長江經濟帶制造業集聚與生態環境的耦合關系評價

向陽?羅胤晨?于哲浩?周潤星

摘 要：利用《中國環境統計年鑒》《重慶統計年鑒》等數據，以成渝城市群制造業為研究對象，通過構建耦合關系指標體系，并采用耦合度模型、耦合協調度模型等方法，對2008—2017年成渝城市群制造業集聚與生態環境的耦合關系進行分析研究。結果表明：①從時空維度對成渝城市群制造業集聚特征進行分析，得到2008—2013年，制造業產業在成渝城市群的優勢呈現逐年增強，而2014—2017年，重慶市區位熵維持在1.15（其中2014年為1.14），其余十五市州區位熵呈現倒“U”型變化，總體上成渝城市群制造業產業處于較優勢狀態;②成渝城市群制造業具有“前期集聚、后期分散”特征;③成渝城市群生態環境水平總體呈現上升趨勢，在2010—2015年間處于“促進—抑制”波動狀態，2015年后總體生態環境水平上升幅度較大;④成渝城市群制造業集聚與生態環境的耦合協調度總體呈現逐年增加的狀態，而資陽市和內江市的耦合協調度呈倒“U”型。

關鍵詞：耦合關系;制造業集聚;生態環境;成渝城市群;長江經濟帶

中圖法分類號：F427? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2020.0213

改革開放以來，長江經濟帶已發展成為我國綜合實力最強、發展潛力最大的區域之一[1]。而成渝城市群地處長江上游重要位置，是國家“兩屏三帶”生態安全屏障的重點區域之一，是國家重點經濟區——成渝經濟區和國家級城市群——成渝城市群的承載地，是西部大開發的重要平臺，是我國重要的人口、城鎮、產業集聚區，是引領西部地區加快發展、提升內陸開放水平、強化對“一帶一路”建設與長江經濟帶發展的重要支撐，也是國家推進新型城鎮化的重要示范區[2]。成渝城市群同時承擔著建設中國未來經濟增長的“第四級”和“長江上游生態安全保障區”的雙重重要國家戰略任務，成渝城市群必須探索適合區域特色的制造業集聚與生態環境協調發展道路[3]。對成渝城市群近十年制造業集聚與生態環境耦合關系評價展開研究，一方面，有利于了解成渝城市群制造業發展質量和生態環境質量;另一方面，采用符合區域特色的評價指標體系和評價模型計算近十年成渝城市群制造業集聚與生態環境耦合度和耦合協調度，判斷成渝城市群制造業集聚與生態環境的耦合關系與主要特征，對成渝城市群實現雙重國家戰略和解決成渝城市群生態環境問題具有重要意義。

1 文獻綜述

集聚化是制造業發展的必經之路，明確制造業集聚與環境污染之間的關系，評價制造業集聚的環境效應是實現制造業綠色發展目標的重要前提[4]。

目前，針對城市群復雜的復合生態系統研究主要采用綜合指標評價法、聚類分析法、模糊評價法、因子分析法等。劉登娟（2017）[3]構建成渝城市群環境與經濟協調發展評價指標體系，得到2003—2014年成渝城市群環境質量和經濟質量雙提升。黃寰（2018）[5]利用熵權TOPSIS模型對成渝城市群2006—2015年復合生態系統進行綜合評價，得到成渝城市群16市復合生態地區差異較大，呈現以成都和重慶為兩極的“雙核聯動”區域特點。朱邦耀（2017）[6]采用模糊綜合評價方法對吉林省中部城市群的發展階段進行計算與分析，結果表明吉林省中部城市群處于成長階段的中期，城市群內城市化發展總體水平較高。肖義（2018）[7]構建成渝城市群生態承載力評價指標，分析成渝城市群2006—2015年生態承載力的空間差異演變，得到生態承載力在空間上呈現地區差異的隨機分布特征，生態支撐力對生態承載力具有主導影響。胡錫琴（2016）[8]運用因子分析法對四川省四大城市群競爭力進行定量評價，提出建立“一核多極”“以點帶面”的城市群發展新格局。

本文借鑒已有研究，試圖在以下3個方面有所創新：一是補充制造業產業與生態環境的耦合關系研究;二是依據成渝城市群特點建立制造業集聚與生態環境綜合評價指標體系;三是分析2008—2017年成渝城市群制造業集聚與生態環境耦合度和耦合發展度基本特征，并提出進一步促進該區域制造業產業與生態環境協調發展的政策建議。

2 研究區域與數據來源

2.1 研究區域

根據2016年《成渝城市群發展規劃》，成渝城市群具體范圍包括重慶市的渝中、萬州、黔江等27個區（縣）以及開縣、云陽的部分地區，四川省的成都、自貢、瀘州等15個市，總面積18.5萬km2，占全國面積的2.49%，2015 年成渝城市群常住人口9 819萬人，地區生產總值為4.82萬億元，經濟增長速度提升21.81%，高于全國平均水平16.46%。因區縣數據獲取較困難，本文將研究區域定為重慶、成都、自貢、瀘州、德陽、綿陽、遂寧、內江、樂山、南充、眉山、宜賓、廣安、達州、雅安和資陽，總計十六個市州（以下簡稱十六市州）。

2.2? 數據來源

本文研究時段為2008—2017年，處于“十一五”

“十二五”和“十三五”這三個五年計劃發展階段，指標數據的時間跨度為10年。相關指標的原始數據分別來自于2008—2017年的《中國統計年鑒》《中國環境統計年鑒》《中國科技統計年鑒》《中國制造業經濟統計年鑒》《中國林業統計年鑒》《重慶市統計年鑒》《四川省統計年鑒》等。本文中相關圖表的數據來源，將不再另行標注。部分年份所缺失的數據，筆者利用時間序列趨勢外推預測法補齊。

3 研究方法與指標體系構建

3.1 研究方法

（1）區位熵指數

區位熵指數是衡量產業集聚程度的一種指標，該指數也能反映地區產業的專業化程度及比較優勢，其計算公式為：

上式中，N1為研究區域某行業產值;A1為研究區域所有行業產值;N0為全國范圍內某行業產值;A0為全國范圍內所有行業產值。區位熵值與制造業集聚程度呈正相關關系，即區位熵越大，制造業在該地區集聚程度越高。區位熵大于1，則制造業在研究區域內的優勢明顯，呈現出制造業集聚現象。如果制造業區位熵大于1.5，則該產業在全國就具有顯著的集聚優勢。

本文中區位熵的計算結果將被運用于制造業集聚指標體系評價系統，作為衡量成渝城市群地區制造業集聚程度的指標之一。

（2）耦合度模型

耦合是源于物理學的概念，具體指兩個或兩個以上的系統或運動方式之間通過相互作用而彼此影響以致聯合起來的現象，是在各子系統間的良性互動下，相互依賴、相互協調、相互促進的動態關聯關系。耦合度反映了各系統之間的影響程度以及系統之間相互作用、相互影響的強弱程度，即子系統之間的耦合程度。耦合度的計算公式為：

上式中，C為耦合度，k為調節系數，本文中的k取值為4。C∈[0，1]，當 C=0時，系統之間不存在耦合關系;當C=1時，系統之間耦合度達到最大。耦合度值的大小和耦合程度成正比，耦合度越大，系統之間的關系就越有序。

首先，建立的制造業集聚綜合評價函數z（x）公式為：

其中，i為制造業集聚指標系統中的指標個數，ai為指標權重，xi為制造業集聚指標系統中第i個指標的標準化值。z（x）值越大表明制造業集聚的總體情況越好，反之則越低。

其次，建立的生態環境綜合評價函數h（y）公式為：

其中，i為生態環境指標系統中的指標個數，bi為指標權重，yi為生態環境指標系統中第i個指標的標準化值。h（y）值越大表明生態環境的總體狀況越好，反之則越差。

（3）耦合協調度模型

然而，由于耦合度只能說明各個子系統間相互作用程度的強弱，無法反映十六市州制造業集聚與生態環境協調發展水平的高低，故本文繼續引入耦合協調度加以分析。耦合協調度能較好地反映出，成渝城市群制造業集聚與生態環境兩個子系統之間的協調程度，構建模型如下：

其中，R為耦合協調度，C為耦合度，P為制造業集聚與生態環境的效益綜合評價指數。在P的運算公式中，α為制造業集聚發展水平權重，β為生態環境發展水平權重，由于考慮到兩者處于同等重要的地位，故本文中取α=β=0.5。

R的取值范圍為0≤R≤1，R值越大，制造業集聚與生態環境發展的綜合水平越高，兩個系統之間的耦合關系越和諧;R值越小，則制造業集聚與生態環境發展的綜合水平越低，兩個系統之間的耦合關系越矛盾。

3.2? 耦合關系指標體系構建

為反映成渝城市群制造業集聚演變與生態環境之間的耦合程度，本文借鑒肖月潔、唐宏等（2018）[2];吳朋、李玉剛等（2018）[9]和錢曉英、王瑩（2016）[10]的做法，分別從集聚要素、集聚規模、集聚結構與集聚效益四方面構建了制造業集聚子系統，以及生態要素、生態壓力、生態狀態和生態響應四方面構建了生態環境子系統，兩者合計共有24個指標。具體的指標評價體系，如表1所示。

在指標類型一欄中，數值越大越促進系統發展的視為正效應指標;反之，數值越小對系統越有利的視為負效應指標。在上述二級指標中，不同指標的單位存在差異，不能直接進行比較。為消除不同量綱所造成的影響，本文采用極差標準化方法進行數據的標準化處理，同時利用熵值法來確定指標權重。

（1）極差標準化

極差標準化方法是經濟統計分析中對正負指標標準化的一種處理方法，公式為：

（i=1，2，…，p個指標;t=1，2，…，n年）

其中，Xit為指標i歷年標準化后的結果;Xit為指標i歷年的原始數據;Ximax表示指標i在選取時段的最大值;Ximin表示指標i在選取時段的最小值。

（2）熵值法

熵值法是一種定量計算指標權重的方法，它通過考慮各因素提供的信息量的大小來確定權重。因為熵值法屬于客觀賦權法，能夠在確定權重過程中避免主觀因素帶來的偏差，能夠客觀地反映各指標在綜合指標體系中的重要性[11]。本文首先確定指標的正負效應，其次建立數值矩陣進行計算，最后得到各指標所占的權重。具體計算方式如下：

首先，對數據進行標準化處理，對于正向指標進行標準化處理時將其與最小值的差除以本指標數據的極差，對于負向指標進行標準化處理時將該指標數據的最大值與該值的差除以該指標數據的極差;

其次，在十六市州中分別計算第j個指標在研究的i年份范圍內占該指標的比重，共計24個指標：

第三，計算第j項指標的熵值：

其中，>0，常數與樣本數m有關，一般令，本文取。

第四，計算第j項指標的差異系數，對于j項指標，指標值Xij的差異越大，熵值就越小。

最后，計算各個指標所占的權重，其中指標所占的權重越大，則說明對兩個子系統的影響越大;反之，指標所占的權重越小，則說明該指標對兩個子系統的影響越小。

4? 研究結果分析

4.1? 區位熵演變特征分析

由圖1可知，從總體來看，成渝城市群2008—2017年制造業區位熵基本處于0.74～1.74范圍之內，說明制造業產業在成渝城市群所有產業中處于較優勢狀態。具體而言，綜合時空維度來看，以2013年為界，分為2個不同的演化階段：第一階段為2008—2013年，制造業產業在十六市州的優勢呈現逐年增強，其中自貢、瀘州、廣安和達州的區位熵變化范圍最大，平均增加了0.41。第二階段為2014—2017年，其中2014年重慶市區位熵為1.14，2015—2017年重慶市區位熵維持在1.15，說明重慶市的制造業行業優勢已經達到較佳狀態，其余十五市州區位熵呈現倒“U”型變化，十五市州的制造業行業優勢均在2015年達到最佳狀態，其中瀘州和內江的區位熵均達到1.74，十五市州區位熵均在2017年達到1.14，制造業行業優勢稍弱于重慶。

4.2? 耦合度演變特征分析

（1）制造業集聚總體情況呈現倒“U”型趨勢

由圖2可知，成渝城市群總體制造業集聚水平呈現倒“U”型趨勢，說明總體制造業集聚水平前期處于集聚發展階段，后期處于分散發展階段。具體來看，以2014年為界，第一階段為2008—2014年，制造業集聚水平呈現上升階段，因為處于“十一五”全面發展經濟階段以及“十二五”由重經濟過度重生態階段;第二階段為2015—2017年，正處于“十三五”共抓大保護、不搞大開發，全面發展制造業綠色化階段，總體制造業集聚水平下降，特別是資陽和內江兩市下降幅度是十六市州最快，但重慶、成都、綿陽、遂寧、宜賓、廣安、達州、雅安在2017年的制造業集聚水平呈現上升狀態，說明制造業綠色化發展在這八個市州得到一定成功。

（2）生態環境的總體狀況逐漸出現上升趨勢

由圖3可知，成渝城市群生態環境水平總體呈現上升趨勢，說明2008—2017年之間總體生態環境水平得到一定提升。具體而言，十六市州生態環境水平在2010—2015年間處于上下波動狀態，但整體的促進作用大于抑制作用，形成十六市州生態環境水平促進狀態;自十八屆五中全會（2015年10月）到黨的十九大（2017年10月），把生態文明建設放在突出地位，自2015年以來，成渝城市群總體生態環境水平上升幅度較大，說明實施生態優先建設起到作用，促進了生態環境水平發展。

（3）兩者耦合度呈現多樣化特征

由圖4可知，成渝城市群大部分地區制造業集聚與生態環境的耦合度存在“先增強、后弱化”特征，而少部分地區則是“M”型、“N”型和“S”型，造成十六市州制造業集聚與生態環境的耦合度多樣化特征的根本原因是十六市州各地區的發展計劃不同，如：重慶市發布的《重慶市環保產業集群發展規劃（2015—2020年）》，提出大力推動重慶市環保產業集群發展，加快建成國家重要環保產業基地，故兩者耦合度呈現“S”型;眉山市發布的《眉山市環境保護“十三五”規劃》，提出推動制造業轉型升級、助力綠色發展，故兩者耦合度呈現“N”型。

4.3? 耦合協調度演變特征分析

因耦合度不能反映出成渝城市群制造業集聚與生態環境協調發展水平高低，本文將利用耦合協調度繼續加以分析。為更清晰反映重慶、成都、自貢、瀘州、德陽、綿陽、遂寧、內江、樂山、南充、眉山、宜賓、廣安、達州、雅安和資陽十六市州制造業集聚與生態環境間的耦合協調程度，本文對耦合協調度（R）進行了等級劃分，其數值越大，表明協調水平越高，反之則越低。本文借鑒方大春、馬為彪（2019）[12]為基礎對耦合協調度進行等級劃分，如表2所示。

（1）制造業集聚與生態環境的耦合協調度總體呈現逐漸增強狀態

由圖5可知，成渝城市群制造業集聚與生態環境的耦合協調度總體呈現逐年增加的狀態，說明制造業集聚與生態環境之間的關系是相互促進發展。具體而言，十六市州只有資陽市和內江市制造業集聚與生態環境的耦合協調度呈倒“U”型，在2013—2015間取得最大值，之后處于下滑狀態，根本原因是兩市都重視生態環境發展，把生態文明建設放在首位，因此制造業產業沒有得到更多的發展。

（2）制造業集聚與生態環境的耦合協調等級存在空間分異

十六市州耦合協調度總體上處于協調等級，在2011年后多數地區處于“初級協調—中級協調—良好協調”三個等級，其中重慶、成都、綿陽、遂寧、南充和廣安耦合協調度等級都非常穩定，維持在中級協調等級及其以上，說明這六市州的制造業集聚與生態環境處于相互促進發展狀態;資陽和內江兩市耦合協調度雖在中期階段（2011—2015年）處于中級協調等級和良好協調等級，但是前期和后期階段卻處于瀕臨失調等級和勉強協調等級。

5 研究結論與政策建議

5.1 研究結論

本文以2008—2017年為研究時段，以成渝城市群十六市州為研究區域，分別構建12個制造業集聚指標和12個生態環境指標，運用極差標準化、熵值法、耦合度、耦合協調度等方法，研究成渝城市群制造業集聚演變及其對生態環境的影響，研究得到以下四方面結論。

首先，從時空維度對成渝城市群十六市州制造業集聚演變特征進行研究分析，研究表明，以2013年為界，分為兩個不同的演化階段：第一階段為2008—2013年，制造業產業在十六市州的優勢呈現逐年增強，其中自貢、瀘州、廣安和達州的區位熵平均增加了0.41。第二階段為2014—2017年，其中重慶市區位熵為均衡變化，基本持平在1.5，其余十五市州區位熵呈現倒“U”型變化，其中瀘州和內江的區位熵在2015年達到1.74，十五市州區位熵均在2017年達到1.4，總體上成渝城市群制造業產業處于較優勢狀態。

其次，成渝城市群總體制造業集聚水平呈現倒“U”型趨勢，說明成渝城市群制造業具有“前期集聚，后期分散”的特征。具體而言，以2014年為界，第一階段為2008—2014年，處于“十一五”全面發展經濟階段以及“十二五”經濟與生態協同發展階段，制造業集聚水平呈現上升階段。第二階段為2015—2017年，正處于“十三五”共抓大保護、不搞大開發，全面發展制造業綠色化階段，導致總體制造業集聚水平下滑。

第三，成渝城市群生態環境水平總體呈現上升趨勢。具體而言，十六市州生態環境水平在2010—2015年間處于“促進—抑制”波動狀態，但整體的促進作用大于抑制作用。自2015年10月十八屆五中全會到2017年10月黨的十九大，均強調綠色發展、生態文明建設，2015年后總體生態環境水平上升幅度較大。

第四，成渝城市群制造業集聚與生態環境的耦合協調度總體逐年增加，并且協調等級處于勉強協調等級之上。具體，十六市州只有資陽和內江兩市的制造業集聚與生態環境的耦合協調度呈倒“U”型，兩市耦合協調度在中期階段（2011—2015年）雖然處于中級協調等級和良好協調等級，但前期和后期階段卻處于瀕臨失調等級和勉強協調等級。而重慶、成都、綿陽、遂寧、南充和廣安耦合協調度等級都非常穩定，維持在中級協調等級及其以上。

5.2 政策建議

（1）全面優化制造業產業布局，深化制造業產業集聚優勢

建立全域制造業產業集聚發展機制，科學布局調整制造業生態空間，加強城市群內各城市各制造業產業的協同發展。產業結構上，依托各城市主導產業和基礎產業的發展，合理發展新興產業。產業布局上，打破原有行政區劃限制，采取點、線、面相結合的布局方式，形成多層次、網絡化的產業空間布局體系[13]。城市群內各城市充分利用新型城鎮化建設、鄉村振興等戰略，將城市、城鎮和鄉村的各制造業產業協調發展，并且發揮城市群核心城市對產業的集聚效應及對周邊的擴散效應，也要發揮鄉鎮特色產業，使城市群內產業集聚的發展得到城鎮基礎設施、生產要素及市場的支撐。

（2）以制造業生態化集聚為支撐，打造成渝城市群發展新勢力

制造業生態化集聚是城市群發展的方向，成渝城市群的發展必須立足制造業產業集群與生態環境協同發展，發揮各城市制造業產業集群間的互動發展效應，加強制造業集聚和生態環境相融合，推動開發區、工業園區等平臺之間的協同發展，打造跨園區“飛地經濟”，通過區域間園區平臺的生態項目協作、綠色技術轉移等形式[14]，推動各城市優勢特色制造業產業綠色化轉型升級，形成優勢互補、分工明確、綠色環保的成渝城市群制造業生態化集聚發展體系，推動成渝城市群融入長江經濟帶綠色發展之中。

（3）對資陽和內江兩市實施“制造業產業、環境一體化”發展

2017年10月，黨的十九大提出全面深化制造業產業綠色化發展與生態文明建設一體化協同發展。首先，摸清資陽和內江兩市生態資源“家底”是重中之重。其次，掌握兩市全域空間范圍內的自然資源和人文資源等生態本底[15]。第三，加快實施制造業產業與生態環境協同發展，以及形成“政府推動、市場引導、企業主體、全民參與”的循環經濟發展長效機制[3]，推動經濟持續、穩定、綠色增長。

（4）加強城市群內政府間合作，協同發展綠色制造業產業

首先，建設成渝城市群內各城市間協同發展政策與協商機制平臺，打破區域間封鎖對立的狀態[7]，以成渝城市群一體化進行規劃與政策引導，促進各城市間制造業產業的聯系，為成渝城市群制造業集聚的發展創造良好的政策環境和市場環境。其次，成渝城市群內各城市間需要通力協作，共同創建制造業產業與生態環境協同發展機制，加強制造業產業綠色化發展，以協調機制處理制造業產業與生態環境間的利害沖突，促進成渝城市群內各城市制造業產業綠色化轉型升級，發展形成整體優勢明顯的制造業生態化集聚群。

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Manufacturing Industry Agglomeration and Growth in the Yangtze River Economic Belt Evaluation of Coupling Relations of State Environment

——Taking Chengdu-Chongqing Urban Agglomeration as an Example

Xiang Yang? Luo Yinchen? Yu Zhehao? Zhou Runxing

（School of Economics，Rongzhi College of Chongqing Technology And Business University，

Chongqing，400067 China）

Absrtact：Using the data of China Environmental Statistics Yearbook and Chongqing Statistical Yearbook，the manufacturing industry of Chengdu-Chongqing City Group is taken as the research object. By constructing the coupling relationship index system and adopting the coupling degree model and the coupling coordination degree model，etc. In 2017，the research on the coupling relationship between manufacturing clusters and ecological environment of Chengdu-Chongqing urban agglomeration was carried out. The results show that：（1） From the time and space dimension，the characteristics of manufacturing clusters of Chengdu-Chongqing urban agglomeration are analyzed. From 2008 to 2013，the advantages of manufacturing industry in Chengdu-Chongqing urban agglomeration are increasing year by year，and in 2014-2017，the bit entropy of Chongqing urban area is balanced and changing. It is flat at 1.15，and the entropy of the remaining fifteen cities and states shows an inverted ‘U type change. In general，the manufacturing industry of Chengyu City Group is in a more dominant state;（2） Chengdu-Chongqing urban agglomeration manufacturing industry has the characteristics of ‘pre-aggregation and later dispersion;（3） The ecological environment level of Chengdu-Chongqing urban agglomeration is generally on the rise. Specifically，it is in a ‘promotion-suppression volatility between 2010 and 2015. After 2015，the overall ecological environment level has increased significantly;（4） The coupling degree of manufacturing clusters and ecological environment of Chengdu-Chongqing urban agglomeration is generally increasing year by year，while the coupling coordination degree of Ziyang City and Neijiang City is inverted ‘U type.

Keywords：Coupling relationship;Manufacturing agglomeration;ecological environment;Chengdu-Chongqing urban agglomeration;Yangtze River Economic Belt

收稿日期：2019-09-29

基金項目：國家社會科學基金青年項目（18CJL031）

作者簡介：向陽，男，主要從事區域經濟及社會發展研究。E-mail：TongSun712@163.com