基于耦合模型的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展研究
——以陜西省商洛市為例

張 妍，吳玉潔

（商洛學院城鄉(xiāng)規(guī)劃與建筑工程學院，陜西 商洛 726000）

近年來，由于中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不合理以及由此引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題越來越嚴重。學者們對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境的關系進行了大量的研究，根據(jù)二者的關系，提高能源效率，促進經(jīng)濟發(fā)展，真正實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，在保護生態(tài)環(huán)境的基礎上優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。李文君等［1］在分析唐山市產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程和環(huán)境影響機理的基礎上，分析了唐山市產(chǎn)業(yè)資源開發(fā)過程對環(huán)境的影響，指出當環(huán)境污染水平超過其自我凈化能力時，環(huán)境對經(jīng)濟產(chǎn)生不利影響。郭佳［2］采用環(huán)境庫茲涅茲曲線方法，對長江經(jīng)濟帶產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化進行分析，提出應重點發(fā)展第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)。王彥［3］采用耦合度模型和耦合協(xié)調(diào)度模型對河北省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境進行實證分析，提出了實現(xiàn)河北省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的對策建議?？傊?，學者們對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與環(huán)境的關系進行了大量的深入探討，為之后二者關系的研究提供了許多理論基礎和研究方法。然而，這些研究大多是宏觀層面的定性研究，對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與環(huán)境發(fā)展關系的定量研究較少［4］。

本研究以陜西省商洛市為例，對商洛市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展進行研究，以期為商洛市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向提供良好的指引，使商洛市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)能夠朝更加理想的方向發(fā)展；為商洛市經(jīng)濟發(fā)展提供一種新的思考方式，促使其提高經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

陜西省商洛市處于秦嶺南麓，四季分明，植被豐富，常年青山綠水，藍天白云，生態(tài)與環(huán)境具有很大優(yōu)勢，但社會經(jīng)濟水平相對落后［5］。近年來，商洛市著力推進工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，加快發(fā)展特色現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，推進一二三產(chǎn)融合，積極培育新型服務業(yè)態(tài)，進一步深化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，全力打造商洛經(jīng)濟升級版，加快推進經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展［6］。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)來源于2007—2017 年的《陜西省統(tǒng)計年鑒》《商洛市統(tǒng)計年鑒》。

2 指標體系構(gòu)建與研究方法

2.1 指標體系構(gòu)建

遵循主導性、科學性、多樣性、可得性等指標選取原則，從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境兩個方面構(gòu)建產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的評價指標體系（表1）。

表1 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展評價指標體系

2.2 研究方法

2.2.1 熵權(quán)法權(quán)重及綜合評價 采用熵權(quán)法確定指標權(quán)重，具體步驟如下［7］。

首先，運用極差法對數(shù)據(jù)標準化處理：

式中，為Xij標準化后的值；Xij為各年系統(tǒng)i第j個指標的原始值；minXij為各年系統(tǒng)i的第j個指標最小值；maxXij為各年系統(tǒng)i的第j個指標最大值。

接著，進行歸一化處理：

然后，確定各指標的熵值hij：

最后，確定各指標權(quán)重wij：

采用線性加權(quán)法［8］分別建立產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的綜合評價模型。

式中，F(xiàn)(Xi)為第i個樣本的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展綜合水平；F(Yi)為第i個樣本的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合水平；wij為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的指標權(quán)重；Xij為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指標標準化值；Yij表示生態(tài)環(huán)境指標標準化值；m為評價指標個數(shù)；n為評價樣本個數(shù)。

2.2.2 耦合協(xié)調(diào)度計算 耦合是指2 個（或2 個以上）系統(tǒng)通過不同驅(qū)動方式的交互作用相互影響的現(xiàn)象，反映了子系統(tǒng)之間的協(xié)同作用［9］。借鑒王彥［3］的研究構(gòu)建產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境的耦合模型，公式如下：

式中，F(xiàn)(Xi)和F(Yi)分別表示兩大系統(tǒng)的綜合得分，C為二者之間的耦合度，在0～1。當C值越接近1 時，則說明各體系之間的相互作用越強且呈現(xiàn)有序發(fā)展，當且僅當C值等于1 時二者之間的相互作用為最強；反之，當C值越趨向于0 時，則說明各體系間的相互作用不斷減弱并呈現(xiàn)出無序發(fā)展，當且僅當?shù)扔? 時二者之間的相互作用為最?。?0］。

因為耦合模型只能表達出系統(tǒng)間的交互強度，很難確定系統(tǒng)功能評估指標的級別，所以，為了更好地評估二者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展程度，本研究構(gòu)建了耦合協(xié)調(diào)度模型。它反映了兩大系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)程度和各自相應的發(fā)展水平。計算公式如下：

根據(jù)相關文獻的查閱，在對子系統(tǒng)進行耦合分析時，認為二者處于同等重要的位置。因此，在計算耦合度和耦合協(xié)調(diào)度時，將wij定為1/2，使耦合協(xié)調(diào)度D可以更好地表現(xiàn)兩個子系統(tǒng)之間的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平［11］。在分析兩大子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度時，將其劃分為衰退區(qū)間和協(xié)調(diào)區(qū)間，之后將兩大區(qū)間分別劃分為5 個層次（表2），耦合度分為6 個層次（表3）。

表2 系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的區(qū)間劃分與協(xié)調(diào)發(fā)展評價標準

表3 耦合度評價標準

3 結(jié)果與分析

3.1 指標權(quán)重的確定

利用熵值法，根據(jù)公式（3）、公式（4）、公式（5）計算出指標權(quán)重（表4、表5）。由表4 可知，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中第三產(chǎn)業(yè)年增長率權(quán)重（0.425 8）最大，說明第三產(chǎn)業(yè)對商洛市的經(jīng)濟影響較大，吸納就業(yè)能力也較強，因此應該加快發(fā)展商洛市第三產(chǎn)業(yè)，著力提升發(fā)展質(zhì)量和效益，助推經(jīng)濟持續(xù)健康增長，著重發(fā)展商洛市物流業(yè)、金融業(yè)、旅游業(yè)等現(xiàn)代服務業(yè)。由表5可知，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中二氧化硫排放量權(quán)重高達0.349 3，這意味著二氧化硫排放量對商洛市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣有著很大的影響，同時也從側(cè)面反映出要想提高商洛市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，首先要解決二氧化硫排放問題。

表4 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)評價指標權(quán)重

表5 生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)評價指標權(quán)重

3.2 綜合水平評價

利用綜合評價模型計算出商洛市2007—2017年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展綜合水平和生態(tài)環(huán)境評價指標綜合得分（表6）。

如表6 所示，2007—2017 年，商洛市兩大系統(tǒng)整體發(fā)展狀況都在不斷改善。生態(tài)環(huán)境綜合得分由0.129 37 提高到0.349 20，這與商洛市大力實施“生態(tài)立市”發(fā)展戰(zhàn)略，以“既要金山銀山，又要青山綠水”為目標，建設生態(tài)環(huán)境宜居城市這一戰(zhàn)略的實施密切相關。商洛市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的調(diào)整基礎較強，發(fā)展后勁大，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)綜合得分增長較快，從2007年的0.197 63 增長到2017 年的0.605 84，說明商洛市2007—2017 年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級。

表6 商洛市2007—2017 年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展綜合水平和生態(tài)環(huán)境評價指標綜合得分

3.3 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展評價

根據(jù)公式（9）、公式（10）計算商洛市兩大系統(tǒng)的耦合度和耦合協(xié)調(diào)度，并結(jié)合評價標準判斷兩大系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展狀態(tài)（圖1）。

如圖1 所示，商洛市2007—2017 年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境的耦合度在0.950 0～1.000 0，耦合度較高，這與商洛市在發(fā)展產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的同時以生態(tài)環(huán)境保護為前提的相關政策密不可分。商洛市在發(fā)展產(chǎn)業(yè)多樣性的同時，還將環(huán)境適應性、產(chǎn)業(yè)的環(huán)保問題納入發(fā)展范圍，同時也利用商洛市高質(zhì)量水平的生態(tài)環(huán)境優(yōu)勢，大力發(fā)展旅游服務業(yè)，增加第三產(chǎn)業(yè)比重，這不僅優(yōu)化了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，也提高了生態(tài)環(huán)境質(zhì)量水平，使得兩大系統(tǒng)的耦合度得到提高。

圖1 商洛市2007—2017 年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境耦合度、耦合協(xié)調(diào)度發(fā)展趨勢

商洛市2007—2017 年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)度總體上分為3 個階段：2007—2011 年，二者之間耦合協(xié)調(diào)度呈快速上升趨勢，但仍然較低，趨于0.700 0～0.800 0。此時，商洛市隨著科技和工業(yè)的發(fā)展仍處于“二三一”型的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，但是當時的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變中第一產(chǎn)業(yè)增速已經(jīng)逐步放緩，第二產(chǎn)業(yè)增長仍舊較快，第三產(chǎn)業(yè)已經(jīng)克服了以貿(mào)易和公共餐飲為核心的發(fā)展模式，開始加快了向金融、研發(fā)等其他產(chǎn)業(yè)方向的發(fā)展?？傮w來看，這一時期商洛市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在保持“二三一”型的基礎上不斷優(yōu)化經(jīng)濟增長，開始從以工業(yè)數(shù)量擴張為主逐步轉(zhuǎn)向以工業(yè)質(zhì)量提高為主，期間兩大系統(tǒng)的協(xié)調(diào)情況逐漸改善。

2012—2015 年，兩大系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度仍然呈上升趨勢，但上升速度有所減緩，趨于0.800 0～0.900 0。上升速度之所以有所減緩是因為此時商洛市經(jīng)濟受到全球金融危機的影響，但金融危機的負面影響相比于中國共產(chǎn)黨第十八次全國代表大會的積極影響而言相對較小，因此，盡管存在一些負面影響，但是二者之間的耦合協(xié)調(diào)度依舊進入了良好協(xié)調(diào)階段并且有繼續(xù)上升的趨勢，只是相比于第一階段而言，上升速度較為緩慢。

2016 年以后，耦合協(xié)調(diào)度穩(wěn)定在0.900 0 左右，處于優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展階段。這是由于在2016 年丹江等流域污染防治三年行動計劃圓滿收官、污染減排任務全面完成、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化升級，第三產(chǎn)業(yè)逐漸取代第二產(chǎn)業(yè)所占主導位置等原因使得近幾年來商洛市兩大系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度較高。

4 結(jié)論與對策建議

商洛市2007—2017 年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展綜合水平持續(xù)上升，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合水平也一直呈上升趨勢，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平則快速上升，目前正處于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境的優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展階段。但仍然存在一些問題，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展方面，商洛市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)仍以工業(yè)為主，區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展不平衡；在生態(tài)環(huán)境建設方面，二氧化硫排放量、工業(yè)煙粉塵排放量、一般固體廢棄物排放量仍居高不下。針對以上問題，本研究提出以下對策建議。

4.1 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，使資源的利用率達到最大，同時優(yōu)化現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)配置，提升產(chǎn)業(yè)效率。在現(xiàn)有的環(huán)保產(chǎn)業(yè)及技術上，利用國家對環(huán)保產(chǎn)業(yè)的大力扶持政策，增加對環(huán)境監(jiān)測和環(huán)保產(chǎn)品研發(fā)上的投資，發(fā)展扶持新興的環(huán)保咨詢業(yè)，推動商洛市環(huán)境信息業(yè)的起步與發(fā)展，同時，穩(wěn)步提升商洛市環(huán)保產(chǎn)業(yè)的科學技術含量，使環(huán)保產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。

4.2 推進產(chǎn)業(yè)技術升級

商洛市應該關注傳統(tǒng)工業(yè)的發(fā)展轉(zhuǎn)換和高科技工業(yè)的現(xiàn)代化技術，以及增加高科技綜合資源利用、清潔生產(chǎn)、自動化管理、在線監(jiān)測和其他高科技技術在重點企業(yè)的推廣力度，促進高精度數(shù)控和微電子等技術工程行業(yè)。在石化行業(yè)，推動催化、分離、節(jié)能環(huán)保等新技術；在建材行業(yè)，推動新型聚合物、玻璃纖維、墻體新材料等新技術。

4.3 大力推進生態(tài)建設

堅持以環(huán)境保護為重點，以環(huán)境治理為補充，改善商洛市的生態(tài)環(huán)境。積極實施退耕還林、退耕還草，加強對商洛市主河道和沿岸綠地、濕地的治理以及重點河流流域（陜西丹江流域）防洪堤岸的建設，加強對河流的利用，建立以河流為中心的特色濱水生態(tài)功能區(qū)。鼓勵大家建造集體林，提高商洛市綠化率，提高商洛市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量水平。