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      新疆克里雅河綠洲經(jīng)濟增長與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展研究

      2015-04-10 11:00:44阿爾祖艾買爾王宏衛(wèi)
      水土保持研究 2015年2期
      關(guān)鍵詞:綠洲耦合指標

      阿爾祖·艾買爾, 劉 勤, 王宏衛(wèi)

      (1.新疆大學 綠洲生態(tài)教育部重點實驗室, 烏魯木齊 830046; 2.新疆大學 生命科學與技術(shù)學院,烏魯木齊 830046; 3.新疆大學 資源與環(huán)境科學學院, 烏魯木齊 830046)

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      新疆克里雅河綠洲經(jīng)濟增長與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展研究

      阿爾祖·艾買爾1,2, 劉 勤1,3, 王宏衛(wèi)1,3

      (1.新疆大學 綠洲生態(tài)教育部重點實驗室, 烏魯木齊 830046; 2.新疆大學 生命科學與技術(shù)學院,烏魯木齊 830046; 3.新疆大學 資源與環(huán)境科學學院, 烏魯木齊 830046)

      克里雅河綠洲在空間分布上幾乎與于田縣行政區(qū)劃中的人居區(qū)域相吻合。利用于田縣經(jīng)濟增長和生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù),構(gòu)建綠洲經(jīng)濟增長和生態(tài)環(huán)境的指標體系,運用熵權(quán)法得到綠洲經(jīng)濟增長綜合指數(shù)和生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù),通過相關(guān)系數(shù)分析和耦合協(xié)調(diào)度模型對綠洲經(jīng)濟增長與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)進行分析。結(jié)果表明:1) 克里雅河綠洲經(jīng)濟增長和生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)都呈上升的趨勢,但經(jīng)濟發(fā)展綜合指數(shù)的增長趨勢大于生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)的增長趨勢。2) 克里雅河綠洲經(jīng)濟增長和生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)的關(guān)系相對密切,經(jīng)濟增長和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)度C圍繞起均值0.4954上下波動,調(diào)和指數(shù)T和耦合協(xié)調(diào)度D總體呈上升趨勢。3) 耦合協(xié)調(diào)度變化量ΔD和環(huán)比增長率r在小波動中呈現(xiàn)增長趨勢。

      克里雅河綠洲; 經(jīng)濟增長; 生態(tài)環(huán)境; 耦合協(xié)調(diào)

      生態(tài)環(huán)境是人類活動與社會的物質(zhì)基礎(chǔ)。區(qū)域經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是否協(xié)調(diào)發(fā)展以及如何使之協(xié)調(diào)發(fā)展是關(guān)系到區(qū)域能否實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重大問題,具有重要的現(xiàn)實意義。國外學者主要借助經(jīng)濟增長理論模型來探討經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的條件,側(cè)重于研究環(huán)境資源對經(jīng)濟發(fā)展的約束,通過調(diào)節(jié)經(jīng)濟增長模式,達到環(huán)境經(jīng)濟間的動態(tài)平衡[1]逐漸形成了辯證的耦合協(xié)調(diào)觀,認為生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系最終應(yīng)形成協(xié)調(diào)一致、共同合作的結(jié)構(gòu)與功能。我國學者對經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系也進行了大量的研究,一般認為,區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間相互影響、相互作用。經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境之間的耦合作用要求生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展要協(xié)調(diào),只有兩者相互促進,產(chǎn)生協(xié)調(diào)效應(yīng),才能實現(xiàn)兩者之間的良性循環(huán),達到經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展,最終推動整個系統(tǒng)向協(xié)調(diào)有序的方向發(fā)展[2]。

      克里雅河綠洲位于塔里木盆地南緣,大部分位于克里雅河流域的中部。流域處于內(nèi)陸腹地,遠離海洋,屬暖溫帶內(nèi)陸干旱荒漠氣候區(qū)。加之20世紀50年代以來,克里雅河中游地段社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,導致下游河道斷流,天然植被和綠洲日益萎縮,荒漠生態(tài)系統(tǒng)更加脆弱[3],一定程度上阻礙了經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。因此,學者逐漸將眼光投向克里雅河流域,研究該區(qū)的經(jīng)濟與環(huán)境問題。而本文以克里雅河為研究區(qū),運用耦合度模型對克里雅河洲經(jīng)濟增長與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系進行定量計算,并根據(jù)評價結(jié)果針對性地提出保障其長期協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系的對策建議,以期為實現(xiàn)克里雅河綠洲經(jīng)濟增長與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)耦合提供現(xiàn)實的理論意義。

      1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

      1.1 研究區(qū)概況

      克里雅河發(fā)源于昆侖山主峰的烏什騰格山北坡,全長438 km,多年平均徑流量7.215億m3,流域空間跨度為81°09′—82°51′E,35°14′—39°29′N,南北長約466 km,東西寬30~120 km。研究區(qū)總面積3.95萬km2,其中山區(qū)面積1.24萬km2,平原區(qū)面積0.57萬km2,沙漠面積2.14萬km2,是中國西部生態(tài)系統(tǒng)最為脆弱的地區(qū)之一[4]。流域多年平均氣溫9.53℃,極端最高氣溫43.0℃,極端最低氣溫-26.3℃。流域年平均降水量44.7 mm。氣候的主要特點是:四季分明、晝夜溫差大,熱量資源豐富,光照充足,降水稀少,蒸發(fā)量大,春夏多風沙和浮沉等災(zāi)害天氣[5]。流域內(nèi)部植被稀疏,土地鹽漬化特別嚴重,綠洲外圍地區(qū)廣闊無壤,多為沙包、鹽堿、沼澤和葦叢??死镅藕恿饔蜃鳛槲鞑看箝_發(fā)的重點區(qū)域,由于其生態(tài)環(huán)境脆弱,在一定程度上影響經(jīng)濟的發(fā)展。農(nóng)業(yè)是克里雅河流域的支柱性產(chǎn)業(yè),近幾年來,隨著科學技術(shù)的發(fā)展,加上產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比較合理,大大改善了該區(qū)的生態(tài)環(huán)境,促進生態(tài)文明的和諧發(fā)展。

      1.2 數(shù)據(jù)來源

      本文選取克里雅河綠洲作為研究區(qū),以1999—2010年于田縣的年度數(shù)據(jù)作為代表,選取21個經(jīng)濟指標和20個生態(tài)環(huán)境指標。數(shù)據(jù)來源于《新疆統(tǒng)計年鑒》、《于田主要經(jīng)濟指標匯編1999—2008》和《于田統(tǒng)計五十年》。

      2 研究方法

      2.1 評價指標體系的建立

      經(jīng)濟增長與生態(tài)環(huán)境兩個系統(tǒng)的指標體系具有復雜性,依據(jù)指標體系構(gòu)建的科學性原則、系統(tǒng)性原則、實用性原則和可操作性原則,從評價指標的地域性、復雜性和可持續(xù)性的角度綜合考慮,在結(jié)合干旱區(qū)綠洲的實際特點及參考相關(guān)文獻[6-9]的基礎(chǔ)上,最終確定基于經(jīng)濟實力、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、政府作用和經(jīng)濟水平四個指標層的21個經(jīng)濟指標構(gòu)成的克里雅河綠洲經(jīng)濟增長綜合評價指標體系和基于人口規(guī)模、農(nóng)業(yè)用地及物資消耗、公共資源基礎(chǔ)和環(huán)境污染與治理四個指標指標層的21個生態(tài)指標構(gòu)成的克里雅河綠洲生態(tài)環(huán)境綜合評價指標體系,以進行經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境綜合評價的量化分析[8-9],詳見表1、表2。

      表1 克里雅河綠洲經(jīng)濟增長指標體系

      表2 克里雅河綠洲生態(tài)環(huán)境指標體系

      2.2 數(shù)據(jù)歸一處理化

      2.3 指標權(quán)重的確定

      采用熵值法估算個指標的權(quán)重。熵值法根據(jù)來源于客觀環(huán)境的原始信息,通過分析各指標之間的關(guān)聯(lián)程度及各指標所提供的信息量來決定指標的權(quán)重[10-11],從而在一定程度上避免了主觀因素帶來的偏差。熵值法確定指標權(quán)重的步驟為:

      計算第j個指標下第i項目的指標值比重Sij:

      (1)

      第j個指標的熵值ej的計算:

      (2)

      計算第j個指標的權(quán)重wj:

      (3)

      2.4 綜合指數(shù)的測度

      根據(jù)各指標的標準化值與權(quán)重,加權(quán)求和計算經(jīng)濟增長綜合指數(shù)f(x)和生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)g(y)。設(shè)Xi(i=1,2,3,…,m)為經(jīng)濟增長指標,Уj(=1,2,3,…,n)為生態(tài)環(huán)境指標,對應(yīng)的權(quán)重分別為ωi和ωj。則按照公式(2—3)分別計算經(jīng)濟增長綜合指數(shù)和生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)[12-13]:

      (4)

      (5)

      2.5 耦合協(xié)調(diào)度模型

      耦合度是反映區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合程度的重要指標,對判別經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)發(fā)展耦合作用的強度,預警二者發(fā)展秩序等具有十分重要的意義。通過構(gòu)建經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度模型,可以評判經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境交互耦合的協(xié)調(diào)程度,借鑒物理學中的容量耦合系數(shù)模型,推廣得到經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境二者的耦合協(xié)調(diào)度模型為:

      算法表示為:

      (6)

      T=a·f(x)+b·g(y)

      (7)

      (8)

      式中:f(x),g(y)——經(jīng)濟增長、生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)的綜合指數(shù);C——協(xié)調(diào)度;T——綜合調(diào)和指數(shù),反映經(jīng)濟增長與生態(tài)環(huán)境的整體協(xié)同效應(yīng)或貢獻;D——耦合協(xié)調(diào)度;a,b——待定權(quán)數(shù),a+b=1。

      3 結(jié)果與分析

      3.1 克里雅河綠洲經(jīng)濟增長與生態(tài)環(huán)境綜合評價體系指標權(quán)重的確定

      根據(jù)各指標的變異程度,利用信息熵計算出各指標的熵權(quán),從而得出較為客觀的指標權(quán)重[14]。經(jīng)計算,各指標權(quán)重見表3,由表3可以看出,經(jīng)濟增長指標體系和生態(tài)環(huán)境指標體系中位于前五位的指標分別是:固定資產(chǎn)投資、財政支出、教育事業(yè)費用支出、金融機構(gòu)存款余額、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值和地膜使用量、農(nóng)村用電量、公路里程、全縣機動車輛、農(nóng)藥使用量。

      3.2 經(jīng)濟增長與生態(tài)環(huán)境綜合水平評析

      通過加權(quán)求和得到克里雅河綠洲1999—2010年經(jīng)濟增長與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)。對兩者進行相關(guān)分析,得到兩者的相關(guān)系數(shù)R=0.785 3,說明二者關(guān)系密切,經(jīng)濟的變化密切影響著生態(tài)環(huán)境的變化。通過克里雅河綠洲經(jīng)濟增長綜合指數(shù)與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)變化曲線圖(圖1)和克里雅河綠洲經(jīng)濟和生態(tài)綜合指數(shù)變化圖(圖2)分析克里雅河綠洲在研究年份經(jīng)濟增長與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)的變化特征。

      表3 于田縣經(jīng)濟增長和生態(tài)環(huán)境指標權(quán)重與排序

      圖1 克里雅河綠洲經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)曲線

      1) 經(jīng)濟綜合指數(shù)由2000年的0.287 2增長為2010年的1.031 6,上升了0.744 4。其中,2000年得分最低(0.287 21),較1999年下降0.103 44。2005年以前,年增長幅度不穩(wěn)定,2005年以后,年平均增長0.173 4。說明該流域經(jīng)濟增長速度逐年遞增,這與該地區(qū)和國家出臺的一系列促進發(fā)展政策密切相關(guān)。

      2) 生態(tài)綜合指數(shù)由1999年的最小值0.239 6增長為2010年的最大值0.638 3,上升了0.398 7,增加了2.663 9倍。在2004年和2008年,生態(tài)環(huán)境得分較前一年均出現(xiàn)了不同程度的下降。得分增長最快的年份是2002年,較前一年增長了0.173 13。生態(tài)綜合指數(shù)在增長過程中有小幅度波動,增長趨勢不穩(wěn)定。

      3) 2002年—2005年經(jīng)濟發(fā)展綜合指數(shù)均小于生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)。2002年綠洲經(jīng)濟綜合指數(shù)比生態(tài)綜合指數(shù)小0.121 1。在2007年以后,生態(tài)綜合指數(shù)開始小于經(jīng)濟綜合指數(shù),二者之差在2010年為0.393 3。這主要是由于該流域經(jīng)濟綜合指數(shù)的增長速度快于生態(tài)綜合指數(shù)的增長速度所致,在圖1中表現(xiàn)為經(jīng)濟綜合指數(shù)曲線上升趨勢快于生態(tài)綜合指數(shù)曲線。這說明該地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的速度逐漸高于生態(tài)環(huán)境的發(fā)展速度。

      4) 經(jīng)濟發(fā)展綜合指數(shù)的平均變化量比生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)的平均變化量大0.022 0,經(jīng)濟綜合指數(shù)增長速度明顯快于生態(tài)綜合指數(shù)的增長速度,且二者差值呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢,因此在保持經(jīng)濟發(fā)展的同時,應(yīng)加生態(tài)環(huán)境的保護,促進經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的有序協(xié)調(diào)發(fā)展。

      圖2 克里雅河綠洲經(jīng)濟和生態(tài)綜合指數(shù)變化

      3.3 耦合協(xié)調(diào)度模型

      為了更好地分析經(jīng)濟增長與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)的變動情況,將兩者看作為經(jīng)濟子系統(tǒng)和生態(tài)子系統(tǒng),借助耦合協(xié)調(diào)理論模型,分別求出經(jīng)濟增長和生態(tài)環(huán)境兩系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度C,綜合調(diào)和指數(shù)T,耦合協(xié)調(diào)度D,以更好地評判經(jīng)濟、生態(tài)交互耦合的協(xié)調(diào)程度[15],結(jié)果詳見圖3。

      圖3 克里雅和綠州經(jīng)濟增長和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度和調(diào)和指數(shù)曲線

      通過圖3可以看出,1999—2010年之間,于田縣經(jīng)濟增長和生態(tài)環(huán)境調(diào)和指數(shù)變化幅度較大,從1999年的0.315 1增長為2010年的0.835 0,平均每年增長0.058 3。耦合度指數(shù)在從0.391 1增長到0.636 98,平均每年增長0.031 9,波動幅度變化不大,耦合度較高。2000年,耦合度指數(shù)較1999年出現(xiàn)下降,同時經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)達到最低;2000—2010年中,耦合度指數(shù)逐漸上升,經(jīng)濟發(fā)展綜合指數(shù)逐漸超過生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)。這些情況說明,經(jīng)濟和生態(tài)只有同時發(fā)展,協(xié)調(diào)發(fā)展,才能達到生態(tài)與經(jīng)濟的共贏。

      由圖4 可知,2000年耦合協(xié)調(diào)度減小,2000年后,耦合協(xié)調(diào)度變化量ΔD均大于0,說明流域內(nèi)經(jīng)濟增長和生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)總體上呈現(xiàn)上升趨勢。2002年ΔD最大,說明2002年流域內(nèi)的耦合協(xié)調(diào)度增長最快,這與當年生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)增長最快密切相關(guān)。對r進行線性回歸分析,回歸系數(shù)為0.002 2,說明耦合協(xié)調(diào)度的環(huán)比增長率呈現(xiàn)上升趨勢。

      注:耦合協(xié)調(diào)度變化量ΔD=本年的耦合協(xié)調(diào)度—上年度的耦合協(xié)調(diào)度,環(huán)比增長率r=指變化量ΔD/上年度的耦合協(xié)調(diào)度D。

      圖4 克里雅河綠洲經(jīng)濟增長和生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度的變化量及其環(huán)比增長率變化

      4 結(jié) 論

      克里雅河綠洲由于其特殊的地理環(huán)境,生態(tài)環(huán)境極其脆弱。促進綠洲經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系到綠洲實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重大問題。本文在構(gòu)建克里雅河流域經(jīng)濟增長指標體系與生態(tài)環(huán)境指標體系的基礎(chǔ)上,運用耦合關(guān)聯(lián)模型分析該綠洲經(jīng)濟增長與生態(tài)環(huán)境的耦合關(guān)系。在1999—2010年期間,克里雅河綠洲經(jīng)濟增長和生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)都呈上升的趨勢,但是經(jīng)濟發(fā)展綜合指數(shù)的增長明顯大于生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)的增長趨勢。經(jīng)濟增長和生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)的關(guān)系密切,經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的耦合關(guān)聯(lián)程度在逐漸上升且耦合協(xié)調(diào)度的增長趨勢在逐漸增加。因此,在經(jīng)濟與生態(tài)全面發(fā)展的過程中,應(yīng)注重經(jīng)濟與生態(tài)的共同發(fā)展,注重解決經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不合理,經(jīng)濟效益、經(jīng)濟活力不高,環(huán)境污染等限制兩系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的主要問題,采取相關(guān)措施,協(xié)調(diào)二者的關(guān)系,實現(xiàn)經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

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      [8] 萬年慶,吳國璽,張謙智.河南省城市化與生態(tài)環(huán)境耦合分析[J].資源開發(fā)與市場,2010(2):116-119.

      [9] 安瓦爾,塔世根,加帕爾.新疆南疆地區(qū)城市化與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)聯(lián)分析[J].北京林業(yè)大學學報:社會科學版,2009,8(4):169-174.

      [10] 張廣裕,張光霞.甘肅省城市化與生態(tài)環(huán)境關(guān)系的計量分析[J].甘肅聯(lián)合大學學報:社會科學版,2009,24(5):16-21.

      [11] 劉耀彬,李仁東,宋學鋒.中國區(qū)域城市化與生態(tài)環(huán)境耦合的關(guān)聯(lián)分析[J].地理學報,2005,60(2):237-247.

      [12] 周玄德,司馬義孜比布拉,嚴姍,等.克拉瑪依市經(jīng)濟增長與生態(tài)環(huán)境關(guān)系的計量分析[J].水土保持通報,2013,33(2):236-240.

      [13] 張曉東,池天河.90年代中國省級區(qū)域經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)度分析[J].地理研究,2001,20(4):506-515.

      [14] 吳文恒,牛叔文.甘肅省人口與資源環(huán)境耦合的演進分析[J].中國人口科學,2006(2):81-86.

      [15] 宋超山,馬俊杰,楊風,等.城市化與資源環(huán)境系統(tǒng)耦合研究:以西安市為例[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2010,24(5):85-90.

      Study on Coupling Coordinative Relationship Between Economic Growth and Ecological Environment of Keriya River Oasis in Xinjiang

      Arzu·Amar1,2, LIU Qin1,3, WANG Hongwei1,3

      (1.KeyLaboratoryofOasisEcology,MinistryofEducation,XinjiangUniversity,Urumqi830046,China;2.CollegeofLifeScienceandTechnology,XinjiangUniversity,Urumqi830046,China;3.CollegeofResourcesandEnvironmentalScience,XinjiangUniversity,Urumqi830046,China)

      Keriya River Oasis, as the typical oasis in Xinjiang, coincides with the residential area of Yutian County with respect to administrative districts in the space layout. Combining with the current indexes of economic growth and ecological environment, this method built the index system of oasis economic growth and ecological environment, the comprehensive indexes of oasis economic growth and ecological environment were calculated by normalizing and weighing the raw data. Through analysis of the correlation coefficient and the coupling coordination degree model, the development trend of oasis was examined. The results showed that: 1) comprehensive indexes of economic growth and ecological environment had an upward trend, while the gradient of comprehensive index of economic growth was greater than the ecological environment; 2) the relationship between economic growth and ecological environment of oasis was relatively close. The coordinative degree(C) of economic growth and ecological environment within the watershed fluctuated around the mean of the 0.495 4, harmonic index(T) and the coupling coordination degree(D) displayed a rising trend; 3) combining with the research of coordination degree change(ΔD) and the growth rate(r) in Keriya River Oasis from 1999 to 2010, both ΔDandrpresented the lightly fluctuating growth.

      Keriya River Oasis; economic growth; ecological environment; coupling coordination

      2014-04-09

      2014-05-23

      國家自然科學基金聯(lián)合基金(NSFC-新疆聯(lián)合基金)重點項目(U1138303);綠洲生態(tài)教育部重點實驗室開放課題(XJDX0201-2012-05);新疆大學本科生科研實踐訓練項目(XJU-SRT-13063)

      阿爾祖·艾買爾(1992—),女(維吾爾族),新疆和田人,本科生,主要從事干旱區(qū)綠洲人地關(guān)系與生態(tài)安全研究。E-mail:1172040758@qq.com

      王宏衛(wèi)(1967—),男,新疆石河子人,副教授,主要從事干旱區(qū)綠洲生態(tài)環(huán)境與人文影響研究。E-mail:wanghw_777@163.com

      F127;F205

      1005-3409(2015)02-0264-05

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