江苏省大气环境经济协调度评价研究

田 颖, 沈红军

(江苏省环境监测中心, 南京 210036)

环境保护与经济发展都与人类的生存和发展息息相关，保护环境，实现经济与环境的协调发展，已经成为各国以及个地区的共识。随着经济的发展，资源短缺、环境污染和生态破坏日益严重。人们开始反思传统的经济发展模式，提出了可持续发展、循序经济、生态产业等发展模式[1～8]。耦合系统研究是当前国内外学术界的重要研究内容[9～13]， 经发发展的经验表明，环境压力随着经济增长速度的加快和经济规模的扩大而加重，环境退化(压力)与经济增长之间存在密切的互动作用，是两个相辅相成的矛盾体[14]。研究影响污染排放的因素，通过调控这些因素来减少污染排放变得尤为重要[15]。近年来，空气污染备受民众关注，优良的环境空气是居民生活幸福感的基本要求[16]，但是我国大部分地区大气污染严重，造成这种现象的根本原因是区域污染物的大量排放，江苏省作为全国经济发展较快的区域之一，环境建设取得了一定成效，然而，高投入、高消耗、高污染、低效益的粗放型经济增长模式不可避免地给江苏省地区带来了较为严重的环境问题，环境承受能力较脆弱。因此研究江苏省大气环境与经济的和谐发展成为重要的课题。

1 研究方法

经济与生态环境之间存在密切的内在联系，两系统之间不断进行着物质与能量的交换，一方面，人们从自然界获取生产资料进行经济活动，因经济生产活动而产生的直接或间接的废弃物一定程度上可以被环境容纳和净化，但若超过了生态环境系统的承载力，就会造成环境污染，生态环境恶化，进一步会阻碍经济的健康发展；另一方面，当环境系统不能继续支撑经济发展时，就必须改善生态环境，加大物力和财力等的投入进行生产技术改造，减少“三废”物质的排放量以及提高治污能力，而这一切又依靠于经济实力的提高[17-18]。基于此，本文对区域经济与环境两个系统之间的环境经济协调度进行了评价研究。

1.1 区域经济与环境子系统指标体系的建立

经济与环境协调发展指标体系是对区域经济与环境协调发展状况进行综合评价与研究的依据和标准，本文根据指标的理论性和实际性意义，以最大可能反映系统的功能和效益(效率)为原则选取有代表性的指标(表1)。

表1 地区经济与环境子系统综合评价指标体系Tab.1 Comprehensive evaluation index system of regional economy and environment subsystems in Jiangsu Province

注：其中权重分别为2001年/2005年/2010年/2015年各指标权重。

1.2 评价对象和数据来源

本研究选取江苏省13个省辖城市单元为研究对象，一方面他们在空间意义上具有一定的地理范围独立性，另一方面在经济意义上是一个相对独立的经济体。社会经济与环境数据来自《江苏省统计年鉴》和《环境统计数据》。

1.3 计算功效函数

区域经济-环境耦合系统由经济和环境两个子系统构成。区域经济-环境耦合系统中不同指标的功效系数dij计算公式为：

dij=(xij-xijmin)/(xijmax-xijmin) 正指标

dij=(xijmax-xij)/(xijmax-xijmin) 负指标

式中：dij为系统i指标j的功效值；dij反映目标达成的满意程度，0≤dij≤1。当dij=0时，为最不满；当dij=1时，为最满意[19]。

1.4 子系统功效综合评价

经济与环境子系统的综合功效是各系统内所有指标对该子系统的贡献的综合，可通过集成方法来实现。其计算公式为：

其中，Wij≥0，∑Wij=1，j= 1,2,…,m

式中：Wj为系统i指标j的权重。熵值越小，所蕴涵的信息量越大，若某个属性下的熵值越小，则说明该属性在决策时所起的作用越大，应赋予该属性较大的权重，否则相反[20]。

计算第j项指标在第i个系统中所占的比重Pij：

然后，计算第j项指标的信息熵ej

j=1,2,…,m)

接着，熵值法确定权重Wj：

1.5 区域经济发展与环境污染耦合协调度评价

借助物理学中的容量耦合概念及其容量耦合系数模型，推广得到多个子系统的相互作用耦合度模型。

式中：C为耦合度；Ui为各子系统的综合功效。根据目前众多学者对经济环境耦合度分段方法，采用中值分段法，当0

协调度模型可以更好的评判经济发展与环境污染交互耦合的协调程度。其计算公式为：

式中：D为协调度；C为耦合度；T为经济与环境的综合协调指数；α、β为特定权数，由于区域经济与环境同等重要，故取α=β=0.5。

采用中段分值法将协调度可以划分为4种类型：0

1.6 经济发展与大气环境效应耦合的分类体系与判别标准

按照耦合协调度的大小将区域生态环境与经济的协调发展状况划分为4大类10个亚类，然后再按照经济发展与大气环境效应的综合评价指数U正指标与U负指标的相对关系划分为30种基本型[21](表2)。

表2 江苏省经济发展与大气环境效应耦合协调发展的分类体系与判别标准Tab.2 Classification system and criteria for coupled and coordinative development of economic development and atmospheric environmental effects in Jiangsu Province

2 区域经济环境耦合协调度测算结果分析

在建立了经济发展-大气环境评价指标体系后，通过熵值法对各个指标赋权重(表1)，最后可以得到2001～2015年江苏省13个城市的综合评价得分(表3)。

表3 江苏省2001年和2015年经济发展与大气环境效应的耦合度与协调度Tab.3 Coupling and coordination degree of economic development and atmospheric environmental effects in Jiangsu Province in 2001 and 2015

2.1 经济环境耦合度的空间格局

2.1.1 2001～2015年经济发展与大气环境低耦合度区域呈现增大趋势，从空间分布来看，2001年低耦合度区域的中心主要位于宿迁市，2010年，耦合度最低的城市仍旧位于宿迁市，2015年，低耦合度的区域逐渐集中，主要位于宿迁市和淮安市，从总体上看，经济发展与大气环境低耦合度区域主要位于江苏省北部区域，以宿迁市为中心，在其周边扩散。

2.1.2 耦合度的大小与所选取的正指标和负指标有关，从负指标在四年间的变化趋势来看，宿迁市在2001年和2005年均处于较高的状态，而2010年和2015年有较大的下降幅度，然而四个典型年份中宿迁市的耦合度却为全省的低谷，这是由于宿迁市在四年间正指标处于全省最低的状态，对于宿迁市来说，正指标的较低状态对其低耦合度现状影响较大。因此，2010年以后，宿迁市耦合度的最低的状况更为明显，低耦合度区域向宿迁市聚拢的趋势更为明显。

2.1.3 从耦合度的绝对数值来看，最高值呈现下降趋势，由2001年的0.487降低到2015年的0.393，最低值呈现上升趋势，由2001年的0.029升高至2015年的0.111，总的来看，江苏省的经济与大气环境的耦合度处于低水平耦合阶段和拮抗阶段。

2.2 经济环境耦合协调度的空间类型划分

2.2.1 2001～2015年经济发展与大气环境低协调度区域呈现先增大后减小的趋势，从空间分布来看，2001年低协调度区域主要位于宿迁市和泰州市，到了2005年有向扬州市转移的趋势，2010年，协调度最低的城市扩张为宿迁市和盐城市，2015年，低协调度的区域由宿迁市转移至淮安市，并且从总体上看，低协调度区域呈现减少的趋势，从总体上看，经济发展与大气环境协调度区域的分布基本上与耦合度一致，但是又有细微差别。

2.2.2 从协调度的绝对数值来看，最高值呈现下降趋势，由2001年的0.420降低到2015年的0.331，最低值呈现上升趋势，由2001年的0.052升高至2015年的0.067，总的来看，江苏省的经济与大气环境处于低度和中度协调耦合。

2.3 典型年份经济发展与大气环境效应协调测算结果与分析

分别选取2001年和2015年两个典型年份，对其协调测算结果进行分析(表3)。

2.3.1 从耦合协调程度看，2001年，南京市、无锡市、徐州市、常州市、苏州市和南通市的耦合程度处于拮抗阶段，其余城市处于低水平耦合阶段，从协调程度看，除南京市、无锡市、徐州市和苏州市为中度协调外，其他9市均为低度协调；2015年，南通市、扬州市、镇江市、泰州市和宿迁市处于拮抗阶段，其余城市处于低水平耦合阶段，从协调程度看，只有泰州市为中度协调，其余12市均为低度协调。

2.3.2 从耦合协调度类型看，共分为4类：①轻度不协调类：2001年轻度不协调的是常州市、南通市、连云港市、盐城市、扬州市和镇江市；2015年轻度不协调的是无锡市、常州市、苏州市、南通市、连云港市、盐城市、扬州市、镇江市和宿迁市。②极度不协调类：2001年无极度不协调城市；2015年极度不协调类的是徐州市。③勉强协调类：2001年勉强协调的是南京市；2015年勉强协调的是泰州市。④严重不协调类：2001年无严重不协调城市；2015年严重不协调的是南京市和淮安市。

2.3.3 从环境与经济对比关系看：2001年和2015年江苏省13市大多数为经济滞后型。2001年属于环境滞后型的是徐州市、苏州市和镇江市，其中环境极度滞后型的为徐州市，环境比较滞后型的是苏州市，环境严重滞后型的是镇江市；除环境滞后型的3市，其余的10市均为经济滞后型，其中经济比较滞后型是南京市，经济严重滞后型是无锡市，其余8个为经济极度滞后型。2015年徐州市和宿迁市是环境滞后型，其中徐州市为环境比较滞后型，宿迁市为环境严重滞后型其余的均为经济滞后型；除环境滞后型的2各市，其余11市均为经济滞后型，其中镇江市和泰州市为经济严重滞后型，其余9市为经济极度滞后型。

2.3.4 从2001～2015年，江苏省13市的经济增长与大气环境效应的耦合协调程度均处于低、中协调程度，耦合程度均处于低水平阶段和拮抗阶段。随着工业总产值的增加，工业废气排放总量呈上升趋势，虽然在发展的过程中已经开始严格控制污染物的排放量，污染物的排放增量有所下降，但是形势依然不容乐观，因为当污染物减排到一定程度时，采用传统的减排工艺和方法已经很难再继续缩减污染物排放，新的技术和政策措施必须同步发展，才能使污染物排放得到进一步控制。因此相对于2001年，2015年的经济现状与大气环境效应的耦合协调程度有所下降。

2.3.5 环境滞后型表明在经济发展过程中，消耗了大量的资源，已严重破坏了大气环境，这些区域今后要从经济发展中抽出更多的资金修复环境，以保证经济和大气环境的协调发展；经济滞后型表明在经济发展的过程中，对环境的破坏较轻，或者是在投入到环境治理发面的资金较多，环境尚可承载和消化经济发展所带来的后果，这些区域今后要在保护环境的前提下发展经济。

2.3.6 经济得到发展的同时，由于采取了新的工艺和污染治理措施的不断加强，环境质量得到改善。在原有基数较大的基础上，相应的环保政策和措施的实施，使得污染物排放强度可以迅速下降，但是当污染物下降到一定程度时，其减排的空间变小，减排的难度加大，下降的幅度有所缓和，因此在未来的经济发展过程中，采用具有更高清洁生产水平的技术方法，实施更高效除尘技术改造，探索更深入的减排模式，才能进入经济与环境可持续发展的阶段。

3 结 论

通过以上定量分析，得出的结论和建议如下：

3.1 15年间，4个典型年份经济发展与大气环境低耦合度区域呈现增大趋势，从空间分布来看，经济发展与大气环境低耦合度区域主要位于江苏省北部区域，以宿迁市为中心，在其周边扩散。通过对正指标和负指标对耦合程度影响的分析，经济与大气环境达到和谐的相互耦合，不仅要控制其污染物的排放，同时要加大对其治理状况的投入。

3.2 从耦合度的绝对数值来看，最高值呈现下降趋势，总的来看，江苏省的经济与大气环境的耦合度处于低水平耦合阶段和拮抗阶段。

3.3 15年间经济发展与大气环境低协调度区域呈现先增大后减小的趋势，从总体上看，低协调度区域呈现减少的趋势，经济发展与大气环境协调度区域的分布基本上与耦合度一致，但是又有细微差别，其中低协调度区域主要位于江苏省北部区域，其中心位于宿迁市，而在2015年由于宿迁市和淮安市的耦合度均较低，造成低协调度区域的中心转移至淮安市。

3.4 从协调度的绝对数值来看，最高值呈现下降趋势，总的来看，江苏省的经济与大气环境处于低度和中度协调耦合。

3.5 2001年和2015年，江苏省13市的耦合协调程度有所下降，大多数为经济滞后型。

3.6 近些年江苏省在经济发展的同时，采取积极推进节能减排和污染物总量减排、加大环境治理投入力度等有效措施，改善环境空气质量，取得了一定成效，但是经济发展与大气环境仍旧处于中度协调度，有的区域甚至处于低度协调度的现状，经济得到发展的同时，由于采取了新的工艺和污染治理措施的不断加强，环境质量得到一定改善。在原有基数较大的基础上，相应的环保政策和措施的实施，使得污染物排放强度可以迅速下降，但是当污染物下降到一定程度时，其减排的空间变小，减排的难度加大，下降的幅度有所缓和，因此在未来的经济发展过程中，采用具有更高清洁生产水平的技术方法，实施更高效除尘技术改造，探索更深入的减排模式，才能使经济与环境和谐发展。