长三角经济发展与生态环境耦合协调机制研究

黎寅慧，乔国通，许 晨

（1.安徽理工大学 经济与管理学院，安徽 淮南 232001；2.安徽理工大学 教务处，安徽 淮南 232001）

长江三角洲城市群（以下简称长三角地区）作为“一带一路”与长江经济带的重要交汇地带，在中国国家现代化建设大局和开放格局中具有举足轻重的战略地位，是中国参与国际竞争的重要平台、经济社会发展的重要引擎、长江经济带的引领者，是中国城镇化基础最好的地区之一。2018年11月，长江三角洲区域一体化发展上升为国家战略，承载了引领新时代经济高质量发展的重要使命。长三角地区一体化发展以生态绿色为主基调，离不开生态文明制度体系建设的推进。

一、文献综述

关于经济发展与生态环境的研究，经济学家西蒙·库兹涅茨为反映收入分配状况随经济发展过程发生变化，提出环境库兹涅茨理论（EKC）[1]，又称“倒U型”曲线。1991年，Grossman和Krueger首次实证研究了环境质量与人均收入之间的关系，验证了西蒙·库兹涅茨提出的环境与收入之间存在“倒U型”关系的假设[2]。除此之外，也有众多学者研究发现不同地区或国家其环境质量与收入水平还会呈现出“S型”“U型”“M型”等多种曲线关系[3-4]。国内学者对经济与环境之间的研究主要立足于以下三点：一是研究对象以城市为中心，定量分析区域性城市之间的耦合关系，叶莉等通过耦合协调度模型和空间自相关分析得出广西14个地级市经济发展—旅游产业—生态环境系统耦合协调度总体水平偏低的结论[5]。二是在EKC的基础上研究经济活动与生态环境之间的交互耦合关系及规律，杨明运用EKC验证城镇化与环境污染之间呈明显的“倒N型”关系[6]。三是结合具体数据，分析研究对象经济发展与生态环境之间的耦合协调关系，李怡娜构建生态和经济两个综合评价体系，实证研究陕西2009—2019年生态环境与经济发展耦合协调度[7]；张孝晶等结合面板数据，运用耦合协调度评价模型对区域经济社会与生态的协同发展进行了实证分析[8]。

目前，国内关于经济与环境耦合发展的研究主要分为两方面：一是多数研究聚焦于流域、省域和地级市，而少有学者对长三角地区展开精细化研究；二是虽有部分学者从长三角地区视角出发，但多以探讨产业转型升级推进经济发展[9-10]、城镇化与生态环境协调互动关系[11-13]为主，而对长三角地区经济发展与生态环境耦合协调的研究并不多。鉴于此，本文选取长三角地区2014—2021年指标数据构建综合评价指标体系，采用耦合协调度模型探究长三角地区经济发展与生态环境耦合协调发展的演化规律及作用机制。长三角地区在我国全方位开放格局中具有很高的战略地位，研究其经济发展和生态环境之间的耦合协调关系将会对我国其他新兴经济区的高质量发展具有重要的参考和借鉴意义。

二、指标体系、研究方法和数据来源

（一）构建综合评价指标体系

为了真实反映长三角地区四个省份经济发展与生态环境耦合协调的发展关系，同时为遵循指标选取的系统性、科学性、有效性以及可比性原则，本文结合一些前人学者构建指标体系的研究成果[14-18]，构建了包含2个目标层、8个准则层、15个指标层的经济发展与生态环境耦合协调度综合评价指标体系，见表1。该指标体系从二元系统出发，涵盖经济发展水平系统与生态环境水平系统2个目标层，经济发展水平系统可以综合反映出一个地区的经济实力，生态环境水平系统包括大气环境、水环境、固体废物以及生态环境保护4个子系统，这4个子系统能够较全面地反映出人类活动与生态环境之间的相互作用关系。

表1 经济发展与生态环境耦合协调度综合评价指标体系

（二）研究方法与数据来源

1.熵权TOPSIS模型

熵权TOPSIS法实质是对传统TOPSIS评价法的改进，通过熵权法确定评价指标的权重，再通过TOPSIS法利用逼近理想解的技术确定评价对象的排序[19]。该方法有着坚实的数学基础和精密的推算过程，克服了以往主观赋权法由于个人因素造成的偏差[20]。具体公式步骤参见张小允等[21]的文献研究。

2.耦合协调度模型

耦合协调度模型共涉及3个指标值的计算，分别是耦合度C值、协调指数T值、耦合协调度D值。并且最终结合耦合协调度D值和协调等级划分标准，得出所研究系统之间的耦合协调度。

公式中：Ui表示综合评价指数，其中U1为经济发展水平系统的综合指数，U2为生态环境水平系统的综合指数；wj为各指标相应的权重。C值为耦合度，且C⊂［0，1］，C值越大，系统之间的关联度就越大，耦合度也就越强，反之，系统之间的关联度越小，耦合度也就越弱。当C=0时，系统之间无任何相关关系；当C=1时，系统之间的耦合度达到最高，两者之间呈现完全契合的状态。借鉴已有研究成果[22-23]和分类标准，将耦合度划分成4个层次，如表2所示。

表2 耦合度的分类及判定标准

耦合度一般用于度量两个系统之间的相关作用程度，但在某些情况下会由于一些系统原因导致度量出现偏差，并不能说明系统之间协调和互动状况的好坏，故在耦合度的基础上引入耦合协调度来改进，以此来进一步反映经济发展和生态环境两个系统之间交互耦合的协调效应，构建二者的耦合协调度模型D，计算公式如下：

其中：D为经济发展水平与生态环境水平的耦合协调度，D∈［0，1］，D值越大意味着两系统间的协调发展程度越高，C为耦合度，T代表综合协调指数，α表示经济发展水平在综合系统中所占的比重，β表示生态环境水平在综合系统中所占的比重，本文认为两个系统重要性相同，故α、β的值各取0.5。参考有关文献[24-25]，耦合协调度等级划分标准见表3。

表3 耦合协调度的等级与划分标准

3.数据来源

为了确保所搜集到的数据的完整性、客观性与准确性，本文中所研究的关于经济发展水平系统和生态环境水平系统的指标数据来源于2014—2021年的《安徽省统计年鉴》《江苏省统计年鉴》《浙江省统计年鉴》《上海市统计年鉴》，部分缺失数据结合了2014—2021年的《中国统计年鉴》。

三、研究结果与分析

（一）长三角地区经济发展与生态环境耦合协调特征分析

1.耦合度及耦合协调度时序演变特征

根据熵权TOPSIS模型计算出来的指标权重同时结合公式（1）得出经济发展与生态环境的综合发展指数，并运用公式（2）和公式（3）分别计算出2014—2021年长三角地区经济发展与生态环境耦合度值和耦合协调度值，具体计算结果如表4所示。

表4 2014—2021年长三角地区经济发展与生态环境耦合度与耦合协调度

从时序发展的角度出发，通过表4中的数据结果和图1可知，2014—2021年长三角地区经济发展与生态环境的耦合度均值处于0.6～0.8，除2019年耦合度轻微下降外，长三角地区的耦合度逐年稳步提升，总体上耦合度演变趋势维持稳定波动状态，其耦合度水平保持在磨合层次。

图1 2014—2021年四个省份各自的耦合度分布情况

在了解2014—2021年长三角地区经济发展与生态环境系统整体耦合度演变规律的基础上，还需进一步揭示长三角地区各省（市）的经济发展与生态环境系统耦合度时间分布规律。研究期间浙江的耦合度值基本上保持在0.7左右，2021年其耦合度值上升至0.809，位于高耦合层次。这表明浙江经济发展与生态环境的动态关联相对比较紧密，体现系统之间相互协调、有序发展的趋势。从图1可以看出，江苏的耦合度仅次于浙江，除2014年、2019年外，江苏整体耦合度演变格局特征与浙江相似，历年耦合度范围大多集中在0.7～0.8，说明江苏经济发展与生态环境耦合度仍以磨合层次为主。2014—2021年上海的耦合度波幅不大，耦合度范围保持在0.5～0.7之间，整体耦合度水平较高，仅次于江苏。相较于浙江、上海和江苏，安徽的耦合度情况较差，2014年安徽的耦合度值仅为0.343，刚达到拮抗层次，2015年之后安徽的耦合度发展趋势逐步提升，研究时段后期安徽的经济发展与生态环境内部有序运转，达到高度耦合水平。

综合表4和图2中耦合协调度数据结果可以看出，耦合协调度的发展水平与耦合度的格局变化比较相似，除2019年、2020年耦合协调度有轻微下降外，2014—2021年长三角地区耦合协调度范围处于0.5～0.7，从勉强协调逐渐过渡到初级协调，整体耦合协调度演化格局呈现小幅均匀上升趋势，说明长三角地区经济发展与生态环境呈现出正相关的发展特征。

图2 2014—2021年长三角地区耦合度及耦合协调度整体发展趋势

图3展示的2014—2021年耦合协调度分布格局中浙江的总体耦合协调度最高，安徽的耦合协调水平较低，江苏和上海则介于二者之间。结合耦合协调度的划分标准对长三角地区四个省份八年来各自的耦合协调分布规律进行分析：

图3 2014—2021年四个省份各自的耦合协调度分布情况

1）低度耦合协调：根据长三角地区八年耦合协调度的分布情况，将耦合协调度值处于0.3～0.5归为低度耦合协调。2014—2016年安徽和2014年江苏处于低度耦合协调，2014—2016年安徽经济发展在步入新常态的背景下，各项经济指标有所增长，但增速较慢，经济发展与生态环境的耦合协调尚处于较低阶段，到达高层次耦合协调还需关注后期发展潜力，提升安徽的发展空间。

2）中度耦合协调：耦合协调度值处于0.5～0.7归为中度耦合协调，由图3可以看出，上海2014—2021年耦合协调水平均达到了中度耦合协调，说明上海的经济发展与生态环境协调发展较为和谐。江苏在2015年之后整体耦合协调度也达到了中度耦合协调，与上海的耦合协调变化规律趋同，表明经济发展水平在一定程度上促进了生态环境的良性发展。到2017年安徽才步入中度耦合协调，一是由于历史、地域等各种因素，安徽的经济发展水平较浙江、江苏和上海相对落后，二是安徽主要以粗放型经济发展模式为主，资源耗用不可避免地会对生态环境造成一定破坏，影响地区经济的可持续发展。

3）高度耦合协调：耦合协调度值处于0.7～0.9归为高度耦合协调。目前只有浙江达到了高度耦合协调，2014—2021年浙江的耦合协调度值均位于0.7以上，经济发展与生态环境形成了良性循环格局，一方面雄厚的经济实力客观上为环境质量提供了坚实的物质基础，另一方面良好的生态基础有利于将环境优势转化为经济增长优势。

2.经济发展与生态环境耦合协调度的地域特征

由于历史、科学技术、地理位置、自然条件等多方面的原因，各省（市）的经济实力水平相互之间存在差异性，其耦合协调度波动幅度也都具有各自的特点。考虑到地域之间经济发展的差距，计算长三角地区四个省份八年耦合协调度的平均值，整理结果如表5所示。从地域分布来看，长三角地区的经济发展与生态环境的耦合协调度呈现出“东强西弱”的分布格局，长三角西部主要是安徽，其八年的耦合协调度均值为0.491，处于濒临失调，接近于勉强协调；长三角地区东部、东北部及东南部分别为上海、江苏和浙江，其中浙江的耦合协调均值最高，处于中级协调，整体达到高度耦合协调，上海和江苏耦合协调水平相近，处于勉强协调，整体达到中度耦合协调。

表5 2014—2021年长三角地区经济发展与生态环境耦合协调度均值

造成上述东西差异的局面，与各省（市）所处的地域环境存在紧密关联。关键因素在于浙江、上海和江苏位于沿海区域，良好的区位优势使其能在改革开放的经济发展大潮中抢先一步，经济高速提升对生态环境质量起到一定的促进作用，而安徽地处内陆，资源相对有限，经济发展起步稍晚，整个系统的协调发展还未达到理想状态。

（二）长三角地区经济发展与生态环境耦合协调机制分析

1.经济发展与生态环境耦合交互作用机制

综合前述实证研究结果，根据经济发展与生态环境的互动关系构建二者的耦合交互作用机制，如图4所示。以经济结构和大气环境为例，经济结构决定了地区经济的主要生产方式，粗放型生产在一定程度上会严重影响空气质量，危害周围生态环境，而选择柔和型生产某些情况下会改善周围的环境质量，其与生态环境的交互作用会因生产方式的不同而产生不同的作用效果。一方面经济高速发展会对生态环境转变产生约束作用，造成一定的生态压力，同时生态环境受到破坏也会限制地区的经济增长空间，两个系统的耦合效应呈现出一种异质性的发展态势，缺乏良性互动。另一方面，经济质量提高会带动生产方式转变和产业结构调整，趋向高级的经济发展模式，推动生态环境优质化发展，缓解生态压力；此外生态环境转好，也会对地区经济发展产生积极的效果反馈，引导合理利用生态资源，在确保环境质量的前提下不断提升经济增长上限，形成资源转型、优势互补的契合效应。

图4 经济发展与生态环境耦合交互作用机制

2.经济发展与生态环境耦合关系分析

运用EXCEL表格对原始数据进行标准化处理后，结合耦合协调度模型公式计算长三角地区2014年和2021年经济发展与生态环境综合指数，计算结果如表6所示。1）从总体来看，2014—2021年长三角地区经济发展水平系统综合指数呈现较大幅度的上升趋势，从0.26上升至0.44，增长率达到了69.23%，而生态环境水平系统综合指数，从0.58下降至0.43，下降率达到了25.86%，说明长三角地区经济发展与生态环境两系统之间呈现负相关的特性，地区的经济发展与生态环境和谐互动仍存在很大的发展空间。2）从经济发展水平系统来看，2014年安徽的经济发展综合指数最低，仅为0.129，其次是浙江和上海，江苏的经济发展综合指数最高，数值为0.317，到2021年各省份的经济都有所提升，其中江苏的经济发展综合指数仍然排名最高，达到了0.650，增长速度高达105%，其次分别是浙江、安徽、上海；长三角地区资源丰厚、产业多样化以及拥有独特的区位优势，成为国家战略发展的重点对象。3）从生态环境水平系统来看，2014年各省份的生态环境系统综合指数得分较高，其中安徽的生态环境综合指数得分最低，但也达到了0.529，说明该时期长三角地区整体的生态环境优势还是比较显著的，而到2021年，各省份的生态环境综合指数均有所下降，排名最高的为江苏，数值为0.496，最低的仍然是安徽，数值下跌至0.315，下降速率为40.45%。生态环境水平下降与各区域的经济发展模式和产业结构存在很大的关联，以安徽为例，安徽资源型城市居多，且多以粗放型经济发展模式为主，未来生态环境能否成功转型会成为影响地区经济发展的重要因素。

表6 长三角地区2014年和2021年经济发展与生态环境综合指数

四、结论与建议

本文选取长三角地区四个省份2014—2021年的面板数据，构建经济发展与生态环境耦合协调度综合评价指标体系，并从时序演变和地域特征两方面来分析长三角地区耦合协调的演化。据此，得出以下结论：第一，长三角地区耦合协调度从勉强协调演变为初级协调，呈现逐年缓慢上升态势，经济发展与生态环境表现出一定的相关性，表明长三角地区未来的耦合协调发展存在很大的提升空间。第二，长三角地区耦合协调度表现出一种“东强西弱”的分布格局。除安徽的耦合协调水平还需进一步提高外，江浙沪的耦合协调水平均达到了较高层次，加上长三角区域得天独厚的地理条件，长三角地区整体的耦合协调发展和谐态势较为显著。第三，根据上述研究内容的实证分析结果，各省（市）在提升经济实力的同时，要明确生态环境的重要性。因此，如何促进经济发展与生态环境之间的和谐发展，达到优势互补的目的，还需要进行进一步的实践研究和观察。

基于以上研究对长三角地区的发展提出以下对策建议：

第一，优化产业结构，缩小地区差异。长三角区域整体发展态势良好，但各省份之间仍存在差异，为此，有针对性地调整地区产业结构或将产业转移到经济欠发达的地区，激发当地的经济潜力，限制矿产资源开采，缩小环境的受损范围。有计划性地缩小粗放型经济增长规模，并向集约型经济发展模式靠拢。加大产业转型升级力度，减少“高能耗、高污染”的产业类型，缩小地区发展差距。

第二，实现资源优势转型，发展绿色经济。长三角东部地区拥有较雄厚的经济基础，其中上海作为全国的金融中心，在改革开放过程中紧跟经济发展大潮，成为最先一批发展起来的城市。研究期内浙江、江苏的经济发展与生态环境的耦合协调呈现出良性互动趋势。江浙沪需有效利用经济资源优势，促使经济优势驱动生态环境质量提升，加大环保投资力度，规划好优势资源的管理和利用，向绿色生态经济转型，加速推行长三角区域一体化战略，实现经济与生态环境的高质量发展。

第三，政府合理引导，维持稳定发展。针对长三角中经济欠发达地区，政府需及时提供财政支持，协助规划资源有效利用，提升经济发展后劲。要想达到经济发展与生态环境的高水平耦合协调离不开政府部门的监督和引导，政府要按照规定标准实时监督并提出整改建议，合理引导有关产业，灌输绿色发展的理念，各行各业需明确人与自然和谐发展的道理，朝着可持续发展的目标前进。