汝阳县经济发展与生态环境耦合协调时空演变分析

□殷常鑫，陈婉钰，王 璐，韩怡然

（河南财经政法大学，河南 郑州 450000）

欠发达地区的经济发展与生态环境协调与否是实现乡村振兴必须关注的问题。目前，耦合协调度是对经济生态系统关系进行测度的主要方法之一。国外关于经济生态耦合协调的研究主题比较集中，围绕生态经济发展与生态环境的耦合协调性[1]、经济—社会—环境三系统相互作用可持续发展机制展开论述[2]。国内研究内容涉及城镇化与生态环境耦合圈理论[3]、人地系统耦合路径[4]、生态旅游与旅游环境的耦合关系[5]等，全国经济生态耦合协调度分布呈现从“东高西低”到勉强均衡的演变趋势；各地区经济生态系统综合发展水平呈区域发展不均衡态势，其耦合协调类型随时间变化呈现出由“基本不协调—经济滞后”到“基本协调—生态环境滞后”的演变规律。国内现有研究表明，中国经济生态系统真正达到“绿水青山就是金山银山”的高水平发展阶段还有很长的路要走[6]。

目前，学界关于经济与生态耦合协调性的研究已经积累了丰富的经验与成果，研究尺度多集中于宏观省域和中观市域，受限于数据获取，村域研究较为缺乏，因此仍需要加强对乡村经济与生态的关注与研究。本文选取熵权TOPSIS 法和耦合协调度模型等方法，分析汝阳县村域经济发展与生态环境耦合协调的时空演变格局。同时，通过对经济生态耦合协调关系的比较研究，尝试为乡村的经济发展与生态环境耦合协调提出对策建议，从而给乡村振兴战略的实施提供实际的案例支持和参考[7-8]。

1 研究区、研究方法与数据

1.1 研究区概况

汝阳县位于河南省西部，总面积1 329 km2。地处豫西伏牛山区，北部为丘陵，南部是山地，是典型的山区县。现辖8 个镇，5 个乡，1 个工业区，216 个行政村。汝阳县属于国家扶贫开发工作重点县，2020 年底，其居民可支配收入达18 736 元/年，跟河南省总体水平（24 810 元/年）距离较远，与全国区县收入数据相比排名中下游。然而，汝河自西向东从其中部穿过，且森林植被、矿藏等生态资源丰富。其经济发展与生态环境状况及二者的协调程度如何值得关注[9-10]。

1.2 研究方法

1.2.1 指标评价体系的构建

在遵循科学性、可量化、可获取性等原则的基础上，构建了汝阳县村域经济与生态耦合协调指标体系。选用常住人口、人均耕地面积、人均收入代表经济水平；遥感生态指数、海拔、到乡镇距离、到县城距离表示生态水平。其中，经济数据主要来源于《河南省统计年鉴》和汝阳县2006 年、2016 年农业普查数据。

生态水平指标中，构建遥感生态指数所需数据是从MODIS 产品库中选择相对应的影像，具体方式参考了郑子豪等人的研究方法，DEM 数据主要来源于地理空间数据云平台。在分析耦合协调性时，只取两年都存在的行政村，不包括普查数据中无法和地图对应的行政村，因此，文章研究的汝阳县有效行政村共214 个[11-12]。

1.2.2 熵权TOPSIS 法

熵权TOPSIS 法是对传统TOPSIS 法的改进，由熵权法和TOPSIS 法组成。熵权法基于指标本身具有信息量的多少和数据间差异性的大小测算信息熵，从而确定被评价指标的权重，同时可以客观反映各个指标权重随时间的变化。TOPSIS 法可以计算每个指标值到理想指标值的相对贴近度，即靠近最优解和远离最劣解的程度，得出各指标的优劣排序。

1.2.3 耦合协调度

耦合协调度是定量对经济和生态两个子系统间的耦合协调程度进行测度的方法，具体计算公式如下。

式中：C表示耦合度；U1和U2分别代表经济系统综合评价指数和生态环境系统综合评价指数，根据熵权法所得。当C=1 时，表明经济系统与生态环境系统处于最佳耦合状态；当C=0 时，表明系统内部各要素之间处于无关状态。

式中，D表示经济和生态系统的耦合协调度，且D∈[0,1]；T为二者综合协调指数；α、β为待定系数。通常耦合度和协调度分为4 种类型，（见表1）。

表1 耦合度和协调度等级标准

2 结果与分析

2.1 村域经济发展综合得分分析

将各个正负向经济指标进行标准化之后，计算2006 年和2016 年各个行政村经济指标熵权TOPSIS指数并对其得分进行排序。总体上，汝阳县经济发展系统综合评价指数从2006 年的0.080 上升到2016 年的0.281，表明该地区经济发展的总体水平有明显提升。为了进一步分析各村经济综合得分排序时空差异变化，对2006 年和2016 年汝阳县经济发展综合得分的排序进行差值检测，并分为以下等级：明显下降A，下降B，基本不变C，上升D，明显上升E，并运用ArcGIS 10.2 进行空间可视化从而得到图1。

经济发展综合得分排序变化方面，从图1 可以看出，行政村5 种经济排序数量变化由多到少分别为：下降（97）、上升（91）、基本不变（14）、明显上升（6）、明显下降（6）。2006—2016 年，有6 个村庄经济排名下降幅度最大，都下降了100 名以上，分别是小寺河、张沟、聂坪、六竹、王坪、鱼山，表明其经济发展相对其他村庄来说十分落后；有14 个村庄两年经济发展排名较为稳定，变化在3 名以内的分别是西街（城关镇）、古严、西街（上店镇）、三屯村、常渠村、秦停村、桂柳、东局、南保、东保、马寺、蒿坪、银鹿、苇园，表明其经济发展两年较为稳定；有6 个行政村经济综合得分排名上升最多，分别是油坊、小店、下岗底、龙泉、井沟、内埠，表明两年间这些村庄经济得到了快速发展。

2.2 村域生态环境综合得分分析

将各个正负向生态指标进行标准化之后，计算2006 年和2016 年各个行政村生态指标熵权TOPSIS指数，并对其得分进行排序。总体上，汝阳县生态环境系统综合评价指数变化不大，2006 年与2016 年均为0.300，表明该地区生态环境整体上维持在稳定水平。接着对2006 年和2016 年汝阳县生态环境综合得分的排序进行差值检测进行空间可视化，并分为以下等级：明显下降A，下降B，基本不变C，上升D，明显上升E（见图1）。

图1 村域2006—2016 年经济、生态综合得分排序变化图

生态环境综合得分排序变化方面，从图1 可以看出，行政村5 种生态排序数量变化由多到少分别为：下降（96）、上升（77）、基本不变（37）、明显上升（3）、明显下降（1）。环境质量下降和明显下降的共有97 个行政村，占总行政村数量的45.328%；环境质量变好的行政村共80 个，占比37.383%；基本不变的共37 个，占比17.290%。表明汝阳县生态环境较为稳定，未来的发展中需要继续保持生态优势并发挥其经济效益。

空间分布上，生态环境排序基本不变以及上升的区域分布较为集中，主要分布在汝阳县的南部、北部、西部，东部的生态环境排序以降低为主，中间夹杂着排序上升的村庄。这表明一地的生态环境状况往往会对其周围地区产生影响，未来制订环保规划时，需考虑环境的区域效应。

2.3 经济发展与生态环境耦合协调分析

2.3.1 村域耦合度时空格局

耦合度时间变化方面（见图2），2006 年，1 个行政村处于低水平耦合阶段，12 个行政村处于拮抗阶段，处于磨合阶段的行政村数量为126 个，占汝阳县行政村总数量的58.880%，处于高水平耦合阶段的行政村数量有75 个，占比35.050%；2016 年，1 个行政村处于低水平耦合阶段，3 个行政村处于拮抗阶段，处于磨合阶段的行政村有81 个，占比37.850%，处于高水平耦合阶段的行政村数量为129 个，占比60.280%。

图2 汝阳县2006 年耦合度（a）、协调度（b）及2016 年耦合度（c）、协调度（d）空间分布图

整体上，从2006—2016 年，汝阳县村域经济发展与生态环境耦合度呈现出上升趋势，由2006 年的磨合阶段为主向2016 年的高水平耦合阶段为主发展，耦合度均值从2006 年的0.738 升至2016 年的0.825，表明汝阳县经济发展与生态环境相互影响、相互作用的程度不断加强。

耦合度空间格局演化方面（见图2），从2006—2016 年，经济与生态耦合度有所提高，高水平耦合度的面积增加，处于磨合阶段和拮抗阶段的区域面积减少，低水平耦合面积不变。

具体来说，研究区南部始终处于高水平耦合阶段，且2016 年高水平耦合态势向南部延伸。研究区北部比南部耦合程度低，且多种耦合水平混合存在；与2006 年相比，北部2016 年处于磨合阶段的范围呈现出由边缘向内部缩小的趋势，处于拮抗阶段的区域由2006 年的5 个区域减少至两块区域，低水平耦合范围并未产生变化。

2.3.2 村域协调度时空格局

协调度时间变化方面，2006 年处于低度协调阶段的行政村数量有3 个，占比0.930%，处于中度协调阶段的行政村数量有26 个，占比12.150%，处于高度协调和极度协调的行政村数量共185 个，占比86.450%；2016 年，处于低度协调阶段的行政村数量增加至44 个，占比20.560%，处于中度协调阶段的行政村数量有118 个，占比55.140%，处于高度协调和极度协调的行政村数量共52 个，占比24.30%。整体上，从2006 年到2016 年汝阳县村域经济发展与生态环境耦合度呈现出下降趋势，由2006 年的高度协调阶段为主向2016 年的中度协调阶段为主发展，协调度均值从2006 年的0.578 降至2016 年的0.421，表明随着时间推移，汝阳县经济发展与生态环境的协调度有所降低，经济与生态之间的矛盾愈发凸显。

协调度空间格局演化方面，整体上汝阳县南部协调度比北部协调度等级高；与2006 年相比，2016 年高度协调和极度协调的区域范围在减少，中度协调和低度协调的范围在增加，表明随着时间发展，汝阳县经济发展与生态环境保护之间的矛盾愈发明显。具体来说，2006 年最南部的小部分地区处于极度协调阶段，2016 年极度协调范围缩减；2006 年大部分区域属于高度协调阶段，而2016 年高度协调范围由北向南缩小；2016 年汝阳北部中度协调范围较2006 年扩大数倍；2016 年北部低度协调村庄增多，且低度协调区域零散分布，并未像前3 种协调度一般呈现为区域集聚状态。

汝阳县北部的耦合度和协调度整体比南部要低，且北部各阶段耦合度与协调度交织共存，南部则相对单一，以高水平耦合和高水平协调为主；与2006 年比，2016 年耦合度在提高，高水平耦合区域在扩大，表明二者相互作用、相互影响的程度在加强；然而2016 年的协调度与2006 年相比，极度协调与高度协调范围在减少，中度协调及低度协调区域范围有所增加，表明随着经济发展水平的提高，与生态环境作用日益密切，对生态的破坏逐渐加剧，经济发展与生态环境之间的不平衡与矛盾逐渐加剧，保护环境刻不容缓。

3 结论与讨论

文章运用熵值法、耦合协调度模型等方法，选取2006 年和2016 年汝阳县村域经济和生态数据，从微观村域尺度勾勒汝阳县经济发展与生态环境系统的耦合协调度时空格局，得出汝阳县10 年间经济发展的总体水平有明显提升，而生态环境整体上没有较大的破坏，其耦合度不断上升，而协调度呈现出了下降趋势。未来在制订发展规划时，要正确处理好经济发展与保护绿水青山的关系，充分考虑生态环境水、气、生物等各个子系统的承载力，注重保护与发展的协调性，充分考虑到经济开发可能对生态环境造成的负面影响，通过资源整合抓环保，既保持经济快速发展，又保证了山清水秀，从而努力实现地区经济发展与生态环境良性协调发展。