絲綢之路經濟帶經濟發展效益與生態環境質量耦合性研究

王 怡

（1.陜西師范大學 國際商學院，西安 710119；2.商洛學院 經濟管理學院，陜西 商洛 726000）

0 引言

絲綢之路經濟帶是國家主席習近平于2013年在哈薩克斯坦提出的新概念，源于古代的絲綢之路，是我國“一帶一路”發展戰略的重要組成部分，主要包括西北五省和西南四省共九個省級行政單位。西部大開發戰略的實施大大推動了西部地區經濟增長，但同時也給西部地區的生態環境造成很大的承載壓力，經濟增長和生態環境之間的關系出現較為明顯的不協調現象。為了保持絲綢之路經濟帶的可持續發展，國家相繼出臺一系列政策加大對西部地區的生態補償投入，2016年8月國務院辦公廳公布《關于加大西部地區生態補償力度的通知》，地方政府也對本地區的生態補償高度重視。那么絲綢之路經濟帶經濟發展效益和生態環境質量之間的關系究竟如何？本文通過構建絲綢之路經濟帶的耦合模型進行實證研究。

1 模型構建

耦合是來自物理學的一個重要概念，指處于系統中的不同個體通過各種方式相互作用相互影響，這種動態的互動狀態稱為耦合效應，良性健康的耦合效應可以實現個體之間的協調發展，推動系統的正常動態循環運行。因此不同的耦合效應決定了事物發展的不同狀態，關系協調就會出現良性發展，關系沖突則表現為發展停滯甚至倒退。這一概念提出以來得到學者們的廣泛應用，耦合效應突破了物理學領域，在生態學、經濟學、社會學、心理學等領域都受到學者們的青睞。本文利用這一概念分析經濟發展效益和生態環境質量之間的耦合性，揭示子系統之間的動態相關關系，為經濟增長和生態環境的協調發展提供理論依據。基于耦合效應的基本原理首先構建功效函數，對經濟發展效益和生態環境質量兩個子系統的功效進行表述。假設經濟發展效益子系統的序參量為U1，生態環境質量的序參量為U2，uij表示子系統i中第j個統計指標的觀測值，則子系統i和子系統j的功效函數為：

其中λij表示子系統i中第j個統計指標的權重，且滿足以下條件：

μij表示子系統i中第j個統計指標的標準化值，該值需要通過標準化處理，處理公式包括正向標準化μ1和逆向標準化μ2，公式分別是：

基于功效函數構建單純定量的耦合度模型，n維耦合度模型的一般化表達方式為：

由于本文中涉及到子系統只有經濟發展效益和生態環境質量，因此可以得到以下兩個子系統的耦合度模型：

其中C表示子系統之間的耦合度，該值的范圍為[0,1],值越小表示耦合度越低，子系統之間的協調性越差，系統的整體發展趨勢是無序狀態；值越大表示耦合度越高，子系統之間的協調性越好，系統整體朝有序狀態發展。

為了反映系統的整體功效和協調功效，需構建耦合協調度函數，以測度不同區域經濟發展效益和生態環境質量之間的耦合程度，耦合協調度函數H的表達式為：

其中D表示子系統經濟發展效益和生態環境質量的耦合協調度，C表示子系統經濟發展效益和生態環境質量的耦合度，T表示子系統之間的調節系數，k、α和β是參數，k的值為0.5，α和β根據經濟發展效益和生態環境質量的重要程度可以取不同的值，這里本文假設二者處于同等重要地位，則α和β的值均為0.5。

根據絲綢之路經濟帶經濟發展效益和生態環境質量的關系可以分為協調發展和失調發展兩大類，其中協調發展根據協調度的大小分為協調度優、協調度良、協調度中三個等級，失調發展包括協調度弱和協調度差兩個等級，具體如表1所示。

表1 絲綢之路經濟帶協調度分類情況

2 指標選取及權重計算

選取合適的度量指標是測度結果準確性的重要前提，指標體系選取過程應堅持科學性、可得性、可測性、系統性等原則，既能把指標用定性的方式進行表述，又能通過量化的方法用具體數值表述出來，并進行指標數值的比較研究。經濟發展效益從經濟總體規模、經濟發展速度、地區經濟結構和經濟發展可持續性四個方面進行指標設定。生態環境質量從森林質量、農田質量、沙漠化程度和河流質量四個方面選取相應的指標。具體指標設定及含義如表2所示。

由于指標的重要程度存在較大差異，在進行系統耦合分析前需要對各指標加權處理。德爾菲法和層次分析法是目前學者們常用的加權分析法，但由于該方法在進行加權處理時具有較強的主觀性，可能會產生一定誤差，因此本文使用“熵權法”對各指標進行加權處理，“熵權法”是一種基于客觀事物變異系數的加權方法，具有較強的客觀性，計算步驟主要有：

表2 指標設定及含義

（1）對各指標原始值進行標準化處理

標準化處理的公式是：

其中Y表示標準化處理后的值，是變量的均值，其公式為，S是標準差，其公式為：

標準化處理后使不同的變量數據具有相同的均值和方差，可以進行直接比較。

（2）計算標準化處理后的指標在子系統中所占的比例

計算公式為：

其中pij表示子系統i中指標j的標準化值在子系統中的比重，uij表示子系統i中指標j的標準化值。根據公式計算子系統i中指標j的熵值ej：

其中k表示協調參數，其值由以下公式決定：

（3）計算子系統i中j指標的變異系數

變異系數g的計算公式為：

其中Ee的值由以下公式求出：

（4）計算子系統i中指標j的權重w

計算公式為：

使用該方法計算出的絲綢之路經濟帶各統計指標的權重結果見上文表2。

3 耦合度測算

絲綢之路經濟帶由國家主席習近平于2013年首先提出，源于古代的絲綢之路，自古以來我國就與絲綢之路沿線國家保持著良好的文化往來和經貿合作。由于新的絲綢之路經濟帶地域遼闊，連接亞太經濟圈和歐洲經濟圈，是一個非常具有發展潛力的區域。目前新絲綢之路經濟帶主要包括西北五省和西南四省：陜西、青海、新疆、甘肅、寧夏、重慶、廣西、云南、四川。本文分析樣本為上述九個省（市、自治區），原始數據來源于2000—2016年各省級行政單位《統計年鑒》，分析年限為2000—2016年。

首先對原始數據進行標準化處理，然后利用“熵權法”計算的權重把相應指標數值代入功效函數，得到絲綢之路經濟帶經濟發展效益和生態環境質量的功效值，利用耦合模型計算耦合度值C、耦合協調值D及耦合協調等級計算結果如表3、表4和表5所示。表3是絲綢之路經濟帶的耦合度值C，根據前述耦合度函數，C值的范圍是從0到1，值越小表示耦合度越低，值越大表示耦合度越高。從表3計算結果可以看出，絲綢之路經濟帶經濟發展效益和生態環境質量的耦合度普遍較低，所有值均在0.3以下，表示該區域經濟發展和生態環境之間出現較為明顯的不協調現象。但從2000—2016年的發展趨勢來看，基本呈現波動式上升的趨勢，表示絲綢之路經濟帶經濟發展效益和生態環境質量之間的協調度在逐年提高。

表4報告了絲綢之路經濟帶九個省級行政單位2000—2016年的耦合協調值D，從計算結果來看，九個省級行政單位的協調值相似度很大，這些區域經濟發展效益和生態環境質量之間的關系基本處于一個層次。重慶在絲綢之路經濟帶中協調值相對較高，可能與國家的政策支持有關，財政經費投入較多，在經濟發展的同時注重生態環境的保護。橫向對比來看，沒有很明顯的差異；縱向發展來看，總體處于從發展不協調向協調發展的趨勢逐步轉化。

表3 絲綢之路經濟帶耦合度值C計算結果

表4 絲綢之路經濟帶耦合協調值D計算結果

利用表3和表4的計算結果本文可以得到絲綢之路經濟帶的耦合協調等級，見下頁表5。從等級測度結果來看，絲綢之路經濟帶九個省級行政單位的協調度存在較大差異，總體來看絲綢之路經濟帶經濟發展效益和生態環境質量出現較為嚴重的不協調現象，“西部大開發”提出以后這一狀況稍有好轉。處于協調發展等級的只有陜西、重慶和四川，陜西從2014年開始進入協調發展等級，重慶從2009年開始進入協調發展等級，四川從2012年開始進入協調發展等級，但是協調發展等級相對較低，陜西和四川到目前為止最高等級為協調度中度，重慶從2013—2016年進入協調度良好等級，屬于絲綢之路經濟帶經濟發展效益和生態環境協調度最高的地區。其他地區均處于經濟發展效益和生態環境不協調的等級，從2008年開始所有地區都已實現從協調度差到協調度弱的跨越，今后應該加快實現絲綢之路經濟帶向更高協調度等級的發展。

為了更清晰地反映絲綢之路經濟帶經濟發展效益和生態環境質量協調度發展趨勢，對五個不同等級進行賦值(B=20,C=15,D=10,E=5),并把2000—2016年的總體發展趨勢用圖形表述出來（見圖1）。從圖1可以看出絲綢之路經濟帶的協調度在緩慢提升，其中新疆的提升速度相對較慢，重慶的提升速度相對較快。

表5 2000—2016年絲綢之路經濟帶耦合協調等級

圖1 2000—2016年絲綢之路經濟帶協調度發展趨勢

4 結論

本文借鑒物理學中的耦合效應使用功效函數構建耦合度模型，根據協調度的大小分為協調度優、協調度良、協調度中、協調度弱和協調度差五個等級。把研究對象分為經濟發展效益和生態環境質量兩個子系統，經濟發展效益從經濟總體規模、經濟發展速度、地區經濟結構和經濟發展可持續性四個方面進行指標設定，生態環境質量從森林質量、農田質量、沙漠化程度和河流質量四個方面選取相應的指標。實證研究了絲綢之路經濟帶九個省級行政單位經濟發展效益和生態環境質量之間的耦合關系，得出以下主要結論：

（1）絲綢之路經濟帶經濟發展效益和生態環境質量總體協調度較低。2003年之前所有樣本的協調度等級均處于E級（協調度差等級），2004年開始開始向D級發展（協調度弱等級），這兩個等級均是不協調發展的狀態，目前只有陜西、重慶和四川發展到協調發展的等級，其他地區依然處于不協調發展的狀態，國家必須加大對該地區的生態補償投入，提升協調度的層級。（2）絲綢之路經濟帶經濟發展效益和生態環境質量協調度具有波動式上升趨勢。絲綢之路經濟帶經濟發展效益和生態環境質量2000—2016年協調度的測度結果顯示，所有地區的協調度數值都處于上升發展趨勢，雖然部分年份有所波動，但總體趨勢是上升的。這種逐年上升的發展趨勢表明，經濟發展和生態環境之間的關系越來越和諧，可持續發展將會成為今后的重要方向。（3）絲綢之路經濟帶經濟發展效益和生態環境質量協調度具有橫向發展不平衡特征。從橫向對比來看，九個省級行政單位的發展具有一定不均衡性，雖然在分析年限的起點2000年基本處于同一層次，但到2016年重慶已經發展到B級，陜西和四川發展到C級，其他六個省級行政單位依然處于D級。因此國家在制定生態補償政策時應考慮地區之間的差異，以實現絲綢之路經濟帶整體的協調發展。

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