北京生態涵養區鄉鎮產業與生態保護耦合度研究

劉 巖，徐廣才,2

（1北京農學院經濟管理學院，北京 102206；2北京新農村建設研究基地，北京 102206）

0 引言

自2010年起，關于經濟發展與生態環境耦合關系的研究逐漸增多，但是關于生態涵養區鄉鎮產業發展與生態保護之間耦合關系的研究還處于空白階段。生態涵養區不僅是首都的綠色生態屏障，還有很多百姓棲居于此。因此研究對其鄉鎮產業與生態保護的耦合研究為此類地區鄉村振興戰略的實施添上了濃墨重彩的一筆。產業與生態耦合研究是目前的熱點問題，國內外學者們對產業與生態耦合度作了諸多研究。Zhe等[1]對森林生態與林業產業進行耦合研究，并結合具體案例進行分析，提出林業生態系統與林業產業互動模式的新思路。Huang等[2]通過對林業產業與林業生態的耦合模式的研究，做了二者的關聯度分析。Johnson等[3]學者提出耦合發展理論不僅包括系統與系統之間的耦合性發展，還包括系統內部的耦合。奧爾堡大學研究人員根據生態學研究數據討論生命周期評價中經濟與環境的界限[4]。Coates[5]研究世界經濟與地球生態的相互依賴性。

路娟[6]構建長江經濟帶生態環境與城市化的耦合度及協調度測度模型，對長江經濟帶城市化與生態環境時空特征與演變規律進行研究。周成等[7]基于耦合協調度模型，從時間和空間兩個維度對長江經濟帶各省市的耦合協調演化進行分析。鄒偉進等[8]運用定量法對中國產業結構和生態環境的協調性進行辨識，得出兩者間的發展仍存在不平衡之處，但已經逐漸向協調發展過渡。還有學者從農業發展的角度進行研究，研究農業生態與農業經濟耦合性。耿瑞澤等[9]通過耦合協調模型，構建評價體系，研究農業發展與生態保護的耦合發展狀況和內在關聯。吳海中[10]運用耦合協調度模型研究安徽省農業發展與生態保護耦合協調狀況進行定量分析。周璨[11]為研究湖南省農業生態與農業經濟耦合度，使用熵值法確定各項選取指標的權重，并構建農業生態與農業經濟的耦合協調評價體系。黃麗瑩[12]運用熵值法、綜合評價值、耦合協調度模型研究農業經濟和農業生態環境兩系統間的耦合協調程度。吳玉鳴[13]以熵值賦權法和耦合協調度模型為基礎，研究中國31個省區域經濟增長與環境耦合協調發展程度。江紅莉[14]借助系統科學理論建立區域經濟與生態環境之間的協調耦合度模型，對江蘇省區域經濟與生態環境耦合協調發展進行分析。

謝海燕[15]以生態與產業融合發展為核心，探索經濟發展與生態環境協調發展對北京生態涵養區的重要意義。李云燕[16]對北京市生態涵養區的生態服務價值進行了動態估算，并分析了生態服務價值的變動及其影響因素。楊春系[17]統分析了北京生態涵養區生態空間品質提升、生態價值實現、減量實施的路徑以及城鄉發展關系等方面面臨的主要問題和挑戰。

本研究以生態經濟價值理論、耦合協調發展理論作為理論基礎，根據科學性、區域性等原則構建耦合研究評價指標體系，為評價生態涵養區鄉鎮產業和生態保護奠定理論基礎。有利于完善北京生態涵養區產業發展和生態保護的政策法規，有助于促進北京生態涵養區產業與生態耦合發展，為北京生態涵養區日后發展提供建議。

1 研究區概況

生態涵養區是北京生態資源保護地也是產業結構優化調整的重要區域。黨的十八大以來，生態涵養區根據城市功能分區要求，大力治理生態環境，在生態保護方面獲得良好成績。通過開展百萬畝造林綠化、京津風沙源治理、永定河綜合治理以及生態整治等重點工程，推進河長制等具體舉措，不斷修復生態環境治理，涵養區的環境質量明顯改善。2017年可入肺顆粒物的平均年濃度在50 μg/m3以上，低于全市平均水平；森林覆蓋率達到53.25%，比全市高10.25%；人均公園綠地面積25.9 m2，比全市高60%，綠色發展基礎良好。2018年，涵養區植被覆蓋度達到2000年以來的峰值，正常偏好的植被生態質量面積比例高達93.2%，與2013—2015年相比，區域生態質量明顯提高。其中門頭溝區、懷柔區、延慶區占據植被生態質量好轉的前三名。

生態涵養區加快產業結構調整步伐，為保護生態環境，涵養區轉移了大批對生態產生影響的產業，嚴格把控淘汰資源耗費型產業。2012—2017年生產總值穩定增長，年均增長8.5%，三次產業結構由7.8:46.2:46優化為3.9:43.2:52.9，產業協調度不斷優化。堅持生態友好型產業定位，優化都市型現代農業布局。特色林果業、綠色養殖業等綠色產業迅速發展，休閑農業、休閑旅游、民俗旅游經濟發展勢頭強勁。

2 耦合與耦合協調度模型構建及判別標準

2.1 評價指標體系構成

產業和生態的耦合度研究需要兩者的關聯度，結合北京生態涵養區鄉鎮產業和生態保護基本情況，將鄉鎮產業和生態保護分別設為子系統，從產業的產值、產業的現代化水平、農業資源環境角度選取16個指標，構建北京生態涵養區鄉鎮產業與生態保護耦合度研究的評價體系。

2.2 評價方法

2.2.1 綜合評價指數

（1）數據標準化處理。對所取得的數據進行極差標準化處理，公式如式(1)所示。

式中，Y*表示數據標準化處理，X0表示原數據。

（2）利用熵信息的概念確定權重，表示第j個屬性下第i個方案Ai的貢獻度，公式如式(2)所示。

（3）計算熵值。用Ej來表示所有方案對屬性Xj的貢獻總量，公式如式(3)所示。

式中，常數K=1/ln(m)，這樣則可以保證 0≤Ej≤1，即Ej最大為1。由式中可以看出，當某個屬性的數據貢獻度趨于一致時，Ej趨向于1；當全相等時屬性的權重為零。

（4）計算信息的效用價值。公式如式(4)所示。

（5）計算各屬性權重W。公式如式(5)所示。

（6）計算綜合評價值。公式如式(6)～(7)所示。

式中，SIn為鄉鎮產業綜合評價值和SEco為生態保護綜合評價值，以上各式中n為指標數，m為鄉鎮數。

2.2.2 耦合度模型 耦合度這一概念起源于物理學領域，用于測量2個子系統之間的相互作用。鄉鎮產業與生態保護的耦合度是指兩大系統之間的相互影響程度和各要素之間的相互影響程度。耦合度模型可以用來判斷兩個系統之間的相互作用程度。

定義生態區鄉鎮產業系統S(1,Z)和農業生態環境系統S(2,Z)的耦合度為C，公式如式(8)所示。

2.2.3 耦合協調度模型 耦合度只能描述系統之間的耦合強度關系，不能反映兩系統間的耦合協調程度，引入耦合協調發展模型。使用耦合協調模型衡量兩系統耦合協調度的大小，設定系統S(1,Z)和系統S(2,Z)的耦合協調函數為D，公式如式(9)所示。

式中，T為生態涵養區鄉鎮產業與生態保護指標的綜合評價指數，T=αS(1,Z)+βS(2,Z)，α和β為待定系數。本文研究的是生態涵養區，生態指數更為重要，所以設α=0.4，β=0.6。協調發展度模型綜合了生態涵養區兩系統間的耦合度C及所處的發展水平T。

2.3 權重的確定

根據上述熵值法確定指標權重如表1所示。

表1 指標權重

2.4 耦合協調度判別標準

結合實際情況，將涵養區協調程度分為3個區間，分別是嚴重不協調區間、協調過度區間和協調發展區間，又對各區間數值進行仔細分類，共分為9種類型（表2）。

表2 耦合協調度判別標準

3 產業發展與生態保護耦合發展評價

3.1 耦合發展水平

以空間序列的角度選取北京生態涵養區的鄉鎮進行研究，選取生態涵養區37個鄉鎮產業及生態子系統相關指標，按照上述公式對數據進行標準化處理，采用熵值法計算產業和生態的指標權重，從而得到各自的綜合評價值S(1,Z)和S(2,Z)，進而得到生態涵養區的耦合度C及耦合協調度D。基于耦合協調度模型定量研究得到2018年北京生態涵養區鄉鎮產業與生態保護之間的耦合關系，結論如表3所示。

表3 耦合協調發展情況

3.2 耦合度及耦合協調度評價

通過耦合模型計算得出鄉鎮產業和生態保護的耦合得分數值均較高。除密云的不老屯鎮、門頭溝的雁翅鎮。懷柔的九渡河鎮、延慶的永寧鎮和香營鄉外，其余各鄉鎮耦合度均超過了0.98，大榆樹鎮的耦合度數值甚至達到1。可見，37個鄉鎮的耦合程度都很高，差異性不明顯。但不能僅憑耦合度數值來評價該鄉鎮產業和生態發展好壞，因為有些鄉鎮產業和生態綜合評價值均低，但呈現出耦合度數值高的情況，此處引入耦合協調度的概念來解決此問題。生態涵養區耦合協調度數值主要集中在協調過渡區間，其中平谷區峪口鎮、王辛莊鎮鄉鎮產業與生態保護的耦合協調程度最好，數值達到了0.8和0.84，屬于協調發展階段；密云區不老屯鎮、太師屯鎮、大城子鎮，門頭溝區雁翅鎮、懷柔區寶山鎮，延慶區劉斌堡鄉、永寧鎮、千家店鎮、舊縣鎮、香營鄉雖然耦合度數值很高，但耦合協調程度相對較低，屬于勉強協調發展階段。延慶區大榆樹鎮雖然耦合度程為1，但是耦合協調程度處于一般水平，延慶區的耦合協調發展程度整體落后于其它行政區。整體情況來看，涵養各區耦合協調程度存在一定差異。

3.3 產業與生態空間差異

為了更加直觀的看到生態涵養區鄉鎮與生態耦合協調度的空間分布狀態，運用ArcGIS繪制圖1進行空間差異評價，從圖中可以粉色代表協調發展區間所占比例很少，僅包括平谷區峪口鎮和王辛莊鎮，兩個鄉鎮的空間距離較近，進一步說明了研究結果具有可靠性，藍色代表協調過渡期間，大部分鄉鎮都處在這個區間內，說明生態涵養區鄉鎮產業和生態保護的耦合協調程度還處在發展過程中，未來仍有較大的發展空間。

圖1 耦合協調程度分布

從圖2可以看出，有3個鄉鎮屬于中級協調發展區間，分別是平谷區峪口鎮、王辛莊鎮及密云東邵渠鎮。初級協調發展和勉強協調發展基本各占一半，從整個涵養區耦合協調水平來看，房山區西南部、門頭溝大部分鄉鎮、懷柔區北部鄉鎮、密云區部分鄉鎮屬于初級協調發展鄉鎮。延慶區東北部劉斌堡鄉、千家店鎮、舊縣鎮、永寧鎮和香營鄉，門頭溝區西南部雁翅鎮，懷柔區西北部寶山鎮，密云區東北部不老屯鎮、大城子鎮和太師屯鎮耦合協調發展程度均較低，屬于勉強協調發展區域。

圖2 耦合協調類型分布

從圖3可以看出，中級-產業滯后型的鄉鎮只有平谷峪口鎮，中級-生態滯后型的2個鄉鎮分別是密云的東邵渠鎮和平谷的王辛莊鎮，初級-產業滯后型的鄉鎮比較多且各行政區均有分布，初級-生態滯后型的鄉鎮主要集中在房山區西南、密云區東北及延慶區中部，初級-同步發展的鄉鎮只有延慶區大榆樹鎮，說明該鎮的鄉鎮產業和生態保護耦合發展程度較好，勉強-生態滯后型的鄉鎮數量較多，主要分布在延慶區西北部和密云區東北部。

圖3 耦合發展類型分布

4 結論與建議

4.1 結論

通過定量研究方法，得出結論，37個鄉鎮的耦合度數值均較高，差異性不明顯。生態涵養區自然資源稟賦，生態環境質量良好，其中超過85%的鄉鎮耦合度都在0.98以上，說明各涵養區鄉鎮產業與生態環境聯系緊密，結合程度高，但仍然存在諸多亟待改善的環境發展問題，生態環境仍然脆弱。從耦合協調度發展類型來看，37個鄉鎮的耦合協調程度未來仍有較大發展空間，全涵養區耦合協調度數值主要集中在協調過渡區間，生態和產業的協調發展還在探索階段，整體情況來看，延慶區的耦合協調發展程度落后于其它行政區，生態涵養各區的耦合協調程度存在一定差異。

4.2 對策建議

針對耦合程度較低的地區，要調整并完善現有基礎設施建設和公共服務建設的配套政策，逐步向生態保護區傾斜。提升生態涵養區基礎設施建設的補助水平。加大“人才京郊行”支持力度，鼓勵各類人才向耦合協調發展程度低的鄉鎮流動。尤其鼓勵農業專業人才走進基層鄉鎮，建立長效的人才引進制度，加大財政資金投入力度，提高科技成果的轉化能力；實行有針對性的農業崗位培養機制。針對耦合程度較高的地區要堅持山水林是生命共同體的理論，強化新理念、推進新技術應用，進一步提高生態涵養防護的科技程度。鞏固生態保育，構造淺山區生態屏障。優化生態涵養區經濟和生態發展布局，推動人與自然和諧相處的生態新格局，嚴守生態保障紅線，促進產業轉型升級，嚴格產業的準入門檻，合理控制城鎮開發邊界，促進生態和農業產業協調發展。利用先進的手段提高生態涵養的保護程度，提高防護效率，節省成本，引導生態農業高端化、功能多樣化發展。