沿长江城市生态环境与经济协调发展研究

■ 朱慧珺/唐晓岚

（南京林业大学风景园林学院，江苏 南京 210037）

0 引言

随着我国社会经济的快速发展及城镇化的进程加速，城市的生态环境发展也越发处于一个微妙的位置，如何处理好生态环境与经济的协调发展问题，成为城市发展亟待解决的重要课题。党的十九大提出区域协调发展战略，然而区域间经济与环境发展水平不协调的问题日益突出，因而有必要研究“区域（市）”生态环境与经济系统协调发展的时空演变以及空间差异问题。目前，大多数生态环境与经济协调发展研究主要集中在单个省份、城市，或是省份和城市在时间序列上“纵向”研究，针对不同区域之间的生态环境与经济协调发展的“横向”空间差异性研究较为贫乏。

国外对生态环境与经济的研究主要集中在经济增长与环境污染二者呈现“倒 U 型曲线”关系库兹涅茨曲线，并有大量学者的研究证实；而国内研究主要集中在生态环境与经济协调的理论发展、研究范围、方法等方面。例如，李苒等采用平均方差法对研究指标进行赋值，通过耦合协调调度模型对陕西榆林县域进行环境与经济协调的时空分析[1]；郭静静等运用耦合度和协调度模型，首先从省域研究尺度，定量评价湖南省生态环境与经济系统协调发展状况，并建立 GM( 1，1) 灰色预测模型，预测湖南省未来的生态经济协调发展变化趋势[2]；秦方鹏等运用主成分分析法将经济发展和环境质量拟合为综合指数，采用协调发展度模型，对长江流域沿江城市的经济与环境协调发展状况进行研究分析[3]。

长江中下游作为我国城镇化发展最迅速与具有生态价值的地区，其城镇化的发展一方面快速带动地方经济的发展，另一方面对环境保护也产生一定的影响。综合考虑地理位置、社会经济发展和自然资源条件等因素，研究长江中下游沿江城市的生态环境与经济协调发展水平，既具有典型性又带有特殊性。本文的研究意义在于通过分析不同区域、时段以及经济发展阶段的协调度区间，寻找其经济与环境之间关系演变的规律性特征，从而为研究区域发展提供参照标准[4]。

1 研究区与研究方法

1.1 研究区概况

长江流域地区作为我国国土开发最重要的东西轴线，不仅经济发展迅速，而且是我国重要的绿色生态廊道。沿江分布的大中小城市作为长江流域资源的载体，其发展也起着至关重要的作用。综合考虑沿江城市的空间分布特征、经济发展水平、生态环境资源等典型特征，本次研究范围选定长江中下游沿江八个城市依次为：上海、南京、安庆、九江、黄冈、武汉、岳阳、荆州。其中，上海是我国经济中心，同时也是全国经济和城区人口规模最大的城市；南京、武汉属于长江中下游的地区经济中心城市；安庆、九江、黄冈、岳阳和荆州是中部地区经济相对较为发达的城市，其中九江和岳阳分别为江西和湖南的省域副中心城市，在各自省份中占有重要地位。

1.2 指标选取以及研究数据来源

考虑长江流域的发展历史和地理优势，本着科学性、全面性、有效性等原则，借鉴相关学术研究成果，选取长江中下游八个沿江城市2007—2016年的指标数据。各市指标数据分别来源于《中国城市统计年鉴》，各市统计年鉴、环境状况公报以及环境保护局网站、统计局网站。本文依据熵值法计算得出生态环境系统与经济系统协调发展评价的指标值，构建长江中下游沿江城市生态环境系统与经济系统协调发展评价指标体系，如表1所示。

表1 生态环境与经济协调发展状况分类

1.3 生态环境与经济协调发展评价模型

1.3.1 各子系统综合评价方法

为研究长江中下游沿江城市生态环境与经济系统协调发展情况，定量评价生态环境与经济发展两个子系统的综合水平，同时在遵循科学性、系统性、可行性及相对独立性等原则的基础上构建评价指标体系。设各子系统有m个数据项，n个评价指标，评价指标表达方式为 Xij(i=1，2，…，m；j=1，2，…，n)，如果Xij对系统的影响是正向的，则称其为正向指标；如果Xij对系统的影响是负向的，则称其为逆向指标。为了使不同指标具有可比性，需要将数据进行标准化处理，本文采用极差变换法，具体步骤为：

式（1）、式（2）中：X'ij为某指标标准化值，且0≤ X'ij≤1；MaxXij、MinXij分别表示某项指标中最大值和最小值。

1.3.2 权重的确定

本文采用客观赋权法中的熵值法[5]。该法是在综合考虑各因素提供信息量的基础上计算的，具有所获取的信息程度有序、效用性自然的优势。具体步骤为：

计算指标的信息熵Ej：

确定各项指标的权重Wj：

1.3.3 协调发展评价模型

为了更好地度量区域生态环境与经济协调发展程度的好坏以及发展水平的高低，文中将运用协调度与协调发展度模型进行研究[6]。协调度就是描述系统或要素相互影响程度的一个重要指标，它对于判别系统或要素间作用强度及作用的时序区间具有重要意义。协调度模型为：

式（5）中协调度C为协调度，取值在0～1之间，C=1表示最佳协调状态， C越小则越不协调，C=0表示根本不协调；k为调节系数，取k=2。然而，由于生态环境系统或要素的交错、动态和不平衡性的特性，同时生态环境系统和经济发展系统受到多种因素的影响，仅仅依靠协调度判断发展状态有可能会与实际情况产生偏离，即协调度相同但各系统的发展水平不一定相同，也就是低水平的环境与经济也可能会有较高的协调度。因此引入协调发展度模型，它能将协调度、环境与经济发展水平综合起来，它的大小既能说明系统整体协调发展水平的优劣，又能较好地反映出生态环境质量与经济发展的综合实力水平。协调发展度模型为：

式（6）中D为协调发展度，C为协调度。T=αf(X)+βg(Y)，为环境与经济的综合评价指数，反映经济与环境整体效益水平；α和β为待定系数，在此认为经济发展与环境质量同等重要，取α=β=0.5。这里D的取值在0～1之间，D越大则说明协调发展水平越高。D等于1时表示协调发展水平达到最优，环境和经济的发展达到最佳协调状态，同时环境和经济也达到了较高的发展水平。文中借鉴相关研究[3]，将按照协调发展度数值大小，将区域生态环境与经济协调发展状况分为优质协调发展类、良好协调发展类、中级协调发展类、低级协调发展类、失调类五大类（表2）。

表2 生态环境与经济协调发展状况分类

2 结果与分析

2.1 长江中下游沿江城市生态环境质量与经济发展水平评析

本文通过将历年环境与经济质量值累计叠加的方式，来分析其对各个城市环境与经济质量水平的贡献。由于数据过大，本文仅列举各市头尾年份的累积数值，如表3、表4所示。

2.1.1 生态环境质量

表3 长江中下游沿江八市生态环境指数累加值

表4 长江中下游沿江八市经济指数累加值

根据表3可知，在研究时段内，对上海环境质量贡献前三的分别为F2、F3以及F5，F6对上海环境质量影响较为平缓。对南京环境质量贡献最高的为F5、F2以及F1，由此可见南京的环境质量增长主要依赖于污染物的排放处理与保护[7]。对于安庆，F2、F5以及F6位居前列，而F3影响一直较慢。九江作为八个城市中环境质量增长的较好代表，F2、F1和F6分别占据贡献前三位。黄冈的F5、F6、F4贡献位居前列，而F2与F4贡献在2010—2012年间出现回落现象，并在2012—2016年后发展缓慢，可见黄冈市需要加强对污染物排放的关注。武汉在2007—2009年期间，整体环境发展速度较慢，2009年以后环境质量增长速度加快，F6、F2和F5贡献较大。岳阳环境质量发展过程中，F2发展速度最快，其中早年也出现过回落的现象；F5仅次于其后，但在2015—2016年间出现了回落现象；F6一直处于平稳增长的态势。荆州环境质量发展相对于其他城市比较特殊，F1发展态势遥遥领先，F3疾速发展，而2012年以前发展态势良好的F5在2012—2016年间发展速度骤减。

根据对上述八个城市生态环境的贡献率分析可以发现，生活垃圾无害化处理率（F2）、一般工业固体废弃物综合利用率（F5）以及人均城市道路面积（F6）这三个指标对长江中下游沿江城市环境质量的贡献率最大；同时发现，长江中下游城市环境质量发展整体态势处于向上发展的趋势，但也存在些许波动。其中长江中游城市生态环境中，九江、武汉发展较快，黄冈生活垃圾无害化处理率（F2）、岳阳工业废水排放量（F1）以及荆州的生活垃圾无害化处理率（F2）和人均城市道路面积（F6）有待提高重视。长江下游城市安庆发展最好，上海、南京的发展态势平稳，但总体在2015—2016年间出现了飞速发展的现象。

2.1.2 经济发展水平

根据表4可知，研究时段内，对上海经济质量发展贡献前三分别为：G7、G5以及G3。对南京经济整体发展贡献较高的依次为G5、G6以及G2。G4、G5以及G2对安庆经济质量发展贡献率最高。九江经济发展贡献排名靠前的依次为G4、G2以及G3，其中失业率G7出现了波动。G2、G4、G5对黄冈市经济质量发展影响处于前三位。武汉经济质量整体发展态势较为平稳，G6在2013年之前占据整体经济发展态势的顶端，2013年以后发展态势变慢[8]；G4、G5和G2对武汉经济质量贡献较大。岳阳经济质量中G4、G2和G1对整体经济发展贡献较大。荆州的经济质量发展中，G4对经济质量的影响最高，G6和G1紧随其后；其中2015年之前G6和G7对经济发展质量影响最高，2015年以后被G4超越。

纵观长江中下游沿江城市经济质量，人均GDP（G4）和城镇居民人均可支配收入（G2）对经济质量发展贡献最大，而固定资产投资总额（G5）对经济发展质量的贡献仅次于上述两个指标。其中根据上述各个城市经济质量贡献率可以发现，第三产业增加值占国民生产总值比重（G6）以及失业率（G7）对长江中游城市生态环境发展的影响较小，且发展速度有待提升，而它们对长江下游城市的影响则截然相反。下游城市中安庆市第三产业增加值占国民生产总值比重（G6）2014年以后发展速度骤降，其余城市南京和上海相对发展速度快，发展态势良好。整体而言，经济质量发展长江下游城市优于长江中游城市。

3 长江中下游沿江城市生态环境与经济协调发展评析

生态环境和经济协调发展的年份中不协调的年份占多数，协调的年份仅为少数年份。以2007—2016十年间八个城市下辖80个县（区）的生态环境与及协调发展评析结果作为样本，在80个样本中，有34个是失调类、20是低级协调发展类、12个是中级协调发展类、8个是良好协调发展类、6是优质协调发展类（图1）。

图1 长江中下游沿江城市经济环境协调发展度D评价指数

表5 长江中下游沿江城市经济环境协调度D等级和协调发展度评价结果

如表5所示，从时间序列来看，沿江八市的协调发展度在2007—2016十年间均出现不同程度的上升。其中九江和荆州这两个城市协调发展度整体处于快速发展的状态，而九江在2011—2012和2013—2014年间出现了回落，荆州在2010—2011年也出现了回落。黄冈在2011年以前一直处于失调类，2012—2014年协调发展度稳定在低级协调发展阶段，2014—2016实现快速上升，经历了中级协调发展到优质协调发展的历程。武汉作为湖北省省会，协调发展水平处于领先状态，其中2011年在中游城市中率先达到低级协调发展类，2015年率先达到优质协调发展类。岳阳整体协调发展水平处于向上阶段，协调发展度经历了各个阶段，并保持良好平稳发展态势，最终达到优质协调发展类。长江中游城市整体协调发展状况排序为武汉>九江>黄冈>岳阳>荆州，整体并达到优质协调发展类。长江下游城市中上海在研究时段内协调发展度增长幅度相对较为平缓，其中在2013—2014、2015—2016年间还出现了小幅度的下降。上海协调度数值从2009年以来大都处于0.6～0.8之间，从低级协调发展上升并稳定在中级协调发展区间。南京的协调发展度在2007—2013年处于直线上升，而2013—2016年间协调发展稍有波动，协调发展度水平游离于中级协调发展与良好协调发展之间。安庆的协调发展度发展态势较好，在研究期间内经历了失调类、低级协调发展类和良好协调发展类各个过程，其中在2014—2015年间实现了跨越式发展，即从低级协调发展类直接跨越到良好协调发展类。长江下游城市整体协调发展状况排序为安庆>南京>上海，整体并未达到优质协调发展类。

从空间尺度上看（图1），2015年沿江城市首次出现优质协调发展类的为武汉，其协调发展水平达到0.920，另外7个城市荆州处于低级协调发展类，上海和黄冈属于中级协调发展类，其他均为良好协调发展类。沿江八市按照协调发展度水平排名依次为：武汉>南京>安庆>岳阳>黄冈>九江>上海>荆州。在2016年，长江中游城市全部跻身于优质协调发展类中，长江下游城市安庆、南京和上海分别处于良好协调发展和中级协调发展类。按照整体协调发展水平排名依次为：武汉>九江>黄冈>岳阳>荆州>安庆>南京>上海。

4 结语

本文利用熵权法确定权重并设定环境污染综合水平，构建协调度模型对长江流域中下游沿江八市经济发展与生态环境的评价指标体系进行实证分析[9]，结论如下：

(1)纵观长江中下游沿江城市经济与生态质量，人均GDP、城镇居民人均可支配收入和固定资产投资总额对经济质量发展贡献最大；对生态环境质量贡献率排名前三的指标依次为生活垃圾无害化处理率、一般工业固体废弃物综合利用率以及人均城市道路面积。整体而言，对于经济质量发展长江下游城市优于长江中游城市，生态环境质量发展则相反。

(2)总体而言，长江中下游沿江城市生态环境与经济协调发展水平具有非均衡分布的特征。在2007—2016年期间，长江中下游沿江城市的协调发展水平都为失调类逐渐上升为优质协调发展类：2012年之前整体基本处于失调状态，2012—2014年从低级协调向中级协调发展过渡，2014年之后长江下游城市仍处于良好、中级协调之间，其余城市均达到了优质协调发展水平。其中上海、南京、武汉和九江均属于旅游城市，而上海与南京未达到优质协调发展，与其城市发展水平不相称。长江流域沿江城市的经济与环境的协调处在一个发展阶段，还要往更高水平的协调发展。

通过对长江中下游沿江城市生态环境与经济协调发展水平的评价与分析，结合区域协调发展相关理论，提出如下政策建议[10]：①建立经济与环境协调发展综合决策机制，首先建立环境与经济发展综合决策的法律保障机制、部门协商机制、社会监督机制，依法对各部门、各行政区域在长江中下游沿江城市的资源开发利用和保护实施监督[3]；②建立和完善生态文明制度体系，建立源头上严防的制度体系，重点包括建立自然资源资产产权制度、健全国家自然资源资产管理体制、完善自然资源监管体制[11]。