新疆克里雅河綠洲經濟增長與生態環境的耦合協調發展研究

阿爾祖·艾買爾, 劉 勤, 王宏衛

(1.新疆大學 綠洲生態教育部重點實驗室, 烏魯木齊 830046; 2.新疆大學 生命科學與技術學院,烏魯木齊 830046; 3.新疆大學 資源與環境科學學院, 烏魯木齊 830046)

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新疆克里雅河綠洲經濟增長與生態環境的耦合協調發展研究

阿爾祖·艾買爾1,2, 劉 勤1,3, 王宏衛1,3

(1.新疆大學 綠洲生態教育部重點實驗室, 烏魯木齊 830046; 2.新疆大學 生命科學與技術學院,烏魯木齊 830046; 3.新疆大學 資源與環境科學學院, 烏魯木齊 830046)

克里雅河綠洲在空間分布上幾乎與于田縣行政區劃中的人居區域相吻合。利用于田縣經濟增長和生態環境數據，構建綠洲經濟增長和生態環境的指標體系，運用熵權法得到綠洲經濟增長綜合指數和生態環境綜合指數，通過相關系數分析和耦合協調度模型對綠洲經濟增長與生態環境耦合協調進行分析。結果表明：1) 克里雅河綠洲經濟增長和生態環境綜合指數都呈上升的趨勢，但經濟發展綜合指數的增長趨勢大于生態環境綜合指數的增長趨勢。2) 克里雅河綠洲經濟增長和生態環境綜合指數的關系相對密切，經濟增長和生態環境的協調度C圍繞起均值0.4954上下波動，調和指數T和耦合協調度D總體呈上升趨勢。3) 耦合協調度變化量ΔD和環比增長率r在小波動中呈現增長趨勢。

克里雅河綠洲; 經濟增長; 生態環境; 耦合協調

生態環境是人類活動與社會的物質基礎。區域經濟與生態環境系統是否協調發展以及如何使之協調發展是關系到區域能否實現可持續發展的重大問題,具有重要的現實意義。國外學者主要借助經濟增長理論模型來探討經濟與環境協調發展的條件，側重于研究環境資源對經濟發展的約束,通過調節經濟增長模式,達到環境經濟間的動態平衡[1]逐漸形成了辯證的耦合協調觀，認為生態環境與經濟發展之間的關系最終應形成協調一致、共同合作的結構與功能。我國學者對經濟發展與生態環境之間的關系也進行了大量的研究，一般認為，區域的經濟發展與生態環境之間相互影響、相互作用。經濟和生態環境之間的耦合作用要求生態環境與經濟發展要協調,只有兩者相互促進,產生協調效應,才能實現兩者之間的良性循環,達到經濟持續健康發展,最終推動整個系統向協調有序的方向發展[2]。

克里雅河綠洲位于塔里木盆地南緣，大部分位于克里雅河流域的中部。流域處于內陸腹地，遠離海洋，屬暖溫帶內陸干旱荒漠氣候區。加之20世紀50年代以來，克里雅河中游地段社會經濟的快速發展，導致下游河道斷流，天然植被和綠洲日益萎縮，荒漠生態系統更加脆弱[3]，一定程度上阻礙了經濟與生態環境的可持續發展。因此，學者逐漸將眼光投向克里雅河流域，研究該區的經濟與環境問題。而本文以克里雅河為研究區，運用耦合度模型對克里雅河洲經濟增長與生態環境之間的關系進行定量計算，并根據評價結果針對性地提出保障其長期協調發展關系的對策建議，以期為實現克里雅河綠洲經濟增長與生態環境系統間的協調耦合提供現實的理論意義。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

克里雅河發源于昆侖山主峰的烏什騰格山北坡，全長438 km，多年平均徑流量7.215億m3，流域空間跨度為81°09′—82°51′E，35°14′—39°29′N，南北長約466 km，東西寬30～120 km。研究區總面積3.95萬km2，其中山區面積1.24萬km2，平原區面積0.57萬km2，沙漠面積2.14萬km2，是中國西部生態系統最為脆弱的地區之一[4]。流域多年平均氣溫9.53℃，極端最高氣溫43.0℃，極端最低氣溫-26.3℃。流域年平均降水量44.7 mm。氣候的主要特點是：四季分明、晝夜溫差大，熱量資源豐富，光照充足，降水稀少，蒸發量大，春夏多風沙和浮沉等災害天氣[5]。流域內部植被稀疏，土地鹽漬化特別嚴重，綠洲外圍地區廣闊無壤，多為沙包、鹽堿、沼澤和葦叢?？死镅藕恿饔蜃鳛槲鞑看箝_發的重點區域，由于其生態環境脆弱，在一定程度上影響經濟的發展。農業是克里雅河流域的支柱性產業，近幾年來，隨著科學技術的發展，加上產業結構比較合理，大大改善了該區的生態環境，促進生態文明的和諧發展。

1.2 數據來源

本文選取克里雅河綠洲作為研究區，以1999—2010年于田縣的年度數據作為代表，選取21個經濟指標和20個生態環境指標。數據來源于《新疆統計年鑒》、《于田主要經濟指標匯編1999—2008》和《于田統計五十年》。

2 研究方法

2.1 評價指標體系的建立

經濟增長與生態環境兩個系統的指標體系具有復雜性,依據指標體系構建的科學性原則、系統性原則、實用性原則和可操作性原則，從評價指標的地域性、復雜性和可持續性的角度綜合考慮，在結合干旱區綠洲的實際特點及參考相關文獻[6-9]的基礎上,最終確定基于經濟實力、經濟結構、政府作用和經濟水平四個指標層的21個經濟指標構成的克里雅河綠洲經濟增長綜合評價指標體系和基于人口規模、農業用地及物資消耗、公共資源基礎和環境污染與治理四個指標指標層的21個生態指標構成的克里雅河綠洲生態環境綜合評價指標體系，以進行經濟發展與生態環境綜合評價的量化分析[8-9]，詳見表1、表2。

表1 克里雅河綠洲經濟增長指標體系

表2 克里雅河綠洲生態環境指標體系

2.2 數據歸一處理化

2.3 指標權重的確定

采用熵值法估算個指標的權重。熵值法根據來源于客觀環境的原始信息，通過分析各指標之間的關聯程度及各指標所提供的信息量來決定指標的權重[10-11]，從而在一定程度上避免了主觀因素帶來的偏差。熵值法確定指標權重的步驟為：

計算第j個指標下第i項目的指標值比重Sij：

(1)

第j個指標的熵值ej的計算：

(2)

計算第j個指標的權重wj：

(3)

2.4 綜合指數的測度

根據各指標的標準化值與權重，加權求和計算經濟增長綜合指數f(x)和生態環境綜合指數g(y)。設Xi(i=1,2,3，…，m)為經濟增長指標，Уj(=1,2,3，…，n)為生態環境指標，對應的權重分別為ωi和ωj。則按照公式(2—3)分別計算經濟增長綜合指數和生態環境綜合指數[12-13]:

(4)

(5)

2.5 耦合協調度模型

耦合度是反映區域經濟發展與生態環境耦合程度的重要指標，對判別經濟發展與生態發展耦合作用的強度，預警二者發展秩序等具有十分重要的意義。通過構建經濟發展與生態環境耦合協調度模型，可以評判經濟發展與生態環境交互耦合的協調程度，借鑒物理學中的容量耦合系數模型，推廣得到經濟發展與生態環境二者的耦合協調度模型為：

算法表示為：

(6)

T=a·f(x)+b·g(y)

(7)

(8)

式中：f(x),g(y)——經濟增長、生態環境子系統的綜合指數；C——協調度；T——綜合調和指數，反映經濟增長與生態環境的整體協同效應或貢獻；D——耦合協調度；a，b——待定權數，a+b=1。

3 結果與分析

3.1 克里雅河綠洲經濟增長與生態環境綜合評價體系指標權重的確定

根據各指標的變異程度，利用信息熵計算出各指標的熵權，從而得出較為客觀的指標權重[14]。經計算，各指標權重見表3，由表3可以看出，經濟增長指標體系和生態環境指標體系中位于前五位的指標分別是：固定資產投資、財政支出、教育事業費用支出、金融機構存款余額、第三產業產值和地膜使用量、農村用電量、公路里程、全縣機動車輛、農藥使用量。

3.2 經濟增長與生態環境綜合水平評析

通過加權求和得到克里雅河綠洲1999—2010年經濟增長與生態環境綜合指數。對兩者進行相關分析，得到兩者的相關系數R=0.785 3，說明二者關系密切，經濟的變化密切影響著生態環境的變化。通過克里雅河綠洲經濟增長綜合指數與生態環境綜合指數變化曲線圖(圖1)和克里雅河綠洲經濟和生態綜合指數變化圖(圖2)分析克里雅河綠洲在研究年份經濟增長與生態環境綜合指數的變化特征。

表3 于田縣經濟增長和生態環境指標權重與排序

圖1 克里雅河綠洲經濟和生態環境綜合指數曲線

1) 經濟綜合指數由2000年的0.287 2增長為2010年的1.031 6，上升了0.744 4。其中，2000年得分最低(0.287 21)，較1999年下降0.103 44。2005年以前，年增長幅度不穩定，2005年以后，年平均增長0.173 4。說明該流域經濟增長速度逐年遞增，這與該地區和國家出臺的一系列促進發展政策密切相關。

2) 生態綜合指數由1999年的最小值0.239 6增長為2010年的最大值0.638 3，上升了0.398 7，增加了2.663 9倍。在2004年和2008年，生態環境得分較前一年均出現了不同程度的下降。得分增長最快的年份是2002年，較前一年增長了0.173 13。生態綜合指數在增長過程中有小幅度波動，增長趨勢不穩定。

3) 2002年—2005年經濟發展綜合指數均小于生態環境綜合指數。2002年綠洲經濟綜合指數比生態綜合指數小0.121 1。在2007年以后，生態綜合指數開始小于經濟綜合指數，二者之差在2010年為0.393 3。這主要是由于該流域經濟綜合指數的增長速度快于生態綜合指數的增長速度所致，在圖1中表現為經濟綜合指數曲線上升趨勢快于生態綜合指數曲線。這說明該地區經濟發展的速度逐漸高于生態環境的發展速度。

4) 經濟發展綜合指數的平均變化量比生態環境綜合指數的平均變化量大0.022 0，經濟綜合指數增長速度明顯快于生態綜合指數的增長速度，且二者差值呈現逐漸增大的趨勢，因此在保持經濟發展的同時，應加生態環境的保護，促進經濟和生態環境的有序協調發展。

圖2 克里雅河綠洲經濟和生態綜合指數變化

3.3 耦合協調度模型

為了更好地分析經濟增長與生態環境綜合指數的變動情況，將兩者看作為經濟子系統和生態子系統，借助耦合協調理論模型，分別求出經濟增長和生態環境兩系統的協調度C，綜合調和指數T，耦合協調度D，以更好地評判經濟、生態交互耦合的協調程度[15]，結果詳見圖3。

圖3 克里雅和綠州經濟增長和生態環境協調度和調和指數曲線

通過圖3可以看出，1999—2010年之間，于田縣經濟增長和生態環境調和指數變化幅度較大，從1999年的0.315 1增長為2010年的0.835 0，平均每年增長0.058 3。耦合度指數在從0.391 1增長到0.636 98，平均每年增長0.031 9，波動幅度變化不大，耦合度較高。2000年，耦合度指數較1999年出現下降，同時經濟發展指數達到最低；2000—2010年中，耦合度指數逐漸上升，經濟發展綜合指數逐漸超過生態環境綜合指數。這些情況說明，經濟和生態只有同時發展，協調發展，才能達到生態與經濟的共贏。

由圖4 可知，2000年耦合協調度減小，2000年后，耦合協調度變化量ΔD均大于0，說明流域內經濟增長和生態環境的耦合協調總體上呈現上升趨勢。2002年ΔD最大，說明2002年流域內的耦合協調度增長最快，這與當年生態環境綜合指數增長最快密切相關。對r進行線性回歸分析，回歸系數為0.002 2，說明耦合協調度的環比增長率呈現上升趨勢。

注：耦合協調度變化量ΔD=本年的耦合協調度—上年度的耦合協調度，環比增長率r=指變化量ΔD/上年度的耦合協調度D。

圖4 克里雅河綠洲經濟增長和生態環境耦合協調度的變化量及其環比增長率變化

4 結 論

克里雅河綠洲由于其特殊的地理環境，生態環境極其脆弱。促進綠洲經濟與生態環境的協調發展關系到綠洲實現可持續發展的重大問題。本文在構建克里雅河流域經濟增長指標體系與生態環境指標體系的基礎上，運用耦合關聯模型分析該綠洲經濟增長與生態環境的耦合關系。在1999—2010年期間，克里雅河綠洲經濟增長和生態環境綜合指數都呈上升的趨勢，但是經濟發展綜合指數的增長明顯大于生態環境綜合指數的增長趨勢。經濟增長和生態環境綜合指數的關系密切，經濟發展和生態環境的耦合關聯程度在逐漸上升且耦合協調度的增長趨勢在逐漸增加。因此，在經濟與生態全面發展的過程中，應注重經濟與生態的共同發展，注重解決經濟結構不合理，經濟效益、經濟活力不高，環境污染等限制兩系統協調發展的主要問題，采取相關措施，協調二者的關系，實現經濟和生態環境的協調發展。

[1] 張麗君,劉佳駿.內蒙古自治區社會,資源,生態與經濟協調發展研究[J].中央民族大學學報:哲學社會科學版,2009,36(1):61-67.

[2] 江紅莉,何建敏.區域經濟與生態環境系統動態耦合協調發展研究:基于江蘇省的數據[J].軟科學,2010,24(3):63-68.

[3] 胡文康,張立運.克里雅河下游荒漠河岸植被的歷史,現狀和前景[J].干旱區地理,1990,13(1):46-51.

[4] 陳銳,鄧祥征,戰金艷,汪云林,李冬,牛文元.流域尺度生態需水的估算模型與應用:以克里雅河流域為例[J].地理研究,2005(5):725-731.

[5] 徐霞,哈學萍,韋建波,等.基于ETM+數據的新疆于田地區地表溫度反演研究[J].新疆農業科學,2008,45(3):547-552.

[6] 趙安周,李英俊,衛海燕,等.西安市城市化與城市生態環境耦合協調發展研究[J].水土保持研究,2012,19(6):152-156.

[7] 梁磊磊,姜志德,王繼軍,等.吳起縣農業生態經濟結構耦合發展模式及耦合效應研究[J].水土保持研究,2010,17(2):70-74.

[8] 萬年慶,吳國璽,張謙智.河南省城市化與生態環境耦合分析[J].資源開發與市場,2010(2):116-119.

[9] 安瓦爾,塔世根,加帕爾.新疆南疆地區城市化與生態環境耦合關聯分析[J].北京林業大學學報:社會科學版,2009,8(4):169-174.

[10] 張廣裕,張光霞.甘肅省城市化與生態環境關系的計量分析[J].甘肅聯合大學學報:社會科學版,2009,24(5):16-21.

[11] 劉耀彬,李仁東,宋學鋒.中國區域城市化與生態環境耦合的關聯分析[J].地理學報,2005,60(2):237-247.

[12] 周玄德,司馬義孜比布拉,嚴姍,等.克拉瑪依市經濟增長與生態環境關系的計量分析[J].水土保持通報,2013,33(2):236-240.

[13] 張曉東,池天河.90年代中國省級區域經濟與環境協調度分析[J].地理研究,2001,20(4):506-515.

[14] 吳文恒,牛叔文.甘肅省人口與資源環境耦合的演進分析[J].中國人口科學,2006(2):81-86.

[15] 宋超山,馬俊杰,楊風,等.城市化與資源環境系統耦合研究:以西安市為例[J].干旱區資源與環境,2010,24(5):85-90.

Study on Coupling Coordinative Relationship Between Economic Growth and Ecological Environment of Keriya River Oasis in Xinjiang

Arzu·Amar1,2, LIU Qin1,3, WANG Hongwei1,3

(1.KeyLaboratoryofOasisEcology,MinistryofEducation,XinjiangUniversity,Urumqi830046,China;2.CollegeofLifeScienceandTechnology,XinjiangUniversity,Urumqi830046,China;3.CollegeofResourcesandEnvironmentalScience,XinjiangUniversity,Urumqi830046,China)

Keriya River Oasis, as the typical oasis in Xinjiang, coincides with the residential area of Yutian County with respect to administrative districts in the space layout. Combining with the current indexes of economic growth and ecological environment, this method built the index system of oasis economic growth and ecological environment, the comprehensive indexes of oasis economic growth and ecological environment were calculated by normalizing and weighing the raw data. Through analysis of the correlation coefficient and the coupling coordination degree model, the development trend of oasis was examined. The results showed that: 1) comprehensive indexes of economic growth and ecological environment had an upward trend, while the gradient of comprehensive index of economic growth was greater than the ecological environment; 2) the relationship between economic growth and ecological environment of oasis was relatively close. The coordinative degree(C) of economic growth and ecological environment within the watershed fluctuated around the mean of the 0.495 4, harmonic index(T) and the coupling coordination degree(D) displayed a rising trend; 3) combining with the research of coordination degree change(ΔD) and the growth rate(r) in Keriya River Oasis from 1999 to 2010, both ΔDandrpresented the lightly fluctuating growth.

Keriya River Oasis; economic growth; ecological environment; coupling coordination

2014-04-09

2014-05-23

國家自然科學基金聯合基金(NSFC-新疆聯合基金)重點項目(U1138303);綠洲生態教育部重點實驗室開放課題(XJDX0201-2012-05);新疆大學本科生科研實踐訓練項目(XJU-SRT-13063)

阿爾祖·艾買爾(1992—),女(維吾爾族),新疆和田人,本科生,主要從事干旱區綠洲人地關系與生態安全研究。E-mail:1172040758@qq.com

王宏衛(1967—),男,新疆石河子人,副教授,主要從事干旱區綠洲生態環境與人文影響研究。E-mail:wanghw_777@163.com

F127;F205

1005-3409(2015)02-0264-05