經濟與生態環境耦合協調發展水平研究

王姍姍 王瑩 魏遙 李曉炫

【摘? ?要】? ?為準確評估安徽省16個地區經濟發展和生態環境協調狀況，嘗試構建經濟發展和生態環境評價指標體系，綜合采用熵值法和耦合協調模型對安徽省16個地區2017年經濟發展和生態環境相關數據進行測度研究，結果顯示，兩個系統的耦合關聯度較高，但耦合協調等級不高，且呈現“梯度”分布，其中大部分地區處于過渡區（勉強耦合協調、瀕臨失調、輕度失調），只有少部分地區屬于耦合協調區。

【關鍵詞】? ?經濟;生態環境;耦合協調;熵值法

Study on the Coupling and Coordinated Development Level of Economy and Ecological Environment—Take Anhui as an Example

Wang Shanshan， Wang Ying， Wei Yao*， Li Xiaoxuan

（Fuyang Normal University， Fuyang 236000， China）

[Abstract] In order to evaluate the coordinated development of economic development and ecological environment in Anhui region， this paper attempts to build an evaluation index system of economic development and ecological environment， and comprehensively uses entropy method and coupling coordination model to measure and study the 2017 economic development and ecological environment related data of Anhui province that are included in the regional integration development strategy of the Yangtze River Delta. The empirical results show that the coupling degree of the two systems is relatively high， but the coupling coordination level is not high， and presents a "gradient" distribution. Most of the areas are in the transition area （barely coupling coordination， on the verge of imbalance， slight imbalance）， and only a few areas belong to the coupling coordination area.

[Key words] economic; ecological environment; coupling and coordination; entropy method

〔中圖分類號〕? F062.2 ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A ? ? ? ? ? ? ?〔文章編號〕 1674 - 3229（2021）01- 0056 - 06

0? ? ?引言

近年來，各地區在發展過程中緊扣“一體化”和“高質量”兩個關鍵，強調綠色發展。因此能否在“發展”與“保護”之間尋找到平衡點是目前亟待解決的問題。生態環境系統與經濟發展系統相互作用、相互影響。一方面，經濟發展系統能給生態系統帶來諸如資源再生、生態修復和環境治理的正向作用，同時也帶來資源消耗、廢棄物排放的負向作用;另一方面，生態環境系統會給經濟發展帶來資源供給的正向作用，同時也會出現資源短缺、生態環境惡化制約經濟發展的負向作用[1]。關于生態和經濟耦合發展的研究，更多的學者是從空間角度對某個區域的環境和經濟的耦合協調關系進行研究，典型代表有李苒等人針對榆林市生態環境與經濟發展耦合關系的研究[2];謝強等關于甘肅省生態經濟耦合協調關系的研究。結果表明，近年來甘肅省生態環境與經濟發展的整體水平有所提高，但仍存在很大的改善空間[3]。關于指標權重的確定，不同的學者采用了不同的方法，比較典型的有李瑛珊利用均方差權數法確定指標權重[4]，程廣斌等運用熵權TOPSIS模型對其生態系統質量進行測度[5]，趙楊秋等基于改進的Cobb-DougLas生產函數模型，構建生態環境和經濟增長之間的函數關系，采用熵值法綜合評價生態環境水平[6]。

縱觀以上研究成果可以發現，各個地區經濟發展水平和生態環境的耦合協調關系普遍存在，但耦合協調程度不高，關于安徽省經濟發展和生態環境耦合協調關系研究文獻較少，因此本文以經濟發展水平和生態環境耦合協調關系為研究對象，搜集了安徽省16個地區的相關指標數據，分別對經濟發展水平和生態環境兩個系統進行綜合評價，基于評價結果進行耦合協調模型構建和實證分析，以期能夠為安徽更好融入長三角區域一體化、向高質量發展階段邁進提供參考。

1? ? ?指標選取

指標選取是否合理、有效且具有代表性，在很大程度上決定了后續的研究結論是否客觀，因此筆者在大量閱讀文獻的基礎上，主要參照蘭國輝以及張琪等學者的論文[7-8]，試圖構建長三角地區經濟發展和生態環境耦合協調發展指標體系，在經濟發展評價系統中選取了6個具體的指標，分別是[X1]：人均生產總值（元/人）、[X2]：人均固定資產投資額（元/人）、[X3]：人均財政收入（元/人）、[X4]：人均社會消費品零售總額（元/人）、[X5]：進出口總額（萬美元）、[X6]：城鎮居民人均可支配收入（元/人）;生態環境系統層選取了11個評價指標，分別是[Y1]：工業廢水排放總量（萬噸）、[Y2]：工業廢氣排放總量（億標立方米）、[Y3]：工業煙（粉）塵排放量（噸）、[Y4]：一般工業固體廢物產生量（萬噸）、[Y5]：單位地區生產總值能耗（噸標準煤/萬元）、[Y6]：單位地區生產總值電耗（千瓦小時/萬元）、[Y7]：廢水治理設施處理能力（萬噸/日）、[Y8]：一般工業固體廢物綜合利用量（萬噸）、[Y9]：一般工業固體廢物處置量（萬噸）、[Y10]：空氣質量達到及好于二級的天數比例（%）、[Y11]：造林總面積（公頃）。此外，由于選取的指標對于所需要評價的系統層的作用方向不一致，因此要嚴格區分指標的屬性區分指標對于系統層的作用方向是正向的還是負向的。其中，若所選擇的指標越大越好，則說明是正向的指標，用“+”表示，反之，則說明是負向指標，用“-”表示。長三角地區經濟發展和生態環境耦合協調發展指標體系如表1所示。

2? ? ?熵-耦合協調度模型構建

2.1? ?基于熵值法的系統綜合水平評價模型構建

耦合協調模型建立的前提是選擇合適的評價方法對于所選取的指標進行綜合評價，鑒于熵值法在確定指標權重時考慮的是指標本身的影響，與其他評價方法相比，可以一定程度上避免主觀因素的干擾，是一種較為客觀的評價方法。具體的算法實現過程如下：首先構建數據矩陣，假設有n個待評價方案，在本文中對應的是等待評價的16個地區，選取m個評價指標，詳見上文所構建的[X1-X6]和[Y1-Y11]的經濟發展和生態環境評價指標體系，則可以根據各個地區對應的指標數據構造如下矩陣：

[A=X11…X1j???Xi1…Xijn×m]? ? ?（1）

其中[A]表示建立的評價指標數據矩陣，[Xij]為第[i]個地區對應的第[j]個指標的數值，m表示評價指標個數，n表示地區，根據期初所建立的評價指標體系收集原始數據，形成如上所示的數據矩陣。然后在分析數據、處理數據的過程中，由于本文選取的指標的量綱、數量級均存在差異，所以為消除因量綱不同對評價結果的影響，需要對各指標進行標準化處理。在所選取的指標中，有些指標是正向指標（比如[X1-X6]、[Y7-Y11]等），即數據越大越好，還有些是負向指標（比如[Y1-Y6]等），即數據越小越好，此時就應該選擇不同的公式對數據進行標準化處理。

對于正向指標：

[X'ij=Xij-min（X1j，X2j，…，Xnj）max（X1j，X2j，…，Xnj）-min（X1j，X2j，…，Xnj）+0.0001 ，i=1，2，…，n; j=1，2，…，m]? ?（2）

對于負向指標：

[X'ij=max（X1j，X2j，…，Xnj）-Xijmax（X1j，X2j，…，Xnj）-min（X1j，X2j，…，Xnj）+0.0001，i=1，2，…，n; j=1，2，…，m]? ? ? （3）

式（2）和式（3）中，[X'ij]表示經過標準化處理的數據，[min（X1j，X2j，…，Xnj）]表示某評價指標對應的所有地區數據中的最小值，[max（X1j，X2j，…，Xnj）]表示某評價指標對應的所有地區原始數據中的最大值，為了方便起見，仍記標準化處理后的數據為[Xij]。

其次要計算第[j]項指標下第[i]個方案占該指標的比重，計算方法如下：

[Pij=Xiji=1nXij （j=1，2，…，m）]? ?（4）

式中[Pij]表示第[j]項指標下第[i]個方案占該指標的比重，[i=1nXij]表示第[j]項指標對應的所有方案（地區）的指標值總和。

然后計算第[j]項指標的熵值，記為：

[ej=-k?i=1nPijln（Pij）] （5）

其中[ej]表示第[j]項指標的熵值，[ej≥0]。式（5）中常數[k]與樣本數[n]有關，一般令[k=1lnn]，則[0≤e≤1。]

計算第[j]項指標的差異系數，記為：

[gj=1-ej]? （6）

對于差異系數的解釋是，某指標的差異系數越大，對整個評價過程的作用也越大，接著求各指標的權重：

[Wj=gjj=1mgj ，j=1，2…，m]? （7）

最后計算各方案的綜合得分，記為：

[Si=j=1mWjPij （i=1，2，…，n）] （8）

2.2? ?耦合協調度評價模型構建

本文探討的是地區經濟發展與生態環境的協調發展水平，故只需構建地區經濟發展系統和生態環境系統的耦合度模型：

[C=2S1×S2S1+S22]? （9）

其中，[C]表示兩個系統的耦合度，[S1、S2]分別代表地區經濟發展與生態環境系統的綜合水平值，耦合度指標反映的是所測算的兩個系統間的關聯程度，一般來說，耦合度的取值在0和1之間波動，耦合度越接近于左邊臨界值，說明兩個系統的耦合度越低，越接近右邊臨界值，表示兩系統之間的耦合度越高，根據前人的經驗，將具體評估標準整理如表2所示。

根據耦合度結果建立本文的耦合協調度模型如下：

[D=C×T，T=αS1+βS2]? ? ? ? ? ?（10）

其中，[D]表示兩個系統的耦合協調度，[T]為兩個系統綜合協調度指數，[α、β]為待定系數。一 般 [α]與[β]之和等于 1?？紤]目前的經濟發展現狀，地區經濟發展與生態環境具有同等重要的地位，故設定 [α]與[β]都為0.5。耦合協調度不僅可以反映兩個系統間的作用關系，而且可以反映系統是否具有較好的水平，耦合協調度的值越接近1，則說明兩個系統協調水平越高;反之，說明兩個系統協調水平越低，具體評估標準如表3所示。

3? ? ?地區經濟發展與生態環境耦合協調發展實證分析

3.1? ?指標權重求解過程

本文采用基于熵值法的耦合協調度模型，詳細分析安徽省16個被納入長三角一體化發展戰略中的地區2017年的地區經濟發展與生態環境的動態耦合協調情況，所有數據均來源于《安徽統計年鑒》。利用上文所介紹的熵值法原理，借助MATLAB軟件工具對數據進行處理，分別得出地區經濟發展評價指標權重表和生態環境評價指標權重表。

從表4可以看出，利用熵值法計算地區經濟發展系統評價指標的權重時，指標層中權重較高的是進出口總額為0.367，說明進出口情況對于地區經濟發展的影響較大，其次是城鎮居民人均可支配收入和的人均財政收入權重較高，分別為0.1435和0.1391，對所評價系統影響較小的是人均社會消費品零售總額和人均生產總值，權重分別為0.1022和0.1178。

從表5可以看出，在影響生態環境的指標層中，對生態環境系統影響最大的是廢水治理設施處理能力，權重為0.3183，其次為一般工業固體廢物處置量和一般工業固體廢物綜合利用量，權重分別為0.2163和0.1113 ，對生態環境系統影響最弱的是單位地區生產總值能耗、工業廢水、煙（粉）塵排放總量，權重分別是0.0249 、0.0238和0.0198 ，根據熵值法的原理可以看出，生態環境的評價指標中，各地區對于污染物的控制和處置能力差別比較大，而在產生污染的指標方面，差別較小。

3.2? ?耦合協調度實證分析

根據安徽省被劃分到長三角地區的16個地級市2017年的相關數據，計算得出各地區關于經濟發展與生態環境兩個系統的綜合效益值以及耦合協調度。為直觀反映地區經濟發展與生態環境系統的耦合協調情況，將以上計算結果繪制成圖。

圖1直觀反映了各地區經濟發展系統（ S1） 和生態環境系統（S2）以及兩個系統耦合度的關系情況。將經濟發展系統（S1）和生態環境系統（S2）這兩個系統的綜合得分情況進行比較可以發現，有些地區的經濟發展系統綜合得分要比生態環境系統的綜合得分高，比如合肥、蕪湖和馬鞍山;而有些地區則相反，生態環境系統的綜合得分要比經濟發展系統的綜合得分高，比如淮北、阜陽、亳州、安慶、宿州、六安、淮南等;僅有蚌埠、宣城、黃山和池州在兩個系統上的綜合得分很接近，說明兩個系統之間在發展時存在不同步現象。觀察另外一條耦合度曲線可以發現，除了六安、宿州、阜陽和亳州以外，其他地區的耦合度均在0.8-1.0之間，說明兩個系統關聯程度較高，相互作用較大。

經過對數據的處理，得出關于2017年安徽省長三角地區的耦合協調度結果，為了直觀地反映各地區的經濟系統和生態環境系統的耦合協調關系，將2017年耦合協調度結果進行降序排序，繪制關于2017年安徽省長三角地區的經濟發展和生態環境耦合協調關系圖。

觀察圖2可以發現，整體的耦合協調度呈現梯度分布。馬鞍山市、合肥市、蕪湖市和銅陵市等地區關于經濟發展和生態環境兩系統的耦合協調關系得分處于整個階梯的第一梯度;宣城市、黃山市、蚌埠市、淮南市、滁州市、淮北市、池州市和安慶市處在整個階梯的第二梯度;六安市、宿州市、阜陽市和亳州市等地區處于整個階梯的最后一個梯度。

將實證分析結果和之前所列舉的耦合協調度評估標準進行比較，得出關于各地區經濟發展和生態環境耦合協調等級歸屬表（表6），從可接受程度角度來看，可以得出大部分地區處于耦合協調區（可接受區）和過渡區（勉強接受區），只有兩個地區歸屬到失調區（不宜接受區），說明這16個地級市關于經濟發展系統和生態環境系統耦合協調發展情況整體較好。

但是從具體的耦合協調等級來看，在研究的16個對象中，沒有地區屬于優質耦合協調等級，甚至沒有被劃分到良好耦合協調等級的地區，僅有小部分地區處于中級耦合協調等級和初級耦合協調等級，其他大部分地區處在勉強耦合協調、瀕臨失調、輕度失調和中度失調耦合等級，說明所研究的地區整體的耦合協調等級不高，耦合協調結果不夠理想，仍存在很大的改善空間。

4? ? ?結論與建議

通過構建安徽省長三角地區經濟發展系統與生態環境系統綜合評價體系，引入系統耦合協調評價模型，分析安徽省長三角地區經濟發展和生態環境耦合協調狀況。結果表明：2017年安徽省長三角地區經濟發展水平和生態環境之間的耦合度指標較高，說明兩個系統間的相互作用程度較高，兩個系統的耦合協調度呈現梯度分布，但總體耦合協調水平較低，其中大部分地區處于過渡區（勉強耦合協調、瀕臨失調、輕度失調），只有少部分地區屬于耦合協調區。針對研究結果，提出以下政策建議。

4.1? ?進行供給側結構性改革，促進產業結構優化升級

改善供給結構，一方面要做好“減法”，對于一些依靠不可再生資源發展的企業，要大力淘汰落后的產能;另一方面要做好“加法”，要加快新舊動能轉換，培育發展新動能。同時要更加注重低能耗、高效能的綠色技術與產品的開發、應用和推廣，確保經濟發展向“低投入—高產出—低排放”方向邁進。在轉型升級的過程中，企業應該協調好經濟和環保的關系，應該意識到從長期來看，保持經濟和環境協調發展，一定會促進高質量發展，實現經濟效益和環境效益雙贏。

4.2? ?政府加大環保資金投入，著力保護生態環境

一個地區節能環保支出占財政支出的比重可以看出這個地區對于環境保護的重視程度。目前，僅有合肥市、池州市、銅陵市三地節能環保支出占財政總支出比重達到5%以上，其他地區多處于2%-3.6%之間。因此，為了保證地區經濟和環境保護協調發展，政府必須加大環保資金投入。政府應當發揮主體作用，特別是在環保投資建設方面，應充分調動各方力量，號召社會團體和廣大群眾積極投身到環境保護的行動中。另外，政府應該鼓勵更多參與主體投身到環境保護中來，建立多方參與的環保投入機制，引導社會資本參與環保建設。

4.3? ?建立區域生態補償機制，協調經濟發展與生態環境關系

近年來，各地區都在有序推進生態保護補償機制建設，也取得了明顯的效果，但是從總體來看，仍存在生態保護補償的范圍偏小、標準偏低、保護者和受益者良性互動的體制機制尚不完善等問題。目前，安徽省正積極推動創建新安江-千島湖國家生態補償機制示范區，針對生態保護補償機制推行中存在的問題，安徽長三角地區應該進一步明確保護者和受益者的權責，做到“誰受益，誰補償”，并且發揮好示范區作用，做到“試點先行，穩步推廣”。

本文從系統耦合的視角利用面板數據分析2017年安徽省地區經濟發展水平和生態環境之間的耦合發展狀況。對于當前各區域經濟發展和生態環境互動耦合發展具有指導意義，但是還存在一定的局限性，比如僅分析一個年度數據，耦合協調度僅有橫向的空間差異比較，缺乏跨年度的縱向比較。在以后的研究中將搜集時間跨度較大年限的數據，以方便觀察經濟發展系統和生態環境系統的耦合協調縱向發展趨勢，為后續研究者提供更深層次的思路。

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