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摘要 中国正由海洋大国向海洋强国挺进，建设全球海洋中心城市可有效推动海洋强国的实现，而海洋生态经济系统的协调发展是建设全球海洋中心城市的前提和基础。文章从协调度和障碍度角度分别研判了天津市海洋生态、海洋经济与海洋社会之间的互动状态及影响三者协调演进的关键制约，运用指数平滑-BP神经网络揭示出天津市海洋生态经济复合系统时间嬗变的趋势与特征。文章结果发现：①相比于海洋经济、社会子系统显著的上升态势，天津市海洋生态子系统评价值由0.632下降至0.389，表明天津市先前以牺牲海洋生态换取了海洋经济、社会的高速演进;②天津市海洋生态经济系统长期处于非协调状态，2000—2017年天津市海洋生态经济系统协调度由-0.068下降至-0.325，三个子系统互动关系持续恶化，内生性矛盾愈加凸显;③天津市海洋生态经济系统协调发展的障碍因素已由海洋经济、社会低度发展向海洋生态恶化转移，海洋生态问题积重难返，是天津市全球海洋中心城市建设将面临的关键阻滞;④如果延续过去的发展模式，天津市海洋生态经济系统的协调度将由2018年的-0.328缓慢上升至2025年的-0.311，仍维持在非协调状态，难以走向高质量发展道路，势必成为全球海洋中心城市建设的结构性、根源性、趋势性困境。为此，天津市亟须自源头推进陆海统筹的系统性生态治理，以科技引领转换海洋经济发展的绿色动能，凝聚海洋社会多主体的综合治理力量，全面推动形成生态经济系统协同运行的全球海洋中心城市发展新格局。
关键词 全球海洋中心城市;海洋生态经济系统;协调发展;障碍因素;预测模型;天津市
中图分类号 X22文献标识码 A文章编号 1002-2104（2021）07-0171-10DOI：10.12062/cpre.20210118
随着全国海洋开发战略的不断推进，天津市海洋经济蓬勃发展。2018年，天津市海洋生产总值高达5 028亿元，占天津市经济总量的26%。然而，海洋经济的高速发展导致其与海洋生态环境的矛盾日益激化。由于天津市地处渤海湾内部，其自身海水交换能力差，加之陆源污染入海严重，海源污染逐渐增多，导致局部区域海洋资源严重衰退，生态系统面临巨大压力和挑战 [1]。2019年，天津市委、市政府印发了《关于建立更加有效的区域协调发展新机制的实施方案》，首次提出建设全球海洋中心城市，并指出要在发展经济的同时坚持生态优先，将海洋生态环境保护与开发结合起来，实现海洋经济、社会、生态的良性循环及健康发展。因此，科学评估海洋生态经济系统协调状态及未来演变趋势，有效识别其发展面临的主要障碍，并采取相应的全方位、系统性响应措施，以实现海洋生态经济系统的协同演进，对推进天津市全球海洋中心城市建设具有重要的理论价值与现实意义，同时也是“绿水青山就是金山银山”的发展理念在海洋领域的明确体现。
目前，关于海洋生态经济系统协调发展的研究，国内外学者均给予了高度关注。国外研究较多地以蓝色海洋经济可持续发展的角度探究海洋经济与生态环境协调发展的路径。如Sarker等 [2]分析了孟加拉国蓝色经济可持续发展的潜力;Voyer等 [3]以东帝汶为例评估了政策与蓝色经济发展的一致性和协调性。Gerhardinger等 [4]为巴西蓝色经济制定了可持续发展的转型实验。国内学者的相关研究则主要侧重于海洋生态、经济、社会各子系统之间交互关系及协调度的测算，现有研究成果已经涵盖了国家 [5-9]、区域 [10-11]、省市 [12-18]等多个空间尺度。在指标选取方面，国内学者的研究主要分为两类，一是根据系统类型的不同建立指标体系，如经济-环境 [10-11，18]、经济-生态-社会 [1，13-17]、经济-科技-环境等 [9];二是根据系统之间的因果关系或作用机理建立指标体系，如压力-状态-响应等 [12，19]。在研究方法上，国内学者较多地采用协调度模型及耦合协调度模型 [14-18]，但这类模型的计算结果通常难以准确的表达海洋生态经济系统协调发展的实际情况，而关于协调度预测的定量研究就更为缺乏。为此，文章在充分认识海洋生态经济系统协调发展机理的基础上，采用改进的协调度模型测算了天津市海洋生态经济系统的协调发展状态，识别出影响系统整体协调发展的主要障碍因素，并对其未来发展趋势进行预测及评估，为推动天津市“全球海洋中心城市”建设提供决策依据。
1 海洋生态经济系统协调发展机理
海洋生态经济系统是客观存在的，由海洋经济系统、海洋生态系统和海洋社会系统三个子系统构成的复合系统，其运行过程具备一定规律性（图1）。首先，海洋经济系统是海洋生态经济系统协调发展的物质基础，虽然经济发展因资源、环境的开发利用会给生态系统带来压力，但高质量的发展模式会在减轻生态压力的同时，为生态系统修复提供必要的资金支持。其次，海洋生态系统是海洋生态经济系统协调发展的支撑载体，为经济和社会的发展提供资源保障。最后，海洋社会系统是海洋生态经济系统协调发展的根本动力，一方面，人口的增长会为经济发展提供更多的人力资本，同时也会加剧对资源、环境的消耗;另一方面，随着社会的发展，人类对良好生态环境的追求促使其提高经济发展的质量和效率，改善生态环境状况，以实现海洋生态经济系统的健康、协调发展。
综上所述，海洋经济子系统、社会子系统的发展与海洋生态子系统之间存在着彼此依赖、交互影响的共生关系。但在不同的经济社会发展阶段，各子系统之间的作用关系不同。具体来说，在社会发展初期，由于生产力水平较低，人类对海洋的开发利用有限，海洋经济、社会子系统与海洋生态子系统仅存在较为简单的物质、能量和信息交换，并无明显的矛盾，各子系统间的相互影响较小;但随着人口的急剧增加和社会生产力的快速提高，对海洋资源与环境的开发利用程度日益加深，“高生产、高消费、高能耗、高污染”的开发模式使得海洋生态环境遭到严重破坏，经济社会发展与海洋生态之间矛盾愈加激烈，相互间的非协调发展关系开始显现;随着社会的快速进步，我国海洋经济已进入蓬勃发展时期，导致这一矛盾关系愈加严重，海洋生态环境问题日益增多。这一现象促使人们开始思考如何在保持海洋经济稳步增长、社会不断向前发展的同时，实现海洋生态环境的健康、良性循环。而关于这一问题思考的理论基础是对海洋生态经济系统的协调状态的清晰界定。根据协同学理论及可持续发展理论的基本思想，海洋生态经济系统协调发展的基本特征是健康的海洋生态系统、高效的海洋经济系统和稳定的海洋社会系统 [19]。由此，文章提出只有在海洋生态经济系统中任一子系統的发展与进步均不以牺牲其他子系统为代价的情况下，即判定海洋生态经济系统整体处于协调、可持续的发展状态。 2 研究方法
2.1 海洋生态经济系统发展评价模型
2.1.1 指标体系及权重
海洋生态经济系统包含海洋经济、生态、社会三个子系统，所涉及的影响因素繁多，采用单一指标无法真实反映各子系统之间及各系统内部要素之间的相互作用关系。因此，文章在借鉴以往研究成果的基础上 [20-24]，以海洋生态经济系统协调性判定的理论基础为依据，遵循层次合理性、系统性、可对比性、资料的可获得性等原则，从总体层、系统层、要素层、指标层4个递阶层次构建海洋生态经济系统发展水平评价指标体系（表1）。具体来说，首先就海洋经济子系统而言，主要从海洋经济规模、效率、活力、潜力等方面选取指标加以衡量;其次，依据压力-状态-响应（Pressure-State-Response， PSR）模型选取相应指标对海洋生态子系统发展水平进行测度;最后，从社会人口、生活质量、科研水平等角度选取相应指标对海洋社会子系统发展状态进行量化分析。由于自2018年国家海洋局并入自然资源部后，《中国海洋统计年鉴》尚未予以更新，因此相关指标数据来源于2001年至2018年的《中国统计年鉴》《中国海洋统计年鉴》《中国环境统计年鉴》及《天津市海洋环境状况公报》等。
按照各评价指标对系统整体的作用方向，将28个基础指标划分为正向与负向指标两类。为尽可能地反映实际情况，消除各原始指标的量纲差异，这里采用极差法对原始指标进行标准化处理：
x ′ij=xij-x minix maxi-x mini，正向指标
x maxi-xijx maxi-x mini，负向指标
其中， xij为指标实际值，x ′ij为指标的评定值，x maxi，x mini分别为第i个指标的最大值和最小值。本文运用熵值法计算得到各系统层和基础指标层权重，结果见表1。
2.1.2 综合评价模型
运用加权法构建综合评价模型得到海洋生态经济系统发展水平综合评价指数。公式为：
el=∑pm=1νm[∑ni=1wix ′i，j]，i=1，2， …n，m=1，2， …p，
E=∑3l=1ulel，l=1，2，3
式中， E为海洋生态经济系统发展水平综合评价指数;el为海洋生态经济各子系统发展水平评价指数;x ′ij为第i项基础指标第j年的评定值;wi为第i项基础指标的权重;wm为第m系统层的权重;ul为第l子系统的权重;p、n分别为系统层数、 各系统层中基础指标数。
2.2 海洋生态经济系统协调度判定模型
综合评价模型可以在较大程度上反映海洋生态经济系统的发展状态，但无法清晰展现系统整体的协调发展程度。为此，考虑系统内部各子系统的变化方向及速率，基于系统整体协调性的相关判定标准，构建海洋生态经济系统协调度测算模型，包括以下几个步骤：
第一步，判断系统的协调性质，即海洋生态经济系统是否处于协调状态。具体方法为：以 t0 为时间基点， 在t0至t1时期内，若海洋生态经济系统中各子系统变化率存在一个或一个以上值为负数，即系统中存在子系统发展水平与基期（t0）相比有所下降，则判断系统处于非协调状态。当且仅当各子系统增长斜率均为正数时，整个系统处于协调状态。
第二步，判断系统协调程度，即海洋生态经济系统协调或失调的程度。计算公式为：
D= 13|k1·k2·k3|，k1=c1-c0t1-t0，
k2=b1-b0t1-t0，k3=a1-a0t1-t0
D为海洋生态经济系统协调程度，k1，k2，k3分别为海洋经济、社会、生态各子系统的变化斜率，a0，b0，c0分别为海洋生态、社会、经济子系统在基期的发展水平，a1，b1，c1分别为海洋生态、社会、经济子系统在t1时期的发展水平（图2） 。
此协调度测算模型的构建设想是以对海洋生态经济系统协调状态的界定为基础的，文章认为只有在海洋生态经济系统中任一子系统的发展与进步均不以牺牲其他子系统为代价的情况下，才能判定海洋生态经济系统整体处于协调状态。而系统协调程度的计算则是以各子系统发展速率为基础的，若各子系统的变化速率均为正值，则 D 值越大，表明系统协调程度越大，反之则越小;若各子系统的变化速率存在负值， D 值越大，则表明系统失调程度越大，反之则越小。相比于以往的研究，该方法有效地避免了因基于系统评价值计算而导致的协调度与发展水平密切关联的问题，即系统中某一子系统发展水平较高带动系统整体协调度值也较高，而这通常与客观的发展实际并不相符。基于此，文章尝试从各子系统变化差异的角度揭示系统整体协调性的演进过程，以准确地阐释现阶段海洋生态经济系统协调状态。
2.3 海洋生态经济系统协调发展障碍度模型
引入障碍度模型，探寻影响天津市海洋生态经济系统协调性变化的主要因素，为天津市海洋生态经济系统的协调发展提供决策依据。具体计算公式为：
Oj=Uijwj/∑nj=1（Uijwj）
其中 ，Oj为第j项指标对协调度的障碍程度，数值越大说明该指标对协调度的阻碍越大，反之则越小;wj为第j项指标的权重;Uij为各指标与协调度发展目标的差距，且有Uij=1-vij，vij为指标标准化后的值;进而可以根据Sj=∑nj=1Oj 计算各系统层对协调度的障碍程度。
2.4 海洋生态经济系统协调发展预测模型
2.4.1 指数平滑法
指数平滑法通过对过去的数据进行赋权预测未来数
据变化，时间越近，观测值的权重越大。常用的指数平滑法包括：一次指数平滑法、Holt’s Linear Trend、Damped Trend等。由于天津市2001—2017年海洋生态经济系统的协调度总体呈下降态势（表2），但在2012年后有企稳的趋势，同时，该時间序列数据仅具有趋势性，不具有季节性，因此选取Damped Trend模型进行预测，其计算公式为： t+h|t=it+（+ 2+…+ h）bt
it=αyt+（1-α）（it-1+bt-1）
bt=β（it-it-1）+（1-β）bt-1
其中， t+h|t为t+h期指数平滑模型的预测值，it为t期数据的等级估计，bt为t期数据的趋势估计。为阻尼系数，且0<<1。α为等级的平滑系数，且0<α<1。β为趋势的平滑系数，且0<β<1。
2.4.2 BP神经网络
BP（Back Propagation）神经网络是一种多层前馈网络，可以较好地拟合自变量和因变量之间的非线性关系 [25]。其由输入层、隐含层、输出层组成，每一层由若干神经元构成，各层之间的神经元全连接且层内神经元之间无连接。输入信息经计算达到输出层，计算与期望输出的误差后，通过梯度下降法修正各连接的权值和阈值，缩小均方误差值以达到期望目标。假设神经网络有 n个输入神经元、m个输出神经元和p个隐层神经元，则神经元的输入为：x ji=σ（∑ni=1wijxi+bj），j=1，2，…， p;输出层输出为yk=∑pj=1wikxj+bk，k=1，2，…， m;激活函数采用tansig函数，即σ（x）=21+e -2x-1。
2.4.3 指数平滑-BP神经网络组合预测
现有预测研究大多采用单一模型，预测结果难免存在较大误差。文章在借鉴相关研究成果的基础上 [25-26]，通过分步预测，将指数平滑法与BP神经网络模型有机结合起来。其中，指数平滑法可以根据时间序列数据的特征较好地拟合数据的线性趋势，而BP神经网络可以拟合数据的非线性关系，将两者结合可以有效弥补各自方法上的缺陷，实现对数据更精准地预测。具体而言，首先，根据指标趋势的不同，采用指数平滑法中的Holt’s Linear Trend，Damped Trend等方法对指标进行拟合及预测;然后，将历史数据输入BP神经网络对其进行训练;最后，将指标的预测值输入训练好的神经网络模型中，计算得到2018—2025年天津市海洋生态经济系统协调度的预测值。
3 天津市海洋生态经济系统协调发展评价与预测
3.1 天津市海洋生态经济系统发展水平评价
由图3可知，天津市海洋生态经济系统发展指数总体呈显著上升态势，由2000年的0.259上升至2017年的0.793，表明天津市海洋生态经济系统发展水平不断提高，并呈现出良好的发展势头。具体到各系统层面，天津市海洋经济子系统与海洋社会子系统基本保持稳步上升，但在2000年至2009年间，天津市海洋经济子系统与社会子系统处于较低水平，而在2010年至2017年间，呈现显著的同步增长，表明进入“十一五”规划期以来，天津市海洋事业进入快速发展阶段，各类海洋产业蓬勃发展，成为带动天津市经济社会发展的新增长点。与此同时，天津市海洋生态子系统指数显著下降，先由2000年的0.632下降至2012年的0.326，之后又缓慢回升至2017年的0.389，与海洋经济与社会发展态势相悖。
进入21世纪，天津市海洋事业发展刚起步，发展速度相对较慢，海洋资源的开发利用水平较低，对海洋生态环境造成的破坏尚不明显。但随着海洋开发战略的不断推进，海洋发展的重心聚焦于经济发展，对海洋生态环境重要性认识不够，出台的环境政策较少且落实不到位，加之天津地处渤海沿岸，海洋环境相对封闭且自净能力较弱，使得其海洋生态状况严重下滑，尤其是近岸海域，生态压力持续增大，环境问题日趋严重，海洋经济社会发展与生态环境恶化的矛盾日益突出。在党的十八大上，党中央提出生态文明建设的重大战略举措，天津市也认识到海洋生态问题的严峻性，不断调整海洋开发策略，使得海洋生态子系统在2012年至2017年间略有回升，但不能因此认定天津市海洋生态状态就此好转，天津市海洋经济社会与生态环境发展仍呈现背离趋势，差距不断扩大，经济社会发展需求的无限性与资源环境供给的有限性的矛盾日渐加剧，海洋生态问题积重难返。
3.2 天津市海洋生态经济系统协调发展状态测评
通过构建协调度判定模型，计算得到2001—2017年天津市海洋生态经济系统协调发展状态，见表2。2001—2017年期间，天津市海洋生态经济系统协调度均为负值，表明天津市海洋生态经济系统已存在长期的不协调问题，过去海洋经济社会的高速发展是以牺牲生态环境为代价。同时，天津市海洋生态经济系统协调度总体呈下降趋势，且下降幅度明显，由2001年的-0.068下降至2017年的-0.325。
具体而言，下降过程大致可以分为三个阶段，第一阶段为2001年至2005年，天津市海洋生态经济系统协调度相对较高且基本保持平稳，原因在于，这一阶段天津市海洋经济子系统与社会子系统的发展尚处于起步阶段，其资源开发和污染行为尚未对海洋生态系统产生較大破坏，加之海洋生态系统反馈机制的滞后性，使得非协调状态尚不明显;第二阶段为2006至2012年间，天津市海洋生态经济系统协调程度出现明显下降，并表现为在较低水平不断“震荡”的变化态势，主要源于2006年，天津市滨海新区被纳入国家发展战略，成为国家重点支持开发开放的国家级新区，天津市海洋经济社会进入跨越式发展阶段，经济规模迅速扩张，与生态环境之间的矛盾开始显现并逐渐升级，海洋生态环境质量明显下滑，使得海洋生态经济系统整体协调性迅速下降至较低水平，而天津市海洋经济社会发展虽势头迅猛，但尚未进入成熟阶段，协调性由此呈现震荡的不稳定波动;第三阶段为2013年至2017年，天津市海洋生态经济系统协调性出现缓慢回升，缘于“十二五”规划提出绿色发展的要求后，国家对海洋生态环境保护的重视程度不断提高，天津市在调整海洋产业结构、转变海洋经济增长方式、加强海洋生态保护及污染治理等方面的工作初见成效，海洋生态系统退化趋势有所缓和，然而海洋生态经济系统的协调度仍为负数，表明天津市海洋生态经济系统协调发展的实现具有艰巨性和长期性。 3.3 天津市海洋生态经济系统协调发展障碍因素识别
通过构建障碍度模型，计算得到2000—2017年间天津市海洋生态经济系统协调度排在前5位的主要障碍因素及其障碍度，见表3。结果表明，天津市海洋生态经济系统协调发展的主要障碍因素在时间序列上存在明显变化，其中，2000—2008年的主要障碍因素包括 X21、X8、X7、X26和X3 等，说明此阶段教育支出较小、外资吸引力弱、固定资产投入较少、科技水平偏低、资源开发效率不足是阻碍天津市海洋生态经济系统协调发展的主要因素。而随着天津市海洋事业的快速推进及经济社会的高速发展，这些障碍因素的阻力逐渐下降。2009—2017年的主要障碍因素演变为单位面积工业固体废弃物产生量 （X14）、海洋生物多样性（X10）、单位面积工业废水排放量（X15） 等，此时，陆源污染排放强度上升使得海洋生态子系统愈发恶化，与经济社会子系统的高速发展相背离，导致海洋生态经济系统愈加不协调，可以得知，天津市海洋生态经济系统的主要障碍逐渐由经济、社会低度发展转向海洋生态严重退化。從障碍度的变化趋势来看，2000—2008年间，前5位的障碍因素的障碍度数值差距较小，而2009—2017年显著扩大，集中表现为工业污染废弃物的不断增多和生物多样性的急剧下降，说明天津市虽然已具备建设全球海洋中心城市的基本条件，但也面临着经30多年发展遗留下来的复杂资源、环境、生态问题，重复了新加坡、汉堡、鹿特丹等发达国家海洋中心城市同样的发展窠臼。因此，天津市有必要汲取世界级海洋中心城市高速经济发展以致生态环境破坏的惨痛教训，学习其循环经济与绿色转型的成功经验，创造弯道超车的机遇，探索出一条集约高效、生态友好、健康持续的新路径。
3.4 天津市海洋生态经济系统协调发展预测分析
3.4.1 模型精度检验
为了更直观地比较模型的预测性能，本文采用简单交叉验证，即将数据按照时间顺序分别提取前70%的数据作为训练集，后30%的数据作为测试集。同时采用以下3个指标检验预测模型的拟合度，分别为平均绝对百分比误差（MAPE）、平均绝对误差（MAE）和均方误差（MSE）。检验结果表明（表4），指数平滑-BP神经网络预测模型的各项评估指标均为最小，说明其预测精度较高，据此，可以依据该模型进行相关预测。
3.4.2 预测结果分析
根据构建的指数平滑-BP神经网络预测模型计算得到2018—2025年天津市海洋生态经济系统的协调度预测结果，图4反映了系统协调度的实际值与预测值的变化轨迹。从预测结果看，2018年至2025年间，天津市海洋生态经济系统协调度呈现出缓慢回升的趋势，将由2018年的-0.328上升至2025年的-0.311，表明随着海洋生态文明建设及环境保护工作的全面推进，天津市海洋经济、社会子系统的发展与生态子系统间的矛盾将略有缓解。但须注意的是，海洋生态经济系统协调度的回升速度较慢，且呈现出逐渐放缓的趋势，导致2025年的协调度水平仍然较低且为负数，海洋经济社会发展与生态环境的矛盾冲突依然存在。综上，为满足天津市全球海洋中心城市的建设需要，加快海洋经济-生态-社会向高质量协调方向转变，亟需补足海洋生态短板，从经济发展的根源解决海洋生态问题。一方面，继续加大海洋生态整治力度，强化海洋生态修复水平，增强海洋生态治理的社会投入;另一方面，仍需全面转变海洋经济增长方式，提高海洋科技贡献度，创新海洋产业绿色化发展动能，以实现海洋经济-生态-社会系统的良性循环与动态平衡。
4 结论与讨论
天津市位于京津冀重工业区，处于渤海湾底部、海河流域最下游，承担了上游70%以上的污染物入海通量，加上自身工业污染严重，一直是国家渤海综合治理攻坚战的重点区域。文章通过分析天津市海洋生态经济系统协调发展状态、障碍因素及演变趋势，得到以下几点结论：①尽管国家加大整治力度，但天津市海洋经济社会在迅猛发展的同时，海洋生态环境质量依然严重下滑，陆源污染仍十分严峻，已成为亟待集中全社会力量下大力气、重点解决的“卡脖子”问题。②天津市海洋生态经济系统协调度总体呈下降态势，虽预计在未来短期有所回升，但距离理想协调状态仍有较大差距，且恢复速度相对缓慢。全球海洋中心城市建设要求天津市成为海洋航运服务中心、海洋产业集聚中心、海洋科技教育中心、海洋文化交流中心，而非协调的海洋生态经济系统无法支撑天津实现上述需求，为了扫除海洋生态经济系统非协调发展的障碍，筑牢下一阶段建设的基础，根据对前文海洋生态经济协调度及障碍度分析，围绕海洋生态这一短板提出以下对策建议：
首先，陆海统筹联动，共同遏制海洋生态恶化。天津市建设全球海洋中心城市对渤海资源与环境的刚性需求会持续上升，低端工业向高端制造业和服务业转型并不意味着对渤海生态的影响会减少，经济体量扩容反而会有更多固体废物、废水依赖渤海容纳、处理，京津冀地区人口的进一步集聚、生活质量的不断提升也会带来更大的渤海生态引致压力。前面测评也进一步证实，天津市的海洋生态问题主要来自陆域排污，鉴于渤海湾的极度脆弱和不易恢复性，迫切需要将海洋生态末端治理转变为以陆域首段为重点的全过程治理，大力推进陆海统筹治理、河海联动治理，从海河流域上游（即河北、山西、山东、河南、内蒙古、北京）入手，综合采用物理去除、植物去除、化学修复、微生物修复等多种技术手段，降低固体废弃物、废水带来的危害，加快推进海河全流域的山水林田湖草海一体化生态修复工程，有序开展上游省市陆域和天津海域的综合整治，全面建设陆海共荣的环渤海生态圈。
其次，打造科技引擎，创新海洋经济绿色动能。天津市一方面需积极探索天津港主体港区、南港工业区、临港经济区、综合保税区、自贸试验区、滨海旅游区等重点经济区域的循环经济改造，确立全新的绿色生产模式，加速提升原有港航、油矿、旅游等海洋产业生态创新水平，以科技引领建造生态化海洋高端工程装备制造国家级产业发展基地;另一方面亟须将地质勘探技术、化工技术、生物技术等新技术、航空航天、遥感遥测、仿生模拟、人工智能、通信卫星等高科技手段综合应用于海洋资源开发和生态治理领域，助推海洋生物医药、海水综合利用、海洋能源等新兴绿色产业，形成更多生态化海洋高新技术产业集群，自源头转换海洋经济生态系统演进新动能。 第三，融汇多方主体，培育海洋社会治理力量。向社会各界披露海洋生态、经济、社会三个系统发展状态的详细信息，在凝聚共识的基础上，鼓励天津市涉海企业、海洋科研机构、社会组织、媒体、公众等多元主体成为海洋生态经济系统协调发展的实际支持者、行动者和监督者，与政府部门一同构成层次清晰、分工合理、运转有效的协同治理新体系，全面运用各方主体具备的法律、行政、市场、技术、文化、信息等手段，多管齐下，在海洋生态红线、滨海湿地总量管控等制度约束下，通过民主决策协商机制、信息技术共享机制、长效利益协调机制、参与执行激励机制的构建，促进形成海洋生态经济系统多方自主治理的社会力量，共同推进“全球海洋中心城市”建设过程中海洋生态高效治理、海洋经济有序发展和海洋社会转型进步。
第四，多规合一改革，全面助力海洋协同治理。围绕《关于建立更加有效的区域协调发展新机制的实施方案》，统筹《天津市海洋主体功能区规划》《天津海洋经济和海洋事业发展十四五规划》《天津市海洋经济科学发展示范区规划》《天津市建设海洋强市行动计划》及相关的《天津市国土空间规划》《天津市“十四五”生态环境保护规划》等，促使各项规划计划同步将海洋经济社会发展和海洋生态状态作为重要考评指标，建立统一的目标验收体系，确保未来天津市海洋经济社会发展格局与海洋生态治理工作步调一致，尤其是保障落实海洋生态治理重点区域、重大项目，在海洋资源环境承载力内布局海洋经济、社会建设新项目，严格施行海洋生态损害评估，通过强化对海洋生态系统的补偿、修复和维持，形成联防联控联建、全要素协同运行的全球海洋中心城市发展新格局。
由于全球海洋中心城市建设是海洋领域的新课题，相关研究较少且不深入，文章从海洋生态经济系统协调发展视角入手，对全球海洋中心城市建设的基础性保障进行探讨，未来可继续加强经济发展模式革新、国内外区域差异比较、重点建设领域筹划、政策效果反馈等多维度研究，为落实全球海洋中心城市建设全面探索有益路径。
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关键词 全球海洋中心城市;海洋生态经济系统;协调发展;障碍因素;预测模型;天津市
中图分类号 X22文献标识码 A文章编号 1002-2104（2021）07-0171-10DOI：10.12062/cpre.20210118
随着全国海洋开发战略的不断推进，天津市海洋经济蓬勃发展。2018年，天津市海洋生产总值高达5 028亿元，占天津市经济总量的26%。然而，海洋经济的高速发展导致其与海洋生态环境的矛盾日益激化。由于天津市地处渤海湾内部，其自身海水交换能力差，加之陆源污染入海严重，海源污染逐渐增多，导致局部区域海洋资源严重衰退，生态系统面临巨大压力和挑战 [1]。2019年，天津市委、市政府印发了《关于建立更加有效的区域协调发展新机制的实施方案》，首次提出建设全球海洋中心城市，并指出要在发展经济的同时坚持生态优先，将海洋生态环境保护与开发结合起来，实现海洋经济、社会、生态的良性循环及健康发展。因此，科学评估海洋生态经济系统协调状态及未来演变趋势，有效识别其发展面临的主要障碍，并采取相应的全方位、系统性响应措施，以实现海洋生态经济系统的协同演进，对推进天津市全球海洋中心城市建设具有重要的理论价值与现实意义，同时也是“绿水青山就是金山银山”的发展理念在海洋领域的明确体现。
目前，关于海洋生态经济系统协调发展的研究，国内外学者均给予了高度关注。国外研究较多地以蓝色海洋经济可持续发展的角度探究海洋经济与生态环境协调发展的路径。如Sarker等 [2]分析了孟加拉国蓝色经济可持续发展的潜力;Voyer等 [3]以东帝汶为例评估了政策与蓝色经济发展的一致性和协调性。Gerhardinger等 [4]为巴西蓝色经济制定了可持续发展的转型实验。国内学者的相关研究则主要侧重于海洋生态、经济、社会各子系统之间交互关系及协调度的测算，现有研究成果已经涵盖了国家 [5-9]、区域 [10-11]、省市 [12-18]等多个空间尺度。在指标选取方面，国内学者的研究主要分为两类，一是根据系统类型的不同建立指标体系，如经济-环境 [10-11，18]、经济-生态-社会 [1，13-17]、经济-科技-环境等 [9];二是根据系统之间的因果关系或作用机理建立指标体系，如压力-状态-响应等 [12，19]。在研究方法上，国内学者较多地采用协调度模型及耦合协调度模型 [14-18]，但这类模型的计算结果通常难以准确的表达海洋生态经济系统协调发展的实际情况，而关于协调度预测的定量研究就更为缺乏。为此，文章在充分认识海洋生态经济系统协调发展机理的基础上，采用改进的协调度模型测算了天津市海洋生态经济系统的协调发展状态，识别出影响系统整体协调发展的主要障碍因素，并对其未来发展趋势进行预测及评估，为推动天津市“全球海洋中心城市”建设提供决策依据。
1 海洋生态经济系统协调发展机理
海洋生态经济系统是客观存在的，由海洋经济系统、海洋生态系统和海洋社会系统三个子系统构成的复合系统，其运行过程具备一定规律性（图1）。首先，海洋经济系统是海洋生态经济系统协调发展的物质基础，虽然经济发展因资源、环境的开发利用会给生态系统带来压力，但高质量的发展模式会在减轻生态压力的同时，为生态系统修复提供必要的资金支持。其次，海洋生态系统是海洋生态经济系统协调发展的支撑载体，为经济和社会的发展提供资源保障。最后，海洋社会系统是海洋生态经济系统协调发展的根本动力，一方面，人口的增长会为经济发展提供更多的人力资本，同时也会加剧对资源、环境的消耗;另一方面，随着社会的发展，人类对良好生态环境的追求促使其提高经济发展的质量和效率，改善生态环境状况，以实现海洋生态经济系统的健康、协调发展。
综上所述，海洋经济子系统、社会子系统的发展与海洋生态子系统之间存在着彼此依赖、交互影响的共生关系。但在不同的经济社会发展阶段，各子系统之间的作用关系不同。具体来说，在社会发展初期，由于生产力水平较低，人类对海洋的开发利用有限，海洋经济、社会子系统与海洋生态子系统仅存在较为简单的物质、能量和信息交换，并无明显的矛盾，各子系统间的相互影响较小;但随着人口的急剧增加和社会生产力的快速提高，对海洋资源与环境的开发利用程度日益加深，“高生产、高消费、高能耗、高污染”的开发模式使得海洋生态环境遭到严重破坏，经济社会发展与海洋生态之间矛盾愈加激烈，相互间的非协调发展关系开始显现;随着社会的快速进步，我国海洋经济已进入蓬勃发展时期，导致这一矛盾关系愈加严重，海洋生态环境问题日益增多。这一现象促使人们开始思考如何在保持海洋经济稳步增长、社会不断向前发展的同时，实现海洋生态环境的健康、良性循环。而关于这一问题思考的理论基础是对海洋生态经济系统的协调状态的清晰界定。根据协同学理论及可持续发展理论的基本思想，海洋生态经济系统协调发展的基本特征是健康的海洋生态系统、高效的海洋经济系统和稳定的海洋社会系统 [19]。由此，文章提出只有在海洋生态经济系统中任一子系統的发展与进步均不以牺牲其他子系统为代价的情况下，即判定海洋生态经济系统整体处于协调、可持续的发展状态。 2 研究方法
2.1 海洋生态经济系统发展评价模型
2.1.1 指标体系及权重
海洋生态经济系统包含海洋经济、生态、社会三个子系统，所涉及的影响因素繁多，采用单一指标无法真实反映各子系统之间及各系统内部要素之间的相互作用关系。因此，文章在借鉴以往研究成果的基础上 [20-24]，以海洋生态经济系统协调性判定的理论基础为依据，遵循层次合理性、系统性、可对比性、资料的可获得性等原则，从总体层、系统层、要素层、指标层4个递阶层次构建海洋生态经济系统发展水平评价指标体系（表1）。具体来说，首先就海洋经济子系统而言，主要从海洋经济规模、效率、活力、潜力等方面选取指标加以衡量;其次，依据压力-状态-响应（Pressure-State-Response， PSR）模型选取相应指标对海洋生态子系统发展水平进行测度;最后，从社会人口、生活质量、科研水平等角度选取相应指标对海洋社会子系统发展状态进行量化分析。由于自2018年国家海洋局并入自然资源部后，《中国海洋统计年鉴》尚未予以更新，因此相关指标数据来源于2001年至2018年的《中国统计年鉴》《中国海洋统计年鉴》《中国环境统计年鉴》及《天津市海洋环境状况公报》等。
按照各评价指标对系统整体的作用方向，将28个基础指标划分为正向与负向指标两类。为尽可能地反映实际情况，消除各原始指标的量纲差异，这里采用极差法对原始指标进行标准化处理：
x ′ij=xij-x minix maxi-x mini，正向指标
x maxi-xijx maxi-x mini，负向指标
其中， xij为指标实际值，x ′ij为指标的评定值，x maxi，x mini分别为第i个指标的最大值和最小值。本文运用熵值法计算得到各系统层和基础指标层权重，结果见表1。
2.1.2 综合评价模型
运用加权法构建综合评价模型得到海洋生态经济系统发展水平综合评价指数。公式为：
el=∑pm=1νm[∑ni=1wix ′i，j]，i=1，2， …n，m=1，2， …p，
E=∑3l=1ulel，l=1，2，3
式中， E为海洋生态经济系统发展水平综合评价指数;el为海洋生态经济各子系统发展水平评价指数;x ′ij为第i项基础指标第j年的评定值;wi为第i项基础指标的权重;wm为第m系统层的权重;ul为第l子系统的权重;p、n分别为系统层数、 各系统层中基础指标数。
2.2 海洋生态经济系统协调度判定模型
综合评价模型可以在较大程度上反映海洋生态经济系统的发展状态，但无法清晰展现系统整体的协调发展程度。为此，考虑系统内部各子系统的变化方向及速率，基于系统整体协调性的相关判定标准，构建海洋生态经济系统协调度测算模型，包括以下几个步骤：
第一步，判断系统的协调性质，即海洋生态经济系统是否处于协调状态。具体方法为：以 t0 为时间基点， 在t0至t1时期内，若海洋生态经济系统中各子系统变化率存在一个或一个以上值为负数，即系统中存在子系统发展水平与基期（t0）相比有所下降，则判断系统处于非协调状态。当且仅当各子系统增长斜率均为正数时，整个系统处于协调状态。
第二步，判断系统协调程度，即海洋生态经济系统协调或失调的程度。计算公式为：
D= 13|k1·k2·k3|，k1=c1-c0t1-t0，
k2=b1-b0t1-t0，k3=a1-a0t1-t0
D为海洋生态经济系统协调程度，k1，k2，k3分别为海洋经济、社会、生态各子系统的变化斜率，a0，b0，c0分别为海洋生态、社会、经济子系统在基期的发展水平，a1，b1，c1分别为海洋生态、社会、经济子系统在t1时期的发展水平（图2） 。
此协调度测算模型的构建设想是以对海洋生态经济系统协调状态的界定为基础的，文章认为只有在海洋生态经济系统中任一子系统的发展与进步均不以牺牲其他子系统为代价的情况下，才能判定海洋生态经济系统整体处于协调状态。而系统协调程度的计算则是以各子系统发展速率为基础的，若各子系统的变化速率均为正值，则 D 值越大，表明系统协调程度越大，反之则越小;若各子系统的变化速率存在负值， D 值越大，则表明系统失调程度越大，反之则越小。相比于以往的研究，该方法有效地避免了因基于系统评价值计算而导致的协调度与发展水平密切关联的问题，即系统中某一子系统发展水平较高带动系统整体协调度值也较高，而这通常与客观的发展实际并不相符。基于此，文章尝试从各子系统变化差异的角度揭示系统整体协调性的演进过程，以准确地阐释现阶段海洋生态经济系统协调状态。
2.3 海洋生态经济系统协调发展障碍度模型
引入障碍度模型，探寻影响天津市海洋生态经济系统协调性变化的主要因素，为天津市海洋生态经济系统的协调发展提供决策依据。具体计算公式为：
Oj=Uijwj/∑nj=1（Uijwj）
其中 ，Oj为第j项指标对协调度的障碍程度，数值越大说明该指标对协调度的阻碍越大，反之则越小;wj为第j项指标的权重;Uij为各指标与协调度发展目标的差距，且有Uij=1-vij，vij为指标标准化后的值;进而可以根据Sj=∑nj=1Oj 计算各系统层对协调度的障碍程度。
2.4 海洋生态经济系统协调发展预测模型
2.4.1 指数平滑法
指数平滑法通过对过去的数据进行赋权预测未来数
据变化，时间越近，观测值的权重越大。常用的指数平滑法包括：一次指数平滑法、Holt’s Linear Trend、Damped Trend等。由于天津市2001—2017年海洋生态经济系统的协调度总体呈下降态势（表2），但在2012年后有企稳的趋势，同时，该時间序列数据仅具有趋势性，不具有季节性，因此选取Damped Trend模型进行预测，其计算公式为： t+h|t=it+（+ 2+…+ h）bt
it=αyt+（1-α）（it-1+bt-1）
bt=β（it-it-1）+（1-β）bt-1
其中， t+h|t为t+h期指数平滑模型的预测值，it为t期数据的等级估计，bt为t期数据的趋势估计。为阻尼系数，且0<<1。α为等级的平滑系数，且0<α<1。β为趋势的平滑系数，且0<β<1。
2.4.2 BP神经网络
BP（Back Propagation）神经网络是一种多层前馈网络，可以较好地拟合自变量和因变量之间的非线性关系 [25]。其由输入层、隐含层、输出层组成，每一层由若干神经元构成，各层之间的神经元全连接且层内神经元之间无连接。输入信息经计算达到输出层，计算与期望输出的误差后，通过梯度下降法修正各连接的权值和阈值，缩小均方误差值以达到期望目标。假设神经网络有 n个输入神经元、m个输出神经元和p个隐层神经元，则神经元的输入为：x ji=σ（∑ni=1wijxi+bj），j=1，2，…， p;输出层输出为yk=∑pj=1wikxj+bk，k=1，2，…， m;激活函数采用tansig函数，即σ（x）=21+e -2x-1。
2.4.3 指数平滑-BP神经网络组合预测
现有预测研究大多采用单一模型，预测结果难免存在较大误差。文章在借鉴相关研究成果的基础上 [25-26]，通过分步预测，将指数平滑法与BP神经网络模型有机结合起来。其中，指数平滑法可以根据时间序列数据的特征较好地拟合数据的线性趋势，而BP神经网络可以拟合数据的非线性关系，将两者结合可以有效弥补各自方法上的缺陷，实现对数据更精准地预测。具体而言，首先，根据指标趋势的不同，采用指数平滑法中的Holt’s Linear Trend，Damped Trend等方法对指标进行拟合及预测;然后，将历史数据输入BP神经网络对其进行训练;最后，将指标的预测值输入训练好的神经网络模型中，计算得到2018—2025年天津市海洋生态经济系统协调度的预测值。
3 天津市海洋生态经济系统协调发展评价与预测
3.1 天津市海洋生态经济系统发展水平评价
由图3可知，天津市海洋生态经济系统发展指数总体呈显著上升态势，由2000年的0.259上升至2017年的0.793，表明天津市海洋生态经济系统发展水平不断提高，并呈现出良好的发展势头。具体到各系统层面，天津市海洋经济子系统与海洋社会子系统基本保持稳步上升，但在2000年至2009年间，天津市海洋经济子系统与社会子系统处于较低水平，而在2010年至2017年间，呈现显著的同步增长，表明进入“十一五”规划期以来，天津市海洋事业进入快速发展阶段，各类海洋产业蓬勃发展，成为带动天津市经济社会发展的新增长点。与此同时，天津市海洋生态子系统指数显著下降，先由2000年的0.632下降至2012年的0.326，之后又缓慢回升至2017年的0.389，与海洋经济与社会发展态势相悖。
进入21世纪，天津市海洋事业发展刚起步，发展速度相对较慢，海洋资源的开发利用水平较低，对海洋生态环境造成的破坏尚不明显。但随着海洋开发战略的不断推进，海洋发展的重心聚焦于经济发展，对海洋生态环境重要性认识不够，出台的环境政策较少且落实不到位，加之天津地处渤海沿岸，海洋环境相对封闭且自净能力较弱，使得其海洋生态状况严重下滑，尤其是近岸海域，生态压力持续增大，环境问题日趋严重，海洋经济社会发展与生态环境恶化的矛盾日益突出。在党的十八大上，党中央提出生态文明建设的重大战略举措，天津市也认识到海洋生态问题的严峻性，不断调整海洋开发策略，使得海洋生态子系统在2012年至2017年间略有回升，但不能因此认定天津市海洋生态状态就此好转，天津市海洋经济社会与生态环境发展仍呈现背离趋势，差距不断扩大，经济社会发展需求的无限性与资源环境供给的有限性的矛盾日渐加剧，海洋生态问题积重难返。
3.2 天津市海洋生态经济系统协调发展状态测评
通过构建协调度判定模型，计算得到2001—2017年天津市海洋生态经济系统协调发展状态，见表2。2001—2017年期间，天津市海洋生态经济系统协调度均为负值，表明天津市海洋生态经济系统已存在长期的不协调问题，过去海洋经济社会的高速发展是以牺牲生态环境为代价。同时，天津市海洋生态经济系统协调度总体呈下降趋势，且下降幅度明显，由2001年的-0.068下降至2017年的-0.325。
具体而言，下降过程大致可以分为三个阶段，第一阶段为2001年至2005年，天津市海洋生态经济系统协调度相对较高且基本保持平稳，原因在于，这一阶段天津市海洋经济子系统与社会子系统的发展尚处于起步阶段，其资源开发和污染行为尚未对海洋生态系统产生較大破坏，加之海洋生态系统反馈机制的滞后性，使得非协调状态尚不明显;第二阶段为2006至2012年间，天津市海洋生态经济系统协调程度出现明显下降，并表现为在较低水平不断“震荡”的变化态势，主要源于2006年，天津市滨海新区被纳入国家发展战略，成为国家重点支持开发开放的国家级新区，天津市海洋经济社会进入跨越式发展阶段，经济规模迅速扩张，与生态环境之间的矛盾开始显现并逐渐升级，海洋生态环境质量明显下滑，使得海洋生态经济系统整体协调性迅速下降至较低水平，而天津市海洋经济社会发展虽势头迅猛，但尚未进入成熟阶段，协调性由此呈现震荡的不稳定波动;第三阶段为2013年至2017年，天津市海洋生态经济系统协调性出现缓慢回升，缘于“十二五”规划提出绿色发展的要求后，国家对海洋生态环境保护的重视程度不断提高，天津市在调整海洋产业结构、转变海洋经济增长方式、加强海洋生态保护及污染治理等方面的工作初见成效，海洋生态系统退化趋势有所缓和，然而海洋生态经济系统的协调度仍为负数，表明天津市海洋生态经济系统协调发展的实现具有艰巨性和长期性。 3.3 天津市海洋生态经济系统协调发展障碍因素识别
通过构建障碍度模型，计算得到2000—2017年间天津市海洋生态经济系统协调度排在前5位的主要障碍因素及其障碍度，见表3。结果表明，天津市海洋生态经济系统协调发展的主要障碍因素在时间序列上存在明显变化，其中，2000—2008年的主要障碍因素包括 X21、X8、X7、X26和X3 等，说明此阶段教育支出较小、外资吸引力弱、固定资产投入较少、科技水平偏低、资源开发效率不足是阻碍天津市海洋生态经济系统协调发展的主要因素。而随着天津市海洋事业的快速推进及经济社会的高速发展，这些障碍因素的阻力逐渐下降。2009—2017年的主要障碍因素演变为单位面积工业固体废弃物产生量 （X14）、海洋生物多样性（X10）、单位面积工业废水排放量（X15） 等，此时，陆源污染排放强度上升使得海洋生态子系统愈发恶化，与经济社会子系统的高速发展相背离，导致海洋生态经济系统愈加不协调，可以得知，天津市海洋生态经济系统的主要障碍逐渐由经济、社会低度发展转向海洋生态严重退化。從障碍度的变化趋势来看，2000—2008年间，前5位的障碍因素的障碍度数值差距较小，而2009—2017年显著扩大，集中表现为工业污染废弃物的不断增多和生物多样性的急剧下降，说明天津市虽然已具备建设全球海洋中心城市的基本条件，但也面临着经30多年发展遗留下来的复杂资源、环境、生态问题，重复了新加坡、汉堡、鹿特丹等发达国家海洋中心城市同样的发展窠臼。因此，天津市有必要汲取世界级海洋中心城市高速经济发展以致生态环境破坏的惨痛教训，学习其循环经济与绿色转型的成功经验，创造弯道超车的机遇，探索出一条集约高效、生态友好、健康持续的新路径。
3.4 天津市海洋生态经济系统协调发展预测分析
3.4.1 模型精度检验
为了更直观地比较模型的预测性能，本文采用简单交叉验证，即将数据按照时间顺序分别提取前70%的数据作为训练集，后30%的数据作为测试集。同时采用以下3个指标检验预测模型的拟合度，分别为平均绝对百分比误差（MAPE）、平均绝对误差（MAE）和均方误差（MSE）。检验结果表明（表4），指数平滑-BP神经网络预测模型的各项评估指标均为最小，说明其预测精度较高，据此，可以依据该模型进行相关预测。
3.4.2 预测结果分析
根据构建的指数平滑-BP神经网络预测模型计算得到2018—2025年天津市海洋生态经济系统的协调度预测结果，图4反映了系统协调度的实际值与预测值的变化轨迹。从预测结果看，2018年至2025年间，天津市海洋生态经济系统协调度呈现出缓慢回升的趋势，将由2018年的-0.328上升至2025年的-0.311，表明随着海洋生态文明建设及环境保护工作的全面推进，天津市海洋经济、社会子系统的发展与生态子系统间的矛盾将略有缓解。但须注意的是，海洋生态经济系统协调度的回升速度较慢，且呈现出逐渐放缓的趋势，导致2025年的协调度水平仍然较低且为负数，海洋经济社会发展与生态环境的矛盾冲突依然存在。综上，为满足天津市全球海洋中心城市的建设需要，加快海洋经济-生态-社会向高质量协调方向转变，亟需补足海洋生态短板，从经济发展的根源解决海洋生态问题。一方面，继续加大海洋生态整治力度，强化海洋生态修复水平，增强海洋生态治理的社会投入;另一方面，仍需全面转变海洋经济增长方式，提高海洋科技贡献度，创新海洋产业绿色化发展动能，以实现海洋经济-生态-社会系统的良性循环与动态平衡。
4 结论与讨论
天津市位于京津冀重工业区，处于渤海湾底部、海河流域最下游，承担了上游70%以上的污染物入海通量，加上自身工业污染严重，一直是国家渤海综合治理攻坚战的重点区域。文章通过分析天津市海洋生态经济系统协调发展状态、障碍因素及演变趋势，得到以下几点结论：①尽管国家加大整治力度，但天津市海洋经济社会在迅猛发展的同时，海洋生态环境质量依然严重下滑，陆源污染仍十分严峻，已成为亟待集中全社会力量下大力气、重点解决的“卡脖子”问题。②天津市海洋生态经济系统协调度总体呈下降态势，虽预计在未来短期有所回升，但距离理想协调状态仍有较大差距，且恢复速度相对缓慢。全球海洋中心城市建设要求天津市成为海洋航运服务中心、海洋产业集聚中心、海洋科技教育中心、海洋文化交流中心，而非协调的海洋生态经济系统无法支撑天津实现上述需求，为了扫除海洋生态经济系统非协调发展的障碍，筑牢下一阶段建设的基础，根据对前文海洋生态经济协调度及障碍度分析，围绕海洋生态这一短板提出以下对策建议：
首先，陆海统筹联动，共同遏制海洋生态恶化。天津市建设全球海洋中心城市对渤海资源与环境的刚性需求会持续上升，低端工业向高端制造业和服务业转型并不意味着对渤海生态的影响会减少，经济体量扩容反而会有更多固体废物、废水依赖渤海容纳、处理，京津冀地区人口的进一步集聚、生活质量的不断提升也会带来更大的渤海生态引致压力。前面测评也进一步证实，天津市的海洋生态问题主要来自陆域排污，鉴于渤海湾的极度脆弱和不易恢复性，迫切需要将海洋生态末端治理转变为以陆域首段为重点的全过程治理，大力推进陆海统筹治理、河海联动治理，从海河流域上游（即河北、山西、山东、河南、内蒙古、北京）入手，综合采用物理去除、植物去除、化学修复、微生物修复等多种技术手段，降低固体废弃物、废水带来的危害，加快推进海河全流域的山水林田湖草海一体化生态修复工程，有序开展上游省市陆域和天津海域的综合整治，全面建设陆海共荣的环渤海生态圈。
其次，打造科技引擎，创新海洋经济绿色动能。天津市一方面需积极探索天津港主体港区、南港工业区、临港经济区、综合保税区、自贸试验区、滨海旅游区等重点经济区域的循环经济改造，确立全新的绿色生产模式，加速提升原有港航、油矿、旅游等海洋产业生态创新水平，以科技引领建造生态化海洋高端工程装备制造国家级产业发展基地;另一方面亟须将地质勘探技术、化工技术、生物技术等新技术、航空航天、遥感遥测、仿生模拟、人工智能、通信卫星等高科技手段综合应用于海洋资源开发和生态治理领域，助推海洋生物医药、海水综合利用、海洋能源等新兴绿色产业，形成更多生态化海洋高新技术产业集群，自源头转换海洋经济生态系统演进新动能。 第三，融汇多方主体，培育海洋社会治理力量。向社会各界披露海洋生态、经济、社会三个系统发展状态的详细信息，在凝聚共识的基础上，鼓励天津市涉海企业、海洋科研机构、社会组织、媒体、公众等多元主体成为海洋生态经济系统协调发展的实际支持者、行动者和监督者，与政府部门一同构成层次清晰、分工合理、运转有效的协同治理新体系，全面运用各方主体具备的法律、行政、市场、技术、文化、信息等手段，多管齐下，在海洋生态红线、滨海湿地总量管控等制度约束下，通过民主决策协商机制、信息技术共享机制、长效利益协调机制、参与执行激励机制的构建，促进形成海洋生态经济系统多方自主治理的社会力量，共同推进“全球海洋中心城市”建设过程中海洋生态高效治理、海洋经济有序发展和海洋社会转型进步。
第四，多规合一改革，全面助力海洋协同治理。围绕《关于建立更加有效的区域协调发展新机制的实施方案》，统筹《天津市海洋主体功能区规划》《天津海洋经济和海洋事业发展十四五规划》《天津市海洋经济科学发展示范区规划》《天津市建设海洋强市行动计划》及相关的《天津市国土空间规划》《天津市“十四五”生态环境保护规划》等，促使各项规划计划同步将海洋经济社会发展和海洋生态状态作为重要考评指标，建立统一的目标验收体系，确保未来天津市海洋经济社会发展格局与海洋生态治理工作步调一致，尤其是保障落实海洋生态治理重点区域、重大项目，在海洋资源环境承载力内布局海洋经济、社会建设新项目，严格施行海洋生态损害评估，通过强化对海洋生态系统的补偿、修复和维持，形成联防联控联建、全要素协同运行的全球海洋中心城市发展新格局。
由于全球海洋中心城市建设是海洋领域的新课题，相关研究较少且不深入，文章从海洋生态经济系统协调发展视角入手，对全球海洋中心城市建设的基础性保障进行探讨，未来可继续加强经济发展模式革新、国内外区域差异比较、重点建设领域筹划、政策效果反馈等多维度研究，为落实全球海洋中心城市建设全面探索有益路径。
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