朱 嘉，廖連招，蔡曉瓊，林河山

(1.南京大學(xué) 南京 210008;2.國(guó)家海洋局第三海洋研究所 廈門 361005;3.國(guó)家海島規(guī)劃與保護(hù)研究中心 廈門 361005)

海島是我國(guó)領(lǐng)土的重要組成部分，是連接陸域與海域的“島橋”，也是開(kāi)發(fā)海洋的重要基地［1］。海島及其周圍海洋中蘊(yùn)藏著豐富的資源，開(kāi)發(fā)利用海島是解決我國(guó)面臨資源短缺問(wèn)題的一個(gè)重要途徑。

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，海島重要的戰(zhàn)略地位逐漸受到重視，在全國(guó)海島資源調(diào)查的基礎(chǔ)上，沿海各省、市、自治區(qū)紛紛出臺(tái)政策、措施，鼓勵(lì)海島的開(kāi)發(fā)利用。因此，開(kāi)發(fā)海洋、開(kāi)發(fā)海島、科學(xué)利用海島已經(jīng)成為我國(guó)當(dāng)前一項(xiàng)重要的發(fā)展戰(zhàn)略。與海島開(kāi)發(fā)相關(guān)的一些基礎(chǔ)性調(diào)查、研究工作也正逐步展開(kāi)，并已取得了一定的成果和共識(shí)。

與此同時(shí)，海島生態(tài)保護(hù)戰(zhàn)略也逐步被提到議事日程上來(lái)。受經(jīng)濟(jì)單一落后、交通不便、管理不善等多種現(xiàn)實(shí)條件的影響，以及海島地理位置的特殊性、資源的區(qū)域性、生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性等自身?xiàng)l件的限制，不合理的開(kāi)發(fā)時(shí)有出現(xiàn)，制約著海島生態(tài)保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展，一些海島旅游景區(qū)或工業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)面臨著超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的問(wèn)題，而管理部門沒(méi)有定量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量海島生態(tài)的健康發(fā)展，這對(duì)本來(lái)十分脆弱的海島生態(tài)造成了十分不利的影響［2－8］。因此，為實(shí)現(xiàn)海島的生態(tài)平衡、環(huán)境良好、社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展和資源永續(xù)利用目標(biāo)，應(yīng)該對(duì)海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行研究。

1 研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)

從研究領(lǐng)域上看:國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)國(guó)際海島生態(tài)保護(hù)的研究，大多停留在對(duì)海島開(kāi)發(fā)先進(jìn)地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)分析上，只有少量學(xué)者從更廣闊的視角展開(kāi)研究［9－10］。

在研究方法上:從研究社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和環(huán)境等復(fù)雜系統(tǒng)和解決實(shí)際問(wèn)題來(lái)看，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué) (systemdynamics，SD)的理論和方法是比較成熟的［11］。海島有明確的邊界，可形成相對(duì)封閉的系統(tǒng)邊界;海島生態(tài)是一個(gè)高階次、非線性、多重反饋回路的復(fù)合系統(tǒng)，由社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、資源等一些子系統(tǒng)構(gòu)成;海島生態(tài)保護(hù)受社會(huì)、經(jīng)濟(jì)水平及政策調(diào)控的影響，存在著影響系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)的參數(shù);海島生態(tài)復(fù)合系統(tǒng)存在著延遲等系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特征［12－13］。這些條件都使海島生態(tài)從系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)角度進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展模式的研究成為可能。

另外，由于海島的孤立性與敏感性，存在著與其他地方不同的人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，諸如海岸工程開(kāi)發(fā)、圍海造地、陸源污染物入海、海洋產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)等，因此，不能利用在其他地方已構(gòu)建成功的SD模型來(lái)研究海島生態(tài)保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題，而應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合區(qū)域特點(diǎn)，形成海島生態(tài)保護(hù)特有的可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建SD模型。

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在中國(guó)可持續(xù)發(fā)展方向的應(yīng)用以區(qū)域研究的較多，而這其中，又以省、市、自治區(qū)一級(jí)大尺度的研究較多，縣一級(jí)小尺度的研究還較為欠缺。此外，研究多以陸域?yàn)橹鳎瑢?duì)半島、海岸帶等的研究較少，除國(guó)家海洋局第三海洋研究所曾應(yīng)用SD模型進(jìn)行環(huán)境評(píng)價(jià)方面的研究，其余對(duì)海島進(jìn)行SD建模的研究未見(jiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道。本研究旨在討論基于SD建模的海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展模式研究并建立相應(yīng)的管理對(duì)策系統(tǒng)。

2 研究過(guò)程

2.1 構(gòu)建指標(biāo)體系

對(duì)海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展模式進(jìn)行SD建模研究，首先，應(yīng)采用生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原理，構(gòu)建海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系［14－16］。

我們采取以資料收集和專家咨詢?yōu)橹鞑⑴浜弦袁F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的方法，調(diào)查分析現(xiàn)有海島的資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀、海島產(chǎn)業(yè)類型以及管理模式。

在資料查詢和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展理論和相關(guān)實(shí)際案例進(jìn)行深入研究，從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、資源等方面提取海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展的主要影響因素和表征因子，基于科學(xué)性、系統(tǒng)性、獨(dú)立性、可操作性和可延續(xù)性的原則篩選指標(biāo)、建立海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系。

根據(jù)長(zhǎng)期工作積累的海島調(diào)研研究成果，在盡量保持自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、社會(huì)心理三者協(xié)調(diào)統(tǒng)一的同時(shí)，確定了海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系。

海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系主要分為:自然環(huán)境承載力、設(shè)施承載力和社會(huì)環(huán)境承載力3個(gè)準(zhǔn)則層;資源空間承載力、生態(tài)環(huán)境承載力、服務(wù)設(shè)施承載力、基礎(chǔ)設(shè)施承載力、游客心理承載力、居民心理承載力6個(gè)指標(biāo)層;指標(biāo)層下可分解為36個(gè)評(píng)價(jià)因子。

綜合研究區(qū)具體情況，將部分含義相近的指標(biāo)進(jìn)行合并，并對(duì)專家的選擇情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，剔除選中率在60%以下的指標(biāo)共得20個(gè)評(píng)價(jià)因子。最后，經(jīng)過(guò)與專家的討論和論證形成10個(gè)評(píng)價(jià)因子，分別是:海島面積最大負(fù)荷人數(shù)、污水處理能力、垃圾處理能力、住宿接待能力、餐飲接待能力、供電能力、車輛運(yùn)載能力、單位面積游人密度、景觀敏感度、游居比。

2.2 搭建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

在構(gòu)建的海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，搭建海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。

基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)，構(gòu)建海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展SD基礎(chǔ)模型，其不需要賦予各變量以具體的函數(shù)關(guān)系，僅劃分子系統(tǒng)。

本研究的目標(biāo)是通過(guò)系統(tǒng)動(dòng)力模型掌握海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展模式。而旅游資源空間、旅游生態(tài)環(huán)境、旅游經(jīng)濟(jì)、社會(huì)心理四者之間隨著時(shí)間變化的相互作用，相互聯(lián)系，充分體現(xiàn)了海島生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)時(shí)空演化。因此，將該系統(tǒng)分為4個(gè)子系統(tǒng):資源空間子系統(tǒng)、環(huán)境污染子系統(tǒng)、旅游經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)、社會(huì)心理子系統(tǒng)。資源空間子系統(tǒng)主要包括開(kāi)發(fā)面積、植被面積、景點(diǎn)最大負(fù)荷人數(shù)等因素;旅游環(huán)境污染子系統(tǒng)主要包括污染的制造、污染處理和積累的污染量等因素;旅游經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)主要包括旅游經(jīng)濟(jì)收入和各項(xiàng)投資能力等因素;社會(huì)心理子系統(tǒng)主要包括接待游客數(shù)量、游客心理和居民心理等因素。

這4個(gè)子系統(tǒng)是相互聯(lián)系、相互影響和相互制約的，每個(gè)子系統(tǒng)既取決于子系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，又取決它與外部的聯(lián)系。對(duì)于子系統(tǒng)而言，外部的聯(lián)系主要是指其他子系統(tǒng)的輸出將作為外部變量輸入到本系統(tǒng)，自身的內(nèi)部變量也不斷輸出給其他系統(tǒng)。因此，以4個(gè)子系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖 (圖1)，由此反映出海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)性和共性結(jié)構(gòu)。應(yīng)用到具體海島時(shí)，需根據(jù)海島的實(shí)際情況增加相應(yīng)的正、負(fù)反饋環(huán)，構(gòu)建完善的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)［17］。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖

2.3 海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展模式研究

最后，基于構(gòu)建的海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系和可持續(xù)發(fā)展SD基礎(chǔ)模型，分析海島原有生態(tài)保護(hù)模式的可持續(xù)發(fā)展制約因素和存在的主要問(wèn)題，根據(jù)海島的生態(tài)保護(hù)需求，研究其可持續(xù)發(fā)展模式，并提出相應(yīng)的對(duì)策措施。

3 具體海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展模式研究

3.1 制約因子及驅(qū)動(dòng)力分析

本研究所描述的海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系和可持續(xù)發(fā)展SD基礎(chǔ)模型僅作為普遍適用的框架模型，在針對(duì)具體海島的生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展模式以及管理對(duì)策研究中，應(yīng)當(dāng)充分收集單島的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、環(huán)境、資源、能源等近些年的相關(guān)資料，分析該島歷史發(fā)展情況及發(fā)展現(xiàn)狀;調(diào)訪當(dāng)?shù)卣约跋嚓P(guān)主管部門，并實(shí)地考察當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)現(xiàn)狀以及生態(tài)保護(hù)工作實(shí)施狀況，同時(shí)結(jié)合歷史資料，分析其變化趨勢(shì)。

在此基礎(chǔ)上，研究該島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)條件，并對(duì)該島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展的制約因子及其驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行分析。

3.2 模型邊界確定與參變量選取

根據(jù)系統(tǒng)仿真的目的和系統(tǒng)所要解決的問(wèn)題，以海島的邊界作為確定模型邊界的主要依據(jù)，變量和參數(shù)的選取也以此為基礎(chǔ)。

3.3 具體海島生態(tài)保護(hù)SD模型構(gòu)建

基于系統(tǒng)指標(biāo)體系的設(shè)計(jì)，充分考慮海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展的主要影響因素，從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境、資源、能源等多角度出發(fā)，構(gòu)建海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)，形成結(jié)構(gòu)框圖。并分別進(jìn)行各子系統(tǒng)的因果關(guān)系分析，構(gòu)建因果關(guān)系圖。然后利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的專門符號(hào)，將因果關(guān)系圖轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的流程圖，并最終搭建出模型。

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型需結(jié)合專家咨詢，在調(diào)試的過(guò)程中不斷修改和完善。

4 建立海島生態(tài)保護(hù)綜合管理體系

在應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)具體海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展模式進(jìn)行研究時(shí)，通過(guò)對(duì)海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展的制約因素、對(duì)目標(biāo)變量影響較大的控制因子的識(shí)別，分析了海島開(kāi)發(fā)可持續(xù)發(fā)展管理中存在的問(wèn)題，從而明確海島生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展模式以及海島開(kāi)發(fā)綜合管理涉及的范圍，識(shí)別綜合管理的優(yōu)先問(wèn)題。最終明確了海島開(kāi)發(fā)與生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展綜合管理的目標(biāo)，建立了相應(yīng)的海島生態(tài)保護(hù)綜合管理體系。

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