吐鲁番市教育—经济—生态环境耦合协调发展分析

王颖红++孜比布拉·司马义++孙凌云++斯琴++盛永财

以吐鲁番市的三个区县为研究靶区，首先应用耦合模型分别对三个区县的教育-经济-生态环境系统进行现状评价，然后在三个系统中均取一个代表性因子，用Stella模型预测其未来20年的发展情况。结果显示：高昌区协调发展度D值从1993到2013年分别为0.112、0.230、0.320、0.368、0.480；鄯善县的协调发展度D值从1993到2013年分别为：0.044、0.23、0.348、0.392、0.434；托克逊县协调发展度D值从1993到2013年分别为0.172、0.236、0.244、0.398、0.529，可知三个区县的协调发展均呈逐年上升的趋势。从模拟预测的结果来看，第三产业产值的变化最大，其中高昌区最高。而耕地面积和学生数的变化较小或基本保持不变。

对教育-经济-生态系统的研究主要是从生态学、教育学、经济学、数学出发做的研究，分别分析了教育与生态、经济与环境以及经济与生态的关系，研究方法比较单一。而对于教育-经济-生态系统整体的研究相对较少，而且多以定性研究为主，定量的研究不多见，故选1993年到2013年的时间段的教育-经济-生态系统的相关指标，利用物理学中容量耦合协调模型，分析教育、生态环境与经济社会发展耦合协调并进行分析，然后选取教育系统的学生数，经济系统的第三产业比值，生态环境系统的耕地面积应用系统动力学对其进行模拟预测，对比三个区县各自的未来发展趋势，为吐鲁番市经济、社会、资源、环境和生态的协调发展提供科学依据。

一、研究区概况与数据来源

（一）研究区概况

吐鲁番市介于41°12′N～43°40′N，87°16′E～91°55′E

之间，辖区有高昌区，鄯善县和托克逊县。2013年末人口62.5万人，第三产业比重为23.97%，在校生数达到87222人，学校数135所。2015年国务院同意吐鲁番撤地建市，本文的研究区是指吐鲁番地区的中心城市吐鲁番市，而非现在的地级市。

（二）数据来源

选取吐鲁番市1993年，1998年，2003年，2008年，2013年5年的数据，分析三个区县教育-经济-生态环境的耦合协调关系，数据源于《吐鲁番地区统计年鉴》和吐鲁番地区国民经济和社会发展统计公报（2013年）。

二、评价指标体系与模型

（一）评价指标体系

本文选取15个指标对三个系统的指标进行评价，选取的教育系统的指标有：年教育支出、在校学生数、教职工数、初中毕业升高中比率、学龄儿童入学率；经济系统指标有：人均生产总值、工业总产值、第三产业比例、地方财政收入、社会消费品零售总额；生态环境系统指标有：年均降水量、平均相对湿度、人工造林面积、人均耕地面积公顷、年均气温。

（二）评价方法

运用系统协调度模型和系统动力学，系统协调度模型是基于变异系数法的协调度模型（式1，式2，式3）。为了更好的预测吐鲁番市教育-经济-生态系统的发展趋势，应用Stella模型对三个系统分别进行模拟预测，建立系统概念模型。

其中Wi是第i項指标的权重，Xi、Yi、Zi 是标准化后的值，n、m、h是指标数。用耦合概念模型综合评价经济，教育和生态之间的耦合程度：

c为耦合度，取值范围在[0，1]，E（x），F（y）与G（z）分别为教育，经济和生态系统的评价函数。为了更好定量化地反映三个系统的耦合协调度，构建其协调发展度评价函数：

D是协调发展度，c是耦合度，T为综合评价指数，a，b，c分别为经济，教育和生态系统的权重值，且a+b+c=1，经咨询相关专家学者后，确定教育权重a=0.35，经济权重b=0.3，生态权重c=0.35。

三、评价结果及分析

选取高昌区，鄯善县和托克逊县的教育-经济-生态环境相关指进行标综合评价，得到三个系统在各个区县的发展现状，并分析得到评价结果。选取教育系统的学生数，经济系统的第三产业比值，生态环境系统的耕地面积应用系统动力学对其进行模拟预测，对比三个区县各自的未来发展趋势。

（一）协调发展评价结果

高昌区的教育和经济的综合指数得分总体上在逐步上升，生态环境则是先升再降，协调度和协调发展度均呈增长的态势。1993年教育综合指数得分最高0.28，教育优先发展。1998年和2003年，生态环境得分最高。2008年和2013年经济发展快速，生态环境发展滞后，2008年后，教育和经济远超过生态环境。1993年高昌区三大系统是初级耦合阶段，之后几年，系统发展之间趋于稳定。1993年高昌区三个系统的耦合协调发展为严重失调，1998年为中度失调，2003年和2008年为轻度失调，2013年为濒临失调，从1993年到2013年耦合趋势逐年增加变好。

鄯善县总体发展呈上升的趋势，从1998年到2003年发展最快，即综合评价指数增长了0.224，增长速度也比较快。2003年之前，生态环境综合得分高于教育和经济，之后，生态环境得分远低于教育和经济。1998年之前，教育得分大于经济，1998年到2008年，经济得分远大于教育，2008年之后，教育得分开始高于经济。1998年之前，鄯善县的生态系统一直处于优先发展的趋势，经济发展滞后。2003年，生态环境优先发展，教育发展滞后。2008年和2013年教育和经济发展，生态发展滞后。1993年鄯善县的耦合处于初级耦合时期，1993年之后一直处于拮抗期，各个系统发展相对稳定，但是处于低级协调发展阶段。鄯善县的协调发展度1993年为极度失调，1998年为中度失调，2003年和2008年为轻度失调，2013年为濒临失调。

托克逊县系统协调发展呈上升的趋势。综合协调发展程度逐年提高，综合得分最低的是0.138，2013年综合得分最高为0.847，近年来，三个系统的发展度逐步提高，综合发展趋势良好。1993年教育得分最高0.3，教育系统发展优于其它系统。1998年生态系统得分最高为0.559，优先发展，教育则相对缓慢。2003年生态得分最高为0.343，由教育缓慢发展变为经济缓慢发展。2008年的生态系统得分最高为0.796，经济发展相对缓慢。2013年教育和经济全面优质的发展，分别得分0.917、0.933，生态环境相对上升较快为0.690，处于良性发展。协调度C值一直处于拮抗期，协调发展度D值得分稳步上升，1993年为严重失调，1998年和2003年为中度失调，2008年为轻度失调，2013年上升到勉强协调。协调发展度发展态势良好。

（二）模拟预测结果

如表4所示，应用Stella模型对高昌区，鄯善县和托克逊县未来20年的第三产业产值、学生数和耕地面积做了模拟预测。从预测结果来看：（1）三个地区第三产业产值都在逐步提升，其中高昌区发展最快，托克逊县和鄯善县缓慢发展，未来应注重调整产业结构，使产业均衡良性发展。 （2）对学生数预测的结果看，未来20年，在校学生数变化不大，由于人口变化幅度较小。在今后的发展中，应注重提升教师的教学水平和学生的整体文化水平，国家适当增加在教育费用中的投入，加强教育教学水平。（3）对耕地面积做模拟预测。可知，三个区县的耕地面积最多的是高昌区，托克逊县次之，鄯善县耕地面积最少，但三个区县的耕地面积基本保持不变。今后应做好耕地的保护工作，预防闲置地大量的出现。

四、结论

以吐鲁番市三个区县为研究区，首先应用耦合模型分别对三个区县进行现状评价，然后应用系统动力学对个别指标进行模拟预测，得到如下结果。

1.高昌区1998年为中度失调，2003年和2008年为轻度失调，2013年为濒临失调，从1993年到2013年耦合趋势逐年增加变好；鄯善县的协调发展度1993年为极度失调，1998年为中度失调，2003年和2008年为轻度失调，2013年为濒临失调；托克逊县的协调发展度从1993到2013年得分分别为0.172，0.236，0.244，0.398，0.529，协调发展等级也在逐步提升，1993年为严重失调，1998年和2003年为中度失调，2008年为轻度失调，2013年上升到勉强协调。协调发展度发展态势良好。

2.从模拟预测的结果来看，第三产业产值的变化最大，其中最高的是高昌区。耕地面积和学生数的变化较小或基本保持不变，在今后的发展中应注重耕地的保护和对教育教学的投入。

（作者单位：1.新疆大学资源与环境科学学院；

2.新疆大学绿洲生态教育部重点实验室）