中原城市群經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)分析

文/馬曉翱（河南工業(yè)大學）

一、引言

2018年5月，習近平總書記在全國生態(tài)環(huán)境保護大會上發(fā)表重要講話，指出：“綠水青山就是金山銀山，貫徹創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的新發(fā)展理念?！痹僖淮螐娬{(diào)了綠色的發(fā)展道路。我國經(jīng)濟在經(jīng)過了高速增長之后，隨著資源、環(huán)境危機的出現(xiàn)，生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展之間的矛盾日益突出，因此，關于生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展之間的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展研究已成為學術界的熱點問題。中原城市群是我國重要的城市群之一，但關于中原城市群的生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)方面的研究卻不多。因此，探究中原城市群生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展之間的耦合協(xié)調(diào)關系，對探尋其耦合協(xié)調(diào)發(fā)展路徑具有重要的現(xiàn)實意義。

二、中原城市群經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

（一）經(jīng)濟發(fā)展水平

中原城市群作為內(nèi)陸新興城市群之一，近年來經(jīng)濟快速穩(wěn)定發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級加快，吸引人口和高技能勞動力持續(xù)流入，帶動城鎮(zhèn)化進程不斷加速。

截至2017年底，中原城市群實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值67044.34億元，占全國經(jīng)濟總量的8.1%；人均地區(qū)生產(chǎn)總值為7.72萬元，比同期全國平均水平高30%。與此同時，中原城市群產(chǎn)業(yè)結構不斷優(yōu)化，第二產(chǎn)業(yè)基礎扎實，第三產(chǎn)業(yè)所占份額增長較快。本部分以中原城市群的核心發(fā)展區(qū)城市為例。

1.經(jīng)濟實力

在2009-2018年這十年的發(fā)展過程中，中原城市群核心發(fā)展區(qū)的地區(qū)生產(chǎn)總值總體上呈穩(wěn)步上升趨勢。地區(qū)生產(chǎn)總值從2009年的 14751.71億元增長到2018年的37885.43億元，增長了23133.72億元，年均增長率達到了15.68%。從各城市的GDP變動情況中可以看出，2012年到2018年，各城市的GDP均逐年上升，其中，增長最快的是鄭州，2018年較2009年增長了2.23倍，并且鄭州市的經(jīng)濟狀況明顯優(yōu)于其他市。2018年GDP最高的城市（鄭州）與GDP最低的城市（濟源）的差距約為10039.24億元。而2012年最高GDP與最低GDP差值為3021.68億元，該差值不足為2018年的三分之一。由此可見，近年來，雖然鄭州市的經(jīng)濟發(fā)展良好，但各市經(jīng)濟發(fā)展狀況差距較大。

2.經(jīng)濟結構

中原城市群經(jīng)濟結構不斷調(diào)整優(yōu)化，由制造業(yè)為經(jīng)濟發(fā)展的主力逐漸轉換為服務業(yè)。三大產(chǎn)業(yè)占GDP的比重由2009年的12.1：57：30.9變 為2018年 的6.9：45.9：47.2。第三產(chǎn)業(yè)比重增加了16.26%，并且在2018年時反超了第二產(chǎn)業(yè)?？梢姡谝划a(chǎn)業(yè)始終保持低速發(fā)展，并有小幅下降；第二產(chǎn)業(yè)比重波動中下降，可見結構調(diào)整有所成效；第三產(chǎn)業(yè)比重不斷上升，逐步對經(jīng)濟發(fā)展作出重要貢獻，產(chǎn)業(yè)結構日趨合理。綜上，中原城市群由最初的經(jīng)濟增長主要依賴第二產(chǎn)業(yè)，轉變?yōu)榈谌a(chǎn)業(yè)對經(jīng)濟增長貢獻率不斷提升，現(xiàn)代服務業(yè)的優(yōu)勢得以體現(xiàn)；又因為第三產(chǎn)業(yè)對環(huán)境的壓力最小，第三產(chǎn)業(yè)的增加有利于中原城市群發(fā)展綠色經(jīng)濟。

（二）生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

1.環(huán)境水平

近年來，我國堅持走可持續(xù)發(fā)展道路，注重環(huán)境保護，并出臺了各類相關政策，這些都為中原城市群的綠色發(fā)展道路提供了機遇，堅定了中原城市群保護環(huán)境，走綠色發(fā)展道路的決心，目前中原城市群也取得了初步成效。核心發(fā)展區(qū)城市的森林覆蓋率在2018年達到了13.69%，植被覆蓋率不斷增加；建成區(qū)綠化面積覆蓋率近幾年不斷提高，從2009年的38.8%增加到了2018年的40.98%，使得生態(tài)環(huán)境更加優(yōu)美；不僅如此，各城市人均公園綠地面積持續(xù)增加，其中變化最大的是鄭州，由2009年的6.28平方米增加到了14.3平方米，增加了一倍多，說明鄭州采取了各項措施，使得其生態(tài)環(huán)境保護工作也開展的較為良好，與之形成對比的是漯河，在2009-2016年其人均公園綠地面積呈下降趨勢，雖然近兩年有所增長，但是變化程度并不明顯，這在一定程度上說明了漯河在生態(tài)環(huán)境治理方面力度有待加強。

2.環(huán)境壓力

如表1所示，在中原城市群核心發(fā)展區(qū)城市的環(huán)境污染狀況中，我們可以看出工業(yè)二氧化硫排放量呈持續(xù)下降趨勢，而工業(yè)廢水和粉（煙）塵排放量在2009-2011年連續(xù)上漲三年，同時，在2012-2015年間呈波動式上升，工業(yè)廢水排放量由2012年的7.53億噸增長到了2015年的7.81億噸，有小幅增長；而工業(yè)粉（煙）塵排放量由2012年的30.24萬噸增加到2015年的35.58萬噸，并在2014年達到最大值。這說明在此期間，一些地區(qū)重發(fā)展、輕保護的現(xiàn)象仍然存在，經(jīng)濟發(fā)展方式仍較粗放。而自2015年起，工業(yè)廢水和粉（煙）塵排放量均呈現(xiàn)明顯的下降走勢，這從側面說明，自2015年起，各地區(qū)政府對工業(yè)廢水和粉（煙）塵排放量逐漸重視，采取了相應的措施，有了較大改善。

表1 中原城市群核心發(fā)展區(qū)城市環(huán)境污染情況表

三、經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展實證分析

（一）數(shù)據(jù)來源

本文以中原城市群核心發(fā)展區(qū)的14個地市為研究對象，包括：鄭州、開封、洛陽、平頂山、新鄉(xiāng)、焦作、許昌、漯河、濟源、周口、商丘、鶴壁、晉城、亳州。研究數(shù)據(jù)來源于河南省、山西省、安徽省2010-2019年《統(tǒng)計年鑒》以及《中國城市統(tǒng)計年鑒》。

（二）指標選取

科學地選擇評價指標體系是客觀評價區(qū)域生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展水平的關鍵。鑒于指標選取的代表性、全面性和可獲取性，并且結合區(qū)域發(fā)展狀況，從生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展兩個層面構建評價指標體系。生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)從壓力系統(tǒng)（工業(yè)二氧化硫、粉塵、廢水排放量）、狀態(tài)系統(tǒng)（人均公園綠地面積、建成區(qū)綠化覆蓋率）以及響應系統(tǒng)（一般工業(yè)固體廢物綜合利用率、污水處理廠集中處理率、生活垃圾無害化處理率）三方面來評價。

經(jīng)濟發(fā)展水平是城市經(jīng)濟實力的綜合展現(xiàn)，在此，經(jīng)濟發(fā)展從經(jīng)濟總量（地區(qū)生產(chǎn)總值消費品零售總額、固定資產(chǎn)投資額），經(jīng)濟結構（二、三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重、經(jīng)濟密度）和經(jīng)濟質量（城鄉(xiāng)人均可支配收入之比、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)平均利潤、人均財政收入）三方面進行評價。由于所構建的指標量剛不統(tǒng)一，為科學合理評價，須對各指標的原始數(shù)據(jù)進行標準化處理。本文采用的是極差法標準化的方法，經(jīng)濟統(tǒng)計分析中對正負指標標準化的一種處理方法。具體公式如下：

其中：xmin為最小值

xmax為最大值

x′

i為標準化值

經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)無量綱，且都為正值。最終結果出現(xiàn)0值時，為每一個0值加上0.0001即可。

由于各個指標層在指標體系中的作用不同，對經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的影響程度也不同，為了區(qū)分它們對系統(tǒng)影響的差異性，通常通過計算各個指標層的權重，來確定它對整個指標體系的相對重要程度。因為因子分析法具有降維的作用，它是從原始數(shù)據(jù)的相關矩陣內(nèi)部的依賴關系出發(fā)，將多樣的、復雜的變量歸納為幾個綜合主因子的分析方法，這就保證了權重設定的客觀性。因此，本文選擇了因子分析法來確定指標的權重，即將指標數(shù)據(jù)的方差百分比作為指標權重。

（三）權重計算結果

本文選擇因子分析法，利用SPSS和excel表格處理，計算得到了各個指標層的權重（表2）。

表2 中原城市群經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境各指標權重

（四）構建耦合協(xié)調(diào)度模型

耦合協(xié)調(diào)度模型（CCM）是評價協(xié)調(diào)發(fā)展的重要方法，它主要是一種測量和確定兩個或兩個以上系統(tǒng)之間相互作用、相互協(xié)調(diào)的一種方法。耦合度是指兩個或兩個以上系統(tǒng)之間的相互影響，從而實現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展的動態(tài)關聯(lián)，可以反映系統(tǒng)之間的相互依賴、相互制約的程度。協(xié)調(diào)度是指系統(tǒng)之間相互作用中良性耦合程度的大小，它可以體現(xiàn)出協(xié)調(diào)發(fā)展的好壞。

1.耦合度

在本研究中，耦合度即為中原城市群經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的耦合程度，反應中原城市群經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)之間的耦合關系。耦合度函數(shù)：

其中：f（x）和f（y）分別是經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)效益函數(shù)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)效益函數(shù)，計算公式如下：

其中：ai是經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)各指標的權重

bj是生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)各指標的權重

xi是經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)各指標標準化值

yj是生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)各指標標準化值

參考張焱文、王楓等已有的研究，構建的耦合協(xié)調(diào)模型中，經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合指數(shù)和耦合協(xié)調(diào)度指數(shù)是使用0至1區(qū)間范圍內(nèi)的數(shù)字來表示的，數(shù)字越接近0，耦合度和協(xié)調(diào)度越差；如果越接近1，則耦合效果越好，經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)也就越協(xié)調(diào)。具體分級標準如表3。

表3 中原城市群經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合類型劃分標準

2.綜合發(fā)展指數(shù)

綜合發(fā)展指數(shù)是反映中原城市群經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的綜合水平。是f（x）經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)效益函數(shù)和f（y）生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)效益函數(shù)的加權得到的，計算公式如下：

其中：T是系統(tǒng)綜合發(fā)展指數(shù)，α和β是權重。

3.耦合協(xié)調(diào)度

在一些情況中，耦合度很難反映出經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境各自的發(fā)展情況，為了有效地評價兩個系統(tǒng)之間整體效果，必須要構建耦合協(xié)調(diào)度模型：

其中：D為耦合協(xié)調(diào)度，D∈[0，1]。D越接近于1說明系統(tǒng)整體的耦合協(xié)調(diào)程度越高，反之說明耦合協(xié)調(diào)程度越低。參考張焱文的研究成果，將經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)度分為以下層次（表4）。

表4 中原城市群經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)類型劃分標準

進一步地深入分析系統(tǒng)綜合評價指數(shù)的特征，可以根據(jù)經(jīng)濟系統(tǒng)效益函數(shù)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)效益函數(shù)的大小，將發(fā)展狀況分為以下三種（見表5）。

表5 中原城市群發(fā)展狀況劃分標準

（五）結果與分析

1.經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)綜合指數(shù)

由圖1可知，中原城市群核心發(fā)展區(qū)經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)的綜合水平在2009-2018年間整體呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢，由2009年的0.0553上升到2018年的0.4708，年均增長75.14%，實現(xiàn)了區(qū)域經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展，給各個城市帶來發(fā)展機遇。近年來社會經(jīng)濟增長主要是因為其積極貫徹落實科學的發(fā)展觀念，圍繞中原崛起的目標，致力于轉變成為更具實力的城市群。目前來看，三個子系統(tǒng)的權重相對來說比較平均，經(jīng)濟總量、經(jīng)濟結構和經(jīng)濟質量的評價指數(shù)整體上都穩(wěn)步上升，分別由2009年的0、0.0553和0增加到2018年的0.1945、0.1254和0.1510，其中，經(jīng)濟總量與經(jīng)濟質量的上升速度較快，從而帶動了中原城市群經(jīng)濟的快速發(fā)展，進而使得人們的生活質量不斷提高。

圖1 中原城市群核心發(fā)展區(qū)經(jīng)濟發(fā)展綜合指數(shù)變化趨勢

2.生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)綜合指數(shù)

中原城市群核心發(fā)展區(qū)2009-2018年生態(tài)環(huán)境水平呈現(xiàn)緩慢上升再快速上升的趨勢，在2009-2015年間，評價指數(shù)從0.0770逐漸上升到2015年的0.2088，再快速上升，到2018年增長到了0.4186，這在一定程度上說明這一時期生態(tài)環(huán)境水平的發(fā)展腳步逐步加快。就目前來看，壓力系統(tǒng)的權重在環(huán)境系統(tǒng)中占比最大，在一定程度上反映出工業(yè)二氧化硫、廢水和粉塵的排放量是影響生態(tài)環(huán)境質量的主要因素；同時，壓力系統(tǒng)的趨勢則是先上升后緩慢下降，在2009-2015年間處于增長階段，此后便開始逐年下降，主要是因為中原城市群前幾年大力發(fā)展工業(yè)，重視經(jīng)濟發(fā)展的同時卻忽略了對生態(tài)環(huán)境的保護。但是從2015年開始其轉變了發(fā)展方式，堅持走可持續(xù)發(fā)展道路，在發(fā)展經(jīng)濟的同時更加注重生態(tài)環(huán)境的狀況，不再走以犧牲環(huán)境換取經(jīng)濟的發(fā)展之路（圖2）。

圖2 中原城市群核心發(fā)展區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)變化趨勢

3.中原城市群經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度評價結果

為了更好地分析中原城市群經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)綜合指數(shù)的變化，判斷兩者之間的相互耦合的協(xié)調(diào)程度，借助耦合協(xié)調(diào)度模型，計算得到兩個系統(tǒng)的耦合度C和耦合協(xié)調(diào)度D，結果見表6。

由耦合度可知，中原城市群核心發(fā)展區(qū)在研究期間整體來看處于比較平穩(wěn)的狀態(tài)，一直在0.45-0.5之間波動；經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度在這十年間處于穩(wěn)步增長的趨勢，由2009年的0.1793增加到2018年的0.4723，增幅較大。另外，雖然經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)之間的關系逐漸向更加協(xié)調(diào)的方向發(fā)展，但通過比較經(jīng)濟效益函數(shù)和生態(tài)環(huán)境效益函數(shù)的大小可以得出：2009年為經(jīng)濟發(fā)展滯后型，2010-2018年間為生態(tài)環(huán)境滯后型。這反映出生態(tài)環(huán)境是制約中原城市群經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的關鍵因素，整體看來，經(jīng)濟的發(fā)展還是屬于粗放式發(fā)展，即以犧牲環(huán)境為代價來發(fā)展經(jīng)濟。具體來看：

2009-2010年為中度失調(diào)型。這一階段由于中原城市群正處于粗放式的發(fā)展模式，依靠工業(yè)化來帶動其快速發(fā)展，人口增多、工業(yè)二氧化硫排放、工業(yè)廢水排放等增加，使得污染物的排放速度大于生態(tài)環(huán)境的溶解能力，再加上此時經(jīng)濟實力并不強，這些都在很大程度上限制了經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2011-2013年為輕度失調(diào)型。此階段將生態(tài)環(huán)境建設納入城市的協(xié)調(diào)發(fā)展中，對城市的整體布局進行了重新的規(guī)劃，增大綠植種植面積，加強對工業(yè)“三廢”的技術投入，提高自然生態(tài)環(huán)境的自我調(diào)節(jié)能力，反映出發(fā)展模式逐步由粗放式逐漸轉變?yōu)榭沙掷m(xù)的發(fā)展方式。

2014-2018年為瀕臨失調(diào)型。此階段耦合協(xié)調(diào)度持續(xù)增加。這表明河南省前幾年所做的變革已經(jīng)初見成效，經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境已經(jīng)慢慢地向協(xié)調(diào)發(fā)展轉變，并且經(jīng)濟對生態(tài)環(huán)境的修復作用越來越強（表6）。

表6 中原城市群經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度測算

四、對策建議

盡管中原城市群經(jīng)濟系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)水平逐年提高，但根據(jù)上述研究結果我們不難看出生態(tài)環(huán)境水平仍舊較低，兩個系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展水平有待進一步提高。因此，中原城市群可以通過加強對生態(tài)環(huán)境的治理，促進經(jīng)濟向綠色發(fā)展轉型，不斷加深經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。

（一）加強生態(tài)環(huán)境的治理

為了推進生態(tài)環(huán)境發(fā)展進程，首先要增強生態(tài)保護意識，樹立生態(tài)文明理念。其次要加強污染防治。水資源方面重點在于污染的源頭治理，做好高污染企業(yè)的排放工作，同時提高污水處理的效率；大氣方面要減少污染物的排放，加強對清潔能源的研究和開發(fā)，推廣和鼓勵居民購買和使用清潔汽車、綠色低碳出行。最后加強基礎設施建設力度。發(fā)展經(jīng)濟的最終目的是為了改善民生，在保證基礎設施建設的同時，還要不斷提高在醫(yī)療、教育、文化等各方面的投入，尤其是要注重農(nóng)村衛(wèi)生環(huán)境的改善，不斷縮小城鄉(xiāng)差距，統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展。

（二）推動經(jīng)濟綠色發(fā)展

為了促進經(jīng)濟綠色發(fā)展，首先要利用利益引導機制，培育綠色新興產(chǎn)業(yè)，加強綠色產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)建設，營造良好的環(huán)境，推廣資源節(jié)約和環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè)。其次要加強綠色技術研發(fā)，培育發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)的人才，建立支持綠色產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)學研合作體系和綠色人才培養(yǎng)激勵機制。政府也要加大對綠色技術的公共研發(fā)投入，加大對綠色經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的自主技術支持。最后要完善金融投融資渠道，發(fā)展綠色金融，通過綠色信貸政策引導社會資金流向綠色產(chǎn)業(yè)，鼓勵國家政策性金融機構對綠色產(chǎn)業(yè)進行重點扶持。