随着驱动要素的多元化与海陆经济联系的加强，结构因素在我国海洋经济增长中的作用越来越明显，但我国海洋经济在快速发展的同时也伴随着诸多结构性问题。保持海洋经济持续健康发展的关键在于形成高效平衡的海洋产业结构和培育新的海洋经济增长动力，而海洋产业结构的合理与否取决于是否按照海域承载力确立海洋功能准确定位。海洋产业结构与海域承载力有着很强的关联性，两者之间存在着多种耦合匹配关系。海洋产业结构水平与布局状态反过来又反映了海域承载力的利用效率，影响海洋资源利用配置以及海洋环境变化，有序的海洋产业结构转变是保证海洋产业结构与海域承载力相互影响程度的关键。

目前，国外对于海洋产业结构的研究较早，将海洋经济发展置于长期的全球工业化背景下^[1-2]；国内对于海洋产业结构的研究的中心在区域海洋经济的发展上^[3-4]；国外对于海域承载力的单项研究较多，尚缺乏综合性，比如海洋渔业承载力的研究、滩涂资源承载力的研究、水产养殖承载力的评价研究、海洋旅游生态环境承载力的LAC分析等^[5-6]。国内对于海域承载力的研究主要建立指标体系并对其进行评价上^[7-8]。

此外国内对于两系统或要素之间相互关系进行研究时，国内外关于匹配的研究，多是应用于数学、计算机领域。在经济领域与可持续发展研究中，多是集中于自然资源与经济社会发展之间协调、匹配(配置)关系的研究，一般主要采用基尼系数和不平衡指数，或是采用基于数列的时空匹配度计算模型，计算耦合度和耦合协调度的方法^[9-10]。对于运用脉冲响应进行分析两系统之间的相互影响，主要在经济统计中，对于环境系统的运用较少，脉冲响应分析是VAR(vector autoregression)模型的重要应用，原理是衡量来自随机扰动项的一个标准差冲击对内生变量当前和未来取值的影响，描述一个内生变量对来自另一内生变量的一个单位变动冲击所产生的响应，提供系统受冲击所产生响应的正负方向、调整时滞、稳定过程等信息^[11]。如刘晓凤以湖北省义务教育为例对财政教育支出、财政总支出与基尼系数进行脉冲响应分析^[12]；曹明对我国能源强度与能源价格之间进行脉冲响应分析^[13]；向延平对旅游外汇收入、FDI和GDP关系进行脉冲响应分析^[14]。

综合国内外研究成果，对于海洋产业结构与海域承载力之间的相互影响研究研讨较少。整体上分析两者之间的发生发展规律，测度影响程度，使其全面、协调、可持续有着积极作用。论文研究中国沿海11省市的海洋产业结构与海域承载力之间的脉冲响应，进行结果分析，为沿海地区的海洋可持续发展提供理论依据。

1   材料与方法

1.1   研究区域概况

本研究将中国沿海地区(不包括中国的港澳台地区)作为研究区域，从北向南依次为辽宁、河北、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西、海南11个沿海省市。为研究需要将其划分为环渤海地区、长江三角洲地区、泛珠三角地区。2013年，该区域以13%的陆地面积集聚了全国43.2%的人口，达到5.9亿人，并创造了60.5%的国内生产总值，其中，海洋生产总值达到5.43万亿元，占国内生产总值的9.6%^[15]，作为一个特殊的地理单元，城市化发展速度快，水平较高，海洋各类资源丰富，海洋经济发展迅速，但也正面临着诸如产业结构优化升级、环境污染、灾害频发等来自海洋经济系统内外部的巨大挑战。

1.2   数据来源

本文中根据研究区域特点及研究需要构建了海域承载力的指标体系，选取指标19个，各指标所需要的数据由1996年~2014年的《中国统计年鉴》、《中国海洋统计年鉴》、《中国城市统计年鉴》、《中国人口统计年鉴》直接或通过计算处理得出。

1.3   数据处理

1.3.1   海域承载力

1.3.1.1   评价指标体系

海域承载力包括两层基本涵义:一是指海洋的自我维持与自我调节能力, 以及资源与环境子系统的供给能力, 此为海域承载力的承压部分; 二是指海洋人地系统内社会经济子系统的发展能力, 此为海域承载力的压力部分。海洋的自我维持与自我调节是指海洋系统弹性力的大小; 资源与环境子系统的供容能力则分别指海洋资源和海洋环境承载力的大小; 而社会、经济子系统的发展能力则是指海洋所能维持的社会经济规模和具有一定生活水平的人口数量。海域承载力是以海洋的可持续发展为基础, 以资源、环境与社会、经济的协调发展为目标^[16]。海洋资源供给能力作为社会经济可持续发展和海洋资源可持续利用的前提条件, 包括海洋资源种类、数量、可供给量、潜在价值量等；海洋产业的经济功能, 其相应形成的海洋产业对社会经济的发展也有巨大的推动作用，海洋产业产值的比重及增长速率从资源开发角度说明了人类对海洋的开发程度；海洋环境容量是指在一定的水质或环境目标下, 海洋能够允许容纳的污染物的最大数量, 这个环境容量对人类活动的支持能力同样影响到海域承载力的大小；文章通过构建资源承载力、经济承载力、社会承载力、生态环境承载力四部分用其测算海域承载力综合水平^[17-18]。指标体系如表 1所示。

表  1  海域承载力

Tab.  1  Carrying capacity of marine region

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1.3.1.2   海域承载力评价分析

根据表 1所确定的指标体系，通过海洋统计年鉴等确定原始数据，综合运用熵值法^[19]和AHP层次分析法, AHP是将决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法^[20]。文章通过yaahp 7.5完成AHP的计算。熵值法的计算方法如下。(1)对原始数据进行标准化，本文采取的是极值标准化：

式中：X_ij为第i个样本；第j项指标的原始值；Z_ij为标准化后的指标值；X_ijmin, X_ijmax分别为最小值和最大值。

(2) 各指标同度量化，计算第j项目指标下第i地区占该指标

式中：n为样本个数；m为指标个数。

(3) 计算第j项指标的熵值

式中：。

(4) 计算第j项指标的差异系数g_j=1-e_j。

(5) 对差异系数归一化，计算第j项指标权重。

(6) 计算综合得分

式中：U_i即为综合评价值。

最终得出海域承载力水平指数，如图 1所示。

图  1  海域承载力综合评价得分

Fig.  1  Comprehensive evaluation of carrying capacity of marine region

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结果显示，11省市之间的整体在0.6以下，差异较大，其中辽宁省海域承载力最高0.6左右，其次是广东省、上海市，广西最低仅为0.3左右。从2009年~2014年中，各省市基本处于上升状态，海域承载力的综合水平有所提升。因此，从整体来看，11省市之间的海域承载力差异较大，但水平有所改善。

1.3.1.3   海域承载力影响因素分析

文章运用主成分分析法对影响海域承载力水平的因素进行提取^[21]，通过SPSS 19进行分析得出。

表  2  解释总方差

Tab.  2  Explains the total variance

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提取到影响海域承载力水平的6大主要因素：人口数量、人均盐田面积、人均工业固体废弃物综合利用量、万元GDP入海废弃物量、人均海水养殖面积、海洋第三产业产值比重，如图可见：6大主要影响因素累计贡献率达到88.549%，对海域承载力产生影响巨大。

1.3.2   海洋产业结构

1.3.2.1   海洋产业结构变化值指数

海洋产业结构变化值指数为描述一国或一个地区海洋产业结构变化大小的指标^[22]。其公式如下：

式中：K为海洋产业结构变化值指数；q_n为报告期第i项分产业在海洋产业中所占份额；q为该产业基期份额；N为产业总数(本文以三次产业为研究对象)，即N=3。根据公式计算得出，如表 3所示。

表  3  海洋产业结构变化值指数

Tab.  3  Marine industrial structure change index

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由表 3可以分析得出，中国沿海11省市的海洋产业结构的变化值指数及较大且差异明显，其中浙江省指数最大，上海次之，在0.4以上；天津最小仅为0.182；其余省份整体基本在0.3~0.4之间，说明各省市1996~2014年各省市的海洋产业结构的调整较大。

1.3.2.2   海洋产业结构高度化指数

海洋产业结构高度化指数也称海洋产业结构高级化，指一国或一个地区海洋经济发展重点或产业结构重心由第一产业向第二产业和第三产业逐次转移的过程，标志着海洋经济发展水平的高低和发展阶段、方向^[22]。其公式如下：

式中：H为海洋产业结构高度化指数；k_i为第i个产业的产值占海洋总产值的比重；h_i为第i个产业的产业高度值(根据研究需要将一、二、三产业分别赋值为0.1、0.2、0.3)。根据公式计算得出，如图 2所示。

图  2  海洋产业结构高度化指数

Fig.  2  Marine industry structure height index

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由图 2分析得出，中国沿海各省市海洋结构高度化指数整体差别明显，且都有波动上升的趋势。上海、广州最高且较为平稳，海南、广西最低且波动较大，在2004~2007年各省市均有不同程度的波动。由此可见各省市的海洋一、二、三产业的结构、发展方向虽有不同但基本一致。

2   结果与分析

2.1   实证检验

2.1.1   ADF平稳性检验

ADF(augmented dickey fuller)检验是检验序列中不存在单位根，如果不存在单位根则序列是平稳的，如果存在单位根则序列是不平稳的，如果进行回归分析，就可能存在伪回归。在对变量进行分析之前，首先要检验各变量的时间序列的平稳性^[23]，结果见表 4。

表  4  ADF单位根检验结果

Tab.  4  ADF unit root test results

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2.1.2   协整检验

协整理论是近年来分析经济时间序列之间长期均衡关系和短期波动的有力工具。文章利用EViews的Johansen检验进行^[24]，结果见图 3。

图  3  协整检验

Fig.  3  Cointegration test

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2.2   脉冲响应分析

利用EViews建立VAR模型，得出脉冲响应图如下。

由图 4分析可见，长三角地区海域承载力与海洋产业结构之间的影响为负向的且影响较小，接近于0。泛珠三角地区海域承载力对海洋产业结构的影响波动较大，第1期为负向影响且影响逐渐减弱，到第2期时影响逐渐加强并转变为正向影响，到第4期时逐渐平稳；海洋产业结构对海域承载力的影响一直为正向的，第2期开始加强，之后逐渐平稳，整体波动不大。环渤海地区海域承载力对海洋产业结构的影响第1期为负向影响，第2期开始为正向影响且影响逐渐加强，第7期时影响开始减弱；海洋产业结构对海域承载力的影响一直为负向的，第2期影响达到最大，此后开始减弱，第8期开始逐渐趋向于0。

图  4  脉冲响应

注：X、Y分别为长三角地区海域承载力、海洋产业结构；X1、Y1分别为泛珠三角地区海域承载力、海洋产业结构；X2、Y2分别为环渤海地区海域承载力、海洋产业结构

Fig.  4  Impulse response diagram

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2.3   方差分解

方差分解通过分析每一个结构冲击对内生变量变化的贡献度，可以给出对系统中变量产生影响的每个随机扰动相对重要性的信息，其结果主要反映的是某一变量变动所导致的另一变量变动对该变量变动的贡献度。方差分解图如图 5。

图  5  方差分解图

注：①、②分别为长三角地区海域承载力、海洋产业结构；③、④分别为泛珠三角地区海域承载力、海洋产业结构；⑤、⑥分别为环渤海地区海域承载力、海洋产业结构

Fig.  5  Variance decomposition diagram

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由图 5分析可得：通过①、②可以看出长三角地区海域承载力对海洋产业结构的影响在逐渐增强，但影响程度不大，在第7期时贡献度稳定在8%左右，海洋产业结构对海域承载力的影响较小且稳定，贡献度基本在5%左右。通过③、④分析得出，泛珠三角地区海域承载力与海洋产业结构之间影响较为明显，海域承载力对海洋产业结构的影响在逐渐加深，第8期基本达到38%左右，海洋产业结构对海域承载力的影响有下降的趋势，但波动较小，第3期开始基本在23%左右。通过⑤、⑥分析得出，环渤海地区海域承载力与海洋产业结构之间的影响波动较大，海域承载力对海洋产业结构的影响之间加强，在8期达到21%左右，海洋产业结构对海域承载力的影响在1、2期逐渐加强，第3期达到最大在39%左右，并逐渐趋于平稳。

3   结论

(1) 1996年~2014年中国沿海11省市海洋产业结构的变化较为明显，特别是浙江、上海，产业结构的高度指数差异较大，但整体都有所提升，说明各省市近些年来不断地进行产业结构的调整且有继续优化的趋势，基本以第三产业为主、第二产业次之、第一产业所占的比重越来越小的趋势。在1996~2014年中国沿海11省市的海域承载力水平基本变化不大，差异较为明显，2005年之前波动较大且有下降趋势，2005年之后呈现较平稳的状态且有上升趋势；说明各省市对海域生态环境的重视程度有所提升，使得海域承载力水平有所提高。

(2) 在1996年~2014年中国沿海11省市的海洋产业结构与海域承载力之间的脉冲响应分析中，环渤海地区、长三角地区、泛珠三角地区差异较大；结合方差分解可以看出，环渤海地区、泛珠三角地区海域承载力与海洋产业结构之间影响的贡献率较高，影响较大，长三角地区贡献率较低，影响较小。

(3) 结合海洋产业高度化指数、主成分分析得出的6个影响因素可知：海洋产业结构高度化越高，即海洋第三产业比重较大的区域(比如长三角地区)，海洋产业结构与海域承载力之间相互影响，两系统处在协调发展的阶段；但在海洋产业结构高度化指数仍在不断增大，即海洋产业结构不断优化升级的区域(如环渤海地区、特别是泛珠三角地区)，海域承载力与海洋产业结构之间的相互影响程度处在波动阶段，且正负向影响的程度也不同。因此，除人口的增长、资源开发程度、环境治理方面，海洋第三产业所占比重对两系统产生重要的影响。