沿海城市人海关系地域系统脆弱性分类研究

李 博,韩增林

(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）

沿海城市人海关系地域系统脆弱性分类研究

李 博,韩增林＊

(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）

利用沿海城市2007年综合发展水平数据,根据区域经济发展、资源环境消耗、社会经济发展的相互关系,采用三角图分析方法,通过敏感性、适应性、恢复性等进行指标筛选,构建沿海城市脆弱性指标体系,建立脆弱性评价模型,将全国53个沿海城市的脆弱性划分为6种类型。研究表明:从区域上看,东部、东北部、中部多为 ES型,东部ENS型也较多;从城市规模上看,特大城市和大城市脆弱性类型以 ES型和ENS型为主,中等城市脆弱性主要为ES型,3个小城市的脆弱性类型均为ES型。根据脆弱性类型及其制约因素,有针对性地提出可持续发展战略。

脆弱性;分类;三角图;人海关系地域系统;沿海城市

0 引言

脆弱性是全球环境变化研究的热点和前沿领域,是多个科学计划的重要研究内容[1],20世纪60年代的国际生物学计划(IBP）、70年代的人与生物圈计划(MAB）、80年代开始的地圈、生物圈计划(IGBP）以及全球环境变化人文因素计划(IHDP）都把脆弱性作为重要的研究领域[2-4]。人地系统是开放的巨系统,其理论体系是人文地理学的基本理论或核心理论[5]。人海系统是对人地系统的延伸,吴传钧院士主编的《中国海岸带土地利用》中指出其从人地关系、人地关系地域系统向人海关系、人海关系地域系统研究的拓展和延伸,形成了完整的海陆人地(海）关系地(海）域系统[6]。沿海城市发展迅速,但是脆弱性问题仍然存在。沿海城市人海关系系统脆弱性是在以海洋资源及其相关生产为对象的特殊地域范围内,子系统内部和子系统之间的要素、群体、系统相互作用,使得系统、群体、要素内存在的不稳定性,对外界干扰的敏感性及其对干扰的损失或损害,并且难以复原。

已有学者应用三角图法评价人类活动对区域生态系统景观格局的影响、经济发展的可持续性状态和长期变化趋势[7-9],本文运用三角图法对沿海城市人海关系地域系统脆弱性进行分类。本研究根据《中国海洋统计年鉴》中选取的53个沿海城市作为研究对象,东部地区沿海城市包括唐山、沧州、秦皇岛、上海、天津、连云港、南通、盐城、杭州、舟山、台州、嘉兴、绍兴、宁波、温州、福州、厦门、莆田、泉州、漳州、宁德、青岛、烟台、威海、东营、潍坊、滨州、日照、广州、湛江、深圳、珠海、汕头、江门、茂名、惠州、阳江、东莞、中山、汕尾、潮州、揭阳、海口、三亚;东北部地区沿海城市包括大连、丹东、锦州、营口、盘锦、葫芦岛;西部地区沿海城市包括北海、防城港、钦州。对沿海城市的脆弱性类型进行划分,目的是识别沿海城市的内在差异,找出其脆弱性因素,实现沿海城市的可持续发展。

1 三角图法原理

三角形 NSE为等边三角形(图1）,N点代表沿海城市VN的值为1,VN在 E点和S点的值为0,从E(S）点到 N点,VN的值从0变化到1。同理,VE在E点的值为1,在 N点和S点的值为0;VS在S点的值为1,在 E点和N点的值为0。沿海城市人海关系地域系统脆弱性VT=VN+VE+VS=1,符合三角图法的应用条件。因此,可以将任意年份的VE、VN和VS值投入到三角图内,分析其脆弱性变化。

图1 三角图法示意Fig.1 Trianglemethodology

沿海城市人海关系地域系统脆弱性指数是由资源环境系统脆弱性指数、经济系统脆弱性指数和社会系统脆弱性指数组成。本文根据资源环境子系统脆弱性指数(V N）、经济子系统脆弱性指数(V E）和社会子系统脆弱性指数(VS）在沿海城市人海关系地域系统脆弱性指数(V T）中的组成比例,以沿海城市人海地域系统单一子系统脆弱性指数和两个子系统脆弱性指数之和在人海地域系统指数中达80%为标准,将沿海城市人海地域系统脆弱性分为7类(图2）:资源环境子系统脆弱型(N型）、经济子系统脆弱型(E型）、社会子系统脆弱型(S型）、经济资源环境子系统脆弱型(NE型）、经济社会子系统脆弱型(ES型）、资源环境社会子系统脆弱型(NS型）和经济资源环境社会子系统均衡脆弱型(ENS型）。对于图2中的E′、N′和S′区域,由于其单一子系统脆弱性和任意两个子系统脆弱性所占的比例均未达到80%,若将这3个区域单独划分为3个类型,则沿海城市人海关系地域系统脆弱性的类型过于繁琐,不利于沿海城市可持续发展对策的制定。但这3个区域中有单一子系统脆弱性比例达到60%,所占份额较多,因此可将E′、N′和S′分别并入E、N和S型[10]。

图2 人海关系地域系统脆弱性三角分类Fig.2 Vulnerability triangle classification in man-sea territorial system

2 脆弱性分类

2.1 指标体系的选取

根据我国沿海城市的地域分布情况、沿海城市的类型及指标选取的代表性、可获得性和可操作性原则,本文共选取22个评价指标(表1）对全国53个沿海城市人海关系地域系统脆弱性进行分类。

表1 指标及权重Table 1 Indicator and weight

2.2 数据标准化

为了消除原始数据的量纲影响,对指标进行同趋势化和无量纲化处理。系统评价体系中的客观性评价指标按其性质分为两类:

正向评价指标:其值越大,表示降低脆弱性的效果越好。其函数为:

逆向评价指标:其值越大,表示降低脆弱性的效果越差。其函数为:

上述函数中,Eij、Ejmax分别为经济子系统指标的统计值和最大值;Nij、Njmax分别为资源环境子系统指标的统计值和最大值;Sij、Sjmax分别为社会子系统指标的统计值和最大值;i、j分别为第i个样本、第j个指标。

根据原始数据,通过式(1）～式(6）,得到如下矩阵:

其中,Eij是第i年份第j个经济发展指数的具体标准化数据;Nij是第i年份第j个资源环境子系统发展指数的具体标准化数据;Sij是第i年份第j个社会发展指数的具体标准化数据。

2.3 模型构建

经济子系统、资源环境子系统和社会子系统脆弱性模型分别为:V E=EPS/EAR、V N=N PS/ NAR、VS=SPS/SAR。其中,EPS=E7、N PS=N7、SPS=S8,其分别为经济子系统、资源环境子系统、社会子系统敏感性指数,反映各子系统的敏感性、内外部干扰和压力;EAR、NAR、SAR分别为经济子系统、资源环境子系统、社会子系统的适应-恢复力指数,反映各子系统的内部稳定性、适应力和恢复力,有EAR=∑Eij＊W Eij、NAR=∑N ij＊W Nij、SAR=∑Sij＊W Sij(i=1,2,…,53;j=1,2,…,7）。

2.4 脆弱性分类

将处理好的数据分别代入3个子系统模型中计算V E、V N和VS值,并根据V T=V E+VN+VS,分别计算V E、VN和VS在V T中的比例V E′、VN′和VS′(表2）,将其作为脆弱性三角分类图的终值对沿海城市人海关系地域系统脆弱性进行分类。

表2 沿海城市脆弱性指数所占比例Table 2 The proportion of vulnerability index in coastal cities

运用 Grapher软件构建三角图,形成最终的沿海城市人海关系地域系统脆弱性分类图(图3）。

运用三角图法将全国53个沿海城市人海关系地域系统分为6类,并从区域和城市规模上进一步划分(表3）。从区域上划分脆弱性类型可以看出,全国53个沿海城市被分为6种脆弱性类型。属于单一子系统脆弱型(E型、N型）的沿海城市很少(仅有5例）,绝大多数沿海城市属于多个子系统脆弱型。ES型的沿海城市数量最多(28个）,东部地区有21个;其次为ENS型,有16个。东营为NS型,湛江为E型,杭州、台州、嘉兴、宁波为N型,唐山、天津为NE型;东北部地区6座沿海城市,仅大连为 ENS型,葫芦岛为NE型,其余4座城市均为ES型;西部3座沿海城市均为 ES型。从城市规模上划分脆弱性类型可以看出,特大城市和大城市脆弱性类型以ES型和 ENS型为主;中等城市脆弱性主要为 ES型;3个小城市的脆弱性类型均为ES型。

图3 中国沿海城市人海关系地域系统脆弱性三角分类Fig.3 Vulnerability triangle classification in man-sea territorial system of coastal cities in China

表3 脆弱性类型Table 3 Vulnerability type

3 结论与讨论

将多个沿海城市人海关系地域子系统指数比例值投入到三角图ENS中,并将投入点拟合为闭合曲线,对ENS概念性示意图的分类界限校正,可以更加准确确定沿海城市的脆弱性分类,作为对全国沿海城市脆弱性分类方法标准的参考。根据脆弱性类型,可以准确识别制约城市发展的限制因素,从而针对不同城市类型进行不同的发展战略研究。E型城市(仅湛江）经济子系统内的问题是制约沿海城市可持续发展的主要矛盾,因此,对策调整应着重放在改善城市的经济状况方面。N型城市(杭州、台州、嘉兴、宁波）资源环境子系统内部问题是制约城市可持续发展的主要矛盾。NE类型的沿海城市(唐山、天津、葫芦岛）经济子系统和资源环境子系统内的问题是制约沿海城市可持续发展的主要矛盾,应主要调整产业结构、加大吸引外资力度,提高“三废”的利用水平和利用率等。多个子系统脆弱型的沿海城市,应侧重调整脆弱性较高的方面。ES类型的沿海城市最多,经济子系统和社会子系统内的问题是制约沿海城市可持续发展的主要矛盾,应主要调整产业结构、增加固定资产投资额、增加科教投资等。NS类型的沿海城市只有东营,资源环境子系统和社会子系统内的问题是制约城市可持续发展的主要矛盾,应提高“三废”利用水平和利用率、改善城市基础设施水平等。ENS类型的沿海城市也很多,城市3个子系统内均存在一定的问题,并对沿海城市人海关系地域系统的可持续发展起到相对均衡制约的作用,应协调发展3个子系统,处理好三者之间的关系,并且有针对性地进行治理,主要调整脆弱性指数较高子系统中的限制因素。沿海城市需要采取综合治理措施,从经济、社会、环境方面共同促进其和谐稳定的发展,才能取得更大的城市效应。

人海关系地域系统是一个巨大的耦合系统,加大对海洋方面数据的搜集和整理并将其充实至脆弱性评价指标体系之中,完善三角图法,使之更适合沿海城市脆弱性研究,加深对人海关系地域系统的研究等,这些构成了进一步探讨的主要内容。

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Vulnerability Classification on Man-Sea Terr itorial System of Coastal Cities

L IBo,HAN Zeng-lin
(Stud y Center of M arine Econom y and Sustainable Development,L iaoning Normal University,Dalian 116029,China）

Vulnerability is the hot focus and front field in the global environmental change studies and it is also contented by many impo rtant science p lans.Regional system of man-sea relationship,as a key content of marine economic geography,p romotes the positive recycle of man-sea relationship and the w hole regional system of man-land relationship,and it pushes in the development of man-land relationship system and regional sustainable development.Based on comp rehensive development data of coastal cities in 2007,the relationship between regional economic development,resource-environmental resump tion and society development is analyzed,using the triangle methodology to select indicto rs by suscep tibility,adap tation and resilience for constructing vulnerability indicato r system and app raisalmodel,then theman-sea territorial system is classified into 6 types fo r 53 coastal cities of China.The resultsare as follow s:1）from the region aspect:mostof coastal cities in east area,northeast area and central area belong to ES type,and some cities in east area belong to ENS type;2）from the city hierarchy aspect:themegalopolis and big citiesmainly belong to ESand ENS type,most of medium cities are ES type,and three small cities are all ES type.In the end,according the vulnerability restriction factors,the sustainable development strategies are p roposed.

vulnerability;classification;trianglemethodology;man-sea territo rial system;coastal cities

F062.2

A

1672-0504(2010）03-0078-04

2009-12-21;

2010-03-11

国家自然科学基金项目(40671052）

李博(1983-）,女,博士研究生,从事区域经济、生态经济和海洋经济研究,发表论文9篇。＊通讯作者E-mail:hzl@lnnu.edu.cn