遼寧省經濟與生態環境耦合協調性分析

丁曉健，杜 鵬

（遼寧師范大學 地理科學學院，遼寧 大連 116029）

一、引言

當前我國正處于現代化經濟體系建設的關鍵時期，過去一段時間高耗能高污染的經濟發展方式造成的資源緊張、環境污染、生態退化等問題十分嚴峻。遼寧省是東北振興的龍頭地帶，經濟的高質量發展要求生態環境狀況與之協調發展。作為此前以煤炭、石油化工等重工業為主的工業大省，遼寧省的經濟發展是否對生態環境產生不良影響，就成為一個值得我們探討的問題。

經濟發展和生態環境質量之間存在著某種程度的耦合關系[1]。對于經濟和環境關系問題的探討首先在國外展開，經濟學家蕾切爾·卡遜的著作《寂靜的春天》[2]被廣泛認為是在經濟發展過程中關心生態環境狀況的開端。此后對于經濟和生態環境關系的研究蓬勃發展，其中最為著名的是庫茲涅茨曲線[3]作為研究方法被引入本研究方向。以此為基點，Beckerman 等通過該方法進行相關分析檢驗了經濟發展與生態環境惡化之間的相互關系[4]。近年來我國經濟發展水平不斷提高，經濟發展由追求速度到追求質量轉變，要求經濟和生態環境協調發展，現實發展的需要推動著對經濟環境二者關系的研究。我國學者對經濟和環境的協調狀況從全國、省域、市域等不同級別的地域單元進行了深入研究[5-9]，在本研究領域內，主要是通過構建耦合度及協調度模型，在此基礎上劃分耦合協調階段進行分析總結時空演化發展規律，據此對經濟環境協調發展進行指導。

在總結現有文獻的基礎上，我們認為在追求經濟高質量發展的今天，我國的經濟環境耦合協調狀況還需進一步加強。本文著眼于地級單元，在時間和空間上對遼寧省17 年間的耦合協調狀況進行了深度分析，并對其耦合度的空間相關性進行了測算，對遼寧省今后的經濟環境協調發展具有一定的借鑒意義。

二、研究方法及數據指標的構建

（一）指標體系的構建

有研究表明，推動經濟增長的人口、技術、能源等是影響環境質量的重要因素[10]。本文對遼寧省14個地級市的經濟與環境耦合分析主要著眼于經濟和環境兩部分，以此為基點首先確定區域經濟系統和生態環境系統兩個目標層，在區域經濟目標層中又分為經濟發展水平、經濟結構和人民生活水平三個一級指標，在生態環境目標層中又分為生態環境總體狀況、生態環境污染狀況和生態環境治理水平三個一級指標，在第一級的指標層下又劃分為一定數量的二級指標（見表1）。

（二）耦合模型的建立

耦合關系主要是指兩種或兩種以上事物之間存在的相互影響或者相互制約的關系。由于耦合關系能夠較好地反映出事物之間的相互依存關系，現已廣泛應用于具有相互制約和影響的現實問題研究中。本文就是基于該種關系模型，來衡量遼寧省14個地級市經濟和環境之間耦合協調的水平和狀態。

耦合模型包括耦合度和耦合協調度兩部分[11]。首先要根據數據指標權重計算遼寧省區域經濟和生態環境的耦合度，其次在已知耦合度的基礎上，得出二者的耦合協調度。

耦合度的具體公式為：

式（1）中，C 為耦合度，f（x）、g（x）分別為經濟和環境的綜合指數，耦合度的范圍為[0，1]。根據已有文獻[7]我們將計算得出的耦合極限值劃分為6 種類型：當C=0 時為無序發展階段，當0

耦合協調度計算公式：

式（2）中：D 為耦合協調度，T 為綜合協調指數，a 和b 為待定系數，由于區域經濟和環境兩系統在系統整體中的影響比重相同，因此a=b=0.5；0≦T≦1，0≦D≦1。根據耦合強度的劃分標準，我們也將耦合協調度劃分為6 個等級：當D=0 時為無序發展階段，當0

（三）空間相關性模型

為了觀測遼寧省經濟和環境的耦合協調關系是否存在空間集聚特征，以及地級單元的耦合度是否對其相鄰城市具有示范作用，在這里我們對耦合度的空間相關性進行了分析。

我們利用全局Moran I 指數對遼寧省耦合度的空間相關性進行了分析，具體公式為：

式（3）中：n 為研究區的地區總數，xi為第i個地區的數值為所有地區數值的平均數，Wij為空間權重矩陣的值，S2為樣本方差。

為了觀測14 個地區與其相鄰城市的經濟環境耦合度是否存在相關性，這里引入局部Moran I 指數來進行分析檢驗某一地區是否與其相鄰地區相互關聯。具體公式為：

式（4）中：Ii的取值范圍為[-1，1]，當Ii大于1時，區域i 與相鄰區域的屬性特征相近；當Ii小于1時，區域i 與相鄰區域的屬性特征相反。

（四）數據來源

本文的研究內容為2000—2017 年遼寧省經濟和環境之間的耦合協調關系，數據來源于2001—2018 年《遼寧省統計年鑒》。在原始數據的基礎上，我們通過數據標準化處理并運用熵值法確定了各數據指標的權重。

三、經濟-環境協調發展的實證分析

（一）耦合度及耦合協調度的實證分析

根據公式（1）和公式（2），得到了14 地市的耦合度及耦合協調度數值，如表2 所示。計算結果表明，全省14 地市的耦合度大多處于拮抗階段，隨時間的推移有所波動和變化。2000 年，除阜新和朝陽處于低水平耦合階段外，其他地區都處于拮抗階段；2005 年和2010 年，除阜新處于低水平耦合階段外，其他地區都處于拮抗階段；2015 年之后，除葫蘆島市處于低水平耦合階段外，遼寧省14 地市的耦合度全部進入拮抗階段。這說明隨著經濟的快速發展，經濟對環境的影響程度超出環境自身的調節范圍，但隨著各地經濟產業結構的調整轉型以及對環境保護和修復的持續性重視和投入，從耦合度數值發展趨勢上看有望在幾年之后達到磨合階段。

表2 遼寧省14 地市耦合度及耦合協調度數值

雖然遼寧省14 地市的耦合階段相差不大，但從數值上來看還存在一定的差異。根據各地級市的耦合度數值差異可將其分為三類：（1）耦合度數值較高，在波動中有上升趨勢的城市有沈陽、大連、鞍山、錦州、營口、盤錦，其耦合度數值在17 年間一直處于0.4 以上，并具有在波動中上升的趨勢。這些城市由于經濟基礎比較好，經濟綜合指數在同期明顯高于其他地區，而環境的綜合指數卻跟其他地區相差不大，因此耦合度數值會比其他地區高。（2）耦合度數值在波動中下降的城市有撫順、本溪、丹東、遼陽、鐵嶺和葫蘆島。從其經濟和環境綜合指數來看，明顯處于經濟滯后階段，造成了這些地區的耦合度下降。（3）耦合度一直處于較低階段的城市有阜新、朝陽，這兩個地區的經濟發展更為緩慢，經濟發展對環境的影響較小，經濟發展產生的環境問題尚處于可自我調節范圍內。但近幾年來，隨著經濟發展的起步，經濟發展對環境質量產生了某些負面影響，環境承載力有所下降。

遼寧省14 個地級市的耦合協調度與耦合度的發展趨勢基本保持一致，但耦合協調度所處階段不容樂觀。具體可將14 個城市的耦合協調度分為三類：（1）耦合協調度較高且具有上升趨勢的城市是沈陽和大連。這兩個城市的經濟和環境發展在遼寧省處于領先位置，隨著經濟的進一步發展，經濟和環境的耦合協調度將會進一步上升。（2）處于低水平耦合協調階段波動的城市是鞍山、撫順、本溪、丹東、錦州、營口、遼陽、盤錦、鐵嶺、葫蘆島。這些城市具有一定的經濟基礎，在經濟發展過程中對環境影響較大，造成了經濟和環境發展中經濟指數的相對落后，致使耦合協調度相對較低。（3）處于低水平耦合協調發展的城市是阜新和朝陽。其經濟和環境的關系尚處于較原始狀態，經濟發展對環境的負面影響尚不明顯，但近年來隨著經濟的發展及環保意識的增強，兩市經濟和環境耦合協調度數值具有上升的趨勢。遼寧省的經濟發展和生態環境保護的正向協調作用正在逐步加大，但離高水平耦合協調階段還有很大差距，因此在今后的發展過程中仍需采取措施進一步強化這種正向協調作用。

（二）經濟環境耦合度的全局空間相關性分析

我們首先根據耦合度數值（見表2）構造了空間權重矩陣，采用鄰接關系的Queen 空間權重矩陣得到了2000—2017 年的全局Moran I 指數的值，如表3 所示。

表3 2000—2017 年Moran I 指數表

從表3 中可以看出，遼寧省17 年間的Moran I表3 指數為正值，表明研究區的經濟環境耦合度為正相關。地級單元的耦合度數值不僅與其自身的經濟和環境狀況相關，而且在一定程度上也會受到其相鄰城市的影響。從時間上來看，Moran I 指數數值一直處在不斷變化波動之中，2000—2005 年間，統計量數值有所變大，表明各地區間的耦合關聯性有所增強；2005—2010 年Moran I 指數有所下降，表明這段時間內，14 個地級單元的耦合度關聯性減弱；2010—2015 年，Moran I 指數又開始增大，表明經濟環境耦合度關聯性增強；2015—2017 年間，統計數值又有所回落，各單位的耦合相關性有所減弱。

（三）經濟環境耦合度局部空間相關性分析

根據上文公式（4）計算局部Moran I 指數來分析各城市之間耦合度及耦合協調度的相關性。結果顯示，遼寧省17 年間的經濟環境耦合度的分布基本固定，少數城市有所變動。具體來看：2000 年，高高集聚的城市有沈陽、本溪、盤錦、遼陽、鐵嶺、撫順、鞍山、營口、丹東，說明這些城市的耦合度較高而其周圍地區的耦合度也較高；低高集聚的城市只有大連，說明在21 世紀初大連地區的經濟環境耦合度較低而其周圍地區的耦合度較高；低低集聚的城市有阜新、朝陽；高低集聚的城市有葫蘆島、錦州，說明其耦合度較高而周邊地區的耦合度較低。

2005 年，高高集聚的城市有大連、本溪、盤錦、遼陽、鐵嶺、撫順、鞍山、營口，說明這些城市與其周邊地區的經濟環境耦合度都比較高；低高集聚的城市只有丹東，說明其耦合度較低而周邊地區的耦合度較高；低低集聚的城市有阜新、朝陽、葫蘆島，說明這些城市及其相鄰城市的耦合度都較低；高低集聚的城市有沈陽、錦州，說明其耦合度較高而相鄰城市的耦合度較低。

2010 年，高高集聚的城市有大連、本溪、盤錦、鐵嶺、鞍山、營口，這些城市及其相鄰的城市耦合度數值都較高；低高集聚的城市有遼陽、撫順、阜新、丹東，說明這些城市的耦合度較低而其相鄰城市的耦合度較高；低低集聚的城市有朝陽、葫蘆島，說明這兩個城市跟其相鄰地區的耦合度數值都較低；高低集聚的城市有沈陽、錦州，說明這兩個城市的耦合度數值較高而其相鄰區域的耦合度數值比較低。

2015 年，高高集聚的城市有沈陽、大連、本溪、盤錦、遼陽、撫順、鞍山、營口，說明這些城市及其相鄰城市的耦合度數值都較高；低高集聚的城市有鐵嶺、阜新、丹東，說明這些城市的耦合度數值較低而其相鄰城市的耦合度數值較高；低低集聚的城市有朝陽、葫蘆島，說明這兩個城市及其相鄰城市的耦合度都比較低；高低集聚的城市只有錦州，說明其耦合度數值較高而其相鄰城市的耦合度數值比較低。

2017 年，高高集聚的城市有大連、本溪、盤錦、遼陽、撫順、鞍山、營口，說明這些城市的耦合度數值比其相鄰城市的耦合度數值高；低高集聚的城市有鐵嶺、撫順、丹東，說明這些城市的耦合度較其相鄰城市的耦合度低；低低集聚的城市有朝陽、葫蘆島，說明這兩個相鄰的城市耦合度數值都較低；高低集聚的城市有沈陽、錦州，說明其耦合度數值比相鄰城市高。其中變化顯著的城市有大連完成由低高集聚向高高集聚的轉變，說明其耦合度有一個由低變高的過程；沈陽由開始的高高集聚轉變為高低集聚，說明其周圍地區的耦合度有一個由高變低的過程。

四、結論與討論

（一）結論

本文基于遼寧省14 地市的經濟和環境的數據指標測算了2000—2017 年17 年間的耦合度及耦合協調度，得出了以下結論：

一是遼寧省14 地市的經濟發展和生態環境之間的耦合度存在著地區差異性，經濟發展水平是影響耦合度和耦合協調度的重要因素。經濟發展綜合指數較高的地區，相對應的耦合度及耦合協調度相對較高。二是雙核結構的耦合度和耦合協調度。在遼寧省的經濟和環境發展中存在著雙核結構，即沈陽-大連兩市為核心。三是遼寧省14 地市的耦合度明顯高于協調度。今后應著重加強經濟和環境的協調性發展。四是目前遼寧省的耦合度存在正空間相關性，耦合度存在地區差異性。

（二）討論

遼寧省的區域經濟狀況與環境之間的協調并不理想，二者不協調的原因源自于生態環境發展狀況的下降和經濟發展水平的提高。在再振興東北工業基地戰略支撐下，研究區的經濟得到了一定程度的提升。在今后發展經濟的過程中必須要把生態環境放在重要地位，堅定不移地貫徹新發展理念，推動經濟高質量發展。