夜光藻赤潮发生视角下平潭岛近岸海域生态安全与旅游经济协同发展评价研究.pdf
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1、42卷海洋通报http:/夜光藻赤潮发生视角下平潭岛近岸海域生态安全与旅游经济协同发展评价研究丁依婷1,2,伍长南3(1.福建社会科学院博士后创新实践基地,福建福州,350001;2.福建师范大学理论经济学博士后科研流动站,福建福州,350117;3.福建社会科学院经济研究所,福建福州,350001)摘要:根据近十年平潭海域生态环境调查资料与旅游经济产业发展数据,结合夜光藻赤潮观测资料,通过构建海洋生态-旅游经济复合系统协同发展评价体系,运用耦合、协同、脱钩评价方法对平潭海洋生态-旅游经济复合系统协同发展水平进行测度评价,从时间层面上分析海洋生态环境安全与旅游经济发展的协同强度和发展态势。研究
2、结果表明:(1)20092019年,平潭旅游经济呈线性上升趋势,而海洋生态系统演化呈较为平缓的波动上升趋势,海洋生态-旅游经济复合系统逐渐向高水平耦合阶段演化;(2)平潭海洋生态-旅游经济复合系统发展在研究期间处于非协同或低协同状态,但发展态势和协同程度有所上升;(3)废水排放入海量、废水中COD排放量、废水中氨氮排放量与平潭旅游经济发展呈较为理想的脱钩状态,废水中的有机污染物排放浓度逐年降低;(4)夜光藻赤潮持续天数与平潭旅游经济增长的脱钩指数波动较大,营养盐水平与夜光藻赤潮发生频次的相关性并不明显。基于以上研究结果,本文提出引入具有协同效应的巨涨落机制等对策建议,以期实现平潭海洋生态-旅游
3、经济复合系统的提质升级。关键词:库夜光藻赤潮;海岛旅游经济;海洋生态系统;生态安全;协同发展评价中图分类号:P714+.5;P76文献识别码:A文章编号:1001-6932(2023)04-0418-12Doi:10.11840/j.issn.1001-6392.2023.04.006收稿日期:2022-07-05;修订日期:2023-03-06基金项目:福建省海洋灾害基础调查与评估项目(3500MZZJGK2022003);福建社会科学院“福建省五位一体协同发展评价与路径研究”项目作者简介:丁依婷(1988),博士,主要从事海洋可持续发展与区域经济学研究,电子邮箱:Evaluation st
4、udy on synergetic development of ecological security andtourism economy in coastal waters of Pingtan Island:Taking theoccurrence of Noctiluca scintillans red tide as a research perspectiveDING Yiting1,2,WU Changnan1(1.Postdoctoral Innovation Practice Base,Fujian Academy of Social Sciences,Fuzhou 350
5、001,China;2.Postdoctoral Scientific Research Station of Theoretical Economics,Fujian Normal University,Fuzhou 350117,China;3.Institute for Economics,Fujian Academy of Social Sciences,Fuzhou 350001,China)Abstract:Based on Pingtan marine ecological environment data,tourism economy data and Noctiluca s
6、cintillans red tideobservation data in recent ten years,the paper constructs a synergetic evaluation system for the marine eco-tourism economicsystem.By using the coupling,synergetic and decoupling methods,it evaluates the synergetic development level of Pingtanmarine eco-tourism economic system and
7、 analyzes the temporal variation of synergetic strength and development trend of marineecological security and tourism economic development.The results show that:(1)From 2009 to 2019,the evolution of Pingtantourism economy showed a linear upward trend,while the evolution of marine ecosystem showed a
8、 relatively smooth upwardtrend of fluctuations.The marine eco-tourism economic system is gradually rising to a high-level stage.(2)The developmentof Pingtan marine eco-tourism economic system was in a non-synergetic or low synergetic state during the study period,butthe development trend and synerge
9、tic degree increased.(3)The amount of wastewater,the chemical oxygen demand of海洋通报MARINE SCIENCE BULLETIN第42卷第4期2023年8月Vol.42,No.4Aug.20234期http:/wastewater,the ammonia nitrogen of wastewater achieved relatively ideal decoupling with tourism economic growth.Theconcentration of organic pollutants in
10、wastewater has decreased.(4)The decoupling index between the duration of Noctilucascintillans red tide and Pingtan tourism economic growth fluctuated greatly.The correlation between the seawater nutrient levelandthe frequency of Noctilucascintillans redtide is not obvious.Therefore,this paper introd
11、uces the huge fluctuationmechanismwith synergetic effect and proposes countermeasures and suggestions,in order to realize the upgrading of Pingtan marine eco-tourism economic system.Keywords:Noctiluca scintillans red tide;island tourism economy;marine ecosystem;ecological security;synergeticdevelopm
12、ent evaluation夜光藻(Noctiluca scintillans)是海洋赤潮的主要发生藻,常分布于富营养化的海区,在温度、盐度、风力、潮汐等多种因素影响下,会大规模地在海岸边聚集。夜光藻的细胞质中含有大量的发光颗粒拟脂蛋白,当受到潮汐或海浪拍打等刺激时,会呈现浅蓝色的荧光,形成“蓝眼泪”现象1。近年来,平潭“蓝眼泪”现象吸引了大量游客来岚,“追泪游”不仅促进当地海岛旅游经济明显增长,还提升了平潭旅游的知名度和关注度。然而,“蓝眼泪”现象本质上是海洋发出的一种生态警告,当夜光藻细胞密度达到或高于基准值(3103/L)时,即 为 夜 光 藻 赤 潮(Noctilucascintill
13、ans red tide)。虽然夜光藻本身不分泌生物毒素,但其爆发性增殖或高密度聚集会造成海水变质、水体缺氧,使得鱼、虾、蟹、贝类等海洋生物大量死亡,对海水养殖业造成巨大损失2,并对滨海旅游业造成一定的影响,还对海洋生态环境造成破坏。因此,如何统筹海洋生态安全与海岛旅游经济发展的关系,对于推进平潭岛旅游经济的高质量发展具有重要的现实意义。夜光藻赤潮的发生是一个复杂的过程,难以预测。国内外学者在对广东、福建、浙江、天津、辽宁等近海海域夜光藻赤潮的研究表明,夜光藻赤潮的发生与水文气象3、海水理化4、生物条件5等存在一定的关联关系;营养盐水平在夜光藻赤潮发生过程中起到间接作用,与其发生频次不存在明显
14、相关性6;叶绿素a可作为赤潮发生的重要指示因子,对其浓度的遥感提取可为夜光藻赤潮的监测预警提供参考。据此,本研究根据近十年福建平潭海域的夜光藻赤潮观测资料,结合平潭海域的水文气象、海水理化等相关环境因子变化状况,开展海洋生态环境系统与海岛旅游经济系统的协同发展评价研究。近年来,国内外学者对生态环境与旅游经济的相互作用关系开展了丰富的研究。国外学者较早地从多个方面分析了生态环境与旅游经济的相互作用机制7-9;国内学者则多采用评价指标和量化模型从不同学科角度定性和定量分析生态环境与旅游经济之间的耦合效应和协同关系10-12,并开展了基于Tapio脱钩模型的海洋环境压力与海洋经济增长的脱钩关系研究1
15、3。本文根据20092020年平潭岛近岸海域生态环境调查数据与旅游产业发展数据,结合平潭海域夜光藻赤潮观测资料,运用耦合、协同、脱钩评价方法对平潭海洋生态-旅游经济复合系统协同发展水平进行量化评价研究,对其耦合、协同、脱钩关系进行逐层分析,旨在为保护海洋生态环境、促进海岛旅游经济绿色发展、实现人海和谐共生提供治理依据和科学参考。1材料与方法1.1调查时间与区域本文所选数据主要源于20092020年平潭综合实验区国民经济和社会发展统计公报 福建省灾害公报中国海洋统计年鉴中国海洋环境质量公报,以及海洋、气象等相关部门的工作报告。根据海洋、气象监测站观测资料,分析夜光藻赤潮的孕灾环境因子,主要包括:
16、气温、风向、风速等水文气象指标,水温、盐度、水色、营养盐水平等海水理化指标,以及海域周边的社会经济、人文活动状况等。查阅海洋灾害公报、政府工作报告等,收集和整理灾害的持续时间、影响范围和主要损失情况等资料。对于其中仍无法直接获取的数据,采用加权平均法插补缺失的值。根据福建省海洋与渔业主管部门的赤潮藻种监测报告显示,20092020年福建海域夜光藻赤潮发现次数总计21次,发现面积共计597.5 km2,丁依婷 等:夜光藻赤潮发生视角下平潭岛近岸海域生态安全与旅游经济协同发展评价研究41942卷海洋通报http:/其中 2009 年、2013 年、2016 年、2019 年为夜光藻赤潮发生的高峰年
17、份,46月为高发期,平潭岛附近为高发海域(图1)。平潭岛位于福建东南沿海中部,其附近海域适宜的风力条件、降水条件、温盐条件、水色条件都为夜光藻赤潮的形成创造了条件。自2009年平潭综合实验区成立以来,资金、技术、人才等产业要素向平潭快速集聚,助推平潭社会经济发展。2016年,随着国务院批复平潭国际旅游岛建设方案,平潭旅游产业高速发展,基础设施、服务设施等旅游要素日趋优化,海岛旅游产业提质升级。2020年平潭综合实验区统计公报显示,平潭综合实验区常住人口38.6万,实现地区生产总值301.43亿元;接待国内外游客459.02万人次,实现旅游收入 50.83亿元,同比下降 28.5%,疫情对平潭旅
18、游产业造成明显影响(图2)。图120092020年福建海域夜光藻赤潮发现状况注:数据源于福建省海洋与渔业主管部门的夜光藻赤潮监测报告。夜光藻赤潮发现次数/次65432102009年发现次数_福建300.0250.0200.0150.0100.050.00.0夜光藻赤潮发现面积/km22010年 2011年 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年发现次数_平潭发现面积_福建发现面积_平潭图220092020年平潭地方生产总值与旅游收入情况及比重注:数据源于20092020年平潭综合实验区国民经济和社会发展统计公报。地方生产总值与
19、旅游收入/亿元3503002502001501005002009年 2010年 2011年 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年30.0%25.0%20.0%15.0%10.0%5.0%0.0%旅游收入占地方生产总值比重旅游收入占GDP比重地方生产总值旅游总收入4204期http:/1.2研究方法与模型1.2.1耦合度模型基于系统演化思想的两两子系统间耦合关系的动态过程模型14,可用于分析平潭海洋生态-旅游经济复合系统的动态演化过程和相互作用程度。由于海洋生态子系统与旅游经济子系统之间的相互作用过程为非线性,得到其演化方程为
20、:f()S1=i=1naixi和f()S2=i=1nbiyi。式中,xi,yi分别为海洋生态子系统和旅游经济子系统的要素;ai,bi分别为海洋生态子系统和旅游经济子系统要素的权重。基于Bertalanffy的一般系统理论,得到f()S1和f()S2的演化方程形式为:A=df(S1)dt=1f()S1+2f()S2,VA=dAdt(1)B=df(S2)dt=1f()S1+2f()S2,VB=dBdt(2)式中:A,B分别表示海洋生态子系统和旅游经济子系统的演化状态;VA,VB分别为海洋生态子系统和旅游经济子系统的演化速度。因此,海洋生态子系统与旅游经济子系统间的演化速度为V=f(VA,VB);V
21、A与VB的夹角=arctanVAVB,表示海洋生态子系统与旅游经济子系统间的耦合度。1.2.2协同有序度模型假设海洋生态子系统和旅游经济子系统有序的前提下,海洋生态-旅游经济复合系统通过演化实现协同有序。通过计算子系统序参量对复合系统有序的功效系数,构建复合系统协同有序度模型15,既体现相互作用关系,又描述协同状况的优劣。平潭海洋生态-旅游经济复合系统由海洋生态子系统和旅游经济子系统S1,S2组成,各子系统Si=(Si1,Si2,Sin)由 多 个 要 素 构 成Si=(Si1,Si2,Sin),各 子 系 统 的 序 参 量 为eij=(ei1,ei2,ein),和分别表示每个序参量的上限和
22、下限,本文选取标准化后最大值和最小值的110%作为序参量的上限值和下限值。各序参量的有序度的计算公式为:ui()eij=eij-ikik-ik,正向指标ui()eij=ik-eijik-ik,负向指标(3)海洋生态子系统、旅游经济子系统的有序度为:ui()ei=i=1nui()eijn(4)式中:ui()ei取值越大,说明该子系统有序程度越高,该子系统对复合系统的贡献程度越大。假设某初始时刻T0,子系统有序度为u0i()ei;在发展过程中的某时刻T1,子系统有序度为u1i()ei;则海洋生态子系统与旅游经济子系统间的协同度为:C=i=1n|ui1()ei-ui0()ei(5)式中:反映海洋生态
23、子系统和旅游经济子系统的协同方向,当u1i()ei u0i()ei时,取值为1,协同度C为正,说明海洋生态子系统与旅游经济子系统处于协同有序发展状态;当u1i()ei u0i()ei时,取值为-1,协同度 C为负,说明至少有一个子系统有序度出现下降,海洋生态子系统与旅游经济子系统处于非协同有序发展状态。1.2.3EKC假说和Tapio脱钩模型环境库兹涅茨曲线(Environmental KuznetsCurve,EKC)假说可用于描述海洋生态环境压力和经济发展水平间的倒“U”型关系,即在经济发展较低阶段,海洋生态环境恶化程度随着经济增长而加剧;当经济发展到一定水平时,海洋生态环境质量随着经济增
24、长而得到改善。Tapio脱钩模型则用于描述海洋生态环境压力和海岛旅游经济发展水平之间的动态关系16。本文基于Tapio脱钩模型,建立平潭岛近岸海域生态环境压力和海岛旅游经济发展水平的脱钩关系分析方法:i=P/PG/G=(Pi-Pi-1)/Pi-1(Gi-Gi-1)/Gi-1(6)式中:表示脱钩弹性系数;P表示海洋生态环境压力;G表示旅游经济发展水平。根据取值的大小,以及P和G的正负关系,可以将脱钩分为8种状态。为了描述脱钩状态的动态演变过程,本文参考相关研究成果13,将每个脱钩状态进一步划分呈若干区间,并赋值F表示脱钩指数(表1)。脱钩指数F值越大,表示海洋生态环境压力与旅游经济增长之间的脱钩
25、状态越理想,即海洋生态系统和旅游经济系统的协同水平越高。随着平潭综合实验区建设加快,海岛旅游、丁依婷 等:夜光藻赤潮发生视角下平潭岛近岸海域生态安全与旅游经济协同发展评价研究42142卷海洋通报http:/港口航运等海洋产业的发展,大量生活污水、工农业废水排入海洋,导致近岸海域生态环境约束趋紧,海洋生态系统面临的压力逐渐加剧,间接影响了夜光藻赤潮的出现频次。而赤潮灾害的出现会造成直接或间接的经济损失。因此,为了分析夜光藻赤潮对平潭岛近岸海域生态安全和旅游经济发展的影响,本文主要从时间层面评价平潭岛近岸海域生态环境压力和海岛旅游产业发展的脱钩状态演变趋势。1.3指标选取与数据来源为了对夜光藻赤潮
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