綠色低碳循環(huán)發(fā)展水平評價及耦合協(xié)調(diào)性分析*——以新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)為例

張亞雯 龍 鳳 葛察忠 段顯明

(1.杭州電子科技大學(xué)管理學(xué)院，浙江 杭州 310018；2.生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院，北京 100012)

2021年2月22日，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的指導(dǎo)意見》。協(xié)同推進(jìn)綠色低碳循環(huán)發(fā)展是中國落實(shí)綠色發(fā)展理念、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的必然選擇，是經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的必然要求，也是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的重大舉措?！熬G色”“低碳”“循環(huán)”既有傳承和發(fā)展，又各有側(cè)重：“綠色”側(cè)重于低污染、低排放、環(huán)保友好型的發(fā)展模式；“低碳”側(cè)重于低能耗、低碳排放特征；“循環(huán)”側(cè)重于“減量化、再利用、再循環(huán)”原則(“3R”原則)[1]。綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系不是三者的簡單疊加，而是相互補(bǔ)充、融合和促進(jìn)，構(gòu)造出經(jīng)濟(jì)、環(huán)境高度協(xié)調(diào)的發(fā)展模式。

在綠色低碳循環(huán)發(fā)展評價方面，趙慧卿等[2]整合雙重激勵模型與最小方差法構(gòu)建動態(tài)綜合評價方法，對中國2010—2017年30個省份綠色低碳循環(huán)發(fā)展水平進(jìn)行評價。李文平等[3]利用層次分析法對江西省綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平進(jìn)行分析。王植等[4]采用理論分析法以深圳市為例探討現(xiàn)代城市建設(shè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的路徑。在評價系統(tǒng)的耦合性方面，李永平[5]構(gòu)造了以旅游產(chǎn)業(yè)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境為子系統(tǒng)的指標(biāo)體系，對山西省相關(guān)產(chǎn)業(yè)間的協(xié)調(diào)發(fā)展情況進(jìn)行實(shí)證分析。張業(yè)等[6]將熵權(quán)法與耦合協(xié)調(diào)模型相結(jié)合，對經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境子系統(tǒng)協(xié)調(diào)治理體系進(jìn)行實(shí)證分析并預(yù)測變化趨勢。宗鑫[7]以寧夏回族自治區(qū)為例，對人口、經(jīng)濟(jì)與資源環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行耦合演進(jìn)分析。周成等[8]對各省市的區(qū)域經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境、旅游產(chǎn)業(yè)的耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行實(shí)證分析，利用灰色模型，對未來耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行預(yù)測。

總體來看，國內(nèi)學(xué)者采用的評價方法有層次分析法、主成分分析、因子分析、聚類分析、熵值法。很少有學(xué)者對綠色低碳循環(huán)發(fā)展指標(biāo)體系內(nèi)部子系統(tǒng)進(jìn)行耦合協(xié)調(diào)度分析；另外，中東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)且生態(tài)環(huán)境條件好的地區(qū)研究較多，西部經(jīng)濟(jì)落后以及生態(tài)脆弱的地區(qū)研究較少。新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)(以下簡稱兵團(tuán))承擔(dān)著固守邊疆的職責(zé)。然而兵團(tuán)各師呈碎片化分布，所涉地域廣泛，不宜采用統(tǒng)一的發(fā)展模式；同時由于生態(tài)環(huán)境脆弱，經(jīng)濟(jì)發(fā)展嚴(yán)重依賴自然資源，碳達(dá)峰、碳中和任務(wù)艱巨，所以對兵團(tuán)各師進(jìn)行綠色低碳循環(huán)發(fā)展評價和比較分析十分必要。

1 綠色低碳循環(huán)發(fā)展指標(biāo)體系的設(shè)計

1.1 設(shè)計原則

設(shè)計原則如下[9]：(1)整體性和層次性原則，一級指標(biāo)是二級指標(biāo)的綜合；(2)經(jīng)濟(jì)社會和資源環(huán)境指標(biāo)相結(jié)合的原則，調(diào)節(jié)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展互斥的矛盾；(3)科學(xué)性和實(shí)用性原則，使評價體系既準(zhǔn)確又便于實(shí)際操作；(4)簡便性和代表性原則，既有代表性又不能過于繁復(fù)；(5)數(shù)據(jù)可得性原則。根據(jù)以上原則，本文將綠色低碳循環(huán)發(fā)展指標(biāo)體系分為3個方面：資源利用效率水平、污染物減排水平、經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展水平。

1.2 指標(biāo)體系的構(gòu)成

本研究從綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的科學(xué)內(nèi)涵出發(fā)[10]，建立具有導(dǎo)向性和綜合性的評價體系(見表1)。

表1 綠色低碳循環(huán)發(fā)展綜合評價指標(biāo)體系Table 1 Comprehensive evaluation index system of green low-carbon circular development

資源利用效率水平反映了區(qū)域的能源利用效率、資源節(jié)約情況，符合資源減量化原則和低能耗特征，體現(xiàn)了循環(huán)發(fā)展水平和低碳發(fā)展水平。

污染物減排水平主要描述了單位GDP的污染物排放強(qiáng)度，可以反映區(qū)域環(huán)境污染情況、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展水平，符合低排放、低污染的特征，體現(xiàn)了低碳發(fā)展水平和綠色發(fā)展水平。

經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展水平主要是從經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、人民生活水平、科技發(fā)展?fàn)顩r4個方面宏觀評價區(qū)域經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展?fàn)顩r，是區(qū)域綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)以及核心動力。

2 實(shí)證分析

2.1 研究區(qū)概況

截至2018年，兵團(tuán)有14個師(第一、二、三、十四師位于南疆)，9個兵團(tuán)城市，179個團(tuán)場，總?cè)藬?shù)310.56萬人，在政治地位上屬于省級單位。兵團(tuán)地處塔克拉瑪干、古爾班通古特兩大沙漠邊緣和邊境沿線上，自然環(huán)境惡劣，生態(tài)環(huán)境極其脆弱、資源型缺水問題突出。兵團(tuán)擁有豐富的煤、石油、天然氣能源，長期以來形成了以能源原材料為主的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重，能源消耗比較大，使得可持續(xù)發(fā)展能力不強(qiáng)。

2.2 評價對象和數(shù)據(jù)來源

由于十一師占地較小、人口數(shù)量較少，以建筑業(yè)為主業(yè)，為建工師，大部分統(tǒng)計數(shù)據(jù)缺失，為了避免特殊值的影響，暫不考慮十一師，只研究其他13個師綠色低碳循環(huán)發(fā)展情況。

原始數(shù)據(jù)來源為《新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)統(tǒng)計年鑒2018》和環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2.3 分析方法

2.3.1 熵值法

在信息論中，熵是系統(tǒng)混亂程度的度量，而信息則是有序程度的度量，兩者絕對值相等，符號相反。數(shù)據(jù)的離散程度越大，信息熵越小，提供的信息量越大，則該指標(biāo)對綜合評價的影響越大，權(quán)重也應(yīng)越大[11]。熵值法既可克服主觀賦權(quán)法存在的主觀臆斷問題，又能解決多指標(biāo)變量間信息重疊的問題。

參照文獻(xiàn)[12]和[13]，熵值法操作步驟如下：(1)先采用極值法對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；(2)計算某項(xiàng)指標(biāo)下各師的貢獻(xiàn)度；(3)計算該項(xiàng)指標(biāo)的熵值；(4)計算該項(xiàng)指標(biāo)的差異性系數(shù)；(5)確定評價指標(biāo)權(quán)重，計算各師綜合得分。

2.3.2 耦合協(xié)調(diào)模型

耦合原本是物理學(xué)概念，是指兩個(或兩個以上)系統(tǒng)或運(yùn)動形式通過各種相互作用而彼此影響的現(xiàn)象。就本研究而言，耦合協(xié)調(diào)度是指資源利用效率子系統(tǒng)、污染物減排子系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展子系統(tǒng)中各指標(biāo)要素的相互關(guān)聯(lián)、促進(jìn)以及制約的程度。

耦合度模型的建立參考文獻(xiàn)[6]、[14]、[15]，計算3個子系統(tǒng)整體及兩兩之間的耦合度。耦合度取值介于0～1，當(dāng)耦合度為1時，表示子系統(tǒng)處于最佳耦合狀態(tài)，當(dāng)耦合度為0時，表明系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間無關(guān)。

為了進(jìn)一步反映綠色低碳循環(huán)發(fā)展指標(biāo)體系各子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展水平，本文進(jìn)一步建立耦合協(xié)調(diào)模型(見式(1)和式(2))[16]：

(1)

Ti=αRi+βWi+γEi

(2)

式中：Di為第i個師的耦合協(xié)調(diào)度，反映各子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展水平；Ci為第i個師的耦合度；Ti為第i個師的綜合協(xié)調(diào)指數(shù)；Ri、Wi和Ei分別為第i個師的資源利用效率、污染物減排、經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展水平得分；α、β、γ為對應(yīng)的待定系數(shù)，分別代表資源利用效率、污染物減排、經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展對兵團(tuán)綠色低碳循環(huán)發(fā)展的貢獻(xiàn)程度，考慮到3個子系統(tǒng)同等重要，所以設(shè)定α=β=γ，研究3個子系統(tǒng)整體的協(xié)調(diào)發(fā)展水平時選取α=β=γ=1/3，研究兩兩子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展水平時，則取α=β=γ=1/2，一般使Ti∈[0,1]，Di∈[0,1]。

耦合度與耦合協(xié)調(diào)度劃分標(biāo)準(zhǔn)(見表2)參考文獻(xiàn)[3]。

表2 耦合度與耦合協(xié)調(diào)度劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Standard of coupling degree and coupling coordination degree

2.4 實(shí)證結(jié)果分析

2.4.1 兵團(tuán)綠色低碳循環(huán)發(fā)展綜合得分實(shí)證結(jié)果分析

由圖1可知，資源利用效率水平方面，排名前4的師分別是二師、十二師、五師、十四師，其中二師、十四師屬于南疆發(fā)展落后師，但其資源利用效率水平排名卻相當(dāng)靠前，這也說明南疆自然環(huán)境惡劣、資源稀缺的先天劣勢對資源利用效率的提升起到了一定的倒逼作用。其次是三師、九師、十三師、七師，三師高新節(jié)水灌溉面積占比有待提高，七師單位GDP電耗過大，十三師單位GDP能源消耗較大。其余各師資源利用效率水平得分均較低，說明這些師資源消耗過大、利用效率低。

圖1 綠色低碳循環(huán)發(fā)展水平得分Fig.1 Evaluation score of green low-carbon circular development

污染物減排水平方面，排名前4的師分別是十二師、十三師、四師、二師，十二師的第三產(chǎn)業(yè)占比最大(達(dá)58%)，重工業(yè)污染較少；十三師、四師、二師產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重，但其末端治理較好，排放較少。其余各師污染減排方面都有不足，其中六師、七師位于天山北坡經(jīng)濟(jì)帶，高排放、高耗能行業(yè)較多，同時屬于“烏昌石”“奎獨(dú)烏”等大氣污染區(qū)域，獨(dú)特的氣象因素和城市熱島效應(yīng)加劇了該區(qū)域的大氣污染；十師、五師、九師第二產(chǎn)業(yè)占比最高，以煤礦、水泥、發(fā)電等高排放產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)；三師、一師、十四師位于南疆沙漠地帶，風(fēng)沙嚴(yán)重。

經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展水平方面，排名前4的師分別是十二師、八師、七師、九師，十二師環(huán)繞于烏魯木齊市南、西、北面，經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展領(lǐng)先；八師所在的石河子市經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚；七師、九師也地理位置優(yōu)越，工業(yè)發(fā)展實(shí)力較強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展水平較高。六師、五師、十三師、二師經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展水平良好，六師位于天山北坡經(jīng)濟(jì)帶上；五師、十三師工業(yè)體量大；二師GDP指數(shù)位于前列。其余各師經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展較差，其中一師、三師、十四師為南疆經(jīng)濟(jì)落后師；四師第三產(chǎn)業(yè)占比與連隊(duì)可支配收入都比較低；十師GDP指數(shù)處于末位，居民人均可支配收入也比較低。

綠色低碳循環(huán)發(fā)展綜合水平，兵團(tuán)整體處于初級階段，各師在綠色低碳循環(huán)發(fā)展過程中存在著發(fā)展不平衡不充分的問題。十二師排名第1，其3個子系統(tǒng)的分項(xiàng)得分都處于13個師的前列，經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展大幅度領(lǐng)先于其他師；七師、八師、五師緊隨其后，這3個師資源利用效率、污染物減排、經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展三方面發(fā)展不平衡，需要補(bǔ)齊短板，均衡發(fā)展；十三師、二師、九師、六師、四師處于中等水平，這5個師都有某個方面處于末位，說明在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方面還有待提高；一師、十師、三師、十四師綜合排名處于后位，一師、三師、十四師均為南疆師，十師緯度較高，冬長夏短，無霜期短，氣候嚴(yán)寒，這4個師產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以農(nóng)業(yè)為主，經(jīng)濟(jì)落后，生態(tài)環(huán)境惡劣。

2.4.2 兵團(tuán)耦合度以及耦合協(xié)調(diào)度實(shí)證結(jié)果分析

由圖2可知，兵團(tuán)13個師3個子系統(tǒng)耦合度介于0.48～0.99，其中七師最高，九師最低。除了九師處于拮抗階段，其余師處于高度耦合階段，說明這些師的資源利用效率、污染物減排、經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展3個子系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)程度、相互作用強(qiáng)度較高，依賴關(guān)系較強(qiáng)；只有九師的關(guān)聯(lián)程度較弱，九師處于拮抗階段是因?yàn)槠滟Y源利用效率-污染物減排與污染物減排-經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展的耦合度非常低。

圖2 子系統(tǒng)之間耦合度Fig.2 Coupling degree between subsystems

由圖3可知，兵團(tuán)13個師3個子系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度介于0.17～0.34，其中十二師最高，九師最低。九師各子系統(tǒng)間嚴(yán)重失調(diào)，協(xié)調(diào)發(fā)展水平非常差，其余各師各子系統(tǒng)間低度協(xié)調(diào)，協(xié)調(diào)發(fā)展水平較低。九師的資源利用效率-經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展處于低度協(xié)調(diào)狀態(tài)，資源利用效率-污染物減排與污染物減排-經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展處于失調(diào)狀態(tài)。九師各子系統(tǒng)之間失調(diào)的原因與污染物減排子系統(tǒng)有關(guān)，九師污染物減排子系統(tǒng)中5個排放指標(biāo)原始數(shù)據(jù)都遠(yuǎn)高于其他各師，導(dǎo)致污染物減排子系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)性很差。

圖3 子系統(tǒng)之間耦合協(xié)調(diào)度Fig.3 Coupling coordination degree between subsystems

對耦合協(xié)調(diào)度與資源利用效率水平、污染物減排水平及經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展水平得分分別進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明耦合協(xié)調(diào)度與各子系統(tǒng)得分的相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.30、0.83、0.41。說明耦合協(xié)調(diào)度與污染物減排子系統(tǒng)密切度最高，與資源利用效率子系統(tǒng)的密切度最低。

3 結(jié) 語

(1) 各師綠色低碳循環(huán)發(fā)展存在不平衡不充分的問題。不平衡主要表現(xiàn)在各師發(fā)展水平參差不齊、差距較大，十二師綜合得分最高，達(dá)到0.18，最低分出現(xiàn)在十四師(僅0.03)；同一個師不同子系統(tǒng)之間水平差別也比較大，如二師的資源利用效率水平與污染物減排水平得分均較高，但其經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展水平得分較低。不充分主要表現(xiàn)在與十二師相比，其他各師的綠色低碳循環(huán)發(fā)展得分均較低。

(2) 各子系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，但耦合協(xié)調(diào)性差。除九師外，各師3個子系統(tǒng)之間處于高度耦合狀態(tài)，各子系統(tǒng)之間相關(guān)性很強(qiáng)，但耦合協(xié)調(diào)度基本處于低度協(xié)調(diào)狀態(tài)。兵團(tuán)多處于沙漠周圍以及邊境線上，環(huán)境惡劣、水資源極度缺乏、人才流失嚴(yán)重，造成了綠色低碳循環(huán)發(fā)展極不協(xié)調(diào)的狀態(tài)。

(3) 各師綠色低碳循環(huán)發(fā)展評價系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度與污染物減排子系統(tǒng)密切度最高，與資源利用效率子系統(tǒng)密切度最低。

(4) 總體來看，兵團(tuán)需要全面推進(jìn)綠色低碳循環(huán)發(fā)展，加快結(jié)構(gòu)調(diào)整，進(jìn)一步推進(jìn)污染減排工作，加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)，提高資源利用效率、污染物減排、經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度。各師應(yīng)根據(jù)自身情況，立足本地特點(diǎn)，因地制宜地制定發(fā)展策略。對于五師、九師這類資源利用水平和經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展水平較高，然而污染物減排水平較低的師，著重加強(qiáng)污染治理與清潔能源的使用，尤其是對龍頭產(chǎn)業(yè)的污染物排放方面進(jìn)行源頭治理和管控。對于六師、七師這類污染物減排水平低、資源利用效率低但經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展較好的師，堅持提高資源利用效率和減少污染排放，鼓勵使用先進(jìn)治理技術(shù)，大力推進(jìn)工業(yè)園區(qū)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的同時加強(qiáng)區(qū)域間的污染聯(lián)防聯(lián)控。對于四師這類污染物減排做得好但資源利用效率和經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展較差的師，應(yīng)對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，引進(jìn)低耗能產(chǎn)業(yè)，擴(kuò)大物流運(yùn)輸業(yè)發(fā)展規(guī)模，開拓旅游業(yè)，并加大科技投入，加強(qiáng)人才引進(jìn)。對于一師、三師、十四師這類綜合得分比較低的南疆師，宜加快推進(jìn)兵團(tuán)向南發(fā)展，加強(qiáng)防風(fēng)固沙工作，因地制宜進(jìn)行生態(tài)保護(hù)和修復(fù)，加大對南疆發(fā)展的資金和政策扶持。