新疆地區能源—經濟—環境系統耦合協調發展研究

摘要：中國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段，經濟高質量發展的關鍵是實現能源、經濟和環境的協調發展。本文構建了三個維度，24個指標的評價體系，采用熵值法計算三系統各指標權重，并引入了耦合協調度模型對三者之間的協調狀況進行了定量分析。研究結果表明：新疆地區的經濟系統發展水平大體呈上升態勢，而能源和環境系統發展水平整體呈下降趨勢；新疆地區三元系統耦合度較好，幾乎都在0.7以上，2017年以來能夠達到0.8以上，這表明三個系統關系密切；10年間，新疆地區的耦合協調度由勉強協調調整到初級協調。

關鍵詞：能源—經濟—環境系統；耦合協調度；新疆；協調發展

中圖分類號：F2文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2022.24.014

0引言

黨的十九大報告指出“中國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段”如何實現經濟高效率、綠色可持續發展是當今世界關注的重點問題。新疆地區的經濟、能源和環境三者之間相互影響，該地區經濟以第二產業為主，其第二產業的發展離不開化石能源的消耗，大量化石能源的消耗所產生的污染又對環境造成了嚴重的負面影響，而環境的破壞阻礙了經濟的高質量發展。因此，為了實現經濟的綠色可持續發展，需要推動能源、經濟和環境協調發展。

新疆作為中國西部地區的一個重要省份和國家“一帶一路”建設中向西發展的前沿地區，新疆對中國西部地區的發展和向西開放有著舉足輕重的重要作用。因此，本文以新疆為研究對象，對其能源、經濟和環境的耦合協調發展進行研究，以期為新疆地區經濟的可持續性高質量發展做出貢獻。

學者對能源、經濟和環境的研究從很早以前就已經開始，1995年美國學者Grossman和Krueger提出著名的環境庫茲涅茨曲線（EKC）；Weizscker等提出的脫鉤假說。此后，人們在研究中發現現實情況受更多系統的相互影響，針對能源—經濟—環境（3E）系統的研究也隨之興起。在對3E系統的研究上，呂連宏等人指出，能源、與能源消費相關的環境功能、經濟是一個復合系統，三者相互影響，具有動態相關性；蘇靜等人將空間計量方法和參數核密度分布相結合，對3E系統協調度的動態演進趨勢和地理空間分布特征進行了分析；逯進對系統耦合機制進行了全面的解析，并在此基礎上構建了能源—經濟—環境耦合模型，從時空兩個維度對區域三系統交互關系的變化特征以及差異做出了全面討論。在對區域系統協調度的研究方面，陳丹臨使用層次分析法測算了長三角地區在開放環境下的3E系統協調度水平；張黎鳴等人在現有耦合理論的基礎上，構建了耦合協調度模型，對河南省2005—2014年間3E系統的協調發展水平進行了定量分析。通過對已有文獻的查閱，發現沒有針對新疆地區能源—經濟—環境三元系統的研究，本文參考已有研究，建立了耦合協調度模型，計算出新疆地區能源—經濟—環境三元系統的耦合協調發展水平，以期為新疆地區的高質量發展道路提供決策參考。

1研究設計

1.1指標選取

本文在參考曹成龍，李國柱等人的研究的基礎上，結合新疆省的實際情況，選取了能夠反應新疆地區能源、經濟和環境特點的24個評價指標，其中包括13個正向指標（數值越大越先進），9個逆向指標（數值越大越落后），具體如表1所示。

1.2指標賦權

指標賦權方法包括主觀賦權法和客觀賦權法兩大類，主觀賦權法包括專家咨詢法、層次分析法等；客觀賦權法包括熵值法、離差法等。參考其他學者的研究，本文采用熵值法來對指標進行賦權。熵值法能夠客觀地反映選取指標在評價系統中起的作用大小，常用于多因素的綜合評價。具體的賦值過程如下。

（1）原始數據標準化處理。

設有n個年份，m項指標，Xij為新疆地區第i年的第j個指標，用極值法對指標進行標準化處理，其標準化值為Yij，對數據進行如下處理。

對正向指標進行處理：Yij=Xij-YminXmaxXmin（1）

對逆向指標進行處理：Yij=Xmax-XijXmaxXmin（2）

（2）用熵值法確定各項指標的權重。

第一步，計算第j項指標下，第i年的特征比重：

Pij=Yijni=1Yij（3）

第二步，計算第j項指標的熵值：

Ej=-11nnni=1Pij1nPij，0≤Ej≤1（4）

第三步，計算第j項評價指標的權重ωj為：

ωj=1-Ejnj=1（1-Ej）（5）

其中，ωij為系統i的第j項指標的權重，ωij越大這項指標對該子系統的影響越大。

（3）利用各項指標的權重計算子系統的評價指數。

第i年系統的評價指數：

Si=mj=1ωjYij（6）

1.3耦合協調度模型

記能源、經濟、環境三個子系統的評價指數為X1，X2，X3，在參考劉波等，王成等成果的基礎上，結合本研究的實際情況，構建能源、經濟和環境系統耦合測度模型C為：

C=3×3X1×X2×X3X1+X2+X3（7）

式中，C為耦合協調度；X1為能源系統的評價指數，X2為經濟系統的評價指數，X3為環境系統的評價指數。其中，C的取值范圍為[0，1]，C的大小由三個系統的評價指數決定，C的值越大，各子系統之間耦合度越高，說明能源、經濟、環境系統之間相互影響、相互作用越強烈，當C等于0時，表示三個子系統之間無關且向無序發展；當C等于1時，表示各系統實現良性共振耦合且趨向新的有序結構。參考王林鈺等，不同取值的C所對應的耦合階段如表2。

耦合度雖可以反映能源、經濟、環境三大系統之間相互作用程度的強弱，但無法反應各系統相互作用中良性耦合程度的大小和協調狀況的好壞。為解決此問題，本文在耦合度模型的基礎上建立了耦合協調度模型，耦合協調度D計算公式如下：

D=U×C（8）

其中，U=αX1+βX2+γX3；D表示新疆地區三元系統的耦合協調度；此外，本文令α=β=γ=13，認為在新疆三元綜合系統中，能源、經濟、環境同等重要。D的取值范圍為（0，1]，D越大，系統良性耦合關系越強，協調狀況越好。參考張光晨等，耦合協調度的劃分標準見表3。

1.4數據來源

本文數據主要來源于2009—2020年《新疆統計年鑒》《中國環境統計年鑒》《中國能源統計年鑒》及地方統計公報。

2實證分析

2.1能源—經濟—環境指標體系賦權

將收集到的數據用公式（1）—（5）計算，得到指標體系的賦權結果如表4。

2.2能源、經濟、環境子系統評價指數

利用上文求得的指標權重，用公式（6）進一步求出三個子系統的評價指數如表5，并作折線圖如圖1以便分析。

從表5和圖1可以看出2009—2019年新疆地區能源和環境子系統的評價指數中間有波動，整體呈現下降趨勢；經濟子系統上漲趨勢明顯。為了進一步了解三個子系統之間的相互影響，下面對能源、經濟、環境的耦合度和耦合協調度進行測算。

2.3三元系統耦合協調發展分析

用公式（7）計算出2009—2019年新疆地區三元系統耦合度C，如表6所示。

由表6可知，2009—2019年新疆地區三元系統耦合度除了2009年以外都在0.7以上；2010—2019年之間，耦合度有輕微的波動；2017—2019年新疆地區三元系統的耦合度都在0.8以上。以上結果可以表明，新疆地區能源—經濟—環境三元系統間耦合較好，能源、經濟、環境系統之間關系密切，相互影響較深。

用公式（8）計算出2009—2019年新疆讀取三元系統耦合協調度D，如表7所示。

由表7可知，2009—2019年新疆三元系統耦合協調度在（0.5，0.7）；2009—2015年在（0.5，0.6）之間，為勉強協調發展水平；以2016年為分界點，之后幾年耦合協調度在（0.6，0.7）之間，三元系統的耦合協調水平由勉強協調發展水平調整為初級協調水平。

3結論與政策建議

為了促進新疆地區經濟的高質量協調發展，本文構建了評價指標體系，在此基礎上，用熵值法分別計算了三個系統的評價指數，對三個系統的發展情況進行了分析，并利用耦合協調度模型測算了2009—2019年新疆地區能源—經濟—環境三元系統的耦合協調度，并進行了分析，得出以下結論：

從單個系統的發展來看，新疆地區經濟系統發展相對較優，能源和環境系統發展相對滯后。從測算出的能源—經濟—環境三元系統的耦合協調度來看，新疆地區大部分都在勉強協調和初級協調水平之間波動，新疆是能源大省，經濟的發展也主要依賴于能源產業，重工業的快速發展使得環境問題更加嚴峻。在“雙碳”目標背景下，經濟的高質量發展除了要注重經濟增長的速度，也要注重環境保護，對污染環境的行為管制、約束。基于上述的研究結論和目前新疆地區能源、經濟和環境的發展現狀，本文提出以下建議：

一是需要調整能源發展政策，增加清潔能源的利用。2018年，新疆地區能源消耗比例為：煤炭67.3%、石油12.5%、天然氣7.9%、水電風電太陽能等12.3%，可以看出新疆地區目前的能源消耗仍以化石燃料為主，清潔能源的利用方面有很大的提升空間。為了實現“雙碳”目標，新疆應大力發展清潔能源，減少化石燃料的使用，進一步深化落實低碳減排戰略，更好地實現能源、經濟和環境協調發展。

二是充分重視社會發展問題，在經濟水平較高的城市，關注人口低增長的問題，積極發布鼓勵生育政策和人才引進政策，留住本地人才并吸引外來人口，為經濟發展提供勞動力支撐；在經濟相對落后的城市，經濟的發展要以提高人民生活水平為目標。

三是優化新疆的產業結構。2019年，新疆地區第一產業占比為13.1%、第二產業占比35.3%、第三產業占比51.1%，可以看出新疆地區第二、三產業占比較高。因此，新疆應在如今的基礎上進一步優化產業結構，持續降低第二產業的比例，減少因第二產業占比較高帶來的工業污染和能源消耗，以解決環境評價指數下降的問題，同時也可以實現經濟的高質量發展。

參考文獻

［1］張華，魏曉平.“能源—經濟—環境”系統的約束與解約束：理論與實證[J].北京理工大學學報（社會科學版），2015，17（03）：53-59.

[2]李國柱，黃琪駿.京津冀能源—經濟—環境—科技系統協調發展研究[J].統計與決策，2021，37（14）：129-131.

[3]王興民，王強，董潔芳，等.新疆全要素生產率估算及其經濟增長源泉分析[J].干旱區地理，2017，40（04）：888-896.

[4]Grossman G，Krueger A.Economic Growth and the Environment[J].Quarterly Journal of Economics，1995（110）：353-377.

[5]Friedrich Schmidt-Bleek，Ｒainer Klüting.Wieviel Umwelt raucht Der Mensch？ MIPS-Das Mass Fuer Oekologisches Wirtschaften[M].Basel，Boston： Berlin，1993.

[6]Weizscker E U V，Lovins A B，Lovins L H. Factor Four. Doubling Wealth-Halving Ｒesource Use[M]. London：Earthscan，1997.

[7]呂連宏，羅宏，張征，等.中國“能源—環境—經濟”復合系統的協調性分析[J].北京林業大學學報（社會科學版），2009，8（02）：80-83.

[8]蘇靜，胡宗義，唐李偉，等.我國能源—經濟—環境（3E）系統協調度的地理空間分布與動態演進[J].經濟地理，2013，33（09）：19-24+30.

[9]逯進，常虹，汪運波，等.中國區域能源、經濟與環境耦合的動態演化[J].中國人口·資源與環境，2017，27（02）：60-68.

[10]陳丹臨.開放經濟環境下長三角地區能源—環境—經濟系統協調度評價[J].現代經濟探討，2020，（12）：74-79.

[11]張黎鳴.河南省能源、經濟與生態環境系統協調發展研究[J].河南農業大學學報，2017，51（03）：440-446.

[12]曹成龍，殷藝桐，林剛，等.區域能源—經濟—環境系統耦合協調演化特征——以寧波市為例[J].科技導報，2020，38（11）：70-77.

[13]李國柱，黃琪駿.京津冀能源—經濟—環境—科技系統協調發展研究[J].統計與決策，2021，37（14）：129-131.

[14]陳瑋瑩.江西電網Z供電分公司綜合績效評價研究[D].東華理工大學，2019.

[15]王成，唐寧.重慶市鄉村三生空間功能耦合協調的時空特征與格局演化[J].地理研究，2018，37（06）：1100-1114.

[16]王林鈺，陳浩，陳思源，等.城市層面能源—經濟—環境—社會耦合協調發展的動態演化與實證分析——以江蘇省為例[J].北京理工大學學報（社會科學版），2022，24（01）：51-64.

[17]張光晨，郝鵬飛，宗鑫，等.基于神經網絡的人口與經濟系統的耦合協調發展分析[J].南京信息工程大學學報（自然科學版），2021，13（05）：611-619.

作者簡介：王歡（1997-），女，四川眉山人，碩士研究生，主要研究方向為能源經濟環境模型。