區(qū)域能源-經(jīng)濟-環(huán)境系統(tǒng)耦合協(xié)同度實證研究

顧馨 GU Xin；侯強 HOU Qiang

（沈陽工業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，沈陽 110870）

0 引言

綠色與可持續(xù)發(fā)展已成為當(dāng)今經(jīng)濟社會發(fā)展的主題，能源、經(jīng)濟、環(huán)境的協(xié)同對這一主題有著重大的影響，三者間的耦合協(xié)同度測算與提升成為當(dāng)前理論研究和實踐管理關(guān)注的重點。Xianzhong Mu，Li Kong 采用灰色關(guān)聯(lián)分析與熵權(quán)法測算北京市能源、經(jīng)濟、環(huán)境三者間的協(xié)同程度[1]。Wang Q，Zhan L 對選定的18 個歐洲國家可持續(xù)性進行系統(tǒng)和定量評估[2]。Francesco Fuso Nerini 認為想要堅持可持續(xù)發(fā)展要采取相應(yīng)行動[3]。Yasmeen H 主要研究巴基斯坦能源、經(jīng)濟、環(huán)境三者間的沖突，提供了可持續(xù)發(fā)展的政策見解[4]。Cruz L 研究俄羅斯能源與氣候之間的關(guān)聯(lián)，評估社會經(jīng)濟和環(huán)境目標(biāo)之間的權(quán)衡取舍[5]。Carlos Andrés Tavera Romero 認為循環(huán)經(jīng)濟（CE）與工業(yè)4.0 之前存在一定的協(xié)同關(guān)系[6]。Riovaldo Lopes de Carvalho 通過借助混合輸入輸出多目標(biāo)模型，研究了巴西能源-經(jīng)濟-環(huán)境評價的協(xié)調(diào)關(guān)系[7]。Xin Yan 通過分析澳大利亞數(shù)據(jù)認為三者耦合情況良好是合理使用能源、經(jīng)濟以及保護生態(tài)的重要關(guān)鍵[8]。Delu Wanga 認為綜合承載力是衡量資源型城市可持續(xù)發(fā)展的重要指標(biāo)[9]。

王歡采用熵值法對新疆地區(qū)數(shù)據(jù)進行測算分析，表明新疆地區(qū)從勉強協(xié)調(diào)調(diào)整到初級協(xié)調(diào)[10]；陳丹臨采用層次分析法對長三角地區(qū)在開放環(huán)境下的能源-經(jīng)濟-環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)度水平進行測算，提出提高協(xié)調(diào)度的方法[11]；李國柱采用熵值法對京津冀能源、經(jīng)濟、環(huán)境和科技面板數(shù)據(jù)進行預(yù)測[12]；楊志清采用熵值法對河南能源、經(jīng)濟與環(huán)境總體水平進行分析和評估[13]；趙慧采用熵值法構(gòu)建模型測算內(nèi)蒙古地區(qū)能源-經(jīng)濟-環(huán)境系統(tǒng)耦合度[14]；劉志雄采用熵權(quán)法實證研究了黃河流域能源、經(jīng)濟與環(huán)境三系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r、協(xié)調(diào)關(guān)系及其關(guān)聯(lián)度[15]；張雨采用主成分分析計算能源-經(jīng)濟-環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)體系并進行評價[16]；曹成龍采用主成分分析法測算能源-經(jīng)濟-環(huán)境系統(tǒng)的指標(biāo)體系，探討3 個系統(tǒng)之間的耦合協(xié)調(diào)性[17]。

不同專家學(xué)者們采用不同測算方法對能源-經(jīng)濟-環(huán)境系統(tǒng)的耦合協(xié)同程度進行計算，以此為背景，對全國30個省份數(shù)據(jù)采用不同標(biāo)準組合評價方法進行測算研究，并進行一致性和區(qū)域間均衡分析。

1 研究方法

1.1耦合協(xié)同度評價指標(biāo)選取 結(jié)合我國現(xiàn)有發(fā)展階段特點，綜合國內(nèi)學(xué)者研究成果[12，13，16-20]，遵循科學(xué)性、客觀性、系統(tǒng)性與可操作性原則的基礎(chǔ)上考慮數(shù)據(jù)可獲得性選取耦合協(xié)同度評價指標(biāo)體系，具體如表1 所示。

表1 耦合協(xié)同度評價指標(biāo)體系框架

1.2耦合協(xié)同度測算方法設(shè)計

1.2.1常用度量方法比對與選擇 系統(tǒng)耦合協(xié)同度測算時常用方法有主成分分析法、熵權(quán)法或典型相關(guān)分析等。主成分分析法計算規(guī)范，但意義界定模糊；熵權(quán)法能夠反映出指標(biāo)的區(qū)分能力，可信度和精確度較高，但過度依賴樣本；典型相關(guān)分析方便計算多變量之間的相關(guān)性，反映整體關(guān)系，但數(shù)據(jù)要求高?；诜椒▋?yōu)缺點對比，選取熵權(quán)法進行分析。

1.2.2方法設(shè)計流程

①數(shù)據(jù)標(biāo)準化處理：

②結(jié)構(gòu)比重計算：

③熵值計算：

④信息冗余度指標(biāo)計算：

⑤指標(biāo)權(quán)重計算：

⑥系統(tǒng)綜合發(fā)展水平測算：

⑦系統(tǒng)耦合度計算：

⑧系統(tǒng)耦合協(xié)同度計算：

將上述熵值與耦合度計算方法兩兩組合，可排列組合出共計4 種測算方式，記為方法一（（4）1）與（8）1）組合），方法二（（4）1）與（8）2）組合），方法三（（4）2）與（8）1）組合），方法四（（4）2）與（8）2）組合）。

1.3能源-經(jīng)濟-環(huán)境系統(tǒng)耦合度水平判斷標(biāo)準

耦合協(xié)同度的高低反映了能源、經(jīng)濟、環(huán)境三者的協(xié)同發(fā)展水平，根據(jù)目前發(fā)展情況，結(jié)合相關(guān)研究[11、15、21-25]可知，耦合協(xié)同評價體系可分為7 個梯度與4 個耦合程度，如表2 所示。

表2 耦合協(xié)同度評價的標(biāo)準取值及各協(xié)同等級

2 實證分析

2.1數(shù)據(jù)來源

本文將30 個省份（在數(shù)據(jù)收集過程中未能獲取到關(guān)于西藏地區(qū)的全部數(shù)據(jù)，因此本次研究將其從樣本中剔除）2016-2021 年的能源經(jīng)濟環(huán)境系統(tǒng)作為研究對象，數(shù)據(jù)來源于EPS 數(shù)據(jù)官網(wǎng)以及各省份統(tǒng)計年鑒等。

2.2能源、經(jīng)濟、環(huán)境水平測度

由表3 可知，我國各省份耦合協(xié)同度處在[0.2，0.6]，多處在低水平耦合與拮抗階段，中度失調(diào)與輕度失調(diào)狀態(tài)，耦合協(xié)同度呈現(xiàn)上升趨勢。多省份系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)上升趨勢得益于子系統(tǒng)協(xié)同度的提升，同時我國積極引進先進的生產(chǎn)技術(shù)和管理經(jīng)驗，提升企業(yè)的科技創(chuàng)新能力也是重要因素。

表3 方法一至方法四2016-2021 年30 個省份總體耦合協(xié)同度

3 結(jié)果分析

3.1一致性檢驗

采用Kendall W 協(xié)調(diào)系數(shù)與ICC 組內(nèi)相關(guān)系數(shù)對我國耦合協(xié)同度結(jié)果排序進行測算。Kendall 協(xié)調(diào)系數(shù)中，測算結(jié)果若p＜0.05 則數(shù)據(jù)顯著，相關(guān)系數(shù)大于0.6，認為一致性較強；ICC 組內(nèi)相關(guān)系數(shù)中，相關(guān)系數(shù)大于0.4，認為一致性較強。由表4 與表5 可知，兩種一致性檢驗結(jié)果一致，證實結(jié)果具有較強一致性，不同方法的結(jié)果能夠反映出我國30 個省份目前的實際情況。

表4 Kendall W 協(xié)調(diào)系數(shù)

表5 ICC 組內(nèi)相關(guān)系數(shù)

3.2區(qū)域間差異分析

采用泰爾熵對我國能源-經(jīng)濟-環(huán)境系統(tǒng)耦合協(xié)同度的區(qū)域差距進行分析。由表6 可知，就總體趨勢來看，我國整體發(fā)展呈現(xiàn)波動上升態(tài)勢，東中西部間差距較為穩(wěn)定，組內(nèi)差距成為造成我國整體發(fā)展態(tài)勢不均衡的主要原因造成。

表6 泰爾熵區(qū)域差距分析

3.3能源、經(jīng)濟、環(huán)境子系統(tǒng)與系統(tǒng)耦合協(xié)同度相關(guān)性分析

以2021 年測算方法四為例，我國能源、經(jīng)濟、環(huán)境子系統(tǒng)與整體系統(tǒng)耦合協(xié)同度如圖1 所示。以2021 年方法四測算數(shù)據(jù)為例，采用Pearson 相關(guān)分析檢驗測算能源、經(jīng)濟、環(huán)境子系統(tǒng)對整體耦合協(xié)調(diào)度的相關(guān)系數(shù)。

圖1 2021 年（以方法四為例）能源、經(jīng)濟、環(huán)境、耦合協(xié)同度折線圖

根據(jù)表7 可知，三個子系統(tǒng)與系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度Pearson 檢驗相關(guān)系數(shù)超過0.5，具有顯著相關(guān)性，且經(jīng)濟子系統(tǒng)的影響程度高于環(huán)境子系統(tǒng)高于能源子系統(tǒng)。

表7 能源、經(jīng)濟、環(huán)境子系統(tǒng)與系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度相關(guān)系數(shù)

4 結(jié)論

能源-經(jīng)濟-環(huán)境系統(tǒng)耦合協(xié)同度是一項具有重要研究意義與應(yīng)用價值的科學(xué)研究。采用熵權(quán)法構(gòu)建數(shù)學(xué)模型對我國2016-2021 年30 個省份能源、經(jīng)濟、環(huán)境的面板數(shù)據(jù)進行分析。在此基礎(chǔ)上，將計算結(jié)果排序后進行一致性檢驗，而后將結(jié)果進行泰爾熵測算，經(jīng)過數(shù)據(jù)測算與分析，主要結(jié)論如下：①根據(jù)我國各省份耦合協(xié)同度測算結(jié)果可知，目前均處在中度失調(diào)與低度失調(diào)狀態(tài)，耦合協(xié)同度呈上升的趨勢。增強戰(zhàn)略認識，轉(zhuǎn)變部分傳統(tǒng)觀點，以綠色經(jīng)濟提升為導(dǎo)向，推行能源階梯使用政策，謀求多種類產(chǎn)業(yè)融合是目前階段發(fā)展的重點。②通過對耦合協(xié)同度測算結(jié)果的一致性檢驗可知，方法一-方法四的測算結(jié)果能夠通過一致性檢驗，不同方法具有一定一致性與穩(wěn)定性。③通過對我國區(qū)域差異分析可知，各地區(qū)對于能源使用情況各異是造成我國各地區(qū)內(nèi)部發(fā)展態(tài)勢不均衡的主要原因。需要因地制宜制定計劃，對不同地區(qū)進行差異化推進，降低區(qū)域內(nèi)部差距。