山西省經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合協調研究

毛文賢，郭曉佳,2*

1.山西師范大學地理科學學院，山西 臨汾 041000；2.中國科學院地理科學與資源研究所，北京 100101

1 研究區(qū)概況

山西省，簡稱“晉”，介于北緯34°34′～40°44′，東經110°14′～114°33′之間，東與河北為鄰，西與陜西相望，南與河南接壤，北與內蒙古毗連，總面積15.67萬平方千米，截至2019年底共轄11個地級市，市轄區(qū)26個、縣級市11個、縣80個 ，常住人口3 729.22 萬人，2019年實現地區(qū)生產總值17 026.68 億元，其中，第一產業(yè)增加值824.72億元，第二產業(yè)增加值7 453.09億元，第三產業(yè)增加值8 748.87億元，人均地區(qū)生產總值45 724元.

2 數據來源和研究方法

本文數據主要來源于2008年～2019年《山西省統(tǒng)計年鑒》、2007年～2018年山西省國民經濟與社會發(fā)展統(tǒng)計公報以及政府網站公開信息.

2.1 指標體系建立

經濟發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境水平難以用單個指標精準衡量，所以需要構建多層次的評價指標體系進行綜合分析，在遵循指標選取的科學性、代表性和可獲得性原則的基礎上，本文結合國內外專家學者的研究成果，選取了共19個指標對經濟發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境水平進行評價，其中經濟發(fā)展水平的評價指標包括經濟規(guī)模總量和經濟結構特征兩個方面[1]，而生態(tài)環(huán)境水平則依據“壓力—狀態(tài)—響應”模型選取10個指標構建指標體系來對生態(tài)環(huán)境水平作出評價[2].構建出的指標體系如表1所示.

2.2 研究方法

為消除數據的數量級及量綱不同的影響，采用Min-max標準化方法對數據進行無量綱化處理，根據指標性質對指標標準化處理[3].

對于正向指標的處理為

Yij=[Xij-min(Xij)]/[max(Xij)-min(Xij)]

(1)

對于負向指標的處理為

Yij=[max(Xij)-Xij]/[max(Xij)-min(Xij)]

(2)

為較為客觀地對經濟發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境水平進行評價，本文采用熵值法來確定指標權重，熵值法首先需要計算第i年第j項的指標值的比重，其公式為

(3)

接著計算指標權重

(4)

式中，Wj(j=1,2，...，m)為系統(tǒng)下的第j項指標的權重，Pij為第i年第j項的指標值的比重，m為指標項數，計算出的各指標權重見表1.

表1 經濟水平與生態(tài)環(huán)境協調發(fā)展評價指標體系及權重Tab.1 Evaluation index system and weight of coordinated development of economic level and ecological environment

最后可根據指標的權重計算指標的評價得分

Sij=Wj×Yij

(5)

為測算山西省經濟發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境水平的耦合協調度，借鑒相關文獻構建經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的綜合水平評價模型

(6)

用Ut(t=1,2)分別代表經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的綜合水平，在研究二者的耦合協調度時，本文采用的是耦合協調度模型.耦合度模型是借鑒物理學中容量耦合概念與模型后得出的可測度多個系統(tǒng)間彼此作用、相互影響緊密程度的模型[5].測算耦合度的公式為

(7)

C指經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境兩個系統(tǒng)的耦合度，U1代表經濟發(fā)展綜合評價指數，U2代表生態(tài)環(huán)境綜合評價指數.為了更精準反映二者之間的協調發(fā)展水平和協調發(fā)展程度，引入耦合協調度模型，其計算方法為

(8)

T=aU1+bU2

(9)

式中，D為經濟發(fā)展系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)二者的耦合協調度，C指經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境兩個系統(tǒng)的耦合度，T為協調發(fā)展綜合評價指數，a與b為待定系數，均取值為0.5.在參照專家學者研究的基礎上，對耦合協調度D進行分類.將U1和U2的耦合協調度劃分為三種類型：經濟發(fā)展滯后型(U1U2)、經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協調發(fā)展型(U1=U2)[6].協調度類型劃分標準如表2所示[7].

表2 協調度類型劃分標準 Tab.2 Classification criteria of coordination degree types

3 綜合分析評價

3.1 經濟水平系統(tǒng)綜合評價分析

從圖1可以看出，2007年到2018年山西省經濟發(fā)展綜合水平整體呈上升趨勢，在2007年～2011年間發(fā)展速度較較快，2011年～2015年增速有所放緩，但2015年～2018年間又實現較快發(fā)展.2007年～2011年，國內生產總值、社會銷售品零售總額和第二產業(yè)產值增加值綜合評價數值增速相對較快，在此期間，山西省認真貫徹實施了“十一五”規(guī)劃的整體部署，堅持走出“四條路子”、實現“三個跨越”的發(fā)展思想，全面推進各項工作，GDP總量增幅明顯，消費市場活躍，經濟發(fā)展態(tài)勢良好.2012年～2015年，山西省第三產業(yè)產值和人均可支配收入增長迅速，在全國都面對經濟下行壓力持續(xù)加大時，山西省堅持穩(wěn)中求進，統(tǒng)籌引領經濟發(fā)展新常態(tài)，經濟發(fā)展增速放緩，呈現出緩中趨穩(wěn)、穩(wěn)中有進的態(tài)勢.2015年～2018年間山西省經濟發(fā)展再次實現新跨越，在深入貫徹黨的十九大精神和習近平總書記視察山西重要講話精神的基礎上，山西省經濟總量持續(xù)擴大，GDP增量回升，增速明顯；經濟發(fā)展質量提升，產業(yè)結構趨于合理，高新技術產業(yè)發(fā)展迅速；需求結構持續(xù)優(yōu)化，消費市場擴大，居民可支配收入增加，有利于拉動內需，消費模式增多，網上消費等新型消費模式更加普及；社會保障更加完善，居民幸福感顯著上升.

圖1 經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)指標綜合評價指數Fig.1 Index of comprehensive evaluation of indicators of economic development and ecosystem

3.2 生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)綜合評價分析

由圖2可得山西省生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的發(fā)展水平在2007年～2018年間基本呈現出“V”型的波動中上升的演變趨勢[8]，在2010年出現了低谷，在2016年綜合評分最高.而從圖2可以看出，2007年～2009年間出現了第一個“V”型演變，2008年綜合評分下降主要是由于工業(yè)廢水排放量和工業(yè)固廢產生量較大，生態(tài)環(huán)境壓力指數偏低.造成2010年出現低谷的主要原因是當年的生態(tài)環(huán)境壓力較大，2010年生態(tài)環(huán)境狀態(tài)發(fā)展指數以及生態(tài)環(huán)境響應指數都有所上漲，2010年底山西省初步完成了煤炭資源整合第一階段，全省煤炭產業(yè)的規(guī)模化、集約化水平提高，煤炭產能得到了充分釋放，造成當年工業(yè)“三廢”的產生量增加，生態(tài)環(huán)境壓力較大.2012年生態(tài)環(huán)境綜合評價較低與生態(tài)環(huán)境狀態(tài)指數的明顯下降密切相關，不可忽視建成區(qū)綠化覆蓋面積和公園綠地面積的大小對生態(tài)環(huán)境的貢獻度[9].2013年～2018年期間生態(tài)環(huán)境指數曲線波動較大，先是出現了2015年的低谷，接著又在2016年達到了峰值，2015年生態(tài)環(huán)境壓力指數上升，說明當年工業(yè)“三廢”產生量與排放量得到了有效的控制，但是生態(tài)環(huán)境狀態(tài)指數下降明顯，全省供水量不足導致的人均水資源量指數降低以及人均公共綠地面積的減少不利于生態(tài)環(huán)境狀態(tài)的評分.2016年山西出臺了區(qū)域經濟轉型升級考核評價辦法，生態(tài)環(huán)境治理業(yè)投資明顯增長，生態(tài)環(huán)境狀態(tài)、壓力和響應指數相較2015年增長幅度較大，成為2007年～2018年期間綜合評分最高的一年.總體來看，創(chuàng)新生產技術減少工業(yè)“三廢”排放量，及時采取措施應對生產生活污染物排放以及重視城市綠化建設都可以有效保護生態(tài)環(huán)境，提高生態(tài)環(huán)境質量.

圖2 山西省生態(tài)環(huán)境及其子系統(tǒng)綜合發(fā)展得分演變趨勢Fig.2 Evolution trend of comprehensive development score of ecological environment and its subsystem in Shanxi province

3.3 山西省經濟水平與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)耦和協調度

根據熵值法和利用耦合協調度模型計算出的2007年～2018年的經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境評價指數、二者的耦合度協調度D、耦合協調等級及類型見表3.從表中可以看出，近十年來山西省經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境明顯改善，經濟發(fā)展指數更達到0.900以上，說明山西省經濟發(fā)展取得一定成效，并且經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的耦合協調度也是呈現逐漸優(yōu)化的趨勢，只有在2015年出現了短暫的下降趨勢，2016年又繼續(xù)呈增長態(tài)勢，2015年即為波谷值，由2014年的0.529降低為0.493，協調水平也變?yōu)槊銖妳f調.但整體來看山西省經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境耦合協調度由2007年的0.241上升到了2018年的0.628，協調水平由中度失調變?yōu)橹卸葏f調，經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境相互支撐作用顯著.由表3還可得經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的耦合協調度發(fā)展大致分為三個階段，第一階段為2007年～2010年，耦合協調度基本為輕度失調，在這一階段經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境情況不甚良好，指數明顯偏低，兩個系統(tǒng)的耦合度一直處于失調狀態(tài)，但是這一時期經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境都在穩(wěn)步增長，發(fā)展勢頭良好.第二階段為2011年～2012年，耦合協調度達到了勉強協調，在這一時期，經濟發(fā)展迅猛，生態(tài)環(huán)境也保持較為良好的水平，二者的耦合協調度由失調轉為協調.第三階段為2013年～2018年，在這一階段山西省經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境評價指數呈現波動增長，2015年出現了這一階段的最低值，這是由于2015年全省供水量不足，人均公共綠地面積減少，生態(tài)環(huán)境評價指數下降，導致兩個系統(tǒng)之間耦合協調度降低，但政府重視生態(tài)環(huán)境發(fā)展，對環(huán)境問題響應及時并積極采取措施，措施行之有效，使得生態(tài)環(huán)境評價指數重新上升，在2018年達到了接近最高值的0.639，而兩個系統(tǒng)的耦合協調度也達到了峰值0.628，穩(wěn)定的保持在中度協調水平.

表3 山西省經濟水平與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)耦和協調度及協調類型Tab.3 The degree and type of coupling and coordination between economic level and ecological environment system in Shanxi province

從兩個系統(tǒng)的耦合協調類型來看，2007年～2018年山西省經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的耦合協調類型可以分為經濟滯后型和環(huán)境滯后型兩種類型.由表3可知，2007年～2011年山西省經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的耦合協調類型為經濟滯后型，生態(tài)環(huán)境發(fā)展引領經濟發(fā)展，這表明這一階段山西省的自然生態(tài)環(huán)境良好，但山西省發(fā)展產業(yè)的形式單一，僅依靠簡單的開發(fā)煤炭等自然資源不足以支撐經濟發(fā)展取得較高的綜合評分[10].2011年兩個系統(tǒng)的綜合評分最為接近，此階段雖然經濟水平和生態(tài)環(huán)境兩個系統(tǒng)的發(fā)展速度都較為緩慢，但二者相互協調發(fā)展的狀況良好，接近于同步協調型.2012年～2018年經濟發(fā)展水平穩(wěn)步提升，高于生態(tài)環(huán)境發(fā)展水平，二者的耦合協調類型為環(huán)境滯后型，這一階段雖然政府和社會各界都十分重視生態(tài)環(huán)境的保護和發(fā)展，但生態(tài)環(huán)境發(fā)展未取得較大的突破，意味著經濟的快速進步還是在很大程度上對生態(tài)環(huán)境發(fā)展產生了負面的影響，繼續(xù)以污染嚴重的第二產業(yè)作為支柱產業(yè)可能會導致生態(tài)環(huán)境的惡化，不利于經濟和生態(tài)的可持續(xù)健康發(fā)展.

4 結論與建議

4.1 結論

(1)山西省經濟發(fā)展在2007年～2018年間呈現穩(wěn)步上升的演化趨勢，曾出現增速放緩的現象但總體還是實現了速度較快的發(fā)展，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的綜合水平在研究期間呈現波動中緩慢上升的演變趨勢，其中生態(tài)環(huán)境狀態(tài)層面的演變趨勢與總體水平的演變趨勢基本一致，而生態(tài)環(huán)境壓力層面相較于其他兩個層面評分較高，對綜合評分影響較大[11].

(2)在山西省經濟發(fā)展中，第三產業(yè)產值和人均可支配收入對經濟發(fā)展系統(tǒng)的綜合得分貢獻率較大，總體來看經濟規(guī)模越大經濟發(fā)展系統(tǒng)綜合評分越高，而對生態(tài)系統(tǒng)綜合評分影響較大的因子是工業(yè)固廢產生量和二氧化硫排放量，所以工業(yè)“三廢”的排放對生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)綜合水平影響力最大，生態(tài)環(huán)境壓力的增大不利于生態(tài)系統(tǒng)綜合水平評分[12].

(3)從圖3可以看出，耦合度C和耦合協調度D演變趨勢都是平緩上升，其中D的發(fā)展趨勢更能精確反映經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境兩系統(tǒng)耦合協調性變化[13].2007年～2018年間山西省經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的耦合協調性朝著良性耦合的趨勢發(fā)展，總體發(fā)展趨勢為輕度失調—勉強協調—中度協調.山西省兩大系統(tǒng)發(fā)展實現了由經濟滯后失調型到生態(tài)滯后協調型的跨越，之后也會勢必朝著生態(tài)相較經濟滯后的協調發(fā)展方向邁進.

圖3 山西省經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合度指數與耦合協調度指數Fig.3 Coupling degree index and coupling coordination degree index of economic development and ecological environment in Shanxi province

4.2 建議

(1)經濟建設仍然是發(fā)展的重點，但是如今不只是一味地追求經濟發(fā)展的速度，還對經濟發(fā)展的質量提出了要求，山西省是以煤炭資源為代表的資源大省，發(fā)展產業(yè)也大多圍繞煤炭資源展開，依賴于高耗能高污染的初級加工業(yè)和重工業(yè)，經濟發(fā)展形式粗放，并且以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價，要追求經濟的可持續(xù)發(fā)展，山西省需要轉變經濟發(fā)展方式，借助科技與創(chuàng)新手段實現產業(yè)轉型[14]，優(yōu)化經濟結構，利用有利的地理位置吸引人才，加強與周邊省市的合作，通過技術升級和調整發(fā)展政策實現資源優(yōu)化配置，提升經濟發(fā)展質量.

(2)牢牢把握生態(tài)文明建設的珍貴機遇，重視生態(tài)環(huán)境發(fā)展，針對已經存在的環(huán)境問題，加大環(huán)境保護投資力度，統(tǒng)籌生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)治理，將改善生態(tài)環(huán)境作為持續(xù)長久的重點事業(yè).嚴格把控污染物的產生與排放，督促企業(yè)嚴格執(zhí)行符合生態(tài)文明建設的綠色考核規(guī)定，實現企業(yè)可循環(huán)可持續(xù)發(fā)展，呼吁廣大的人民群眾堅持節(jié)約資源保護環(huán)境的綠色生活方式，有效減輕生態(tài)環(huán)境壓力，還要對產生的環(huán)境問題積極響應，及時采取措施，建立綠色發(fā)展長效機制.

(3)堅持經濟效益與生態(tài)效益共同發(fā)展的政策方針，著力打造經濟與生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)質協調的發(fā)展局面，山西省應響應國家新時代發(fā)展理念的號召制定合理的戰(zhàn)略與決策，科學布局，統(tǒng)籌兼顧，積極利用自然資源充足的優(yōu)勢，改變傳統(tǒng)的粗放型產業(yè)戰(zhàn)略，提高自然資源利用效率，在持續(xù)發(fā)展經濟的同時，加強對生態(tài)環(huán)境的重視程度，在制定產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略時的優(yōu)先考慮山西省資源環(huán)境承載力，穩(wěn)步推進山西省經濟發(fā)展.同時也需要重視生態(tài)環(huán)境保護工作，生態(tài)環(huán)境保護需要政府、企業(yè)與居民的共同努力才能實現，政府制定綠色發(fā)展戰(zhàn)略，加強環(huán)境保護基礎建設；企業(yè)加強污染監(jiān)管[15]，創(chuàng)新產業(yè)技術；居民提升環(huán)保意識，形成環(huán)保觀念與生活方式.新時代的發(fā)展是科學全面的，順應時代潮流，貫徹新發(fā)展理念，山西省終會實現經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境和諧統(tǒng)一的優(yōu)質耦合目標.