基于“两山”理论的南疆脆弱区生态与经济系统互动效应分析

姚亚玲,李 青,陈红梅

(塔里木大学 经济与管理学院,新疆 阿拉尔843300)

正确处理好环境保护和经济发展关系,实现“绿水青山就是金山银山”，是推进我国可持续发展的内在要求。2018年我国提出解决好生态环境问题,必须要全面推进绿色发展,将创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念贯穿于生态文明建设的始终[1]。实施乡村振兴,建设美丽乡村;推进精准扶贫,打好脱贫攻坚战役,是“既保护好绿水青山又发展好金山银山”的有效举措。对南疆生态脆弱区而言,环境恶劣与贫困相互交织,如何有效解决南疆生态脆弱区保护与发展之间的问题对推进生态文明建设具有重大的意义。

当前,有部分学者从生态和经济两者的关系及其研究方法等方面进行了研究。肖良武等通过分析西部生态环境与经济发展状况和困境,认为评估和找寻两者发展间的协调性和均衡点,可借助市场与政府力量推进两者协调发展[2];张芳引用协调度发展模型对研究区社会经济与生态系统间的协调关系进行了评价,得出北疆14个主要城镇两大系统间的协调发展度不高[3];李智运用评价模型对研究区社会经济与生态系统间的协调关系进行了评价,得出江苏省经济系统呈现南北梯度分布格局,而生态系统的空间集聚特征较显著[4];王介勇等构建了黄河三角洲生态经济系统耦合过程模型,得出其耦合过程由相悖发展到良性耦合,并可在2019年接近45°的最佳耦合点[5];王彦发等运用协调度模型对新疆14个地州的农业资源环境和区域经济发展的协调性进行了评价,认为该地区经济与资源环境的协调发展程度呈现明显的地域差异[6];孟凡浩等通过对塔里木河流域近50年干流生态系统结构进行分析得出,其变化主要是以荒漠生态系统扩张,自然绿洲生态系统缩小为主[7]。

上述文献的研究成果为本文研究提供了坚实的基础,但将“两山”理论融入到生态保护与经济发展,探讨两者之间关系的研究鲜少。考虑到新疆南疆生态脆弱区恶劣的环境与贫困之间具有极强的耦合关系,从兼具保护和发展这一角度出发对两者关系进行探讨很有必要。因此,深入分析和田地区生态与经济系统中各要素间的互动关系,将“两山”理论有效运用到当地的经济发展和生态环境保护中,对今后南疆地区的生态文明建设和经济可持续发展具有重要的推动作用。

1 研究区概况

和田地区作为南疆典型的生态脆弱区和深度贫困区,属于干旱荒漠性气候,生态环境极其脆弱,贫困程度较深、面积广,维稳形势较严峻。在土地面积中,沙漠面积占总面积的41.57%,而绿洲面积仅占总面积的3.7%。和田地区集中了南疆地区大部分的人口和城镇,森林覆盖度1.48%,水资源总量132.33亿m3,占南疆5地州的26%,人均水资源量5402m3。但由于该地区全年长期以农业生产为主,水资源引用率约70%,受水资源时空分布不均的影响,该地区水资源严重匮乏。

2017年,新疆和田地区总人口达252.28万人,比2004年增长42.37%,其中少数民族人口占比为97.12%,农村人口占比为77.78%,农牧民人均纯收入7817元。和田地区所管辖的7县1市均属于国家扶贫工作重点县市,确定的贫困村多达1077个,占新疆的35.6%,扶贫对象多达18.7万户,共计70.35万人,占该地区农村人口的39.5%,加之受“不离土不离乡、小富即安”思想和安全维稳态势的影响,致使该地区精准扶贫任务艰巨,脱贫攻坚难度大。和田地区作为建设丝绸之路经济带与中巴经济走廊的重要支撑区域、生态脆弱与贫困的高度耦合区域,保护好“绿水青山”,建设好“金山银山”,促使两者和谐共同发展,对和田地区乃至整个南疆人民脱贫致富，拥有良好生活环境具有重大意义。

2 材料与方法

2.1 研究的理论基础

“两山”理论:“两山”理论的提出科学地将生态和环境归纳到生产力的范围,化解了在经济发展中环境、生态与生产力这一矛盾关系,揭示了“绿水青山”与“金山银山”之间相互影响、相互制约的辩证关系,有效地将生态优势转化为经济优势,推动生态环境与社会经济的良性发展。其中，“既要绿水青山,也要金山银山”体现了两者之间相互关联却有主次之分的两点论,“宁要绿水青山,不要金山银山”诠释了在保护和发展的关系中谁为首要的重点论,“绿水青山就是金山银山”则体现了两者之间辩证统一、相互依存的统一论[8]。过去由于“重开发轻保护、先发展后治理”的掠夺式开发现象,致使部分人出现“金山银山重于绿水青山”的认识偏差,认为“经济增长就是要以牺牲自然环境为代价”,因此出现了环境污染严重、自然资源开发过度、生物多样性减少等一系列突出问题。因此,将“两山”理论有效运用到实践中,提升环境容量,促使生态红利最大化,是破解贫困—人口—环境之间形成的恶性循环问题,推进保护和发展协调共生的重要途径。

生态与经济系统互动关系理论:依据环境与发展关系理论可知,环境保护与经济发展之间相互矛盾,但又相互依存、相互促进。社会经济在发展过程中受到资源和环境的制约,且只能在资源环境允许的范围内合理有效地利用资源、保护生态坏境不被破坏;但从生产、消费和发展的角度而言,经济发展受益于自然环境,但同时也受制于自然环境[9]。在生态脆弱地区,生态与经济系统之间的这种关系表现得极为明显。这主要是因为系统自身结构存在不稳定性,较容易受到外界干扰,从而偏离原有的均衡点。若生态系统长期遭受自然界或人类活动的破坏,必定会造成生态恶化,带来水土流失、雾霾、土地沙漠化等环境问题。经济系统则会由于经济结构简单、生产技术落后等对资源和环境产生极强的依赖性。如果两者均不稳定,相互影响、相互制约的结果将会使整个区域的生态和经济系统更不稳定。

生态承载力与生态弹性力:生态承载力是指一定区域内生态环境对人口生存和发展的支撑能力,除了受区域内自然资源存量的影响外,也受该区域内经济和社会资源的影响,是衡量环境资源对人类活动支持能力的指标[10]。计算公式为:

(1)

式中,ICCE为地区生态承载力指数;n为地区生态承载力分量数(即所选择发展变量的个数);Wa为第a个分量的权重;CCEa为初始生态承载力的第a个分量值[11]。

生态弹性力可理解为生态环境在遭受外界干扰后,初始平衡状态发生偏离而表现出的自我维持和自我调节的能力[12]。生态系统的性质主要受地形、地貌、气候、土壤、植被状况等基本因素影响,因此生态系统弹性强度的大小对自然生态系统而言,可代表该地区生态弹性力的大小。计算公式为:

EL=λ×μ×αi

(2)

(3)

式中，Pt为总土地面积中第t种类型用地面积所占的比例(旱地、林地、水田、其他用地);Vi为林地指数,是地区的林地面积占土地总面积的比重,林地有吸收CO2、净化空气、防风固沙的功能,对该地区的生态环境起到一定的保护作用,林地指数越高,对生态环境的修复和改善越有促进作用;Ca、Cb分别为年均气温与年总降水量的年变率;αi为弹性限度,αi=min{d1,d2,…,dm};di为该地区生态环境各限制因子的时间序列分维值[13]。

经济开发强度与经济开发速度:经济开发强度表示为一个地区的经济活动程度,可通过该地区的经济开发强度和经济开发速度来表示,经济开发强度的计算公式为:GDP/已利用土地面积。已利用土地面积包括耕地、园地、牧草地、林地、建设用地等,表示在已利用的土地上每一年每平方公里创造的GDP。经济开发速度指时间序列中经济发展水平所发生的动态变化,一般可用经济增长率来表示。

2.2 南疆脆弱区生态与经济系统影响机理

运用资源与环境经济学、生态经济学相关原理,结合南疆生态脆弱区生态经济特征,揭示其生态与经济系统影响机理。脆弱区生态与经济系统间的协调共生是保证该地区自然环境优良,经济社会稳定的前提。在生态系统中,生态承载力与弹性力可更好地反映环境自身修复能力、自净能力和承载能力;而经济开发强度和开发速度则是一个地区经济系统是否良性运转的重要体现。生态承载力和弹性力是经济开发强度与速度的物质基础,前者越大,对经济发展的促进作用越强。同时，经济系统的有序运转也必须依托稳定的生态系统,经济开发强度与速度越大,对生态系统中各要素的抑制作用越强。在两大系统内部,存在着能量流交替,由于南疆脆弱区生态环境自身的脆弱性、敏感性和不易修复性,以及人口增长带来的旺盛需求,生态脆弱区的环境恶化愈演愈烈,区域性整体贫困现象普遍,见图1。

图1 生态与经济系统影响机理

2.3 区生态与经济系统互动效应研究方法

假设条件:生态脆弱区的演化主要表现为生态系统中生态承载力与弹性力(以y1、y2表示)、经济系统中经济开发强度与速度(以y3、y4表示)等状态变量的变化,在很大程度上会影响该地区生态环境和经济的发展情况,属于资源型变量的生态承载力与弹性力和消耗型变量的经济开发强度与速度。

动态演化模型介绍:动态演化模型可更好地反映出一定区域内某种现象随着时间推移所反映出的动态演化。该模型在构建之初,需要给生态承载力(y1)与生态弹性力(y2),经济开发强度(y3)与经济开发速度(y4)均赋予一个初始值,并对四者之间产生的互动关系设定参数。这些参数的获得一般是将实际获得的数据代入到模型之中进行验证,通过MATELAB全局搜索法,以模型的模拟结果尽量与实际状态相符合为标准多次搜索得到,参数范围设定在[0,1]之间[14]。生态脆弱区的动态演化模型为:

(4)

式中,生态脆弱区的状态变量为y1、y2、y3、y4,参数为r1、r2、r3、r4、ai(i=1,2,3,4,5,6,7),其范围均在[0,1]之间。设各变量的内禀增长率为ri,系统中各变量之间相互作用力所表现出的大小表示为ai,视为影响因子[15]。运用Matelab将所获实际数值代入到动态演化模型中进行反复多次验证,在调整参数的基础上使得所获演化结果与实际情况相符合。

2.4 数据来源

数据来源于2005—2017年《新疆统计年鉴》、《新疆调查年鉴》、《和田地区统计年鉴》、《和田地区水资源公报》,部分数据来源于公开发行的文献与和田地区政府官网。

3 结果与分析

3.1 脆弱区生态与经济系统趋势分析

生态承载能力与修复能力的关系变化:基于2004—2016年数据,选择产业结构、经济密度、人均GDP、农民人均纯收入、机械化程度5个变量为发展变量,在计算其时间序列分维值的基础上,进一步确定限制变量的个数;基于两种变量间的相关系数来选择较大变量作为限制变量,将所获最大阈值代入式(1)、式(2),结果见图2。

图2 和田地区2004—2016年生态承载力与弹性力变化趋势

由图2可知,2004—2016年和田地区生态承载力与弹性力变化趋势明显,且呈现较强的趋同性,在2006年出现峰值,达到1.156和0.017。这是由于2000年退耕还林工程启动后,和田地区和田县、策勒县、于田县和皮山县被先后列入国家退耕还林试点工程建设范围,退耕还林的有效实施、林果业的大面积种植,该地区的生态环境大为改善,对人类经济开发的支撑能力增强,林地植被作为一种公共产品,其生态系统服务功能的正外部效应开始显现[16]。2012年以后,该地区生态承载力与弹性力出现短暂的背离,随着西部大开发的推进,自然资源需求量增加,对环境造成破坏的滞后效应开始显现,如过度开采地下水造成的土壤盐碱化和黑碱土的产生,地下水矿化度的提高等问题,均使和田地区的生态弹性力降低,自然资源的再生能力削弱。但近年来和田地区生态治理力度的加大,人们在沙漠区种植大芸、肉苁蓉、梭梭等耐盐碱植物,当地环境明显改善,沙漠生物多样性增加,风沙天气减少,在实现生态效益的同时也实现了经济与社会效益的平衡驱动。

经济开发强度与速度的关系变化:将所获得的2004—2016年和田地区相关数据代入经济开发强度计算公式中,以经济增长率表征经济开发速度,结果见图3。

图3 2004—2016年和田地区经济开发强度与开发速度

从图3可知,2004—2016年和田地区经济开发强度呈现出明显的增长趋势,表明在该年土地利用程度加深。自2009年以来,该地区土地利用结构发生变化,耕地和建设用地增加,林地面积开始锐减,从126.30万hm2减少到2009年的36.62万hm2,林地面积减少使和田地区生态系统越来越不稳定,土地荒漠化面积增加,该地区的沙尘天气每年达220天以上。在中央、新疆自治区及援疆省市的大力支持下,和田地区开始大力发展经济,将特色林果业、手工业与旅游业相结合,创造了和田地区30年来经济发展最高增速。2011年,和田地区经济增长速度达到峰值,实现生产总值126.63亿元,第一、二、三产业比上年分别增长了6.5%、19.3%和19.7%,对地区生产总值的贡献率也分别达到了15.3%、21.8%和62.9%。此后,由于受到稳疆安疆政策影响,经济开发速度有所减缓,但在2013年以后经济开发速度又有所加快。仅2014年,和田地区城镇建成区面积达102.92km2,比2009年增长了23.46km2,城镇化水平达到27.25%。

3.2 生态与经济系统动态演化效应分析

对生态脆弱区而言,任何时刻的外界干扰对其生态环境产生的压力都是一个确定的量[17]。本文以和田地区生态、经济系统中生态承载力(y1)与生态弹性力(y2),经济开发强度(y3)与经济开发速度(y4)为基础建立动态演化模型,根据2004—2016年相关变量的实际数据,对和田地区生态脆弱演化模型中参变量的取值进行分析。以2004年各变量的实际值为初始值,和田地区(y1,y2,y3,y4)=(0.0086,0.0011,1.0524,0.1102),通过调整模型中的参数变量,得到各状态变量的变化趋势,该组参数较为真实地反映了和田地区各状态变量之间的相互关系,是表征该生态脆弱区脆弱特征的一组向量,各参变量的具体取值见表1。

表1 和田地区动态演化模型参数取值

我们将表1中各参变量的取值带入演化模型中,即得出和田地区生态脆弱演化模型为:

(5)

根据动态演化模型模拟出的结果,将生态与经济系统相互影响机理、生态承载力与弹性力、经济开发强度与速度分析,以及各参数变量经济意义与生态脆弱区动态演化模型的基本假定相结合,进一步剖析生态系统与经济系统之间的互动效应。新疆和田地区生态与经济系统中各变量之间的互动关系影响着当地“绿水青山”与“金山银山”的协调发展。本文以r1、r2、r3、r4和a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7来反映和田地区环境与经济在演进过程中各变量之间的相互关系,8个系数取值均在[0,1]之间,具体的相关关系见表2。

从生态系统中生态承载力与弹性力的互动关系来看,南疆和田地区在2012年以前两者的变化走势呈同方向变动,这与动态演化模型基本假设一致,此后两者出现短暂背离,生态弹性力削弱。2014年两者走势再次趋同,生态弹性力对生态承载力的影响系数(a1)仅为0.18,可见该地区生态环境自身的修复能力弱,抗逆性差,一旦人类经济活动过强,就会直接导致脆弱的环境更加脆弱,本不稳定的“绿水青山”在社会经济的快速发展中自身修复能力和自净能力明显不足,无法再经受快速的不可持续的经济增长。

表2 生态与经济系统内部各要素参数含义

从经济系统中经济开发强度与开发速度的互动关系来看,南疆两者在此期间总体呈同方向变动,与动态演化模型基本假设一致。经济开发强度潜在增长率(r3)与经济开发速度潜在增长率(r4)分别为0.65和0.38,人们强烈的致富愿望使掠夺式经济开发带来了暂时的经济效益,也导致了自然资源匮乏、生态环境容量降低,脆弱的资源环境限制了进一步的经济开发。同时,经济开发速度对经济开发强度的影响系数(a5)为0.28,而经济开发强度对经济开发速度的影响系数(a7)达0.42,与动态演化模型基本假设不一致。主要原因在于该地区的经济发展主要依赖于对当地资源环境的大力开发和攫取,而对自然界生产原料的开发力度大小很大程度上影响了经济发展的速度。值得注意的是,无论是“经济增长决定论”,还是“零增长论”,都不能高效、可持续地发展经济,只有将生态环境优势转化为经济优势,绿水青山才能变成金山银山。

从生态系统与经济系统的互动关系来看,两大系统相互作用、互为交织,但抑制作用强于促进作用,内部各要素间存在能量流的交换和互动。生态承载力对经济开发强度支持系数(a4)为0.08,但经济开发强度对生态承载力影响系数(a2)为0.49,可见过度的经济开发带来的废弃物排放严重削弱了生态环境的自净和调节能力,生态环境容量和支撑能力下降。生态弹性力对经济开发速度支持系数(a6)仅为0.02,而经济开发速度对生态弹性力影响系数(a3)达到0.57,可见快速的经济增长严重制约了资源环境的修复能力,以“绿水青山”来换取“金山银山”的认识偏差带来了生态环境更脆弱和敏感,而不恰当的水土资源开发利用方式与“重”资源使用“轻”保护的错误认知,是加剧保护和发展之间关系陷入恶性循环的重要原因。对资源的长时间高度依赖和过度开发,必然会带来资源更大程度上的消耗甚至枯竭[18]。无论是“经济增长决定论”,还是“零增长论”,都不能高效、可持续地发展经济,只有将生态环境与经济发展有机融合,绿水青山才能变成金山银山。

4 结论

基于“两山”理论视角,在揭示南疆脆弱区生态系统与经济系统影响机理的基础上,测算了典型脆弱区和田地区生态承载力与弹性力、经济开发强度与速度的变动趋势,建立动态演化模型,分析了脆弱区生态与经济系统的双向互动关系。结果表明:①南疆和田地区生态承载力与弹性力在2004—2012年呈同方向变动,2012年后两者出现短暂背离,但在2014年后两者变化走势趋同,表明该地区生态环境极为脆弱,稳定性较差,无法经受该地区过度的经济开发活动。生态环境对人类活动的支撑能力和自身修复能力的强弱,影响着社会经济的稳定发展。2013年后,西部大开发战略进入实施阶段,国家向新疆提供了大量的财力、物力、智力和技术支持,致力于新疆生态、经济和社会的全面发展。由于南疆和田地区生态系统脆弱,抗逆性较差,抵御环境灾害的能力较弱,加之矿产资源开发对土地的破坏及水环境的污染等加剧了生态环境的不稳定性,因此自净能力和修复能力下降。但值得肯定的是,近年来南疆和田地区林果业和沙产业的发展,以及当地政府采取的一系列污染防治和修复工作,促使当地环境容量有所扩充,支撑能力增强,但若持续无止尽开发掠夺资源环境,势必会造成生态环境持续恶劣的严重后果。②南疆和田地区经济开发强度与速度在13年间持续上升,经济开发速度虽略有波动,并在2011年达到峰值,但总体呈上升趋势,经济开发强度上升幅度较为明显。为了更大程度的获得经济效益,当地企业和居民选择以高强度的资源开发换来了经济的快速的发展。由于技术落后和生态环境本身的脆弱特征限制了经济的发展速度,使和田地区大部分村镇陷入了生态贫困和经济贫困共存的局面。虽然“金山银山”一直以来都是人们的物质追求,但“绿水青山”的永续长存才是保证“金山银山”可持续发展的重要保证。③生态与经济系统内部各要素间互动效应显著,生态脆弱和贫困的耦合性较强,但与基本假设不相一致是：经济开发强度对经济开发速度的影响程度(0.42)明显高于经济开发速度对经济开发强度的影响程度(0.28)。和田地区长期以农业生产为主,对资源环境高度依赖,人地关系密切也较脆弱。该地区迅速增长的人口使社会需求量增大,而生产在不断的简单外延中开始扩大,资源利用强度加大、规模延伸和产生的环境干扰与威胁日趋显著,在迫使自然结构发生变动,生物多样性减少,生态功能降低和稳定性削弱的同时,使当地经济陷入低水平发展,人均收入下降甚至陷入贫困,经济发展速度受资源开发量的制约明显。从环境角度来看,和田地区环境承载力较其他第二、三产业发达的地区更低,难以承受长期且大规模的干扰和利用。因此,若要破解生态脆弱与贫困相互交织、相互作用给人类生产生活带来负面影响的难题,必须要转变思路,将生态优势转换为经济优势,共创绿水青山和金山银山。

5 讨论

南疆生态环境恶劣、贫困人口众多,有效将“两山”理论运用到生态环境保护和经济可持续发展中,破解生态脆弱与深度贫困耦合的难题对南疆甚至全国的生态脆弱区均具有重大借鉴意义。“既要绿水青山也要金山银山,宁要绿水青山不要金山银山,绿水青山就是金山银山”更进一步说明了保护和发展之间的辩证统一关系。将“两山”理论贯穿到南疆生态脆弱区,有助于该区域生态文明建设与经济建设的和谐统一,对改善南疆生态环境、打赢脱贫攻坚战役具有重大意义。同时,生态承载力与弹性力、经济开发强度与速度四者之间的趋同性很大程度上表明注重环境保护可促进经济发展,适度的经济发展可推进环境改善,反之则会相互抑制。

运用动态演化模型分析南疆生态脆弱区和田地区生态与经济系统内部各要素相互作用和影响的互动关系,通过Matelab全局搜索法确定和田地区动态演化模型的8个参数,使其清晰地反映出生态与经济系统中四个变量之间互动关系。同时,动态演化模型能生动刻画和田地区环境保护和经济发展之间的能量流动变化,并将其动态变化过程以函数方程式表达出来,更进一步反映四者之间的关系,相比协调度、耦合度分析更能有效揭示出生态文明建设和经济建设之间如何有效互动和协调,才能更好的创造生态和经济价值,共同维护南疆的生态安全、经济安全、政治安全、社会安全和文化安全。