固原市原州區(qū)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展

李 靜, 馬亞亞, 王 杰, 劉國(guó)彬, 張 超

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 林學(xué)院, 陜西 楊凌 712100; 2.西北農(nóng)林科技大學(xué)水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100; 3.中國(guó)科學(xué)院 水利部 水土保持研究, 陜西 楊凌 712100)

區(qū)域系統(tǒng)是生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)雜的系統(tǒng)[1]，區(qū)域的協(xié)調(diào)發(fā)展并不是單一的生態(tài)環(huán)境的發(fā)展或經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而是生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，符合可持續(xù)發(fā)展要求的發(fā)展[2]。生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是對(duì)立統(tǒng)一的，生態(tài)環(huán)系統(tǒng)為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供基礎(chǔ)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展會(huì)一定程度上破壞生態(tài)環(huán)境，而破壞的生態(tài)環(huán)境同時(shí)又制約著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[3]。因此，生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間的矛盾隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而日益突出，阻礙了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展[4]。

寧夏回族自治區(qū)固原市位于中國(guó)黃土高原的西北邊際，生態(tài)環(huán)境脆弱，自然災(zāi)害頻發(fā)，水土流失嚴(yán)重[5]，曾經(jīng)是全國(guó)水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)之一，水土流失面積2 072 km2，占土地總面積的76%；經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，也是全國(guó)重點(diǎn)扶貧地區(qū)之一；加之人口增加、人類活動(dòng)增強(qiáng)、生態(tài)環(huán)境的不合理和過(guò)度開(kāi)發(fā)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不協(xié)調(diào)的問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重。國(guó)內(nèi)對(duì)固原市原州區(qū)生態(tài)環(huán)境以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的研究主要傾向于對(duì)退耕還林還草之后取得的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益的評(píng)估[6-7]，幾乎沒(méi)有對(duì)該區(qū)域近些年來(lái)生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)是如何發(fā)展以及二者是否和諧發(fā)展的研究，而且協(xié)調(diào)研究大多通過(guò)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，缺乏對(duì)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)[8]。

耦合度描述系統(tǒng)之間相互作用彼此影響的程度[9]，是對(duì)系統(tǒng)由無(wú)序走向有序的這種協(xié)同作用規(guī)律的度量。耦合協(xié)調(diào)度可以用來(lái)度量系統(tǒng)在發(fā)展過(guò)程彼此之間和諧一致的程度。通過(guò)耦合度和耦合協(xié)調(diào)度模型，能夠更客觀、清楚的反應(yīng)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間相互作用而彼此影響的程度，以及判斷生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間是否和諧發(fā)展[10-11]。本文通過(guò)構(gòu)建寧夏回族自治區(qū)固原市原州區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間的耦合度和耦合協(xié)調(diào)度模型，得到固原市原州區(qū)2002—2025年生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)，旨在研究固原市原州區(qū)生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間的互動(dòng)關(guān)系，認(rèn)識(shí)該地區(qū)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展水平，揭示二者之間的相互作用規(guī)律，以期為區(qū)域的協(xié)調(diào)發(fā)展調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

寧夏回族自治區(qū)固原市原州區(qū)(35°50′—36°20′N，106°00′—106°30′E)地處寧夏回族自治區(qū)南部，黃土高原中西部，總面積2 739 km2，成立于2002年，轄11個(gè)鎮(zhèn)(鄉(xiāng))，153個(gè)行政村，35個(gè)居委會(huì)；地形為典型的黃土高原地貌，海拔在1 450～2 500 m。氣候?qū)倥瘻貛О敫珊祬^(qū)，年平均氣溫6.8 ℃，無(wú)霜期130 d左右，年平均降水量為450 mm，降水多集中在7—9月，平均蒸發(fā)量1 200～1 800 mm，年平均日照時(shí)間2 250～2 700 h[12]。

自原州區(qū)從2000年實(shí)施退耕還林還草到2012年底，種草11 330 hm2，還林33 169 hm2，水土流失治理面積達(dá)46 800 hm2，治理程度由45%提高到68%[13]。雖然水土流失已經(jīng)得到了有效控制，生態(tài)環(huán)境有所改善，但是由于自身自然條件惡劣、生態(tài)環(huán)境脆弱導(dǎo)致林木存活率低、造林密度小[14]，有豐富的土地資源和礦產(chǎn)資源，但是資源開(kāi)發(fā)不合理、不科學(xué)，而社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也必然會(huì)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞等原因[15]，使得該地區(qū)生態(tài)建設(shè)與快速發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間的矛盾日益凸顯。本文在此背景下探究固原市原州區(qū)生態(tài)建設(shè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的相互作用關(guān)系，以期為該區(qū)域系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展提出針對(duì)性的建議。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文所選用的數(shù)據(jù)來(lái)源于《原州統(tǒng)計(jì)年鑒》(2009—2013)、《原州統(tǒng)計(jì)年鑒》(2016年)。由于2002年寧夏實(shí)施撤地設(shè)縣后，撤銷了固原縣，設(shè)置原州區(qū)，所以原州區(qū)數(shù)據(jù)最早從2002年開(kāi)始。

2.2 研究方法

2.2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建 本著科學(xué)性、指導(dǎo)性、全面性、代表性以及數(shù)據(jù)可獲性的原則[16]，選取能夠最大可能反映社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)功能和效益的具有代表性的指標(biāo)(見(jiàn)表1)[17-18]。用當(dāng)年造林面積等9個(gè)指標(biāo)來(lái)表示固原縣原州區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況，用人均GDP等13個(gè)指標(biāo)來(lái)表示該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r。其中值越大表明系統(tǒng)功能越差的指標(biāo)稱為負(fù)指標(biāo)(用“-”表示)，相反，值越小表明系統(tǒng)功能越差的指標(biāo)稱為正指標(biāo)(用“+”表示)[19]。各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重采用熵值賦權(quán)法計(jì)算[20]：

(1)

(2)

式中：Ej為指標(biāo)j的信息熵；m為某個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的個(gè)數(shù)；Pij為指標(biāo)j在第i年比重；Wj為指標(biāo)j的權(quán)重；k為各個(gè)子系統(tǒng)的指標(biāo)數(shù)。

2.2.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 由于評(píng)價(jià)指標(biāo)的單位各不相同，無(wú)法直接比較，因此對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理非常重要。標(biāo)準(zhǔn)化的公式如下[21]：

Xij=(xijminxij)/(maxxij-minxij)

(正向指標(biāo))

(3)

Xij=(maxxij-xij)/(maxxij-minxij)

(逆向指標(biāo))

(4)

式中：Xij為指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值，其取值范圍在[0,1]之間；xij為i系統(tǒng)指標(biāo)j的樣本值； maxxij和minxij為指標(biāo)j的最大值和最小值。然后計(jì)算2002—2016年社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)得分[22]：

(5)

式中：F(x),F(y)為生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；ai，bi為權(quán)重；xi，yi為標(biāo)準(zhǔn)化值。F(x)和F(y)值越大，表明系統(tǒng)的發(fā)展相對(duì)較快；值越小代表系統(tǒng)發(fā)展較為緩慢[23]。

表1 固原市原州區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展指標(biāo)體系

注：“+”表示正指標(biāo)；“-” 表示逆指標(biāo)。

2.2.3 耦合協(xié)調(diào)度模型 耦合是指兩個(gè)(或兩個(gè)以上)體系或運(yùn)動(dòng)形式通過(guò)相互作用而彼此影響的現(xiàn)象[24]。用耦合度來(lái)描述生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間相互作用彼此影響的程度[9]。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化值和系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)得分計(jì)算生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合度，其耦合度模型如下[25]：

(6)

通過(guò)計(jì)算生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間的耦合度，引入耦合協(xié)調(diào)度，可以判斷生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間是否和諧發(fā)展[26]。耦合協(xié)調(diào)度模型如下：

T=gF(x)+hF(y)

(7)

(8)

式中：T為區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；g，h為生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)在綜合評(píng)價(jià)指數(shù)中的權(quán)重，在一個(gè)區(qū)域系統(tǒng)中社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的建設(shè)同等重要，所以g和h都為0.5；D為生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度。D值越大表明系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)狀態(tài)越好，值越小系統(tǒng)間協(xié)調(diào)狀態(tài)越差。

2.2.4 灰色預(yù)測(cè)模型 灰色預(yù)測(cè)模型是以 “部分信息已知、部分信息未知”的“小樣本”、“貧信息”為研究對(duì)象，建立模型并作出預(yù)測(cè)的一種預(yù)測(cè)方法。在制定發(fā)展戰(zhàn)略，進(jìn)行重大問(wèn)題決策時(shí)，都可以借助預(yù)測(cè)模型對(duì)未來(lái)進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)[8]。具體原理如下：

(9)

式中：a,b——常數(shù)；a稱為發(fā)展灰數(shù)；b為內(nèi)生控制灰數(shù)。求出a,b后帶入(9)，k+1時(shí)刻的預(yù)測(cè)值為：

x(0)(k+1)=x(1)(k+1)-x(1)(k)

(10)

對(duì)于建立的預(yù)測(cè)模型要進(jìn)行精度檢驗(yàn)(見(jiàn)表2)，達(dá)到精度要求才能進(jìn)一步預(yù)測(cè)，否則要?dú)埐钚拚齕27]。

表2 灰色預(yù)測(cè)精度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)指標(biāo)權(quán)重分析

由表1可以看出，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中權(quán)重貢獻(xiàn)率較高的指標(biāo)依次是當(dāng)年造林面積(0.26)、綠地面積(0.19)、農(nóng)藥施用量(0.15)、污水排放量(0.13)和建成區(qū)綠化覆蓋率(0.12)，5個(gè)指標(biāo)總權(quán)重為0.85；社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中權(quán)重較高的指標(biāo)依次是第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值(0.22)、固定資產(chǎn)投資總額(0.13)地方財(cái)政收入(0.11)和第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值(0.10)。在今后的生態(tài)環(huán)境建設(shè)中，應(yīng)減少農(nóng)藥的施用和污水的排放，注重增加造林和綠地面積；社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中也應(yīng)注意以上幾個(gè)指標(biāo)，此外，在大力推進(jìn)第一產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，帶動(dòng)第二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)聯(lián)動(dòng)發(fā)展。

3.2 生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)分析

固原市原州區(qū)2002—2016年生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)如圖1a所示，生態(tài)環(huán)境水平呈現(xiàn)先下降、后逐漸上升再逐漸下降的趨勢(shì)，2002—2004年評(píng)價(jià)指數(shù)從0.34降到0.18，之后逐漸上升，到2011年達(dá)到最大值0.37，之后又逐漸下降，到2016年下降到0.29；說(shuō)明這一時(shí)期生態(tài)環(huán)境水平的發(fā)展一直比較緩慢。生態(tài)環(huán)境壓力的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)從2002年到2008年一直處于上下波動(dòng)狀態(tài)，之后一直呈下降趨勢(shì)，從2008年的0.31降到2016年的0.03；主要受生態(tài)環(huán)境壓力波動(dòng)的影響，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)評(píng)價(jià)指數(shù)2002—2011年上下波動(dòng)，之后呈逐漸下降的趨勢(shì)。總體上來(lái)說(shuō)，隨著人口的增加和環(huán)境中污染物的排放使得生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的壓力增大，超過(guò)它自身的承載力，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境逆向發(fā)展。

社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)如圖1b所示，經(jīng)濟(jì)水平、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和生活水平的評(píng)價(jià)指數(shù)整體上都呈穩(wěn)步上升的趨勢(shì)，分別由2002年的0.012，0.005和0.014上升到2016年的0.38，0.13和0.24，其中社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)指數(shù)在2010年出現(xiàn)一個(gè)波動(dòng)高峰，主要受經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中第一產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的影響。經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)水平和生活水平的發(fā)展帶動(dòng)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展同時(shí)也帶動(dòng)著城市化建設(shè)和社會(huì)水平的提高。

原州區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)變化趨勢(shì)如圖1c所示。社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)指數(shù)整體上呈現(xiàn)穩(wěn)定上升的趨勢(shì)，從2002年的0.03上升到2016年的0.75，而生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指數(shù)呈先下降后波動(dòng)再逐漸下降的趨勢(shì)，綜合評(píng)價(jià)指數(shù)除了2002—2004年從0.61下降到0.43之外，2004—2016年整體上呈上升趨勢(shì)，到2016上升到1.07。固原市原州區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)建設(shè)水平與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的相對(duì)變化速率呈逐漸下降的趨勢(shì)(圖1d)，在2010年之前，社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)指數(shù)都低于生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)評(píng)價(jià)指數(shù)，雖然前期二者之間發(fā)展差異較大，但是這種差異一直在縮小，并從2010年開(kāi)始超過(guò)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)；從2010年之后，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)評(píng)價(jià)指數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)下降的趨勢(shì)，并從2012年之后一直低于社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合指數(shù)，二者的發(fā)展差距迅速增大。這表明生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展出現(xiàn)步調(diào)不一致的狀態(tài)，在2010年之前，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)充分發(fā)揮生態(tài)效益，帶動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的穩(wěn)步發(fā)展，而在2010年之后，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的快速發(fā)展，而生態(tài)環(huán)境壓力急劇增大導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境發(fā)展緩慢，說(shuō)明社會(huì)經(jīng)濟(jì)的這種發(fā)展是以犧牲生態(tài)環(huán)境作為代價(jià)所換取的。因此在創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值的同時(shí)，應(yīng)該要相互協(xié)調(diào)和平衡生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間的狀態(tài)，盡量減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的沖擊，使得生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)能持續(xù)發(fā)揮自身的生態(tài)效益帶動(dòng)整個(gè)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。

圖1 生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)

通過(guò)比較生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)〔F(x)〕和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)〔F(y)〕所占比重的大小，將耦合協(xié)調(diào)度劃分為3個(gè)類型：生態(tài)環(huán)境滯后型〔F(x)<(F(y)〕、經(jīng)濟(jì)滯后型〔(F(x)>(F(y)〕和同步發(fā)展型〔(F(x)=(F(y)〕，2002—2009年，固原市原州區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展一直滯后于生態(tài)環(huán)境的建設(shè)水平，表現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)滯后型；從2010年開(kāi)始，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展領(lǐng)先于生態(tài)環(huán)境，表現(xiàn)為生態(tài)環(huán)境滯后，說(shuō)明在此期間，該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)忽略了生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是從2002年設(shè)立原州區(qū)以來(lái)，政府加大政策傾斜和項(xiàng)目資金支持使原州區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)現(xiàn)了大幅度的增長(zhǎng)；而“精準(zhǔn)扶貧、精準(zhǔn)脫貧”、“十一五”生態(tài)移民政策的實(shí)施保證了人民經(jīng)濟(jì)和生活水平的持續(xù)上升。生態(tài)建設(shè)方面，退耕還林還草、三北防護(hù)林等工程的實(shí)施使原州區(qū)水土流失問(wèn)題很大程度上得到了有效的控制，但是從2010年之后雖然有小流域綜合治理等生態(tài)建設(shè)方面的工程，但是建設(shè)力度相對(duì)減弱，而且社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展必然會(huì)在一定程度上導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的破壞，以至于生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的綜合指數(shù)逐漸降低，所以在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)一定要同時(shí)加大生態(tài)建設(shè)的力度。

3.3 耦合協(xié)調(diào)度分析

固原市原州區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合度在研究期間整體呈現(xiàn)先上升后平穩(wěn)的趨勢(shì)(圖2a)，由2002年的0.20上升到2010年的0.50，2010—2016年一直在0.46～0.50之間波動(dòng)；生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度同樣呈現(xiàn)先上升后平穩(wěn)的趨勢(shì)，由2002年的0.25上升到2010年的0.48，2010—2016年一直在0.48～0.50之間波動(dòng)。根據(jù)耦合協(xié)調(diào)度的劃分標(biāo)準(zhǔn)將協(xié)調(diào)度(D)劃分為10個(gè)類型(見(jiàn)表3)[28]。通過(guò)耦合協(xié)調(diào)度模型計(jì)算出生態(tài)系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度并劃分類型(圖2b)，從圖中可以看出2001—2005年，固原市原州區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)類型為中度失調(diào)型；2006至2009年間為輕度失調(diào)型，2010—2016一直處于瀕臨失調(diào)狀態(tài)。總的來(lái)說(shuō)，2002—2016年固原市原州區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)類型是由低水平的經(jīng)濟(jì)滯后中度失調(diào)型發(fā)展為高水平的生態(tài)環(huán)境滯后瀕臨失調(diào)型。雖然生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間的關(guān)系逐漸向更加協(xié)調(diào)的方向發(fā)展，但是由于生態(tài)環(huán)境滯后于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，從而制約了整體區(qū)域系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

圖2 生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度

表3 生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

采用灰色預(yù)測(cè)模型對(duì)固原市原州區(qū)2017—2025年未來(lái)9 a的區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)、耦合度和協(xié)調(diào)度進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)(圖2a)。根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，該地區(qū)區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間的耦合度及協(xié)調(diào)度等都呈現(xiàn)快速上升的趨勢(shì)，如圖2b所示，2007—2022年耦合協(xié)調(diào)度將會(huì)從勉強(qiáng)協(xié)調(diào)型過(guò)度到初級(jí)協(xié)調(diào)型，到2023年開(kāi)始進(jìn)入中級(jí)協(xié)調(diào)狀態(tài)。說(shuō)明生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間的矛盾將會(huì)逐漸緩和。主要因?yàn)樵輩^(qū)在中國(guó)到2020年實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會(huì)奮斗目標(biāo)的時(shí)代背景之下，緊緊把握“十三五”時(shí)期是全面建成小康社會(huì)的決定性階段這一契機(jī)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推進(jìn)綠色發(fā)展，降低污染物排放，進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，全面提高農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)的水平和效益，使經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展，人民生活水平全民提高，區(qū)域生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系變得更加良好、和諧。

4 討論與結(jié)論

4.1 討 論

通過(guò)對(duì)固原市原州區(qū)生2002—2016年態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的分析表明：耦合協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)，耦合協(xié)調(diào)類型由最初的經(jīng)濟(jì)滯后中度失調(diào)型發(fā)展為生態(tài)滯后瀕臨失調(diào)型。其原因有： ①小流域的綜合治理以及從2000年開(kāi)始實(shí)施的退耕還林還草等，對(duì)生態(tài)環(huán)境的建設(shè)力度逐漸加大，林地面積不斷擴(kuò)大，水土流失得到了有效的控制，生態(tài)環(huán)境明顯改善，生態(tài)效益顯著增加，對(duì)生態(tài)保護(hù)的意識(shí)也逐漸加強(qiáng)。②西部大開(kāi)發(fā)政策的實(shí)施，促進(jìn)了該地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，退耕還林政策為退耕農(nóng)民發(fā)放退耕補(bǔ)助、大量勞動(dòng)力外出務(wù)工等增加了農(nóng)民的收入，2010年原州區(qū)農(nóng)民的平均收入是1999年的3.4倍，也帶動(dòng)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展[14]。③近些年國(guó)家對(duì)貧困地區(qū)、貧困家庭的大力扶持政策，使得社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平穩(wěn)定上升，但是相對(duì)于中國(guó)東部地區(qū)，原州區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后，對(duì)生態(tài)環(huán)境的建設(shè)有一定的局限性；科學(xué)種植技術(shù)的落后和觀念的缺乏使農(nóng)藥、化肥等濫用，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的污染嚴(yán)重；原州區(qū)氣候干旱，凍害危害嚴(yán)重，從自然條件上就限制了林木的成活率及保存率；不合理放牧對(duì)草地生態(tài)環(huán)境影響較大，雖然圍封的實(shí)行一定程度上控制了草地的退化，但是夜牧、偷牧現(xiàn)象嚴(yán)重[29]；原州區(qū)是林木病蟲(chóng)鼠兔害重災(zāi)區(qū)，林業(yè)建設(shè)成果面臨著森林有害生物的嚴(yán)重威脅。這些都是限制原州區(qū)生態(tài)環(huán)境水平發(fā)展的重要因素，使得社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)的耦合度有下降的趨勢(shì)，耦合協(xié)調(diào)類型轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)滯后的初級(jí)協(xié)調(diào)型。

雖然生態(tài)系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合度逐漸上升至一個(gè)穩(wěn)定水平，耦合協(xié)調(diào)度也在逐漸上升，但是生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾依舊很突出[30]。區(qū)域的協(xié)調(diào)發(fā)展不是單一的生態(tài)系統(tǒng)或社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展，而是要彼此協(xié)調(diào)、共同和諧發(fā)展[31]：社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面，要抓住脫貧攻堅(jiān)的契機(jī)，積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)，不斷增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；大力發(fā)展清真食品、手工藝品等新型工業(yè)；加快馬鈴薯產(chǎn)業(yè)、草畜產(chǎn)業(yè)休閑循環(huán)農(nóng)業(yè)等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。對(duì)于生態(tài)環(huán)境建設(shè)，深入實(shí)施生態(tài)立區(qū)戰(zhàn)略和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，應(yīng)堅(jiān)持協(xié)調(diào)發(fā)展，加快推進(jìn)生態(tài)環(huán)境建設(shè)；要加大荒漠化、水土流失的綜合治理力度，繼續(xù)深入推進(jìn)退耕還林、三北防護(hù)林和天然林資源保護(hù)工程等生態(tài)修復(fù)工程的實(shí)施；因地制宜恢復(fù)和建設(shè)城鄉(xiāng)水域，建立水土流失綜合防治體系；大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，通過(guò)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)帶動(dòng)生態(tài)城市的建設(shè)；深入貫徹原州區(qū)“十三五”林業(yè)發(fā)展規(guī)劃，加快推進(jìn)綠色城鎮(zhèn)化建設(shè)和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)進(jìn)程；要加快建設(shè)文化旅游業(yè)，充分融合當(dāng)?shù)氐牡胤教厣⒚褡逦幕蛟炀哂泄淘厣穆糜萎a(chǎn)業(yè)[32]。加快推進(jìn)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的和諧發(fā)展，努力實(shí)現(xiàn)生態(tài)良好、生態(tài)安全、生態(tài)文明的建設(shè)目標(biāo)。

本研究基于固原市原州區(qū)生態(tài)環(huán)境水平、環(huán)境壓力、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況和人民生活水平等建立了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，從時(shí)間尺度上對(duì)原州區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行了評(píng)價(jià)，從研究結(jié)果來(lái)看比較符合該地區(qū)的實(shí)際情況，而空間尺度和更大尺度范圍內(nèi)的耦合協(xié)調(diào)度研究，有待進(jìn)一步研究。在建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)，因數(shù)據(jù)可獲性的影響，可能對(duì)數(shù)據(jù)的代表性、全面性有一定的限制。本研究基于原州區(qū)2002—2016年生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，運(yùn)用灰色預(yù)測(cè)模型對(duì)原州區(qū)未來(lái)9 a生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行了預(yù)測(cè)，而該模型對(duì)原始數(shù)據(jù)列較短的預(yù)測(cè)精度會(huì)更高[33]，對(duì)原始數(shù)據(jù)列較長(zhǎng)的預(yù)測(cè)，可能對(duì)精度有一定的影響。

4.2 結(jié) 論

(1) 當(dāng)年造林面積、綠地面積、農(nóng)藥施用量、第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值等指標(biāo)對(duì)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響較大，在區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展建設(shè)中，應(yīng)注重這些指標(biāo)。

(2) 2002—2016年，固原市原州區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)指數(shù)穩(wěn)定上升，受生態(tài)環(huán)境壓力的影響，生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)呈現(xiàn)先下降后波動(dòng)上升的趨勢(shì)，總體上來(lái)說(shuō)，前者的發(fā)展速度快于后者。

(3) 2002—2016年，固原市原州區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合度和耦合協(xié)調(diào)度不斷上升，耦合協(xié)調(diào)類型從經(jīng)濟(jì)滯后中度失調(diào)型發(fā)展為生態(tài)環(huán)境滯后的瀕臨失調(diào)型。

(4) 通過(guò)模型預(yù)測(cè)，固原市原州區(qū)2017—2025年生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間耦合度及耦合協(xié)調(diào)度將逐漸升高，耦合協(xié)調(diào)類型會(huì)不斷向理想狀態(tài)發(fā)展。