辽宁省经济与生态环境耦合协调性分析

丁晓健，杜 鹏

（辽宁师范大学 地理科学学院，辽宁 大连 116029）

一、引言

当前我国正处于现代化经济体系建设的关键时期，过去一段时间高耗能高污染的经济发展方式造成的资源紧张、环境污染、生态退化等问题十分严峻。辽宁省是东北振兴的龙头地带，经济的高质量发展要求生态环境状况与之协调发展。作为此前以煤炭、石油化工等重工业为主的工业大省，辽宁省的经济发展是否对生态环境产生不良影响，就成为一个值得我们探讨的问题。

经济发展和生态环境质量之间存在着某种程度的耦合关系[1]。对于经济和环境关系问题的探讨首先在国外展开，经济学家蕾切尔·卡逊的著作《寂静的春天》[2]被广泛认为是在经济发展过程中关心生态环境状况的开端。此后对于经济和生态环境关系的研究蓬勃发展，其中最为著名的是库兹涅茨曲线[3]作为研究方法被引入本研究方向。以此为基点，Beckerman 等通过该方法进行相关分析检验了经济发展与生态环境恶化之间的相互关系[4]。近年来我国经济发展水平不断提高，经济发展由追求速度到追求质量转变，要求经济和生态环境协调发展，现实发展的需要推动着对经济环境二者关系的研究。我国学者对经济和环境的协调状况从全国、省域、市域等不同级别的地域单元进行了深入研究[5-9]，在本研究领域内，主要是通过构建耦合度及协调度模型，在此基础上划分耦合协调阶段进行分析总结时空演化发展规律，据此对经济环境协调发展进行指导。

在总结现有文献的基础上，我们认为在追求经济高质量发展的今天，我国的经济环境耦合协调状况还需进一步加强。本文着眼于地级单元，在时间和空间上对辽宁省17 年间的耦合协调状况进行了深度分析，并对其耦合度的空间相关性进行了测算，对辽宁省今后的经济环境协调发展具有一定的借鉴意义。

二、研究方法及数据指标的构建

（一）指标体系的构建

有研究表明，推动经济增长的人口、技术、能源等是影响环境质量的重要因素[10]。本文对辽宁省14个地级市的经济与环境耦合分析主要着眼于经济和环境两部分，以此为基点首先确定区域经济系统和生态环境系统两个目标层，在区域经济目标层中又分为经济发展水平、经济结构和人民生活水平三个一级指标，在生态环境目标层中又分为生态环境总体状况、生态环境污染状况和生态环境治理水平三个一级指标，在第一级的指标层下又划分为一定数量的二级指标（见表1）。

（二）耦合模型的建立

耦合关系主要是指两种或两种以上事物之间存在的相互影响或者相互制约的关系。由于耦合关系能够较好地反映出事物之间的相互依存关系，现已广泛应用于具有相互制约和影响的现实问题研究中。本文就是基于该种关系模型，来衡量辽宁省14个地级市经济和环境之间耦合协调的水平和状态。

耦合模型包括耦合度和耦合协调度两部分[11]。首先要根据数据指标权重计算辽宁省区域经济和生态环境的耦合度，其次在已知耦合度的基础上，得出二者的耦合协调度。

耦合度的具体公式为：

式（1）中，C 为耦合度，f（x）、g（x）分别为经济和环境的综合指数，耦合度的范围为[0，1]。根据已有文献[7]我们将计算得出的耦合极限值划分为6 种类型：当C=0 时为无序发展阶段，当0

耦合协调度计算公式：

式（2）中：D 为耦合协调度，T 为综合协调指数，a 和b 为待定系数，由于区域经济和环境两系统在系统整体中的影响比重相同，因此a=b=0.5；0≦T≦1，0≦D≦1。根据耦合强度的划分标准，我们也将耦合协调度划分为6 个等级：当D=0 时为无序发展阶段，当0

（三）空间相关性模型

为了观测辽宁省经济和环境的耦合协调关系是否存在空间集聚特征，以及地级单元的耦合度是否对其相邻城市具有示范作用，在这里我们对耦合度的空间相关性进行了分析。

我们利用全局Moran I 指数对辽宁省耦合度的空间相关性进行了分析，具体公式为：

式（3）中：n 为研究区的地区总数，xi为第i个地区的数值为所有地区数值的平均数，Wij为空间权重矩阵的值，S2为样本方差。

为了观测14 个地区与其相邻城市的经济环境耦合度是否存在相关性，这里引入局部Moran I 指数来进行分析检验某一地区是否与其相邻地区相互关联。具体公式为：

式（4）中：Ii的取值范围为[-1，1]，当Ii大于1时，区域i 与相邻区域的属性特征相近；当Ii小于1时，区域i 与相邻区域的属性特征相反。

（四）数据来源

本文的研究内容为2000—2017 年辽宁省经济和环境之间的耦合协调关系，数据来源于2001—2018 年《辽宁省统计年鉴》。在原始数据的基础上，我们通过数据标准化处理并运用熵值法确定了各数据指标的权重。

三、经济-环境协调发展的实证分析

（一）耦合度及耦合协调度的实证分析

根据公式（1）和公式（2），得到了14 地市的耦合度及耦合协调度数值，如表2 所示。计算结果表明，全省14 地市的耦合度大多处于拮抗阶段，随时间的推移有所波动和变化。2000 年，除阜新和朝阳处于低水平耦合阶段外，其他地区都处于拮抗阶段；2005 年和2010 年，除阜新处于低水平耦合阶段外，其他地区都处于拮抗阶段；2015 年之后，除葫芦岛市处于低水平耦合阶段外，辽宁省14 地市的耦合度全部进入拮抗阶段。这说明随着经济的快速发展，经济对环境的影响程度超出环境自身的调节范围，但随着各地经济产业结构的调整转型以及对环境保护和修复的持续性重视和投入，从耦合度数值发展趋势上看有望在几年之后达到磨合阶段。

表2 辽宁省14 地市耦合度及耦合协调度数值

虽然辽宁省14 地市的耦合阶段相差不大，但从数值上来看还存在一定的差异。根据各地级市的耦合度数值差异可将其分为三类：（1）耦合度数值较高，在波动中有上升趋势的城市有沈阳、大连、鞍山、锦州、营口、盘锦，其耦合度数值在17 年间一直处于0.4 以上，并具有在波动中上升的趋势。这些城市由于经济基础比较好，经济综合指数在同期明显高于其他地区，而环境的综合指数却跟其他地区相差不大，因此耦合度数值会比其他地区高。（2）耦合度数值在波动中下降的城市有抚顺、本溪、丹东、辽阳、铁岭和葫芦岛。从其经济和环境综合指数来看，明显处于经济滞后阶段，造成了这些地区的耦合度下降。（3）耦合度一直处于较低阶段的城市有阜新、朝阳，这两个地区的经济发展更为缓慢，经济发展对环境的影响较小，经济发展产生的环境问题尚处于可自我调节范围内。但近几年来，随着经济发展的起步，经济发展对环境质量产生了某些负面影响，环境承载力有所下降。

辽宁省14 个地级市的耦合协调度与耦合度的发展趋势基本保持一致，但耦合协调度所处阶段不容乐观。具体可将14 个城市的耦合协调度分为三类：（1）耦合协调度较高且具有上升趋势的城市是沈阳和大连。这两个城市的经济和环境发展在辽宁省处于领先位置，随着经济的进一步发展，经济和环境的耦合协调度将会进一步上升。（2）处于低水平耦合协调阶段波动的城市是鞍山、抚顺、本溪、丹东、锦州、营口、辽阳、盘锦、铁岭、葫芦岛。这些城市具有一定的经济基础，在经济发展过程中对环境影响较大，造成了经济和环境发展中经济指数的相对落后，致使耦合协调度相对较低。（3）处于低水平耦合协调发展的城市是阜新和朝阳。其经济和环境的关系尚处于较原始状态，经济发展对环境的负面影响尚不明显，但近年来随着经济的发展及环保意识的增强，两市经济和环境耦合协调度数值具有上升的趋势。辽宁省的经济发展和生态环境保护的正向协调作用正在逐步加大，但离高水平耦合协调阶段还有很大差距，因此在今后的发展过程中仍需采取措施进一步强化这种正向协调作用。

（二）经济环境耦合度的全局空间相关性分析

我们首先根据耦合度数值（见表2）构造了空间权重矩阵，采用邻接关系的Queen 空间权重矩阵得到了2000—2017 年的全局Moran I 指数的值，如表3 所示。

表3 2000—2017 年Moran I 指数表

从表3 中可以看出，辽宁省17 年间的Moran I表3 指数为正值，表明研究区的经济环境耦合度为正相关。地级单元的耦合度数值不仅与其自身的经济和环境状况相关，而且在一定程度上也会受到其相邻城市的影响。从时间上来看，Moran I 指数数值一直处在不断变化波动之中，2000—2005 年间，统计量数值有所变大，表明各地区间的耦合关联性有所增强；2005—2010 年Moran I 指数有所下降，表明这段时间内，14 个地级单元的耦合度关联性减弱；2010—2015 年，Moran I 指数又开始增大，表明经济环境耦合度关联性增强；2015—2017 年间，统计数值又有所回落，各单位的耦合相关性有所减弱。

（三）经济环境耦合度局部空间相关性分析

根据上文公式（4）计算局部Moran I 指数来分析各城市之间耦合度及耦合协调度的相关性。结果显示，辽宁省17 年间的经济环境耦合度的分布基本固定，少数城市有所变动。具体来看：2000 年，高高集聚的城市有沈阳、本溪、盘锦、辽阳、铁岭、抚顺、鞍山、营口、丹东，说明这些城市的耦合度较高而其周围地区的耦合度也较高；低高集聚的城市只有大连，说明在21 世纪初大连地区的经济环境耦合度较低而其周围地区的耦合度较高；低低集聚的城市有阜新、朝阳；高低集聚的城市有葫芦岛、锦州，说明其耦合度较高而周边地区的耦合度较低。

2005 年，高高集聚的城市有大连、本溪、盘锦、辽阳、铁岭、抚顺、鞍山、营口，说明这些城市与其周边地区的经济环境耦合度都比较高；低高集聚的城市只有丹东，说明其耦合度较低而周边地区的耦合度较高；低低集聚的城市有阜新、朝阳、葫芦岛，说明这些城市及其相邻城市的耦合度都较低；高低集聚的城市有沈阳、锦州，说明其耦合度较高而相邻城市的耦合度较低。

2010 年，高高集聚的城市有大连、本溪、盘锦、铁岭、鞍山、营口，这些城市及其相邻的城市耦合度数值都较高；低高集聚的城市有辽阳、抚顺、阜新、丹东，说明这些城市的耦合度较低而其相邻城市的耦合度较高；低低集聚的城市有朝阳、葫芦岛，说明这两个城市跟其相邻地区的耦合度数值都较低；高低集聚的城市有沈阳、锦州，说明这两个城市的耦合度数值较高而其相邻区域的耦合度数值比较低。

2015 年，高高集聚的城市有沈阳、大连、本溪、盘锦、辽阳、抚顺、鞍山、营口，说明这些城市及其相邻城市的耦合度数值都较高；低高集聚的城市有铁岭、阜新、丹东，说明这些城市的耦合度数值较低而其相邻城市的耦合度数值较高；低低集聚的城市有朝阳、葫芦岛，说明这两个城市及其相邻城市的耦合度都比较低；高低集聚的城市只有锦州，说明其耦合度数值较高而其相邻城市的耦合度数值比较低。

2017 年，高高集聚的城市有大连、本溪、盘锦、辽阳、抚顺、鞍山、营口，说明这些城市的耦合度数值比其相邻城市的耦合度数值高；低高集聚的城市有铁岭、抚顺、丹东，说明这些城市的耦合度较其相邻城市的耦合度低；低低集聚的城市有朝阳、葫芦岛，说明这两个相邻的城市耦合度数值都较低；高低集聚的城市有沈阳、锦州，说明其耦合度数值比相邻城市高。其中变化显著的城市有大连完成由低高集聚向高高集聚的转变，说明其耦合度有一个由低变高的过程；沈阳由开始的高高集聚转变为高低集聚，说明其周围地区的耦合度有一个由高变低的过程。

四、结论与讨论

（一）结论

本文基于辽宁省14 地市的经济和环境的数据指标测算了2000—2017 年17 年间的耦合度及耦合协调度，得出了以下结论：

一是辽宁省14 地市的经济发展和生态环境之间的耦合度存在着地区差异性，经济发展水平是影响耦合度和耦合协调度的重要因素。经济发展综合指数较高的地区，相对应的耦合度及耦合协调度相对较高。二是双核结构的耦合度和耦合协调度。在辽宁省的经济和环境发展中存在着双核结构，即沈阳-大连两市为核心。三是辽宁省14 地市的耦合度明显高于协调度。今后应着重加强经济和环境的协调性发展。四是目前辽宁省的耦合度存在正空间相关性，耦合度存在地区差异性。

（二）讨论

辽宁省的区域经济状况与环境之间的协调并不理想，二者不协调的原因源自于生态环境发展状况的下降和经济发展水平的提高。在再振兴东北工业基地战略支撑下，研究区的经济得到了一定程度的提升。在今后发展经济的过程中必须要把生态环境放在重要地位，坚定不移地贯彻新发展理念，推动经济高质量发展。