中原经济区旅游业-土地利用-生态环境耦合协调度分析及预测*

张 娟

（河南理工大学 经管学院,河南焦作 454000）

中原经济区旅游业-土地利用-生态环境耦合协调度分析及预测*

张 娟

（河南理工大学 经管学院,河南焦作 454000）

在分析旅游业、土地利用和生态环境系统交互耦合机理基础上,构建了三者之间的耦合协调模型,对中原经济区旅游业、土地利用和生态环境系统的耦合关系及协调关系进行了定量评价和预测。结果显示：2001-2011年旅游业评价指数、土地利用评价指数和生态环境评价指数均呈现快速增长态势,耦合度相对稳定,三者之间整体上处于失调状态,由2001年的极度失调向2011年轻度失调演变,协调度指数呈加快增长趋势。预测结果显示,2012-2014年三者仍处于快速增长趋势,协调程度不断增强。

中原经济区；旅游业；土地利用；生态环境；耦合协同

2012年11月,国务院批复的《中原经济区规划》明确了中原经济区是涵盖河南全省、延及周边地区的综合性经济区。中原经济区建设的核心是“三化”协调,即在加快工业化、城镇化和农业现代化的同时,不以牺牲农业和粮食、生态和环境为代价,而“三化”协调的核心是土地政策。中原经济区是国家重要的粮食生产基地,人多地少、城镇化土地需求量大、建设用地供求矛盾异常突出。因此,要在有限的土地资源上实现“三化”协调,必需加快转变土地资源的管理与利用方式,促进土地资源利用方式由粗放型转向集约型。

《规划》提出要加快新型工业化进程,需要加大旅游业的发展,中原地区是中华民族和华夏文明的重要发源地,拥有大量宝贵的历史文化遗产和众多的自然景观。这些资源的充分利用一方面可以加快旅游业的发展,助推经济增长,改善生态环境,另一方面还可以增加土地功能、提升土地价值、节约集约利用土地资源,缓解中原经济区旅游业发展面临的土地资源约束。因此,加快旅游业的发展能为中原经济区建设做出新的贡献。

中原经济区旅游业与土地利用、生态环境之间存在着怎样的关系？协调发展现状如何？目前还没有相关研究。本文在探讨旅游业-土地利用-生态环境的交互耦合机制的基础上,以中原经济区2001-2011年统计数据为依据,定量分析旅游业、土地利用、生态环境之间的耦合协调发展状况,并对2012-2014年耦合协调程度进行预测,以期能拓展耦合协调模型的应用范围,为中原经济区旅游业的可持续发展提供实践指导,为中原经济区建设提供理论支撑。

一、旅游业-土地利用-生态环境交互耦合机理

耦合是指两个或两个以上的模块相互依赖于对方的一个量度,一般模块间联系越多,其耦合性越强,同时表明其独立性越差。从协同学的角度看,耦合作用及其协调程度决定了系统在达到临界区域时走向何种序与结构,即决定了系统由无序走向有序的趋势[1],系统由无序走向有序机理的关键在于系统内部序参量之间的系统作用,它左右着系统相变的特征与规律,耦合度就是反映这种协同作用的度量。根据耦合理论,旅游业系统、土地利用系统以及生态环境系统之间是一个交互胁迫、交互依存、相互促进的有机整体,他们之间不断进行着物质和能量的交换,三者之间存在着高度的耦合关系,且系统内部各要素之间以及系统之间的影响程度形成旅游业-土地利用-生态环境耦合度。

旅游-土地利用-生态环境是一个具有高度复杂性、不确定性、多层次性的开放系统,三大系统间交互耦合的作用机理是在生态环境系统的制约与支持下,通过旅游业系统的3个方面与土地利用系统相互影响、相互作用,具体如图1所示。

图1 旅游业-土地利用-生态环境交互耦合机理

首先,生态环境是保障。良好的生态环境是社会经济活动的物质条件和基本保障。人类从生态环境中获取社会生产所需的能量和信息,同时又对生态环境造成一定的影响。土地的开发利用以及旅游业的发展需要生态环境做支撑,因此,生态环境状况的好坏直接制约着旅游业的发展以及土地效益的提升。同时,土地资源开发强度的加大以及旅游业的发展对生态环境系统也产生了严重影响,一方面,因为技术条件和认识水平的限制,土地资源的盲目开发导致生态环境恶化、人地关系紧张等严重问题；另一方面,旅游资源的开发和建设虽然改善了当地的生态环境,同时也造成了植被破坏、水源污染、生态环境失去平衡等恶果。因此,生态环境系统与旅游系统之间存在着制约与改善、与土地效益系统之间存在着支持与反馈的交互关系。

其次,土地利用是基础。土地是人类生存和发展过程中无法替代的资源,它不仅是生态环境的重要组成部分,也是经济社会发展、生态环境的重要载体[2],不断将土地利用效果反馈给生态环境系统。随着经济社会的快速发展,产业结构不断更新调整,第一产业所利用的土地资源显著减少,第二产业、第三产业对土地资源的需求进一步扩张[3],相应地土地资源的利用方式和利用结构也在发生重大调整,土地功能在不断增加,土地价值在不断提升,土地集约利用程度也在不断增加。旅游产业的崛起和迅速发展不仅促进了所在地区产业经济结构的调整,提升了区域社会经济的增长,而且对土地数量和土地类型的需求也在不断增加。因此,土地资源复合化、集约化利用是旅游业可持续发展的基础。

第三,旅游业发展是提升。旅游业是一种资源节约型、环境友好型产业,其发展一般不会对资源和环境产生直接的硬消耗,有利于自然文化资源和生态环境的永继利用。旅游业的可持续发展需要生态环境做支撑,没有好的生态环境就不会有旅游业的发展,因此,当地政府和部门会加大对生态环境的保护力度,对生态环境的改善具有积极作用。同时,旅游业的快速发展带来土地需求的急剧膨胀,表现在物质条件上就是旅游用地范围不断扩大。旅游用地作为土地利用的一种新方式,其范围从城市用地逐渐向农业用地和未利用地扩展,增加了土地利用的功能,是实现土地的高效集约化利用、促使土地利用布局逐步优化的新途径,对于缓解土地供需紧张、人地矛盾突出具有十分重要的意义。

因此,在生态环境系统的促进和支持下,通过土地的复合化、集约化利用,旅游系统与土地系统最终达到耦合协调发展。

二、耦合协调模型和评判标准

系统耦合度是描述系统发展过程中各系统及其要素之间的交互作用的强弱程度,它决定了系统的演变特征和规律[4]。旅游用地、土地利用和生态环境系统之间存在着互动发展的关系,是相互影响、相互制约构成的耦合交互体,只有3个系统之间相互促进,才能产生协调效应,实现旅游业可持续发展、土地资源高效利用、生态环境状况良好的状态。

为了全面反映旅游、土地效益和生态环境系统间交互影响的程度,本文主要采用耦合度模型和耦合协调度模型进行度量。

（一）耦合度模型及计算方法

为消除原始数据的数量级以及单位量纲不同对评价结果造成的影响,需要对数据进行标准化处理。x′i、y′j、z′k分别代表旅游用地、土地利用、生态环境特征的指标,且所得数据均是按照极差标准化标准进行处理后的无量纲化值,其处理方法如下公式所示：

y′j、z′k原始数据的处理方法同x′i。

公式中,′xi、y′j、z′k为变量对系统的功效贡献值,反映了各指标达到目标的满意程度,其取值范围为[0,1],0为最不满意,1为最满意。负向指标包括

人口密度、未利用地比重、城镇居民恩格尔系数、工业废水排放量、工业废气排放量、工业固体废物产生量、区域噪音平均值,其余均为正向指标。

借鉴物理学中的容量耦合概念及容量耦合系数模型,建立多个系统相互作用的耦合度模型：

由此可推理得到3个系统的耦合度函数为：

其中u1=f（x）,u2=g（y）,u3=h（z）,f（x）、g（y）、h（z）分别为旅游、土地和生态环境评价函数,其计算方法如下：

上述三式中,ai、bj、ck分别为各项指标权重,其值通过熵值赋权法计算而得,在一定程度上避免了主观因素造成的影响。

本文中有3个一级子系统,故,耦合度为：

（二）耦合协调度模型

耦合度只是反映旅游业系统、土地利用系统、生态环境系统之间的作用强度,无法反映3个子系统间协调发展水平的高低。因此,引入耦合协调度模型,以便更好地判断旅游、土地、生态环境交互耦合的协调程度,计算公式如下所示：

公式中,C为耦合度,D为耦合协调度,T为旅游业-土地利用-生态环境综合评价指数,α、β、γ为待定系数。在旅游业、土地利用和生态环境3个子系统中相互作用的强弱是不对等的,旅游业用地需求作为土地利用的一种新方式能够提高土地利用效益、提升土地价值,而土地利用效益和土地价值的提升是多种因素综合作用的结果,旅游业只是其中一种因素,生态环境在旅游系统和土地系统中起着同等重要的作用。因此,本文取α=0.2、β=0.4、γ=0.4。

为了更直观地说明旅游业、土地利用和生态环境的协调程度,对耦合协调度进行等级划分[5],见表1。

表1 耦合协调度等级划分标准

（三）权重计算方法

在测度旅游业、土地利用和生态环境系统权重时,为了避免主观性,本文采用熵值法来确定各指标的权重,其计算步骤如下：

③将熵值标准化：hj=1-H（xj）

其中,xij为第i个年份第j个指标的数值（i=1, 2,…,n；j=1,2,…,m）,Sij为第i个年份第j个指标的标准化值；n和m分别为样本个数和指标个数。在信息论中,如果某项指标的数值变异程度越大,对应的熵值越小,反之亦然。

三、指标体系及数据来源

（一）评价指标体系的构建

本文本着协同学系统分析的视角[6],在旅游业-土地利用-生态环境交互胁迫作用的机理基础上,遵循整体性、科学性和可操作性等原则,通过查阅相关资料,借鉴已有评价指标体系[7-8],构建了旅游业-土地利用-生态环境协调发展的评价指标体系,具体见表2。

（二）数据来源

本文以中原经济区为研究对象,而中原经济区是以河南省为核心,河南省社会经济发展情况决定着中原经济区的发展情况。因此,鉴于数据收集的便捷性,本文采用的数据主要来源于2002-2012年《中国统计年鉴》、《中国旅游统计年鉴》以及《河南统计年鉴》,并以河南省国民经济和社会发展统计公报、河南旅游政务公开中的数据作为补充。考虑到2003年“非典”作用对旅游业的影响较大,统计数值不具有全面性,故未对2003年的各项指标进行统计分析。

表2 旅游业-土地利用-生态环境耦合协调指标体系及权重

四、结果分析及预测

（一）指标体系权重贡献度分析

根据熵值法确定的各子系统评价指标体系权重来看,对旅游业-土地利用-生态环境系统的耦合协调度贡献度各异。旅游业子系统中旅游总收入、入境旅游人数、其他旅游企业数量、旅游外汇收入和国内旅游人数贡献度较大,其权重分别为0.228 527、0.158 143、0.156 813、0.140 638和0.130 621；土地利用系统中第二产业增加值、第三产业增加值、第一产业增加值贡献度大,其权重分别为0.559 144、0.227 845和0.206 954；生态环境系统中工业废气排放量、工业固体废物产生量、公园绿地面积和自然保护区覆盖率贡献度大,其权重分别为0.349 915、0.320 419、0.135 765和0.072 856。因此,在以后谋求中原经济区旅游业-土地利用-生态环境系统协调发展时,须着重从以上具体指标入手。

（二）综合评价指数分析

从表3和图2中可以清晰地看出,在2001-2011年10年间,河南省旅游业、土地利用效益以及生态环境效益都处于上升状态,发展状况良好,但3个子系统间发展特点有所不同。旅游业评价指数曲线显示,10年间河南省旅游业得到了快速发展,呈逐年上升趋势,尤其是2005年以来,旅游业平均每年以16.12％的速度递增。这主要是得益于近年来河南省对旅游产业的重视,将其作为全省国民经济新的增长点和支柱产业,从而推动旅游业的快速发展。

表3 河南省2001-2011年旅游业-土地利用-生态环境评价指数

图2 2001-2011年河南省旅游业-土地利用-生态环境评价指数曲线图

土地利用评价指数曲线显示,土地利用效益呈持续上升的状态。从贡献度来看,土地利用的经济效益比较明显,土地利用结构对综合指数的贡献度相对较小。显然,自2001年以来,河南省在土地资源十分有限的情况下,土地利用效率不断提高,集约化土地利用程度不断提高,这与旅游业的快速发展有着直接的关系。近年来,河南省将旅游业作为国民经济新的增长点和支柱产业着力培育,旅游资源开发力度不断加

大、旅游基础设施不断完善、旅游关联产业的经济拉动作用逐步显现,进而增强了土地的复合化利用,提升了土地利用的价值,促使了土地利用综合评价指标值的上升。

与旅游业评价指数和土地利用评价指数相比,生态环境评价指数在总体上升但增长速度慢,这主要是由于近十年社会经济结构不断完善,工业化程度逐步提高,给生态环境造成了巨大压力,与此同时,由于旅游业发展政策扶植力度不断加大,生态旅游资源不断开发,加之节能减排政策的实施,生态环境又有一定程度的改善,因此,生态环境效益呈波动状态。

（三）耦合度和耦合协调度分析

为了更清楚地反映2001-2011年中原经济区旅游业、土地利用和生态环境的耦合协调演化态势,根据表4画出旅游业-土地利用-生态环境协调发展的耦合演化曲线,见图3。

表4 河南省2001-2011年旅游业-土地利用-生态环境耦合协调度一览表

图3 旅游业-土地利用-生态环境耦合度和耦合协调度演化曲线图

总体来看,在研究期内耦合度不断增强,2005年以后处于稳定状态,一直处于0.32左右；协调度指数呈加快增长趋势,但整体上仍处于失调状态,失调程度在逐渐减弱。具体来看,耦合协调度大致可以分为两个阶段：

2001-2004年：这一时期旅游业、土地利用和生态环境处于较低水平的耦合阶段,土地开发强度不大,工业化程度不高,对生态环境的破坏程度不大；同时,旅游业刚刚起步,生态旅游景点开发力度加大,因此,生态环境承载能力较强。但三者之间的协调程度很低,处于极度失调和严重失调状态。

2005-2011年：这一时期旅游业、土地利用和生态环境处于拮抗时期,耦合度在0.32左右震荡,说明三者的交互作用在不断加大。工业化程度不断提高,旅游经济不断发展,土地的经济效益比较明显,社会经济的发展、旅游接待能力的提高对环境造成了很大的破坏,加之环境保护意识的淡薄和环保资金、技术投入不足降低了生态环境承载能力。2005年把旅游业培育成支柱产业政策的提出,2006年文化强省战略、2009年“旅游立省”战略以及2011年中原经济区建设的出台使得旅游业得到快速发展,带动了旅游交通、旅游商品、饮食住宿、娱乐等相关产业的发展,包括云台山、嵩山、宝天曼、伏牛山在内的休闲度假、生态观光旅游项目的整合和开发,较大程度上改善了生态环境,工业旅游、农业观光、会展旅游、科普旅游、旅游节庆活动等旅游项目的开发复合利用了有限的土地资源,使得土地资源集约化程度提高。因此,这一时期旅游业、土地利用和生态环境系统协调发展程度不断提高。

（四）预测

从中原经济区旅游业、土地利用和生态环境系统耦合协调现状来看,协调程度还比较低,但从趋势来看协调程度在不断增强,为了更清晰地把握中原经济区今后的发展趋势及协调程度,笔者运用时间序列对2012-2014年旅游业、土地利用以及生态环境评价指数发展走势以及耦合协调度进行了预测,具体如图4和图5。

图4 旅游业-土地利用-生态环境评价指数统计-预测对比图

图5 耦合度和耦合协调度统计-预测对比图

预测数据显示,旅游业、土地利用以及生态环境评价指数今后三年呈不断上升趋势,耦合度变化不大,仍保持在0.33左右,而协调程度不断增强。根据数据测算,2012年旅游业、土地利用和生态环境的协调程度为0.360 0,2013年为0.388 2,2014年为0.416 4,协调程度将在2014年处于濒临失调的状况。说明由于中原经济区建设政策的出台,中原地区在土地资源十分有限的条件下,通过文化旅游业的不断发展,可以在一定程度上复合化利用土地资源,提升土地价值,改善生态环境,最终实现旅游业、土地利用和生态环境系统的耦合协调发展。

五、结论

文本在阐述旅游业-土地利用-生态环境系统协调发展作用机理的基础上,通过构建旅游业、土地利用和生态环境系统评价指标体系、耦合度模型以及协调度模型,以2001-2011年数据为依据进行定量分析。结果显示,中原经济区旅游业、土地利用和生态环境系统发展水平均呈较快增长态势,并且三大子系统之间存在着明显的耦合互动发展关系,但由于中原经济区旅游业起步较晚,复合化利用土地的程度较低,对生态环境的改善作用还十分有限。随着旅游业的快速发展,与土地利用和生态环境的协调程度逐年提高,研究表明,中原经济区旅游业-土地利用-生态环境系统从2001年的极度失调到2011年的轻度失调,协调程度逐年提高。为了更好地显示今后的演化趋势,笔者运用时间序列对2012-2014年三者的协调程度进行了预测,结果显示,总体上协调程度仍然较低,但协调趋势越来越明显。因此,中原经济区旅游业的快速发展,对于实现集约化利用土地资源和改善生态环境具有重要意义,并将为实现“两不三新”提供一条重要的发展路径。

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Study on the Coupling Coordinating Degree of Tourism、Land-use and Environment about Central China Economic Area

Zhang Juan
（Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454000,China）

By analyzing the interaction coupling mechanism of tourism、land-use and environment system,the paper built a model of coupling and coordination about the system.It evaluated quantitatively the coupling coordinating relations of tourism、land-use and environment system on Central China Economic Area,and forecasted the development trend.The results showed that each evaluation index of tourism,land-use and the ecological environment rises rapidly in 2001-2011,and the coupling degree is relatively stable.The coordination degree increases constantly from disorder exceedingly in 2001 to disorder slightly in 2011.The degree of coordination is growing in 2012-2014 by prediction.

central China economic area；tourism；land-use；environment；coupling coordinating degree

F592.7

A

1674-3784（2014）05-0039-06

[责任编辑：吕观盛]

教育部人文社会科学研究一般项目（10YJC790251）；河南省教育厅软科学重点项目（13B630036）；河南省社科联调研课题（SKL-

2013-3285）

2014-06-11

张娟（1979-）,女,河南周口人,河南理工大学讲师,主要研究方向：旅游用地问题。