合利用率较高;辽宁省弹性、稳定性都较好,主要是因为辽宁省海岸线漫长,海洋资源丰富,码头和海港众多,人才和科技力量较雄厚,海洋自然保护区面积大。

图2   环渤海地区海洋产业生态系统敏感性(a)、弹性(b)、稳定性(c)空间分布

Fig.2   Spatial distribution of sensitivity (a), elasticity (b) and stability (c) of marine industrial ecosystem in the Bohai region

2.3 海洋产业生态系统适应性时间分布特征

2006~2012年天津市、河北省、辽宁省、山东省的海洋产业生态系统适应性指数、海洋产业子系统适应性指数、海洋环境子系统适应性指数总体都是上升的。天津市、河北省、辽宁省、山东省适应性指数年均增长0.17%、0.11%、0.32%、0.18%;2006~2012年环渤海地区海洋产业生态系统适应性指数有逐渐扩大的趋势,适应性较低的河北省与天津市、辽宁省、山东省的差距逐渐扩大,这种扩大的趋势主要原因是由于海洋产业子系统年均增长的差异,河北海洋产业子系统适应性指数年均增长仅0.09%,而天津市、辽宁省、山东省分别为0.35% 、0.44% 、0.47%;相对于海洋产业子系统适应性指数年均增长差异,海洋环境子系统适应性指数增长差异较小,天津市、河北省、辽宁省、山东省海洋环境子系统适应性指数年均增长0.03%、0.13%、0.21%、0.16%。

图3   2006~2012年环渤海地区海洋产业生态系统适应能力指数变化

Fig.3   Change of marine industrial ecosystem adaptation index in the Bohai region from 2006 to 2012

3 环渤海地区海洋产业生态系统适应性的影响因素

3.1 天津市海洋产业生态系统适应性

天津海洋产业子系统在环渤海地区适应能力最高,从海洋产业子系统来看,2009年天津滨海新区的成立带动了天津市海洋经济的迅猛发展,2012年海洋生产总值占地区生产总值比重已超过30%,海洋旅游外汇收入不断提高,2012年已达22.85亿美元,滨海旅游业等第三产业发展迅速,海洋产业子系统不断完善;从海洋环境子系统看,天津市工业废水直排入海量、万元地区生产总值能耗不断下降,2012年分别为0.54万t和0.708 t标准煤/万元;海洋科技实力不断增强,2012年海洋科技研究人员和海洋专业硕博士在校人数分别为2 628人和121人;涉海湿地面积占国土面积比重较大,海洋生态环境保护意识较强;同时天津也面临着海洋产业结构转换率低,人均水资源不足等问题。

3.2 河北省海洋产业生态系统适应性

河北省海洋产业生态系统适应性指数较小且增长速度缓慢,与环渤海地区其他省市相比差距较大。在海洋产业子系统方面,主要是由于河北省海洋产业发展起步晚、总体规模小。其主要表现在海洋生产总值低,河北海洋生产总值仅占地区生产总值6.1%,人均海洋生产总值0.22万元,不及辽宁的1/3,山东的1/4,天津的1/10;海洋产业结构不合理。从整体上看,河北省海洋产业仍处于较低阶段,海洋新兴产业发展滞后,海洋产业结构不够协调,海洋第三产业产值较低,海洋传统产业技术含量低,产业链条短。在海洋环境子系统方面,河北省海洋科研机构规模较小,海洋科研开发能力弱,2012年,河北省仅有海洋科技人员552人,海洋专业硕博士在校学生38人,与辽宁和山东省差距巨大,科技和教育实力有待提高。海洋生态环境有恶化趋势,尽管河北省万元地区生产总值能耗在不断下降,但仍然高于山东和天津,造成大量资源浪费;工业固体废物排放量和废水直排入海量都比较大,涉海湿地面积和海洋自然保护区面积较小,因此,河北省仍面临着很大的海洋产业、生态环境压力。

3.3 辽宁省海洋产业生态系统适应性

从海洋产业子系统分析,2009年以后辽宁省海洋产业子系统适应性指数上升较快,这主要得益于辽宁沿海经济带的设立,海洋经济总量持续增长,海洋产业增加值不断增加,海洋产业结构得到进一步优化,海洋货运量、风能发电能力、旅游外汇收入不断增加。从海洋环境子系统分析,海洋基础设施不断完善,码头数在环渤海地区处于领先地位,海洋科技实力不断增强,海洋专业硕博士、海洋科技研究人员数量不断增加,海洋生态环境得到改善,海洋自然保护区面积虽有所减少、但仍高于环渤海地区其他省市。然而,与山东和天津相比辽宁省海洋经济总量尚小,虽然形成了三、二、一的海洋产业结构但各个海洋产业产值较小,海洋新兴产业发展力不足,海洋电力、海水综合利用等新兴产业在海洋产业总值中的比重较低;工业固体废物排放量、废水直排入海量大,污染治理竣工项目较少,海洋生态环境面临的压力较大。

3.4 山东省海洋产业生态系统适应性

从海洋产业子系统来看,2009年山东半岛蓝色经济区的成立带动了山东省海洋经济的迅猛发展,使得山东省产业子系统适应能力不断提高,海洋产业结构熵平稳,到2012年山东海洋产业增加值已达到5 259亿元,是天津、河北和辽宁的总和,海洋第二、三产业比重不断增加,海洋产业结构得到优化,人均海洋生产总值、海洋旅游国际外汇收入不断增加,海洋风力发电量在环渤海地区最大,这为山东省产业发展节约了大量能源;同时山东省也存在一定问题,海洋捕捞产量虽有一定下降,但捕捞总量依旧很大;从海洋环境子系统来看,山东的海洋环境子系统在环渤海地区适应性最好,万元地区生产总值能耗不断降低,海洋工业固体排放量不断减少,海洋科技研究人员和海洋专业硕博士在校人数多,2011年达到了3 818人和2 595人,海洋科技实力不断壮大;但山东省工业废水直排入海量依旧较大,2012年山东省由于受风暴潮灾害使得山东省大面积农田和水产养殖受灾,给海洋生态环境造成破坏,导致了海洋环境子系统适应能力指数急剧下降,从而造成了适应能力综合指数的下降。

4 结论与讨论

本研究提出了海洋产业生态系统适应性概念,设计了海洋产业生态系统适应性评价指标体系,运用了均方差赋权法确定权重,采用了适应性函数模型对海洋产业生态系统进行综合测度,对环渤海地区海洋产业生态系统发展水平进行分析,得出了环渤海地区海洋产业生态系统适应性特征。

1) 从整体来看,环渤海地区海洋产业生态系统适应性差异较大,主要是因为环渤海地区各省市海洋产业发展参差不齐,产业基础和发展速度差异较大,海洋生态环境建设水平不一,天津和山东海洋产业传统比较好且发展比较快,河北省基础差且发展缓慢。

2) 从空间来看,环渤海地区海洋产业生态系统适应性呈现山东>辽宁>天津>河北的空间分布特征,在海洋产业子系统中,敏感性越大,弹性越大,敏感性是海洋产业生态系统适应性的重要因子,海洋产业系统的开放性使其同时受到敏感性的影响,相反却提高了弹性,敏感性与弹性相互协调、相互适应促进了海洋产业生态系统适应性的发展。

3) 从时间来看,环渤海地区各省市海洋产业生态系统适应能力不断提升,各省市适应性指数有逐渐扩大的趋势,适应性较低的河北省与天津市、辽宁省、山东省的差距逐渐扩大,这种扩大的趋势主要是来自于海洋产业子系统适应性年均增长的差异。

4) 区域内部海洋产业生态系统适应性情况各异:天津市海洋产业子系统适应性指数最高,海洋产业子系统在区域内部发育最好,相对于海洋产业子系统适应性 水平,天津市海洋环境子系统适应性发育滞后;河北省海洋产业、海洋环境子系统适应性指数都比较低,海洋产业生态系统发展水平低;辽宁省海洋产业、海洋环境子系统适应性指数差距较小,海洋产业生态系统系统发育较高且较平衡;山东省海洋产业、海洋环境子系统适应性指数都较高,海洋产业子系统发展迅速。

通过对环渤海地区海洋产业子系统、海洋环境子系统进行耦合分析,得出环渤海地区海洋产业生态系统的发展水平和适应性特性,分析了环渤海地区海洋产业生态系统的优势和劣势,从而为环渤海地区可持续发展提供对策建议。目前对于海洋产业生态系统适应性研究仍处于起步阶段,进一步丰富海洋产业生态系统理论、完善海洋产业生态生态系统适应性评价指标体系、寻找新的方法和技术是今后海洋产业生态系统适应性研究的重点内容。

The authors have declared that no competing interests exist.


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Global environmental change and sustainability science increasingly recognize the need to address the consequences of changes taking place in the structure and function of the biosphere. These changes raise questions such as: Who and what are vulnerable to the multiple environmental changes underway, and where? Research demonstrates that vulnerability is registered not by exposure to hazards (perturbations and stresses) alone but also resides in the sensitivity and resilience of the system experiencing such hazards. This recognition requires revisions and enlargements in the basic design of vulnerability assessments, including the capacity to treat coupled human-environment systems and those linkages within and without the systems that affect their vulnerability. A vulnerability framework for the assessment of coupled human-environment systems is presented.
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This paper reviews the concept of adaptation of human communities to global changes, especially climate change, in the context of adaptive capacity and vulnerability. It focuses on scholarship that contributes to practical implementation of adaptations at the community scale. In numerous social science fields, adaptations are considered as responses to risks associated with the interaction of environmental hazards and human vulnerability or adaptive capacity. In the climate change field, adaptation analyses have been undertaken for several distinct purposes. Impact assessments assume adaptations to estimate damages to longer term climate scenarios with and without adjustments. Evaluations of specified adaptation options aim to identify preferred measures. Vulnerability indices seek to provide relative vulnerability scores for countries, regions or communities. The main purpose of participatory vulnerability assessments is to identify adaptation strategies that are feasible and practical in communities. The distinctive features of adaptation analyses with this purpose are outlined, and common elements of this approach are described. Practical adaptation initiatives tend to focus on risks that are already problematic, climate is considered together with other environmental and social stresses, and adaptations are mostly integrated or mainstreamed into other resource management, disaster preparedness and sustainable development programs.
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We present a set of indicators of vulnerability and capacity to adapt to climate variability, and by extension climate change, derived using a novel empirical analysis of data aggregated at the national level on a decadal timescale. The analysis is based on a conceptual framework in which risk is viewed in terms of outcome, and is a function of physically defined climate hazards and socially constructed vulnerability. Climate outcomes are represented by mortality from climate-related disasters, using the emergency events database data set, statistical relationships between mortality and a shortlist of potential proxies for vulnerability are used to identify key vulnerability indicators. We find that 11 key indicators exhibit a strong relationship with decadally aggregated mortality associated with climate-related disasters. Validation of indicators, relationships between vulnerability and adaptive capacity, and the sensitivity of subsequent vulnerability assessments to different sets of weightings are explored using expert judgement data, collected through a focus group exercise. The data are used to provide a robust assessment of vulnerability to climate-related mortality at the national level, and represent an entry point to more detailed explorations of vulnerability and adaptive capacity. They indicate that the most vulnerable nations are those situated in sub-Saharan Africa and those that have recently experienced conflict. Adaptive capacity ne element of vulnerability s associated predominantly with governance, civil and political rights, and literacy.
[6] Stakhiv E Z.

Evaluation of IPCC adaptation strategic[R].

Fort Belvoir: Institute for Water Resources and US Army Corps of Engineers, 1993: 12-39.

[本文引用: 1]     

[7] Brook S N.

Vulnerability, risk, and adaptation: A conceptual framework[R].

Anglia: Norwich University of East Anglia, 2003: 38.

[本文引用: 1]     

[8] Schipper E L F.

Conceptual history of adaptation to climate change under the UNFCCC

[J]. Review of European Community and International Environmental Law, 2006, 15(1): 82-92.

https://doi.org/10.1016/j.quaint.2012.08.714      URL      [本文引用: 1]      摘要

Not Available
[9] Schipper E L F.

Climate change adaptation and development: Exploring the linkages

[EB/OL]. .

URL      [本文引用: 1]     

[10] Smit B, Wandel J.

Adaptation, adaptive capacity and vulnerability

[J]. Global Environmental Change, 2006, 16(3): 282-292.

https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2006.03.008      URL      [本文引用: 1]      摘要

This paper reviews the concept of adaptation of human communities to global changes, especially climate change, in the context of adaptive capacity and vulnerability. It focuses on scholarship that contributes to practical implementation of adaptations at the community scale. In numerous social science fields, adaptations are considered as responses to risks associated with the interaction of environmental hazards and human vulnerability or adaptive capacity. In the climate change field, adaptation analyses have been undertaken for several distinct purposes. Impact assessments assume adaptations to estimate damages to longer term climate scenarios with and without adjustments. Evaluations of specified adaptation options aim to identify preferred measures. Vulnerability indices seek to provide relative vulnerability scores for countries, regions or communities. The main purpose of participatory vulnerability assessments is to identify adaptation strategies that are feasible and practical in communities. The distinctive features of adaptation analyses with this purpose are outlined, and common elements of this approach are described. Practical adaptation initiatives tend to focus on risks that are already problematic, climate is considered together with other environmental and social stresses, and adaptations are mostly integrated or mainstreamed into other resource management, disaster preparedness and sustainable development programs.
[11] 陈宜瑜.

对开展全球变化区域适应研究的几点看法

[J].地球科学进展,2004,19(4):495-499.

URL      Magsci      [本文引用: 1]     

[Chen Yiyu.

Ideas on the research of global change adaptation.

Advances in Earth Science, 2004, 19(4): 495-499.]

URL      Magsci      [本文引用: 1]     

[12] 叶笃正,符淙斌,董文杰.

全球变化科学进展与未来趋势

[J].地球科学进展,2002,17(4):467-469.

URL      Magsci      摘要

<p>概括介绍了国际全球变化研究进展及其最新发展方向,提出了21世纪初我国全球变化科学的发展战略,对推动我国全球变化研究具有一定的指导意义。</p>

[Ye Duzheng, Fu Congbin, Dong Wenjie.

Progresses and future trends of global change sciences.

Advances in Earth Science, 2002, 17(4): 467-469.]

URL      Magsci      摘要

<p>概括介绍了国际全球变化研究进展及其最新发展方向,提出了21世纪初我国全球变化科学的发展战略,对推动我国全球变化研究具有一定的指导意义。</p>
[13] 林而达.

气候变化危险水平与可持续发展的适应能力建设

[J].气候变化研究进展,2005,1(2):76-79.

https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-1719.2005.02.006      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

气候变化的关键脆弱性及其影响的危险水平研究是目前国际上十分关注的问题.文章首先介绍气候变化危险水平的概念,并讨论其不确定性;然后,简要分析对定量 确定气候系统"危险的人为干扰"的可能性;文章还讨论了适应措施与危险水平的关系,并为中国制定合理的区域可持续发展适应措施提出了几点建议.

[Lin Erda.

Damage level of climate change and building the adaptive capacity for sustainable development.

Advances in Climate Change Research, 2005, 1(2):76-79.]

https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-1719.2005.02.006      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

气候变化的关键脆弱性及其影响的危险水平研究是目前国际上十分关注的问题.文章首先介绍气候变化危险水平的概念,并讨论其不确定性;然后,简要分析对定量 确定气候系统"危险的人为干扰"的可能性;文章还讨论了适应措施与危险水平的关系,并为中国制定合理的区域可持续发展适应措施提出了几点建议.
[14] 郭泉水,刘世荣,陈力,.

适应全球气候变化的中国林业适应对策探讨

[J].生态学杂志,1996,15(5):47-54.

URL      [本文引用: 1]     

[Guo Quanshui, Liu Shirong, Chen Liet al.

Adaptation strategies of Chinese forestry adapting to global climate change.

Chinese Journal of Ecology, 1996, 15(5):47-54.]

URL      [本文引用: 1]     

[15] 何为,刘昌义,刘杰,.

气候变化和适应对中国粮食产量的影响——基于省级面板模型的实证研究

[J].中国人口•资源与环境,2015,25(11):248-253.

[He Wei, Liu Changyi, Liu Jie et al.

The impact of climate change on China’s crop productions: an empirical study of provincial panel data. China Population,

Resources and Environment, 2015, 25(11):248-253.]

[16] 董李勤.

气候变化对嫩江流域湿地水文水资源的影响及适应对策[D]

.长春:中科院东北地理与农业生态研究所,2013.

[本文引用: 1]     

[Dong Liqin.

Impacts of climate change on hydrology water resources in Nenjiang River Basin and the adaptive countermeasures

. Changchun: Northeast Institute of Geography and Agricultural Ecology, Chinese Academy of Sciences.]

[本文引用: 1]     

[17] 刘俊杰, 王述英.

中国制造业竞争因素评价及其适应性调整

[J].亚太经济,2004,(4):59-62.

https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-6052.2004.04.017      URL      [本文引用: 1]      摘要

本文在分析比较了中国和主要发达国家制造业竞争因素差距的基础上,从制造业信息化、产业融合、融资战略、集中度与规模收益等方面探讨了我国制造业创新发展与适应性调整的若干思路.

[Liu Junjie, Wang Shuying.

Evaluation of competitive factors of Chinese manufacturing industry and its adaptability adjustment. Asia-

Pacific Economy Review, 2004, (4):59-62.]

https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-6052.2004.04.017      URL      [本文引用: 1]      摘要

本文在分析比较了中国和主要发达国家制造业竞争因素差距的基础上,从制造业信息化、产业融合、融资战略、集中度与规模收益等方面探讨了我国制造业创新发展与适应性调整的若干思路.
[18] 张克让.

甘肃省工业(产业)结构及其适应性调整

[J].开发研究,2001,(1):62-65.

URL      [本文引用: 1]     

[Zhang Kerang.

Industrial (industry) structure and its adaptability adjustment of Gansu Province.

Research on Development, 2001, (1):62-65.]

URL      [本文引用: 1]     

[19] 罗佩,阎小培.

高速增长下的适应性城市形态研究

[J].城市问题,2006,(4):27-31.

URL      [本文引用: 1]     

[Luo Pei, Yan Xiaopei.

Study on the adaptability of urban morphology under high speed growth.

Urban Problems, 2006, (4):27-31.]

URL      [本文引用: 1]     

[20] 陈玮. 现代城市空间建构的适应性理论研究[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[本文引用: 1]     

[Chen Wei.Adaptability principle of a modern urban spatial patterns. Beijing: China Architecture & Building Press, 2010.]

[本文引用: 1]     

[21] 仇方道,佟连军,姜萌.

东北地区矿业城市产业生态系统适应性评价

[J].地理研究,2011,30(2):243-255.

Magsci      [本文引用: 1]      摘要

在对矿业城市产业生态系统适应性内涵进行界定的基础上,基于易损性、敏感性、稳定性和弹性等适应性要素构建了矿业城市产业生态系统适应性评价指标体系和评价模型,并据此对东北地区矿业城市产业生态系统适应性分异特征、类型及影响因素进行了深入探讨,发现:东北矿业城市产业生态系统适应能力呈正态分布;从资源类型看,东北矿业城市产业生态系统系统适应性呈现冶金类&gt;综合类&gt;煤炭类&gt;石油类的特征;从空间格局看,呈现辽宁省&gt;吉林省&gt;黑龙江省的变化趋势;从发展阶段看,呈现老年期&gt;中年期&gt;幼年期的递变规律;从城市规模看,呈现特大城市&gt;大城市&gt;中等城市的递变规律。据此,采用聚类分析方法,将东北矿业城市产业生态系统分为4种类型,即高适应能力、协调发展类型;高适应能力、环境优先类型;低适应能力、协调发展类型;低适应能力、环境优先类型。

[Qiu Fangdao, Tong Lianjun, Jiang Meng.

Adaptability assessment of industrial ecological system of mining cities in Northeast China.

Geographical Research, 2011, 30(2):243-255.]

Magsci      [本文引用: 1]      摘要

在对矿业城市产业生态系统适应性内涵进行界定的基础上,基于易损性、敏感性、稳定性和弹性等适应性要素构建了矿业城市产业生态系统适应性评价指标体系和评价模型,并据此对东北地区矿业城市产业生态系统适应性分异特征、类型及影响因素进行了深入探讨,发现:东北矿业城市产业生态系统适应能力呈正态分布;从资源类型看,东北矿业城市产业生态系统系统适应性呈现冶金类&gt;综合类&gt;煤炭类&gt;石油类的特征;从空间格局看,呈现辽宁省&gt;吉林省&gt;黑龙江省的变化趋势;从发展阶段看,呈现老年期&gt;中年期&gt;幼年期的递变规律;从城市规模看,呈现特大城市&gt;大城市&gt;中等城市的递变规律。据此,采用聚类分析方法,将东北矿业城市产业生态系统分为4种类型,即高适应能力、协调发展类型;高适应能力、环境优先类型;低适应能力、协调发展类型;低适应能力、环境优先类型。
[22] 仇方道.

东北地区矿业城市产业生态系统适应性研究[D]

.长春:东北师范大学,2009.

[本文引用: 1]     

[Qiu Fangdao.Adaptability assessment of industrial ecological system of mining cities in Northeast China. Changchun: Northeast Normal University.]

[本文引用: 1]     

[23] 刘焱序,王仰麟,彭建,.

基于生态适应性循环三维框架的城市景观生态风险评价

[J].地理学报,2015,70(7):1052-1066.

https://doi.org/10.11821/dlxb201507003      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

<p>本研究以城市社会—生态系统为风险评价对象,引入生态适应性循环三维框架,将景观生态风险评价指标从单一的景观指数层面扩展至“潜力—连通度—恢复力”三维准则,并以深圳市为研究区,基于有序加权平均(OWA)算法对评价结果进行情景设置。研究结果显示,评价中干扰指标主要影响风险评价结果属性值域,而风险空间格局则受暴露指标制约;深圳全市景观生态风险整体呈现“西高东低”的分布格局,城市新建成区风险最高,大鹏半岛风险最低,羊台山与笔架山公园则是城区内部的相对风险低值区;基于OWA方法设置情景偏好,绘制“忽视”、“正常”及“重视”三种风险情景下的城市景观生态风险图。本研究基于生态适应性循环理念集成社会—生态系统时空动态干扰与暴露指标表征城市景观生态风险,并通过OWA方法变换主观偏好、降低评价不确定性,可以满足不同发展思路下的城市开发布局需求,从而为城市景观发展空间权衡提供决策支持。</p>

[Liu Yanxu, Wang Yanglin, Peng Jian et al.

Urban landscape ecological risk assessment based on the 3D framework of adaptive cycle.

Acta Geographica Sinica, 2015,70(7):1052-1066.]

https://doi.org/10.11821/dlxb201507003      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

<p>本研究以城市社会—生态系统为风险评价对象,引入生态适应性循环三维框架,将景观生态风险评价指标从单一的景观指数层面扩展至“潜力—连通度—恢复力”三维准则,并以深圳市为研究区,基于有序加权平均(OWA)算法对评价结果进行情景设置。研究结果显示,评价中干扰指标主要影响风险评价结果属性值域,而风险空间格局则受暴露指标制约;深圳全市景观生态风险整体呈现“西高东低”的分布格局,城市新建成区风险最高,大鹏半岛风险最低,羊台山与笔架山公园则是城区内部的相对风险低值区;基于OWA方法设置情景偏好,绘制“忽视”、“正常”及“重视”三种风险情景下的城市景观生态风险图。本研究基于生态适应性循环理念集成社会—生态系统时空动态干扰与暴露指标表征城市景观生态风险,并通过OWA方法变换主观偏好、降低评价不确定性,可以满足不同发展思路下的城市开发布局需求,从而为城市景观发展空间权衡提供决策支持。</p>
[24] 徐瑱,祁元,齐红超,.

社会-生态系统框架(SES)下区域生态系统适应能力建模研究

[J].中国沙漠,2010, 30(5):1174-1181.

URL      Magsci      摘要

基于社会生态系统框架下适应能力的概念,通过不良影响、抵御能力、恢复能力3个指标构建了生态系统适应能力指数模型ACI=CC·RC/EI,定量衡量区域生态系统对特定胁迫的适应能力并获得其空间分布情况。基于该模型,以兰州市为研究区,以水土流失为外界胁迫因素,评价了兰州市生态系统对水土流失的适应能力。结果表明,兰州市74%以上面积的区域水土流失适应能力指数为0.06~0.61,适应能力表现为中或低,生态系统总体具有高水土流失不良影响、低水土流失抵御能力及低水土流失恢复能力,在过耕、过牧等与水土流失恢复能力不一致的人类活动的胁迫下,易发生生态环境退化。

[Xu Zhen, Qi Yuan, Qi Hongchao et al.

Model of ecosystem adaptive capability under the framework of social-ecological system.

Journal of Desert Research, 2010, 30(5):1174-1181]

URL      Magsci      摘要

基于社会生态系统框架下适应能力的概念,通过不良影响、抵御能力、恢复能力3个指标构建了生态系统适应能力指数模型ACI=CC·RC/EI,定量衡量区域生态系统对特定胁迫的适应能力并获得其空间分布情况。基于该模型,以兰州市为研究区,以水土流失为外界胁迫因素,评价了兰州市生态系统对水土流失的适应能力。结果表明,兰州市74%以上面积的区域水土流失适应能力指数为0.06~0.61,适应能力表现为中或低,生态系统总体具有高水土流失不良影响、低水土流失抵御能力及低水土流失恢复能力,在过耕、过牧等与水土流失恢复能力不一致的人类活动的胁迫下,易发生生态环境退化。
[25] 王文杰,潘英姿,王明翠,.

区域生态系统适应性管理概念、理论框架及其应用研究

[J].中国环境监测,2007,23(2):1-8.

https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6002.2007.02.001      URL      [本文引用: 1]      摘要

论述了生态系统适应性管理基本概念与生态系统适应循环,着重分析了生态系统恢复力范围、抗性、不稳定性与跨尺度影响。生态系统适应循环通常经历入侵、保持、破坏、调整四个阶段,前两个阶段的生态系统演替是可以预测的,而后两个阶段是复杂、难以预测的。文章提出了适应性区域生态系统管理的基本概念,并构建了其理论框架,并以三峡库区小江流域为例,对小江流域景观生态特征、区域生态胁迫进行了详细分析。在此基础上,提出要以水生生态安全为总目标,并围绕这一目标,进行流域各生态系统的恢复力辨识、生态系统适应性循环过程研究,从各系统恢复力属性特征出发,提出了具体的适应性管理方法与模式。

[Wang Wenjie, Pan Yingzi,Wang Mingcui et al.

Research on the concept, theory framework and application of regional ecosystem adaptive management.

Environmental Monitoring in China, 2007, 23(2): 1-8.]

https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6002.2007.02.001      URL      [本文引用: 1]      摘要

论述了生态系统适应性管理基本概念与生态系统适应循环,着重分析了生态系统恢复力范围、抗性、不稳定性与跨尺度影响。生态系统适应循环通常经历入侵、保持、破坏、调整四个阶段,前两个阶段的生态系统演替是可以预测的,而后两个阶段是复杂、难以预测的。文章提出了适应性区域生态系统管理的基本概念,并构建了其理论框架,并以三峡库区小江流域为例,对小江流域景观生态特征、区域生态胁迫进行了详细分析。在此基础上,提出要以水生生态安全为总目标,并围绕这一目标,进行流域各生态系统的恢复力辨识、生态系统适应性循环过程研究,从各系统恢复力属性特征出发,提出了具体的适应性管理方法与模式。
[26] 张雷. 能源生态系统[M].北京:科学出版社,2007.

[本文引用: 1]     

[Zhang Lei.Energy ecosystem. Beijing: Science Press, 2007.]

[本文引用: 1]     

[27] 王明涛.

多指标综合评价中权数确定的离差、均方差决策方法

[J].中国软科学,1999, 8(8):100-107.

URL      [本文引用: 1]     

[Wang Mingtao.

A method of distribution and variance in determination of index weights for multi-indicator composite evaluation.

China Soft Science, 1999, 8(8):100-107.]

URL      [本文引用: 1]     

[28] 戴全厚,刘国彬,刘明,.

小流域生态经济系统可持续发展评价——以东北低山丘陵区黑牛河小流域为例

[J].地理学报, 2005, 60(2):209-218.

https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2005.02.004      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

以黑牛河小流域为例,在详细分析东北低山丘陵区小流域可持续发展现状的基础上,对该小流域的可持续发展状况进行定量评价:从效益显著性、资源与环境可支撑性和系统运行稳定性3个方面,选择31个因素作为参评因子,建立评价指标体系;采用精度较高的均方差法确定指标权重,以消除人为经验主观判断,提高评价的客观性和准确率;运用递阶多层次综合法建立二级层次指标(效益显著性、资源与环境可支撑性和系统运行稳定性)评价模型,多目标线性加权函数法建立流域系统综合评价模型,评判出了该区小流域的二级层次指标和综合指标的可持续发展水平,并有针对性的提出了小流域可持续发展的具体对策和建议.

[Dai Quanhou, Liu Guobin,Liu Ming et al.

An evaluation on sustainable development of eco-economics system in small watershed in hill area of Northeast China.

Acta Geographica Sinica,2005,60(2):209-218.]

https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2005.02.004      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

以黑牛河小流域为例,在详细分析东北低山丘陵区小流域可持续发展现状的基础上,对该小流域的可持续发展状况进行定量评价:从效益显著性、资源与环境可支撑性和系统运行稳定性3个方面,选择31个因素作为参评因子,建立评价指标体系;采用精度较高的均方差法确定指标权重,以消除人为经验主观判断,提高评价的客观性和准确率;运用递阶多层次综合法建立二级层次指标(效益显著性、资源与环境可支撑性和系统运行稳定性)评价模型,多目标线性加权函数法建立流域系统综合评价模型,评判出了该区小流域的二级层次指标和综合指标的可持续发展水平,并有针对性的提出了小流域可持续发展的具体对策和建议.
[29] 国家海洋局.中国海洋统计年鉴(2006~2012)[M].北京:海洋出版社,2007-2013.

[本文引用: 1]     

[State Oceanic Administration.China Ocean Statistical Yearbook (2006-2012). Beijing: Ocean Press, 2007-2013.]

[本文引用: 1]     

[30] 天津统计局.天津统计年鉴(2006~2012)[M].北京:中国统计出版社,2007-2013.

[本文引用: 1]     

[Tianjin Statistical Bureau. Tianjin Statistical Yearbook (2006-2012). Beijing: China Statistics Press, 2007-2013.]

[本文引用: 1]     

[31] 辽宁统计局.辽宁统计年鉴(2006~2012)[M].北京:中国统计出版社,2007-2013.

[本文引用: 1]     

[Shandong Statistical Bureau. Shandong Statistical Yearbook (2006-2012). Beijing: China Statistics Press, 2007-2013.]

[本文引用: 1]     

[32] 河北省人民政府.河北经济年鉴(2006~2012)[M].北京:中国统计出版社,2007-2013.

[本文引用: 1]     

[Hebei Provincial People's Government. Hebei Economic Yearbook (2006-2012). Beijing: China Statistics Press, 2007-2013.]

[本文引用: 1]     

[33] 山东统计局.山东统计年鉴(2006~2012)[M].北京:中国统计出版社,2007-2013.

[本文引用: 1]     

[Shandong Statistical Bureau .Shandong Statistical Yearbook(2006-2012). Beijing: China Statistics Press, 2007-2013.]

[本文引用: 1]     

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