北京生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)保護耦合度研究

劉 巖，徐廣才,2

（1北京農(nóng)學(xué)院經(jīng)濟管理學(xué)院，北京 102206；2北京新農(nóng)村建設(shè)研究基地，北京 102206）

0 引言

自2010年起，關(guān)于經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系的研究逐漸增多，但是關(guān)于生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與生態(tài)保護之間耦合關(guān)系的研究還處于空白階段。生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)不僅是首都的綠色生態(tài)屏障，還有很多百姓棲居于此。因此研究對其鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)保護的耦合研究為此類地區(qū)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施添上了濃墨重彩的一筆。產(chǎn)業(yè)與生態(tài)耦合研究是目前的熱點問題，國內(nèi)外學(xué)者們對產(chǎn)業(yè)與生態(tài)耦合度作了諸多研究。Zhe等[1]對森林生態(tài)與林業(yè)產(chǎn)業(yè)進行耦合研究，并結(jié)合具體案例進行分析，提出林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與林業(yè)產(chǎn)業(yè)互動模式的新思路。Huang等[2]通過對林業(yè)產(chǎn)業(yè)與林業(yè)生態(tài)的耦合模式的研究，做了二者的關(guān)聯(lián)度分析。Johnson等[3]學(xué)者提出耦合發(fā)展理論不僅包括系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的耦合性發(fā)展，還包括系統(tǒng)內(nèi)部的耦合。奧爾堡大學(xué)研究人員根據(jù)生態(tài)學(xué)研究數(shù)據(jù)討論生命周期評價中經(jīng)濟與環(huán)境的界限[4]。Coates[5]研究世界經(jīng)濟與地球生態(tài)的相互依賴性。

路娟[6]構(gòu)建長江經(jīng)濟帶生態(tài)環(huán)境與城市化的耦合度及協(xié)調(diào)度測度模型，對長江經(jīng)濟帶城市化與生態(tài)環(huán)境時空特征與演變規(guī)律進行研究。周成等[7]基于耦合協(xié)調(diào)度模型，從時間和空間兩個維度對長江經(jīng)濟帶各省市的耦合協(xié)調(diào)演化進行分析。鄒偉進等[8]運用定量法對中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性進行辨識，得出兩者間的發(fā)展仍存在不平衡之處，但已經(jīng)逐漸向協(xié)調(diào)發(fā)展過渡。還有學(xué)者從農(nóng)業(yè)發(fā)展的角度進行研究，研究農(nóng)業(yè)生態(tài)與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟耦合性。耿瑞澤等[9]通過耦合協(xié)調(diào)模型，構(gòu)建評價體系，研究農(nóng)業(yè)發(fā)展與生態(tài)保護的耦合發(fā)展?fàn)顩r和內(nèi)在關(guān)聯(lián)。吳海中[10]運用耦合協(xié)調(diào)度模型研究安徽省農(nóng)業(yè)發(fā)展與生態(tài)保護耦合協(xié)調(diào)狀況進行定量分析。周璨[11]為研究湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟耦合度，使用熵值法確定各項選取指標(biāo)的權(quán)重，并構(gòu)建農(nóng)業(yè)生態(tài)與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的耦合協(xié)調(diào)評價體系。黃麗瑩[12]運用熵值法、綜合評價值、耦合協(xié)調(diào)度模型研究農(nóng)業(yè)經(jīng)濟和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境兩系統(tǒng)間的耦合協(xié)調(diào)程度。吳玉鳴[13]以熵值賦權(quán)法和耦合協(xié)調(diào)度模型為基礎(chǔ)，研究中國31個省區(qū)域經(jīng)濟增長與環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展程度。江紅莉[14]借助系統(tǒng)科學(xué)理論建立區(qū)域經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)耦合度模型，對江蘇省區(qū)域經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展進行分析。

謝海燕[15]以生態(tài)與產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展為核心，探索經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展對北京生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的重要意義。李云燕[16]對北京市生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的生態(tài)服務(wù)價值進行了動態(tài)估算，并分析了生態(tài)服務(wù)價值的變動及其影響因素。楊春系[17]統(tǒng)分析了北京生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)生態(tài)空間品質(zhì)提升、生態(tài)價值實現(xiàn)、減量實施的路徑以及城鄉(xiāng)發(fā)展關(guān)系等方面面臨的主要問題和挑戰(zhàn)。

本研究以生態(tài)經(jīng)濟價值理論、耦合協(xié)調(diào)發(fā)展理論作為理論基礎(chǔ)，根據(jù)科學(xué)性、區(qū)域性等原則構(gòu)建耦合研究評價指標(biāo)體系，為評價生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)和生態(tài)保護奠定理論基礎(chǔ)。有利于完善北京生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和生態(tài)保護的政策法規(guī)，有助于促進北京生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)耦合發(fā)展，為北京生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)日后發(fā)展提供建議。

1 研究區(qū)概況

生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)是北京生態(tài)資源保護地也是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整的重要區(qū)域。黨的十八大以來，生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)根據(jù)城市功能分區(qū)要求，大力治理生態(tài)環(huán)境，在生態(tài)保護方面獲得良好成績。通過開展百萬畝造林綠化、京津風(fēng)沙源治理、永定河綜合治理以及生態(tài)整治等重點工程，推進河長制等具體舉措，不斷修復(fù)生態(tài)環(huán)境治理，涵養(yǎng)區(qū)的環(huán)境質(zhì)量明顯改善。2017年可入肺顆粒物的平均年濃度在50 μg/m3以上，低于全市平均水平；森林覆蓋率達到53.25%，比全市高10.25%；人均公園綠地面積25.9 m2，比全市高60%，綠色發(fā)展基礎(chǔ)良好。2018年，涵養(yǎng)區(qū)植被覆蓋度達到2000年以來的峰值，正常偏好的植被生態(tài)質(zhì)量面積比例高達93.2%，與2013—2015年相比，區(qū)域生態(tài)質(zhì)量明顯提高。其中門頭溝區(qū)、懷柔區(qū)、延慶區(qū)占據(jù)植被生態(tài)質(zhì)量好轉(zhuǎn)的前三名。

生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，為保護生態(tài)環(huán)境，涵養(yǎng)區(qū)轉(zhuǎn)移了大批對生態(tài)產(chǎn)生影響的產(chǎn)業(yè)，嚴(yán)格把控淘汰資源耗費型產(chǎn)業(yè)。2012—2017年生產(chǎn)總值穩(wěn)定增長，年均增長8.5%，三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由7.8:46.2:46優(yōu)化為3.9:43.2:52.9，產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)度不斷優(yōu)化。堅持生態(tài)友好型產(chǎn)業(yè)定位，優(yōu)化都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)布局。特色林果業(yè)、綠色養(yǎng)殖業(yè)等綠色產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，休閑農(nóng)業(yè)、休閑旅游、民俗旅游經(jīng)濟發(fā)展勢頭強勁。

2 耦合與耦合協(xié)調(diào)度模型構(gòu)建及判別標(biāo)準(zhǔn)

2.1 評價指標(biāo)體系構(gòu)成

產(chǎn)業(yè)和生態(tài)的耦合度研究需要兩者的關(guān)聯(lián)度，結(jié)合北京生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)和生態(tài)保護基本情況，將鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)和生態(tài)保護分別設(shè)為子系統(tǒng)，從產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值、產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化水平、農(nóng)業(yè)資源環(huán)境角度選取16個指標(biāo)，構(gòu)建北京生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)保護耦合度研究的評價體系。

2.2 評價方法

2.2.1 綜合評價指數(shù)

（1）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。對所取得的數(shù)據(jù)進行極差標(biāo)準(zhǔn)化處理，公式如式(1)所示。

式中，Y*表示數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，X0表示原數(shù)據(jù)。

（2）利用熵信息的概念確定權(quán)重，表示第j個屬性下第i個方案Ai的貢獻度，公式如式(2)所示。

（3）計算熵值。用Ej來表示所有方案對屬性Xj的貢獻總量，公式如式(3)所示。

式中，常數(shù)K=1/ln(m)，這樣則可以保證 0≤Ej≤1，即Ej最大為1。由式中可以看出，當(dāng)某個屬性的數(shù)據(jù)貢獻度趨于一致時，Ej趨向于1；當(dāng)全相等時屬性的權(quán)重為零。

（4）計算信息的效用價值。公式如式(4)所示。

（5）計算各屬性權(quán)重W。公式如式(5)所示。

（6）計算綜合評價值。公式如式(6)～(7)所示。

式中，SIn為鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)綜合評價值和SEco為生態(tài)保護綜合評價值，以上各式中n為指標(biāo)數(shù)，m為鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)。

2.2.2 耦合度模型 耦合度這一概念起源于物理學(xué)領(lǐng)域，用于測量2個子系統(tǒng)之間的相互作用。鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)保護的耦合度是指兩大系統(tǒng)之間的相互影響程度和各要素之間的相互影響程度。耦合度模型可以用來判斷兩個系統(tǒng)之間的相互作用程度。

定義生態(tài)區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)S(1,Z)和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)S(2,Z)的耦合度為C，公式如式(8)所示。

2.2.3 耦合協(xié)調(diào)度模型 耦合度只能描述系統(tǒng)之間的耦合強度關(guān)系，不能反映兩系統(tǒng)間的耦合協(xié)調(diào)程度，引入耦合協(xié)調(diào)發(fā)展模型。使用耦合協(xié)調(diào)模型衡量兩系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的大小，設(shè)定系統(tǒng)S(1,Z)和系統(tǒng)S(2,Z)的耦合協(xié)調(diào)函數(shù)為D，公式如式(9)所示。

式中，T為生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)保護指標(biāo)的綜合評價指數(shù)，T=αS(1,Z)+βS(2,Z)，α和β為待定系數(shù)。本文研究的是生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)，生態(tài)指數(shù)更為重要，所以設(shè)α=0.4，β=0.6。協(xié)調(diào)發(fā)展度模型綜合了生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)兩系統(tǒng)間的耦合度C及所處的發(fā)展水平T。

2.3 權(quán)重的確定

根據(jù)上述熵值法確定指標(biāo)權(quán)重如表1所示。

表1 指標(biāo)權(quán)重

2.4 耦合協(xié)調(diào)度判別標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合實際情況，將涵養(yǎng)區(qū)協(xié)調(diào)程度分為3個區(qū)間，分別是嚴(yán)重不協(xié)調(diào)區(qū)間、協(xié)調(diào)過度區(qū)間和協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)間，又對各區(qū)間數(shù)值進行仔細分類，共分為9種類型（表2）。

表2 耦合協(xié)調(diào)度判別標(biāo)準(zhǔn)

3 產(chǎn)業(yè)發(fā)展與生態(tài)保護耦合發(fā)展評價

3.1 耦合發(fā)展水平

以空間序列的角度選取北京生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行研究，選取生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)37個鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)及生態(tài)子系統(tǒng)相關(guān)指標(biāo)，按照上述公式對數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，采用熵值法計算產(chǎn)業(yè)和生態(tài)的指標(biāo)權(quán)重，從而得到各自的綜合評價值S(1,Z)和S(2,Z)，進而得到生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的耦合度C及耦合協(xié)調(diào)度D?；隈詈蠀f(xié)調(diào)度模型定量研究得到2018年北京生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)保護之間的耦合關(guān)系，結(jié)論如表3所示。

表3 耦合協(xié)調(diào)發(fā)展情況

3.2 耦合度及耦合協(xié)調(diào)度評價

通過耦合模型計算得出鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)和生態(tài)保護的耦合得分?jǐn)?shù)值均較高。除密云的不老屯鎮(zhèn)、門頭溝的雁翅鎮(zhèn)。懷柔的九渡河鎮(zhèn)、延慶的永寧鎮(zhèn)和香營鄉(xiāng)外，其余各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耦合度均超過了0.98，大榆樹鎮(zhèn)的耦合度數(shù)值甚至達到1。可見，37個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的耦合程度都很高，差異性不明顯。但不能僅憑耦合度數(shù)值來評價該鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)和生態(tài)發(fā)展好壞，因為有些鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)和生態(tài)綜合評價值均低，但呈現(xiàn)出耦合度數(shù)值高的情況，此處引入耦合協(xié)調(diào)度的概念來解決此問題。生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)耦合協(xié)調(diào)度數(shù)值主要集中在協(xié)調(diào)過渡區(qū)間，其中平谷區(qū)峪口鎮(zhèn)、王辛莊鎮(zhèn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)保護的耦合協(xié)調(diào)程度最好，數(shù)值達到了0.8和0.84，屬于協(xié)調(diào)發(fā)展階段；密云區(qū)不老屯鎮(zhèn)、太師屯鎮(zhèn)、大城子鎮(zhèn)，門頭溝區(qū)雁翅鎮(zhèn)、懷柔區(qū)寶山鎮(zhèn)，延慶區(qū)劉斌堡鄉(xiāng)、永寧鎮(zhèn)、千家店鎮(zhèn)、舊縣鎮(zhèn)、香營鄉(xiāng)雖然耦合度數(shù)值很高，但耦合協(xié)調(diào)程度相對較低，屬于勉強協(xié)調(diào)發(fā)展階段。延慶區(qū)大榆樹鎮(zhèn)雖然耦合度程為1，但是耦合協(xié)調(diào)程度處于一般水平，延慶區(qū)的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展程度整體落后于其它行政區(qū)。整體情況來看，涵養(yǎng)各區(qū)耦合協(xié)調(diào)程度存在一定差異。

3.3 產(chǎn)業(yè)與生態(tài)空間差異

為了更加直觀的看到生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)與生態(tài)耦合協(xié)調(diào)度的空間分布狀態(tài)，運用ArcGIS繪制圖1進行空間差異評價，從圖中可以粉色代表協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)間所占比例很少，僅包括平谷區(qū)峪口鎮(zhèn)和王辛莊鎮(zhèn)，兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的空間距離較近，進一步說明了研究結(jié)果具有可靠性，藍色代表協(xié)調(diào)過渡期間，大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)都處在這個區(qū)間內(nèi)，說明生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)和生態(tài)保護的耦合協(xié)調(diào)程度還處在發(fā)展過程中，未來仍有較大的發(fā)展空間。

圖1 耦合協(xié)調(diào)程度分布

從圖2可以看出，有3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)屬于中級協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)間，分別是平谷區(qū)峪口鎮(zhèn)、王辛莊鎮(zhèn)及密云東邵渠鎮(zhèn)。初級協(xié)調(diào)發(fā)展和勉強協(xié)調(diào)發(fā)展基本各占一半，從整個涵養(yǎng)區(qū)耦合協(xié)調(diào)水平來看，房山區(qū)西南部、門頭溝大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)、懷柔區(qū)北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)、密云區(qū)部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)屬于初級協(xié)調(diào)發(fā)展鄉(xiāng)鎮(zhèn)。延慶區(qū)東北部劉斌堡鄉(xiāng)、千家店鎮(zhèn)、舊縣鎮(zhèn)、永寧鎮(zhèn)和香營鄉(xiāng)，門頭溝區(qū)西南部雁翅鎮(zhèn)，懷柔區(qū)西北部寶山鎮(zhèn)，密云區(qū)東北部不老屯鎮(zhèn)、大城子鎮(zhèn)和太師屯鎮(zhèn)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展程度均較低，屬于勉強協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)域。

圖2 耦合協(xié)調(diào)類型分布

從圖3可以看出，中級-產(chǎn)業(yè)滯后型的鄉(xiāng)鎮(zhèn)只有平谷峪口鎮(zhèn)，中級-生態(tài)滯后型的2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)分別是密云的東邵渠鎮(zhèn)和平谷的王辛莊鎮(zhèn)，初級-產(chǎn)業(yè)滯后型的鄉(xiāng)鎮(zhèn)比較多且各行政區(qū)均有分布，初級-生態(tài)滯后型的鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要集中在房山區(qū)西南、密云區(qū)東北及延慶區(qū)中部，初級-同步發(fā)展的鄉(xiāng)鎮(zhèn)只有延慶區(qū)大榆樹鎮(zhèn)，說明該鎮(zhèn)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)和生態(tài)保護耦合發(fā)展程度較好，勉強-生態(tài)滯后型的鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)量較多，主要分布在延慶區(qū)西北部和密云區(qū)東北部。

圖3 耦合發(fā)展類型分布

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

通過定量研究方法，得出結(jié)論，37個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的耦合度數(shù)值均較高，差異性不明顯。生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)自然資源稟賦，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量良好，其中超過85%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)耦合度都在0.98以上，說明各涵養(yǎng)區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)環(huán)境聯(lián)系緊密，結(jié)合程度高，但仍然存在諸多亟待改善的環(huán)境發(fā)展問題，生態(tài)環(huán)境仍然脆弱。從耦合協(xié)調(diào)度發(fā)展類型來看，37個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的耦合協(xié)調(diào)程度未來仍有較大發(fā)展空間，全涵養(yǎng)區(qū)耦合協(xié)調(diào)度數(shù)值主要集中在協(xié)調(diào)過渡區(qū)間，生態(tài)和產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展還在探索階段，整體情況來看，延慶區(qū)的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展程度落后于其它行政區(qū)，生態(tài)涵養(yǎng)各區(qū)的耦合協(xié)調(diào)程度存在一定差異。

4.2 對策建議

針對耦合程度較低的地區(qū)，要調(diào)整并完善現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和公共服務(wù)建設(shè)的配套政策，逐步向生態(tài)保護區(qū)傾斜。提升生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的補助水平。加大“人才京郊行”支持力度，鼓勵各類人才向耦合協(xié)調(diào)發(fā)展程度低的鄉(xiāng)鎮(zhèn)流動。尤其鼓勵農(nóng)業(yè)專業(yè)人才走進基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)，建立長效的人才引進制度，加大財政資金投入力度，提高科技成果的轉(zhuǎn)化能力；實行有針對性的農(nóng)業(yè)崗位培養(yǎng)機制。針對耦合程度較高的地區(qū)要堅持山水林是生命共同體的理論，強化新理念、推進新技術(shù)應(yīng)用，進一步提高生態(tài)涵養(yǎng)防護的科技程度。鞏固生態(tài)保育，構(gòu)造淺山區(qū)生態(tài)屏障。優(yōu)化生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)經(jīng)濟和生態(tài)發(fā)展布局，推動人與自然和諧相處的生態(tài)新格局，嚴(yán)守生態(tài)保障紅線，促進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，嚴(yán)格產(chǎn)業(yè)的準(zhǔn)入門檻，合理控制城鎮(zhèn)開發(fā)邊界，促進生態(tài)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展。利用先進的手段提高生態(tài)涵養(yǎng)的保護程度，提高防護效率，節(jié)省成本，引導(dǎo)生態(tài)農(nóng)業(yè)高端化、功能多樣化發(fā)展。