长江经济带产业升级与生态环境优化耦合评价研究

李 强,丁春林

(安徽财经大学 经 济学院,安徽 蚌 埠 233030)

长江经济带产业升级与生态环境优化耦合评价研究

李 强,丁春林

(安徽财经大学 经 济学院,安徽 蚌 埠 233030)

基于长江经济带沿线36个城市2005-2015年的市级面板数据,通过构建产业升级与生态环境优化综合评价指标体系,运用改进的熵值法确定指标权重,对长江经济带产业升级与生态环境优化耦合协调度进行测度,发现:(1)长江经济带产业升级与生态环境优化耦合度呈不断上升态势,总体处于协调发展阶段,但产业结构升级要滞后于生态环境优化步伐,基本属于产业升级滞后型;(2)近十年长江经济带产业升级与生态环境优化耦合协调度的区域差异明显,这种区域间的差距在不断扩大,其中无锡、常州、南京、镇江及杭州达到高水平耦合发展阶段,泸州处于濒临失调发展阶段,长江上、中、下游地区的耦合协调度依次上升,产业转型升级与生态环境优化是未来一段时间长江经济带建设的重要目标任务。

长江经济带;产业转型;生态环境;耦合度

从“黄金水道”、“立体交通走廊”到“绿色发展”体现出长江经济带建设思路的调整。2016年1月5日,国家主席习近平在推动长江经济带发展座谈会上指出,长江经济带发展要把生态环境保护摆在优先地位,所有经济活动都要以不破坏长江的生态环境为前提,走生态优先、绿色发展之路是实现长江经济带可持续发展的必然选择。同时,2016年中央经济工作会议把“去产能”排在五大任务之首,长江流域钢铁、汽车、石化、水泥等行业占比较高,化解产能、促进产业转型升级亟待解决。因此,产业转型升级与生态环境优化是未来一段时间长江经济带建设的重要目标任务。

国外关于产业与生态环境二者关系的研究源自生态学理论。起初,由于生态学在应用领域的加强和工业产业的发展,学者开始考虑将生态系统的物质能量流动及循环规律运用于产业生产。如Billen(1983)针对当时的工业体系中存在的问题,提出可以将生态学相关理论运用到产业发展中,进而对工业系统的持续运行机制进行探讨。随着研究的深入以及生态环境问题在世界范围内得到重视,学者思考产业发展如何影响生态环境。Dewick(2002)[1]从生产技术角度进行阐述,提出技术在生产规模和资源方面的变化会直接影响工业温室气体的排放,进而对生态环境产生影响。Robert A.Frosch&Nicolas E.Gallopoulos(1989)[2]从生产方式角度进行阐述,提出把生态系统原理应用在产业系统中,如自然界的物质循环、能量层递消耗以及可持续的太阳能等,采用新的生产方式,从而提升产业系统的可持续性。Halser(1989)[3]提出对产业结构进行的合理性评价并基于此进行产业结构的变动调整,利于保持地方经济的持续发展,产业结构的优化升级对城市环境保护有促进作用。

国内对产业与生态环境关系研究主要分为两类:一是研究某一特定产业与生态环境的耦合关系,如方叶林(2013)[4]对2001-2011年大陆31个省域耦合度及协调度分别进行测度,得出省域旅游与生态环境总体处于中度耦合协调,且协调性逐年增强;朱土兴(2014)[5]通过对2003—2010年我国31省份省域面板数据的实证分析,测度工业和生态环境的协调性,发现我国工业生态系统耦合程度优劣程度依次为中部、西部和东部,且各区域间两极分化明显。二是针对区域性的产业生态协调发展的研究,这类研究相比于第一类较少。如卢雅珍(2014)[6]基于耦合协调度模型对关中-天水经济区的产业发展与生态环境的协调度进行了研究,发现该区域产业与生态环境协调程度较好且处于U形区域右半边的上升阶段;邹伟进等(2016)[7]对我国产业结构与生态环境之间耦合关系进行了测算,测算发现我国产业结构不断朝着高级化、合理化方向发展,产业结构与生态环境经历了从极不协调向协调过渡。

耦合本是物理学中的一个概念,是对系统或各要素间关联程度的度量,描述要素间的彼此依赖关系。已经有许多学者对产业生态之间的关系进行研究,但随着研究的深入,逐渐发现仅用单一指标进行分析是不充分的,需要采用复合指标进行研究,而耦合度概念恰好能够满足这一需求。现有文献采用不同的方法对耦合协调性进行了测度,如彭继增等(2015)[8]基于灰色关联理论,以江西省为例对产业结构与经济协同发展进行实证分析,证明江西省第三产业近几年获得了较大发展,并扮演着越来越重要的角色,经济发展正步入正常的经济演化轨迹;周成等(2016)[9]选取长江经济带沿线11个省市为研究对象,综合运用加权TOPSIS法和耦合协调度模型对经济、生态环境以及旅游产业耦合协调关系进行时空分析;郭月婷和徐建刚(2013)[10]基于2010年淮河流域35个地级市城市化和生态环境指标数据,基于模糊物源分析建立城市化生态系统指标体系,测度淮河流域城市化和生态环境系统交互耦合的协调程度,发现淮河流域正处于高度协调耦合阶段。

总体而言,学界研究的多为经济与生态环境或者环境污染之间的耦合关系,产业与生态优化耦合度的研究相对较少,且基本上都是基于省级层面,目前只有马丽(2012)[11]等少数学者基于市级数据的研究,对于长江经济带这样特殊区域产业与生态优化耦合度的研究鲜有涉及。特别是,重化工围江是加剧长江流域环境污染的重要原因,那么,长江经济带产业升级与生态环境耦合协调度如何?究竟是产业升级滞后于生态环境优化,还是生态环境优化滞后于产业升级?为了回答这些问题,本文基于长江经济带36个城市2005-2015年数据,对长江经济带产业升级与生态环境耦合协调度进行测度,分析耦合度的时空特征,进而为经济带产业发展和生态规划提供参考和理论支撑。

一、模型构建

(一)指标体系构建

1.产业升级指标体系构建

产业升级一般被认为是产业结构升级或是主导产业的转换过程,本文认可前一种观点。通过阅读文献,发现产业升级的度量一般从产业结构合理化和产业结构高级化两方面测度(干春晖,2011),或者通过产业结构升级系数(蓝庆新等,2013)来度量,但是可以看出这两种方法采用的指标均较为单一,难以全面度量产业升级水平,如餐饮业、仓储业等传统产业也被列入第三产业,但对产业结构升级的解释较为缺乏说服力。基于此,本文从产业结构水平和产业结构效益两个维度选取6个二级指标,定量描述产业结构升级现状。指标体系如表1所示。

表1 产业结构评价指标体系

2.生态优化指标体系构建

生态环境评价指标拟采用上世纪80-90年代由经合组织和联合国环境规划署联合确立的压力—状态—响应模型(P-S-R model)进行构建。压力指标主要用于衡量人类活动对大自然增加的负担;状态指标主要用于衡量生态环境、自然资源等所处的状态;响应指标是人类对待被破坏的生态环境采取的措施,其值越大说明对环境的改善程度就越高,与生态优化呈正向相关关系。本文从这三方面选取共9个指标,如表2所示:

表2 生态优化评价指标体系

(二)产业升级和生态优化综合指数测算

本文采用改进的熵值法对产业生态综合指数进行测算,出于方法较为成熟以及使用频率的考虑[12]。分析数据主要来自各年《中国城市统计年鉴》、各省市统计局官方数据,个别年份地区缺失值在往年基础上采用一定比率进行测算填补,数据时间区间为2005-2015年。

1.产业升级综合指数测算

首先选用极差法进行标准化无量纲处理,计算公式为:

正向指标:

负向指标:

其中,xi是指指标体系中第i个指标,yi为数据标准化后的数值,max xi、min xi分别是指标体系中该项指标的最大值和最小值。上述各指标中,只有生态优化指标体系中的压力指标为负向(用*表示),其他均为正项指标。

图1 产业结构综合指数得分

由于篇幅限制,本文综合考虑长江上、中、下游区域分布以及得分代表性,选取上海、无锡、合肥、武汉以及泸州五个代表城市测度产业结构、生态优化综合指数2005-2014年的得分。由图1可以看到选取的5个代表城市产业结构区分明显,其中无锡产业结构最为合理,且逐年波动较小。上海2013—2014年间产业优化呈下降趋势,但后来又逐渐回升。泸州产业结构综合得分较低,但也逐年优化,12年以后优化幅度减缓。总体来看,长江经济带城市产业结构整体波动不大,且逐年有小幅优化。

2.生态环境优化综合指数测算

查阅论文发现确定权重的主流方法有层次分析法(AHP法)、熵值法和多目标决策法等。通过比较发现,改进的熵值法能够避免AHP等方法的主观随意性,且更加科学易操作,故本文选用此种方法确定产业升级与生态优化各指标权重。从生态环境评价的三个维度而言,环境响应的权重最大,为53.29%;其次是环境压力权重,为32.14%;最后为环境状态权重,为14.57%。三个维度的权重大小体现各指标对生态质量的贡献程度,因此,环境响应是决定生态质量的关键因素。同理,产业结构评价指标体系中,产业结构水平权重为43.76%,结构效益权重为56.24%,可见产业结构效益是比结构水平更为重要的因素。通过产业转型评价体系、生态环境评价体系的建立,运用改进的熵值法确定各指标权重,之后运用耦合协调度模型,计算出产业生态协调度D。

在求出产业升级与生态优化耦合协调度D后,借鉴物理学中关于耦合协调度的划分,将耦合类型按照0.1的区间长度划分为如下共10个等级:

表3 产业转型与生态优化耦合协调度分类

经过对生态优化综合指数的测算,由于同样的原因,选取具有代表性质的5座城市,具体结果如图2所示。

图2 生态优化综合指数得分

从图2中可以看到,各城市得分较高且差距较小,11年间各城市生态优化综合指数得分呈现波动上升。从地理位置来看,长江经济带中下游地区生态环境质量优于上游区域。2006—2008年间,各地区环境质量均有不同程度下降,之后几年间环境质量得到优化。结果表明长江经济带大部分地区生态环境质量较高,在2005-2015这11年间,除个别年份的波动外,得分总体呈平稳上升趋势。

二、耦合协调度测度

(一)耦合协调度模型

耦合协调度是目前普遍采用的用以衡量系统协调状况好坏程度的主流方法。依据耦合理论,本文通过测度产业生态耦合度C,并据其定义协调度D,最终确定产业升级与生态优化系统整体的协调发展程度。耦合度C为:

其中,x、y分别代表产业升级和生态环境优化系统综合指标,k为调节系数,依据其他文献,取k=2。

耦合度C反映了产业升级与生态环境优化的耦合协调程度,当C的值接近于1的时候,意味着产业与环境的耦合程度越高。为了全面描述产业升级与生态环境优化的耦合协调度,本文引入反映产业与生态环境耦合协调度指标,定义为:

其中,D为产业结构与生态优化协调度,T为协调发展水平综合评价指数。T=αx+βy,α、β为待定权数,可知,T∈(0,1),D∈(0,1)。由于产业升级和生态环境优化是实现两者耦合协同发展同等重要,因此本文将α、β的值都设为0.5。

(二)测度结果

依据前面产业转型与生态环境评价指标的选取,运用改进的熵值法确定各指标权重,再结合耦合协调度模型,得到各年长江经济带产业生态耦合协调度D,本文只列示2005年以及2015年各城市的分布情况,具体如图3和图4所示。可以看到,长江经济带产业生态耦合协调程度有着明显的空间相关性,下游区域耦合程度最高,其次为中游区域,下游地区协调程度最低。2005—2015年各区域产业生态协调程度均有提升,但呈现出显著的“马太效应”,即耦合程度较高的地区优化步伐快于协调程度较低的区域,经济带内产业生态协调程度差距仍在逐年扩大。

图3 长江经济带主要城市2005年、2015年耦合协调度

图4 2005、2015年耦合度雷达图

综合上述长江经济带耦合协调度测度结果,可以得到如下结论:

1.总体来看产业升级与生态优化相比较为滞后

各城市间产业完善程度区分明显,但生态环境综合得分较高。长江经济带各城市产业生态耦合发展程度都较高,绝大部分城市D值处于0.5～0.8之间,其中居于0.6～0.8的最多,且逐年小幅提升,总体波动不大。基本处于协调发展阶段,2015年36个城市中只有黄冈处于濒临失调发展;无锡、常州、镇江、苏州是长江经济带产业生态耦合程度最高的城市,为良好协调发展类。

2.纵向来看,2005-2015年间,除个别年份有较大波动外,整体上各城市耦合协调度平稳上升,但区域间差距仍在逐年拉大

可以看到,产业和生态综合评价指数均随时间推移慢慢增加,故长江经济带区域产业生态耦合性也在逐年增强。产业生态耦合程度良好的中下游地区速度快于本来协调性较差上游区域,经济带协调程度还有待优化。

3.横向对比来看,经济带区域间耦合协调度差距较大

长江经济带产业生态总体上处于协调发展阶段,中下游地区耦合程度较高,上游区域耦合程度较低。耦合协调度排在前列的无锡、常州、南京、镇江及杭州达到良好耦合水平,泸州处于濒临失调发展水平,剩下30个城市属于勉强协调和初级协调发展类型,区域间差异明显。

三、研究结论与政策建议

(一)主要结论

1.产业结构逐年优化,但区域间差异明显

经济带内产业结构综合评价指数逐年呈小幅度递增态势,说明在经济社会发展的同时,长江经济带产业结构也在不断优化,不断朝着结构合理化、高度化的方向变化,优化调整的步伐缓慢但一直呈上升趋势。但区域间产业结构优化程度差异明显,从图1可以看到选取的五座城市产业结构得分较为分散,如经济发达的上海、无锡等城市产业综合指数得分较高,结构较为合理;而泸州等城市得分较低,说明产业发展较为滞后,二、三产业占比不高,产业结构要进一步合理规划,促进产业升级并进一步促进城市的发展。

2.生态环境质量有所改善,产业转型较生态优化略为滞后

近11年来,尤其是2008年至今,长江经济带生态优化综合指数期间虽有小幅度的波动,但整体看环境质量逐年提升。不同城市产业升级水平差距大,生态优化差距较小。从原始数据可以看到,各区域生态压力、状态、响应综合指数均有不同程度的提升,说明经济带内生态环境随着产业的发展也在慢慢改善。产业升级相比生态优化步伐较为滞后,说明长江经济带内产业结构还需要进一步优化。

3.产业生态整体耦合协调程度较高,且逐年增强

长江经济带产业与生态环境耦合程度总体较高,总体上处于协调发展阶段,并且逐年略有提升,总体波动较小,但区域间差距较大,且仍有逐年扩大趋势。无锡、常州等城市协调水平较高,泸州等城市耦合程度则相对较低。区域间产业生态协调程度呈现出集聚现象,从图3可以看到耦合程度最高的区域均集中在上海、江苏等下游区域,耦合程度最低的为上游区域,而中游地区耦合水平则介于两者之间。从原始数据来看,协调程度高的地区大多产业结构合理,城市绿化水平以及对三废的处理率也相对较高。反之,耦合度低的城市产业结构综合得分较低,对生态环境的重视程度也相对较低。经济带内区域间差异明显,要加快落后地方的产业升级步伐,重视生态环境的保护以及污染物的处理。

(二)政策建议

本文基于2005-2015年长江经济带沿线主要36个城市面板数据,考察了在生态环境的制约下,产业转型与生态优化的协调发展,依据实证结果,建议从下面几个方面提升经济带整体耦合协调程度:

1.经济带内中上游区域耦合程度较低,下游产业生态较为协调,且差距逐年拉大

为此,应加大对中上游城市的产业生态协调发展的重视程度。可以看到,中上游区域的经济发展水平明显落后于下游地区,故产业结构以及对污染物的处理水平等均滞后于下游区域。提高产业生态协调程度,要加快产业转型升级,加强对环境的保护及污染的治理。各地区应充分挖掘自身特色,加快产业升级步伐。如上游区域的四川、云南等地可以充分利用当地自然资源优势发展旅游及其相关产业,推动产业结构优化升级,进而提升当地产业生态耦合程度。

2.产业升级滞后于生态优化步伐

中上游地区生态优化指标与下游区域相比虽有差距,但十分不显著,其对环境的保护意识程度较高。但产业结构明显滞后与下游地区。这为缩小经济带内区域协调发展差距提供了一个思考方向。

长江经济带经济发展过程中,政府可以引导构建产业生态协调发展模式。基于经济带生态环境承载力设定产业结构与产业规模。资源消耗为特征的传统发展模式,要逐渐弱化,依靠行政力强制干预对环境产生重大负面影响产业的发展,从供给侧优化二者的协调关系。

在具体的实施过程中,可着重考虑采用一些政策手段和市场经济相结合的方式。如可采用一定的价格歧视政策,即针对不同类型的产业收取环境污染费用,并对能够改善环境质量的产业或企业给予一定的价格补贴,可以一定程度上激励生产厂商改进生产技术,减少污染物的排放并积极探索新的清洁能源。使污染程度高的产业逐渐减少直至退出市场,使长江经济带产业朝着生态优化的方向发展。受科斯定理以及庇古税启发,还可以将具有负外部性的环境污染转换为企业的内部成本,即将环境资源纳入市场机制,实行排污等权利的有偿使用,促使企业主动改进生产技术,提高资源利用效率,加强对废弃物的处理,减少污染物的排放[7]。与此同时,政府还应注意加强市场监督,对生产活动中存在的资源浪费、破坏环境行为进行限制和处罚,并对节约资源,发展绿色产业的行为给予激励。总之,构建产业结构与生态环境协调发展的内生机制,是促进二者协调关系的基本途径。

3.积极推进节能环保产业发展,提升污染物处理能力

随着长江经济带生态环境保护提升到战略高度,绿色发展、注重生态环境保护的理念也在社会上成为共识。长江经济带要积极推进生态文明建设,加快产业结构的优化升级,推进节能减排,促进产业绿色技术创新。一要对现有产业中资源消耗大,污染严重的产业进行整改,引进先进技术及设施,如可将生产中需要的物质资料煤炭、石油等传统资源替换成太阳能、风能、水能等清洁能源,从生产源头降低能源消耗,减少污染物的产生及排放;另一方面要从宏观上调控产业,对长江经济带内产业进行合理布局和发展。经济带内各地区应结合自身特点,着力发展相关环保产业。经济发达地区可利用自身技术优势发展清洁能源开发及其他环保技术研发产业,如上海、南京、武汉等城市;以重工业为主的地区要加快节能产业的发展,如马鞍山、攀枝花等。

4.积极培育发展生态产业园

生态产业园意为在生态理念的引领下选取某一试点对产业系统进行开发,目标是达成经济效益和生态效益的双赢。欧美等发达国家早在20世纪70年代就开始了对生态产业园进行探索,国外生态产业园的模式多样,丹麦卡伦堡生态产业园是世界上第一个也是目前世界上最成功的生态产业园,其建设经验值得我们借鉴。生态产业园一般为政企合作,企业在政府的引导下实现产业发展与生态优化的共赢。依据生态优先的理念对经济带内现有的经济技术开发区或高新技术开发区进行改造是目前最为有效便捷的方式。长江经济带可以借鉴国内外相关生态产业园的建设经验,通过对某一经济技术开发区内现有企业进行技术改造,并引入相关共生产业,建立企业间的互助合作机制,使园区内资源得到优化配置,废弃物循环利用,以期园区内产业发展的同时不增加污染物的排放和资源的消耗。

[1]Dewick,P.M.Miozzo.Technological change:Industry Structure and the Environment[J].Florida:Tyndall AFB,2002:3-8.

[2]Robert A.Frosch,Nicolas E.Gallopoulos.Strategies for Manufacturing[J].Scientific American,1989(3):144-152.

[3]Halser A V.Strategies for the protection of the environment in urban areas[J].Modern Approach to the Protection of the Environment,Oxford,New York,1989.

[4]方叶林,黄震方,段忠贤,王坤.中国旅游业发展与生态环境耦合协调研究[J].经济地理,2013(12):195-201.

[5]朱土兴,朱子云,朱磊.基于面板数据的地区工业与生态协调优度分析[J].浙江大学学报(人文社会科学版),2014(2):130-143.

[6]卢雅珍.关中-天水经济区产业与生态环境耦合发展研究[D].兰州:兰州大学,2014.

[7]邹伟进,李旭洋,王向东.基于耦合理论的产业结构与生态环境协调性研究[J].中国地质大学学报(社会科学版),2016(2):88-95.

[8]彭继增,孙中美,黄昕.基于灰色关联理论的产业结构与经济协同发展的实证分析—以江西省为例[J].经济地理,2015(8):123-128.

[9]周成,冯学钢,唐睿.区域经济-生态环境-旅游产业耦合协调发展分析与预测—以长江经济带沿线各省市为例[J].经济地理,2016(3):186-193.

[10]郭月婷,徐建刚.基于模糊物元的淮河流域城市化与生态环境系统的耦合协调测度[J].应用生态学报,2013(5):1244-1252.

[11]马丽,金凤君,刘毅.中国经济与环境污染耦合度格局及工业结构解析[J].地理学报,2012(10):1299-1307.

[12]李创新等.1993-2008年区域入境旅游流优势度时空动态演进模式—基于改进熵值法的实证研究[J].地理研究,2012(2):202-204.

(责任编辑:李潇雨)

Study on the Coupling Evaluation of Industrial Upgrading and Eco-environment Optimization in the Yangtze River Economic Belt

LI Qiang,DING Chun-lin
(Economic School of Anhui Finance University,Bengbu 233030,China)

Based on the penal data of 36 cities along the Yangtze River Economic Belt between 2005 and 2015,this paper measures the coupling coordination degree between industrial upgrading and eco-environment in the Yangtze River Economic Belt by constructing the index system of comprehensive evaluation of industrial upgrading and ecological environment optimization and using the improved entropy method to determine the index weight.The research results are as follows:(1)The coupling degree of industrial upgrading and eco-environment optimizing shows an ever rising trend.Altogether,the Yangtze River economic belt is in the stage of coordinated development,but the upgrading of the industrial structure lags behind the pace of eco-environment optimization,basically belongs to the type of industrial upgrading lag;(2)For nearly ten years,the regional gap of coupling coordination degree of industrial upgrading and ecological environment optimizing in the Yangtze River economic belt is obvious and is expanding still,wuxi,Changzhou,Nanjing,Zhenjiang and Hangzhou have reached a high level of coupling development stage,luzhou is on the verge of maladjustment.The coupling coordination degree is rising in pacewith the change of upstream,midstream and downstream of Yangtze River.We can see that the industrial upgrading and ecological environment optimizing is an important task of the Yangtze River Economic belt's construction in the future.

the yangtze river economic belt;industrial transformation;eco environment;coupling

F127

A

1008-2603(2017)04-0009-07

2017-05-10

安徽省自然科学基金面上项目“长江经济带产业转型升级与生态环境优化的协同机制研究”(1708085MG172);安徽省社会科学联合会重大项目“长江经济带产业结构与生态环境耦合优化研究”(2017ZD003);安徽省教育厅人文社科重点项目“考虑技术进步和结构调整回弹效应的我国节能减排路径研究”(SK2015A224);安徽财经大学研究生科研创新基金“长江经济带产业升级与生态环境优化耦合评价及提升策略研究”(ACYC2016102)。

李强,男,安徽财经大学经济学院副教授,经济学博士;丁春林,女,安徽财经大学经济学院硕士研究生。