研究结果与讨论
一、研究结果
(一)权重计算结果
使用变权模型计算得出的2000—2012年舟山群岛生态安全预警指标权重(见表6-3)。
表6-3 2000—2012年基于变权模型的舟山群岛生态安全预警指标权重
(二)预警结果
运用上述预警模型方法计算得出2000—2012年舟山群岛生态安全与各子系统的预警指数(见表6-4),并以此为基础得到2000—2012年舟山群岛生态安全和各子系统的警度(见表6-5)和警情指示灯状况(见表6-6)。
表6-4 2000—2012年舟山群岛生态安全及其子系统预警指数
表6-5 2000—2012年舟山群岛生态安全及其子系统警度
表6-6 2000—2012年舟山群岛生态安全及其子系统警度指示灯状况
注：●代表红灯,★代表橙灯,▲代表黄灯,◆代表蓝灯,■代表绿灯。
二、结果分析与讨论
(一)结果分析
2000—2012年,舟山群岛生态安全驱动力子系统预警指数呈波动式下降趋势,其数值由0.543降至0.325,警度由“中警”加重至“重警”,指示灯由“黄灯”演变至“橙灯”。其中,2000—2004年为剧烈波动期,驱动力子系统预警指数由0.543迅速上升至2003年的0.850,这是由于舟山市海洋经济比重和人口自然增长率下降所致。2003年,因受“非典”和“干旱气候”的影响,舟山群岛海洋经济所占比重下降至研究时段最小值38.13%,加之长期持续的超低生育水平,舟山的人口结构性问题尤为突出,人口自然增长率在该年份也降至0.92‰。
2000—2012年,舟山群岛生态安全压力子系统预警指数由0.104波动上升至0.429,警度沿着“巨警”—“重警”—“巨警”—“中警”—“重警”方向演变,指示灯则由“红灯”沿着“橙灯”—“红灯”—“黄灯”方向演变至“橙灯”。在2000—2007年,除人均日生活用水量小幅上升外,其余指标均呈减小趋势,例如,人口密度、万元GDP工业电耗、万元GDP工业废水排放量和万元GDP工业废气排放量分 别 由690人/平 方 千 米、543.92度、8.79吨、1.15924万 标 平 方 米 降 至671人/平方千米、433.36度、4.95吨、0.498万标平方米,说明舟山群岛在节约利用能源、提高资源利用效率方面效果较为显著,在一定程度上减轻了对生态环境的压力。
在驱动力和压力因素的影响下,2000—2012年,舟山群岛生态安全状态子系统预警指数总体呈波动上升趋势,数值由0.333增加至0.775,警度由“重警”波动演变至“轻警”,警情指示灯随之由“橙灯”演变至“蓝灯”。其中,2002年,舟山群岛近海海域Ⅰ、Ⅱ类水质面积比重为研究时段最小值4.40%,这是由于无机氮和活性磷酸盐等污染物严重超标,导致海域生物环境受到较大污染,海水富营养化严重;海岛环境噪声平均声效等级为研究时段的最大值55.3dB,其中一类和二类标准区超标率分别为37.30%和11.10%,全岛处在55dB以上的面积比重为39.61%。至2008年,由于舟山政府部门深化海岛生态环境监测与评价工作,强化涉海建设项目管理,积极推进生态文明建设,海岛环境质量总体有所好转,建成区绿化覆盖率、近海Ⅰ、Ⅱ类水质面积比重、海岛环境噪声平均声效等级、近海Ⅰ、Ⅱ类水质面积比重、空气质量达标率和单位GDP能耗降低率等指标明显改善,如空气质量达标率、近海Ⅰ、Ⅱ类水质面积比重和单位GDP能耗降低率也增至99.20%、31.60%和4.70%。
2000—2012年,舟山群岛生态安全影响子系统预警指数从0.629下降至0.192,警度由“中警”上升至“巨警”,警情指示灯由“黄灯”演变至“红灯”。2004年,因受长江、甬江、钱塘江等大江大河所携带的入海污染物影响,舟山市近岸海域海水环境质量仍呈现较为严重的富营养化状态,舟山海域赤潮大面积爆发,共发生16起,累计面积6000余平方千米,2012年,共爆发赤潮7起,累计面积755平方千米,共发生风暴潮5起,由台风灾害造成直接经济损失达22.16亿元,海洋灾害受灾人口达124.10万。这说明舟山近岸和近海海域环境质量状况不容乐观,需加强舟山群岛海域海洋环境监测和整治力度。
2000—2012年,舟山群岛生态安全响应子系统预警指数由0.071逐渐增加至0.926,年均增速为21.80%,警度由“巨警”持续降至“无警”,指示灯由“红灯”逐渐演变为“绿灯”。近些年来,舟山市切实加强规划调控,出台了《舟山生态市建设规划》《舟山市海洋功能区划》《舟山市近岸海域环境功能区划》《舟山市海洋生态环境保护与建设规划》;各级政府部门也加大了环保投资力度,仅在2008年投入生态补偿资金就多达3000多万元;同时,大力加强了海洋自然保护区地建设,已建立普陀和马鞍列岛两个国家级海洋特别保护区、五峙山海洋鸟类自然保护区和3个人工鱼礁区。
2000—2012年,舟山群岛生态安全预警指数由0.286波动式上升至0.484,警度由2000年的“重警”降至2012年的“中警”,对应的警情指示灯由“橙灯”演变为“黄灯”。2000—2004年,舟山群岛生态安全预警指数减小至0.262;2005—2009年,生态安全预警指数逐渐上升至0.682,警度也随之降至“轻警”。究其原因,与舟山群岛实施海洋生态修复工程、“蓝色屏障”行动、组织各类海洋环境保护宣传活动、加强监测预报体系建设、陆源入海排污口排查、海洋灾害风险评估等一系列海洋生态环境保护措施有关。但在2009—2012年,舟山群岛预警指数由0.682下降至0.484,警度由“轻警”上升至“中警”,指示灯由“蓝灯”降为“黄灯”,这说明舟山群岛生态安全仍面临较大压力。近年来,虽采取措施减轻海岛生态环境压力、缓和生态安全形势,但其效果还有待进一步提升,尤其在驱动力和压力系统双重作用下,舟山群岛生态安全警度难以快速下降。
(二)警情预测
以2000—2012年舟山群岛生态安全警度为基础,运用马尔可夫预测方法计算得出2012年、2013年、2014年舟山群岛生态安全警度转移概率矩阵(见表6-7)。由表6-7可以看出：2012年舟山群岛生态安全预警由中警向轻警和中警转移的概率分别为0.160和0.840;2013年生态安全预警由中警向轻警和中警转移的概率分别为0.166和0.834。2014年生态安全预警由中警向轻警和中警转移的概率分别为0.167和0.833。可以推断：2013—2015年舟山群岛生态安全警情预测结果为“中警”,对应的指示灯为“黄灯”。
表6-7 2012-2014年舟山群岛生态安全警度马尔可夫转移矩阵
(三)讨论
使用变权模型和马尔可夫模型对浙江舟山群岛2000—2012年生态安全以及子系统进行了预警和预测研究。舟山群岛生态安全和各个子系统生态安全状况和预警结果符合舟山群岛实际,预测结果能够基本反映舟山群岛生态安全的整体发展趋势,说明变权模型在舟山群岛生态安全预警研究中具有以下优点：第一,利用变权模型确定计算舟山群岛生态安全预警指标最终权重,能够更为精确地反映研究时段内舟山群岛警情和警度状况,进而提高了生态安全预警研究的科学性;第二,由变权模型计算得到的权重随着舟山群岛生态安全影响因素状态值的变化而变化,以使影响因素权重值能够更好地体现相应因素在生态安全预警研究中的作用;第三,该模型能够比较科学地表述生态安全预警指标体系内部因素之间蕴含着的许多错综复杂的动态性和非线性关系,还能在一定程度上反映各个指标之间的相互作用机理。
常权综合在一定程度上反映了事物关于基本目标的综合优度,其常权基本上反映了各基本目标在决策中的相对重要程度。因此,在许多场合具有一定的合理性而被广泛应用。但是,当决策变量改变时,常权对于目标值的组态不能起到良好的制约均衡作用。此时,变权综合不仅考虑了诸因素的相对重要性,而且考虑了目标关于决策变量的水平组态,这两方面的作用同时体现在可变的权重之中。使用变权模型对舟山群岛生态安全进行的预警研究仍存在需要改进的地方：首先,变权权重的计算结果在一定程度上依赖于基础权重向量,本研究采用较为客观的均方差法得到了预警指标的基础权重向量,在今后的研究中,如何选择更为科学的基础权重计算方法,对于提高变权模型的精度显得非常重要。其次,基于变权模型的生态安全预警涉及生态系统内部错综复杂的关系分析,可能涉及数学方法、经验方法、人工智能方法等,预警的影响要素包括生态系统内部要素、外部影响因素、时间因素以及人为因素等,这就在客观上需要对这些因素进行观察、假设和推理以及验证并结合相关方法,对变权模型进行改进。再次,在变权向量的计算过程中,对于预警指标的变权只停留在初步探讨阶段,还需要进一步结合不同类型的生态系统及其预警目标、预警标准,构建更具有实践价值的数学模型。最后,变权理论还处于快速发展过程之中,使用该模型计算生态安全预警指标权重还需要更多的案例研究来进一步证明其适应性和优越性。
2000—2012年,舟山群岛总体安全水平呈上升趋势,生态安全警度等级从“重警”演变至“中警”,指示灯由“橙灯”经“蓝灯”演变为“黄灯”,使用马尔可夫预测法对舟山群岛的预测结果为：2013—2015年的警情等级为“中警”,指示灯为“黄灯”。说明未来三年舟山群岛生态安全形势仍不可过于乐观,还需要采取预防措施进一步防范生态风险。舟山群岛生态安全状况与城市化快速发展、海洋经济规模扩张和海岛工业迅速增长等因素关系密切。在生态文明建设、海洋经济示范区纵深推进、新型城镇化和工业化全面推进的背景下,舟山群岛应从保护海洋生物多样性和渔业资源、加强海岛水土流失防治、强化污染治理和海洋环境保护、推进建设用地集约利用、优化海洋经济产业结构,强化海洋防灾减灾能力建设等方面进一步采取措施强化海洋环境风险管理,缓解生态环境压力,推进人地关系协调发展。
在预测期范围内,舟山群岛有可能遭遇赤潮、台风或者干旱等自然灾害的侵袭,会对其生态安全造成较大的负面影响,容易导致马尔可夫预测结果存在一定的不确定性,如何提高生态安全预测结果的精确性还有待进一步研究。此外,生态安全是自然、经济和社会文化等各方面因素综合作用的结果,其目标是各个子系统之间健康发展,如何实现生态安全与各子系统之间以及子系统之间的协调发展也是今后研究的方向。