綠色低碳循環發展水平評價及耦合協調性分析*——以新疆生產建設兵團為例

張亞雯 龍 鳳 葛察忠 段顯明

(1.杭州電子科技大學管理學院，浙江 杭州 310018；2.生態環境部環境規劃院，北京 100012)

2021年2月22日，國務院印發《關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》。協同推進綠色低碳循環發展是中國落實綠色發展理念、推進生態文明建設的必然選擇，是經濟高質量發展的必然要求，也是實現碳達峰、碳中和的重大舉措。“綠色”“低碳”“循環”既有傳承和發展，又各有側重：“綠色”側重于低污染、低排放、環保友好型的發展模式；“低碳”側重于低能耗、低碳排放特征；“循環”側重于“減量化、再利用、再循環”原則(“3R”原則)[1]。綠色低碳循環發展經濟體系不是三者的簡單疊加，而是相互補充、融合和促進，構造出經濟、環境高度協調的發展模式。

在綠色低碳循環發展評價方面，趙慧卿等[2]整合雙重激勵模型與最小方差法構建動態綜合評價方法，對中國2010—2017年30個省份綠色低碳循環發展水平進行評價。李文平等[3]利用層次分析法對江西省綠色低碳循環經濟發展水平進行分析。王植等[4]采用理論分析法以深圳市為例探討現代城市建設綠色低碳循環發展經濟體系的路徑。在評價系統的耦合性方面，李永平[5]構造了以旅游產業、區域經濟和生態環境為子系統的指標體系，對山西省相關產業間的協調發展情況進行實證分析。張業等[6]將熵權法與耦合協調模型相結合，對經濟、社會、環境子系統協調治理體系進行實證分析并預測變化趨勢。宗鑫[7]以寧夏回族自治區為例，對人口、經濟與資源環境系統進行耦合演進分析。周成等[8]對各省市的區域經濟、生態環境、旅游產業的耦合協調度進行實證分析，利用灰色模型，對未來耦合協調度進行預測。

總體來看，國內學者采用的評價方法有層次分析法、主成分分析、因子分析、聚類分析、熵值法。很少有學者對綠色低碳循環發展指標體系內部子系統進行耦合協調度分析；另外，中東部經濟發達且生態環境條件好的地區研究較多，西部經濟落后以及生態脆弱的地區研究較少。新疆生產建設兵團(以下簡稱兵團)承擔著固守邊疆的職責。然而兵團各師呈碎片化分布，所涉地域廣泛，不宜采用統一的發展模式；同時由于生態環境脆弱，經濟發展嚴重依賴自然資源，碳達峰、碳中和任務艱巨，所以對兵團各師進行綠色低碳循環發展評價和比較分析十分必要。

1 綠色低碳循環發展指標體系的設計

1.1 設計原則

設計原則如下[9]：(1)整體性和層次性原則，一級指標是二級指標的綜合；(2)經濟社會和資源環境指標相結合的原則，調節生態環境與經濟社會發展互斥的矛盾；(3)科學性和實用性原則，使評價體系既準確又便于實際操作；(4)簡便性和代表性原則，既有代表性又不能過于繁復；(5)數據可得性原則。根據以上原則，本文將綠色低碳循環發展指標體系分為3個方面：資源利用效率水平、污染物減排水平、經濟科技發展水平。

1.2 指標體系的構成

本研究從綠色低碳循環發展經濟體系的科學內涵出發[10]，建立具有導向性和綜合性的評價體系(見表1)。

表1 綠色低碳循環發展綜合評價指標體系Table 1 Comprehensive evaluation index system of green low-carbon circular development

資源利用效率水平反映了區域的能源利用效率、資源節約情況，符合資源減量化原則和低能耗特征，體現了循環發展水平和低碳發展水平。

污染物減排水平主要描述了單位GDP的污染物排放強度，可以反映區域環境污染情況、環境與經濟和諧發展水平，符合低排放、低污染的特征，體現了低碳發展水平和綠色發展水平。

經濟科技發展水平主要是從經濟發展水平、經濟結構、人民生活水平、科技發展狀況4個方面宏觀評價區域經濟科技發展狀況，是區域綠色低碳循環發展的經濟基礎以及核心動力。

2 實證分析

2.1 研究區概況

截至2018年，兵團有14個師(第一、二、三、十四師位于南疆)，9個兵團城市，179個團場，總人數310.56萬人，在政治地位上屬于省級單位。兵團地處塔克拉瑪干、古爾班通古特兩大沙漠邊緣和邊境沿線上，自然環境惡劣，生態環境極其脆弱、資源型缺水問題突出。兵團擁有豐富的煤、石油、天然氣能源，長期以來形成了以能源原材料為主的經濟結構，產業結構偏重，能源消耗比較大，使得可持續發展能力不強。

2.2 評價對象和數據來源

由于十一師占地較小、人口數量較少，以建筑業為主業，為建工師，大部分統計數據缺失，為了避免特殊值的影響，暫不考慮十一師，只研究其他13個師綠色低碳循環發展情況。

原始數據來源為《新疆生產建設兵團統計年鑒2018》和環境統計數據。

2.3 分析方法

2.3.1 熵值法

在信息論中，熵是系統混亂程度的度量，而信息則是有序程度的度量，兩者絕對值相等，符號相反。數據的離散程度越大，信息熵越小，提供的信息量越大，則該指標對綜合評價的影響越大，權重也應越大[11]。熵值法既可克服主觀賦權法存在的主觀臆斷問題，又能解決多指標變量間信息重疊的問題。

參照文獻[12]和[13]，熵值法操作步驟如下：(1)先采用極值法對原始數據進行標準化；(2)計算某項指標下各師的貢獻度；(3)計算該項指標的熵值；(4)計算該項指標的差異性系數；(5)確定評價指標權重，計算各師綜合得分。

2.3.2 耦合協調模型

耦合原本是物理學概念，是指兩個(或兩個以上)系統或運動形式通過各種相互作用而彼此影響的現象。就本研究而言，耦合協調度是指資源利用效率子系統、污染物減排子系統、經濟科技發展子系統中各指標要素的相互關聯、促進以及制約的程度。

耦合度模型的建立參考文獻[6]、[14]、[15]，計算3個子系統整體及兩兩之間的耦合度。耦合度取值介于0～1，當耦合度為1時，表示子系統處于最佳耦合狀態，當耦合度為0時，表明系統內部各要素之間無關。

為了進一步反映綠色低碳循環發展指標體系各子系統之間的協調發展水平，本文進一步建立耦合協調模型(見式(1)和式(2))[16]：

(1)

Ti=αRi+βWi+γEi

(2)

式中：Di為第i個師的耦合協調度，反映各子系統之間的協調發展水平；Ci為第i個師的耦合度；Ti為第i個師的綜合協調指數；Ri、Wi和Ei分別為第i個師的資源利用效率、污染物減排、經濟科技發展水平得分；α、β、γ為對應的待定系數，分別代表資源利用效率、污染物減排、經濟科技發展對兵團綠色低碳循環發展的貢獻程度，考慮到3個子系統同等重要，所以設定α=β=γ，研究3個子系統整體的協調發展水平時選取α=β=γ=1/3，研究兩兩子系統之間的協調發展水平時，則取α=β=γ=1/2，一般使Ti∈[0,1]，Di∈[0,1]。

耦合度與耦合協調度劃分標準(見表2)參考文獻[3]。

表2 耦合度與耦合協調度劃分標準Table 2 Standard of coupling degree and coupling coordination degree

2.4 實證結果分析

2.4.1 兵團綠色低碳循環發展綜合得分實證結果分析

由圖1可知，資源利用效率水平方面，排名前4的師分別是二師、十二師、五師、十四師，其中二師、十四師屬于南疆發展落后師，但其資源利用效率水平排名卻相當靠前，這也說明南疆自然環境惡劣、資源稀缺的先天劣勢對資源利用效率的提升起到了一定的倒逼作用。其次是三師、九師、十三師、七師，三師高新節水灌溉面積占比有待提高，七師單位GDP電耗過大，十三師單位GDP能源消耗較大。其余各師資源利用效率水平得分均較低，說明這些師資源消耗過大、利用效率低。

圖1 綠色低碳循環發展水平得分Fig.1 Evaluation score of green low-carbon circular development

污染物減排水平方面，排名前4的師分別是十二師、十三師、四師、二師，十二師的第三產業占比最大(達58%)，重工業污染較少；十三師、四師、二師產業結構偏重，但其末端治理較好，排放較少。其余各師污染減排方面都有不足，其中六師、七師位于天山北坡經濟帶，高排放、高耗能行業較多，同時屬于“烏昌石”“奎獨烏”等大氣污染區域，獨特的氣象因素和城市熱島效應加劇了該區域的大氣污染；十師、五師、九師第二產業占比最高，以煤礦、水泥、發電等高排放產業為主導；三師、一師、十四師位于南疆沙漠地帶，風沙嚴重。

經濟科技發展水平方面，排名前4的師分別是十二師、八師、七師、九師，十二師環繞于烏魯木齊市南、西、北面，經濟科技發展領先；八師所在的石河子市經濟實力雄厚；七師、九師也地理位置優越，工業發展實力較強，經濟科技發展水平較高。六師、五師、十三師、二師經濟科技發展水平良好，六師位于天山北坡經濟帶上；五師、十三師工業體量大；二師GDP指數位于前列。其余各師經濟科技發展較差，其中一師、三師、十四師為南疆經濟落后師；四師第三產業占比與連隊可支配收入都比較低；十師GDP指數處于末位，居民人均可支配收入也比較低。

綠色低碳循環發展綜合水平，兵團整體處于初級階段，各師在綠色低碳循環發展過程中存在著發展不平衡不充分的問題。十二師排名第1，其3個子系統的分項得分都處于13個師的前列，經濟科技發展大幅度領先于其他師；七師、八師、五師緊隨其后，這3個師資源利用效率、污染物減排、經濟科技發展三方面發展不平衡，需要補齊短板，均衡發展；十三師、二師、九師、六師、四師處于中等水平，這5個師都有某個方面處于末位，說明在經濟轉型升級、產業結構調整方面還有待提高；一師、十師、三師、十四師綜合排名處于后位，一師、三師、十四師均為南疆師，十師緯度較高，冬長夏短，無霜期短，氣候嚴寒，這4個師產業結構以農業為主，經濟落后，生態環境惡劣。

2.4.2 兵團耦合度以及耦合協調度實證結果分析

由圖2可知，兵團13個師3個子系統耦合度介于0.48～0.99，其中七師最高，九師最低。除了九師處于拮抗階段，其余師處于高度耦合階段，說明這些師的資源利用效率、污染物減排、經濟科技發展3個子系統之間關聯程度、相互作用強度較高，依賴關系較強；只有九師的關聯程度較弱，九師處于拮抗階段是因為其資源利用效率-污染物減排與污染物減排-經濟科技發展的耦合度非常低。

圖2 子系統之間耦合度Fig.2 Coupling degree between subsystems

由圖3可知，兵團13個師3個子系統耦合協調度介于0.17～0.34，其中十二師最高，九師最低。九師各子系統間嚴重失調，協調發展水平非常差，其余各師各子系統間低度協調，協調發展水平較低。九師的資源利用效率-經濟科技發展處于低度協調狀態，資源利用效率-污染物減排與污染物減排-經濟科技發展處于失調狀態。九師各子系統之間失調的原因與污染物減排子系統有關，九師污染物減排子系統中5個排放指標原始數據都遠高于其他各師，導致污染物減排子系統與其他子系統的耦合協調性很差。

圖3 子系統之間耦合協調度Fig.3 Coupling coordination degree between subsystems

對耦合協調度與資源利用效率水平、污染物減排水平及經濟科技發展水平得分分別進行相關性分析，結果表明耦合協調度與各子系統得分的相關系數分別達到0.30、0.83、0.41。說明耦合協調度與污染物減排子系統密切度最高，與資源利用效率子系統的密切度最低。

3 結 語

(1) 各師綠色低碳循環發展存在不平衡不充分的問題。不平衡主要表現在各師發展水平參差不齊、差距較大，十二師綜合得分最高，達到0.18，最低分出現在十四師(僅0.03)；同一個師不同子系統之間水平差別也比較大，如二師的資源利用效率水平與污染物減排水平得分均較高，但其經濟科技發展水平得分較低。不充分主要表現在與十二師相比，其他各師的綠色低碳循環發展得分均較低。

(2) 各子系統之間關聯性強，但耦合協調性差。除九師外，各師3個子系統之間處于高度耦合狀態，各子系統之間相關性很強，但耦合協調度基本處于低度協調狀態。兵團多處于沙漠周圍以及邊境線上，環境惡劣、水資源極度缺乏、人才流失嚴重，造成了綠色低碳循環發展極不協調的狀態。

(3) 各師綠色低碳循環發展評價系統的耦合協調度與污染物減排子系統密切度最高，與資源利用效率子系統密切度最低。

(4) 總體來看，兵團需要全面推進綠色低碳循環發展，加快結構調整，進一步推進污染減排工作，加強生態保護，提高資源利用效率、污染物減排、經濟科技發展子系統的耦合協調度。各師應根據自身情況，立足本地特點，因地制宜地制定發展策略。對于五師、九師這類資源利用水平和經濟科技發展水平較高，然而污染物減排水平較低的師，著重加強污染治理與清潔能源的使用，尤其是對龍頭產業的污染物排放方面進行源頭治理和管控。對于六師、七師這類污染物減排水平低、資源利用效率低但經濟科技發展較好的師，堅持提高資源利用效率和減少污染排放，鼓勵使用先進治理技術，大力推進工業園區發展循環經濟的同時加強區域間的污染聯防聯控。對于四師這類污染物減排做得好但資源利用效率和經濟科技發展較差的師，應對產業結構進行調整，引進低耗能產業，擴大物流運輸業發展規模，開拓旅游業，并加大科技投入，加強人才引進。對于一師、三師、十四師這類綜合得分比較低的南疆師，宜加快推進兵團向南發展，加強防風固沙工作，因地制宜進行生態保護和修復，加大對南疆發展的資金和政策扶持。