南海赤潮灾害的生态安全损害分级评估及预警机制研究:以北部湾为例
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【摘要】从我国南海赤潮灾害的生态安全出发，利用“驱动力、压力、状态、影响、响应”5个一级指标及15个二级指标，建立生态安全损害分级评估的DPSIR模型。以北部湾为例选取2006―2010年数据对其生态安全度进行评价，2006―2008年总体安全度呈下降趋势，2008―2010年呈现上升趋势，总体健康水平不高处于临界安全状态。利用南海海域生态安全综合指数建立南海海域生态安全预警机制。提出对陆域污染物排放进行监督管制等对策建议。
【关键词】 南海 赤潮灾害 生态安全损害分级评估 预警机制
一、南海赤潮灾害生态安全损害分级评估和预警机制的研究综述
生态安全评估是指自然和半自然生态系统的安全，即生态系统完整性和健康整体水平的反映（肖笃宁等，2002）。从生态安全的内涵理解，可以将其分为两类：第一类，强调生态系统自身健康、完整和可持续性;第二类，强调生态系统对人类提供完善的生态服务或人类的生存安全（陈星等，2005）。有学者运用系统工程原理分析生态系统服务同人类福利之间关系的本质特征和内在机理，构建我国国家生态安全的战略框架，并提出保障国家生态安全的政策框架（王韩民，2006）。有学者以洞庭湖为研究对象，调整DPSIR模型，结合定量评价方法，评价了2000～2007年间洞庭湖生态安全状态及变化趋势（钟振宇等，2010）。基于IROW框架的评估方法对水库的生态安全进行评估，阐述了评估预处理与结果分析的关注要点，包括分区分时段评估等建议（王丽婧等，2010）。
自1980―2004年7月南海发生了164次赤潮事件，对这些赤潮事件在时间和空间的分布特征以及持续时间长度的变化特征进行分析，探讨了形成南海赤潮时空分布特征和持续时间长度变化的可能原因（吴瑞贞等，2008）。对南海赤潮的时空分布特征及其与环境关系进行综合分析，得出相关特点与原因（王素芬等，2010）。在分析国内外各种自然灾害评估系统的研究现状以及赤潮灾害风险评估的研究成果基础上，初步建立赤潮灾害风险评估指标体系、评估模型，并获得较好的可行性和正确性，建成赤潮管理信息系统（柴勋等，2011）。预警机制包括四个内容：风险知识，监测和预警服务，传播和沟通，反应能力（Reid Basher，2006）。在银行系统中，一些西方发达国家采取了不同的预警机制，如美国采取成长监测系统，法国组织和加强预防性活动，英国采取利用辅助工具进行监督和评估的方法（Ranjana Sahajwala，2000）。
二、南海赤潮灾害生态安全损害分级评估的DPSIR指标体系模型的构建
（一）DPSIR模型
DPSIR模型是基于因果关系目的在于建立驱动力（driving）C压力（pressure）C状态（state）C影响（impact）C响应（response）的因果关系链。 “驱动力”指造成资源环境变化的潜在原因;“压力”指人类活动对其紧邻的资源环境以及自然资源环境的影响;“状态”是指资源环境在上述压力下所处的状况;“影响”指系统所处的状态对资源环境及社会经济发展质量的影响;“响应”过程表明人类在促进可持续发展进程中所采取的对策和制定的积极政策。
（二）南海赤潮灾害生态安全损害分级评估的DPSIR指标体系
建立南海赤潮灾害生态安全损害分级评估的DPSIR指标体系。目标层是南海生态安全A1。准则层五个一级指标含十五个指标层具体指标：第一驱动力B1，含海洋生产总值C1， 海洋生产总值占GDP比重C2， 生产总值增长速度C3;第二压力B2，含未清洁海域面积C4，工业废水排放量C5，固体废弃物排放总量排放量C6;第三状态B3，海水养殖面积C7，赤潮灾害面积C8，海水养殖产量C9;第四影响B4，海洋捕捞量C10，渔业总产值C11，渔民人均纯收入C12;第五响应B5，污水处理率C13，治理污水项目个数C14，海洋类型自然保护区面积C15。
本文的评价指标赋权采用均方差权重法。设方案集为，指标集为。方案Mi对指标Nj的属性值记为Xij=（i=1，1，II，k; j=1，2，II，1）。
1.对评价指标进行标准化处理。分为个时期，评价指标体系包括个指标。原始指标数据矩阵为：。效益型指标（数值越大越好，如渔业总产值）。标准化方法： 。成本型指标（数值越小越好，如赤潮灾害面积）。标准化方法： 。Xmax是指标的最大值;Xmin是指标的最小值;标准化后的数据矩阵是：Y={Yij}k×1。
2.求解多指标权重系数。首先求出这些随机变量的均方差，再将这些均方差归一化，其结果即为各指标的权重系数。具体计算步骤如下：（1）求随机变量的均值： ;（2）求Nj的均方差： ;（3）求Nj的权重系数： 。驱动力指数Dj： ;压力指数Pj： ;状态指数：
;影响指数： ;响应指数： ;生态安全综合指数： 。是指标权重：WDi是驱动力指数的权重;Wpi是压力指数的权重;Wsi是状态指数的权重;WIi是影响指数的权重;WRi是响应指数的权重。各指标的权重需归一化处理，i=1，2，……，1， j=1，2，……，K。指数值位于[0，1]， 0代表赤潮灾害影响趋向消极（压力强，响应弱），1代表赤潮灾害影响趋向积极（响应强，压力弱）。
选取2006―2010年数据对北部湾赤潮灾害生态安全损害进行研究。主要来源于《中国海洋统计年鉴》、《中国海洋渔业年鉴》、《中国海洋环境质量公报》，再经笔者计算所得。根据以上所建模型求解多指标权重系数进行汇总排序，结果见表1。
表1变量均值、均方差及权重系数
可见，指标 C2和 C3是引发北部湾海域生态环境改变的主要驱动力; C5是导致赤潮的主要压力; C9是该海域环境状态的一个重要表现;C10较准确的反映了该海域状态变化所带来的结果;对于一系列变化采取相应响应， C15的作用突出。经计算得连续五年南海北部湾海域生态安全综合指数，H2006=0.535，H2007=0.398， H2008=0.399，H2009= 0.487，H2010=0.559。可见北部湾海域生态安全总体水平不高。生态安全综合指数2006―2008年呈下降趋势，2008―2010年呈上升趋势。2010年该指数达到0.559，仍然偏低，需要建立预警机制改善。
四、南海赤潮灾害生态安全预警机制的建立
南海赤潮灾害生态安全预警机制是对造成灾害的各方面原因进行调查研究，对不稳定运作状态和不正常因素及时发出预警指示的活动。赤潮灾害不仅严重制约了沿海地区海洋经济的快速发展，也影响了沿海居民的生产生活。DPSIR模型建立得到了南海北部湾海域赤潮灾害的生态安全综合指数为生态安全预警机制的建立提供了指导。过程见图1：
图1 海域生态安全预警过程
分析结果咨询相关专家，制定了南海海域赤潮灾害的生态安全损害分级标准。在本文中安全等级分为安全、基本安全、临界安全、不安全和危险五个等级。判定标准如下：[1，0.8），安全;（0.8，0.6），基本安全;（0.6，0.4），临界安全;（0.4，0.2），不安全;（0.2，0]，危险。若处在（0.4，0]时，发出预警信号。Hj=1时，海域生态环境处于安全状态;Hj=0，海域生态环境处于危机状态;Hj越接近1，海域生态环境安全状态越好，反之安全状态越差。根据判定标准结合北部湾海域的实证分析，得出南海海域的生态环境安全状态，进而得出结论对策。
四、结论与对策
基于DPSIR模型研究了南海海域赤潮灾害生态安全情况，对北部湾进行实证分析，对2006─2010年的海域状况进行分析评价，结果表明，2006年，2009年，2010年南海北部湾海域生态处于临界安全状态;2007年，2008年处于不安全状态。经历2007与2008年的不安全，积极措施的效果明显，使之改善处于临界安全。为了南海海域生态安全经济发展和人们更好地生活，还需进一步采取积极措施进行改善。
通过以上分析研究，针对南海赤潮灾害可采取以下措施。首先，加强对陆域污染物排放的监督管制，尤其是工业废水生活污水的排放。其次，加强相关的科研项目投入，加强对赤潮的监测与预防，对不稳定运作状态和不正常因素及时发出预警指示。最后，政府与相关部门要恪守职责，加强管理，不仅制定相关规则章程，还要加强各种治理项目和自然保护区的建设。
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