环境保护-经济发展-物流业耦合协调研究——以丝绸之路经济带为例

柯康凯,张英彦

(1.安徽理工大学 经济与管理学院,安徽 淮南 232001;2.宿州学院 商学院,安徽 宿州 234000)

可持续发展战略提出以来,环境保护与区域经济或产业经济间的协调发展已成为学者们研究的热点。丝绸之路经济带是在古丝绸之路概念上产生的新的经济发展区域,被称为21世纪的战略能源和资源基地。作为“世界上最长、最具有发展潜力的经济大走廊”之称的经济带、各国沟通的桥梁,物流产业对区域内经济发展与环境保护均有较大影响,三者之间的协调发展对于整个丝绸之路经济带的健康发展意义重大。通过实证研究对区域内9个省市环境保护、经济发展与物流业之间的协调发展水平进行分析,可为相关政策的制定与实施提供理论依据,对于提高丝绸之路经济带经济、生态环境保护与物流业之间的协调发展能力,贯彻我国可持续发展战略具有重要价值。

一、文献综述

评价不同领域或产业间的协调发展水平,通过耦合协调模型测算耦合协调度并进行分析是当前学界主流的研究方法[1-3]。目前与环境保护、经济发展及物流业有关的耦合协调研究成果颇丰,但多为二元耦合系统:王长梅[4]结合熵权-TOPSIS法与耦合协调度模型,分析怀化市经济发展与生态环境保护耦合协调水平,发现存在区域不平衡现象,经济与环境保护协调二者发展不均衡,但有差距缩小的趋势;尹文嘉等[5]构建自然生态环境-社会经济耦合协调模型,探究2007—2017年广西省经济发展与生态环境保护二者的协调发展程度,发现环境系统与经济系统存在良性促进关系,耦合水平朝良好协调发展转变;薛婧等[6]结合发展评价模型与耦合协调度模型对甘肃省经济系统与环境系统的耦合协调水平进行实证研究,结果表明该省在测算年间由极度失调衰退上升为优质耦合协调,并提出实施差异化的环境经济政策等建议;周怡等[7]通过研究眉山市物流业与经济发展的耦合协调水平,发现二者间协调水平良好,但需通过加大物流投资等方式以进一步提升协调发展水平;谭辉[8]以云南省为基点,依据耦合协调模型从三个角度构建物流与经济的评价指标体系,研究表明以云南为中心辐射东南亚效果较好,辐射作用愈发明显,云南省在各省份中物流与经济发展水平处于下游,但有较好的增长趋势。

综上所述,现有文献对于环境保护、经济发展与物流业等领域的研究多以两系统间的耦合协调为主,且研究视角多集中于省市层面,对于丝绸之路经济带这类包含较多省市、分布广泛且物流业与环境保护、经济发展关系较为紧密的地区研究较少。本文创新性地构建环境保护-经济发展-物流业三元耦合协调系统,探究丝绸之路经济带区域9个省市(陕西、甘肃、宁夏、新疆、青海、四川、重庆、云南、广西)环境保护、经济发展与物流业三者间协调发展水平及时空演变,并引入GM(1,1)灰色预测模型对未来五年耦合协调水平进行预测,以期促进该地区环境保护、经济发展与物流业之间的良性发展,为可持续发展提供理论支持。

二、研究方法

(一)熵值法

熵值法是一种客观赋权方法,能够一定程度降低主观方法导致的偏差,增强结果的科学性。基于收集的数据,有如下计算过程。

(1)指标选取。设有w个年份,m个地区(省市),n个指标变量,Akij为第k年第i个地区的第j项指标。

(2)数据标准化处理,采用极值标准化法。

(1)

(2)

式中:Akij和Bkij分别表示第k年第i个地区的第j项指标的初始值与标准化处理后的值;maxAkij与minAkij分别表示所有评价对象中指标的j最大值与最小值。

(3)指标归一化处理。为使后续计算中各数据均有意义,在进一步计算前对数据进行整体平移0.000 1,再计算P值。

(3)

(4)熵值计算

(4)

(5)

(5)冗余度计算

Dj=1-Ej

(6)

(6)权重计算

(7)

(7)影响力指数计算

(8)

(二)耦合度模型

本文使用学术界通用方法[9-10],构建环境保护-经济发展-物流业系统耦合度模型求解耦合度,如公式(9)所示。

(9)

式中:V为系统耦合度,取值范围0～1,当V为1时,表示该系统处于最优耦合状态,当V为0时,表示该系统内部各要素无关,向无序化发展;h1、h2、h3分别表示环境保护、经济发展、物流业三个系统的影响力指数。

(三)耦合协调度模型

由于耦合度模型所得结果仅能描述系统间耦合强度,无法较好反映复合系统的整体协调情况,因此引入耦合协调度模型计算耦合协调度并进一步分析,如式(10)、式(11)所示。

T=αh1+βh2+γh3

(10)

(11)

式中:D为耦合协调度;T为三元系统的综合评价指数;α、β、γ表示各系统的待定系数,鉴于环境保护、经济发展同样重要,物流业次之,故取α=β=0.35,γ=0.3。参考现有学者研究成果[11-12],结合本文计算数据,将耦合协调度划分为十个等级,如表1所示。

表1 耦合协调度类型

(四)GM(1,1)灰色预测模型

灰色预测模型是对在一定范围内变化的、与时间序列有关的灰过程进行预测,可用GM(m,n)表示,m代表阶数,n代表预测对象的个数,具体如下。

(12)

X(0)={X(0)(i),i=1,2,…,n}

(13)

X(1)={X(1)(k),k=1,2,…,n}

(14)

(15)

(16)

Yn=(X(0)(2),X(0)(3),…,X(0)(n))T

(17)

三、指标体系构建

以科学性、代表性及可得性为原则,参考现有文献[13-15]并结合丝绸之路经济带各省市特点,建立环境保护-经济发展-物流业三元耦合系统,共25个指标。文中对丝绸之路经济带9个省市进行模型计算分析所需数据均来自国家统计局数据库、《中国统计年鉴》及各省市的统计年鉴,各指标具体信息及权重如表2所示。

表2 耦合系统评价指标体系

四、实证分析

(一)综合评价指数发展趋势

综合评价指数用于衡量系统层的综合水平。对于指定系统而言,其综合评价指数越接近1,表明其发展水平越高。为探究整个经济带区域的环境保护、经济发展与物流业三个系统的发展水平随时间发展情况,基于公式(8)结果,计算各系统历年影响力指数平均值,具体如图1所示。

由图1可知,整体上三个系统的影响力指数均呈上升趋势,其中环境保护系统增长较为缓慢,经济发展系统与物流业系统增长幅度较大。2013年,欧亚各国“共同建设丝绸之路经济带”理念的提出,《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》政策的通过,给当地经济快速发展指明了道路,借助于沿线贸易往来,物流业也得到了前所未有的发展机遇。2014年丝绸之路经济联盟与丝绸之路经济带物流联动发展合作联盟的相继成立,进一步保障了经济与物流业的持续发展。环境保护系统受多方面因素影响,发展水平增长慢,甚至在2020年出现了下降。一方面由于经济发展水平增长迅速、物流业发展水平持续增长,不可避免地给环境保护带去压力;另一方面丝绸之路经济带内各省市发展水平、发展环境以及实地情况均有差异,导致环境保护所需要的方案与力度有所不同,造成各省市间合作积极性不同,阻碍了整个经济带区域的环境保护发展,使地区环境保护水平发展缓慢。

图1 各系统历年影响力指数均值变化趋势

(二)耦合协调度分析

根据公式(10)(11)计算所得丝绸之路经济带各省市环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调度结果与变化趋势,如图2所示。

从图2可以看出,全局视角下,丝绸之路经济带各省市耦合协调度平均值在0.4～0.65区间内平缓增长,由2010年濒临失调衰退上升至2015年勉强协调发展,至2020年已实现初级协调发展,但不同省份差异明显。以平均值曲线为界限将丝绸之路经济带各省市划分为两个区域,高于平均水平的省市有陕西、四川、重庆、云南、广西,低于平均水平的省份有甘肃、新疆、宁夏以及青海。

图2 丝绸之路经济带各省市耦合协调度与变化趋势

具体来看,四川省环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调度呈现出一路领先的情形,耦合协调度由2010年的0.537一路上升至2020年的0.863,是目前9个省市中唯一一个达到良好协调发展水平的省份,自2013年起逐渐与其他省市拉开差距。2013年,四川通过举行“民企入川”“港澳企业四川行”“央企入川”及世界财富论坛、第十四届西博会等大型招商引资活动,不断扩大投资规模,推动经济发展;四川省委十届三次全会提出建设美丽四川,将环境保护列为重点民生工作,同时其地理位置衔接陆上丝绸之路与海上丝绸之路,对接东西,贯通南北,为物流业发展提供了坚实的基础。陕西、重庆、云南、广西4个省市环境保护-经济发展-物流业系统协调发展水平较为接近,耦合协调度均处于0.5～0.7上下。陕西、重庆与云南环抱四川省,可接收四川省快速发展所带来的辐射效应,陕西与重庆和东部相对发达城市接壤,广西紧邻发达省份广东,在“十二五”“十三五”规划中经济发展、环保与物流业被更加重视,综合以上因素使得这些省市可以更充分地享受“建设丝绸之路经济带”“一带一路”等政策带来的红利,上述地区得以在平均线上稳步发展,几乎同步实现了从濒临失调衰退阶段到中级协调发展阶段的跨越。

处于环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调度平均水平以下的甘肃、新疆、宁夏及青海4个省份,三元耦合系统协调发展的局限性较多,甘肃、新疆和青海自然环境均比较恶劣,交通不便。甘肃省水资源匮乏,以往经济模式以重工业为主,消耗大量自然资源,且近几年出现重工业发展缓慢、人口流失等问题,进一步阻碍了甘肃环境保护、经济发展与物流业协调发展;新疆山地及沙漠戈壁地形居多,物流业基础设施建设困难,且森林覆盖率低,生态环境较脆弱,环境保护难度高,由于经济基础薄弱,基础设施建设也相对落后,环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调水平提升缓慢;青海大部分地区平均海拔在4 000米以上,人口稀少、政府财政薄弱使招商引资困难;宁夏同样面临人口少、商业环境差等问题,经济总量低、低端产业多且经济发展结构单一。综上,上述4个省份由于自身条件先天性不足,环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调水平发展缓慢。 2010年,甘肃、新疆、宁夏系统耦合协调水平均处于轻度失调衰退阶段,青海系统耦合协调度仅为0.271,处于中度失调衰退阶段。截至2020年,甘肃与新疆系统耦合协调水平达到勉强协调发展阶段,青海与宁夏仅达到濒临失调衰退阶段,观测到以上4个省份在测算年间物流业子系统综合评价指数增长极慢或几乎无增长,环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调水平仍有较大进步空间。

(三) 耦合协调水平时空演变分析

为了更直观地呈现丝绸之路经济带地区各省市环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调水平的时空演变情况,使用ArcGIS软件绘制环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调水平时空演变图,如图3所示。

图3 环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调水平时空演变图

由图3可知,在测算年间,丝绸之路经济带各省市环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调水平空间上表现为东部高、西部稍高、中部低的现象,这一规律基本对应丝绸之路经济带各省市经济发展水平。根据时空演变图可将丝绸之路经济带各省市环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调水平时空演变分为每5年一个阶段:第一阶段,四川省环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调水平发展最快,带动相邻的陕西、重庆两地加速发展,云南、广西次之,最终陕西、四川、云南、广西环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调水平达到同级别,甘肃、新疆、宁夏及青海4个省份发展较为缓慢;第二阶段,四川依据自身较高幅度的增速再一次与其他省市拉开差距,9个省市间环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调水平的差距大致与第一阶段初期一致,但整体水平提高,据此推测下一阶段陕西、重庆会与四川共同达到优质耦合发展水平,云南、广西接近优质耦合协调发展水平,甘肃、新疆、宁夏及青海四地仅实现一个等级的提升。

(四)耦合协调水平发展预测

使用GM(1,1)灰色预测模型对未来五年丝绸之路经济带各省市环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调水平进行预测,由于预测结果中耦合协调度为1时过于理想,故本文以0.99表示,基于模型预测结果如表3所示。

表3 丝绸之路经济带各省市耦合协调度预测值

根据预测结果, 到2025年陕西、四川、重庆环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调水平将达到优质协调状态,云南、广西提高至良好耦合协调水平,其中云南耦合协调度为0.896,下一年大概率也将迈入优质协调发展阶段,甘肃、新疆、宁夏及青海环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调水平依旧较大幅度落后于其他5个省市,仅甘肃能够勉强达到中级协调发展,其他3个城市仍处于初级协调发展或勉强协调发展。

五、结论与建议

通过建立丝绸之路经济带环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调模型,基于丝绸之路经济带9个省市2010—2020年面板数据,测算分析丝绸之路经济带各省市系统耦合协调度,并进行时空演变规律分析及系统耦合协调度预测,得出如下结论。

(1)整体上丝绸之路经济带各省市环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调度均处于稳步上升阶段,但存在不同区位省市差距较大、整体水平不高等问题,一半以上省市处于初级协调发展及以下水平,仍有较大成长空间。

(2)东部省份初始系统耦合协调水平明显高于西部及中部省份。在增幅水平接近的情况下东部省份几乎均达到中级协调发展阶段,仅广西处于初级协调发展阶段,9个省市中只有四川以较高的增长速度使环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调度到达良好协调发展水平,东部其他省份可以适当借鉴四川的发展政策及经验;地理位置及自然条件较差的甘肃、新疆、宁夏和青海4个省份均未达到初级协调发展阶段,且由于自身条件与东部差异较大,东部省份的发展经验难以起到作用。

(3)从丝绸之路经济带各省市环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调水平的时空演变规律看,丝绸之路经济带整体系统耦合协水平与经济发展水平相似,表现为东部高、西部稍高、中部低的特点。四川耦合协调水平最高、发展最快,但并未完全发挥中心城市效应,带动作用大都体现在与其接壤的东部省市上,与西部、中部省市割裂感较强。由灰色预测模型的预测结果也可看出,按照现有发展趋势,5年后西部、中部大部分地区仅能达到勉强协调发展阶段,不利于丝绸之路经济带整体的发展。

基于上述结论,为进一步提高丝绸之路经济带各省市环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调水平,推动丝绸之路经济带地区环境保护、经济发展与物流业三者共同繁荣,提出以下建议。

(1)丝绸之路经济带西部、中部省市加强基础设施建设,重视物流设施搭建,提高交通运输能力;加速产业升级,将经济建设中心逐步由第一产业向第三产业过渡;国家在制定发展政策上可略向发展较落后的西部、中部省市倾斜,各省市根据自身特点因地制宜,制定符合自身的发展战略;贯彻落实丝绸之路经济带建设方案与“一带一路”政策,加强丝绸之路经济带各省市间的联动性,增强丝绸之路经济带各省市发展过程的协调性;以经济、发展最发达的地区为中心,建立以物流业为重心的经济发展城市群,进一步增强中心城市的带动作用;发展水平较高的省份四川,在发展过程中加强与周边省市的联动,加快周边省市发展,不断扩大辐射范围,直至覆盖整个经济带,实现协调发展;鉴于丝绸之路经济带各省市环境保护-经济发展-物流业系统耦合协调水平分布特点与经济发展水平类似,发展经济、物流业仍是提高耦合协调水平的必经之路。

(2)丝绸之路经济带内各省市应视作一个整体,各省市间紧密合作,共同面对经济发展、物流业需求加大所带来的环境保护压力,根据自身环境保护所需条件与目标,动态调整环境保护政策;减少传统产业数量,降低对自然资源的掠夺,积极引进并加大投资科技含量较高的产业;加速产业升级,推动传统的粗放型发展产业向高效率发展产业转型;重视各项环境保护指标,对污染较严重的企业严格限制,重视植树造林,提高森林覆盖率。

(3)对于发展速度较快、物流需求较高的东部省市,根据自身需求加大对物流产业的投资建设,满足经济增长的需要,促进经济发展与物流业协调发展,结合可持续发展理念,加强与其他省市的物流协作,提高物流业科技含量,充分利用物流资源,达到降本增效的效果;对于发展较慢、物流业相对落后的西部与中部省市,推动旅游业以促进经济加速,尝试旅游与物流产业融合,发挥自身优势,实现环境保护、经济发展与物流业的协调发展。