国家级海洋生态文明建设示范区建设水平评价.docx

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1、国家级海洋生态文明建设示范区建设水平评价杜岩秦伟山尊重海洋 顺应海洋 保护海洋理念,目的海洋生态文明建设Z二I海洋经济运行科学有序海洋资源利用节约合理响应压力海洋生态环境健康稳定海洋环境污染海洋灾害频发生物多样性锐减人二海关系联张诱因要求海洋管理制度健全高效海洋文化科技蓬勃发展图1海洋生态文明建设研究框架海洋生态文明建设水平评价涉及诸多因素，且各系统间缺乏明显的线性关系。 本研究基于BP神经网络模型，对示范区建设水平进行评价，保证评价结果的准 确性和客观性25。BP神经网络具有极强的非线性映射能力，能够在对映射关系的数学方程无事先 了解的情况下存储大量的输入-输出模式，并提供样本模式对网络进行

2、训练，从 而完成由X维输入空间到Y维输出空间的非线性映射。此外，BP神经网络具有 强大的容错能力和联想记忆能力，较大的样本误差甚至个别错误对网络的输入- 输出规律影响很小26。BP神经网络模型的拓扑结构由输入层、隐含层和输出层3个部分组成，网络训 练过程由正向传播和反向传播2个部分组成。在正向传播过程中，输入模式由 输入层经隐含层处理并达到输出层，如在输出层没能得到期望的输出模式，则 进入反向传播过程，将误差信号沿原来的路径反传，并修改各种神经元的权 值，直到出现允许的确定误差。本研究采用3层BP神经网络模型，xl, x2,，xn是其输入值；输入层与隐含 层之间的连接权值为w i j (i =

3、1, 2, , n； j =1, 2, , p),隐含层与输 出层之间的连接权值为 3jk (j =1, 2, , p； k =1, 2, q) ( fil 2) o评价值采用主成分分析法和层次分析法相结合的方法，确定示范区建设水平评价指标 权重。对各项指标经标准化处理后的数据与其权重加权求和，得到各示范区建 设水平评价值，并以此作为BP神经网络模型的期望值，计算公式为：Mi=XCiXWi (1) 式中：Mi表示示范区建设水平评价值;Ci表示单项指标数据;Wi表示单项指标 权重。3.2 节点数根据示范区建设水平评价指标体系，将32个指标作为模型的输入节点，即输入 层的节点数为32。输出层为计算

4、所得训练值，即输出层的节点数为1。隐含层的节点数越少，从样本中获取有效信息的能力越差；而隐含层的节点数过 多，会造成网络训练的时间较长和误差较大。因此，应选取恰当数量的隐含层 节点，既有利于从样本中获取有效信息，又可尽量减少运算造成的误差。综合 考虑示范区建设的实际情况，隐含层节点数的计算公式为：式中：1表示隐含层的节点数;m表示输出层的节点数;n表示输入层的节点数;a 的取值范围为110的整数。结合训练样本数值和式（2）确定隐含层节点数的大致范围后，在该范围内逐次 增加隐含层的节点数，根据输入值和输出值对BP神经网络进行反复训练，并选 定若干样本进行检验，使输出的误差减至可接受的程度，以最小

5、误差对应的节 点数作为隐含层的节点数27。3.3 模拟运算和检验计算21个示范区建设水平评价值，作为BP神经网络模型的期望值，并选取最 大值的青岛市和最小值的徐闻县作为检验样本，其余作为训练样本。若训练所 得模型适用于2个不同样本，表明模型的普适性较好。根据式（2）计算隐含层节点数的取值范围为6, 15,通过模拟训练后选择最 小误差值对应的个数15为隐含层的节点数。训练函数采用Trainlm函数，训练 精度为le4,最大训练次数为10 000,训练目标函数误差为0.000 1, lr值为0. 05, me值为0.9。将21个示范区的期望值输入BP神经网络模型并进行5次 模拟训练，从而得到最佳训

6、练值。经比较，训练样本和检验样本的期望值和训练值的差异均较小，表明BP神经网 络模型能够准确模拟各示范区建设水平（表2）。3.4 示范区等级示范区在我国沿海地区海洋生态文明建设中均处于领先和模范地位，但各示范 区仍存在建设水平的差异。本研究基于BP神经网络模型计算各示范区建设水平 的最终评价值，并结合实际情况，将21个示范区分为5个等级，即高水平示范 区、较高水平示范区、中等水平示范区、较低水平示范区和低水平示范区（表 3） o由表3可以看出，各示范区建设水平差异较大，其中青岛市建设水平最高；长岛 县是建设水平最高的县级示范区，且高水平示范区在各海区均有分布，表明示 范区建设水平与其行政区划级

7、别和地理位置无直接关系；示范区建设水平评价值 的平均值为2.337 7,表明我国示范区建设总体处于中等水平，有待进一步提Ir7 o3. 5. 1高水平不范区青岛市是我国重要的现代海洋产业发展先行区，海洋生态文明建设起步较早， 各项指标得分均居于示范区前列，发展较为全面，尤其海洋管理制度建设是我 国海洋生态文明建设的标杆。 作为山东省唯一的海岛县，长岛县经济体量较小，但拥有丰富的海洋资源，海 洋资源禀赋指标得分在示范区中遥遥领先，发展潜力较大。近年来，长岛县大 力促进海洋第一产业向海洋第三产业的转型升级，更加注重海洋经济和生态环 境的协调发展，取得显著成效。三亚市是拥有“东方夏威夷”美誉的旅游城

8、市，海洋文化底蕴深厚，旅游业等 海洋第三产业对经济增长的拉动作用显著，海洋经济运行和海洋文化科技2项 指标得分最高。厦门市是我国东南沿海地区的重要城市，已形成较成熟的海洋产业体系和发展 机制，且海洋管理制度和海洋文化科技2项指标得分较高，表明具有较强的海 洋生态文明建设意识。3. 5. 2较高水平示范区烟台市是环渤海城市群的中心城市和东北亚地区的重要港口，拥有丰富的海洋 资源，但海洋经济运行指标得分不高，主要是由于其经济发展对海洋的依赖程 度较低，尚未建立完善的海洋产业发展机制。威海市与烟台市具有一脉相承的悠久海洋开发历史，且海洋文化保护氛围较 好。海洋经济运行和海洋生态环境2项指标较烟台市更

9、有优势，尤其海洋生态 环境指标得分位列示范区第二。竦泗县位于舟山群岛北部，拥有众多天然良港，是长三角城市群的海上门户， 经济发展具有明显的海洋型特征。舟山群岛新区成立以来，竦泗县借助政策东 风，海洋产业迅速发展，海洋经济运行指标得分仅次于三亚市。但由于海岛生 态环境脆弱，竦泗县受海洋污染事件影响较大，海洋生态环境指标得分低于示 范区平均水平。与竦泗县类似，洞头区也是我国海洋经济发展较好的代表性海岛县（区），海 洋资源禀赋和海洋生态环境2项指标得分均居于示范区前列，但海洋管理制度 尚不完善。3. 5.3中等水平示范区中等水平示范区代表我国海洋生态文明建设的普遍水平。惠州市是广东省的海 洋大市，拥

10、有较好的海洋经济发展基础，同时海洋生态环境指标得分较高。象 山县海洋生态环境较好，但其他方面亟须进一步提高。晋江市海洋经济发展态 势较好，但在海洋管理制度和海洋生态环境方面存在不足。南通市和东山县各 项指标得分较均衡，基本处于示范区平均水平。旅顺口区海洋经济运行和海洋 生态环境2项指标得分在本等级示范区中最高，但在海洋管理制度和海洋文化 科技方面存在不足。北海市海洋经济运行指标得分在本等级示范区中最低，但 海洋生态环境较好。3. 5.4较低水平示范区东台市海洋管理制度指标得分处于示范区平均水平，但其他指标得分较低。玉 环县海洋生态文明建设的不均衡性较显著，海洋经济运行和海洋资源禀赋2项 指标得

11、分均居于本等级示范区首位，但海洋生态环境较差。日照市海洋管理制 度指标得分位列本等级示范区第二，但海洋资源禀赋指标得分最低。南澳县海 洋生态环境指标得分较高，但其他指标得分在示范区中较低。3. 5. 5低水平示范区 本等级示范区各项指标得分均低于示范区平均水平。盘锦市是我国重要的石油 和石化工业基地，经济发展的陆地型特征明显，产业结构单一且能耗较高，可 开发利用的海洋资源较稀缺，导致其海洋生态文明建设水平较低。徐闻县海洋资源禀赋和海洋生态环境较好，但社会经济基础较差，且必要的基 础设施薄弱，海洋经济运行指标得分较低，同时缺乏完善的海洋管理制度，导 致其海洋生态文明建设水平在21个示范区中居于最

12、末位。4结语本研究根据海洋生态文明示范区建设指标体系（试行），从海洋经济运 行、海洋资源禀赋、海洋生态环境、海洋管理制度和海洋文化科技5个角度， 基于BP神经网络模型，综合评价示范区建设水平，是对示范区确立以来发展成 果的检验，对于发挥示范区的引领作用、推动海洋生态文明建设和实现海洋经 济可持续发展具有重要意义。作为复杂非线性系统的研究方法，神经网络模型已被广泛应用于城市发展预 测、城市竞争力评价和城市建设水平评价等领域，具有科学性、合理性和可行 性。本研究后续将进一步完善评价指标体系。各示范区应从自身实际出发，进一步确定建设目标和路径。高水平示范区应总 结先进经验，继续在海洋生态文明建设各方

13、面加大发展力度，保持并扩大建设 成果;较高水平示范区应补齐“短板”，创新海洋生态文明建设模式；中、低水 平示范区应针对不足之处，科学整合和配置各类资源，完善海洋生态文明建设 机制，加快发展步伐。Reference1秦伟山，张义丰，袁境.生态文明城市评价指标体系与水平测度J.资源科 学，2013, 35 (8) ： 1677-1684.2曹英志.海洋生态文明示范创建问题分析与政策建议J.生态经济，2016, 32 (1) ： 207-211.3胡婷整，秦艳英，陈秋明.海洋生态文明视角下的厦门海岸带综合管理初探J.环境科学与管理,2009, 34 (8) ： 5-8.4 QIN W, ZHANG

14、Y. Evolution of industrial structure and evaluation of the economic competitiveness of island counties in ChinaJ. Journal of Resources and Ecology, 2012, 5 (1) ： 74-81.5秦伟山，张义丰，李世泰.中国东部沿海城市旅游发展的时空演变J.地理 研究,2014, 33 (10) ： 1956-1965.6孙剑锋，秦伟山，孙海燕，等.中国沿海城市海洋生态文明建设评价体系与 水平测度J,经济地理,2018, 38 (8) ： 19-28.7

15、竦建华.对海洋生态文明建设的思考J.海洋开发与管理，2009, 26(4) ： 40-42.8孙倩，于大涛，鞠茂伟，等.海洋生态文明绩效评价指标体系构建J.海洋 开发与管理,2017, 34 (7) ： 3-8.9秦伟山，杨浩东，李晶娜，等.环渤海海洋生态文明城市建设的评价体系与 水平测度J.科技导报，2016, 34 (21) ： 58-63.10张一.海洋生态文明示范区建设：内涵、问题及优化路径J,中国海洋大 学学报(社会科学版)，2016 (4) ： 66-71.11周玲玲，鲍献文，余静，等,中国生态用海管理发展初探J.中国海洋大 学学报(社会科学版)，2017 (6) ： 24-29.

16、12朱坚真，谭诗蔚.我国党的十八大以来海洋生态保护政策选择J.科技管 理研究，2016, 36 (23) ： 38-42, 48.13龙仕旻.论海洋强国战略下的海洋生态文明建设J.智能城市，2016, 2 (5) ： 234-235.14郑苗壮，刘岩.关于建立海洋生态文明制度体系的若干思考J.环境与可 持续发展,2016, 41 (5) ： 76-80.15陈凤桂，王金坑，方靖，等.海洋生态文明区评估方法与实证研究J.海 洋开发与管理，2017, 34 (6) ： 33-39.16盖美，赵丽玲.辽宁沿海经济带经济与海洋环境协调发展研究J.资源科 学,2012, 34 (9) ： 1712-17

17、25.17于大涛，姜恒志，孙倩，等.海洋开发建设中的“多规合一”常见问题及 对策措施J.中国人口 资源与环境，2016, 26 (S2) ： 154-157.18边启明，申友利，陈旭阳，等.海洋生态文明示范区建设指标体系示范应 用研究与思考：以广西北海市为例仃.海洋开发与管理，2017, 34 (7) ： 9- 12.19郑冬梅.海洋生态文明建设：厦门的调查与思考J.中共福建省委党校学 报,2008 (11) ： 64-70.20高瑜，刘红丹，王建庆，等.舟山竦泗县建设海洋生态文明示范区的思考 与建议J.环境与可持续发展，2016, 41 (4) ： 196-198.21于大涛，王紫竹，高范，

18、等,旅顺口区海洋生态文明示范区建设分析与思 考J.海洋开发与管理，2016, 33 (7) ： 55-59.22柯昶，刘琨，张继承.关于我国海洋开发的生态环境安全战略构想J.中 国软科学，2013 (8) ： 16-25.23姚石，杨红娟.生态文明建设的关键因素识别J.中国人口资源与环 境,2017, 27 (4) ： 119-127.24王从彦，潘法强，唐明觉，等.浅析生态文明建设指标体系选择：以镇江 市为例J.中国人口 资源与环境，2014, 24 (S3) ： 149-153.25黄松，李燕林，戴平娟.智慧旅游城市旅游竞争力评价J.地理学报， 2017, 72 (2) ： 242-255

19、.26 MCCLELLAND J L, RUMELHART D E.Psychological and biological mode1sM. Cambridge： The MIT Press, 1987.27 ZHANG G Y, HU Z. Improved BP neural network model and its stability analysisJ. Journal of Central South University (Science and Technology) , 2011, 42 (1) ： 115-124.一全文完一Summary：悬进一步提高我国海洋生态文明建设

20、水平，促进海洋经济社会可持续 发展，文章构建评价指标体系，基于BP神经网络模型，评价我国国家级海洋生 态文明建设示范区的建设水平。研究结果表明：根据海洋生态文明建设研究框 架以及定性指标和定量指标相结合等4项原则，从海洋经济运行、海洋资源禀 赋、海洋生态环境、海洋管理制度和海洋文化科技5个层面，选取人均GDP等 32项指标，构建示范区建设水平评价指标体系；利用BP神经网络强大的非线性 映射能力、容错能力和联想记忆能力，对示范区建设水平进行评价，经模拟运 算和检验，评价结果具有准确性和客观性；根据最终评价值，我国示范区建设总 体处于中等水平，各示范区建设水平存在差异，其中青岛市等4地为高水平示

21、范区，烟台市等4地为较高水平示范区，惠州市等7地为中等水平示范区，东 台市等4地为较低水平示范区，盘锦市等2地为低水平示范区；各示范区应进一 步加强优势和弥补不足，充分发挥引领作用，提高我国海洋生态文明建设整体 水平。Key：海洋生态文明;BP神经网络;示范区；海洋综合管理；可持续发展 ：F205；P748 文献标志码：A ： 1005-9857 (2019) 06-0007-07Evaluation of Construction of Marine Ecological Civilization Demonstration ZoneDU Yan, QIN Weishan(School of

22、 Resource and Environment Engineering, Ludong University, Yantai 264025, China)Abstract： In order to further improve the level of marine ecological civilization construction in China and promote the sustainable development of marine economy and society, this paper constructed an evaluation index sys

23、tem and evaluated the construction level of China s national marine ecological civilization construction demonstration zone based on BP neural network model. The research indicated that the framework based on marine ecological civilization construction and 4 principles including the combination of q

24、ualitative indicators and quantitative indicators, 32 itemsincluding per capita GDP were selected from 5 aspects： marineeconomic operation, marine resource endowment, marine ecological environment, marine management system and marine culture and science, a demonstration system for the construction l

25、evel of demonstration areas was built. By using BP neural networkz s powerful nonlinear mapping ability, fault tolerance and associative memory ability, the construction level of the demonstration area was evaluated. Through simulation and testing, the evaluation results were accurate and objective.

26、 According to the final evaluation value, the construction of China s marine ecological civilization demonstration zone is generally at a medium level, there are differences in the construction level of each demonstration area. Among them, Qingdao city and other 3 places are highlevel demonstration

27、areas. Yantai city and other3placesarehigher level demonstration areas,Huizhou cityand other6placesaremediumlevel demonstration areas,Dongtai cityand other3placesarelower level demonstration areas,Panj in cityand other1placesarelowlevel demonstration areas. Thedemonstration areas should further stre

28、ngthen advantages and make up for the shortcomings, give full play to the leading role, and improve the overall level of China7 s marine ecological civilization construction.Key words： Marine ecological civilization, BP neural network, Demonstration area, Integrated marine management, Sustainable de

29、velopment。引言生态文明建设是党和国家面对日益加大的资源环境约束和社会经济需求而提出 的人-地系统协调发展的重要举措1。海洋生态文明是生态文明的重要组成部 分2,是我国沿海地区实现人-海关系和谐以及经济可持续发展的基础。为推 动海洋生态文明建设，2013年原国家海洋局选拔并确定首批国家级海洋生态文 明建设示范区（以下简称“示范区”）12个，至2016年增至24个。对于海洋生态文明的内涵和建设，国内学者已有诸多探索3-9。而对于示范区 的研究仍处于起步阶段，且多为解读现有政策和总结实践经验10T7,少有定 量分析;示范区建设水平评价多着眼于单独区域，且集中在浙江省和福建省18- 21。此

30、外，现行海洋生态文明示范区建设指标体系（试行）涵盖5个涉海 领域的33项指标，较为全面和系统，但在陆海统筹、指标选取以及定量和定性 相结合等方面仍有完善的空间22。因此，本研究通过构建更加完善的评价指 标体系，基于BP神经网络模型，综合评价示范区建设水平，以期进一步明确各 示范区的建设目标和路径。需要说明的是，由于大鹏新区、横琴新区和三沙市 成立时间较短，缺少数据支撑，本研究不予讨论。1海洋生态文明建设研究框架海洋生态文明建设是沿海地区面对海洋环境污染、海洋灾害频发和生物多样性 锐减的严峻挑战，在尊重海洋、顺应海洋和保护海洋的前提下，为满足自身发 展需要而不断形成海洋经济社会与海洋生态环境的动

31、态平衡；其基本目标是实现 海洋经济运行科学有序、海洋资源利用节约合理、海洋生态环境健康稳定、海 洋管理制度健全高效和海洋文化科技蓬勃发展（图1）。2示范区建设水平评价指标体系构建示范区建设水平评价指标体系应遵循4项原则：科学性和可获得性原则，即避免逻辑不明和产生歧义等，且数据来源权威可靠；区域性原则，即充 分考虑不同示范区的区域特色和经济体量;普适化原则，即便于公众理解和参 与;定性指标和定量指标相结合原则，即除定量指标外，设计定性指标并采用 专家打分法量化，促进定量指标和定性指标的优势互补。参考已有研究成果23-24,在海洋生态文明示范区建设指标体系（试行） 的基础上修改和补充，保留其主要约束性指标，从海洋经济运行、海洋资源禀 赋、海洋生态环境、海洋管理制度和海洋文化科技5个层面选取32项指标，包 括20项定量指标和12项定性指标，构建示范区建设水平评价指标体系（表 1） O其中，定量指标的数据来自2016年21个示范区的相关统计年鉴和公报等资料，个别缺失数据由相邻年份数据插值补齐；定性指标的数据由来自国内高校和 科研院所海洋生态文明、海岛和海洋经济研究领域，并在核心期刊发表过相关 学术论文的15名专家，通过结合实际情况和判断客观事实打分确定。3基于BP神经网络模型的示范区建设水平评价 3. 1 BP神经网络模型