中部地区生态与经济的系统耦合比较与评价

张文君

(1.江西行政学院 经济研究所，江西 南昌 330003;2.江西财经大学，江西 南昌 330013)

一、引言

系统耦合指的是两个或者两个以上的系统具有相互融合、相互渗透、相互支持的趋势，并且在一定条件下转换为一个更高级的系统。系统耦合的直接结果就是改变各系统的原有属性，并且在正向耦合的背景下放大原有属性，在负向耦合的背景下缩小原有属性。随着经济发展导致的生态环境问题越来越严重，越来越多的研究开始关注我国生态系统与经济系统的耦合现状。

受囿于经济落后的现状，欠发达地区具有加快经济发展的内生驱动力。然而，薄弱的基础导致欠发达地区的产业政策倾向于“承接发达地区的产业转移”。大量资源密集型、环境消耗型的产业短期密集爆发，对生态环境施加了巨大的压力。但反过来，经济发展到一定程度，又可以通过改变生态系统的运行方式，改善和保护生态系统的循环，实现对生态系统的良性反哺。如何在生态与经济系统间到找到动态平衡点?这是维持系统耦合的关键。

作为我国区域经济发展不平衡的地区之一，中部地区近年来在经济方面实现了快速发展。2010年8月，国家通过的《促进中部地区崛起规划实施意见的通知》和《关于促进中部地区城市群发展的指导意见的通知》为中部六省的经济发展又注入了一针“强身剂”。然而，需要看到的是，伴随着中部地区经济的快速发展，区域生态环境承受着巨大的压力。重化工业和资源性产业作为该地区的支柱产业之一，对生态环境的考验也是空前的。对此，笔者以中部地区六省为研究样本，考察近九年来生态与经济系统耦合发展的现状，具有较强的现实意义，主要贡献在于:量化分析了中部地区的生态与经济系统协调发展的现状，有利于对我国中部地区六省的生态与经济系统耦合有一个比较清晰的把握;综合比较中部地区六省生态与经济的系统耦合，在发现共性的基础上挖掘个性。以往关于生态与经济的系统耦合的量化分析文献，多是从某个省份(许振宇等，2007)［1］、某个地市(马越越，2012)［2］的角度来考察，对中部六省生态与经济的系统耦合的横向与纵向比较研究较少。

二、评价指标体系和模型的构建

生态与经济系统之间是相互融合、相互支持的耦合关系，二者间表现为“压力——承载——反馈”的互动关系。因此，判断生态系统与经济系统的耦合程度，需要从压力、承载和反馈三个方面进行综合判断。生态经济系统的压力来源于经济增长导致的人类社会经济活动强度增加、人民生活水平提高对资源的消耗增加、工农业生产对环境污染的增加等等。因此，压力指标体系包括经济与社会发展压力、环境承载压力两个方面。生态经济系统的承载力指的是生态系统的整体效应对系统承载力的影响，包括资源的储存量、生态系统的稳定性、缓冲能力以及经济系统的支持能力。因此承载指标体系包括生态系统承载能力和经济系统容载能力两个方面。经济系统对生态系统产生压力的同时，也会产生正负两种反馈作用。负反馈表现为过度开发的经济产出活动对生态环境持续非良性干扰，从而造成气候、水文、土壤和植被的同步恶化，表现为不同形式的水土流失、荒漠化、自然灾害频发等。正反馈指的是经济系统通过提高工业污染治理率，调整产业结构，降低污染物排放量等有效措施，加大对生态环境建设投入，使生态与经济系统从非平衡状态重新恢复到平衡状态。

为此，笔者基于已有文献(方创琳等，2005)［3］，根据中部地区的生态与经济发展的现实，构建了承载指数(C)、压力指数(P)、反馈指数(F)，如表1 所示。生态与经济系统耦合度的评价是上述三大指标的综合得分，耦合模型构建如下:Ii=(Ci－Pi)+Fi

其中，承载指数为约束指数，反馈指数为调节指数。I＜0 表明系统的耦合关系处于失衡状态，I ＞0 则表明系统的耦合关系处于平衡状态。

表1 中部地区生态与经济耦合指标体系

根据系统耦合计算数据庞杂的特点，笔者采用主成分分析法对数据进行降维处理。主成分分析法既可以较为全面的反映所有的信息，又可以排除主观因素的影响。因此，主成分分析法构建的指标体系更加科学，由此分析得出的结论也更全面(张文君，2011)［4］。

三、生态与经济系统耦合度测算

基于表1 的指标体系，以中部六省(湖南、山西、河南、安徽、江西、湖北)2003－2011年九年的数据作为研究样本，全部数据来自于相关年度的《中国统计年鉴》以及各省的统计年鉴。采用Stata11.0 软件对数据进行处理，为了节省篇幅，仅将湖南省的计量分析的主要过程列出，其它省份的计量分析方法相同。

1、提取主成分

主成分分析之前首先要对各指标进行标准化处理，一是可以对各指标进行无量纲化，二是可以避免个别因计量单位选择差异而造成数值较高的指标的影响。以压力指标体系为例，在十个指标中提取的特征值如表2 所示。

表2 特征值与累计贡献率

由表2 可知，前面3 个因子就可以解释98.3%的方差，说明只需要前3 个因子就可以说明98.3%的效果，因此只需要选取前3 个主成分来进行分析。运用相同的方法，分别对各指标体系进行主成分分析后发现，承载指标、负反馈指标和正反馈指标提取的主成分个数分别为4、4 和3。

2、准则层指标值测算

表3 压力指标、承载指标的主成分与权重

根据“压力——承载——反馈”指数模型，基于前文得到的主成分，计算得出湖南省生态——经济系统从2003年到2011年九年的指数值(见表3、表4)。因为各主成分对指标的贡献率(或称权重)不一样，因此在各表的最后一行列出了各主成分的权重。

表4 负反馈、正反馈指标的主成分与权重

3、目标层指标值测算

首先，根据表3 和表4 关于各准则层指标数值和权重的计量结果，计算出各年度湖南省的压力指数(Pi=∑Pi·Wi)、承载指数(Ci=∑Ci·Wi)和反馈指数(Fi=∑Pi·Wi)。其次，根据各年度压力指数、承载指数和反馈指数的测算值，基于耦合指数的计算公式(Ii=(Ci－Pi)+Fi)计算出各年度湖南省生态与经济的系统耦合度，结果如图1 所示。

图1 湖南省生态与经济系统耦合度

4、湖南省生态与经济系统耦合度评价

通过综合计算压力——承载——反馈耦合指数I 值(见图1)，可以对近九年来湖南省生态与经济系统耦合状况有比较清晰的把握。其中2003年和2004年湖南省的系统耦合综合指数为负值，表明系统处于非良性耦合状态。2005年以来系统耦合综合指数全部大于0，表明系统处于良性耦合状态。从生态与经济系统耦合的综合分析来看，2005年以来湖南省生态——经济耦合形势转好。

进一步分析湖南省近年来生态——经济耦合度形势转好的原因，可以发现原因是多方面的。一是承载压力指数在近年来虽然持续走低，但是基本处于可控范围内。进入2007年以后，虽然环境的承载压力指数进入负值区，但是基本在－1.0 值以内徘徊。这些都说明，湖南省近年来在发展经济攫取环境资源的同时，对于环境的承载能力有比较强的关注，并始终使环境综合承载能力处于可控范围内。二是反馈指数的持续走高。反馈指数在2007年以后变为正值，且逐年走高，从而说明湖南省发展经济对生态环境的破坏较小，对生态系统的反哺较为积极。

综上所述，近年来湖南省人口与经济活动的压力已经在生态——经济系统的承载力范围内，并且情况呈持续好转态势。与2005年前比较，有很大的改观。总体来说，湖南生态——经济系统的耦合关系处于均衡状态，系统处于良性耦合状态。可以发现，近年来，湖南经济对生态的反哺效果逐渐增强，对生态系统的破坏逐渐减弱，从而保证了生态——经济耦合综合指数的持续走高。

5、中部六省生态与经济系统耦合度测算

采取上述相同的方法，对中部其它五省的生态与经济系统耦合度进行测算，计算结果如表4 所示(限于篇幅，仅列举了奇数年份的各主要指标测算值)。

表5 中部各省生态与经济系统耦合度测算

年度 指标 湖南 山西 河南 安徽 江西 湖北2009承载压力指数－0.146 0.397－0.139－0.885－0.257－0.244反馈指数2.208 0.811 1.399 2.431 0.026 1.681综合指数 2.062 1.209 1.261 1.546－0.231 1.436 2011承载压力指数－0.220－0.944 0.017－0.051－1.999－0.481反馈指数 2.115 0.795 3.633 4.443 1.279 3.521综合指数 1.895－0.149 3.651 4.393－0.72 3.041

四、结论

根据欠发达地区生态与经济发展的现实，通过构建承载指数(C)、压力指数(P)、反馈指数(F)指数，以中部六省(湖南、山西、河南、安徽、江西、湖北)2003－2011年九年的数据作为研究样本，基于耦合模型实证研究发现，近年来我国欠发达地区生态与经济系统的耦合状况总体良好，经济系统对生态系统的良性反馈作用逐渐显现，但随着经济的飞速发展，生态环境的承载能力逐渐下降。

1、欠发达地区的生态与经济系统耦合现状呈现出很明显的阶段性特征

以中部地区为例，除江西省外，近九年来其余五省的生态与经济的系统耦合都是从“非良性耦合”进入“良性耦合”(体现为综合指数I 值由负变正)。其间的分水岭多在2007年前后，其中湖南为2005年、山西为2007年、安徽为2008年、河南为2008年、湖北为2008年。江西则正好相反，2006年前是“良性耦合”，2006年后是“非良性耦合”(除2010年度以外)。中部地区生态与经济系统的耦合的阶段性特征突出体现了该地区在大力发展经济，实现“中部崛起”的同时，对合理开发利用自然资源、保护和改善生态环境给予了高度重视，并采取了切实可行的措施。需要特别引起注意的是江西，该省一直被誉为“物华天宝，人杰地灵”，鄱阳湖被称为中国五大湖的“最后一湖清水”。2006年前中部六省中唯一生态与经济系统“良性耦合”的省份就是江西。然而，近年来随着大开发战略的实施，江西生态系统压力陡增。相比较于迅速膨胀的经济系统，生态系统的承载能力堪忧，对此需要引起高度的重视。

2、经济欠发达地区的环境承载能力形势严峻

虽然近年来，中部地区六省的生态经济系统的耦合形势基本转好，但是生态系统承载能力并不乐观(体现为承载压力指数C－P 值)。比较发现，近九年来中部六省的承载压力指数都是处于下行趋势，区别仅在于下行速度的快慢。其中湖南承载压力指数值年均下降14.81%，山西为20.02%，河南为10.87%，安徽为11.40%，江西为28.87%，湖北为17.95%。江西和山西是下行速度最快的两个省份，年均下降速度超过20%。因此，江西与山西两省的生态系统承载力变化趋势十分严峻。与之相对应的是，上述两省的经济基础在中部六省中也最为薄弱。近年来为了实现“在中部地区崛起”，江西与山西两省大力实施“后发战略”战略，加快了经济发展的步伐，由此对生态系统的考验也是空前的。因此，欠发达地区在进行经济赶超战略的同时，必须时刻关注生态环境的承载力，降低对自然资源的无序攫取，实现经济的可持续发展。

3、欠发达地区经济系统对生态系统的良性反馈逐渐增强

经济系统对生态系统产生压力的同时，也会产生正负两种反馈作用。负反馈表现为过度开发的经济产出活动对生态环境持续非良性干扰，从而造成气候、水文、土壤和植被的同步恶化，表现为不同形式的水土流失、荒漠化、自然灾害频发等。正反馈指的是经济系统通过提高工业污染治理率、调整产业结构、降低污染物排放量等有效措施，加大对生态环境建设的投入，使生态与经济系统从非平衡状态重新恢复到的平衡状态。以中部地区为例，实证研究发现，中部六省的经济系统对生态系统的反馈效果较为乐观，呈现逐年改善的状况。九年来，湖南反馈指数(F)值共增加了6.22，山西为2.40，河南为8.95，安徽为8.73，江西为1.40，湖北为7.40，均为正值，说明中部地区经济系统“反哺”生态系统的良性反馈，在国家和地方生态保护的政策背景下收到了显著成效。这些都必须在以后的生态经济系统运行中坚持下去。

［1］许振宇，贺建林，刘望保.湖南省和生态——经济系统协调发展能力评价［J］.农业现代化研究，2007，(11):735－738.

［2］马越越.经济增长与环境污染演进关系研究——以大连市为例［J］.武汉科技大学学报，2012，(1):23－28.

［3］方创林，孙心亮.河西走廊水资源变化与城市化过程的耦合效应分析［J］.资源科学，2005，(2):2－9.

［4］张文君.中部地区装备制造业发展比较与评价［J］.湖南财政经济学院学报，2011，(5):42－45.