韓夢竹,溫小婷,林嫩妹,陳秋華
(福建農(nóng)林大學 經(jīng)濟管理學院,福州,3520002)
黨的十八大將“生態(tài)文明”上升到國家戰(zhàn)略高度,而黨的十九大更是進一步提出建設生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計。生態(tài)文明的提出,突破了人們的固定思維,在處理生態(tài)環(huán)境問題時不單可以從保護治理入手,也可以通過對其合理利用與科學投入,提高區(qū)域生態(tài)、經(jīng)濟、社會系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度,從而實現(xiàn)發(fā)展與保護的雙贏的目標。而生態(tài)、經(jīng)濟、社會系統(tǒng)又存在于不同的領域,這種錯綜復雜的交融、影響、制約關系成為了現(xiàn)今研究的重點和難點。為此,本文以復合系統(tǒng)理論為基礎,運用其多元化、開放化、復雜耦合的特點,通過系統(tǒng)間相互協(xié)調(diào)配合,以實現(xiàn)復合系統(tǒng)整體優(yōu)化。在以往學者關于復合系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)研究主要分為兩個層次:首先是二子系統(tǒng)研究,從生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟二者的耦合協(xié)調(diào)研究展開。這類學者所研究的經(jīng)濟包含區(qū)域社會經(jīng)濟[1]、旅游經(jīng)濟[2]、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟[3]、海洋經(jīng)濟[4]等多角度,探究生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展之間的耦合協(xié)調(diào)關系,在這一層次很少有學者探討生態(tài)與社會的耦合協(xié)調(diào)關系;其次是三子系統(tǒng)研究,從經(jīng)濟、生態(tài)與社會三者的耦合協(xié)調(diào)研究展開。研究主要集中在范圍較大的在省域、行政區(qū)域經(jīng)濟與社會、生態(tài)的協(xié)調(diào)度[5-6]、水資源與森林資源與社會、經(jīng)濟的協(xié)調(diào)度[7-8]、城市群及經(jīng)濟圈中社會-生態(tài)-經(jīng)濟的協(xié)調(diào)度[9-10]。總體而言,學界關于復合系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)的研究已較為全面,研究對象大到國家、城市,小到海洋、森林;研究方法以定量分析為主,如能值分析法、生態(tài)足跡模型、系統(tǒng)演化模型、Lotka-Volterra 模型和耦合模型等[11-12]。但主要局限于發(fā)展成熟的大型城市、城市群和全國尺度范圍,而中小城市是生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟、社會相互作用的基本單元,基于中小城市尺度探查生態(tài)—經(jīng)濟—社會的協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義?;诖?,筆者以福建省武夷山市為例,采用2005-2020年的年鑒等公開數(shù)據(jù),構建武夷山市生態(tài)—經(jīng)濟—社會復合系統(tǒng)評價指標體系,基于主成分分析法(PCA)確定權重,運用耦合協(xié)調(diào)度模型對武夷山市復合系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展狀況進行實證分析,并通過剪刀差法揭示各子系統(tǒng)間的趨勢變化差異,以期為武夷山市生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展和人類社會進步提供決策參考。
福建省武夷山市是目前中國僅有的四個世界文化與自然“雙遺產(chǎn)”地之一。位于福建省西北部,閩贛兩省交界處,屬中亞熱帶季風濕潤氣候區(qū)。武夷山具有獨特、稀有的自然生態(tài)環(huán)境,森林覆蓋率達80.51%,是人類與自然環(huán)境和諧統(tǒng)一的代表。全市生產(chǎn)總值(GDP)從2005年的30億元增長至2020年的208億元,并且連續(xù)兩年突破200億元大關,經(jīng)濟發(fā)展勢頭迅猛;全市總?cè)丝趶?005年22.36萬人發(fā)展至2020年24.33萬人,亦發(fā)生了較大的變動。由此可見,16年來,武夷山市憑借著先天的生態(tài)資源優(yōu)勢推動經(jīng)濟、社會的發(fā)展,踐行“綠水青山就是金山銀山”理念,生態(tài)文明建設成果走在全國前列。因此,選擇武夷山市作為區(qū)域生態(tài)—經(jīng)濟—社會復合系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)性研究的對象,可以為其他區(qū)域的發(fā)展凝練經(jīng)驗、總結(jié)教訓,具有一定的代表性及現(xiàn)實意義。
1.2.1 綜合效益指數(shù)
為了解武夷山市生態(tài)—經(jīng)濟—社會復合系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)的發(fā)展狀況,本研究引入綜合效益指數(shù)來進行衡量,其具體步驟為:首先處理數(shù)據(jù),由于數(shù)據(jù)所表達的意義不同、符號不同、量綱不懂,在進行主成分分析(PCA)之前需對原始指標進行標準化處理以去除量綱的影響,本文采用極值法,其中正向指標標準化值為負向指標標準化值為其中X表示原始ij指標,maxXi和minXi分別表示指標i的最大值和最小值。其次通過SPSS 軟件對標準化后的生態(tài)子系統(tǒng)、經(jīng)濟子系統(tǒng)和社會子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分別進行信效度檢驗,當KMO值大于0.7,巴特利特球形檢驗值小于0.01 時方可進行主成分分析;再次,在主成分分析后用因子載荷矩陣得分及特征根,計算出線性組合系數(shù),并以每個成分的貢獻率為權重對主成分得分作加權平均,得到綜合得分模型并經(jīng)過標準化處理計算出生態(tài)、經(jīng)濟和社會子系統(tǒng)各指標權重ai、bi、ci;最后根據(jù)公式(1-3)分別計算出生態(tài)、經(jīng)濟、社會子系統(tǒng)的綜合效益指數(shù),式中xm、yn、zk分別為生態(tài)、經(jīng)濟、社會三個子系統(tǒng)各指標的標準化值。
1.2.2 耦合協(xié)調(diào)模型
耦合度與耦合協(xié)調(diào)度是兩個不一樣的概念,耦合被解釋為多個系統(tǒng)之間相互作用彼此影響的現(xiàn)象,僅計算耦合度不能確定系統(tǒng)間的影響是良性的還是惡性的。而耦合協(xié)調(diào)度反應的是系統(tǒng)間的良性耦合的程度,這意味著當耦合協(xié)調(diào)度越高時,系統(tǒng)之內(nèi)配合得當、相互和諧統(tǒng)一程度越強[13]?;诖耍疚睦民詈蠀f(xié)調(diào)度模型對武夷山市復合系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度進行評估,步驟如下:首先構建耦合度模型:
式中C代表三個子系統(tǒng)的耦合程度,C∈[ 0,1 ],當C的值越接近1 時,說明耦合程度越好。其次構建耦合協(xié)調(diào)度模型:
式中:D表示耦合協(xié)調(diào)度,D∈[ 0,1 ],當D越接近1時,說明耦合協(xié)調(diào)程度越好;T表示各系統(tǒng)的整體協(xié)調(diào)度,α、β、δ是待定系數(shù),他們分別表示生態(tài)、經(jīng)濟、社會對武夷山市復合系統(tǒng)發(fā)展的貢獻程度,文章認為它們同等重要,故取α=β=δ= 1/3。依據(jù)以往學者的研究成果[14],確定耦合度和耦合協(xié)調(diào)度的類型判別標準,如表1。
表1 耦合度與耦協(xié)調(diào)度的類型判別標準
1.2.3 剪刀差法
為進一步反應三個子系統(tǒng)中生態(tài)與經(jīng)濟、生態(tài)與社會、經(jīng)濟與社會系統(tǒng)間的變化趨勢差異,本文引入剪刀差方法,首先計算生態(tài)、經(jīng)濟、社會系統(tǒng)綜合效益指數(shù)的變化速率f'(x)、g'(y)和h'(z):
接著計算生態(tài)與經(jīng)濟、生態(tài)與社會、經(jīng)濟與社會系統(tǒng)的綜合效益指數(shù)曲線在給定時刻t0的兩切線的夾角,分別用a1、a2和a3來表示,如公式(10-12),其角度越小,表示兩條曲線變化趨勢之間的差異越小。
研究以2005-2020年為研究時段,通過三個五年規(guī)劃歷程中武夷山市所反應出的生態(tài)、經(jīng)濟、社會數(shù)據(jù)的變化,來觀察武夷山市生態(tài)—經(jīng)濟—社會復合系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)問題。數(shù)據(jù)主要來源于《武夷山市統(tǒng)計年鑒(2006-2020)》《武夷山市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報(2006-2020)》《南平市統(tǒng)計年鑒(2006-2020)》《南平市環(huán)境狀況公報(2006-2020)》、武夷山市人民政府網(wǎng)站等國家和地方公開發(fā)布的統(tǒng)計資料,個別缺失數(shù)據(jù)采用移動平均進行模擬。
武夷山市生態(tài)—經(jīng)濟—社會復合系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合指標體系主要由生態(tài)子系統(tǒng)、經(jīng)濟子系統(tǒng)、社會子系統(tǒng)構成,指標選取綜合考慮其全面性、導向性、易獲得性、可對比性等原則,結(jié)合武夷山市生態(tài)、經(jīng)濟、社會發(fā)展現(xiàn)狀與生態(tài)環(huán)境實際特征,參考已有相關研究成果[14-15],構建能夠綜合反映武夷山市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟、社會發(fā)展水平的綜合評價指標體系。其中包括3個一級指標、9個二級指標和38個三級指標(見表2)。
表2 武夷山市復合系統(tǒng)綜合指標體系
由圖1 及具體研究數(shù)據(jù)相結(jié)合分析可以看出:生態(tài)子系統(tǒng)的綜合效益指數(shù)由2005 年的0.07 增長到2020年的0.97。在這16年間出現(xiàn)了較大的提升,其主要可以分為三個階段:一是2005-2010年在“十一五”規(guī)劃過程中生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展呈波動上升態(tài)勢,指數(shù)由0.07 上升至0.67,整體上升速率快且發(fā)展情況較好,說明早年間生態(tài)子系統(tǒng)的發(fā)展前景及潛力較大;二是2011-2015年“十二五”規(guī)劃期間,社會經(jīng)濟發(fā)展對生態(tài)發(fā)展產(chǎn)生了制約,生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展處于停滯階段,可以看出雖然有小幅度的波動,但整體處于平穩(wěn)態(tài)勢;三是2015-2020 年“十三五”規(guī)劃期間,生態(tài)系統(tǒng)與經(jīng)濟、社會系統(tǒng)交匯,并保持著相對一致的步調(diào)協(xié)同發(fā)展,直至2019 年受到疫情的影響,社會、經(jīng)濟系統(tǒng)下降,而生態(tài)系統(tǒng)依舊保持著緩慢上升的發(fā)展水平??梢钥闯錾鷳B(tài)系統(tǒng)為武夷山市經(jīng)濟、社會發(fā)展提供了良好的基礎與保障。經(jīng)濟子系統(tǒng)的綜合效益指數(shù)由2005年的0.001 4增長到2020 年的0.88,總體發(fā)展水平有大幅度的提升,相較于其他兩個子系統(tǒng)而言,經(jīng)濟子系統(tǒng)的數(shù)值具有較低的起點,這表明早年間武夷山市經(jīng)濟發(fā)展基礎薄弱,在2005-2011 年間把握國家支持海西建設的有利時機,武夷山主動融入“兩個先行區(qū)”建設,經(jīng)濟運行中積極因素不斷增多,經(jīng)濟開始發(fā)展;2012-2019年發(fā)展速率有所波動,但發(fā)展趨勢堅持穩(wěn)中求進,好中求優(yōu),在2019 年綜合效益指數(shù)達到最高值0.95;但由于受到疫情的影響,2020年經(jīng)濟發(fā)展出現(xiàn)小幅度下降趨勢。社會子系統(tǒng)在三個子系統(tǒng)中的綜合發(fā)展速率最慢,但其綜合發(fā)展水平在16年間保持持續(xù)上升,從2005 年的0.08 增長到2020 年的0.84。但社會子系統(tǒng)受疫情影響較大,如社會消費品零售總額、城鎮(zhèn)/農(nóng)村居民人均可支配收入、單位從業(yè)人員年末人數(shù)等指標在2019-2020年都出現(xiàn)了大幅度的下降,使得社會子系統(tǒng)在2020年出現(xiàn)了負增長的趨勢??傮w來看,2005-2020 年武夷山市生態(tài)、經(jīng)濟、社會子統(tǒng)的綜合發(fā)展效益指數(shù)增幅大,雖然生態(tài)系統(tǒng)曾出現(xiàn)停滯階段,經(jīng)濟、社會系統(tǒng)在2020 年有所下調(diào),但總體發(fā)展態(tài)勢良好,在16 年間不斷向生態(tài)“高顏值”,發(fā)展“高質(zhì)量”前進。
圖1 武夷山市生態(tài)、經(jīng)濟、社會子系統(tǒng)的綜合效益指數(shù)
通過收集整理得來的數(shù)據(jù)與公式(6~8),計算武夷山市復合系統(tǒng)耦合度C與耦合協(xié)調(diào)度D。根據(jù)耦合度與耦合協(xié)調(diào)度的類型判別標準(表1),判別2005-2020年武夷山市復合系統(tǒng)耦合度和耦合協(xié)調(diào)度類型(見表3),并將其繪制到坐標圖中去(如圖2)。
由表3、圖2 可以看出耦合度C 曲線在2005-2008 年間增長幅度較快,耦合度從0.23 發(fā)展至0.88,耦合類型從極低耦合度階段發(fā)展至高耦合度階段,說明在2005-2008 年間生態(tài)、經(jīng)濟、社會三個子系統(tǒng)相互作用彼此影響愈加明顯;在2008-2020年間增長幅度減小且變化速度較慢,三個子系統(tǒng)間耦合發(fā)展狀態(tài)持續(xù)保持在高度耦合階段,呈現(xiàn)有序發(fā)展的態(tài)勢。相比而言耦合協(xié)調(diào)度D曲線發(fā)展速率相對較慢,其數(shù)值變化在16 年間從0.2 提升至0.85,從中度失調(diào)狀態(tài)經(jīng)歷了輕度、面臨失調(diào)至臨界、一般、中級協(xié)調(diào)最終轉(zhuǎn)變?yōu)榱己脜f(xié)調(diào)發(fā)展階段,可將其發(fā)展分成三個階段:2005-2006 年為缺乏協(xié)調(diào)階段,在這段期間生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展較好,而經(jīng)濟、社會系統(tǒng)發(fā)展未能與之匹配,尚未合理利用生態(tài)環(huán)境資源,具有較大的發(fā)展空間與潛力;2007-2010年為轉(zhuǎn)換階段,三個子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度逐漸增大,從0.44 轉(zhuǎn)變?yōu)?.57,生態(tài)、經(jīng)濟、社會子系統(tǒng)間仍存在相互作用,但和諧一致的因素有所增加;2011-2020年為系統(tǒng)協(xié)調(diào)階段,在這近十年的發(fā)展過程中耦合協(xié)調(diào)度不斷提升,子系統(tǒng)之間相互配合得當協(xié)調(diào)發(fā)展,直至2020年受疫情的影響協(xié)調(diào)度有所回落。但從長遠角度來看,在2005-2020 年的研究期內(nèi)武夷山市復合系統(tǒng)耦合發(fā)展水平從極低耦合階段向高耦合階段轉(zhuǎn)變,耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平從缺乏協(xié)調(diào)向系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展轉(zhuǎn)變,武夷山市復合系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展由弱轉(zhuǎn)強呈現(xiàn)出較好發(fā)展態(tài)勢。
表3 武夷山市復合系統(tǒng)耦合度和耦合協(xié)調(diào)度類型判別
圖2 武夷山市復合系統(tǒng)耦合度和耦合協(xié)調(diào)度
以前文計算得到的各子系統(tǒng)的綜合效益指數(shù)為基礎,分別將它們與時間進行曲線擬合,得到擬合效果良好的三條曲線。根據(jù)公式(9~12),計算出生態(tài)與經(jīng)濟系統(tǒng)、生態(tài)與社會系統(tǒng)、經(jīng)濟與社會系統(tǒng)之間的剪刀差,如圖3。首先,從折線總體走勢分析來看,2005-2020年,各子系統(tǒng)間的剪刀差都存在較大幅度的波動變化,它們之間發(fā)展演化速率的差異呈現(xiàn)不斷縮小、擴大循環(huán)的態(tài)勢。2005-2007 年武夷山市生態(tài)與經(jīng)濟系統(tǒng)、生態(tài)與社會系統(tǒng)之間的剪刀差不斷縮小在2007 年接近于0 與經(jīng)濟與社會系統(tǒng)間剪刀差交匯,這說明經(jīng)過數(shù)年的磨合直至2007-2008 年間三個子系統(tǒng)發(fā)展趨勢基本一致,發(fā)展速率相對協(xié)調(diào);而在2008-2016 年各子系統(tǒng)間的剪刀差分別從0 開始擴大后又于2016 年逐漸逼近與0,經(jīng)歷了先擴大后縮小的變化,說明系統(tǒng)間的剪刀差具有一定的內(nèi)在規(guī)律,既不會一味擴大也不會一味縮小,各子系統(tǒng)之間存在著相互制約又協(xié)同發(fā)展的關系;在2016-2020 年各子系統(tǒng)間的剪刀差又開始了下一個循環(huán)周期,開始逐步擴大,展現(xiàn)出了各系統(tǒng)之間的發(fā)展趨勢差異。其次從曲線分布情況上看經(jīng)濟與社會系統(tǒng)之間的剪刀在三條折線的最底部,且波動最小說明經(jīng)濟與社會系統(tǒng)發(fā)展最為協(xié)調(diào),兩系統(tǒng)步調(diào)相對一致,而生態(tài)與社會系統(tǒng)剪刀差在三條折現(xiàn)線的最上方,且波動最大,在發(fā)展過程中社會發(fā)展對生態(tài)環(huán)境造成的負面影響較為嚴重,需加強環(huán)境治理投入。最后從長遠的角度看,各子系統(tǒng)間的剪刀差在2005年數(shù)值范圍在0-8度之間,2020 年轉(zhuǎn)變?yōu)?~4 度之間,由此可以看出,各系統(tǒng)之間的差異在波動變化中不斷縮小,但仍存在不穩(wěn)定、不規(guī)律的問題。
圖3 生態(tài)與經(jīng)濟系統(tǒng)、生態(tài)與社會系統(tǒng)、經(jīng)濟與社會系統(tǒng)間剪刀差
本文以世界雙遺產(chǎn)地夷山市為例,運用復合系統(tǒng)理論構建武夷山市生態(tài)—經(jīng)濟—社會復合復合系統(tǒng)評價指標體系,基于主成分分析法、耦合協(xié)調(diào)度模型、剪刀差法對武夷山市復合系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展狀況進行實證分析。主要結(jié)論如下:①2005-2020年期間,武夷山市生態(tài)、經(jīng)濟、社會子系統(tǒng)綜合效益指數(shù)均呈現(xiàn)增長態(tài)勢,表明近年來武夷山市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善,經(jīng)濟社會得到發(fā)展,政府對生態(tài)、經(jīng)濟、社會調(diào)控的成效逐漸顯現(xiàn);②武夷山市復合系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度逐漸由弱轉(zhuǎn)強,耦合協(xié)調(diào)發(fā)展經(jīng)歷了從缺乏協(xié)調(diào)階段到轉(zhuǎn)換階段再到系統(tǒng)協(xié)調(diào)階段的轉(zhuǎn)變;③武夷山市生態(tài)與經(jīng)濟系統(tǒng)、生態(tài)與社會系統(tǒng)、經(jīng)濟與社會系統(tǒng)之間的發(fā)展趨勢差異在波動中逐漸縮小,但仍存在不穩(wěn)定、不規(guī)律的問題,需提高內(nèi)部子系統(tǒng)發(fā)展水平及系統(tǒng)間協(xié)調(diào)水平。
經(jīng)歷了三個五年規(guī)劃實施階段,武夷山市生態(tài)、經(jīng)濟、社會耦合協(xié)調(diào)發(fā)展從缺乏協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)協(xié)調(diào),其主要原因是武夷山市具有生態(tài)資源豐富,生態(tài)環(huán)境復雜多樣的主要優(yōu)勢。其耕地面積、降水量、森林覆蓋率、人均綠地面積等自然生態(tài)條件在發(fā)展過程中均達到較高水平,與此同時積極控制生態(tài)脅迫程度,加強生態(tài)保護力度,使生態(tài)系統(tǒng)成為武夷山市復合系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎與優(yōu)勢。但經(jīng)濟、社會發(fā)展仍存在較大提升空間,從論文結(jié)論可以看出,在2020 年新冠肺炎的影響下,武夷山市經(jīng)濟、社會系統(tǒng)發(fā)展均受到制約,武夷山市經(jīng)濟基礎薄弱、旅游收入占地區(qū)生產(chǎn)總值比重較大導致經(jīng)濟規(guī)模受突發(fā)事件影響較大;資源分布不合理導致開發(fā)困難,項目投資困難;教育事業(yè)落后,科技人才缺乏形成居民思想觀念的落后等問題。在未來武夷山市應繼續(xù)注重生態(tài)環(huán)境、區(qū)域經(jīng)濟與人類社會發(fā)展問題的統(tǒng)籌與協(xié)調(diào)。在生態(tài)方面要大力度抓生態(tài)優(yōu)環(huán)境,在生態(tài)保護工作中合理開發(fā)利用,整治區(qū)域污水直排問題,排查摸底推進,集中收集處理;持續(xù)保持茶山整治高壓態(tài)勢,對國省道、鐵路、城市、鄉(xiāng)村沿線一重山茶山進行生態(tài)化改造;對林地全面摸底建立臺賬,分年度有計劃進行林相改造,提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力。在經(jīng)濟方面要抓產(chǎn)業(yè)壯總量,面對新冠肺炎疫情嚴重沖擊,武夷山市要抓住“十四五”的契機,堅持穩(wěn)中求進,改善經(jīng)濟結(jié)構,以旅游產(chǎn)業(yè)、茶產(chǎn)業(yè)為載體,延長游客逗留時間、優(yōu)化旅游服務設施發(fā)展旅游業(yè);圍繞全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展和“11363”目標,促進茶產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,做強現(xiàn)有企業(yè),出臺扶持政策,發(fā)揮武夷旅游產(chǎn)業(yè)與茶產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,不斷增強市場競爭力。在社會方面要抓民生強保障,深入推進統(tǒng)籌疫情防控和社會發(fā)展工作,著力解決居民工作、醫(yī)療問題,擴大公共服務供給;實施教育振興行動,加快推進24 個教育項目建設;通過公共服務、生活質(zhì)量的提高,提高居民幸福感、安全感、歸屬感。在生態(tài)、經(jīng)濟、社會方面三管齊下爭取使武夷山市生態(tài)—經(jīng)濟—社會復合系統(tǒng)協(xié)調(diào)度向優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)階段邁進。