华中地区生态文明、产业技术与经济发展耦合协调研究

舒良友,郭　王进

(河南理工大学 a.能源经济研究中心;b.工商管理学院,河南 焦作 454000)

当前，我国经济已由高速发展阶段转变为高质量发展阶段,建立新型经济体系,培养经济驱动力刻不容缓。面对我国经济发展需要新型增长动力的现实要求,有学者认为绿色驱动[1]与创新驱动[2]将在很大程度上解决我国现阶段经济增长动力衰退的问题。绿色驱动强调在经济发展中注重生态文明建设与经济增长的融合与协调，创新驱动强调经济发展过程中产业技术的提升与运用，两者均有助于减少能源消耗、改善产业结构、提升核心竞争力,实现我国产业在全球价值链地位的提升。目前国外学者尚未提出“生态文明”与“创新驱动”的概念,相关研究也以“可持续发展[3]”与“科技发展[4]”为中心开展。我国作为世界首先提及生态文明建设与驱动创新的国家,学者们围绕两者理论[5,6]、评价[7,8]和如何构建[9,10]等进行了大量研究。我国的生态文明建设与创新驱动是世界经济发展的重要实践[6]，我国政府高度重视生态文明建设与产业技术提升,十九大中更是将两者提升至国家战略高度,以期改善我国现阶段的矛盾,推动国家发展进程。

生态文明与产业技术均为经济发展的重要驱动力,生态文明、产业技术与经济发展的耦合协调情况直接反映出该地区社会发展态势,也是判断该地区经济发展是否健康的重要依据。生态文明、产业技术与经济发展是相互关耦合、相辅相成的共同体,同时也是相互节制、相互影响的结合体。产业技术提升有利于减少能源消耗、改善环境,提升经济承载能力,促进生态文明建设,优良的生态环境吸引高素质人才与企业,进一步提升产业技术与经济发展。反之,产业技术低下导致污染加剧,迫使环境承载力衰退,不仅无助于生态文明建设与经济发展,还将导致人才流失,进一步削减产业技术水平,进入“产业技术低下—环境污染—经济发展滞后—产业技术低下”的死循环。明确三者的科学内涵,探析三者之间耦合机理,推动三者协同发展有利于解决当今经济社会运行过程中存在的突出问题,打破资源、生态与技术制约,改善我国发展不均衡、不充分的现状。

本文借助现有的研究成果,以华中地区为对象,将生态文明、产业技术与经济发展耦合协调情况为核心,选取三大子系统40项指标,运用耦合协调模型对华中地区耦合协调度进行测算,并结合实际对耦合发展过程中存在的问题进行诠释,为改善华中地区现有矛盾与“建设美丽中国”提供支撑。

1　指标体系构建与研究方法

1.1　指标体系构建

生态文明系统:我国的生态文明建设是对生态市(县、区)建设的补充与优化。十九大之前我国的生态文明评价体系已较完善,评价指标主要集中于生态环境与社会环境。十九大之后,我国的生态文明建设具有了更深层次的含义,不仅要求留住“绿水青山”,还要将“绿水青山”建设成“金山银山”。生态文明建设不仅仅包含自然环境,更强调人与自然的和谐相处,建立“人与自然”的二元制生态体系,强调对资源的合理利用。可见,生态文明建设不仅应体现环境、空间等要素,还应囊括能源效率与人工干预等要素。结合相关文献[11],本研究认为生态文明系统应包含空间、能源与污染、资源与环境、污染物治理四个要素构建生态文明评价体系,期望充分展现生态文明的内涵,指导生态文明科学发展。依据指标选取原则,选取19个指标体现生态文明发展水平,指标权重运用Bayes-AHP确定,见表1。

产业技术系统:产业不同于企业,产业是多个具有相似属性企业的整合体,产业技术与企业技术存在一定的差异。企业技术可表现为企业获取私人利润的需要,对知识存量的运用与探索。企业技术主要由企业对需求的响应和企业异质性决定,产业技术则是需求侧协同发展在供给侧中的响应,源自国家科技发展与市场需求的推动[12]。本研究结合相关文献[13]认为产业技术系统包含科研能力与R&D活动量两个要素建立产业技术评价体系,以期指导产业技术健康发展。依据指标选取原则,选取7个指标体现产业技术水平,见表2。

表1　生态文明系统指标与权重

表2　产业技术系统指标与权重

经济发展系统:经济发展是社会经济进入特定时期的现象,经济发展既含国民财富与社会生产力的增加,也有经济结构优化与产业结构调整。因此,评价经济发展不能只局限于国民财富、劳动生产力与国民生产总值等量的增加,还应包括三类产业占比、经济发展状态等经济结构指标。经济发展系统可围绕经济结构与经济消费两个要素建立评价体系,借以反映经济发展现状。依据指标选取原则,选取7个指标体现经济发展水平,见表3。

表3　经济发展系统指标与权重

1.2　研究方法

Bayes网络:为了解决多系统、多层级、多指标复杂巨系统权重决策,运用Bayes网络确定权重[14]。根据子系统内多层级之间的相互关系构建Bayes网络,对要素进行分解后得到要素内指标和目标层、目标属性层与属性层。在构建Bayes网络之后,还需给出目标/属性之间的CPT。文中的CPT代表权重。Bayes网络要求每个层级权重总和满足Σwi=1,即同一层级下所有单元权重之和为1。基于Bayes网络的指标权重计算模型为:

wz=wxgwy

(1)

式中,w为权重;z、y、x分别为目标层、指标层、要素层,且满足Σwz=1、Σwx=1、Σwy=1。

综合评价法:综合评价法被广泛应用于多指标的系统评价中。收集的数据因单位不同,导致不具可比性,需进行无纲量化处理,实现线性可加。无纲量化处理方法为:

(2)

式中,G1为正向指标无纲量化值;G2为负向指标无纲量化值;Eij为一组面板数据。

实现数据的线性可加性之后,结合各项指标的目标权重,计算出综合评价值。综合评价值的计算模型为:

(3)

式中,f(a)、g(b)与φ(c)分别为生态文明子系统、产业技术子系统与经济发展子系统的综合评价值;a、b与c分别为生态文明子系统、产业技术子系统与经济发展子系各指标的无纲量化值;w为不同指标的权重;n、m、k为三大子系统中要素个数。

耦合协调模型:社会学中,耦合度表示两个或两个以上系统之间互相碰撞、磨合与发展的状态。借助耦合概念,可探索生态文明子系统、产业技术子系统与经济发展子系统之间耦合协调关系。借助现有文献,构建耦合度模型:

(4)

式中,C为三大子系统的耦合度。耦合度的取值范围为[0，1],耦合度接近1说明系统耦合程度越高,子系统之间互相作用效果越好;耦合度越接近0，说明系统耦合程度越低,子系统之间互相作用效果越差。

耦合度虽然可解释子系统之间互相影响的程度,但无法揭示子系统的发展程度。为了揭示子系统是在高水平的相互协调还是在低水平的相互关联,需引入耦合协调度模型对系统协调发展水平进行判定。耦合协调度模型为:

(5)

式中,R为耦合协调度;T为系统综合协调度;α、β与γ为待定系数,且α+β+γ=1,本研究认为生态文明与经济发展比产业技术更加重要,故取α=0.4,β=0.2,γ=0.4。若R处于[0，0.5]时,系统处于失调状态;若耦合协调度处于(0.5，0.7]时,系统处于磨合状态;若耦合协调度处于(0.7，1]时,系统处于协调状态。

相对发展矩阵:耦合协调度可揭示系统总体的发展程度,但是在展示子系统的相对发展程度上存在明显的欠缺,因此引入相对发展矩阵,探索三大子系统之间的相对发展程度。相对发展矩阵模型为:

(6)

式中,f(a)、g(b)与φ(c)分别为同一年生态文明子系统、产业技术子系统与经济发展子系统的综合评价值。若矩阵中最大元素值小于1.2时,认为系统处于均衡状态;反之,若系统处于失调状态时,系统中为1元素所代表的系统发展滞后。

2　生态文明、产业技术与经济发展耦合分析

本文所需的数据来源于相关年份的《中国统计年鉴》、《中国生态年鉴》、《中国能源年鉴》、《中国科技年鉴》与《中国工业年鉴》。查询上述年鉴,收集2006—2016年华中地区的生态文明、产业技术与经济发展数据,运用耦合协调模型对华中地区三大子系统的耦合协调度进行测算,结果见表4。

表4　耦合协调度测算结果

2.1　耦合协调阶段分析

2006年,华中地区三大子系统耦合协调度介于0.227—0.370,所有省份均属于失调状态。其中,河南、湖北、湖南、山西的耦合协调度大于0.3;安徽、江西的耦合协调度未超过0.3。2011年,华中地区三大子系统耦合协调度介于0.416—0.575,整体处于磨合与失调两种状态,较2006年有了较大提升。其中,河南、湖北、湖南处于磨合状态,其他三省处于失调状态。直至2011年没有任何一个省份发展到协调状态,2011年安徽省耦合协调度相较于2006年出现了大幅跃升,即将脱离失调状态达到磨合状态。2016年,华中地区三大子系统耦合协调度介于0.470—0.795,呈现出失调、磨合、协调三种状态。其中,河南、湖北、湖南处于协调状态;安徽、江西处于磨合状态;山西位于失调区间。除湖北外,河南与湖南的耦合协调度在2016年才达到协调状态。

整体上看,自2006年以来除个别省份出现小幅波动外,华中地区耦合协调度均出现持续性上涨,年平均上涨幅度达9.4%。安徽省上涨幅度最大,年平均上涨12.3%;山西省上涨幅度最小,年平均上涨4.7%。华中地区不同省份之间耦合协调度呈现出较大的差异化发展趋势。2006年华中地区耦合协调度的收敛值为0.00157,2016年收敛值已经达到0.0157,扩大了10倍。华中地区在发展过程中形成了以安徽为核心的领先集团和以山西为核心的滞后集团,领先集团与滞后集团之间的差距正在变得越来越大。华中地区耦合协调度长期呈现出类似“橄榄球”的态势。发展较好的湖北省2014年进入协调状态,此时大部分省份还处于磨合状态。该情况在2016年出现了扭转,河南与湖南进入协调状态。河南、湖南、湖北位于协调状态之后,安徽也即将步入协调状态,华中地区耦合协调度呈现“倒三角”结构,可以认为华中地区已经基本进入耦合协调状态。但不能忽略发展过程中出现的波动,部分重要省份出现异常变动。2013—2015年山西省出现了连续两年耦合协调度下降,产业技术与生态文明评价也出现了下降,经济发展评价基本不变,造成耦合协调度出现下滑现象。2013—2015年我国能源行业出现了“寒冬”,大宗商品价格持续下降,大量能源产品积压,以能源行业为主的山西首当其中受到了冲击。说明华中地区在建设生态文明过程中存在诸多瓶颈,破除这些瓶颈是促进生态文明、产业技术与经济协调发展的重要环节。

2.2　相对发展矩阵分析

根据相对发展矩阵的测度结果(表5),选取2006年、2011年与2016年三个典型年份,对华中地区不同省份相对发展状况进行分析。

表5　相对发展矩阵整理状况

华中地区生态文明、产业技术与经济发展状态可以根据相对发展矩阵分为生态文明滞后型、产业技术滞后型、经济发展滞后型与相对均衡型四种。2006年,华中地区没有出现经济发展滞后型省份,湖北、山西处于经济发展滞后型,其他四省属于产业技术滞后型。在2011年,华中地区仅有湖北省由经济发展滞后发展到相对均衡状态,其他所有省份均为产业技术滞后型。安徽于2016年完成“蜕变”,从产业技术滞后状态发展成为相对均衡状态;湖北在经历五年的发展之后,转变为生态文明滞后状态;河南与2011年相比,转变为生态文明滞后状态;湖南、山西、江西三省均为产业技术滞后型。

湖北是最先发展为相对均衡状态的省份，拥有面积广大的山区与自然保护区,武汉市的水域面积约占全市总面积的1/4 。湖北是我国重要的科教大省,武汉拥有众多高校与科研院所,具有强大的科技创新能力。湖北位处中国内陆的中心,便利的交通为该省的经济发展提供了坚实保障。在诸多因素共同作用下,湖北较先发展为相对均衡状态。安徽于2016年蜕变为相对协调型省份。安徽长期处于产业技术滞后状态,经济发展不尽如人意,但该省的生态文明一直保持较健康的发展状态。安徽具有较完备的产业规划,依托具有较强实力的科研院所大力发展高新技术产业,在发展高耗能产业的过程中重视环境的亲和性,合理优化与设计持续推动安徽经济与产业技术的发展。由于资源禀赋与产业发展路径的差异,长期以来山西奉行投资推动战略,主要发展能源工业等重工业,形成了产业结构单一、生态环境恶化、单位能耗极高的粗放型发展模式,这是山西生态文明与经济发展评价在特定时期内出现下滑的主要原因。

总体来看,华中地区大部分地区呈现“双峰一谷”态势,“双峰”即为生态文明与经济发展,“一谷”即为产业技术。绝大多数时间内,大部分省份均为产业技术滞后型,处于其他状态的地区较少,处于相对均衡状态则更少。相对发展矩阵中代表生态文明的元素取值在不断下降,说明华中地区的生态文明的发展速度相比其他系统的发展速度出现了下降。原因在于:①产业技术发展周期长,短时间内无法完成人才培养。产业技术的发展主要依靠科研人员的增加与科研经费的投入。科研经费可以在短期内集中投入,科研人员却无法在短时间内激增。高校作为人才的储备基地,在任何时期均有着极其重要的战略意义。在2017年教育部发布的“双一流”名单中,江西与山西均只有一所高校入选,集中阐释了山西与江西产业技术评价为何远远低于生态文明评价与经济评价。安徽、湖北与此产生鲜明对比,在当地龙头高校带领下,产业技术评价逐年上升,最终实现了相对均衡发展。②经济发展方式粗放,城市规划不合理。受制于我国长期的“城—乡”二元制发展模式,在进行城市化过程中出现挤占生态环境,压榨当地生态承载力,导致能源利用效率低下、能源结构失调,污染物排放监管不到位,制约了当地经济与生态文明的发展,该现象在河南与山西等地极为明显。③生态文明制度建设落后。生态文明制度建设的长期滞后是导致华中地区生态文明相对发展情况逐年下降的原因。在较长的一段历史时期内,华中地区在生态文明制度建设上出现较严重的倒退,环境监管不到位,污染治理能力没有随经济实力增强而发展,制度化、系统性的生态修复过程缺失,生态文明相对发展明显下降。任何子系统发展滞后都将对系统发展生成阻力,不同地区应综合自身情况,采取差异化发展策略,明确自身不足,制定具有针对性的发展规划。

2.3　省际类型演变分析

综合系统发展状态与相对发展状态的测算结果,划分华中地区生态文明、产业技术与经济发展的耦合协调发展类型,分类依据见表6。

表6　系统类型分类

2006年,华中地区生态文明、产业技术与经济发展的耦合协调发展类型出现了A2与A3两种类型：A2型省份为河南、湖南、江西、安徽;A3型省份为湖北与山西。2011年，发展为B4、B2与A2三种类型：湖北省发展为B4型,湖南、河南为B2型,其他三省则为A2型。2016年,不同省份类型划分出现了明显的差异,共出现C1、C2、A2、B4和B2五种类型：河南、湖北为C1型,湖南为C2型,山西为A2型,安徽为B4型,江西为B2型。安徽2016年的耦合协调度为0.694,已十分接近0.7阈值,即将发展为耦合协调状态最佳类型C4型。

研究期内,华中地区生态文明、产业技术与经济发展的耦合协调发展类型未出现A1、A4、B1、B3、C3、C4型,出现数目最多的类型是A2,占比44.4%;其次是B2型,占16.7%。产业技术滞后且系统未达协调状态约为60%,主要原因是华中地区教育与经济资源分布不均衡,半数省份优质教育资源匮乏,江西、山西等省经济发展滞后,产业技术评价与经济评价在空间上的产业重叠,导致系统发展水平不足与产业技术滞后的现状。由此可见,华中地区生态文明、产业技术与经济发展处于未协调状态,近年产业技术高速增长,但仍存在较大缺口。

十九大之后,我国进入社会主义建设新时期,创新驱动与生态文明建设稳步推动,产业技术与生态文明应在经济发展占据更加重要的地位,可从以下方面推进华中地区生态文明、产业技术与经济建设:①实施科学规划,推动新型城镇化。在新型城镇化进程中,应挣脱政府枷锁,建立“自下而上”的基于当地资源、地理与环境承载力新型规划方式。明确土地“人—生态—经济”复合属性特点,抑制地方政府基于短期效益的“扩张冲动”,基于长远利益与整体效益,对现有土地科学布局;改善经济发展模式,建立低碳集约型产业发展模式,力求减少单位能源消耗,提升污染物利用效率,减少污染物排放,避免出现单纯经济利益偏向,确立“人—自然”的二元协同发展体系。②加强科研与教育投入,扩充人才储备。华中地区产业技术相对发展度普遍较低,核心原因是该地区的教育资源分布不均衡。华中地区的教育资源主要集中在武汉与长沙两地,其他省份教育资源相对落后。武汉等大型城市在经济具有较强的区域辐射能力,对人才资源产生极强的吸引,导致周围欠发达省份的人才流失。产业技术人才培养周期长、培养规模有限,人才的储备速度远远落后于人才流失速度,形成了技术人才的“华中塌陷区”。各地应以当地龙头高校与科研院所为支撑,完善人才培养机制,重视应用型技术人才的培养;倡导人才的合理流动,加强不同地域之间的合作,推进高校园区建设;推进教育供给侧改革,了解市场需求与国家科技动向,建设教育供给侧与需求侧协同发展模式;加大科研投入,适时引进国内外高水平大学,促进人才培养由“理论型”向“理论+型”转变,为华中地区创新驱动与提升产业技术能力提供有力的人才保障。③建立生态文明制度,着力生态系统化恢复。华中地区的生态文明制度建设明显滞后,资源属性没有统一界定,资源产权边界模糊,资源管理建设长期滞后,无法为当地提供系统的资源管理方案。部分地区片面追求经济发展,以“环境”换“经济”型的粗放式发展模式,造成资源的大量浪费。生态文明建设是一项具有系统性、创造性、持续性和重大战略意义的任务，政府应积极发挥主导权,建立生态文明制度,加快落实资源税费与有偿使用机制,在产业发展中发挥自身的引导与规制能力。生态文明建设中不能忽视广大人民群众的作用,应适时建立健全全民参与机制;提高公众对生态文明建设的归属感与主人公意识,增强民众的参与度与认同度;高度重视非政府组织在生态文明制度中所占据的重要地位,发挥企业的积极作用,营造全民参与的生态文明建设的氛围。

3　结论

本文基于耦合协调度与相对发展矩阵的测算结果,得出以下结论:①根据耦合协调度的测算结果,研究期内耦合协调度呈高速增长态势,年平均上涨幅度达9.4%, 2016年河南、湖北、湖南三省已达到协调状态,安徽在发展相对均衡的状态下也基本达到了耦合协调状态。目前华中地区已基本达到耦合协调状态,但产业技术发展不尽人意。研究期内,产业技术滞后且系统未达协调状态约为总体的60%, 2016年有50%的省份处于产业技术滞后状态。产业技术滞后对华中地区的经济发展与生态文明建设产生巨大制约,未来的社会发展应着力攻克产业技术的瓶颈,实施创新驱动战略,推动供给侧改革与需求侧协同发展,实现生态文明、产业技术与经济的协同发展。②研究期内华中地区不同省份耦合协调度出现差异化发展趋势,耦合协调度方差由2006年的0.00157发展到2016的0.0157。各观测年中处于失调、磨合、协调状态的省份分别占总体的56.7%、27.8%与16.7%。根据相对发展矩阵的测算结果,仅有2011年的湖北与2016年的安徽处于相对均衡状态,其他时间段内未出现相对均衡状态;研究期内,没有省份出现A1、A4、B1、B3、C3与C4型,占比最多的类型是A2型,占比44.4%;其次是B2型,占比16.7%,两者合计占60%以上。③生态文明、产业技术与经济的耦合发展进程中出现了异常波动,生态文明相对发展度逐年下降。2013—2015年山西省的耦合协调度连续两年出现下滑,并最终未达到协调状态。山西的生态文明、产业技术与经济耦合发展遭遇到瓶颈,甚至出现负增长现象。区域发展应重视这种波动,注重产业结构调整与资源利用效率,避免因短期利益而放弃长远利益。发展经济的同时要要重视生态文明制度建设,避免出现“资源换经济”等不合理现象。对污染产业进行技术整改,对整改之后依然未达标的企业应勒令其退出市场竞争。对已产生的污染,应着力进行制度化、系统性的恢复,保证生态文明建设稳步向前。