基于耦合模型的產業(yè)結構與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調發(fā)展研究
——以陜西省商洛市為例

張 妍，吳玉潔

（商洛學院城鄉(xiāng)規(guī)劃與建筑工程學院，陜西 商洛 726000）

近年來，由于中國經濟的高速發(fā)展，產業(yè)結構的不合理以及由此引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題越來越嚴重。學者們對產業(yè)結構與生態(tài)環(huán)境的關系進行了大量的研究，根據二者的關系，提高能源效率，促進經濟發(fā)展，真正實現(xiàn)經濟與環(huán)境的協(xié)調發(fā)展，在保護生態(tài)環(huán)境的基礎上優(yōu)化產業(yè)結構。李文君等［1］在分析唐山市產業(yè)發(fā)展過程和環(huán)境影響機理的基礎上，分析了唐山市產業(yè)資源開發(fā)過程對環(huán)境的影響，指出當環(huán)境污染水平超過其自我凈化能力時，環(huán)境對經濟產生不利影響。郭佳［2］采用環(huán)境庫茲涅茲曲線方法，對長江經濟帶產業(yè)結構優(yōu)化進行分析，提出應重點發(fā)展第一產業(yè)和第三產業(yè)。王彥［3］采用耦合度模型和耦合協(xié)調度模型對河北省產業(yè)結構與生態(tài)環(huán)境進行實證分析，提出了實現(xiàn)河北省產業(yè)結構和生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展的對策建議。總之，學者們對產業(yè)結構與環(huán)境的關系進行了大量的深入探討，為之后二者關系的研究提供了許多理論基礎和研究方法。然而，這些研究大多是宏觀層面的定性研究，對產業(yè)結構與環(huán)境發(fā)展關系的定量研究較少［4］。

本研究以陜西省商洛市為例，對商洛市產業(yè)結構與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調發(fā)展進行研究，以期為商洛市產業(yè)結構的發(fā)展方向提供良好的指引，使商洛市產業(yè)結構能夠朝更加理想的方向發(fā)展；為商洛市經濟發(fā)展提供一種新的思考方式，促使其提高經濟高質量發(fā)展。

1 研究區(qū)域與數(shù)據來源

1.1 研究區(qū)域概況

陜西省商洛市處于秦嶺南麓，四季分明，植被豐富，常年青山綠水，藍天白云，生態(tài)與環(huán)境具有很大優(yōu)勢，但社會經濟水平相對落后［5］。近年來，商洛市著力推進工業(yè)轉型升級，加快發(fā)展特色現(xiàn)代農業(yè)，推進一二三產融合，積極培育新型服務業(yè)態(tài)，進一步深化產業(yè)結構調整，全力打造商洛經濟升級版，加快推進經濟持續(xù)健康發(fā)展［6］。

1.2 數(shù)據來源

本研究數(shù)據來源于2007—2017 年的《陜西省統(tǒng)計年鑒》《商洛市統(tǒng)計年鑒》。

2 指標體系構建與研究方法

2.1 指標體系構建

遵循主導性、科學性、多樣性、可得性等指標選取原則，從產業(yè)結構和生態(tài)環(huán)境兩個方面構建產業(yè)結構與生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展的評價指標體系（表1）。

表1 產業(yè)結構與生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展評價指標體系

2.2 研究方法

2.2.1 熵權法權重及綜合評價 采用熵權法確定指標權重，具體步驟如下［7］。

首先，運用極差法對數(shù)據標準化處理：

式中，為Xij標準化后的值；Xij為各年系統(tǒng)i第j個指標的原始值；minXij為各年系統(tǒng)i的第j個指標最小值；maxXij為各年系統(tǒng)i的第j個指標最大值。

接著，進行歸一化處理：

然后，確定各指標的熵值hij：

最后，確定各指標權重wij：

采用線性加權法［8］分別建立產業(yè)結構系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的綜合評價模型。

式中，F(xiàn)(Xi)為第i個樣本的產業(yè)結構發(fā)展綜合水平；F(Yi)為第i個樣本的生態(tài)環(huán)境質量綜合水平；wij為產業(yè)結構系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的指標權重；Xij為產業(yè)結構指標標準化值；Yij表示生態(tài)環(huán)境指標標準化值；m為評價指標個數(shù)；n為評價樣本個數(shù)。

2.2.2 耦合協(xié)調度計算 耦合是指2 個（或2 個以上）系統(tǒng)通過不同驅動方式的交互作用相互影響的現(xiàn)象，反映了子系統(tǒng)之間的協(xié)同作用［9］。借鑒王彥［3］的研究構建產業(yè)結構與生態(tài)環(huán)境的耦合模型，公式如下：

式中，F(xiàn)(Xi)和F(Yi)分別表示兩大系統(tǒng)的綜合得分，C為二者之間的耦合度，在0～1。當C值越接近1 時，則說明各體系之間的相互作用越強且呈現(xiàn)有序發(fā)展，當且僅當C值等于1 時二者之間的相互作用為最強；反之，當C值越趨向于0 時，則說明各體系間的相互作用不斷減弱并呈現(xiàn)出無序發(fā)展，當且僅當?shù)扔? 時二者之間的相互作用為最小［10］。

因為耦合模型只能表達出系統(tǒng)間的交互強度，很難確定系統(tǒng)功能評估指標的級別，所以，為了更好地評估二者之間的協(xié)調發(fā)展程度，本研究構建了耦合協(xié)調度模型。它反映了兩大系統(tǒng)之間的協(xié)調程度和各自相應的發(fā)展水平。計算公式如下：

根據相關文獻的查閱，在對子系統(tǒng)進行耦合分析時，認為二者處于同等重要的位置。因此，在計算耦合度和耦合協(xié)調度時，將wij定為1/2，使耦合協(xié)調度D可以更好地表現(xiàn)兩個子系統(tǒng)之間的耦合協(xié)調發(fā)展水平［11］。在分析兩大子系統(tǒng)的耦合協(xié)調度時，將其劃分為衰退區(qū)間和協(xié)調區(qū)間，之后將兩大區(qū)間分別劃分為5 個層次（表2），耦合度分為6 個層次（表3）。

表2 系統(tǒng)耦合協(xié)調度的區(qū)間劃分與協(xié)調發(fā)展評價標準

表3 耦合度評價標準

3 結果與分析

3.1 指標權重的確定

利用熵值法，根據公式（3）、公式（4）、公式（5）計算出指標權重（表4、表5）。由表4 可知，產業(yè)結構系統(tǒng)中第三產業(yè)年增長率權重（0.425 8）最大，說明第三產業(yè)對商洛市的經濟影響較大，吸納就業(yè)能力也較強，因此應該加快發(fā)展商洛市第三產業(yè)，著力提升發(fā)展質量和效益，助推經濟持續(xù)健康增長，著重發(fā)展商洛市物流業(yè)、金融業(yè)、旅游業(yè)等現(xiàn)代服務業(yè)。由表5可知，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中二氧化硫排放量權重高達0.349 3，這意味著二氧化硫排放量對商洛市生態(tài)環(huán)境質量的優(yōu)劣有著很大的影響，同時也從側面反映出要想提高商洛市生態(tài)環(huán)境質量，首先要解決二氧化硫排放問題。

表4 產業(yè)結構系統(tǒng)評價指標權重

表5 生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)評價指標權重

3.2 綜合水平評價

利用綜合評價模型計算出商洛市2007—2017年產業(yè)結構發(fā)展綜合水平和生態(tài)環(huán)境評價指標綜合得分（表6）。

如表6 所示，2007—2017 年，商洛市兩大系統(tǒng)整體發(fā)展狀況都在不斷改善。生態(tài)環(huán)境綜合得分由0.129 37 提高到0.349 20，這與商洛市大力實施“生態(tài)立市”發(fā)展戰(zhàn)略，以“既要金山銀山，又要青山綠水”為目標，建設生態(tài)環(huán)境宜居城市這一戰(zhàn)略的實施密切相關。商洛市產業(yè)結構系統(tǒng)的調整基礎較強，發(fā)展后勁大，產業(yè)結構綜合得分增長較快，從2007年的0.197 63 增長到2017 年的0.605 84，說明商洛市2007—2017 年產業(yè)結構不斷優(yōu)化升級。

表6 商洛市2007—2017 年產業(yè)結構發(fā)展綜合水平和生態(tài)環(huán)境評價指標綜合得分

3.3 產業(yè)結構與生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展評價

根據公式（9）、公式（10）計算商洛市兩大系統(tǒng)的耦合度和耦合協(xié)調度，并結合評價標準判斷兩大系統(tǒng)的耦合協(xié)調發(fā)展狀態(tài)（圖1）。

如圖1 所示，商洛市2007—2017 年產業(yè)結構與生態(tài)環(huán)境的耦合度在0.950 0～1.000 0，耦合度較高，這與商洛市在發(fā)展產業(yè)結構的同時以生態(tài)環(huán)境保護為前提的相關政策密不可分。商洛市在發(fā)展產業(yè)多樣性的同時，還將環(huán)境適應性、產業(yè)的環(huán)保問題納入發(fā)展范圍，同時也利用商洛市高質量水平的生態(tài)環(huán)境優(yōu)勢，大力發(fā)展旅游服務業(yè)，增加第三產業(yè)比重，這不僅優(yōu)化了產業(yè)結構，也提高了生態(tài)環(huán)境質量水平，使得兩大系統(tǒng)的耦合度得到提高。

圖1 商洛市2007—2017 年產業(yè)結構與生態(tài)環(huán)境耦合度、耦合協(xié)調度發(fā)展趨勢

商洛市2007—2017 年產業(yè)結構與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調度總體上分為3 個階段：2007—2011 年，二者之間耦合協(xié)調度呈快速上升趨勢，但仍然較低，趨于0.700 0～0.800 0。此時，商洛市隨著科技和工業(yè)的發(fā)展仍處于“二三一”型的產業(yè)結構中，但是當時的結構轉變中第一產業(yè)增速已經逐步放緩，第二產業(yè)增長仍舊較快，第三產業(yè)已經克服了以貿易和公共餐飲為核心的發(fā)展模式，開始加快了向金融、研發(fā)等其他產業(yè)方向的發(fā)展。總體來看，這一時期商洛市產業(yè)結構在保持“二三一”型的基礎上不斷優(yōu)化經濟增長，開始從以工業(yè)數(shù)量擴張為主逐步轉向以工業(yè)質量提高為主，期間兩大系統(tǒng)的協(xié)調情況逐漸改善。

2012—2015 年，兩大系統(tǒng)的耦合協(xié)調度仍然呈上升趨勢，但上升速度有所減緩，趨于0.800 0～0.900 0。上升速度之所以有所減緩是因為此時商洛市經濟受到全球金融危機的影響，但金融危機的負面影響相比于中國共產黨第十八次全國代表大會的積極影響而言相對較小，因此，盡管存在一些負面影響，但是二者之間的耦合協(xié)調度依舊進入了良好協(xié)調階段并且有繼續(xù)上升的趨勢，只是相比于第一階段而言，上升速度較為緩慢。

2016 年以后，耦合協(xié)調度穩(wěn)定在0.900 0 左右，處于優(yōu)質協(xié)調發(fā)展階段。這是由于在2016 年丹江等流域污染防治三年行動計劃圓滿收官、污染減排任務全面完成、產業(yè)結構逐步優(yōu)化升級，第三產業(yè)逐漸取代第二產業(yè)所占主導位置等原因使得近幾年來商洛市兩大系統(tǒng)的耦合協(xié)調度較高。

4 結論與對策建議

商洛市2007—2017 年產業(yè)結構發(fā)展綜合水平持續(xù)上升，生態(tài)環(huán)境質量綜合水平也一直呈上升趨勢，產業(yè)結構與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調發(fā)展水平則快速上升，目前正處于產業(yè)結構與生態(tài)環(huán)境的優(yōu)質協(xié)調發(fā)展階段。但仍然存在一些問題，在產業(yè)結構發(fā)展方面，商洛市的產業(yè)結構仍以工業(yè)為主，區(qū)域內產業(yè)結構發(fā)展不平衡；在生態(tài)環(huán)境建設方面，二氧化硫排放量、工業(yè)煙粉塵排放量、一般固體廢棄物排放量仍居高不下。針對以上問題，本研究提出以下對策建議。

4.1 優(yōu)化產業(yè)結構

調整產業(yè)結構，使資源的利用率達到最大，同時優(yōu)化現(xiàn)有的產業(yè)配置，提升產業(yè)效率。在現(xiàn)有的環(huán)保產業(yè)及技術上，利用國家對環(huán)保產業(yè)的大力扶持政策，增加對環(huán)境監(jiān)測和環(huán)保產品研發(fā)上的投資，發(fā)展扶持新興的環(huán)保咨詢業(yè)，推動商洛市環(huán)境信息業(yè)的起步與發(fā)展，同時，穩(wěn)步提升商洛市環(huán)保產業(yè)的科學技術含量，使環(huán)保產業(yè)高速發(fā)展。

4.2 推進產業(yè)技術升級

商洛市應該關注傳統(tǒng)工業(yè)的發(fā)展轉換和高科技工業(yè)的現(xiàn)代化技術，以及增加高科技綜合資源利用、清潔生產、自動化管理、在線監(jiān)測和其他高科技技術在重點企業(yè)的推廣力度，促進高精度數(shù)控和微電子等技術工程行業(yè)。在石化行業(yè)，推動催化、分離、節(jié)能環(huán)保等新技術；在建材行業(yè)，推動新型聚合物、玻璃纖維、墻體新材料等新技術。

4.3 大力推進生態(tài)建設

堅持以環(huán)境保護為重點，以環(huán)境治理為補充，改善商洛市的生態(tài)環(huán)境。積極實施退耕還林、退耕還草，加強對商洛市主河道和沿岸綠地、濕地的治理以及重點河流流域（陜西丹江流域）防洪堤岸的建設，加強對河流的利用，建立以河流為中心的特色濱水生態(tài)功能區(qū)。鼓勵大家建造集體林，提高商洛市綠化率，提高商洛市生態(tài)環(huán)境質量水平。