林业生态、产业和民生系统耦合协调的动态演进——以黑龙江省国有林区为例

朱晓柯，万志芳

(1.东北林业大学 经济管理学院，黑龙江 哈尔滨150000；2.北京理工大学 管理与经济学院，北京 100081)

一、引 言

2000年10月中国正式启动“天然林资源保护工程”(下称“天保工程”)。“天保工程”以保护现有天然林资源为首要目标，经济与资源平衡服从于生态环境的改善，把“减产、分流、下岗”作为工程重点。作为工程区的重要组成部分，东北、内蒙古重点国有林区开始施行“天然林资源限伐”政策(下称“限伐”)，政策要求逐步调减木材产量。经过11年的工程进展，东北、内蒙古重点国有林区的森林资源得到恢复性增长，生态环境明显改善。由于东北、内蒙古重点国有林区森林资源长期超强度采伐，恢复和发展森林资源是一项长期任务[1]。因此2011年开始在东北、内蒙古重点国有林区继续实施“天保工程”二期，“天保工程”二期以实现森林资源从恢复性增长进一步向提高森林质量转变，保障和改善民生，促进林区改革为目标。随着“天保工程”二期的日益推进，2014年4月国家林业局在黑龙江省重点国有林区开展全面停止天然林商业性采伐(下称“停伐”)试点。黑龙江省重点国有林区从“限伐”到“停伐”政策的转变，林业产业的发展受到巨大冲击，以木材加工制造业为主导的林业第二产业不断萎缩。与此同时，伴随而来的是大量下岗待安置职工的就业问题，林区职工的生计问题因此受到巨大影响。那么在生态功能区建设的政策背景下，当前黑龙江省国有林区的生态、产业和民生协调发展水平处于什么样的阶段？到2020年“天保工程”二期收官之年能否实现生态、产业和民生协调发展的目标？未来是否还有实施“天保工程”三期的必要？这些问题成为亟待研究的具有现实意义的重大课题。

针对林业生态、产业和民生协调发展的研究主要分为两个层面：一是森林生态、林业产业和民生子系统两两之间的协调发展研究；二是森林生态、林业产业和民生三系统之间的协调发展研究。目前，学界主要集中在森林生态和林业产业两系统之间的协调发展研究。在森林生态和林业产业协调发展方面的研究，国外学者通过研究美国、芬兰、瑞典等国家森林生态和林业产业的协调演进过程发现：一开始林业产业与森林生态处于相互对立的关系，在经历了将近100多年漫长曲折的过程后，林业产业与森林生态相互促进协调发展[2-5]。但是，由于中国复杂的政治经济环境，直到20世纪90年代末才从政策层面意识到两者协调发展的重要性。近年来，国内学者以森林公园、林业资源型城市、重点国有林区等为研究对象，从林业产业转型、林业生态安全、林业循环经济等多重视角对中国森林生态和林业产业协调发展关系进行研究[6-12]。其中定性分析方法主要从森林生态和林业产业协调发展过程中存在的问题、影响因素、解决路径进行探讨[13-14]；定量研究主要运用林业L-V共生模型、灰色关联模型、PSR模型、DEA-Tobit方法等进行测度[11，15-17]。

从以上众多的研究成果来看，学术界对于森林生态和林业产业两系统协调发展的研究较为系统全面，已趋于相对成熟，这对本研究有诸多借鉴之处。但是，林业学界对于国有林区民生的研究主要集中在生态功能区建设背景下家庭贫困脆弱性、林区社会福利、就业等方面的单系统研究，并未回答森林生态建设和民生发展之间作用机理的定量关系。另一方面，在森林生态和林业产业作用机理的研究框架中，往往忽视了民生这一因素对整个林业系统协调发展的影响。鉴于此，本研究以黑龙江省国有林区为例，把民生子系统纳入到复合系统之中，采用物理学中的耦合协调模型，对黑龙江省国有林区2006—2016年的林业生态、产业和民生复合系统的耦合协调演进过程进行定量研究，并运用灰色系统GM(1，1)预测模型对2017—2020年三系统耦合协调发展趋势进行预测，以期为推进国有林区改革，促进黑龙江省国有林区林业生态、产业和民生协调可持续发展提供科学依据和理论支撑。

二、研究方法与数据来源

(一)指标体系及赋权

1.指标体系

基于以上的文献探讨，本文在经典的林业生态和产业协调发展关系研究的基础之上，引入民生子系统来综合反映林业复合系统内部的协调发展关系。同时，秉持科学性、层次性、动态性以及数据的可获得性等原则，结合林业自身发展的特殊性，参考相关领域的研究成果，表1从3个系统层、10个准则层、26个指标层来构建指标体系，见表1。具体来讲：产业子系统的影响因素主要包括自然因素和人为因素，人为因素表现为资源开发和生态建设。根据库兹涅茨提出的倒U型理论，一个国家或地区在经济发展的初级阶段，经济增长以牺牲环境为代价，在经济发展水平达到一定阈值后，经济增长开始回馈自然环境。对林业生态系统的评价，传统的研究方法更多的关注经济增长对生态系统的回馈过程，往往忽视了早期资源开发对生态系统的破坏。因此，本文增加资源开发强度的评价指标，具体以木材产量加以衡量。

产业发展水平的高低不仅仅表现为产业产值的大小，更体现在产业自身结构的优化程度、产业发展潜力的大小、产业竞争力的强弱[18]。产业结构优化理论主要包括产业结构高级化和产业结构合理化，鉴于研究数据的可得性，本文主要通过产业结构高级化来反映产业结构优化程度，产业结构高级化表现为由第一产业向第三产业的梯度演进，由低附加值向高附加值方向的转变，基于此，本文从三次产业及其亚产业角度选择5个指标进行衡量。产业发展潜力指标的选取主要基于以下两方面的考虑：一方面考察优势产业自身的增长率水平，另一方面关注产业发展的外部市场条件的优越性和资本存量的大小。产业竞争力是一定区域内产业比较优势的选择，同时也是产业专业化水平的体现，因此本文借鉴衡量产业竞争力常用的方法“区位商”法。此外，产业的发展应更加注重可持续性，因此增加产业结构生态化指标，由于林业产业中的造纸业和林产化工制造业属于高污染高耗能产业，所以以两者产值占林业总产值的比重来衡量产业生态化水平。

民生发展受到医疗、卫生、教育、就业等多方面的影响。基于数据可得性的考虑，本文最终选择就业、社会保障、物价水平作为衡量民生发展水平的代理变量。其中，林业在岗职工工资水平以林业在岗职工年平均工资与全国城镇职工年平均工资的比值来表示。

2.指标赋权

由于各系统内部和系统之间的评价指标存在单位、类型、量级的差异，在计算指标权重之前需要对数据进行正向化和无量纲化处理。本文数据的标准化采用极差值法，方法如下：

(1)

指标赋权方法主要包括主观赋权法和客观赋权法两类。其中，前者常用的有AHP法、德尔斐法等，后者常用的有变异系数法、熵值法等。为了有效避免个人主观因素的影响，本文采用客观赋权法中较为成熟可靠的变异系数法进行指标权重赋值。方法如下：

(2)

(3)

其中，wk表示各个子系统中第k个指标的权重值，vk表示该指标的变异系数，k和则表示对应的标准差和平均数。

(二)耦合协调测度模型及耦合协调作用机理

在物理学中，“耦合”是指两个或两个以上系统或运动形式通过各种相互作用而彼此影响的现象。耦合关系的界定主要通过耦合度的测算来进行说明，耦合度能够量化不同系统之间彼此影响程度的大小。但是，耦合度无法反映不同系统之间作用关系的协调取向。因此，为了进一步体现系统与系统之间的协调发展关系，通常需要在测算耦合度的基础上，进一步引入耦合协调测度模型[19]。耦合协调测度模型能够度量不同系统之间的协调发展趋势，反映系统之间良性耦合程度的大小。

① 林业第一产业指林木育种、育苗和木材采运等；林业第二产业指木材加工制造、非木质林产品加工制造等；林业第三产业指林业旅游与休闲服务、林业生态服务等。

② 非木质林产品加工制造业：木本油料、果蔬、茶饮料加工制造，野生动物食品与毛皮革加工制造，森林药材加工制造的总称。

④ 林业在岗职工工资水平SL=林业在岗职工年平均工资/全国城镇职工年平均工资。

林业生态子系统、产业子系统和民生子系统共同构成了林业综合系统，三个系统之间相互联系，彼此影响，具有明显的耦合性特征。具体耦合机理如图1所示。一方面，林业生态子系统作为产业子系统的后向关联系统，林业生态子系统通过向产业子系统输出木材原料，影响产业结构的变迁，最终影响整个产业子系统的发展。同时，产业子系统向生态系统过度索取木材原料并输出产业污染，将会对生态子系统的平衡构成威胁。另一方面，在生态子系统的作用下倒逼产业系统内部结构的调整，产业系统内部结构的调整将会直接影响民生子系统的发展水平，具体表现为民生子系统内部的职工福利及就业水平受到波及，在此过程中产业子系统发挥了一定的中介效应。当然，林业生态子系统与民生子系统也存在直接的关联效应，在生态功能区建设的政策导向作用下，民生子系统内部的一部分就业职能发生转变，由服务产业子系统向服务生态子系统转变。综合来看，林业生态子系统、产业子系统和民生子系统三系统通过双向关联共同构成了相互影响的复合林业系统。

图1 林业生态、产业、民生系统耦合作用机理图

虽然三系统之间存在耦合关系，但是却无法考量三系统之间的耦合协调取向。为了更加直观地体现三系统的耦合协调作用机理，引入耦合协调模型来量化分析具体的耦合协调关系。本文将通过二元系统耦合协调模型和三元系统耦合模型来说明林业生态、产业、民生系统之间的协调发展关系，二元系统耦合协调模型指林业生态、产业、民生两两子系统之间的协调发展关系，三元系统耦合模型指林业生态、产业、民生三系统之间的协调发展关系。

1.二元系统耦合协调模型

(4)

T=αU1+βU2

(5)

(6)

其中Ui表示子系统发展指数，介于0到1之间；C表示耦合度，介于0到1之间；T为复合系统协调发展指数；D为耦合协调度，同样介于0到1之间；α、β表示两系统重要程度的赋权，笔者认为二者重要性系数相等，因此设定α=β=0.5。

2.三元系统耦合协调模型

(7)

T=αU1+βU2+γU3

(8)

(9)

三元系统耦合协调模型是在二元系统耦合协调模型基础上演化而来，式中α、β、γ表示三个子系统的权重，在生态功能区建设背景下，实现三子系统的协调发展，三子系统应该被同等重视，所以在本文设定α=β=γ=1/3。为更加直观地判断耦合协调水平类型，本文根据耦合度协调水平进行类型等级的划分[20]，如表2所示。

表2 耦合协调度的划分标准及类型

(三)灰色系统GM(1，1)预测模型

灰色系统的基本方法分为灰色预测和灰色决策两大类。前者包括灰色系统GM(1，1)预测模型、特殊序列灰预测模型等；后者包括灰色关联决策、灰评估决策等。在本文中，由于多元系统耦合协调度具有时间序列的复杂多变性，并且存在一定的抽象性，所以非常适合运用灰色系统GM(1，1)预测模型对未来的演进趋势进行刻画。步骤如下：

设原始数据列为：

X(0)={x(0)(1),x(0)(2),…,x(0)(n)}

(10)

为便于建模运算，对式(10)进行一次累加运算，得到新的数据列：

X(1)={x(1)(1),x(1)(2),…,x(1)(n)}

(11)

进一步求得预测模型的微分方程：

12)

(13)

最后，将式(11)代入微分方程式(12)中得到预测模型：

(14)

其中a为发展灰数,μ为内生控制灰数。为保证预测结果准确无偏，需要对预测结果进行精度检验，一般认为P>0.95,C<0.35时，预测结果的精度最好；当P<0.8，C>0.5时，模型预测结果不合格，则需要进一步修正。

(四)数据说明

黑龙江省国有林区包括龙江森工和大兴安岭森工。但是，大兴安岭森工多数年份指标缺失严重。所以本文数据来源于2006—2016年《中国林业统计年鉴》中的龙江森工部分，以及2006—2016年《黑龙江省森林工业资料汇编》中的龙江森工部分。其中黑龙江省居民消费价格指数来源于《黑龙江统计年鉴》；全国城镇职工年平均工资数据来源于《中国统计年鉴》。

三、结果与分析

(一) 林业生态、产业和民生系统发展指数分析

在变异系数法求得权重的基础上，利用加权系数进一步计算出林业生态、产业和民生各子系统及综合发展指数，如表3和图2所示。总体来看，2006—2016年林业生态和产业两子系统发展指数呈波动上升趋势。其中，以生态子系统的发展速度最快，发展指数由2006年的0.178 4上升到2016年的0.966 0，平均每年增长0.07个单位；而产业子系统2006—2014年期间发展指数增长相对平缓，2014年以后逆势增长；民生子系统在2006—2013年发展指数大致呈波动上升的态势。但是，从2013年开始出现下降的走势，下降速度逐渐减缓。根据黑龙江省国有林区2006—2016年林业生态、产业和民生各子系统及综合发展指数的表征，可将其大致分为3个发展阶段，分别是：2006—2010年的生态滞后型发展阶段；2011—2014年的产业滞后型发展阶段；2015—2016年的民生滞后型发展阶段。

在生态滞后型发展阶段(2006—2010年)，生态子系统发展指数始终落后于产业和民生子系统发展指数。但是，此阶段生态子系统发展迅速，其与产业和民生子系统的发展差距不断缩小，这表明在“天保工程”一期“限伐”政策背景下，逐步调减木材产量使黑龙江省国有林区的天然林资源得到不断恢复，生态环境得到逐步改善。

在产业滞后型发展阶段(2011—2014年)，产业子系统发展指数始终落后于生态和民生发展指数。该阶段生态子系统快速发展，产业子系统与其差距逐渐扩大；相反，自2013年以后民生子系统发展指数不断下降，产业子系统与其差距不断缩小，呈交叉汇合的态势。这说明在“天保工程”二期的政策背景下，尤其是2014年黑龙江省国有林区“全面停止天然林商业性采伐”政策出台，森林生态建设水平不断提高。相反，受此影响林业产业的发展徘徊不前，甚至出现发展水平不断下降的局面。

在民生滞后型发展阶段(2015—2016年)，民生子系统发展指数不断下降，生态和产业子系统呈现出短暂的同步发展现象，民生子系统始终低于生态和产业子系统。这说明在“限伐”到“停伐”政策的过渡时期，面对木材原料短缺的困局，倒逼林业产业结构调整，尤其是林业第三产业以及林下经济[注]林下经济指以林地资源、林下空间和森林生态环境为依托，以林下种植、林下养殖、相关林产品采集和加工、森林景观利用为主要模式的复合生产经营活动。的迅速发展，一定程度上推动了林业产业发展。但是，伴随林业产业结构的调整，林业第二产业大量职工下岗，很大程度上影响了民生子系统发展指数的提高。

表3 2006—2016年黑龙江省国有林区林业生态、产业和民生综合发展指数及耦合度

图2 2006—2016年黑龙江省国有林区林业生态、产业、民生子系统发展指数图

(二)林业生态、产业和民生系统协调发展分析

在三大子系统发展指数的基础上，运用二元系统耦合协调模型和三元系统耦合协调模型，前者测算出林业生态—产业耦合协调水平(EI)、生态—民生耦合协调水平(EP)、产业—民生耦合协调水平(IP)；后者测算出林业生态—产业—民生耦合协调水平(EIP)。测算结果见表4。

二元系统耦合协调结果显示：林业生态—产业耦合协调类型在2013年开始由濒临失调衰退转变为勉强协调发展，并于2016年实现初级协调发展。生态—民生二元耦合和产业—民生二元耦合的耦合协调完全按照耦合协调梯度规律演进，前者于2011年开始进入勉强协调发展阶段，而后者于2009年率先进入勉强协调发展阶段，并且在该阶段持续时间较长，2016年尚未进入初级协调发展阶段。总体来看，在2006—2016年期间，三个子系统两两耦合协调水平均趋于耦合协调的态势，但是尚未进入中级协调发展阶段。

三元系统耦合协调结果显示：林业生态—产业—民生耦合协调水平在2011年由濒临失调衰退阶段进入勉强协调发展阶段，并且一直在该阶段停留，尚未进入更高的协调发展阶段。一方面说明了“天保工程”一期建设成就初显，促进了林业生态、产业和民生子系统之间的协调发展；另一方面也说明在“停伐”背景下，实现三者的优质协调需要持续有效的国有林区改革。

林业生态—产业—民生三元系统耦合协调水平的演进与二元系统耦合协调水平的变化密切相关。2011年之前，制约三元系统耦合协调水平提高的主要因素是生态—产业二元耦合系统和生态—民生二元耦合系统，再一次印证了生态子系统是影响该时期复合系统耦合协调水平的主要矛盾。2011年之后，产业—民生二元耦合系统成为影响三元耦合系统协调发展的主要因素，这说明当前国有林区协调可持续发展的主要矛盾由生态子系统过渡到产业和民生子系统。黑龙江省国有林区在生态功能区建设的倒逼作用下，林业产业的调整处于被动地位，在林业产业转型过程中，大量富余劳动力再就业面临困难，影响民生发展指数的提高。

表4 黑龙江省国有林区2006—2016年复合系统耦合协调发展水平

(三)林业生态、产业和民生耦合协调预测

为避免政策变动对预测结果的准确性产生影响，本文选择“天保工程”二期前六年(2011—2016年)的三系统耦合协调水平作为预测基期数据，对“天保工程”二期后四年(2017—2020年)三系统耦合协调发展水平给予预测。基于灰色系统GM(1，1)预测模型，林业生态—产业—民生三元系统耦合协调的时间响应函数为：

x(t+1)=0.157 3e0.111 0t-0.133 9

小概率误差P=1.000>0.95,C=0.353 7接近0.35，因此该模型预测精度相对较高，无需进一步的修正。结果如表5和图3所示：2006—2020年林业生态—产业—民生三元系统耦合协调水平始终呈上升趋势。其中在2017—2020年期间，三系统耦合协调水平均有所提高，突破了2017年之前处于勉强协调发展的瓶颈期。但是，耦合协调水平的提升和演进速度比较缓慢，始终处于初级协调发展阶段。到2020年“天保”二期收官之年，三元系统耦合协调值停留在0.675 6的发展水平，接近于0.7的中级协调发展水平，但是距离优质协调发展水平依然有一定差距。由此看来，2020年以后继续实施“天保工程”三期或者其他替代性的可持续发展政策，着力解决产业发展、民生改善问题，进一步推进国有林区改革，实现林业生态、产业和民生的高水平协调可持续发展，显得尤为重要。

表5 灰色系统GM(1，1)预测结果

图3 2017—2020年黑龙江省国有林区林业生态—产业—民生耦合协调发展趋势图

四、结论与讨论

本文构建了黑龙江省国有林区林业生态、产业和民生协调发展评价的指标体系，通过变异系数法求得指标权重，并结合加权系数进一步测算出林业生态、产业和民生各子系统及综合发展指数。在此基础上引入二元系统耦合协调模型和三元系统耦合协调模型，以此分析林业生态、产业和民生的耦合协调演进趋势。然后借助灰色系统GM(1，1)预测模型对2017—2010年三系统耦合协调发展水平进行预测。因此，综合得出如下结论：

1.黑龙江省国有林区林业生态、产业和民生各子系统发展指数表现出阶段性差异，但综合发展指数呈现出向好态势。根据各系统在2006—2016年期间发展的滞后性，将黑龙江省国有林区整体发展分为生态滞后型发展阶段、产业滞后型发展阶段以及民生滞后型发展阶段。发展阶段的转变一方面体现了黑龙江省国有林区发展过程中主要矛盾的转移，另一方面也说明了在生态功能区建设的政策导向下，森林生态建设、林业产业和民生发展三者之间存在制约性及关联性。在生态滞后型发展阶段，虽然处于“限伐”政策背景下，但生态子系统每年向产业子系统输送的商品材稳定在400万立方米左右，一定程度上仍是以牺牲森林生态为代价支持林业产业的发展。在产业滞后发展阶段，“限伐”政策的推进和“停伐”政策的出台使木材产量剧减，以2014年为例，木材产量缩减到54万立方米，这对林业产业的发展尤其是对木材加工制造业的发展造成巨大冲击。在民生滞后型发展阶段，造成民生发展滞后的主要原因一方面在于林业劳动力素质与林业第三产业发展不相适应，另一方面林业第三产业吸纳劳动力的能力不足，林下经济发展不充分，导致林区职工转岗就业面临困难。

2.黑龙江省国有林区林业生态、产业和民生三系统的耦合协调度实现由低到高的梯度演进，但目前仍处于协调发展的一般水平。三系统耦合协调水平在2011年实现由濒临失调衰退向勉强协调发展的转变，而三元系统耦合协调水平的变化与二元耦合协调水平密切相关。在2011年之前，生态—产业二元耦合系统和生态—民生二元耦合系统是制约三元系统耦合协调水平的主要因素；在2011年之后，产业—民生二元系统成为主要制约因素。这说明了“天保工程”一期建设成就初显，黑龙江省国有林区林业经济的发展不再以牺牲环境为代价，实现了经济发展方式的转变 。但是，黑龙江省国有林区经济社会的转型依然存在困难。一方面面临木材供给严重不足的的困境，林业产业转型处于被动状态；另一方面黑龙江省国有林区支持林业产业发展的专项资金缺乏。同时，科技对林业产业发展的支撑作用有限，林业第二产业中非木质林产品加工制造业、家具制造业等高附加值产业产值的比重不足10%，而高耗能低附加值的人造板产业占据很大比例。在人力资本方面，职工老龄化现象愈加严重，而且高技术人才严重不足。这些因素与林业产业转型的迫切性形成矛盾。正是由于林业产业的转型及自我修复能力有限，导致产业吸纳富余劳动力的能力不足，民生发展指数的提高因此受到影响，最后对整个复合系统协调性的进一步提高产生影响。

3.预计到2020年，黑龙江省国有林区林业生态、产业和民生三系统耦合协调发展水平将接近于中级协调，但距离优质协调还有一定差距。与“天保工程”前六年(2011—2016年)耦合协调水平的波动上升不同，2017—2020年的耦合协调水平的变化呈现平稳上升的态势，但是仍未突破初级协调发展阶段的“束缚”。因此，2020年以后，依然需要持续性的推进政策支持国有林区的改革。但是，与之前的政策要有所分异，在继续推进生态功能区建设的背景下，政策的目标和出发点应该在林业产业发展和民生改善方面有所倾斜。设立林业产业发展专项资金，支持非木质林产品加工制造业、林业旅游与休闲服务业等高附加值产业的发展。同时，注重林下经济的集约化高效经营，增强抵御市场风险的能力。以产业促民生，通过林业产业的发展解决下岗待安置职工的就业问题。此外，在国有林区改革过程中避免职工“福利损失”现象的发生，进一步提高林区医疗、养老、卫生服务水平，缩小林区职工与全国城镇职工平均工资水平的差距。既要摒弃“牺牲生态搞经济”的旧思想，更要摒弃“牺牲产业和民生保生态”的“一刀切”式的新政策，未来应该着力于有序推进国有林区改革，实现林业生态、产业和民生的优质协调发展。

(4)基于变异系数法、二元系统耦合度协调模型、三元系统耦合度协调模型对黑龙江省国有林区林业生态、产业和民生三系统耦合协调演进规律进行探究，突破了原有林业生态、产业、民生单系统研究的局限性。同时，借助灰色系统GM(1，1)预测模型对2017—2020年协调发展趋势进行预测，这对于探索国有林区经济社会的转型、可持续发展政策的制定具有借鉴意义。但是，鉴于民生子系统数据的可获得性，以及历年统计指标的口径差异，所以指标体系存在一定的不完善性。此外，由于灰色系统GM(1，1)预测模型中基期数据存在随机性因素的影响，预测结果同实际测算值相比可能有偏。因此，建立更加完善的指标体系，进一步提高模型预测精度是未来研究需要改进的方向。