遼寧省經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)性分析

丁曉健，杜 鵬

（遼寧師范大學 地理科學學院，遼寧 大連 116029）

一、引言

當前我國正處于現(xiàn)代化經(jīng)濟體系建設的關鍵時期，過去一段時間高耗能高污染的經(jīng)濟發(fā)展方式造成的資源緊張、環(huán)境污染、生態(tài)退化等問題十分嚴峻。遼寧省是東北振興的龍頭地帶，經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展要求生態(tài)環(huán)境狀況與之協(xié)調(diào)發(fā)展。作為此前以煤炭、石油化工等重工業(yè)為主的工業(yè)大省，遼寧省的經(jīng)濟發(fā)展是否對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響，就成為一個值得我們探討的問題。

經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量之間存在著某種程度的耦合關系[1]。對于經(jīng)濟和環(huán)境關系問題的探討首先在國外展開，經(jīng)濟學家蕾切爾·卡遜的著作《寂靜的春天》[2]被廣泛認為是在經(jīng)濟發(fā)展過程中關心生態(tài)環(huán)境狀況的開端。此后對于經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境關系的研究蓬勃發(fā)展，其中最為著名的是庫茲涅茨曲線[3]作為研究方法被引入本研究方向。以此為基點，Beckerman 等通過該方法進行相關分析檢驗了經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境惡化之間的相互關系[4]。近年來我國經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提高，經(jīng)濟發(fā)展由追求速度到追求質(zhì)量轉變，要求經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，現(xiàn)實發(fā)展的需要推動著對經(jīng)濟環(huán)境二者關系的研究。我國學者對經(jīng)濟和環(huán)境的協(xié)調(diào)狀況從全國、省域、市域等不同級別的地域單元進行了深入研究[5-9]，在本研究領域內(nèi)，主要是通過構建耦合度及協(xié)調(diào)度模型，在此基礎上劃分耦合協(xié)調(diào)階段進行分析總結時空演化發(fā)展規(guī)律，據(jù)此對經(jīng)濟環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展進行指導。

在總結現(xiàn)有文獻的基礎上，我們認為在追求經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的今天，我國的經(jīng)濟環(huán)境耦合協(xié)調(diào)狀況還需進一步加強。本文著眼于地級單元，在時間和空間上對遼寧省17 年間的耦合協(xié)調(diào)狀況進行了深度分析，并對其耦合度的空間相關性進行了測算，對遼寧省今后的經(jīng)濟環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展具有一定的借鑒意義。

二、研究方法及數(shù)據(jù)指標的構建

（一）指標體系的構建

有研究表明，推動經(jīng)濟增長的人口、技術、能源等是影響環(huán)境質(zhì)量的重要因素[10]。本文對遼寧省14個地級市的經(jīng)濟與環(huán)境耦合分析主要著眼于經(jīng)濟和環(huán)境兩部分，以此為基點首先確定區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)兩個目標層，在區(qū)域經(jīng)濟目標層中又分為經(jīng)濟發(fā)展水平、經(jīng)濟結構和人民生活水平三個一級指標，在生態(tài)環(huán)境目標層中又分為生態(tài)環(huán)境總體狀況、生態(tài)環(huán)境污染狀況和生態(tài)環(huán)境治理水平三個一級指標，在第一級的指標層下又劃分為一定數(shù)量的二級指標（見表1）。

（二）耦合模型的建立

耦合關系主要是指兩種或兩種以上事物之間存在的相互影響或者相互制約的關系。由于耦合關系能夠較好地反映出事物之間的相互依存關系，現(xiàn)已廣泛應用于具有相互制約和影響的現(xiàn)實問題研究中。本文就是基于該種關系模型，來衡量遼寧省14個地級市經(jīng)濟和環(huán)境之間耦合協(xié)調(diào)的水平和狀態(tài)。

耦合模型包括耦合度和耦合協(xié)調(diào)度兩部分[11]。首先要根據(jù)數(shù)據(jù)指標權重計算遼寧省區(qū)域經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的耦合度，其次在已知耦合度的基礎上，得出二者的耦合協(xié)調(diào)度。

耦合度的具體公式為：

式（1）中，C 為耦合度，f（x）、g（x）分別為經(jīng)濟和環(huán)境的綜合指數(shù)，耦合度的范圍為[0，1]。根據(jù)已有文獻[7]我們將計算得出的耦合極限值劃分為6 種類型：當C=0 時為無序發(fā)展階段，當0

耦合協(xié)調(diào)度計算公式：

式（2）中：D 為耦合協(xié)調(diào)度，T 為綜合協(xié)調(diào)指數(shù)，a 和b 為待定系數(shù)，由于區(qū)域經(jīng)濟和環(huán)境兩系統(tǒng)在系統(tǒng)整體中的影響比重相同，因此a=b=0.5；0≦T≦1，0≦D≦1。根據(jù)耦合強度的劃分標準，我們也將耦合協(xié)調(diào)度劃分為6 個等級：當D=0 時為無序發(fā)展階段，當0

（三）空間相關性模型

為了觀測遼寧省經(jīng)濟和環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)關系是否存在空間集聚特征，以及地級單元的耦合度是否對其相鄰城市具有示范作用，在這里我們對耦合度的空間相關性進行了分析。

我們利用全局Moran I 指數(shù)對遼寧省耦合度的空間相關性進行了分析，具體公式為：

式（3）中：n 為研究區(qū)的地區(qū)總數(shù)，xi為第i個地區(qū)的數(shù)值為所有地區(qū)數(shù)值的平均數(shù)，Wij為空間權重矩陣的值，S2為樣本方差。

為了觀測14 個地區(qū)與其相鄰城市的經(jīng)濟環(huán)境耦合度是否存在相關性，這里引入局部Moran I 指數(shù)來進行分析檢驗某一地區(qū)是否與其相鄰地區(qū)相互關聯(lián)。具體公式為：

式（4）中：Ii的取值范圍為[-1，1]，當Ii大于1時，區(qū)域i 與相鄰區(qū)域的屬性特征相近；當Ii小于1時，區(qū)域i 與相鄰區(qū)域的屬性特征相反。

（四）數(shù)據(jù)來源

本文的研究內(nèi)容為2000—2017 年遼寧省經(jīng)濟和環(huán)境之間的耦合協(xié)調(diào)關系，數(shù)據(jù)來源于2001—2018 年《遼寧省統(tǒng)計年鑒》。在原始數(shù)據(jù)的基礎上，我們通過數(shù)據(jù)標準化處理并運用熵值法確定了各數(shù)據(jù)指標的權重。

三、經(jīng)濟-環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的實證分析

（一）耦合度及耦合協(xié)調(diào)度的實證分析

根據(jù)公式（1）和公式（2），得到了14 地市的耦合度及耦合協(xié)調(diào)度數(shù)值，如表2 所示。計算結果表明，全省14 地市的耦合度大多處于拮抗階段，隨時間的推移有所波動和變化。2000 年，除阜新和朝陽處于低水平耦合階段外，其他地區(qū)都處于拮抗階段；2005 年和2010 年，除阜新處于低水平耦合階段外，其他地區(qū)都處于拮抗階段；2015 年之后，除葫蘆島市處于低水平耦合階段外，遼寧省14 地市的耦合度全部進入拮抗階段。這說明隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，經(jīng)濟對環(huán)境的影響程度超出環(huán)境自身的調(diào)節(jié)范圍，但隨著各地經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整轉型以及對環(huán)境保護和修復的持續(xù)性重視和投入，從耦合度數(shù)值發(fā)展趨勢上看有望在幾年之后達到磨合階段。

表2 遼寧省14 地市耦合度及耦合協(xié)調(diào)度數(shù)值

雖然遼寧省14 地市的耦合階段相差不大，但從數(shù)值上來看還存在一定的差異。根據(jù)各地級市的耦合度數(shù)值差異可將其分為三類：（1）耦合度數(shù)值較高，在波動中有上升趨勢的城市有沈陽、大連、鞍山、錦州、營口、盤錦，其耦合度數(shù)值在17 年間一直處于0.4 以上，并具有在波動中上升的趨勢。這些城市由于經(jīng)濟基礎比較好，經(jīng)濟綜合指數(shù)在同期明顯高于其他地區(qū)，而環(huán)境的綜合指數(shù)卻跟其他地區(qū)相差不大，因此耦合度數(shù)值會比其他地區(qū)高。（2）耦合度數(shù)值在波動中下降的城市有撫順、本溪、丹東、遼陽、鐵嶺和葫蘆島。從其經(jīng)濟和環(huán)境綜合指數(shù)來看，明顯處于經(jīng)濟滯后階段，造成了這些地區(qū)的耦合度下降。（3）耦合度一直處于較低階段的城市有阜新、朝陽，這兩個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展更為緩慢，經(jīng)濟發(fā)展對環(huán)境的影響較小，經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生的環(huán)境問題尚處于可自我調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。但近幾年來，隨著經(jīng)濟發(fā)展的起步，經(jīng)濟發(fā)展對環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生了某些負面影響，環(huán)境承載力有所下降。

遼寧省14 個地級市的耦合協(xié)調(diào)度與耦合度的發(fā)展趨勢基本保持一致，但耦合協(xié)調(diào)度所處階段不容樂觀。具體可將14 個城市的耦合協(xié)調(diào)度分為三類：（1）耦合協(xié)調(diào)度較高且具有上升趨勢的城市是沈陽和大連。這兩個城市的經(jīng)濟和環(huán)境發(fā)展在遼寧省處于領先位置，隨著經(jīng)濟的進一步發(fā)展，經(jīng)濟和環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)度將會進一步上升。（2）處于低水平耦合協(xié)調(diào)階段波動的城市是鞍山、撫順、本溪、丹東、錦州、營口、遼陽、盤錦、鐵嶺、葫蘆島。這些城市具有一定的經(jīng)濟基礎，在經(jīng)濟發(fā)展過程中對環(huán)境影響較大，造成了經(jīng)濟和環(huán)境發(fā)展中經(jīng)濟指數(shù)的相對落后，致使耦合協(xié)調(diào)度相對較低。（3）處于低水平耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的城市是阜新和朝陽。其經(jīng)濟和環(huán)境的關系尚處于較原始狀態(tài)，經(jīng)濟發(fā)展對環(huán)境的負面影響尚不明顯，但近年來隨著經(jīng)濟的發(fā)展及環(huán)保意識的增強，兩市經(jīng)濟和環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度數(shù)值具有上升的趨勢。遼寧省的經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的正向協(xié)調(diào)作用正在逐步加大，但離高水平耦合協(xié)調(diào)階段還有很大差距，因此在今后的發(fā)展過程中仍需采取措施進一步強化這種正向協(xié)調(diào)作用。

（二）經(jīng)濟環(huán)境耦合度的全局空間相關性分析

我們首先根據(jù)耦合度數(shù)值（見表2）構造了空間權重矩陣，采用鄰接關系的Queen 空間權重矩陣得到了2000—2017 年的全局Moran I 指數(shù)的值，如表3 所示。

表3 2000—2017 年Moran I 指數(shù)表

從表3 中可以看出，遼寧省17 年間的Moran I表3 指數(shù)為正值，表明研究區(qū)的經(jīng)濟環(huán)境耦合度為正相關。地級單元的耦合度數(shù)值不僅與其自身的經(jīng)濟和環(huán)境狀況相關，而且在一定程度上也會受到其相鄰城市的影響。從時間上來看，Moran I 指數(shù)數(shù)值一直處在不斷變化波動之中，2000—2005 年間，統(tǒng)計量數(shù)值有所變大，表明各地區(qū)間的耦合關聯(lián)性有所增強；2005—2010 年Moran I 指數(shù)有所下降，表明這段時間內(nèi)，14 個地級單元的耦合度關聯(lián)性減弱；2010—2015 年，Moran I 指數(shù)又開始增大，表明經(jīng)濟環(huán)境耦合度關聯(lián)性增強；2015—2017 年間，統(tǒng)計數(shù)值又有所回落，各單位的耦合相關性有所減弱。

（三）經(jīng)濟環(huán)境耦合度局部空間相關性分析

根據(jù)上文公式（4）計算局部Moran I 指數(shù)來分析各城市之間耦合度及耦合協(xié)調(diào)度的相關性。結果顯示，遼寧省17 年間的經(jīng)濟環(huán)境耦合度的分布基本固定，少數(shù)城市有所變動。具體來看：2000 年，高高集聚的城市有沈陽、本溪、盤錦、遼陽、鐵嶺、撫順、鞍山、營口、丹東，說明這些城市的耦合度較高而其周圍地區(qū)的耦合度也較高；低高集聚的城市只有大連，說明在21 世紀初大連地區(qū)的經(jīng)濟環(huán)境耦合度較低而其周圍地區(qū)的耦合度較高；低低集聚的城市有阜新、朝陽；高低集聚的城市有葫蘆島、錦州，說明其耦合度較高而周邊地區(qū)的耦合度較低。

2005 年，高高集聚的城市有大連、本溪、盤錦、遼陽、鐵嶺、撫順、鞍山、營口，說明這些城市與其周邊地區(qū)的經(jīng)濟環(huán)境耦合度都比較高；低高集聚的城市只有丹東，說明其耦合度較低而周邊地區(qū)的耦合度較高；低低集聚的城市有阜新、朝陽、葫蘆島，說明這些城市及其相鄰城市的耦合度都較低；高低集聚的城市有沈陽、錦州，說明其耦合度較高而相鄰城市的耦合度較低。

2010 年，高高集聚的城市有大連、本溪、盤錦、鐵嶺、鞍山、營口，這些城市及其相鄰的城市耦合度數(shù)值都較高；低高集聚的城市有遼陽、撫順、阜新、丹東，說明這些城市的耦合度較低而其相鄰城市的耦合度較高；低低集聚的城市有朝陽、葫蘆島，說明這兩個城市跟其相鄰地區(qū)的耦合度數(shù)值都較低；高低集聚的城市有沈陽、錦州，說明這兩個城市的耦合度數(shù)值較高而其相鄰區(qū)域的耦合度數(shù)值比較低。

2015 年，高高集聚的城市有沈陽、大連、本溪、盤錦、遼陽、撫順、鞍山、營口，說明這些城市及其相鄰城市的耦合度數(shù)值都較高；低高集聚的城市有鐵嶺、阜新、丹東，說明這些城市的耦合度數(shù)值較低而其相鄰城市的耦合度數(shù)值較高；低低集聚的城市有朝陽、葫蘆島，說明這兩個城市及其相鄰城市的耦合度都比較低；高低集聚的城市只有錦州，說明其耦合度數(shù)值較高而其相鄰城市的耦合度數(shù)值比較低。

2017 年，高高集聚的城市有大連、本溪、盤錦、遼陽、撫順、鞍山、營口，說明這些城市的耦合度數(shù)值比其相鄰城市的耦合度數(shù)值高；低高集聚的城市有鐵嶺、撫順、丹東，說明這些城市的耦合度較其相鄰城市的耦合度低；低低集聚的城市有朝陽、葫蘆島，說明這兩個相鄰的城市耦合度數(shù)值都較低；高低集聚的城市有沈陽、錦州，說明其耦合度數(shù)值比相鄰城市高。其中變化顯著的城市有大連完成由低高集聚向高高集聚的轉變，說明其耦合度有一個由低變高的過程；沈陽由開始的高高集聚轉變?yōu)楦叩图?，說明其周圍地區(qū)的耦合度有一個由高變低的過程。

四、結論與討論

（一）結論

本文基于遼寧省14 地市的經(jīng)濟和環(huán)境的數(shù)據(jù)指標測算了2000—2017 年17 年間的耦合度及耦合協(xié)調(diào)度，得出了以下結論：

一是遼寧省14 地市的經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境之間的耦合度存在著地區(qū)差異性，經(jīng)濟發(fā)展水平是影響耦合度和耦合協(xié)調(diào)度的重要因素。經(jīng)濟發(fā)展綜合指數(shù)較高的地區(qū)，相對應的耦合度及耦合協(xié)調(diào)度相對較高。二是雙核結構的耦合度和耦合協(xié)調(diào)度。在遼寧省的經(jīng)濟和環(huán)境發(fā)展中存在著雙核結構，即沈陽-大連兩市為核心。三是遼寧省14 地市的耦合度明顯高于協(xié)調(diào)度。今后應著重加強經(jīng)濟和環(huán)境的協(xié)調(diào)性發(fā)展。四是目前遼寧省的耦合度存在正空間相關性，耦合度存在地區(qū)差異性。

（二）討論

遼寧省的區(qū)域經(jīng)濟狀況與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)并不理想，二者不協(xié)調(diào)的原因源自于生態(tài)環(huán)境發(fā)展狀況的下降和經(jīng)濟發(fā)展水平的提高。在再振興東北工業(yè)基地戰(zhàn)略支撐下，研究區(qū)的經(jīng)濟得到了一定程度的提升。在今后發(fā)展經(jīng)濟的過程中必須要把生態(tài)環(huán)境放在重要地位，堅定不移地貫徹新發(fā)展理念，推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。