基于“兩山”理論的南疆脆弱區生態與經濟系統互動效應分析

姚亞玲,李 青,陳紅梅

(塔里木大學 經濟與管理學院,新疆 阿拉爾843300)

正確處理好環境保護和經濟發展關系,實現“綠水青山就是金山銀山”，是推進我國可持續發展的內在要求。2018年我國提出解決好生態環境問題,必須要全面推進綠色發展,將創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念貫穿于生態文明建設的始終[1]。實施鄉村振興,建設美麗鄉村;推進精準扶貧,打好脫貧攻堅戰役,是“既保護好綠水青山又發展好金山銀山”的有效舉措。對南疆生態脆弱區而言,環境惡劣與貧困相互交織,如何有效解決南疆生態脆弱區保護與發展之間的問題對推進生態文明建設具有重大的意義。

當前,有部分學者從生態和經濟兩者的關系及其研究方法等方面進行了研究。肖良武等通過分析西部生態環境與經濟發展狀況和困境,認為評估和找尋兩者發展間的協調性和均衡點,可借助市場與政府力量推進兩者協調發展[2];張芳引用協調度發展模型對研究區社會經濟與生態系統間的協調關系進行了評價,得出北疆14個主要城鎮兩大系統間的協調發展度不高[3];李智運用評價模型對研究區社會經濟與生態系統間的協調關系進行了評價,得出江蘇省經濟系統呈現南北梯度分布格局,而生態系統的空間集聚特征較顯著[4];王介勇等構建了黃河三角洲生態經濟系統耦合過程模型,得出其耦合過程由相悖發展到良性耦合,并可在2019年接近45°的最佳耦合點[5];王彥發等運用協調度模型對新疆14個地州的農業資源環境和區域經濟發展的協調性進行了評價,認為該地區經濟與資源環境的協調發展程度呈現明顯的地域差異[6];孟凡浩等通過對塔里木河流域近50年干流生態系統結構進行分析得出,其變化主要是以荒漠生態系統擴張,自然綠洲生態系統縮小為主[7]。

上述文獻的研究成果為本文研究提供了堅實的基礎,但將“兩山”理論融入到生態保護與經濟發展,探討兩者之間關系的研究鮮少。考慮到新疆南疆生態脆弱區惡劣的環境與貧困之間具有極強的耦合關系,從兼具保護和發展這一角度出發對兩者關系進行探討很有必要。因此,深入分析和田地區生態與經濟系統中各要素間的互動關系,將“兩山”理論有效運用到當地的經濟發展和生態環境保護中,對今后南疆地區的生態文明建設和經濟可持續發展具有重要的推動作用。

1 研究區概況

和田地區作為南疆典型的生態脆弱區和深度貧困區,屬于干旱荒漠性氣候,生態環境極其脆弱,貧困程度較深、面積廣,維穩形勢較嚴峻。在土地面積中,沙漠面積占總面積的41.57%,而綠洲面積僅占總面積的3.7%。和田地區集中了南疆地區大部分的人口和城鎮,森林覆蓋度1.48%,水資源總量132.33億m3,占南疆5地州的26%,人均水資源量5402m3。但由于該地區全年長期以農業生產為主,水資源引用率約70%,受水資源時空分布不均的影響,該地區水資源嚴重匱乏。

2017年,新疆和田地區總人口達252.28萬人,比2004年增長42.37%,其中少數民族人口占比為97.12%,農村人口占比為77.78%,農牧民人均純收入7817元。和田地區所管轄的7縣1市均屬于國家扶貧工作重點縣市,確定的貧困村多達1077個,占新疆的35.6%,扶貧對象多達18.7萬戶,共計70.35萬人,占該地區農村人口的39.5%,加之受“不離土不離鄉、小富即安”思想和安全維穩態勢的影響,致使該地區精準扶貧任務艱巨,脫貧攻堅難度大。和田地區作為建設絲綢之路經濟帶與中巴經濟走廊的重要支撐區域、生態脆弱與貧困的高度耦合區域,保護好“綠水青山”,建設好“金山銀山”,促使兩者和諧共同發展,對和田地區乃至整個南疆人民脫貧致富，擁有良好生活環境具有重大意義。

2 材料與方法

2.1 研究的理論基礎

“兩山”理論:“兩山”理論的提出科學地將生態和環境歸納到生產力的范圍,化解了在經濟發展中環境、生態與生產力這一矛盾關系,揭示了“綠水青山”與“金山銀山”之間相互影響、相互制約的辯證關系,有效地將生態優勢轉化為經濟優勢,推動生態環境與社會經濟的良性發展。其中，“既要綠水青山,也要金山銀山”體現了兩者之間相互關聯卻有主次之分的兩點論,“寧要綠水青山,不要金山銀山”詮釋了在保護和發展的關系中誰為首要的重點論,“綠水青山就是金山銀山”則體現了兩者之間辯證統一、相互依存的統一論[8]。過去由于“重開發輕保護、先發展后治理”的掠奪式開發現象,致使部分人出現“金山銀山重于綠水青山”的認識偏差,認為“經濟增長就是要以犧牲自然環境為代價”,因此出現了環境污染嚴重、自然資源開發過度、生物多樣性減少等一系列突出問題。因此,將“兩山”理論有效運用到實踐中,提升環境容量,促使生態紅利最大化,是破解貧困—人口—環境之間形成的惡性循環問題,推進保護和發展協調共生的重要途徑。

生態與經濟系統互動關系理論:依據環境與發展關系理論可知,環境保護與經濟發展之間相互矛盾,但又相互依存、相互促進。社會經濟在發展過程中受到資源和環境的制約,且只能在資源環境允許的范圍內合理有效地利用資源、保護生態壞境不被破壞;但從生產、消費和發展的角度而言,經濟發展受益于自然環境,但同時也受制于自然環境[9]。在生態脆弱地區,生態與經濟系統之間的這種關系表現得極為明顯。這主要是因為系統自身結構存在不穩定性,較容易受到外界干擾,從而偏離原有的均衡點。若生態系統長期遭受自然界或人類活動的破壞,必定會造成生態惡化,帶來水土流失、霧霾、土地沙漠化等環境問題。經濟系統則會由于經濟結構簡單、生產技術落后等對資源和環境產生極強的依賴性。如果兩者均不穩定,相互影響、相互制約的結果將會使整個區域的生態和經濟系統更不穩定。

生態承載力與生態彈性力:生態承載力是指一定區域內生態環境對人口生存和發展的支撐能力,除了受區域內自然資源存量的影響外,也受該區域內經濟和社會資源的影響,是衡量環境資源對人類活動支持能力的指標[10]。計算公式為:

(1)

式中,ICCE為地區生態承載力指數;n為地區生態承載力分量數(即所選擇發展變量的個數);Wa為第a個分量的權重;CCEa為初始生態承載力的第a個分量值[11]。

生態彈性力可理解為生態環境在遭受外界干擾后,初始平衡狀態發生偏離而表現出的自我維持和自我調節的能力[12]。生態系統的性質主要受地形、地貌、氣候、土壤、植被狀況等基本因素影響,因此生態系統彈性強度的大小對自然生態系統而言,可代表該地區生態彈性力的大小。計算公式為:

EL=λ×μ×αi

(2)

(3)

式中，Pt為總土地面積中第t種類型用地面積所占的比例(旱地、林地、水田、其他用地);Vi為林地指數,是地區的林地面積占土地總面積的比重,林地有吸收CO2、凈化空氣、防風固沙的功能,對該地區的生態環境起到一定的保護作用,林地指數越高,對生態環境的修復和改善越有促進作用;Ca、Cb分別為年均氣溫與年總降水量的年變率;αi為彈性限度,αi=min{d1,d2,…,dm};di為該地區生態環境各限制因子的時間序列分維值[13]。

經濟開發強度與經濟開發速度:經濟開發強度表示為一個地區的經濟活動程度,可通過該地區的經濟開發強度和經濟開發速度來表示,經濟開發強度的計算公式為:GDP/已利用土地面積。已利用土地面積包括耕地、園地、牧草地、林地、建設用地等,表示在已利用的土地上每一年每平方公里創造的GDP。經濟開發速度指時間序列中經濟發展水平所發生的動態變化,一般可用經濟增長率來表示。

2.2 南疆脆弱區生態與經濟系統影響機理

運用資源與環境經濟學、生態經濟學相關原理,結合南疆生態脆弱區生態經濟特征,揭示其生態與經濟系統影響機理。脆弱區生態與經濟系統間的協調共生是保證該地區自然環境優良,經濟社會穩定的前提。在生態系統中,生態承載力與彈性力可更好地反映環境自身修復能力、自凈能力和承載能力;而經濟開發強度和開發速度則是一個地區經濟系統是否良性運轉的重要體現。生態承載力和彈性力是經濟開發強度與速度的物質基礎,前者越大,對經濟發展的促進作用越強。同時，經濟系統的有序運轉也必須依托穩定的生態系統,經濟開發強度與速度越大,對生態系統中各要素的抑制作用越強。在兩大系統內部,存在著能量流交替,由于南疆脆弱區生態環境自身的脆弱性、敏感性和不易修復性,以及人口增長帶來的旺盛需求,生態脆弱區的環境惡化愈演愈烈,區域性整體貧困現象普遍,見圖1。

圖1 生態與經濟系統影響機理

2.3 區生態與經濟系統互動效應研究方法

假設條件:生態脆弱區的演化主要表現為生態系統中生態承載力與彈性力(以y1、y2表示)、經濟系統中經濟開發強度與速度(以y3、y4表示)等狀態變量的變化,在很大程度上會影響該地區生態環境和經濟的發展情況,屬于資源型變量的生態承載力與彈性力和消耗型變量的經濟開發強度與速度。

動態演化模型介紹:動態演化模型可更好地反映出一定區域內某種現象隨著時間推移所反映出的動態演化。該模型在構建之初,需要給生態承載力(y1)與生態彈性力(y2),經濟開發強度(y3)與經濟開發速度(y4)均賦予一個初始值,并對四者之間產生的互動關系設定參數。這些參數的獲得一般是將實際獲得的數據代入到模型之中進行驗證,通過MATELAB全局搜索法,以模型的模擬結果盡量與實際狀態相符合為標準多次搜索得到,參數范圍設定在[0,1]之間[14]。生態脆弱區的動態演化模型為:

(4)

式中,生態脆弱區的狀態變量為y1、y2、y3、y4,參數為r1、r2、r3、r4、ai(i=1,2,3,4,5,6,7),其范圍均在[0,1]之間。設各變量的內稟增長率為ri,系統中各變量之間相互作用力所表現出的大小表示為ai,視為影響因子[15]。運用Matelab將所獲實際數值代入到動態演化模型中進行反復多次驗證,在調整參數的基礎上使得所獲演化結果與實際情況相符合。

2.4 數據來源

數據來源于2005—2017年《新疆統計年鑒》、《新疆調查年鑒》、《和田地區統計年鑒》、《和田地區水資源公報》,部分數據來源于公開發行的文獻與和田地區政府官網。

3 結果與分析

3.1 脆弱區生態與經濟系統趨勢分析

生態承載能力與修復能力的關系變化:基于2004—2016年數據,選擇產業結構、經濟密度、人均GDP、農民人均純收入、機械化程度5個變量為發展變量,在計算其時間序列分維值的基礎上,進一步確定限制變量的個數;基于兩種變量間的相關系數來選擇較大變量作為限制變量,將所獲最大閾值代入式(1)、式(2),結果見圖2。

圖2 和田地區2004—2016年生態承載力與彈性力變化趨勢

由圖2可知,2004—2016年和田地區生態承載力與彈性力變化趨勢明顯,且呈現較強的趨同性,在2006年出現峰值,達到1.156和0.017。這是由于2000年退耕還林工程啟動后,和田地區和田縣、策勒縣、于田縣和皮山縣被先后列入國家退耕還林試點工程建設范圍,退耕還林的有效實施、林果業的大面積種植,該地區的生態環境大為改善,對人類經濟開發的支撐能力增強,林地植被作為一種公共產品,其生態系統服務功能的正外部效應開始顯現[16]。2012年以后,該地區生態承載力與彈性力出現短暫的背離,隨著西部大開發的推進,自然資源需求量增加,對環境造成破壞的滯后效應開始顯現,如過度開采地下水造成的土壤鹽堿化和黑堿土的產生,地下水礦化度的提高等問題,均使和田地區的生態彈性力降低,自然資源的再生能力削弱。但近年來和田地區生態治理力度的加大,人們在沙漠區種植大蕓、肉蓯蓉、梭梭等耐鹽堿植物,當地環境明顯改善,沙漠生物多樣性增加,風沙天氣減少,在實現生態效益的同時也實現了經濟與社會效益的平衡驅動。

經濟開發強度與速度的關系變化:將所獲得的2004—2016年和田地區相關數據代入經濟開發強度計算公式中,以經濟增長率表征經濟開發速度,結果見圖3。

圖3 2004—2016年和田地區經濟開發強度與開發速度

從圖3可知,2004—2016年和田地區經濟開發強度呈現出明顯的增長趨勢,表明在該年土地利用程度加深。自2009年以來,該地區土地利用結構發生變化,耕地和建設用地增加,林地面積開始銳減,從126.30萬hm2減少到2009年的36.62萬hm2,林地面積減少使和田地區生態系統越來越不穩定,土地荒漠化面積增加,該地區的沙塵天氣每年達220天以上。在中央、新疆自治區及援疆省市的大力支持下,和田地區開始大力發展經濟,將特色林果業、手工業與旅游業相結合,創造了和田地區30年來經濟發展最高增速。2011年,和田地區經濟增長速度達到峰值,實現生產總值126.63億元,第一、二、三產業比上年分別增長了6.5%、19.3%和19.7%,對地區生產總值的貢獻率也分別達到了15.3%、21.8%和62.9%。此后,由于受到穩疆安疆政策影響,經濟開發速度有所減緩,但在2013年以后經濟開發速度又有所加快。僅2014年,和田地區城鎮建成區面積達102.92km2,比2009年增長了23.46km2,城鎮化水平達到27.25%。

3.2 生態與經濟系統動態演化效應分析

對生態脆弱區而言,任何時刻的外界干擾對其生態環境產生的壓力都是一個確定的量[17]。本文以和田地區生態、經濟系統中生態承載力(y1)與生態彈性力(y2),經濟開發強度(y3)與經濟開發速度(y4)為基礎建立動態演化模型,根據2004—2016年相關變量的實際數據,對和田地區生態脆弱演化模型中參變量的取值進行分析。以2004年各變量的實際值為初始值,和田地區(y1,y2,y3,y4)=(0.0086,0.0011,1.0524,0.1102),通過調整模型中的參數變量,得到各狀態變量的變化趨勢,該組參數較為真實地反映了和田地區各狀態變量之間的相互關系,是表征該生態脆弱區脆弱特征的一組向量,各參變量的具體取值見表1。

表1 和田地區動態演化模型參數取值

我們將表1中各參變量的取值帶入演化模型中,即得出和田地區生態脆弱演化模型為:

(5)

根據動態演化模型模擬出的結果,將生態與經濟系統相互影響機理、生態承載力與彈性力、經濟開發強度與速度分析,以及各參數變量經濟意義與生態脆弱區動態演化模型的基本假定相結合,進一步剖析生態系統與經濟系統之間的互動效應。新疆和田地區生態與經濟系統中各變量之間的互動關系影響著當地“綠水青山”與“金山銀山”的協調發展。本文以r1、r2、r3、r4和a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7來反映和田地區環境與經濟在演進過程中各變量之間的相互關系,8個系數取值均在[0,1]之間,具體的相關關系見表2。

從生態系統中生態承載力與彈性力的互動關系來看,南疆和田地區在2012年以前兩者的變化走勢呈同方向變動,這與動態演化模型基本假設一致,此后兩者出現短暫背離,生態彈性力削弱。2014年兩者走勢再次趨同,生態彈性力對生態承載力的影響系數(a1)僅為0.18,可見該地區生態環境自身的修復能力弱,抗逆性差,一旦人類經濟活動過強,就會直接導致脆弱的環境更加脆弱,本不穩定的“綠水青山”在社會經濟的快速發展中自身修復能力和自凈能力明顯不足,無法再經受快速的不可持續的經濟增長。

表2 生態與經濟系統內部各要素參數含義

從經濟系統中經濟開發強度與開發速度的互動關系來看,南疆兩者在此期間總體呈同方向變動,與動態演化模型基本假設一致。經濟開發強度潛在增長率(r3)與經濟開發速度潛在增長率(r4)分別為0.65和0.38,人們強烈的致富愿望使掠奪式經濟開發帶來了暫時的經濟效益,也導致了自然資源匱乏、生態環境容量降低,脆弱的資源環境限制了進一步的經濟開發。同時,經濟開發速度對經濟開發強度的影響系數(a5)為0.28,而經濟開發強度對經濟開發速度的影響系數(a7)達0.42,與動態演化模型基本假設不一致。主要原因在于該地區的經濟發展主要依賴于對當地資源環境的大力開發和攫取,而對自然界生產原料的開發力度大小很大程度上影響了經濟發展的速度。值得注意的是,無論是“經濟增長決定論”,還是“零增長論”,都不能高效、可持續地發展經濟,只有將生態環境優勢轉化為經濟優勢,綠水青山才能變成金山銀山。

從生態系統與經濟系統的互動關系來看,兩大系統相互作用、互為交織,但抑制作用強于促進作用,內部各要素間存在能量流的交換和互動。生態承載力對經濟開發強度支持系數(a4)為0.08,但經濟開發強度對生態承載力影響系數(a2)為0.49,可見過度的經濟開發帶來的廢棄物排放嚴重削弱了生態環境的自凈和調節能力,生態環境容量和支撐能力下降。生態彈性力對經濟開發速度支持系數(a6)僅為0.02,而經濟開發速度對生態彈性力影響系數(a3)達到0.57,可見快速的經濟增長嚴重制約了資源環境的修復能力,以“綠水青山”來換取“金山銀山”的認識偏差帶來了生態環境更脆弱和敏感,而不恰當的水土資源開發利用方式與“重”資源使用“輕”保護的錯誤認知,是加劇保護和發展之間關系陷入惡性循環的重要原因。對資源的長時間高度依賴和過度開發,必然會帶來資源更大程度上的消耗甚至枯竭[18]。無論是“經濟增長決定論”,還是“零增長論”,都不能高效、可持續地發展經濟,只有將生態環境與經濟發展有機融合,綠水青山才能變成金山銀山。

4 結論

基于“兩山”理論視角,在揭示南疆脆弱區生態系統與經濟系統影響機理的基礎上,測算了典型脆弱區和田地區生態承載力與彈性力、經濟開發強度與速度的變動趨勢,建立動態演化模型,分析了脆弱區生態與經濟系統的雙向互動關系。結果表明:①南疆和田地區生態承載力與彈性力在2004—2012年呈同方向變動,2012年后兩者出現短暫背離,但在2014年后兩者變化走勢趨同,表明該地區生態環境極為脆弱,穩定性較差,無法經受該地區過度的經濟開發活動。生態環境對人類活動的支撐能力和自身修復能力的強弱,影響著社會經濟的穩定發展。2013年后,西部大開發戰略進入實施階段,國家向新疆提供了大量的財力、物力、智力和技術支持,致力于新疆生態、經濟和社會的全面發展。由于南疆和田地區生態系統脆弱,抗逆性較差,抵御環境災害的能力較弱,加之礦產資源開發對土地的破壞及水環境的污染等加劇了生態環境的不穩定性,因此自凈能力和修復能力下降。但值得肯定的是,近年來南疆和田地區林果業和沙產業的發展,以及當地政府采取的一系列污染防治和修復工作,促使當地環境容量有所擴充,支撐能力增強,但若持續無止盡開發掠奪資源環境,勢必會造成生態環境持續惡劣的嚴重后果。②南疆和田地區經濟開發強度與速度在13年間持續上升,經濟開發速度雖略有波動,并在2011年達到峰值,但總體呈上升趨勢,經濟開發強度上升幅度較為明顯。為了更大程度的獲得經濟效益,當地企業和居民選擇以高強度的資源開發換來了經濟的快速的發展。由于技術落后和生態環境本身的脆弱特征限制了經濟的發展速度,使和田地區大部分村鎮陷入了生態貧困和經濟貧困共存的局面。雖然“金山銀山”一直以來都是人們的物質追求,但“綠水青山”的永續長存才是保證“金山銀山”可持續發展的重要保證。③生態與經濟系統內部各要素間互動效應顯著,生態脆弱和貧困的耦合性較強,但與基本假設不相一致是：經濟開發強度對經濟開發速度的影響程度(0.42)明顯高于經濟開發速度對經濟開發強度的影響程度(0.28)。和田地區長期以農業生產為主,對資源環境高度依賴,人地關系密切也較脆弱。該地區迅速增長的人口使社會需求量增大,而生產在不斷的簡單外延中開始擴大,資源利用強度加大、規模延伸和產生的環境干擾與威脅日趨顯著,在迫使自然結構發生變動,生物多樣性減少,生態功能降低和穩定性削弱的同時,使當地經濟陷入低水平發展,人均收入下降甚至陷入貧困,經濟發展速度受資源開發量的制約明顯。從環境角度來看,和田地區環境承載力較其他第二、三產業發達的地區更低,難以承受長期且大規模的干擾和利用。因此,若要破解生態脆弱與貧困相互交織、相互作用給人類生產生活帶來負面影響的難題,必須要轉變思路,將生態優勢轉換為經濟優勢,共創綠水青山和金山銀山。

5 討論

南疆生態環境惡劣、貧困人口眾多,有效將“兩山”理論運用到生態環境保護和經濟可持續發展中,破解生態脆弱與深度貧困耦合的難題對南疆甚至全國的生態脆弱區均具有重大借鑒意義。“既要綠水青山也要金山銀山,寧要綠水青山不要金山銀山,綠水青山就是金山銀山”更進一步說明了保護和發展之間的辯證統一關系。將“兩山”理論貫穿到南疆生態脆弱區,有助于該區域生態文明建設與經濟建設的和諧統一,對改善南疆生態環境、打贏脫貧攻堅戰役具有重大意義。同時,生態承載力與彈性力、經濟開發強度與速度四者之間的趨同性很大程度上表明注重環境保護可促進經濟發展,適度的經濟發展可推進環境改善,反之則會相互抑制。

運用動態演化模型分析南疆生態脆弱區和田地區生態與經濟系統內部各要素相互作用和影響的互動關系,通過Matelab全局搜索法確定和田地區動態演化模型的8個參數,使其清晰地反映出生態與經濟系統中四個變量之間互動關系。同時,動態演化模型能生動刻畫和田地區環境保護和經濟發展之間的能量流動變化,并將其動態變化過程以函數方程式表達出來,更進一步反映四者之間的關系,相比協調度、耦合度分析更能有效揭示出生態文明建設和經濟建設之間如何有效互動和協調,才能更好的創造生態和經濟價值,共同維護南疆的生態安全、經濟安全、政治安全、社會安全和文化安全。