長江經濟帶產業升級與生態環境優化耦合評價研究

李 強,丁春林

(安徽財經大學 經 濟學院,安徽 蚌 埠 233030)

長江經濟帶產業升級與生態環境優化耦合評價研究

李 強,丁春林

(安徽財經大學 經 濟學院,安徽 蚌 埠 233030)

基于長江經濟帶沿線36個城市2005-2015年的市級面板數據,通過構建產業升級與生態環境優化綜合評價指標體系,運用改進的熵值法確定指標權重,對長江經濟帶產業升級與生態環境優化耦合協調度進行測度,發現:(1)長江經濟帶產業升級與生態環境優化耦合度呈不斷上升態勢,總體處于協調發展階段,但產業結構升級要滯后于生態環境優化步伐,基本屬于產業升級滯后型;(2)近十年長江經濟帶產業升級與生態環境優化耦合協調度的區域差異明顯,這種區域間的差距在不斷擴大,其中無錫、常州、南京、鎮江及杭州達到高水平耦合發展階段,瀘州處于瀕臨失調發展階段,長江上、中、下游地區的耦合協調度依次上升,產業轉型升級與生態環境優化是未來一段時間長江經濟帶建設的重要目標任務。

長江經濟帶;產業轉型;生態環境;耦合度

從“黃金水道”、“立體交通走廊”到“綠色發展”體現出長江經濟帶建設思路的調整。2016年1月5日,國家主席習近平在推動長江經濟帶發展座談會上指出,長江經濟帶發展要把生態環境保護擺在優先地位,所有經濟活動都要以不破壞長江的生態環境為前提,走生態優先、綠色發展之路是實現長江經濟帶可持續發展的必然選擇。同時,2016年中央經濟工作會議把“去產能”排在五大任務之首,長江流域鋼鐵、汽車、石化、水泥等行業占比較高,化解產能、促進產業轉型升級亟待解決。因此,產業轉型升級與生態環境優化是未來一段時間長江經濟帶建設的重要目標任務。

國外關于產業與生態環境二者關系的研究源自生態學理論。起初,由于生態學在應用領域的加強和工業產業的發展,學者開始考慮將生態系統的物質能量流動及循環規律運用于產業生產。如Billen(1983)針對當時的工業體系中存在的問題,提出可以將生態學相關理論運用到產業發展中,進而對工業系統的持續運行機制進行探討。隨著研究的深入以及生態環境問題在世界范圍內得到重視,學者思考產業發展如何影響生態環境。Dewick(2002)[1]從生產技術角度進行闡述,提出技術在生產規模和資源方面的變化會直接影響工業溫室氣體的排放,進而對生態環境產生影響。Robert A.Frosch&Nicolas E.Gallopoulos(1989)[2]從生產方式角度進行闡述,提出把生態系統原理應用在產業系統中,如自然界的物質循環、能量層遞消耗以及可持續的太陽能等,采用新的生產方式,從而提升產業系統的可持續性。Halser(1989)[3]提出對產業結構進行的合理性評價并基于此進行產業結構的變動調整,利于保持地方經濟的持續發展,產業結構的優化升級對城市環境保護有促進作用。

國內對產業與生態環境關系研究主要分為兩類:一是研究某一特定產業與生態環境的耦合關系,如方葉林(2013)[4]對2001-2011年大陸31個省域耦合度及協調度分別進行測度,得出省域旅游與生態環境總體處于中度耦合協調,且協調性逐年增強;朱土興(2014)[5]通過對2003—2010年我國31省份省域面板數據的實證分析,測度工業和生態環境的協調性,發現我國工業生態系統耦合程度優劣程度依次為中部、西部和東部,且各區域間兩極分化明顯。二是針對區域性的產業生態協調發展的研究,這類研究相比于第一類較少。如盧雅珍(2014)[6]基于耦合協調度模型對關中-天水經濟區的產業發展與生態環境的協調度進行了研究,發現該區域產業與生態環境協調程度較好且處于U形區域右半邊的上升階段;鄒偉進等(2016)[7]對我國產業結構與生態環境之間耦合關系進行了測算,測算發現我國產業結構不斷朝著高級化、合理化方向發展,產業結構與生態環境經歷了從極不協調向協調過渡。

耦合本是物理學中的一個概念,是對系統或各要素間關聯程度的度量,描述要素間的彼此依賴關系。已經有許多學者對產業生態之間的關系進行研究,但隨著研究的深入,逐漸發現僅用單一指標進行分析是不充分的,需要采用復合指標進行研究,而耦合度概念恰好能夠滿足這一需求。現有文獻采用不同的方法對耦合協調性進行了測度,如彭繼增等(2015)[8]基于灰色關聯理論,以江西省為例對產業結構與經濟協同發展進行實證分析,證明江西省第三產業近幾年獲得了較大發展,并扮演著越來越重要的角色,經濟發展正步入正常的經濟演化軌跡;周成等(2016)[9]選取長江經濟帶沿線11個省市為研究對象,綜合運用加權TOPSIS法和耦合協調度模型對經濟、生態環境以及旅游產業耦合協調關系進行時空分析;郭月婷和徐建剛(2013)[10]基于2010年淮河流域35個地級市城市化和生態環境指標數據,基于模糊物源分析建立城市化生態系統指標體系,測度淮河流域城市化和生態環境系統交互耦合的協調程度,發現淮河流域正處于高度協調耦合階段。

總體而言,學界研究的多為經濟與生態環境或者環境污染之間的耦合關系,產業與生態優化耦合度的研究相對較少,且基本上都是基于省級層面,目前只有馬麗(2012)[11]等少數學者基于市級數據的研究,對于長江經濟帶這樣特殊區域產業與生態優化耦合度的研究鮮有涉及。特別是,重化工圍江是加劇長江流域環境污染的重要原因,那么,長江經濟帶產業升級與生態環境耦合協調度如何?究竟是產業升級滯后于生態環境優化,還是生態環境優化滯后于產業升級?為了回答這些問題,本文基于長江經濟帶36個城市2005-2015年數據,對長江經濟帶產業升級與生態環境耦合協調度進行測度,分析耦合度的時空特征,進而為經濟帶產業發展和生態規劃提供參考和理論支撐。

一、模型構建

(一)指標體系構建

1.產業升級指標體系構建

產業升級一般被認為是產業結構升級或是主導產業的轉換過程,本文認可前一種觀點。通過閱讀文獻,發現產業升級的度量一般從產業結構合理化和產業結構高級化兩方面測度(干春暉,2011),或者通過產業結構升級系數(藍慶新等,2013)來度量,但是可以看出這兩種方法采用的指標均較為單一,難以全面度量產業升級水平,如餐飲業、倉儲業等傳統產業也被列入第三產業,但對產業結構升級的解釋較為缺乏說服力。基于此,本文從產業結構水平和產業結構效益兩個維度選取6個二級指標,定量描述產業結構升級現狀。指標體系如表1所示。

表1 產業結構評價指標體系

2.生態優化指標體系構建

生態環境評價指標擬采用上世紀80-90年代由經合組織和聯合國環境規劃署聯合確立的壓力—狀態—響應模型(P-S-R model)進行構建。壓力指標主要用于衡量人類活動對大自然增加的負擔;狀態指標主要用于衡量生態環境、自然資源等所處的狀態;響應指標是人類對待被破壞的生態環境采取的措施,其值越大說明對環境的改善程度就越高,與生態優化呈正向相關關系。本文從這三方面選取共9個指標,如表2所示:

表2 生態優化評價指標體系

(二)產業升級和生態優化綜合指數測算

本文采用改進的熵值法對產業生態綜合指數進行測算,出于方法較為成熟以及使用頻率的考慮[12]。分析數據主要來自各年《中國城市統計年鑒》、各省市統計局官方數據,個別年份地區缺失值在往年基礎上采用一定比率進行測算填補,數據時間區間為2005-2015年。

1.產業升級綜合指數測算

首先選用極差法進行標準化無量綱處理,計算公式為:

正向指標:

負向指標:

其中,xi是指指標體系中第i個指標,yi為數據標準化后的數值,max xi、min xi分別是指標體系中該項指標的最大值和最小值。上述各指標中,只有生態優化指標體系中的壓力指標為負向(用*表示),其他均為正項指標。

圖1 產業結構綜合指數得分

由于篇幅限制,本文綜合考慮長江上、中、下游區域分布以及得分代表性,選取上海、無錫、合肥、武漢以及瀘州五個代表城市測度產業結構、生態優化綜合指數2005-2014年的得分。由圖1可以看到選取的5個代表城市產業結構區分明顯,其中無錫產業結構最為合理,且逐年波動較小。上海2013—2014年間產業優化呈下降趨勢,但后來又逐漸回升。瀘州產業結構綜合得分較低,但也逐年優化,12年以后優化幅度減緩。總體來看,長江經濟帶城市產業結構整體波動不大,且逐年有小幅優化。

2.生態環境優化綜合指數測算

查閱論文發現確定權重的主流方法有層次分析法(AHP法)、熵值法和多目標決策法等。通過比較發現,改進的熵值法能夠避免AHP等方法的主觀隨意性,且更加科學易操作,故本文選用此種方法確定產業升級與生態優化各指標權重。從生態環境評價的三個維度而言,環境響應的權重最大,為53.29%;其次是環境壓力權重,為32.14%;最后為環境狀態權重,為14.57%。三個維度的權重大小體現各指標對生態質量的貢獻程度,因此,環境響應是決定生態質量的關鍵因素。同理,產業結構評價指標體系中,產業結構水平權重為43.76%,結構效益權重為56.24%,可見產業結構效益是比結構水平更為重要的因素。通過產業轉型評價體系、生態環境評價體系的建立,運用改進的熵值法確定各指標權重,之后運用耦合協調度模型,計算出產業生態協調度D。

在求出產業升級與生態優化耦合協調度D后,借鑒物理學中關于耦合協調度的劃分,將耦合類型按照0.1的區間長度劃分為如下共10個等級:

表3 產業轉型與生態優化耦合協調度分類

經過對生態優化綜合指數的測算,由于同樣的原因,選取具有代表性質的5座城市,具體結果如圖2所示。

圖2 生態優化綜合指數得分

從圖2中可以看到,各城市得分較高且差距較小,11年間各城市生態優化綜合指數得分呈現波動上升。從地理位置來看,長江經濟帶中下游地區生態環境質量優于上游區域。2006—2008年間,各地區環境質量均有不同程度下降,之后幾年間環境質量得到優化。結果表明長江經濟帶大部分地區生態環境質量較高,在2005-2015這11年間,除個別年份的波動外,得分總體呈平穩上升趨勢。

二、耦合協調度測度

(一)耦合協調度模型

耦合協調度是目前普遍采用的用以衡量系統協調狀況好壞程度的主流方法。依據耦合理論,本文通過測度產業生態耦合度C,并據其定義協調度D,最終確定產業升級與生態優化系統整體的協調發展程度。耦合度C為:

其中,x、y分別代表產業升級和生態環境優化系統綜合指標,k為調節系數,依據其他文獻,取k=2。

耦合度C反映了產業升級與生態環境優化的耦合協調程度,當C的值接近于1的時候,意味著產業與環境的耦合程度越高。為了全面描述產業升級與生態環境優化的耦合協調度,本文引入反映產業與生態環境耦合協調度指標,定義為:

其中,D為產業結構與生態優化協調度,T為協調發展水平綜合評價指數。T=αx+βy,α、β為待定權數,可知,T∈(0,1),D∈(0,1)。由于產業升級和生態環境優化是實現兩者耦合協同發展同等重要,因此本文將α、β的值都設為0.5。

(二)測度結果

依據前面產業轉型與生態環境評價指標的選取,運用改進的熵值法確定各指標權重,再結合耦合協調度模型,得到各年長江經濟帶產業生態耦合協調度D,本文只列示2005年以及2015年各城市的分布情況,具體如圖3和圖4所示。可以看到,長江經濟帶產業生態耦合協調程度有著明顯的空間相關性,下游區域耦合程度最高,其次為中游區域,下游地區協調程度最低。2005—2015年各區域產業生態協調程度均有提升,但呈現出顯著的“馬太效應”,即耦合程度較高的地區優化步伐快于協調程度較低的區域,經濟帶內產業生態協調程度差距仍在逐年擴大。

圖3 長江經濟帶主要城市2005年、2015年耦合協調度

圖4 2005、2015年耦合度雷達圖

綜合上述長江經濟帶耦合協調度測度結果,可以得到如下結論:

1.總體來看產業升級與生態優化相比較為滯后

各城市間產業完善程度區分明顯,但生態環境綜合得分較高。長江經濟帶各城市產業生態耦合發展程度都較高,絕大部分城市D值處于0.5～0.8之間,其中居于0.6～0.8的最多,且逐年小幅提升,總體波動不大。基本處于協調發展階段,2015年36個城市中只有黃岡處于瀕臨失調發展;無錫、常州、鎮江、蘇州是長江經濟帶產業生態耦合程度最高的城市,為良好協調發展類。

2.縱向來看,2005-2015年間,除個別年份有較大波動外,整體上各城市耦合協調度平穩上升,但區域間差距仍在逐年拉大

可以看到,產業和生態綜合評價指數均隨時間推移慢慢增加,故長江經濟帶區域產業生態耦合性也在逐年增強。產業生態耦合程度良好的中下游地區速度快于本來協調性較差上游區域,經濟帶協調程度還有待優化。

3.橫向對比來看,經濟帶區域間耦合協調度差距較大

長江經濟帶產業生態總體上處于協調發展階段,中下游地區耦合程度較高,上游區域耦合程度較低。耦合協調度排在前列的無錫、常州、南京、鎮江及杭州達到良好耦合水平,瀘州處于瀕臨失調發展水平,剩下30個城市屬于勉強協調和初級協調發展類型,區域間差異明顯。

三、研究結論與政策建議

(一)主要結論

1.產業結構逐年優化,但區域間差異明顯

經濟帶內產業結構綜合評價指數逐年呈小幅度遞增態勢,說明在經濟社會發展的同時,長江經濟帶產業結構也在不斷優化,不斷朝著結構合理化、高度化的方向變化,優化調整的步伐緩慢但一直呈上升趨勢。但區域間產業結構優化程度差異明顯,從圖1可以看到選取的五座城市產業結構得分較為分散,如經濟發達的上海、無錫等城市產業綜合指數得分較高,結構較為合理;而瀘州等城市得分較低,說明產業發展較為滯后,二、三產業占比不高,產業結構要進一步合理規劃,促進產業升級并進一步促進城市的發展。

2.生態環境質量有所改善,產業轉型較生態優化略為滯后

近11年來,尤其是2008年至今,長江經濟帶生態優化綜合指數期間雖有小幅度的波動,但整體看環境質量逐年提升。不同城市產業升級水平差距大,生態優化差距較小。從原始數據可以看到,各區域生態壓力、狀態、響應綜合指數均有不同程度的提升,說明經濟帶內生態環境隨著產業的發展也在慢慢改善。產業升級相比生態優化步伐較為滯后,說明長江經濟帶內產業結構還需要進一步優化。

3.產業生態整體耦合協調程度較高,且逐年增強

長江經濟帶產業與生態環境耦合程度總體較高,總體上處于協調發展階段,并且逐年略有提升,總體波動較小,但區域間差距較大,且仍有逐年擴大趨勢。無錫、常州等城市協調水平較高,瀘州等城市耦合程度則相對較低。區域間產業生態協調程度呈現出集聚現象,從圖3可以看到耦合程度最高的區域均集中在上海、江蘇等下游區域,耦合程度最低的為上游區域,而中游地區耦合水平則介于兩者之間。從原始數據來看,協調程度高的地區大多產業結構合理,城市綠化水平以及對三廢的處理率也相對較高。反之,耦合度低的城市產業結構綜合得分較低,對生態環境的重視程度也相對較低。經濟帶內區域間差異明顯,要加快落后地方的產業升級步伐,重視生態環境的保護以及污染物的處理。

(二)政策建議

本文基于2005-2015年長江經濟帶沿線主要36個城市面板數據,考察了在生態環境的制約下,產業轉型與生態優化的協調發展,依據實證結果,建議從下面幾個方面提升經濟帶整體耦合協調程度:

1.經濟帶內中上游區域耦合程度較低,下游產業生態較為協調,且差距逐年拉大

為此,應加大對中上游城市的產業生態協調發展的重視程度。可以看到,中上游區域的經濟發展水平明顯落后于下游地區,故產業結構以及對污染物的處理水平等均滯后于下游區域。提高產業生態協調程度,要加快產業轉型升級,加強對環境的保護及污染的治理。各地區應充分挖掘自身特色,加快產業升級步伐。如上游區域的四川、云南等地可以充分利用當地自然資源優勢發展旅游及其相關產業,推動產業結構優化升級,進而提升當地產業生態耦合程度。

2.產業升級滯后于生態優化步伐

中上游地區生態優化指標與下游區域相比雖有差距,但十分不顯著,其對環境的保護意識程度較高。但產業結構明顯滯后與下游地區。這為縮小經濟帶內區域協調發展差距提供了一個思考方向。

長江經濟帶經濟發展過程中,政府可以引導構建產業生態協調發展模式。基于經濟帶生態環境承載力設定產業結構與產業規模。資源消耗為特征的傳統發展模式,要逐漸弱化,依靠行政力強制干預對環境產生重大負面影響產業的發展,從供給側優化二者的協調關系。

在具體的實施過程中,可著重考慮采用一些政策手段和市場經濟相結合的方式。如可采用一定的價格歧視政策,即針對不同類型的產業收取環境污染費用,并對能夠改善環境質量的產業或企業給予一定的價格補貼,可以一定程度上激勵生產廠商改進生產技術,減少污染物的排放并積極探索新的清潔能源。使污染程度高的產業逐漸減少直至退出市場,使長江經濟帶產業朝著生態優化的方向發展。受科斯定理以及庇古稅啟發,還可以將具有負外部性的環境污染轉換為企業的內部成本,即將環境資源納入市場機制,實行排污等權利的有償使用,促使企業主動改進生產技術,提高資源利用效率,加強對廢棄物的處理,減少污染物的排放[7]。與此同時,政府還應注意加強市場監督,對生產活動中存在的資源浪費、破壞環境行為進行限制和處罰,并對節約資源,發展綠色產業的行為給予激勵。總之,構建產業結構與生態環境協調發展的內生機制,是促進二者協調關系的基本途徑。

3.積極推進節能環保產業發展,提升污染物處理能力

隨著長江經濟帶生態環境保護提升到戰略高度,綠色發展、注重生態環境保護的理念也在社會上成為共識。長江經濟帶要積極推進生態文明建設,加快產業結構的優化升級,推進節能減排,促進產業綠色技術創新。一要對現有產業中資源消耗大,污染嚴重的產業進行整改,引進先進技術及設施,如可將生產中需要的物質資料煤炭、石油等傳統資源替換成太陽能、風能、水能等清潔能源,從生產源頭降低能源消耗,減少污染物的產生及排放;另一方面要從宏觀上調控產業,對長江經濟帶內產業進行合理布局和發展。經濟帶內各地區應結合自身特點,著力發展相關環保產業。經濟發達地區可利用自身技術優勢發展清潔能源開發及其他環保技術研發產業,如上海、南京、武漢等城市;以重工業為主的地區要加快節能產業的發展,如馬鞍山、攀枝花等。

4.積極培育發展生態產業園

生態產業園意為在生態理念的引領下選取某一試點對產業系統進行開發,目標是達成經濟效益和生態效益的雙贏。歐美等發達國家早在20世紀70年代就開始了對生態產業園進行探索,國外生態產業園的模式多樣,丹麥卡倫堡生態產業園是世界上第一個也是目前世界上最成功的生態產業園,其建設經驗值得我們借鑒。生態產業園一般為政企合作,企業在政府的引導下實現產業發展與生態優化的共贏。依據生態優先的理念對經濟帶內現有的經濟技術開發區或高新技術開發區進行改造是目前最為有效便捷的方式。長江經濟帶可以借鑒國內外相關生態產業園的建設經驗,通過對某一經濟技術開發區內現有企業進行技術改造,并引入相關共生產業,建立企業間的互助合作機制,使園區內資源得到優化配置,廢棄物循環利用,以期園區內產業發展的同時不增加污染物的排放和資源的消耗。

[1]Dewick,P.M.Miozzo.Technological change:Industry Structure and the Environment[J].Florida:Tyndall AFB,2002:3-8.

[2]Robert A.Frosch,Nicolas E.Gallopoulos.Strategies for Manufacturing[J].Scientific American,1989(3):144-152.

[3]Halser A V.Strategies for the protection of the environment in urban areas[J].Modern Approach to the Protection of the Environment,Oxford,New York,1989.

[4]方葉林,黃震方,段忠賢,王坤.中國旅游業發展與生態環境耦合協調研究[J].經濟地理,2013(12):195-201.

[5]朱土興,朱子云,朱磊.基于面板數據的地區工業與生態協調優度分析[J].浙江大學學報(人文社會科學版),2014(2):130-143.

[6]盧雅珍.關中-天水經濟區產業與生態環境耦合發展研究[D].蘭州:蘭州大學,2014.

[7]鄒偉進,李旭洋,王向東.基于耦合理論的產業結構與生態環境協調性研究[J].中國地質大學學報(社會科學版),2016(2):88-95.

[8]彭繼增,孫中美,黃昕.基于灰色關聯理論的產業結構與經濟協同發展的實證分析—以江西省為例[J].經濟地理,2015(8):123-128.

[9]周成,馮學鋼,唐睿.區域經濟-生態環境-旅游產業耦合協調發展分析與預測—以長江經濟帶沿線各省市為例[J].經濟地理,2016(3):186-193.

[10]郭月婷,徐建剛.基于模糊物元的淮河流域城市化與生態環境系統的耦合協調測度[J].應用生態學報,2013(5):1244-1252.

[11]馬麗,金鳳君,劉毅.中國經濟與環境污染耦合度格局及工業結構解析[J].地理學報,2012(10):1299-1307.

[12]李創新等.1993-2008年區域入境旅游流優勢度時空動態演進模式—基于改進熵值法的實證研究[J].地理研究,2012(2):202-204.

(責任編輯:李瀟雨)

Study on the Coupling Evaluation of Industrial Upgrading and Eco-environment Optimization in the Yangtze River Economic Belt

LI Qiang,DING Chun-lin
(Economic School of Anhui Finance University,Bengbu 233030,China)

Based on the penal data of 36 cities along the Yangtze River Economic Belt between 2005 and 2015,this paper measures the coupling coordination degree between industrial upgrading and eco-environment in the Yangtze River Economic Belt by constructing the index system of comprehensive evaluation of industrial upgrading and ecological environment optimization and using the improved entropy method to determine the index weight.The research results are as follows:(1)The coupling degree of industrial upgrading and eco-environment optimizing shows an ever rising trend.Altogether,the Yangtze River economic belt is in the stage of coordinated development,but the upgrading of the industrial structure lags behind the pace of eco-environment optimization,basically belongs to the type of industrial upgrading lag;(2)For nearly ten years,the regional gap of coupling coordination degree of industrial upgrading and ecological environment optimizing in the Yangtze River economic belt is obvious and is expanding still,wuxi,Changzhou,Nanjing,Zhenjiang and Hangzhou have reached a high level of coupling development stage,luzhou is on the verge of maladjustment.The coupling coordination degree is rising in pacewith the change of upstream,midstream and downstream of Yangtze River.We can see that the industrial upgrading and ecological environment optimizing is an important task of the Yangtze River Economic belt's construction in the future.

the yangtze river economic belt;industrial transformation;eco environment;coupling

F127

A

1008-2603(2017)04-0009-07

2017-05-10

安徽省自然科學基金面上項目“長江經濟帶產業轉型升級與生態環境優化的協同機制研究”(1708085MG172);安徽省社會科學聯合會重大項目“長江經濟帶產業結構與生態環境耦合優化研究”(2017ZD003);安徽省教育廳人文社科重點項目“考慮技術進步和結構調整回彈效應的我國節能減排路徑研究”(SK2015A224);安徽財經大學研究生科研創新基金“長江經濟帶產業升級與生態環境優化耦合評價及提升策略研究”(ACYC2016102)。

李強,男,安徽財經大學經濟學院副教授,經濟學博士;丁春林,女,安徽財經大學經濟學院碩士研究生。