中原城市群經濟發展與生態環境的耦合協調分析

文/馬曉翱（河南工業大學）

一、引言

2018年5月，習近平總書記在全國生態環境保護大會上發表重要講話，指出：“綠水青山就是金山銀山，貫徹創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念。”再一次強調了綠色的發展道路。我國經濟在經過了高速增長之后，隨著資源、環境危機的出現，生態環境與經濟發展之間的矛盾日益突出，因此，關于生態環境與經濟發展之間的耦合協調發展研究已成為學術界的熱點問題。中原城市群是我國重要的城市群之一，但關于中原城市群的生態經濟協調方面的研究卻不多。因此，探究中原城市群生態環境與經濟發展之間的耦合協調關系，對探尋其耦合協調發展路徑具有重要的現實意義。

二、中原城市群經濟發展和生態環境現狀

（一）經濟發展水平

中原城市群作為內陸新興城市群之一，近年來經濟快速穩定發展，產業結構優化升級加快，吸引人口和高技能勞動力持續流入，帶動城鎮化進程不斷加速。

截至2017年底，中原城市群實現地區生產總值67044.34億元，占全國經濟總量的8.1%；人均地區生產總值為7.72萬元，比同期全國平均水平高30%。與此同時，中原城市群產業結構不斷優化，第二產業基礎扎實，第三產業所占份額增長較快。本部分以中原城市群的核心發展區城市為例。

1.經濟實力

在2009-2018年這十年的發展過程中，中原城市群核心發展區的地區生產總值總體上呈穩步上升趨勢。地區生產總值從2009年的 14751.71億元增長到2018年的37885.43億元，增長了23133.72億元，年均增長率達到了15.68%。從各城市的GDP變動情況中可以看出，2012年到2018年，各城市的GDP均逐年上升，其中，增長最快的是鄭州，2018年較2009年增長了2.23倍，并且鄭州市的經濟狀況明顯優于其他市。2018年GDP最高的城市（鄭州）與GDP最低的城市（濟源）的差距約為10039.24億元。而2012年最高GDP與最低GDP差值為3021.68億元，該差值不足為2018年的三分之一。由此可見，近年來，雖然鄭州市的經濟發展良好，但各市經濟發展狀況差距較大。

2.經濟結構

中原城市群經濟結構不斷調整優化，由制造業為經濟發展的主力逐漸轉換為服務業。三大產業占GDP的比重由2009年的12.1：57：30.9變 為2018年 的6.9：45.9：47.2。第三產業比重增加了16.26%，并且在2018年時反超了第二產業。可見，第一產業始終保持低速發展，并有小幅下降；第二產業比重波動中下降，可見結構調整有所成效；第三產業比重不斷上升，逐步對經濟發展作出重要貢獻，產業結構日趨合理。綜上，中原城市群由最初的經濟增長主要依賴第二產業，轉變為第三產業對經濟增長貢獻率不斷提升，現代服務業的優勢得以體現；又因為第三產業對環境的壓力最小，第三產業的增加有利于中原城市群發展綠色經濟。

（二）生態環境現狀

1.環境水平

近年來，我國堅持走可持續發展道路，注重環境保護，并出臺了各類相關政策，這些都為中原城市群的綠色發展道路提供了機遇，堅定了中原城市群保護環境，走綠色發展道路的決心，目前中原城市群也取得了初步成效。核心發展區城市的森林覆蓋率在2018年達到了13.69%，植被覆蓋率不斷增加；建成區綠化面積覆蓋率近幾年不斷提高，從2009年的38.8%增加到了2018年的40.98%，使得生態環境更加優美；不僅如此，各城市人均公園綠地面積持續增加，其中變化最大的是鄭州，由2009年的6.28平方米增加到了14.3平方米，增加了一倍多，說明鄭州采取了各項措施，使得其生態環境保護工作也開展的較為良好，與之形成對比的是漯河，在2009-2016年其人均公園綠地面積呈下降趨勢，雖然近兩年有所增長，但是變化程度并不明顯，這在一定程度上說明了漯河在生態環境治理方面力度有待加強。

2.環境壓力

如表1所示，在中原城市群核心發展區城市的環境污染狀況中，我們可以看出工業二氧化硫排放量呈持續下降趨勢，而工業廢水和粉（煙）塵排放量在2009-2011年連續上漲三年，同時，在2012-2015年間呈波動式上升，工業廢水排放量由2012年的7.53億噸增長到了2015年的7.81億噸，有小幅增長；而工業粉（煙）塵排放量由2012年的30.24萬噸增加到2015年的35.58萬噸，并在2014年達到最大值。這說明在此期間，一些地區重發展、輕保護的現象仍然存在，經濟發展方式仍較粗放。而自2015年起，工業廢水和粉（煙）塵排放量均呈現明顯的下降走勢，這從側面說明，自2015年起，各地區政府對工業廢水和粉（煙）塵排放量逐漸重視，采取了相應的措施，有了較大改善。

表1 中原城市群核心發展區城市環境污染情況表

三、經濟發展與生態環境耦合協調發展實證分析

（一）數據來源

本文以中原城市群核心發展區的14個地市為研究對象，包括：鄭州、開封、洛陽、平頂山、新鄉、焦作、許昌、漯河、濟源、周口、商丘、鶴壁、晉城、亳州。研究數據來源于河南省、山西省、安徽省2010-2019年《統計年鑒》以及《中國城市統計年鑒》。

（二）指標選取

科學地選擇評價指標體系是客觀評價區域生態環境與社會經濟系統協調發展水平的關鍵。鑒于指標選取的代表性、全面性和可獲取性，并且結合區域發展狀況，從生態環境與經濟發展兩個層面構建評價指標體系。生態環境子系統從壓力系統（工業二氧化硫、粉塵、廢水排放量）、狀態系統（人均公園綠地面積、建成區綠化覆蓋率）以及響應系統（一般工業固體廢物綜合利用率、污水處理廠集中處理率、生活垃圾無害化處理率）三方面來評價。

經濟發展水平是城市經濟實力的綜合展現，在此，經濟發展從經濟總量（地區生產總值消費品零售總額、固定資產投資額），經濟結構（二、三產業增加值占GDP比重、經濟密度）和經濟質量（城鄉人均可支配收入之比、規模以上工業企業平均利潤、人均財政收入）三方面進行評價。由于所構建的指標量剛不統一，為科學合理評價，須對各指標的原始數據進行標準化處理。本文采用的是極差法標準化的方法，經濟統計分析中對正負指標標準化的一種處理方法。具體公式如下：

其中：xmin為最小值

xmax為最大值

x′

i為標準化值

經過處理的數據無量綱，且都為正值。最終結果出現0值時，為每一個0值加上0.0001即可。

由于各個指標層在指標體系中的作用不同，對經濟發展系統和生態環境系統協調發展的影響程度也不同，為了區分它們對系統影響的差異性，通常通過計算各個指標層的權重，來確定它對整個指標體系的相對重要程度。因為因子分析法具有降維的作用，它是從原始數據的相關矩陣內部的依賴關系出發，將多樣的、復雜的變量歸納為幾個綜合主因子的分析方法，這就保證了權重設定的客觀性。因此，本文選擇了因子分析法來確定指標的權重，即將指標數據的方差百分比作為指標權重。

（三）權重計算結果

本文選擇因子分析法，利用SPSS和excel表格處理，計算得到了各個指標層的權重（表2）。

表2 中原城市群經濟發展和生態環境各指標權重

（四）構建耦合協調度模型

耦合協調度模型（CCM）是評價協調發展的重要方法，它主要是一種測量和確定兩個或兩個以上系統之間相互作用、相互協調的一種方法。耦合度是指兩個或兩個以上系統之間的相互影響，從而實現協調發展的動態關聯，可以反映系統之間的相互依賴、相互制約的程度。協調度是指系統之間相互作用中良性耦合程度的大小，它可以體現出協調發展的好壞。

1.耦合度

在本研究中，耦合度即為中原城市群經濟發展系統和生態環境系統的耦合程度，反應中原城市群經濟發展系統和生態環境系統之間的耦合關系。耦合度函數：

其中：f（x）和f（y）分別是經濟發展系統效益函數和生態環境系統效益函數，計算公式如下：

其中：ai是經濟發展系統各指標的權重

bj是生態環境系統各指標的權重

xi是經濟發展系統各指標標準化值

yj是生態環境系統各指標標準化值

參考張焱文、王楓等已有的研究，構建的耦合協調模型中，經濟發展與生態環境耦合指數和耦合協調度指數是使用0至1區間范圍內的數字來表示的，數字越接近0，耦合度和協調度越差；如果越接近1，則耦合效果越好，經濟發展系統與生態環境系統也就越協調。具體分級標準如表3。

表3 中原城市群經濟發展與生態環境耦合類型劃分標準

2.綜合發展指數

綜合發展指數是反映中原城市群經濟發展和生態環境的綜合水平。是f（x）經濟發展系統效益函數和f（y）生態環境系統效益函數的加權得到的，計算公式如下：

其中：T是系統綜合發展指數，α和β是權重。

3.耦合協調度

在一些情況中，耦合度很難反映出經濟發展和生態環境各自的發展情況，為了有效地評價兩個系統之間整體效果，必須要構建耦合協調度模型：

其中：D為耦合協調度，D∈[0，1]。D越接近于1說明系統整體的耦合協調程度越高，反之說明耦合協調程度越低。參考張焱文的研究成果，將經濟發展和生態環境的耦合協調度分為以下層次（表4）。

表4 中原城市群經濟發展與生態環境協調類型劃分標準

進一步地深入分析系統綜合評價指數的特征，可以根據經濟系統效益函數和生態環境系統效益函數的大小，將發展狀況分為以下三種（見表5）。

表5 中原城市群發展狀況劃分標準

（五）結果與分析

1.經濟發展系統綜合指數

由圖1可知，中原城市群核心發展區經濟發展系統的綜合水平在2009-2018年間整體呈現持續上升趨勢，由2009年的0.0553上升到2018年的0.4708，年均增長75.14%，實現了區域經濟協調發展，給各個城市帶來發展機遇。近年來社會經濟增長主要是因為其積極貫徹落實科學的發展觀念，圍繞中原崛起的目標，致力于轉變成為更具實力的城市群。目前來看，三個子系統的權重相對來說比較平均，經濟總量、經濟結構和經濟質量的評價指數整體上都穩步上升，分別由2009年的0、0.0553和0增加到2018年的0.1945、0.1254和0.1510，其中，經濟總量與經濟質量的上升速度較快，從而帶動了中原城市群經濟的快速發展，進而使得人們的生活質量不斷提高。

圖1 中原城市群核心發展區經濟發展綜合指數變化趨勢

2.生態環境系統綜合指數

中原城市群核心發展區2009-2018年生態環境水平呈現緩慢上升再快速上升的趨勢，在2009-2015年間，評價指數從0.0770逐漸上升到2015年的0.2088，再快速上升，到2018年增長到了0.4186，這在一定程度上說明這一時期生態環境水平的發展腳步逐步加快。就目前來看，壓力系統的權重在環境系統中占比最大，在一定程度上反映出工業二氧化硫、廢水和粉塵的排放量是影響生態環境質量的主要因素；同時，壓力系統的趨勢則是先上升后緩慢下降，在2009-2015年間處于增長階段，此后便開始逐年下降，主要是因為中原城市群前幾年大力發展工業，重視經濟發展的同時卻忽略了對生態環境的保護。但是從2015年開始其轉變了發展方式，堅持走可持續發展道路，在發展經濟的同時更加注重生態環境的狀況，不再走以犧牲環境換取經濟的發展之路（圖2）。

圖2 中原城市群核心發展區生態環境綜合指數變化趨勢

3.中原城市群經濟發展與生態環境耦合協調度評價結果

為了更好地分析中原城市群經濟發展系統和生態環境系統綜合指數的變化，判斷兩者之間的相互耦合的協調程度，借助耦合協調度模型，計算得到兩個系統的耦合度C和耦合協調度D，結果見表6。

由耦合度可知，中原城市群核心發展區在研究期間整體來看處于比較平穩的狀態，一直在0.45-0.5之間波動；經濟發展系統與生態環境系統的耦合協調度在這十年間處于穩步增長的趨勢，由2009年的0.1793增加到2018年的0.4723，增幅較大。另外，雖然經濟發展與生態環境系統之間的關系逐漸向更加協調的方向發展，但通過比較經濟效益函數和生態環境效益函數的大小可以得出：2009年為經濟發展滯后型，2010-2018年間為生態環境滯后型。這反映出生態環境是制約中原城市群經濟和生態環境耦合協調發展的關鍵因素，整體看來，經濟的發展還是屬于粗放式發展，即以犧牲環境為代價來發展經濟。具體來看：

2009-2010年為中度失調型。這一階段由于中原城市群正處于粗放式的發展模式，依靠工業化來帶動其快速發展，人口增多、工業二氧化硫排放、工業廢水排放等增加，使得污染物的排放速度大于生態環境的溶解能力，再加上此時經濟實力并不強，這些都在很大程度上限制了經濟和生態環境的協調發展。

2011-2013年為輕度失調型。此階段將生態環境建設納入城市的協調發展中，對城市的整體布局進行了重新的規劃，增大綠植種植面積，加強對工業“三廢”的技術投入，提高自然生態環境的自我調節能力，反映出發展模式逐步由粗放式逐漸轉變為可持續的發展方式。

2014-2018年為瀕臨失調型。此階段耦合協調度持續增加。這表明河南省前幾年所做的變革已經初見成效，經濟和生態環境已經慢慢地向協調發展轉變，并且經濟對生態環境的修復作用越來越強（表6）。

表6 中原城市群經濟發展與生態環境耦合協調度測算

四、對策建議

盡管中原城市群經濟系統與生態環境系統之間的協調水平逐年提高，但根據上述研究結果我們不難看出生態環境水平仍舊較低，兩個系統之間的協調發展水平有待進一步提高。因此，中原城市群可以通過加強對生態環境的治理，促進經濟向綠色發展轉型，不斷加深經濟與生態環境之間的協調發展。

（一）加強生態環境的治理

為了推進生態環境發展進程，首先要增強生態保護意識，樹立生態文明理念。其次要加強污染防治。水資源方面重點在于污染的源頭治理，做好高污染企業的排放工作，同時提高污水處理的效率；大氣方面要減少污染物的排放，加強對清潔能源的研究和開發，推廣和鼓勵居民購買和使用清潔汽車、綠色低碳出行。最后加強基礎設施建設力度。發展經濟的最終目的是為了改善民生，在保證基礎設施建設的同時，還要不斷提高在醫療、教育、文化等各方面的投入，尤其是要注重農村衛生環境的改善，不斷縮小城鄉差距，統籌城鄉發展。

（二）推動經濟綠色發展

為了促進經濟綠色發展，首先要利用利益引導機制，培育綠色新興產業，加強綠色產業集聚區建設，營造良好的環境，推廣資源節約和環境友好型產業。其次要加強綠色技術研發，培育發展綠色產業的人才，建立支持綠色產業的產學研合作體系和綠色人才培養激勵機制。政府也要加大對綠色技術的公共研發投入，加大對綠色經濟產業的自主技術支持。最后要完善金融投融資渠道，發展綠色金融，通過綠色信貸政策引導社會資金流向綠色產業，鼓勵國家政策性金融機構對綠色產業進行重點扶持。