研究：我国海洋生态补偿机制

2023-11-09 理论教育版权反馈

【摘要】：记第四步：求关联系数第五步：计算关联度3.3.3.2海洋生态环境影响损失评价的灰色关联分析方法因海洋生态环境影响损失系统具有这种不确定性的特征，虽然人类的海洋生态资源的开发利用活动与海洋生态环境破坏损失之间的关系十分明确，但却往往因为人类的海洋经济活动与海洋生态环境影响之间的关联信息缺乏，使得对海洋生态环境影响的系统分析无法进行。

在我国海洋经济发展的过程中，各种开发和利用海洋资源的活动对海洋生态资源与环境的影响是多层次的、多方面的，海洋生态环境遭破坏后所造成的损失也是广泛的。为了解人类的海洋经济活动对海洋生态环境的综合或全面影响，需要比较和评价这些经济活动所造成的影响。开发和利用海洋生态资源的活动包括海洋捕捞活动、海水养殖活动、海洋矿产资源开发活动、海洋运输活动以及排污活动等。因此，海洋生态环境破坏的损失是以上各活动因素综合影响的结果，各活动因素相互影响、相互制约构成一个海洋生态损失系统。由于海洋生态损失系统中各因素间的关系存在着不确定性，无法找到一一对应的特定映像，采取常用的回归分析、方差分析、主成分分析等定量分析方法都无法解决影响评价的比较问题。在评价人类活动对海洋生态环境的综合影响时，就需要解决如何确定各活动因素在海洋生态环境中的权值以及如何定量地确定人类活动对海洋生态环境总体影响和各活动因素的影响等问题。本书提出用灰色关联分析方法来解决这一问题。

3.3.3.1　灰色关联分析方法

灰色系统理论是一种研究少数据、贫信息不确定性问题的方法，是以“部分信息已知、部分信息未知”的“小样本”“贫信息”不确定性系统为研究对象，通过对“部分”已知信息的生成、开发实现对现实世界的确切描述和认识。灰色系统理论中的灰色关联分析方法是分析系统中各因素关联程度的定量方法，它的基本思想是根据序列曲线的相似程度来判断因素间的关联程度。曲线越接近，相应序列之间关联度就越大；反之就越小。它是在信息不完全的情况下，针对要分析研究的各因素，通过对样本数据进行处理，在随机的因素序列中找出其关联性，从而发现主要矛盾和找出主要特征和主要影响因素。

（1）灰色关联分析的基本原理

在灰色关联分析中，曲线之间的关联度是这样定义：

设x0（k）为参考序列（亦称母序列），xi（k）为比较因素序列（亦称子序列），i=1，2，…，n，k=1，2，…，m，则x0和xi表示如下：

则称ξ（k）为x0与xi第k点的关联系数，ξ（k）由下式确定：

ρ称为分辨系数，0＜ρ<1，通常取ρ=0.5。

由于所有子序列与母序列的量纲不同，所以在对其进行关联分析时，应满足所有序列的量纲相同这一条件，当量纲不同时，首先要进行序列的无量纲化并且在数量上归一。通常的做法是将各序列作初值化处理：每个序列都用第一个变量值去除所有变量值，由此构成一组无量纲序列。用下式表示：

关联度是由关联系数演变而来的。由于关联系数ξi（k）的数目很多，信息不集中，因此，为便于比较，一般将xi与x0的n个关联系数取平均值为γi，γi定义为子序列xi与母序列x0之间的关联度，即

若考虑各关联系数的权重，即可得xi与x0的之间的加权关联度，即

式中：W（k）为关联系数ξi（k）在关联度中的权重。

当应用灰色关联度分析法评价综合环境影响时，大多采用加权关联度。

关联序为各关联度大小的排序。

（2）灰色关联度的计算步骤

按照上述定义的算式可得灰色关联度的计算步骤如下：

第一步：求母序列和各子序列的初值像。令

第二步：求差序列。记

第三步：求两级最大差与最小差。记

第四步：求关联系数

第五步：计算关联度

3.3.3.2　海洋生态环境影响损失评价的灰色关联分析方法

因海洋生态环境影响损失系统具有这种不确定性的特征，虽然人类的海洋生态资源的开发利用活动与海洋生态环境破坏损失之间的关系十分明确，但却往往因为人类的海洋经济活动与海洋生态环境影响之间的关联信息缺乏，使得对海洋生态环境影响的系统分析无法进行。因此，可以应用灰色关联分析方法来进行系统分析，判断在众多的海洋经济活动中，哪些活动是主要影响因素，哪些活动是次要影响因素。以此来指导海洋生态保护工作。

（1）方法的基本思路及工作步骤

采用灰色关联分析方法评价人类的海洋生态资源开发利用活动对海洋生态环境影响的基本思路是：用海洋经济活动与海洋生态环境破坏损失的关联度作为判断人类的开发利用活动对海洋生态环境影响的综合指标，对各关联度按大小进行排序即可得关联序，由关联序确定各种海洋经济活动对海洋生态环境的比较影响。

基本步骤是：首先，结合特定的海洋生态环境的现状，确定所要研究的对象序列（母序列）和因素序列（子序列）。对象序列应为海洋生态环境破坏损失，因素序列为各种开发和利用海洋生态资源与环境的经济活动。其次，计算各海洋经济活动的因素序列与海洋生态环境破坏损失的对象序列的关联系数、关联度，将各活动因子与海洋生态环境破坏损失的关联度进行排序即得关联序。最后，根据关联序可以比较分析和评价各活动因子对海洋生态环境的影响。

（2）海洋生态环境影响损失系统的对象序列和因素序列的确定

确定构成特定的海洋生态环境影响损失系统的对象序列和因素序列是应用灰色关联分析方法进行评价的基础，确定对象序列和因素序列的基本程序是：

第一步，进行海洋生态环境影响因素分析。

海洋生态环境影响因素即人类开发和利用海洋生态资源的各种活动，包括海洋捕捞活动、海水养殖活动、海洋矿产资源开发活动、海洋运输活动、海洋工程建设活动以及排污活动等各种与海洋有关的人类经济活动。对其进行分析是在识别各种海洋经济活动对海洋生态环境影响的基础上，判断其影响效应是正向的还是负向的，导致的生态变化是不可逆的还是可逆的。如果该活动对海洋生态环境造成了负向且不可逆的影响，那么在进行分析时要重点关注。

第二步，海洋生态环境影响对象分析。

海洋生态环境影响对象分析的内容主要包括：受到海洋经济活动影响的海洋生态环境因子；海洋生态环境所受到的影响效应。

分析受影响的海洋生态环境因子要从评价对海洋生态系统的服务功能的影响着手（关于海洋生态系统服务功能的分类体系研究将在第四章中涉及）。在实际评价工作中，应在参考海洋生态系统服务分类体系的基础上，判断海洋经济活动所影响的海洋生态环境因子有多少和受到影响的主导性海洋生态环境因子有哪些。

分析人类的海洋经济活动对海洋生态环境的影响效应就是要确定人类的这些活动对海洋生态环境可能造成的直接影响、间接影响以及通过相关性确定的潜在影响。海洋生态环境受到某种作用力后，所产生的直接影响效应在程度、性质以及特点这些方面会存在很大差异，在做影响效应分析时，应从这些方面进行评价。其次，有些海洋生态环境因子受到某种外力影响时，其产生的变化是渐进性的、累积性的，并且变化会有一个从量变到质变的过程，因此，只有这种变化达到一定的临界状态或直至某个局部生态环境系统出现崩溃时，才能显现出其影响效应。所以，在进行海洋生态环境影响效应分析时，要特别重视生态效应的累积性、渐变性以及从量变到质变的特点。此外，由于各海洋生态环境因子之间存在着相关性，因此，要利用这种相关性来分析某种海洋经济活动对海洋生态环境的直接影响与间接影响、显现影响与潜在影响。因为，从海洋生态环境保护的角度来看，对海洋生态环境的直接影响往往比间接影响要小得多，并且潜在影响的后果也往往比显现影响严重得多。

第三步，确定对象序列和因素序列。

确定对象序列的关键是在上述分析确定的受影响的海洋生态环境因子中选取能够反映和代表海洋生态环境破坏的指标数据。由于当前关于海洋生态环境影响的定量评价工作尚处于初期，许多技术和方法还不够成熟，因此，对象序列的有关数据指标的选取还是比较困难的。因素序列的确定则相对容易，可选取可能对海洋生态环境因子造成影响的相关人类经济活动的数据。

3.3.3.3　实例研究

赤潮是指在一定的环境条件下，海水中的赤潮生物，如某些微生物的暴发性繁殖或高密度聚集而引起的海水变色现象的总称。赤潮发生的主要原因是海洋水体富营养化，即海洋中的营养物质如氮和磷过剩。追根溯源，这些氮、磷等营养物质正是来源于人类过度的生产、生活活动所制造的废水、污水和废物。赤潮的发生至少要具备两个条件：一是赤潮生物的存在；二是适宜赤潮生物快速繁殖的生态环境。赤潮对海洋生态系统的破坏难以估量。赤潮发生时，由于赤潮藻类暴发性增殖，会造成海水pH值升高，黏稠度增大，改变浮游生物的生态系统群落结构，当赤潮藻过度密集而死亡腐解时，又会造成海域大面积缺氧甚至是无氧，同时还会释放出大量有毒气体和毒素，严重污染海洋环境，导致海洋正常的生态系统遭到严重破坏，并且给海洋养殖业和滨海旅游业等造成重大经济损失。所以，赤潮是海洋生态环境恶化的一种显要表现。在此运用灰色关联度分析方法来比较分析我国的各种海洋经济活动与赤潮发生的关系程度，可以在很大程度上反映出我国的各种海洋经济活动对海洋生态环境的影响程度。运用灰色关联分析方法来计算这些活动因子与赤潮灾害形成的关联度，通过排出关联序来找到赤潮灾害的主要诱因，从而能够从全局出发来科学指导海洋生态资源的开发和利用。

基于这一思想，本书将我国2009—2016年赤潮发生的面积确定为海洋生态环境影响损失系统的母序列x0，并且选择下列我国目前几种主要的海洋经济活动在同时期内的相关指标作为子序列xi（i=1，2，…，6）：（1）x1，沿海地区海水养殖面积（单位：公顷）；（2）x2，海洋机动渔船年末总功率指标（单位：千瓦）；（3）x3，海洋原油产量（单位：万吨）；（4）x4，海洋天然气产量（单位：万立方米）；（5）x5，海洋货物运输量（单位：万吨）；（6）x6，沿海地区工业废水排放总量（单位：万吨）。所选样本数据见表3−2。(www.chuimin.cn)

表3-2　样本数据表

资料来源：2010—2017年《海洋统计年鉴》

子母序列可以表示为：

第一步，将以上母序列和子序列进行初值化。

可得以下初值序列：

第二步，求差序列。

第三步，求两级差。

第四步，求关联系数。

关联系数矩阵如下：

第五步，求灰色关联度。

根据以上计算所得的灰色关联度可以排出关联序为：

上述结果说明：当前在我国的诸多海洋经济开发活动中，沿海地区工业废水排放活动对海洋生态环境的影响是最大的，过度的工业废水排放活动导致沿海地区的海洋生态环境遭到破坏。近年来，沿海地区的经济快速发展使得工业废水的排放成本上升，由于海洋生态环境资源具有公共物品特性和外部性，导致企业向海洋中排放大量的工业废水。造成这一现象的原因是企业缺乏海洋环境保护意识和对海洋生态环境与资源价值的认识不足。长期以来，海洋捕捞是人们利用海洋生物资源的传统生产方式，海洋捕捞业对沿海地区的经济、社会发展具有举足轻重的作用。20世纪70年代以来，科学技术的进步大大推动了海洋捕捞业的迅速发展。渔船数量迅速增长，并且作业船只也越来越大型化、机动化，机动化捕捞能力大大得到了提高。但由于捕捞能力超过了海洋渔业资源的再生能力，因此近年来的过度捕捞活动也是造成海洋生物多样性丧失和生境破坏的主要原因，对海洋生态系统造成了严重的破坏。其次，海水养殖活动、海洋原油开发活动、海洋货物运输活动和海洋天然气开发活动也是影响海洋生态环境的主要因素。从灰色关联分析的结果来看，海洋运输活动和海洋天然气开发活动对海洋生态环境的影响相对弱一些，但是程度相差并不大。因此，总的来说，各种海洋经济活动对当前海洋生态损失的形成都产生作用，所以，必须要制定和采取各种政策和措施来规制海洋经济活动从而尽可能减少对海洋生态资源与环境的破坏。

研究：我国海洋生态补偿机制

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