海洋经济是国民经济的重要组成部分。2015年，我国海洋生产总值达64669亿元，占国内生产总值的9.6%。其中，海洋第一、第二、第三产业增加值占海洋生产总值的比例为5.1: 42.5: 52.4。目前，我国海洋产业呈现出百花齐放局面，不仅海洋渔业、油气业、矿业等传统海洋产业保持了较高增长速度，海洋生物医药业、滨海旅游业、海洋工程建筑业、海洋科研教育管理服务业等也得到了较大发展。然而，海洋经济快速发展对海洋生态资源环境也造成了巨大压力。据2015年海洋环境质量公报显示，近岸局部海域海洋污染十分严重，四季劣于第四类海水水质标准的海域面积居高不下；河流排污严重，陆源入海排污口达标率仅为50%；处于亚健康状态和不健康状态的河口、海湾等典型海洋生态系统达到86%；局部海域赤潮、绿潮的问题十分严重。因此，如何实现海洋生态经济系统协调发展已成为当下亟待解决的问题。

纵观国内外研究，海洋生态经济相关问题研究逐渐由单一向系统化发展。Jin等将生态系统模型与经济分析模型合并，建立了沿海区域生态经济系统的模型，打破了单个研究生态模型和经济模型之间的界限^[1]。M.L.Martinez等认为应该重视生态、经济和社会三者之间的协调发展，过往粗放式的发展方式已给海洋生态环境造成了严重的破坏^[2]。Porter Hoagland等通过收集大量的资料，运用定量的方法，得出了海洋生态与社会经济发展之间的关系，并对其状态进行了划分^[3]。郑伟民强调在海洋开发过程中，应特别注意海洋生态系统和海洋经济系统的协调发展，政府在开发海洋的过程中，要把生态、经济和社会三个要素纳入海洋经济的指标体系，以期实现海洋生态经济的协调发展^[4]。高乐华和高强在已有研究成果的基础上，给出了海洋生态经济系统的精确定义，两位学者将社会提到与生态、经济同一维度来进行研究，认为海洋生态经济系统包括三个方面，即海洋生态、海洋经济和海洋社会，文中详细分析了三个子系统之间是如何运行的，如何互相耦合而成为复杂的海洋生态经济系统^[5]。赵月姣、陈婉婷运用计量方法，分别对山东省和福建省的海洋生态经济系统进行了深入细致的研究^[6-7]。Bene等重点研究了在危险状况下海洋生态经济系统的适应能力及自我恢复能力，并在研究的基础之上构建了海洋生态经济系统适应危险状态的动态模型^[8]。L.Juda在研究美国、加拿大和澳大利亚生态系统的基础上，探讨了国家海洋治理模式对一国海洋生态经济系统的影响，认为改变一国的海洋治理方法可以在很大程度上来实现海洋生态经济系统的协调发展^[9]。

综合来看，国内外学者对海洋生态经济系统研究成果丰硕，不仅定义了海洋生态经济系统的内涵，而且有越来越多的学者关注海洋生态经济系统的协调发展。但从现有研究来看，关于区域海洋生态经济系统协调发展的研究并不多。事实上，海洋生态经济系统协调发展需要因地制宜。本文将海洋生态经济系统作为研究对象，立足于协同学、生态经济理论等理论和方法，以海南省为例，定量计算出海南省海洋生态经济系统发展状态，并对该系统协调度与协调发展度进行测算、分析和评价，进而确定海南省海洋生态经济系统协调发展阶段和发展模式，最终提出具体对策建议。

1   材料与方法

1.1   研究区概况

海南省位于中国最南端，海域面积约200万km²，是我国海域面积最大的省份。作为“21世纪海上丝绸之路”战略支点，海南省在发展海洋经济、建设海洋强省等方面取得了不斐的成绩。海南省海洋经济生产总值由2011年的654亿元增加到2015年的1050亿元，平均增速达到13%。海南省海洋生物医药、旅游业、工程建筑业等实现了较快增长。海洋经济已成为海南省最具发展潜力的经济增长点之一。但是，海南省海洋经济发展仍存在海洋产业结构亟待调整、海洋科技创新能力不足等问题。与此同时，海南省海洋生态系统亦出现了许多非协调因素，诸如海洋环境污染、生物多样性下降、资源过度开发、海洋灾害频发等。。如何实现快速持续发展海南省海洋经济的同时守住“生态立省”底线已成为一道重要命题。

1.2   研究方法

1.2.1   海南省海洋生态经济系统评价指标体系

鉴于海洋生态经济系统自身结构的复杂性，结合国内外学者最新的研究成果，根据系统性、科学性、可操作性等原则，本研究构建了包含1个目标层指标、3个系统层指标、9个状态层指标和25个基础指标层指标在内的海南省海洋生态经济系统发展水平评价指标体系。指标数据来源于《中国统计年鉴》、《中国海洋统计年鉴》、《中国海洋统计公报》、《中国海洋环境质量公报》、《海南省统计年鉴》、《海南省国民经济与社会发展统计公报》、《海南省海洋环境状况公报》、《海南省环境状况公报》以及国家统计局网站、国家海洋局网站、海洋信息网、海南省政府网站、海南省统计局网站、海南省海洋与渔业厅网站等。由于海南省海洋生产总值、海洋第一产业产值、海洋第二产业产值、海洋科技研究人员数量、涉海就业人员数量、海洋科研机构承担课题数量等指标存在部分年份数据缺失，因此本研究选取2005~2014年相关数据。

为消除各指标的量纲差异，对正向指标利用公式(1)进行无量纲化；对负向指标利用公式(2)进行无量纲化。

式中：r_ij为无量纲数据值；x_ij为第i个指标第j年实际数据值；x_i^min与x_i^max分别表示第i个指标10 a间最小值与最大值。r_ij最大值与最小值分别为1和0。

熵值法强调客观地通过指标信息及其之间的联系，计算各子系统及其基础指标的权重，可以有效克服权重确定的主观性、解决多指标变量信息重叠问题。具体到本研究来看，海南省海洋生态经济系统发展评价各指标数据信息较全，可以根据不同指标值之间的差异程度来反映海洋生态经济系统的混乱程度。因此，本文参考王富喜^[10]的做法，采用熵值法来确定指标权重。具体评价指标体系见表 1。

表  1  海南省海洋生态经济系统发展状态评价指标体系

Tab.  1  Evaluation index system of development status of marine ecological economic system in Hainan province

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1.2.2   海洋生态经济系统发展水平评价方法

发展水平是海洋生态经济系统最基本特征，它是系统在某段时间内发展状态的一种客观表现。海洋生态经济系统发展水平是全面反映复合系统发展状态以及各子系统联系的评价指标，由海洋生态子系统发展水平、海洋经济子系统发展水平和海洋社会子系统发展水平三部分组成。因此，本研究参考高乐华^[11]的做法，运用综合评价模型测算复合系统以及各子系统的发展水平。

海南省海洋生态经济系统发展水平：

式中：A₁、A₂、A₃分别表示海洋生态子系统、海洋经济子系统和海洋社会子系统的发展水平；μ_i表示三个子系统的权重，即各子系统在复合系统发展水平中所占比重。三个子系统发展水平共同构成了海洋生态经济复合系统综合发展水平。

各子系统发展水平：

式中：w_p为海洋生态子系统中第p个状态层的权重；n为海洋生态子系统中状态层个数；x_ij为海洋生态子系统中第p个状态层第i项指标第j年的标准化值；v_i为海洋生态子系统中第p个状态层第i个基础指标权重；m为该功能层指标数。同理可得海洋经济子系统和海洋社会子系统函数式。

1.2.3   海洋生态经济系统协调度评价方法

协调发展不是系统简单的增长过程，而是各系统、各要素之间相互配合、相互支持、相互制约，最终实现的一种良性互动的整体发展。协调发展是一种更高层次、更加多元、更加科学的发展，其发展的好坏与否、各要素配合是否得当、发展效益的高低可以用协调度和协调发展度来衡量。本研究对海南省海洋生态经济系统协调度的测算模型参考了廖忠斌^[12]等学者关于环境经济协调度的测算模型。通过计算各系统之间的函数离差来反映系统之间协调度。函数离差越小，两个系统的协调状况越好；函数离差越大，系统间的协调状况越差。

首先，建立各子系统的系统函数。以海洋生态子系统和海洋经济子系统为例，建立其系统函数：

式中：α_i、β_i分别为海洋生态子系统、海洋经济子系统的基础指标权重；p_i、t_j分别为海洋生态子系统和海洋经济子系统标准化后的指标值，i=1, 2, 3, ..., m；j=1, 2, 3, ..., n。

然后，求系统函数之间的离差。离差大小可以用离差系数来表示，海洋生态子系统和海洋经济子系统的离差系数C_v为：

式中：S为函数标准差；离差系数C_v越小，代表海洋生态子系统和海洋经济子系统协调的越好。而要使C_v越小，则必须对其进行求导，使函数C_v的一阶导数越大越好。函数C_v的一阶导数公式如下：

由上分析可知越大越好。而为了使协调度C更富有层次性，且保证其取值在区间[0, 1]之间，本研究采用如下公式计算海洋生态子系统和海洋经济子系统之间的协调度：

式中：C是两个系统协调发展的协调度。在公式(9)中，0≤C≤1, l为调节系数，l≥2。协调度C数值越大，越接近1，两个系统之间的协调度越好；协调度C数值越小，越接近0，两个系统之间协调度越差。本研究将两两子系统之间协调度的几何平均值作为复合系统的综合协调度。

1.2.4   海洋生态经济系统协调发展度评价方法

在协调度测算模型的基础上，本研究参考关伟^[13]关于协调发展度的测算模型，以此来衡量系统之间协调发展的水平高低。其计算公式如下：

式中：D为协调发展度；C为协调度；T为两系统间综合发展评价指数；a、b为待定系数，且a+b=1，本研究认为两个系统同等重要；a、b均取值0.5，l取2，D和T均在区间[0, 1]内取值。

2   结果与讨论

2.1   海南省海洋生态经济系统发展水平评价

为了便于对海南省海洋生态经济系统发展水平进行分析，确定海南省海洋生态经济系统发展状态，本研究参考高乐华^[14]关于海洋生态经济系统发展状态评价标准，将取值在[0, 1]之间的海洋生态经济系统发展状态定义为差、一般、良好、优异四个等级，如表 2所示。

表  2  海洋生态经济系统发展状态评价标准

Tab.  2  Evaluation criteria for the development of marine ecological economy system

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由图 1可以看出，海南省海洋生态经济系统综合发展水平在10 a间历经差、一般和良好3个阶段，由2005年的0.24上升到2014年的0.66。2005~2006年，海南省海洋生态经济系统综合发展水平处于较差状态；2007~2009年，海南省海洋生态经济系统综合发展水平上升到一般状态。2010年至今，海南省海洋生态经济系统综合发展水平处于良好状态，并于2013年达到峰值0.70。这表明，海南省海洋生态经济虽然起步较晚，但由于海南省得天独厚的海洋环境资源和良好的海洋文化，以及海南省政府对发展海洋经济的高度重视，使自然资源优势在政策利好形势下得到了较好的开发和利用，是海洋生态子系统、海洋经济子系统和海洋社会子系统共同发展的结果。

图  1  2005~2014年海南省海洋生态经济系统发展水平

Fig.  1  Development level of marine ecological economic system of Hainan province in 2005-2014

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海南省海洋生态子系统发展水平在2005~2014年10 a间总体上呈波浪式上升趋势，近几年稳定在0.6附近，总体状况良好。海洋生态子系统发展水平由2005年的0.37上升到2014年的0.54，年增长率为4.3%，这表明海南省海洋生态子系统一直保持良好的发展态势。然而，从生态子系统各指标变化情况来看，海南省海洋生态子系统存在的问题有进一步恶化趋势，而且出现了前所未有的新问题。首先，海洋生态环境所承载的压力越来越大，工业废水、工业废气排放量在不断增加。其次，在环境保护和治理方面，资金投入增长速度并没有跟上经济发展速度，环保投入占GDP比重、海洋自然保护区面积比重在近几年并没有显著增加。因此，我们还应高度重视海南省海洋生态子系统的发展问题。

海南省海洋经济子系统发展水平在2005~2014年10 a间得到了飞速发展。2005年，海洋经济子系统发展水平仅为0.18，2014年达到了0.67，由较差水平转变为良好水平。由图 1可以看出，海洋经济子系统有两段时间得到了飞速发展，这与当地经济持续快速增长是密切相关的。海南省海洋第三产业比重自2006之后始终保持在50%~60%之间，可能的原因是海南省地理环境独特，旅游业发展迅速，拉动了海南省海洋经济增长。与之对应的是，海南省第一、产业相对落后。因此，进一步优化海南省海洋产业结构，促进海洋产业协调发展势在必行。

海南省海洋社会子系统发展水平保持着稳定的上升态势，在2006年之前处于较差状态，2007~2009年处于一般状态，2010年以后处于良好状态并保持稳定。无论是城镇化水平、受教育程度，还是城乡居民人均可支配收入、消费总额，都有了明显提升，人民生活水平得到了极大改善。但是，海南岛本身多山地、丘陵，适合居住地区所受到的人口压力越来越大，随之可能会带来越来越多的社会问题。

2.2   海南省海洋生态经济系统协调度评价

为了便于对海南省海洋生态经济系统发展协调度进行分析，本研究参考高强^[15]的做法，引入海洋生态经济系统发展协调度的评价标准，如表 3所示。

表  3  复合系统发展协调度评价标准

Tab.  3  Evaluation criteria for the development and coordination of complex systems

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由图 2可以看出，2005~2014年海南省海洋生态经济复合系统发展协调度由2005年的0.70增长到2014年的0.94，年增长率为3.3%。海南省海洋生态经济系统综合协调度在2005年处在中级协调发展阶段，此后在良好协调发展阶段和优质协调发展阶段徘徊。2012年之后，复合系统发展协调度稳定0.9以上，属于优质协调发展阶段。总体来看，海南省海洋生态经济系统发展协调度处于较高水平，表明海南省海洋生态经济系统各子系统相互配合、相互支持、相对协调。

图  2  2005~2014年海南省海洋生态经济系统以及各子系统协调度

Fig.  2  Coordinated degree of marine ecological economic system and its subsystems of Hainan province in 2005~2014

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海南省海洋生态子系统与海洋经济子系统发展协调度由2005年的0.62上升到2014年的0.96，增长了55%。尤其是2012年之后，两系统之间的协调度稳定在0.9以上。海洋生态与海洋经济协调度2005、2006年时处于初级协调发展阶段，海南省海洋经济发展刚刚起步，海洋资源没有得到科学合理开发利用。海洋生态子系统与海洋社会子系统在2005年处于勉强协调发展阶段，两系统之间协调度仅为0.57，随后增加到0.9以上，并在2011、2012年达到1.00。海南省海洋社会飞速发展，基础设施建立、精神文明建设均取得了巨大进步，加上“生态立省”、“和谐社会”等概念逐渐深入人心，海洋社会系统极大地支持了海洋生态系统发展。海洋经济子系统与海洋社会子系统的协调度一直处于较高状态，偶有波动，但始终保持在0.8以上。经济发展和社会进步是相辅相成的，经济发展是社会进步的前提，社会进步是经济发展的保障。

2.3   海南省海洋生态经济系统协调发展度评价

由图 3可以看出，海南省海洋生态经济系统协调发展度在2005、2006年不到0.5，分别0.41和0.49，处于一般水平。此后，协调发展度呈波浪式上升趋势，于2014年达到0.79，相比于2005年增加了93%。协调发展度在2007年以后基本处于良好状态，仅有一年刚刚达到优秀标准，整体来看协调发展度并不高。复合系统协调发展度由系统协调度、系统发展水平、效益共同决定，系统协调度基本稳定在0.9上下，处于较高水平，而复合系统发展水平、效益并不高。

图  3  2005~2014年海南省海洋生态经济系统协调发展度

Fig.  3  Coordinated development degree of marine ecological economic system of Hainan province in 2005~2014

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3   结论

第一，加强海洋科技创新能力建设。提升海洋科技创新能力是解决海南省海洋生态经济系统发展水平和效益不高的重要途径。针对目前海南省海洋科研机构规模小、科研能力不足、海洋人才缺乏、科技转化能力弱、综合性海洋科研平台缺乏等问题，可以采取以下措施：(1)加大海洋科研投入，保证海洋科研工作的顺利进行；(2)整合科技资源，努力建设综合性、高水平科研机构；(3)积极引进和培养海洋科技人才，打造一支高素质、专业化海洋科研人才队伍；(4)加快海洋科技成果转化速度，将海洋科技成果应用到高附加值产业中去；(5)设置海洋科技重大专项，鼓励、支持开展外海开发、深海探测等具有重大难度却又价值巨大的项目。

第二，打造具有海南特色的海洋产业体系。立足于海南“生态、经济特区、国际旅游岛”三大优势，科学、合理布局海洋产业体系，推动海洋产业集约化集群化发展。大力发展海洋旅游业、海洋油气业和海洋交通运输业等传统优势产业；稳步发展现代海洋渔业和远洋渔业；积极培育具有高附加值的新型产业。充分发挥旅游业作为龙头产业的带动作用，把服务业作为产业结构优化调整的重点，有助于海洋生态经济系统良性发展。此外，借助三沙市建立契机，加大南海开发力度，探索我国外海远洋开发新模式。

第三，明晰海洋资源产权属性。海洋资源作为一种特殊的自然资源，具有明显的外部性特征。海南省海洋资源产权隶属关系尚未得到明确界定，导致部分利益主体有机可乘，不断围抢滥用海洋资源，对海洋生态造成严重破坏，给海洋生态保护带来巨大困难。同时，产权不明也是海洋产业生产效率不高的重要原因之一。因此，海南省应在进一步明晰海洋资源产权性质基础上，积极引导社会资本参与海南海洋强省建设，搭建海洋发展投融资平台，拓宽海洋发展投融资渠道。