甘肅省脆弱生態環境與貧困的耦合關系

牛亞瓊,王生林

甘肅農業大學經濟管理學院, 蘭州 730070

甘肅省脆弱生態環境與貧困的耦合關系

牛亞瓊,王生林*

甘肅農業大學經濟管理學院, 蘭州 730070

保持生態環境與經濟建設的協調發展是新階段國家扶貧開發的重要策略之一。以甘肅省為例,運用系統耦合協調度理論,構建雙系統發展多指標綜合評價體系,對研究區2000—2014年脆弱生態環境與貧困評價得分、兩者耦合協調度及時空分異進行測度和分析。結果表明：從時序角度看,甘肅省脆弱生態環境和貧困耦合協調度整體呈上升狀態,受政策調整等因素的影響呈現低水平耦合協調、耦合協調度增長、高水平耦合協調生態環境滯后3個不同階段；從空間分異角度看,甘肅省脆弱生態環境和貧困耦合協調度由東南向西北遞增,耦合協調度空間分布不均衡,脆弱生態環境與貧困共生共存,需充分重視和保護貧困地區生態環境。

脆弱生態環境；貧困；耦合

2011年11月,國務院頒布的《中國農村扶貧開發綱要(2011—2020年)》(以下簡稱“新綱要”)中明確提出“堅持扶貧開發與生態建設、環境保護相結合,促進經濟社會與人口環境相協調”[1]。貧困地區往往面臨生態環境脆弱和貧困的雙重壓力[2- 5],由于在我國自然條件惡劣、自然資源匱乏和生態環境脆弱并且遭受嚴重破壞的地區居住著大多數貧困人口,因此,貧困問題也是個生態環境問題[6- 7]。政府與學者在實現貧困地區的可持續發展,把扶貧和生態環境保護作為重要組成部分這一問題上已達成共識[8- 12]。分析貧困地區脆弱生態環境與貧困之間的關系,是統籌地區扶貧開發與生態環境保護,實現貧困地區經濟可持續發展的重要前提。

在相關研究中,對脆弱生態環境的研究學者們主要從區域識別方法、形成成因以及程度評價等幾方面進行研究[13- 18],如孫武等[13]從空間屬性角度對生態環境脆弱帶作了較全面的邏輯歸納,馬駿等[16]對脆弱生態環境的定量評價方法進行了研究。在脆弱生態環境與貧困關系研究方面,Fabrice Declerck指出可用生態學理論和工具提高扶貧效果,Janet A.Fisher[19[2,8- 11,20]從社會學角度對二者的關系進行定性分析,一些學者還把生態環境脆弱縣和貧困縣作為研究對象,對兩者的數量進行相關性研究[3- 4]。綜上所述,學者們定量分析探討脆弱生態環境與貧困耦合關系的研究較少,并且研究區域多為全國,對生態環境脆弱和貧困問題嚴峻的西北內陸地區的研究尚屬空白,研究內容多為證明“生態破壞-貧困-生態再破壞-再貧困”這一惡性循環,對如何打破這一惡性循環的研究較少。在上述背景下,本文選取西北內陸區在上述兩方面都較為典型的欠發達省份——甘肅省作為研究對象,在構建脆弱生態環境與貧困評價指標體系的基礎上,結合西部大開發以來的相關數據(2000—2014年),運用耦合理論對兩者的評價結果進行系統性時空分析,并圍繞脆弱生態環境與貧困二者在達到協調發展之后,進入生態環境保護治理和貧困減少的良性循環展開討論,為甘肅省改善生態環境、推進精準扶貧有效實施提供理論依據。

1 研究區概況

2 研究方法和數據來源

耦合(coupling)概念來自物理學,是指兩個(或兩個以上)體系或運動形式之間通過各種相互作用而彼此影響的現象[21],本文中脆弱生態環境與貧困間的耦合關系指脆弱生態環境與貧困二者相互影響、相互協調、相互促進而產生的互動作用過程。耦合度用于度量系統內各要素之間的協調發展程度,因而脆弱生態環境與貧困雙系統通過各自的耦合因素互相產生作用的程度可定義為脆弱生態環境-貧困耦合度,脆弱生態環境與貧困相互影響、相互制約構成的耦合交互體。

2.1 耦合度與耦合協調度模型

對耦合度的計算,采用物理學中容量耦合概念及耦合計算模型,多個系統相互作用的耦合度模型為C=U1×U2×…×Um/∏Ui+Uj1/n,ij且i,j≤m。由于本文只涉及脆弱生態環境與貧困兩個子系統,因而n=2,耦合度函數可直接表示為：

(1)

式中,U1、U2分別為甘肅省脆弱生態環境指數和貧困指數,C的取值范圍為0到1,當C=1時兩者耦合度最大,當C=0時兩者耦合度最小。作為反映甘肅省脆弱生態環境與貧困耦合程度的重要指標,耦合度對判斷在特定時間、空間下系統間耦合作用的強度具有重要作用,但是耦合度卻很難反映區域脆弱生態環境與貧困之間的整體優劣協調程度,因此,有必要構建脆弱生態環境與貧困的耦合協調度模型：

(2)

T=aU1+bU2

(3)

式中,D為耦合協調度,反映脆弱生態環境和貧困之間協調發展水平；C為耦合度,T是脆弱生態環境與貧困的綜合評價指數,在實際應用中,為保證D(0,1),最好使T(0,1),a、b為待定系數,由于環境系統與經濟系統同等重要,因此a、b同取0.5。本文參考李濤等耦合協調研究,將耦合協調度D劃分為四類：失調衰退區(0≤D≤0.4)、過渡調和區(0.4≤D≤0.5)、協調發展區(0.5≤D≤0.8)、極度協調區(0.8≤D≤1),在此基礎上,結合兩大系統的得分(U1、U2),設置其關系判別特征(表1),從而確定兩系統的耦合協調關系。

表1 脆弱生態環境與貧困耦合協調發展分類和判別標準

D:耦合協調度Coupling coordination；U1：脆弱生態環境指數Fragile eco-environmental index；U2：貧困指數Poverty index

2.2 評價指標體系構建和權重的確定

由于脆弱生態環境內涵包括生態環境結構性脆弱和生態環境脅迫性脆弱兩方面的內容,貧困內涵包括生存狀態和發展狀態兩方面內容,因此在評價指標選擇上也要兼顧二者。脆弱生態環境、貧困及其耦合協調關系研究為可持續發展研究范疇,相關指標體系的構建和模型研究已比較成熟[21-24]。本文在全面性、主導性、可操作性及數據的可獲取性等原則的指導下,根據脆弱生態環境、貧困內涵,借鑒OECD可持續發展指標體系,結合甘肅省實際情況,參照現有生態環境和貧困方面文獻中的指標體系,從結構型脆弱生態環境和脅迫性脆弱生態環境兩方面構建甘肅省生態環境脆弱性指標體系,從經濟貧困和社會貧困兩個方面構建甘肅省人類社會經濟貧困指標,最終選取12項甘肅省脆弱生態環境測度指標以及11項甘肅省人類社會經濟貧困綜合水平測度指標(表2)。特別說明的是本文采取逆向測度法對脆弱生態環境與貧困進行評價,即計算出的評價指數數值越小,表明生態環境越脆弱,貧困程度越深,反之,評價指數數值越大,表明生態環境得到保護治理及恢復,減貧成效顯著。

兩系統各項指標權重計算采用熵權法。熵權法可避免層次分析法主觀賦權的隨意性,不受賦權人偏好影響。計算公式如下：

表2 甘肅省生態環境脆弱性與貧困性耦合關系測度指標體系

表3甘肅省生態環境脆弱性與貧困性耦合關系測度指標的權重

Table3TheweightofthemeasureindexofthecouplingrelationshipbetweentheecologicalenvironmentvulnerabilityandpovertyinGansuProvince

生態環境脆弱性指標Ecoenvironmentalvulnerabilityindex人類社會經濟貧困性指標Povertyindexofhumansocialeconomy指標權重指標權重x10.0714y10.0873x20.0536y20.0799x30.0947y30.0984x40.0991y40.0867x50.0947y50.0956x60.0801y60.0942x70.0536y70.0899x80.0983y80.0989x90.0763y90.0891x100.0996y100.0959x110.0972y110.0841x120.0814

數據標準化處理：

正項指標

Xij=Xij-min(Xij)/max(Xij)-min(Xij)

逆向指標

Xij=max(Xij)-Xij/max(Xij)-min(Xij)

第i年第j項指標權重

第j項指標的熵值

第j項指標冗余度

dj=1-ej

第j項指標權重

計算單個指標的評價得分

sij=wj×Xij

計算第i個被評價對象綜合水平得分

式中,Xij為第i年第j項評價指標的值,max(Xj)為所有樣本年中第j項評價指標的最大值,min(Xj)為所有樣本年中第j項評價指標的最小值,k=1/lnm,其中m表示評價年數,n表示指標數。根據上述計算指標權重的步驟,確定甘肅省2000—2014年12項生態環境脆弱性指標和11項人類社會經濟貧困性指標的權重(表3)。

2.3 數據來源

本文所用數據主要來源于中國經濟與社會發展統計數據庫,部分數據由文章和報道等二手數據得來,個別年份數據的缺失采用相鄰年份值插值法補齊,1998年水土流失治理面積用臨近兩年數值的均值對數據中缺項進行填充；2014年人口密度用年末總人口(常住人口)比甘肅省國土面積求得；2014年年末常用耕地面積用簡單移動平均法填充；1998—2004單位GDP能耗用能耗消費總量(噸標準煤)比工業總產值計算得出；單位GDP水耗由用水總量(億m3)比GDP總產值(億元)得到,GDP值均經過可比價換算；貧困發生率由貧困人口數占常住人口的比重計算得出；人力資本用普通中等學校在校生數和普通高等學校在校生數之和占總常住人口的比重求得。

3 甘肅省脆弱生態環境與貧困耦合協調實證分析

3.1 甘肅省脆弱生態環境與貧困的耦合協調性時序分析

根據熵權法計算的權重逐級代入式(1)和式(2),得出甘肅省脆弱生態環境和貧困的評價指數,通過系統耦合模型得出結果(表4)。從時間序列角度分析甘肅省脆弱生態環境與貧困耦合度及耦合協調度變化,可清晰描述二者的相互作用程度。2000—2014年,甘肅省脆弱生態環境與貧困的耦合協調度呈現出一個不斷完善的過程,從2000年的0.2355上升至2014年的0.6293,協調發展類型由2000年的“失調衰退貧困嚴重滯后”至2014年的“協調發展生態環境輕度滯后”,表明自2000年起,甘肅脆弱生態環境與貧困保持良性互動,兩者的關系從失調衰退的磨合期提升至協調適應發展期。

表4 2000—2014年甘肅省脆弱生態環境與貧困耦合協調數值

圖1 2000—2014年甘肅脆弱生態環境與貧困耦合性演變 Fig.1 Coupling evolution of vulnerable ecological environment and poverty in Gansu from 2000 to 2014

根據脆弱生態環境與貧困雙系統耦合協調度演進的具體變化,并根據耦合協調度的劃分標準,甘肅省“脆弱生態環境-貧困”雙系統2000—2014年協調發展進程可劃分為3個階段(圖1)。

低水平耦合協調階段：2000—2004年。甘肅省脆弱生態環境與貧困雙系統耦合度值在0.4516—0.4721之間,總體水平偏低,脆弱生態環境與貧困關系顯著,而在此階段二者協調度都小于0.4,屬于“失調衰退貧困滯后”型,且多數年份屬于“失調衰退貧困嚴重滯后”。貧困系統評價指數增長緩慢,且在2004年呈現下降趨勢,總體上貧困評價指數遠低于脆弱生態環境評價指數。期間西部大開發戰略的實施使得甘肅省固定資產投資大幅增加,促進了煤炭,電力、石油等能源工業與基礎設施建設的發展,但由于甘肅省大多數貧困人口分布在山大溝深,自然條件惡劣的邊遠地區,這些貧困地區基礎設施落后,其他產業發展嚴重不足,靠天吃飯為其主要生存方式,因此農戶在依賴水土等自然資源的情況下,隨著人口的增加不斷加大對環境的破壞,導致生態環境評價指數增速緩慢,平均增速僅為0.27263。這一時期甘肅省已實施“兩西”建設、全面扶貧和“八七”扶貧,到2000年底,甘肅省農村絕對貧困人口為196.03萬人,由此可見甘肅省的貧困人口數依舊很大,同時由于甘肅省經濟基礎差,各種因素使甘肅省貧困指數在2002—2004年下降,導致兩系統耦合協調度呈負增長,兩系統處于嚴重失調衰退狀態,并且兩者存在惡性共振,脆弱的生態環境加深貧困程度,貧困也使得脆弱生態環境遭到更大的破壞,兩系統處于“貧困-破壞生態環境-貧困”這一惡性循環中。

耦合協調度增長階段：2004—2012年。甘肅省脆弱生態環境與貧困兩系統耦合協調度逐年上升呈高速增長的態勢,耦合度的增長呈現“倒U”型變化。這一時期兩系統由“失調衰退貧困比較滯后型”過渡到“過渡調和貧困輕度滯后型”,年均增幅為0.0876,高于2000—2014年平均0.0598的增幅。自2004年起,甘肅省脆弱生態環境指數U1與貧困指數U2逐年緩慢增長,但二者分別在2007年和2004年出現輕微的下跌趨勢,在2008年和2005年恢復前期發展水平,這一階段兩系統耦合度與協調度的差距較小,說明生態環境和貧困減少均有好轉,各方開始重視保護環境,與此同時,進入新世紀以來參與式整村推進扶貧使甘肅省絕對貧困人口由196萬人減少到149萬人,低收入貧困人口由560萬人減少至355萬人,2004年以后甘肅省致力于發展第三產業,“三廢”排放量減少,從而使環境質量隨經濟的發展得到輕微改善,生態環境的改善與貧困人口減少表明甘肅省開始打破“貧困-破壞生態環境-貧困”的惡性循環。貧困評價指數的變化體現出其整體穩定性較差,易受外部政策調整和自然災害的影響,且恢復周期長等諸多不足之處,如2008年雙系統耦合度值呈下降趨勢,貧困評價指數也隨之下降,究其原因則為2008年汶川地震造成甘肅省部分地區受災嚴重,返貧人口迅速增加。自2004年后,“脆弱生態環境-貧困”耦合協調度雖然緩慢上升,但由于受內外部環境的影響,直至2008年耦合度和耦合協調度為0.4732和0.4843,處于“過渡調和貧困比較滯后”狀態,兩系統之間的協調仍然在磨合期。

高水平耦合協調生態環境滯后階段：2012—2014年。脆弱生態環境評價指數U1和貧困評價指數U2持續上升,兩系統進入協調發展階段,并且貧困評價指數U2超過脆弱生態環境評價指數U1,脆弱生態環境輕度滯后。該時段內,甘肅省反貧困已進入到一個更高層次上的扶貧開發階段,“雙聯”行動和“1236”扶貧攻堅行動計劃提高了貧困人口的脫貧速度,政府大量扶貧資金的投入推進了貧困地區基礎設施及扶貧產業化的建設與發展,使貧困地區農戶的生計發展取得了一定的效果,特別是2014年精準扶貧的提出,使扶貧瞄準更精準化,扶貧成效顯著,這些因素是貧困評價指數U1持續上升的原因。與此同時,甘肅省積極推進環境友好型社會建設,森林和草場面積在貧困地區有所增加,改善了貧困地區的生態環境,部分工業認識到生態的重要性,開展了環境治理和修復,生態環境隨之改善,促使生態環境與貧困兩系統關聯性加強,由第一階段的失調衰退狀態提升至協調發展狀態,兩系統已打破貧困惡性循環,進入生態恢復和貧困減少的良性循環。

3.2 甘肅省脆弱生態環境與貧困耦合協調性的空間分布

由于甘肅省地勢狹長,境內有三大流域和四大氣候類型,內部差異極大,且省級時間序列的比較與市級空間比較有所差異。因此,在對甘肅省整體脆弱生態環境與貧困耦合時序分析的基礎上,需進一步細化比較市級空間各比重類型的指標,以更好地橫向比較甘肅生態環境與貧困情況。本文采用2014年甘肅省所轄14個市州作為橫向對比單元,以期獲得甘肅省各市州脆弱生態環境與貧困狀況及其兩大系統耦合協調性的空間格局。通過系統耦合度模型計算得出2014年甘肅省各市州脆弱生態環境與貧困的綜合評價指數、耦合度和協調度(表5),運用CorelDRAW X7軟件將14個市州耦合協調度劃分為3種類型：失調衰退-貧困滯后型,過渡調和-生態環境滯后和貧困滯后兼有型,協調發展-生態環境滯后型(圖2)。

表5 2014年甘肅省各地脆弱生態環境與貧困耦合度及協調度

圖2 2014年甘肅省各州市脆弱生態環境與貧困耦合協調空間分布Fig.2 The spatial distribution of the coupling coordination of vulnerable ecological environment and poverty in Gansu Province in 2014

失調衰退-貧困滯后型在空間上主要分布在隴中和隴南集中連片特困區,包含隴南、天水、定西、臨夏和甘南5個市州,該5市州的貧困指數評價得分均低于生態環境指數評價得分,貧困嚴重滯后。高因災返貧率是造成上述地區耦合協調類型失調衰退且貧困滯后的主要原因。由于隴南地區多與高山、丘陵相伴隨,這種地形決定了耕地數量少,農業的自然條件差。隴中的脆弱生態環境造成農業生產條件惡劣,土地的單位產出低及總產量少使以農業為主要收入的當地農戶收入也隨之減少,貧困地區粗放的發展路徑更是加劇了生態退化,加上城市低端工業污染大,使本來就已十分脆弱的生態環境更加脆弱。

過渡調和-生態環境滯后和貧困滯后兼有型在空間上主要分布在甘肅省中部及隴東,包含蘭州、白銀、平涼和慶陽4個市。其中,蘭州和白銀屬于過渡調和-生態環境滯后型城市,平涼和慶陽屬于過度調和-貧困滯后型城市。蘭州貧困指數綜合評價排名第4位,而脆弱生態環境指數綜合評價得分在14市州中排名第13位,說明蘭州生態環境破壞程度十分嚴重,兩系統發展極不平衡。蘭州市大氣污染源來自各種燃煤、燃油設備排放的煙塵廢氣,西固區石油化工業在生產過程中排放的工業廢水排放到黃河或滲入地下水體,直接污染當地水環境；位于騰格里沙漠向黃土高原過渡地帶的白銀市,水土流失嚴重,森林覆蓋率低,生態環境非常脆弱,作為典型的資源型城市,白銀市各種有色金屬冶煉及加工為主的重工業污染物排放量大,加上環保歷史欠賬多,生態環境極其惡劣,這是白銀市生態環境指數評價得分在14市州中排名低的原因；平慶地區是六盤山區隴東黃土高原溝壑區,集革命老區、民族地區和貧困地區于一體,是甘肅省貧困人口分布最廣的地區之一。由于該區脫貧基礎太脆弱,抗御自然災害的能力比較差,不少貧困縣多年來一直存在一種“扶貧、脫貧、再返貧”的發展現象。

協調發展-生態環境滯后型在空間上分布在甘肅省內陸河流域的河西五市,包含酒泉、嘉峪關、張掖、金昌和武威,該區域社會經濟發展的最大制約因素為水資源的短缺。區內城市大部分是甘肅省經濟發達城市,經過多年經濟建設和脫貧政策的實施,實現了經濟的持續增長及貧困人口的減少,生態環境與貧困之間互相緩解、協調發展作用明顯。但由于大型化工企業過度開采資源,致使該區生態環境相對滯后,應加強治理使生態環境良性發展。

4 結論

本文以系統耦合協調度理論為基礎,構建了甘肅省脆弱生態環境與貧困評價指標體系與逆向測度模型,通過計算耦合度及耦合協調度,以時空角度研究甘肅省脆弱生態環境與貧困之間的耦合協調狀況,得出以下結論。第一,從時序角度看,甘肅省脆弱生態環境與貧困的耦合協調度整體呈上升趨勢,經歷3個發展階段后由最初的失調衰退貧困嚴重滯后型提升至協調發展生態環境輕度滯后型。甘肅脆弱生態環境與貧困耦合性演變表明脆弱生態環境會導致貧困發生,相反貧困也會加重生態環境破壞,兩系統若無法協調發展,則貧困地區人口將難以在“貧困-破壞生態環境-貧困”這一惡性循環中脫貧,當地脆弱的生態環境也將遭到更深破壞。因此在甘肅省扶貧開發過程中要加強扶貧與生態環境保護的關聯性,從兩者互動機制出發,把治理生態環境作為扶貧開發的前提,避免脆弱生態環境吞噬經濟發展帶來的成績,進而使尚未脫貧的人口再次返貧。第二,從空間分布看,甘肅省脆弱生態環境與貧困兩系統耦合協調度非均衡性顯著,具體表現為由東南向西北遞增,各市州所處區位和經濟基礎等因素的綜合差異是造成二者空間差異的重要原因,主要原因是生態保護與扶貧開發脫節。脆弱生態環境與貧困耦合協調度空間分布從整體上考察兩者的綜合發展水平,甘肅省西部河西五市耦合協調度高,說明兩者綜合發展水平高,生態環境治理同扶貧開發協調程度好,兩系統相互促進良性發展；隴中和隴南集中連片特困區耦合協調度較低,說明兩系統相互遏制,或一方阻礙限制另一方,惡性循環。甘肅省脆弱生態環境與貧困共生共存,在今后扶貧攻堅中應該充分重視生態環境治理與保護,提高兩者協調程度,并通過治理當地生態環境達到減少貧困的目的。

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ResearchofthecouplingrelationshipbetweenthevulnerableecologicalenvironmentandpovertyinGansuProvince

NIU Yaqiong, WANG Shenglin*

GansuAgriculturalUniversityEconomicManagementInstitute,Lanzhou730070,China

Maintaining the coordinated correlation between the ecological environment and economic development is one of the important strategies in the initial stages of national poverty alleviation and development. Taking Gansu Province as a study area, we designed a dual system development multi-index comprehensive evaluation system based on the theory of system coupling coordination degree. Between 2000 and 2014, we measured and analyzed the scores of vulnerable ecological environment and poverty and the coupling degree and spatio-temporal variability in the study area. The vulnerable ecological environment and poor coupling degree of Gansu showed a general rising trend, but exhibited three stages that were affected by factors such as policy adjustment. From the point of view of spatio-temporal variability, the coupling degree of vulnerable ecological environment and poverty increased from the southeast to the northwest, whereas spatial distribution was unbalanced. Given that the vulnerable ecological environment coexists with poverty, the strategic significance of protecting the environment of poor areas should be given full consideration.

vulnerable ecological environment; poverty; coupling

甘肅省社科規劃重大招標項目(12ZD08)；甘肅農業大學青年導師基金項目(GAU-QNDS201304)

2016- 07- 19; < class="emphasis_bold">網絡出版日期

日期:2017- 05- 27

*通訊作者Corresponding author.E-mail: wsl@gsau.edu.cn

10.5846/stxb201607191469

Niu Y Q, Wang S L.Research of the coupling relationship between the vulnerable ecological environment and poverty in Gansu Province.Acta Ecologica Sinica,2017,37(19):6431- 6439.