四川省生态环境与经济协调发展评价与分析研究

杨 梅

(成都理工大学，成都 610059)

1 前 言

生态文明体系的建设自首次提出以来，生态和经济的协调共生即生态文明的建设是经济社会经久不衰且可持续发展的重要基础条件，经济的发展日新月异，科学合理的维护生态环境奠定了区域可持续发展的重要基础，在以往经济运行的范式下，特别是在大力倡导推动工业发展的时代，大多都忽视了对生态环境的保护，以致于给环境造成了不可弥补的损坏，生态环境问题已是世界必不可少的关注性话题，从而使得区域经济与生态环境的二者关系成为极其重要的研究课题。

经济增长与环境污染二者呈现“倒U型曲线”关系的研究，最初由美国经济学家Kuznets(1955)[1]提出，此后，诸多学者大量的研究证实了“倒U型曲线”；Dasgupta(1974)[2]和Heal(1979)[3]基于固定替代弹性生产函数，将非可再生资源引入其中；Lopez(1994)和Chichilnisky(1994)[4]基于新古典增长模型，将环境要素引入其中，阐述了最佳环境质量与最佳环境标准之间的关系；Aghion 和Howitt(1998)[5]立足于熊彼特经济增长模型，通过将衡量不可再生资源和环境污染的指标代入其中来研究生态环境与经济发展二者间的关系；随着理论不断丰富以及研究方法逐步优化，时至今日，诸多学者运用最为广泛的是库兹涅茨分析法，国内学者张晓(1999)[6]、林伯强和蒋竺均(2009)[7]、宋马林和王舒鸿(2011)[8]、高红霞(2012)[9]、吴玉鸣和田斌(2012)[10]、赵忠秀(2013)[11]、陈向阳(2015)[12]分别从不同的角度阐述了环境库兹涅兹曲线存在的科学性；目前，国内关于生态环境与经济关系研究主要采用的方法有生态足迹法、系统耦合法、因子分析法等定量分析方法，张妍等(2003)[13]通过因子分析法，对区域经济与生态耦合机理进行评价和探讨；黄金川等(2004)[14]研究影响区域生态经济耦合的多种因素，研究发现当受到多种因素的制约时，会呈现双指数倒U型曲线。吴玉鸣和张燕(2008)[15]运用中国31省区域生态与经济指标进行分析，结果显示多数地区的生态经济耦合程度出于较低水平，空间分布不均衡。

2 数据与研究方法

2.1 数据来源及处理

本文26项指标的初始数据摘录于2006～2015年的《中国统计年鉴》《四川统计年鉴》《中国城市统计年鉴》以及四川省21个市(州)的统计年鉴，年鉴中一些年限的数据会存在空缺，这部分数据会合理参照四川省21个市(州)的逐年国民经济和社会发展统计公报、环境公报进行补齐，本文获取的各个指标数据都具有可靠性、真实性和连续性。

2.2 研究方法

本文基于熵权TOPSIS法、运用耦合协调度模型分析四川省21个市(州)的生态与经济发展的关系，并研究其耦合协调发展的时空演变。

2.2.1 构建区域生态环境与经济发展耦合评价指标体系。

吴玉鸣和张燕(2008)[15]研究中国区域经济增长与环境耦合协调发展，基于经济和环境子系统构建了国内生产总值、工业废水排量在内的18项指标；王介勇和吴建寨(2012)[16]基于经济和生态子系统构建了财政收入、城镇生活污水处理率等的20项指标描述黄河三角洲区域生态经济系统耦合状况；朱江丽和李子联(2015)[17]建立了人均GDP、绿地面积等在内的16项指标研究长三角城市群产业—人口—空间耦合协调关系；周成等(2016)[18]以长江经济带沿线11个省市为例，构建了包括34项指标的区域经济—生态环境—旅游产业评价体系；宓泽锋等(2016)[19]、韩愿强和周新苗(2016)[20]、刘莹(2016)[21]都基于不同的角度建立了研究生态与经济协调发展的评价体系。

本文通过文献阅读法，遵循全面性、系统性、层次性和可量化准则，并结合国内且立足于四川省自身发展状况，构建了生态环境与经济两个子系统的指标评价体系，指标分为三层级，一级指标包括生态环境系统和经济系统，二级指标分别包含生态环境禀赋、生态环境压力、生态环境治理、经济实力、经济结构和经济建设，其中，生态环境禀赋含地区公园面积在内的4个三级指标；生态环境压力含工业废水排放总量在内的4个三级指标；生态环境治理含城镇生活污水处理率在内的5个三级指标；经济实力包括地区生产总值在内的5个三级指标；经济结构包括第二产业、第三产业占GDP比重；经济建设包括人均道路面积在内的6个三级指标。26个指标的选择具有代表性和可靠性，能在一定程度上真实反应四川省经济与生态环境大致状况，指标体系如表1所示。

表1 生态环境与经济耦合评价指标体系Tab.1 Evaluation index system of coordinated Development of Ecological Environment and economy in Sichuan Province

2.2.2 综合评价模型

关于区域生态环境与经济耦合评价方法有很多，传统的方法主要有主成分分析法、生态足迹法、因子分析法等，而这些方法对于本文研究来说会分别具有解释具有模糊性、结果有较强主观性、失效性等不足，而TOPSIS模型具有能够全面多维度的进行对比分析且有计算简单的优点，熵权是根据各指标的原始数据计算得出权重，再利用耦合协调度模型对两个子系统的耦合度逐一进行分析测量，因此，本文构建基于熵权TOPSIS和耦合协调度模型，对四川省21个市(州)的生态环境与经济耦合协调情况进行评价。

①加权TOPSIS法

标准化评价矩阵构建：

(1)

通过极差变换法将原始矩阵标准化，对于正相关指标处理方法见公式(2)，对于负相关指标，处理方法见公式(3)，由此可以得到标准化矩阵公式(4)。

(2)

(3)

(4)

式中，U是初始评价矩阵，Vij代表第i个指标的在第j年的数据；R是标准化矩阵是由通过极差变换法而计算获取；rij是经过数据标准化后的第i个指标的第j年数据；i=1，2，…，m，m为评价指标的个数；j=1，2，…，n，n为评价的年份数。

确定权重：

评价指标Ci的变异程度能够通过熵权法而客观反映，其运算公式为：

(5)

基于熵权的评价矩阵构建：

(6)

确定正负解：

(7)

(8)

距离计算：

(9)

(10)

②耦合协调模型

构建生态环境与经济系统综合评价函数：

根据以上加权TOPSOS法运算出生态环境与经济系统的综合评价函数。

(11)

式中，Ei和Hi分别代表生态环境系统和经济系统的综合评价值。

耦合度模型：

(12)

式中：Ci两系统耦合度，K为调节系数，通常情况下其取值范围是[2,5],本文取值为2，当Ci为1时，表示系统之间处于最佳协调发展；Ci为0时，表示系统之间达到失衡状态。

耦合协调度模型：

Ti=αEi+βHi

(13)

(14)

式中，Ti为两系统综合评价结果，α和β为待定系数，通过SPSS对标准化后的数据进行因子分析，采用方差最大旋转法可以得到两系统的累计贡献率，分别作为α和β的值。

③评价标准

结合当前研究成果，根据四川省自身状况，将四川省经济和生态耦合协调度划分为3种状态，9种发展类型，如表2所示。

表2 耦合协调度分类及等级划分标准Tab.2 Coupling coordination degree classification and grading standard

续表2

3 结果与分析

3.1 生态环境与经济发展子系统综合评价

四川省区域经济平均评价值从0.08浮动到0.91，最高值是最低值的11.38倍，就区域经济平均评价值而言，成都最高，其次是攀枝花(表3)，表明其经济发展状况相对较好；达州、甘孜州、阿坝州、内江、巴中得分值分别为0.08、0.08、0.09、0.09、0.09，表明其总体经济发展比较滞后。市域整体经济水平在2006～2007年间其经济评价值趋于平稳，2008～2012年间呈下降趋势，2013～2015年又逐渐上升(表3)。当前，我国经济处于高速增长向高质量增长的转换期，经济结构、产业层次、动力结构、创新动力等都处于调整探索中，四川省必须紧跟发展形势，抓住机遇，把握国家的重大发展战略，提升整体经济发展水平。

表3 21个市(州)耦合协调度平均值比较Tab.3 Comparison of the average coupling coordination degree in 21 cities

生态环境平均评价值从0.17浮动到0.54，最高是最低的3.18倍，就生态环境平均评价值而言，雅安最高，其次是成都，在四川区域内，生态环境较好；生态环境评价值最低的是内江，较低的是自贡，较其他市而言，其生态环境相对较差，市域整体生态环境水平在2006～2009年期间呈波动下降状态，2010～2015年期间呈波动上升状态。高质量产业必须以绿色制造为先导从而推进可持续发展，纵观全省产业的格局状况，产业与生态环境融合共生的能力尚待提升，应积极优化目前经济发展范式，因地制宜构建绿色发展体系，强化绿色监管，切实让生态补偿机制体制落实落地，共建生态环境与经济发展的合作平台，耦合协调度平均值较高的是成都、绵阳、攀枝花，说明这些地区生态环境与经济之间显著相关，成都的耦合度遥遥领先于其他市(州)，生态环境相对滞后，经济相比其他市(州)较好，绵阳与攀枝花生态环境与经济发展相比成都都相对很低，但是整体水平比其他市(州)好，在发展经济的同时，避免与生态保护发生冲突，尽量减少负的外部效应。较低的是雅安、巴中、达州、甘孜州、阿坝州，说明这些地区生态环境滞后与经济发展滞后并存，或者二者存其一，表3数据显示雅安、甘孜州、阿坝州属于经济滞后型，生态环境相比其他省较好，巴中、达州生态环境与经济发展二者都相对滞后，在各区域的经济发展中，经济发展和生态环境的保护并不存在明显冲突，将生态文明建设与绿色经济发展融入区域经济的大发展中，在经济取得进步的同时，不断优化区域生态环境，力争实现二者的融合协同。平均耦合度较高的区域主要分布在川西地区，平均耦合较低的区域如巴中主要分布在川东北地区、川中、川南地区，空间分布不均衡(图1)，当前四川省缩小地区差距，深化区域合作刻不容缓，科学的轨道交通体系是遍布城市的毛细血管，是将各个区域有机紧密联结的基础，通过交通实现各区域的联通，特别是如巴中、甘孜州、阿坝州这些离发展中心轴偏远的地区，各市(州)立足自身基础优势，通过区域间的合作及产业规划等协调优化生产要素配置，促进资源的充分利用，建立区域合作机制体制，进而缩小地区差距 。

根据2006～2015年四川省21个市(州)生态环境与经济两大系统的综合评价指数变化趋势、耦合协调度平均值，可将21个市(州)分为三大类即协调发展类、过度发展类、失调衰退类，第一类(0.5≤D≤1)为成都、绵阳、攀枝花，成都相较其他市(州)而言，耦合协调度水平一直处于第一位置，属于良好协调发展类，绵阳为中级协调发展类，攀枝花为初级协调发展类；第二类(0.3≤D<0.5)为自贡、泸州、广元、遂宁、泸州、内江、乐山、南充、眉山、宜宾、广安、达州、资阳，其中泸州、德阳、乐山为勉强协调发展类，其余为濒临失调衰退类。第三类(0.0≤D<0.3)为雅安、巴中、甘孜州、阿坝州均为濒临失调衰退类。

图1 四川省21个市(州)耦合协调度区域空间分布图Fig.1 Coupling coordination degree regional spatial distribution of 21 cities in Sichuan Province

3.2 区域经济—生态环境耦合协调度时空分析

将四川省各市(州)经济、生态环境两个子系统2006～2015年的评价值分别代入耦合度和耦合协调度指数公式，经进一步计算得出区域经济—生态环境两大系统十年间耦合协调度评价值(表4)。

从2006～2015年间的演化来看，区域经济—生态环境耦合协调度基本保持稳定，2006～2011年间逐年缓慢波动下降，在2012年逐渐缓慢回升。四川省在十年间整体水平呈现良性协调趋势，大多市(州)都呈现小幅波动上升，但有个别市包括成都、绵阳、攀枝花在内都呈现相对下滑趋势，在分析的过程中发现主要是受到环境滞后的影响。 其中，攀枝花、德阳、绵阳耦合协调度分别在0.5～0.6、0.4～0.5、0.6～0.7一定区间内浮动，说明这些区域在长期的发展中经济—生态环境两大系统协调发展关系波动不大，保持相对平稳的状态，成都从2008年开始呈现弱波动下降趋势，协调发展层级下滑一级到良好协调发展；泸州、广元、广安、自贡逐渐上升一级为同是过度发展类的勉强协调发展类；内江、甘孜州、阿坝州从失调衰退类的轻度失调衰退跃上新台阶，上升过度发展类的濒临失调衰退类；乐山从2014年开始下降一层级到同时过度发展类的濒临失调衰退类；雅安、达州从过度发展类的濒临失调衰退类下降一台阶到轻度失调衰退类，达州一直处于微弱波动下降状态，在2009年下降到低一层级的轻度失调衰退类，此后便拥有较大的上升难度；遂宁、乐山、南充、眉山、资阳、宜宾、巴中、凉山州在2006～2015年期间大致在同层级波动，变动不大(表4、图2)。

根据研究结果显示，四川省区域生态环境与经济在未来不断的发展中，以及在当前的宏观政策下会越来越向着优良协调的趋势发展，生态环境的改善与提升在经济发展中会占据更加重要的位置，二者耦合协调水平的提升以及生态与经济融合共生协调发展需要较长的缓冲时间，其演化速度较为缓慢。实现生态环境与经济更好的融合协同，促进社会更加和谐，需要各市(州)在将来的发展中，大力倡导绿色经济，力度更大的重视生态文明的构建，力争经济进步和生态环境保护两者并驾齐驱。

表4 综合耦合协调度时间演化Tab.4 Time evolution of integrated coupling coordination degree

图2 四川省21个市(州)区域经济—生态经济综合评价Fig.2 Comprehensive evaluation of regional economic and ecological economy in 21 cities in Sichuan Province

4 结 论

通过以上分析，得出以下结论：

4.1 从时间轴看，两系统的耦合协调度基本保持稳定，个别市(州)出现波动下降态势，随着经济危机、汶川大地震及次生灾害的负面影响逐渐褪去，在2012年，耦合协调度逐年以较平缓的速度升高，由此看来在经济发展的同时需时刻重视生态保护。

4.2 从空间来看，四川省生态环境与经济两大系统耦合协调度呈西高东低分布格局空间平分布不均衡，耦合协调度较高的区域主要分布在川西地区，耦合协调度较低的区域主要分布在川东北地区、川中、川南地区。同时，各市(州)协调发展制约因素亦有差异，成都生态经济相对滞后，其他市经济发展相对滞后。

4.3 四川省区域经济和生态环境整体耦合度偏低，空间分布不平衡，两者均处前三位的是成都、绵阳、攀枝花、且变化态势具有相似性，在经济发展取得成效的同时，破坏了生态环境，社会并没有因经济的增长而文明进步，相反的，因为生态环境的破坏，会付出更多有形无形的代价。

4.4 四川各市(州)区域生态环境与经济耦合协调度整体水平在未来几年变化特征将不明显，各市(州)两系统的耦合协调度水平的提升以及生态与经济共生和谐发展的演化速度较为缓慢，需各市(州)根据各自区域发展特点，因地制宜的攻坚克难，进而实现各市(州)生态环境与经济两大系统的协调共生发展。

4.5 本文运用熵权TOPSIS法和耦合协调度模型,研究四川省21个市(州)的生态与经济耦合协调关系及客观存在的基本潜在发展规律,不仅仅是从单一区域为出发点研究耦合协调关系，突破了一定的局限性，有利于更加透彻的了解四川区域生态环境与经济发展的关系以及各个市(州)间的区域差异性，可在一定程度上，对各区域未来宏观经济结构的优化以及环境的保护予以依据支撑。目前所建立的指标体系未能完全透彻的反映四川省生态与经济发展二者的关系，在今后不断的研究中，进一步优化指标体系与研究方法且提出实质、科学性建议是未来研究的方向。