研究区域主要包括全国31个省(自治区、直辖市),划分为东部、东北、中部和西部。其中东部主要包含北京、天津、河北、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东、海南; 东北主要包含辽宁、吉林、黑龙江; 中部主要包含山西、安徽、江西、河南、湖北、湖南; 西部主要包含内蒙古、广西、重庆、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆。

数据来源于《中国统计年鉴》《中国环境统计年鉴》、2008-2017年国民经济和社会发展统计公报等资料。

为科学、客观反映我国31个省(自治区、直辖市)经济发展与生态环境系统之间的耦合协调度,每个系统的评价指标体系的构建基于科学性、完备性、可行性等原则的基础上,同时借鉴姜磊等^[15]、马艳等^[16]的研究结果,本研究均选取了各系统中具有代表性的指标,最终构建了经济发展-生态环境评价指标体系。该体系主要从经济发展和生态环境二元系统入手,构建包含经济规模、经济活力、经济结构、生态环境水平、生态环境压力、生态环境保护等6个要素层共计19个具体指标的经济发展与生态环境系统的评价指标体系,同时采用熵值法^[17]确定权重,结果见表1。

表1 中国经济发展与生态环境评价指标体系

“耦合”起初来自物理学,现广泛应用于环境、经济、农业等多个领域。主要指2个或2个以上系统通过系统内部要素间相互作用和影响的现象。为了更加精确衡量系统间平衡状态及和谐程度,本文构建耦合协调度,用来评判经济发展与生态环境系统交互作用的协调发展程度。根据相关研究文献^[18-19],具体经济发展与生态环境耦合协调度的测度模型建立如下:

第一步,建立经济发展-生态环境耦合模型,计算耦合度C:

式中,U₁为经济发展系统综合得分,U₂为生态环境系统综合得分,耦合度C的取值范围为[0,1]。

第二步,为避免仅测算耦合度,无法反映系统间协调发展水平的缺陷,引入耦合协调度模型:

式中,D为耦合协调度,C为耦合度,T为系统的综合得分。

T=aU₁+bU₂ (3)

式中,a和b为待定系数,且a+b=1,由于经济发展系统与生态环境系统同等重要,令a=b=0.5,并进一步根据耦合协调度值,将其划分为3个协调大类和10种协调等级(表2)。

表2 耦合协调度判别标准及划分类型

根据熵值法确定的权重,采用综合指数法^[20]可以计算出2008-2017年我国经济发展和生态环境的综合评价值,将全国31个省(自治区、直辖市)按照区域划分为东部、东北、中部和西部(表3),以便更直观地反映我国经济发展与生态环境系统的发展水平情况。

从图1看,我国经济发展与生态环境系统综合发展水平呈平稳上升趋势,整体向更好态势发展。由于各区域间子系统优势不同,我国各区域间的空间差异逐渐明显,具体表现为西部>东部>东北>中部。其中,西部、东部分别凭借其生态环境和经济发展的优势,综合发展水平整体靠前,中部因经济发展和生态环境都不具优势,导致系统综合水平最低。

从图2看,我国各区域经济发展水平既存在相似性,也存在差异性,整体上呈波动上升的趋势。相似性在于,2008年我国东部、东北、中部和西部各区域的经济发展系统评价值均低于0.3,经过10年的发展,相较于起初,各区域的经济水平均有了明显的提升。差异性在于,各区域的经济发展水平差距逐渐拉大。截至2017年,东部经济发展的综合评价值已上升至0.518,明显高于东北、西部和中部。西部和中部的经济发展水平整体态势相同,西部比中部稍高。东北地区的经济发展水平2014-2016年有所下降,2017年又开始回升,整体呈上升趋势。究其原因,东部沿海交通便利,人才聚集,科研强市场大,经济基础较好,东北也是老工业基地,西部和中部相比,经济整体稍弱。

图1 2008-2017年中国经济发展与生态环境系统综合评价值

图2 2008-2017年中国经济发展系统评价值

图3 2008-2017年中国生态环境系统评价值

从图3看,各区域的生态环境评价值均低于0.5,整体发展水平呈缓慢波动上升趋势。其中西部地区总体水平稳步上升,变化幅度最大,生态环境发展水平自2008-2017年由0.379上升至0.458。东部地区上升幅度最小,生态环境发展水平自2008-2017年由0.278上升至0.282。我国各区域的生态环境综合水平大致表现为西部>东北>中部>东部。究其原因,西部地广人稀,开发较少,工业企业等污染较少,生态环境相对较好,东北资源环境也具有优势,中部和东部人多,资源开发利用多,工业企业较多,生态环境随经济的增长受到一定的破坏,导致生态环境水平相对较低。虽然现在全国各地倡导绿色发展,环境保护,全国各地的生态环境水平整体上也有小幅度的上升,但生态环境的保护和修复亦需要大量人力、物力、财力长时间的共同配合,是一项长期工程,短期内全国各地区的生态环境水平很难迅速大幅提升,这也是我国各区域生态环境发展水平上升缓慢的原因所在。

从图4看,2008-2017年我国各区域经济发展与生态环境系统总体上处于较高的水平(0.9<C<1),这表明我国各区域经济发展与生态环境系统间具有很强的关联度,各区域能够在追寻经济发展的同时兼顾到生态环境的保护。其中,中部和东北地区的耦合度走势基本一致,2008年时,东部、东北和中部耦合度起点基本一致,西部略低。随后,东部地区耦合度有所下降,耦合度自2008-2017年由0.982下降至0.934,西部地区耦合度有所上升,耦合度自2008-2017年由0.945上升至0.986。最终,截至2017年,中部、东北和西部耦合度基本一致,东部略低。综合来看,各区域的耦合度整体依然处于较高水平,尤其是近些年来,国家倡导生态环境保护和经济高质量协调发展,各地政府也积极推动政策落实执行,经济发展与生态环境的发展也逐渐向好。

图4 2008-2017年中国经济-生态系统耦合度及协调度时序演化

从图4看,2008-2017年10年间我国各区域经济发展与生态环境系统总体呈上升趋势,这表明我国各区域的经济发展与生态环境系统的协调发展水平在一定程度上是不断上升的。其中,东部和西部呈平稳上升趋势,协调度整体由过渡发展类向协调发展类转变。中部地区的协调度10年间也在稳步上升,东北地区协调度在2007-2018年虽有小幅的波动,但整体也是呈波动上升的趋势。由此可见,我国各区域经济发展与生态环境系统的协调发展水平不断提升,逐渐向好的态势发展。

借助ArcGIS10.2软件做出2008年和2017年我国31个省(自治区、直辖市)经济发展与生态环境系统耦合协调度的演化示意图(图5、图6)。

图5 2008年生态-环境系统耦合协调度分布

图6 2017年生态-环境系统耦合协调度分布

由图看出,2008年,中国31个省(自治区、直辖市)经济发展与生态环境耦合协调度等级可分为濒临协调、勉强协调和初级协调。其中,处于濒临协调区间的包括:河北、安徽、河南、湖北、湖南、广西、海南、贵州、甘肃和新疆10个地区,处于初级协调区间的仅有内蒙古,其余20个地区处于勉强协调,占总数的65%,表明我国总体协调程度不高且发展不平衡。2017年,全国31个省(自治区、直辖市)经济发展与生态环境耦合协调度等级可分为勉强协调、初级协调和中级协调。其中,处于初级协调区间的包括:北京、天津、内蒙古、吉林、浙江、福建、江西、湖北、广东、重庆、四川、贵州、陕西、宁夏和新疆15个地区,处于中级协调的有西藏和青海2个地区,其余14个地区处于勉强协调。通过2008年和2017年的对比发现,我国31个省(自治区、直辖市)的经济发展与生态环境系统的耦合协调度由濒临协调为主阶段向勉强和初级协调为主阶段演化,整体上实现了跨级发展和进步。尤其是,湖北、贵州、西藏、青海和新疆5个地区,跨越了2个等级,协调发展最快,但我国经济发展与生态环境的耦合协调程度均未达到优质协调等级,实现经济与环境间平衡协调发展之路依旧任重而道远。

通过进一步计算并整理出2008-2017年中国经济发展与生态环境系统评价值和耦合协调度的均值(表3),发现制约我国各省(市,区)耦合协调发展的因素可分为两种类型,生态环境滞后性(环境评价值小于经济评价值)和经济发展滞后型(经济评价值小于环境评价值)。其中生态环境滞后型主要包括:北京、天津、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东和河南9个地区,表明生态环境对经济发展与生态环境系统的协调发展贡献小于经济发展对系统的作用。其余22个地区属于经济发展滞后型,表明经济发展对系统协调发展的贡献小于生态环境对系统的作用。且生态环境滞后型多集中在东部地区,经济发展滞后性多集中在中部和西部。究其原因,各省区经济发展与生态环境系统间未实现协调发展,使发展受到制约。因此,各省区在今后的发展中要从自身制约因素的短板入手,推动我国经济绿色发展,实现经济与环境间的平衡协调。

表3 2008-2017年中国经济-生态系统耦合协调发展均值比较

通过构建经济发展与生态环境系统评价指标体系,采用熵值法、耦合协调度模型对2008-2017年中国31个省(自治区、直辖市)经济发展和生态环境系统耦合协调度进行测算,并借助ArcGIS软件对我国各地区的协调度进行分类分析。得出以下结论。

(1)我国31个省(自治区、直辖市)2008-2017年经济发展与生态环境系统综合评价值呈平稳上升趋势,整体向更好态势发展,由于各区域间子系统优势不同,我国各区域间系统综合评价值差异逐渐明显,具体表现为西部>东部>东北>中部。西部和东部分别凭借其生态环境和经济发展优势,综合发展水平整体靠前,中部因经济发展与生态环境均不具优势,导致系统综合评分排名最低。另外,我国经济和环境子系统的发展水平也呈波动上升趋势; 自2008-2017年各区域间的经济发展水平差距逐渐拉大,生态环境发展水平差距相对稳定。

(2)我国31个省(自治区、直辖市)2008-2017年经济发展与生态环境系统的耦合度总体上处在较高水平(0.9<C<1),这表明我国经济发展与生态环境系统间具有很强的关联度,各区域能够在追寻经济发展的同时兼顾到生态环境的保护。

(3)我国31个省(自治区、直辖市)2008-2017年经济发展与生态环境系统的协调度呈平稳上升趋势,表明各区域的协调发展水平不断提升。通过2008年和2017年的数据对比发现,我国经济发展与生态环境系统整体上由以濒临协调为主阶段向勉强和初级协调为主阶段过渡,整体实现跨级发展和进步。尤其是,湖北、贵州、西藏、青海和新疆5个地区,跨越了2个等级,协调发展最快。但是,各地区的耦合协调度均未达到优质协调等级,制约协调发展的因素主要有经济发展滞后和生态环境滞后两大类型。其中生态环境滞后型主要包括北京、天津、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东和河南9个地区,其余22个地区属于经济发展滞后型。

根据上述研究结论可知,我国31个省(自治区、直辖市)2008-2017年经济发展与生态环境系统综合水平呈平稳上升趋势,系统耦合度总体上处在较高水平,系统协调度也呈上升趋势,但系统整体协调水平低,且各地区发展差异明显。基于此,提出如下建议。

(1)合理规划布局,突破区域发展差异,补齐区域发展短板。虽然我国经济发展与生态环境系统综合评价值整体呈上升趋势,但各区域系统综合评价值差异明显,具体评分为西部>东部>东北>中部。东部地区经济发展优势明显,生态环境发展相对脆弱,应牢固树立“环保优先、绿色发展”理念。加强生态环境保护,淘汰高能耗、高污染企业,促进企业产业链换代升级,促进经济高质量可持续发展。西部地区生态环境优势明显,经济发展相对落后,应当加快经济建设,立足高起点,绝不能走“边发展、边污染,后治理污染”的发展模式。引进低污染的高新产业,培育科技企业,以技术创新推进产业升级,实现跨越式、可持续发展。中部地区因经济发展与生态环境均不具明显优势导致排名较低,中部地区应将经济发展和生态保护两手抓,两手硬。因此,各区域应当立足区域发展差异,因地制宜制定发展规划,合理布局,缩小区域差距,补齐发展短板。

(2)突破薄弱环节,找准制约因素,推进系统协调发展。经测算虽然各地区经济发展与生态环境系统的协调发展水平不断上升,但各地区的耦合协调程度均未达到优质协调的等级,要实现我国经济环境的协调可持续之路依然任重而道远。制约各地区协调发展的因素主要有经济发展滞后和生态环境滞后两大类型。因此,针对生态环境发展滞后型的地区,如北京、天津、上海、江苏、浙江等地区,应当加强生态环境保护,以生态环境高水平保护促进经济高质量发展,做到人与自然和谐共生。具体来说,一是完善环境经济政策,建立生态补偿机制,大力开展绿化建设,增加绿化面积的覆盖率。二是大力发展低碳环保产业,倡导资源节约和循环利用; 提升城镇生活污水处理能力,做好节能减排工作。三是加强科技创新,淘汰落后产业,培育新兴产业,调整产业结构,推动产业升级,最终实现产业绿色健康发展。针对我国经济发展滞后型地区,如辽宁、吉林、黑龙江、山西、安徽等地区,应当加快经济建设,转变经济发展方式,优化产业布局,推动经济高质量发展,提升经济软实力。

(3)政府积极引导,企业积极主动。政府可制订方案,出台产业规划,执行环境标准,使产业发展与环境治理走上协调共生的正轨,企业要主动研发,实施环保改造,优化产品工艺,提高管理水平,在节能减排中实现效益提升。同时政府和社会也要进一步宣传,积极引导,帮助人们树立正确的自然观、发展观。“绿水青山就是金山银山”,积极践行人与自然和谐共生理念,既要发展经济,又不能污染环境,要实现经济协调可持续、高质量发展。