基于耦合模型的山西省經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展研究

□武文婷

（太原師范學院 山西 晉中 030600）

改革開放以來，中國經(jīng)濟飛速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，與此同時，經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護之間的矛盾日益加深。經(jīng)濟發(fā)展帶來各種生態(tài)問題，但是生態(tài)環(huán)境沒有替代品，“用之不覺，失之難存”。因此，實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，對國家和區(qū)域穩(wěn)定發(fā)展十分重要。

山西省地處黃河中游、華北西部的黃土高原，生態(tài)脆弱，是中國生態(tài)破壞最嚴重的省份之一。山西省經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不合理，其依靠資源消耗的粗放型能源結(jié)構(gòu)模式和經(jīng)濟增長方式存在很大弊端，生態(tài)環(huán)境壓力不斷增大，且區(qū)域、城鄉(xiāng)差異明顯。

關(guān)于經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護之間的關(guān)系，國內(nèi)學者開展了很多研究，其中大部分運用耦合協(xié)調(diào)度模型開展研究。該模型可以較好地反映出兩個系統(tǒng)之間的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系。方創(chuàng)琳和楊玉梅（2006）[1]認為城市化與生態(tài)環(huán)境之間存在耦合關(guān)系，并揭示了其基本定律。王少劍等（2015）[2]、王會芝（2017）[3]、薛笑笑（2017）[4]對經(jīng)濟社會與生態(tài)環(huán)境的時空演變進行分析研究。陳媛（2017）[5]聯(lián)合協(xié)調(diào)發(fā)展度與GM（1，1）模型，對中山市進行區(qū)域經(jīng)濟和生態(tài)保護的研究。還有一些學者應用耦合度模型對研究地區(qū)進行經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合度的分析研究[6-10]。

山西省是煤炭大省，以山西省為研究對象分析經(jīng)濟轉(zhuǎn)型問題，具有典型性和重要的現(xiàn)實意義。利用耦合協(xié)調(diào)度模型對山西省經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)度進行分析，揭示兩個系統(tǒng)之間的關(guān)系，以期為山西省經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展以及環(huán)境保護提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

研究原始數(shù)據(jù)來源于《中國城市統(tǒng)計年鑒》《2019山西統(tǒng)計年鑒》、各地級市2019 年統(tǒng)計年鑒、各地級市2018 年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報、2018 年山西省環(huán)境狀況公報、各地級市2018 年環(huán)境狀況公報。個別數(shù)據(jù)缺失時，采用相鄰年份值和插值法補齊。

1.2 指標體系構(gòu)建

研究采用理論分析法、專家咨詢法，結(jié)合國內(nèi)外學者的研究成果，根據(jù)山西省經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，分別對經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)各選取10 個指標，共選取20 個指標建立山西省經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度可持續(xù)型指標體系，見表1。

1.3 研究方法

1.3.1 原始數(shù)據(jù)標準化及權(quán)重確定

對指標體系中的原始數(shù)據(jù)進行極差標準化處理。

式中，xi是原始指標值，minxi、maxxi分別表示原始指標的最小值和最大值。

采用變異系數(shù)法確定指標權(quán)重，能充分利用指標本身所提供的信息。

式中，Vi是第i項指標的變異系數(shù)；yi是第i項指標的標準差；xi是第i項指標的平均數(shù)。

各指標權(quán)重計算如下。

1.3.2 經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境綜合評價模型

設正數(shù)X1，X2，…，Xm為描述區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)的m個指標，正數(shù)Y1，Y2，…，Yn，為描述生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的n個指標。

式中，f（X）為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展綜合評價模型；g（Y）為區(qū)域生態(tài)環(huán)境綜合評價模型；aj，bj為各指標權(quán)重；Xj與Yj均為經(jīng)過標準化后的數(shù)據(jù)。

根據(jù)此公式，計算出山西省經(jīng)濟發(fā)展綜合指數(shù)與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)。

1.3.3 構(gòu)建經(jīng)濟發(fā)展-生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度評價模型

耦合度是指各系統(tǒng)之間密切關(guān)系程度和彼此依附程度。基于文獻研究結(jié)果[11-13]，根據(jù)山西省經(jīng)濟發(fā)展綜合評價與生態(tài)環(huán)境綜合評價結(jié)果，構(gòu)造了經(jīng)濟發(fā)展-生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度模型，并對模型予以定量評價協(xié)調(diào)性。

表1 山西省經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度指標體系及權(quán)重

式中，Ci為地區(qū)的耦合度，取值在0～1；f（Xi）為地區(qū)i的經(jīng)濟發(fā)展綜合指數(shù)；g（Yi）為地區(qū)i的生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)。

在上述模型基礎上，利用Ci、f（Xi）和g（Yi）再構(gòu)造協(xié)調(diào)發(fā)展度函數(shù)，以更好地反映經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)程度。

式中，Ti為地區(qū)i的經(jīng)濟發(fā)展-生態(tài)環(huán)境綜合評價指數(shù)；Di為地區(qū)i的協(xié)調(diào)發(fā)展系數(shù)。

結(jié)合之前學者研究成果[14-19]以及山西省經(jīng)濟建設與生態(tài)環(huán)境需求，認為經(jīng)濟發(fā)展水平與生態(tài)環(huán)境的保護同等重要，故計算T值時，α、β均取0.5。

1.3.4 耦合度與耦合協(xié)調(diào)度類型劃分

對于耦合度和耦合協(xié)調(diào)度類型各學者劃分標準不同，根據(jù)研究區(qū)經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)程度和地域情況，對耦合協(xié)調(diào)度進行等級劃分。

將耦合類型分為5 個協(xié)調(diào)等級：優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展（0.7＜D≤1）、良好協(xié)調(diào)發(fā)展（0.5＜D≤0.7）、低水平協(xié)調(diào)發(fā)展（0.4＜D≤0.5）、輕度失調(diào)發(fā)展（0.3＜D≤0.4）、嚴重失調(diào)發(fā)展（0＜D≤0.3）。將協(xié)調(diào)類型劃分為3 個類型：經(jīng)濟主導型（f（x）/f（y）＞1.2）、同步型（0.8≤f（x）/f（y）≤1.2）、生態(tài)環(huán)境主導型（f（x）/f（y）＜0.8）。具體類型劃分見表2。

2 實證分析

2.1 研究區(qū)域簡介

山西省位于中國華北地區(qū)，東與河北省為鄰，西與陜西省相望，南與河南省接壤，北與內(nèi)蒙古自治區(qū)毗連，介于北緯34°34′～40°44′、東經(jīng)110°14′～114°33′之間，總面積15.67 萬km2。山西省共轄11 個地級市，分別是太原市、大同市、陽泉市、長治市、晉城市、朔州市、晉中市、忻州市、運城市、臨汾市和呂梁市。

晉北地區(qū)是山西省重要的煤炭能源重化工基地。作為煤炭資源型城市，大同市、朔州市、忻州市的煤炭及相關(guān)產(chǎn)業(yè)在GDP 以及地方財政收入中占據(jù)較大比例，大同市甚至達到1/2 以上。晉東南地區(qū)工業(yè)以煤炭開采為主體。晉東南地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富。僅晉城市含煤面積已超過5 000 km2，總儲量約808×107萬kg。

2.2 經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度綜合分析

經(jīng)過對各類指標的計算，得出山西省11 個地級市經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)得分、經(jīng)濟發(fā)展-生態(tài)環(huán)境耦合度以及協(xié)調(diào)發(fā)展度，結(jié)果見表3、圖1。

表2 山西省經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)評判標準

2.2.1 經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)綜合分析

由表3 和圖1 可知，2018 年山西省不同地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展程度差異較大，從經(jīng)濟發(fā)展綜合指數(shù)來說，除太原市經(jīng)濟綜合力較強之外，其余市處于中等和較低水平。

太原市作為省會城市，其經(jīng)濟發(fā)展水平遠遠高于其他地區(qū)。排名第二位的晉城市，煤炭資源極具優(yōu)勢，旅游資源豐富。陽泉市、大同市和朔州市第三產(chǎn)業(yè)占GDP 比重較高，礦產(chǎn)資源豐富，經(jīng)濟發(fā)展水平較高。晉中市、長治市、運城市和臨汾市交通便捷，資源豐富，經(jīng)濟發(fā)展水平較高。忻州市和呂梁市經(jīng)濟發(fā)展綜合指數(shù)較低，居民人均可支配收入和人均社會消費品總額在全省較低，其中部分縣區(qū)地處呂梁山地區(qū)，是國家重點扶持的11 個集中連片特殊困難地區(qū)之一。

表3 山西省經(jīng)濟發(fā)展-生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度綜合結(jié)果

在經(jīng)濟發(fā)展方面，應充分發(fā)揮太原市的優(yōu)勢，引領(lǐng)帶動全省經(jīng)濟發(fā)展，成為推動轉(zhuǎn)型升級的增長極。應加快建設3 個省域副中心和6 個市域中心城市，發(fā)揮中心城市輻射帶動作用，加快晉北、晉東南和晉南經(jīng)濟發(fā)展。

2.2.2 生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)綜合分析

由表3 和圖1 可知，2018 年山西省太原市的生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)最高，陽泉市和臨汾市相對較低，其余市都處于較高水平。太原市、長治市和大同市生態(tài)環(huán)境等級最高，陽泉市和臨汾市生態(tài)環(huán)境等級較低，其余6 個市都處于較高等級。

總體來看，山西省生態(tài)環(huán)境處于中等水平。近年來，人們越來越意識到環(huán)境保護的重要性，各地政府不斷加強對環(huán)境污染的治理。

太原市、長治市和大同市經(jīng)濟水平高，在生態(tài)環(huán)境保護方面資金投入較大，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有明顯改善，生態(tài)環(huán)境等級位居前列。

臨汾市作為工業(yè)型城市，煙塵顆粒、固體煤渣和洗煤污水的不合理直接排放使生態(tài)環(huán)境遭到破壞，全年有很長時間靜風期，不利于污染物的擴散。

陽泉市是典型的資源型地區(qū)和老工業(yè)基地，累積性環(huán)境污染特點明顯，大氣灰霾現(xiàn)象突出，水體污染較嚴重，生態(tài)環(huán)境脆弱，生態(tài)環(huán)境等級較低。

2.2.3 經(jīng)濟發(fā)展-生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度分析

2018 年，山西省11 個地級市的耦合度C值均位于0.900 0～1.000 0 之間，耦合度普遍較高，整體上經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)耦合度格局在不斷優(yōu)化。2018 年山西省11 個地級市經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度分布在0.326 7～0.579 6 之間，耦合協(xié)調(diào)度類型包括了良好協(xié)調(diào)發(fā)展與經(jīng)濟主導型、低水平協(xié)同發(fā)展與生態(tài)主導型、低水平協(xié)同發(fā)展與同步型、輕度失調(diào)發(fā)展與經(jīng)濟主導型和輕度失調(diào)發(fā)展與生態(tài)主導型5 個耦合協(xié)調(diào)類型。

良好協(xié)調(diào)發(fā)展與經(jīng)濟主導型的城市為太原市，其雙系統(tǒng)得分都較高。太原市不僅經(jīng)濟發(fā)展水平高，而且在環(huán)境保護上投入較大，其耦合協(xié)調(diào)度就高，很好地將經(jīng)濟優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為了生態(tài)優(yōu)勢。

低水平協(xié)同發(fā)展與生態(tài)主導型城市有長治市、大同市和朔州市。這些城市雙系統(tǒng)得分較高，造成它們的耦合協(xié)調(diào)度較高，但生態(tài)系統(tǒng)得分排名相對靠前，形成生態(tài)主導型城市，說明這些城市重點保護生態(tài)環(huán)境，發(fā)展環(huán)境友好型經(jīng)濟。

低水平協(xié)同發(fā)展與同步型城市有晉中市和晉城市。這兩個城市經(jīng)濟和環(huán)境系統(tǒng)之間的差值最小，綜合指數(shù)最接近，耦合協(xié)調(diào)度也較高。

輕度失調(diào)發(fā)展與經(jīng)濟主導型城市有臨汾市、運城市和陽泉市。這些城市經(jīng)濟得分大于生態(tài)得分，耦合協(xié)調(diào)度較低，說明由發(fā)展經(jīng)濟帶來的生態(tài)破壞在山西省相對嚴重，應投入更多的資金用于生態(tài)環(huán)境修復，注重環(huán)境保護。

輕度失調(diào)發(fā)展與生態(tài)主導型城市有忻州市和呂梁市。這兩個城市生態(tài)得分大于經(jīng)濟得分，耦合協(xié)調(diào)度較低，在山西省經(jīng)濟水平排名相對較低，生態(tài)環(huán)境良好，因此形成生態(tài)主導型城市。

3 結(jié)論與建議

根據(jù)研究結(jié)果可以看出，2018 年山西省11 個地級市的耦合度皆在0.9 以上，屬于高度耦合階段，耦合協(xié)調(diào)度處于0.326 7～0.579 6 之間，基本處于良好協(xié)調(diào)、低水平協(xié)調(diào)、輕度失調(diào)3 個程度。

要注重生態(tài)環(huán)境發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護結(jié)合，實現(xiàn)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。在發(fā)展經(jīng)濟的過程中不可避免地會面臨生態(tài)環(huán)境的挑戰(zhàn)和威脅，應發(fā)揮政府的組織引導職能，采取切實可行的環(huán)境保護措施，避免走“先污染，后治理”的老路。

山西省是煤炭大省，煤炭產(chǎn)業(yè)作為全省的主要支柱產(chǎn)業(yè)，由采礦引發(fā)的環(huán)境和土地問題尤為突出；水體污染，導致水資源供給緊張；煤塵、燃煤鍋爐污染物排放形成了礦區(qū)以二氧化硫與煙塵為主要危害的煤煙型大氣污染。工業(yè)“三廢”的控制已成為制約全省可持續(xù)發(fā)展的重要問題之一。應將“三廢”排放標準通過立法予以制度化并嚴格執(zhí)行，將城市“三廢”排放量的總體指標細化到具體企業(yè)，加強對污染源頭的控制，減少污染物的排放量。

由于獨特的自然地理條件，山西省水資源十分短缺，大面積的煤礦開采更加劇了山西省水資源緊缺的狀況。開采過程排放的礦井水不僅污染地表河道水流，還使得河道兩旁淺層地下水受到污染。目前，山西省廢水污染治理投入對于全省水污染而言嚴重不足，應加大投入力度。

中國開放的大門不會關(guān)閉，只會越開越大。以國內(nèi)大循環(huán)為主體，絕不是關(guān)起門來封閉運行，而是通過發(fā)揮內(nèi)需潛力，使國內(nèi)市場和國際市場更好聯(lián)通，更好利用國際國內(nèi)兩個市場、兩種資源，實現(xiàn)更加強勁可持續(xù)的發(fā)展。

——習近平