武威市旅游产业—区域经济—生态环境耦合协调发展分析

晋艺波， 苏丽娟， 张玉梅(.武威职业学院 经济管理系，甘肃 武威 7000；.兰州大学 经济学院，兰州 70000；

3.武威职业学院 电子信息工程系，甘肃 武威 733000)

一、引言

党的十九大报告提出：“必须坚持节约资源与保护环境之基本国策，必须树立与践行绿水青山就是金山银山的理念，必须坚定地走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展的道路。”我们在发展经济及旅游时一定要坚持可持续发展的理念，要以保护生态环境为前提，以协调人与自然关系为准则，凭借优良的生态环境与独具特色的人文生态，开展依靠生态及人文的认知与体验，获得悦目、悦身、悦心、悦志的旅游提升经历，以此来发展旅游，从而实现旅游、区域经济与生态环境的和谐统一发展。之所以需要和谐发展，原因之一是生态环境的质量高低是旅游及区域经济发展的基础与依托，而旅游业、区域经济的发展又会支撑并推进生态环境的改良；第二则是如果过度谋求经济效益，必然会引致生态环境的恶化，而生态环境恶化又会制约旅游业、区域经济的可持续发展。

武威市位于甘肃河西走廊的东端、祁连山的北麓、石羊河流域中上游，具有丰富的旅游资源，而且近年来武威市旅游经济发展非常快速。尤其在“十二五”时期，武威市旅游接待人数2560.52万人次，年均增长32.42%；实现旅游综合收入126.59亿元，年均增长35.54%。但是对于生态环境而言，武威所处的生态位置和严酷的自然条件决定了其实现绿色发展任务更为艰巨，尤其是荒漠化、沙漠化面积分别占全市国土总面积的65.5%和45.9%，风沙线长654公里。虽然经过几代人特别是近五年的综合治理取得了重大成效，但没有从根本上改变生态脆弱的状况。因此，在区域经济发展过程中，如何协调旅游产业、区域经济和生态环境三者之间的关系，成为我们研究的问题。对于武威市乃至整个河西而言，要持续健康发展区域经济，更要协调好旅游产业—区域经济—生态环境(Tourism-Economy-Environment，TEE)三个系统的关系。基于此，运用科学方法衡量武威市TEE系统的耦合协调关系，对于武威市乃至河西经济带区域经济可持续发展具有重大意义。

二、研究方法与数据来源

(一)研究方法

旅游产业、区域经济与生态环境之间的关系一直是旅游业的研究热点，国内学者对于三者的关系研究侧重于运用耦合协调模型、灰色模型、空间计量模型进行定量分析与预测。李淑娟、龚艳、韦福巍、黄荣娟、张玉萍等利用耦合协调模型，对北京、江苏、新疆、广西等不同区域进行了旅游—经济—生态环境三个系统的耦合协调研究[1-13]；宋炳华、周成、韦福巍等利用耦合模型与空间计量模型，分析了全国和广西的旅游—经济—生态环境三个系统的耦合协调关系与空间差异关系[14-16]；周成、何红利用耦合模型与灰色模型，测量分析了长江经济带、汉中的旅游—经济—生态环境三个系统耦合协调关系，并预测了耦合协调发展态势[17-18]。国外研究重点在于旅游产业对于区域经济和生态环境的影响作用[19-21]。本文借鉴以上学者的研究思路与方法，构建武威市TEE系统耦合协调评价指标体系，基于主成分分析法，定量研究耦合协调度，并利用灰色GM(1，1)模型来预测武威市未来几年的协调发展态势，以期为武威市乃至河西经济带的旅游产业、区域经济发展和生态环境保护提供决策参考依据。

1.评价指标体系构建

根据TEE系统的耦合协调机理作用，并遵循科学性、可获得性、可操作性等原则，查阅相关文献，借鉴已有研究成果，构建TEE系统指标体系，同时利用SPSS19.0软件进行因子分析，选择出符合KMO大于0.7及贡献率大于75%的指标值。其中反映旅游产业系统的评价指标有7项，包括国内旅游收入(亿元)、国际旅游收入(万美元)、住宿餐饮营业额(亿元)、国内外游客人数(万人次)、海外游客人数(人次)、餐饮收入(亿元)、住宿收入(亿元)；反映区域经济系统的评价指标有10项，包括国内生产总值GDP(亿元)、社会消费品零售总额(亿元)、第一产业产值(亿元)、第二产业产值(亿元)、第三产业产值(亿元)、进出口商品总值(万元)、城镇居民人均可支配收入(元)、邮电业务总量(亿元)、人均GDP(元)、城镇居民人均消费支出(元)；反映生态环境系统的评价指标有9项，包括城市污水处理厂日处理能力(万立方米)、城市园林绿地面积(公顷)、公园绿地面积(公顷)、人均公园绿地面积(平方米)、空气质量二级及以上天数(天)、工业固体废物产生量(万吨)、工业固体废物综合利用量(万吨)、工业废水排放量(万吨)、工业废气排放量(亿立方米)。以上26项指标作为评价武威市TEE系统耦合协调度的评价指标体系。

2.指标的无量纲

指标的量纲、经济意义等不同，需要运用指标的无量纲化方法去除指标量纲的影响。本文采用极差规格化变化方法对数据进行无量纲化，公式如下

(1)

(2)

其中，minxi、maxxi是指标i的最小值和最大值，变换以后，每一列最大数据的转变为1，最小数据的转变为0，其余数据取值变化则在0～1之间，并且数据变换后不再具有量纲，使变量之间具有可比性。

3.指标权重确定方法选择

研究TEE系统涉及的指标较多，而且主观赋值容易导致权重不准确，本文采用客观赋权法中的主成分分析法来确定指标的权重。

4.耦合协调度模型与计算方法

参考薛华菊[22]、张玉萍[7]等学者的研究成果，将旅游产业、区域经济和生态环境的综合评价函数表示如下

(3)

(4)

(5)

公式(3)(4)(5)分别代表旅游产业、区域经济和生态环境的综合评价函数，其中ai、bi、ci分别为旅游产业、区域经济和生态环境各指标的权重，是通过主成分分析法确定的。

耦合度函数计算公式为

(6)

公式(6)中，C3的含义是旅游产业、区域经济与生态环境的耦合度，C3∈[0，1]，C3的数值愈大，则表明三个系统的耦合水平愈高。当C3=0时，三个系统无关联，表示系统间处于混乱无序状态。

由于耦合度模型仅表明了系统之间影响力的强弱，无法反映它们的协调水平状态，引入耦合协调度计算公式

(7)

公式(7)中，C3表示耦合度，D表示耦合协调度，T则是某个地区的旅游产业、区域经济和生态环境的综合评价指数，它反映了三个系统之间的整体协同效果，α、β、δ则是待定系数。其中，α指的是旅游产业相对武威市社会经济发展的贡献程度，β指的是区域经济相对武威市社会经济发展的贡献程度，δ指的是生态环境相对武威市社会经济发展的贡献程度，且α+β+δ=1。根据武威市的实际状况，我们选定α=0.30，β=0.35，δ=0.35，以此数据反映三个子系统在武威市TEE大系统中的贡献程度。

目前关于耦合协调度评价标准有4种，分别为四分法、六分法、七分法、十分法。本文借鉴陈青松[23]的研究结果，采用七分法，标准见表1。

表1 TEE系统耦合协调度级别划分标准

5.GM(1，1)灰色预测法[24]

灰色系统理论是根据社会、经济等系统的行为特征数据，寻找不同系统变量之间或某些系统变量自身的数学关系和变化规律，是一种对含有不确定因素的系统进行预测的方法。它主要是通过鉴别系统因素之间发展趋势的相异程度，并对原始数据进行生成处理来寻找系统变动的规律，进而生成有较强规律性的数据序列，建立相应的微分方程模型，从而预测事物未来发展变化的趋势。其预测计算步骤如下。

步骤一：令X(0)为GM(1，1)建模序列，X(0)=[X(0)(1)，X(0)(2)，……，X(0)(n)]，X(1)为X(0)的1-AGO序列，X(1)=[X(1)(1)，X(1)(2)，……，X(1)(n)]。

步骤二：令Z(1)为X(1)的紧邻均值(MEAN)生成序列，Z(1)=[Z(1)(2)，Z(1)(3)，……，Z(1)(n)]，Z(1)(k)=0.5x(1)(k)+0.5x(1)(k-1)，则GM(1，1)的定义型，即GM(1，1)的灰微分方程模型为

x(0)(k)+aZ(1)(k)=b，

(8)

式中a称为发展系数，b为灰色作用量。

(9)

称为灰色微分方程x(0)(k)+aZ(1)(k)=b的白化方程。

(10)

式(10)为预测模型方程。

步骤五：对公式(10)进行精确度检验，一般利用表验证，如果P和C都在允许范围之内，则可进行预测。

表2 灰色预测精确度检验等级标准后验差检验判别参照

本文运用GM(1，1)对2017—2021年武威市TEE系统耦合协调度进行模拟预测分析。

(二)数据来源

依据构建的指标体系，本文获取的原始数据主要来源于《甘肃发展年鉴》(2010—2017)、武威市国民经济和社会发展统计公报(2009—2016)，部分缺失数据从发改委、旅游局、环保局等部门调研获得。

三、武威市TEE系统耦合协调发展实证分析

(一)数据计算

1.指标权重计算

依据公式(1)(2)将原始数据无量纲化，利用SPSS19.0中的主成分分析法来确定其指标权重。

利用SPSS19.0进行主成分分析，获得TEE系统各指标特征根、贡献率、累积贡献率以及主成分载荷值矩阵。同时参考汪晓梦[25]、颜惠琴[26]、马建华[27]等学者的研究成果，计算武威市TEE系统各指标的权重。

2.耦合协调度计算

依据公式(3)(4)(5)分别计算武威市旅游产业系统、区域经济系统、生态环境系统的综合评价指数，依据公式(6)(7)分别计算TEE系统的综合评价指数(T)、耦合度(C3)和耦合协调度(D)。

3.灰色预测计算

根据灰色预测模型公式(10)，计算得出模型结果为

(11)

对模型进行残差检验和后验差检验，得出C3=0.11，P=1。由表2可知，模型具有良好的预测精度，测试后也得出模型拟合度较高，模拟预测值计算结果见表3，利用公式(11)预测的结果见表4。

(二)数据分析

1.武威市TEE系统综合评价指数分析

2009—2016年武威市三大系统指数总体呈增长趋势，旅游指数从0.3162增长到0.8763，经济指数从0增长到0.9875，生态指数从0.3040增长到0.7318，年平均增长率分别为18%、53%、15%，而综合评价指数从0.2013增长到0.8646，年平均增长率为27%。在运算过程中，武威市经济运行比较平稳，三个指数呈逐步增长趋势。因此，在利用公式(1)数据标准化后，2009年数据变化为0，利用公式(6)计算2009年耦合度时数据结果为0，而从2010年开始武威市的数据正常化，可作为分析依据。从整体数据分析中看出，对于武威市来说，三大系统中生态指数增长率最小，旅游指数居中，经济指数增长率最大，从另一个角度看，可能经济与旅游的发展限制了生态环境质量的提升。利用SPSS19.0对旅游指数、经济指数、生态指数进行相关性分析，旅游与经济相关系数为0.97，旅游与生态相关系数为0.75，经济与生态相关系数为0.86，且都通过了双尾检测。说明虽然旅游产业对于武威市社会经济发展的作用是正相关，但是其对武威市区域经济发展的贡献并不是很重要。换言之，武威市区域经济发展的驱动力来源于其它产业，而相关性最低的是旅游与生态，说明旅游业的发展与生态环境变化的关系并不密切，反而经济增长会对生态环境造成更大的影响，同时说明武威市旅游业还远未成为战略性支柱产业[28]。

从时间变化趋势看，TEE三大子系统都有跳跃式变动的现象，旅游指数的2010—2011年有跳跃式发展，经济指数基本都在跳跃式发展，生态指数的2011—2012年、2014—2015年有两次大的跳跃，说明武威市区域经济发展受到外在因素的影响较大。旅游指数的跳跃是因为借助丝绸之路国际旅游节的营销宣传扩大了武威的影响力，经济指数的跳跃则是因为固定资产投资额的连续增加[29]，生态指数的跳跃是因为石羊河流域治理完成。

2.武威市TEE系统耦合度与耦合协调度分析

从武威市TEE系统耦合度数值分析，武威市的耦合度值变动范围为0～0.3308。从变动趋势来看，呈现稳定增长，因为耦合度值反映的是系统之间相互作用程度的强弱[30]。从数值来看，武威市近7年仅处于低水平融合阶段，2009年数值为0，说明三个系统之间呈无序发展阶段；2010年为0.2880，说明处于相互排斥低水平阶段；2011—2016年则是颉颃阶段。即三个系统之间的关联程度不高，互相作用的程度比较弱，甚至互相排斥抗衡，还未形成良性互动的效果，达不到合力发展的目的。

从耦合协调度等级分析，武威市TEE系统呈现稳步增长态势，协调等级从严重失调(2009年)—中度失调(2010—2011年)—勉强协调(2012—2014年)—初级协调(2015—2016年)，总体一直处于低水平状态。说明尽管近7年武威市经济发展速度迅猛，相对于经济发展的速度来讲，生态环境的质量并没有同步发展，原因可能是没有真正认识到生态环境对区域经济发展的重要影响，或者说区域经济发展优先目标并不是生态环境导致的结果。

3.武威市TEE系统耦合协调类型分析

从TEE系统耦合协调度(D)数值划分武威市协调度相应的等级，进一步分析武威市TEE系统协调发展类型和整体发展特征，结果见表5。

武威市耦合协调度数值都处于0～0.5348之间，说明这8年以来武威市TEE系统的协调发展程度一直处于低水平状态，旅游经济的超前发展主要是以能源消耗、自然资源消耗为基础的发展形式，或者说旅游产业经济的发展属于粗放式发展模式，旅游与经济的发展超出了生态环境的承载阈值，自然资源没有得到有效合理利用，经济效益产出不高，旅游与经济产出值的增长是靠消耗大量的能源与资源获取，或者说生态环境制约了武威市旅游、经济的进一步发展。虽然从三个子系统的增长趋势来看都属于稳步增长态势，但从增长速度看，生态环境一直是低速增长，说明旅游业与经济的发展制约了生态环境质量正向发展。如果我们不能正确对待生态环境对区域经济的负面影响，任由旅游经济发展超出生态环境的承载力，武威市旅游、经济增长就会呈现不可持续发展状态。

表5 武威市TEE系统耦合协调发展度与类型特征

4.武威市TEE系统耦合协调度模拟预测分析

基于GM(1，1)灰色预测模型，以2010—2016年耦合协调度为分析数据，借助灰色预测模型软件，模拟预测2017—2021年武威市TEE系统耦合协调度模拟预测值，经过验证达到了较高的精度，预测5年模拟值的耦合协调度变化幅度平稳，变化值均在0.1以内。从变化趋势看，呈稳定平稳增长态势；从协调等级变化看，由初级协调—中级协调—良好协调—优质协调慢慢变化，说明武威市未来几年内协调发展状况总体上正在改善，而且改善的速度比较快。

四、结论与讨论

(一)结论

武威市TEE三大子系统呈现跳跃式发展特征。在2009—2015年，旅游子系统指数从0.3162发展到0.8555，经济子系统指数从0发展到0.9804，生态子系统指数从0.3040发展到0.7086。分析变化的幅度，旅游子系统跳跃发展年份是2010、2011年，经济子系统跳跃发展的年份是2011、2012、2013、2014年，生态环境子系统跳跃发展的年份是2012、2015年。有跳跃发展的现象说明武威市社会经济发展受到了外部环境因素的剧烈影响，大环境主要是市政府“工业强市，生态立市，跨越式发展”战略目标的制定、“石羊河流域重点治理”效果的显现、借助丝绸之路经济带建设机遇而获得的效果。

武威市TEE三大子系统呈发展不同步的特点。TEE三大子系统近7年的发展速度不同步，最快的经济子系统年平均增长率达到53%，而旅游和生态子系统年平均增长率分别为18%、15%，经济子系统发展速度是旅游和生态子系统的3倍左右。经济子系统之所以发展迅速，客观原因是其发展基数较低，另一个原因是近几年固定资产投资额的高速投入，项目建设数量与质量提高，经济发展有推动力。好的一面说明区域经济发展良好，坏的一面则是经济增长超过了生态环境的承载力阈值，会造成武威市经济不可持续发展，甚至破坏生态环境平衡，这对于土地荒漠化、水资源缺乏的武威来说会形成更大的破坏，生态恢复能力更差。

武威市TEE系统耦合协调度呈逐年上升趋势。TEE系统耦合协调度的数值从2009年的0上升到2016年的0.5348，利用GM(1，1)灰色预测模型预测的数值从2017年的0.5955到2021年的0.8092，呈逐年稳步上升趋势，耦合协调等级也显现逐年变好，从严重失调到勉强协调再变化为初级协调，预测则从初级协调到优质协调，总体都是向良性方向变化。

武威市TEE系统中呈现生态环境发展滞后现象。除2009、2010年外，TEE系统2011—2016年的生态环境综合评价值均为三个子系统中最低的，连续6年呈现生态环境发展滞后旅游、经济发展的现象。这是因为2010年政府重新制定“工业强市，生态立市，实现跨越式发展”的战略目标后形成的结果，也是优先发展目标不同导致的结果。虽然没有发生类似于青海、内蒙古、安徽、吐鲁番等其它地区随着旅游和经济的发展，生态环境反而呈负向发展趋势[22]413，即旅游、经济与生态环境呈负相关关系，但从长远来看，生态环境发展滞后仍然会制约武威市经济持续健康发展。

(二)讨论

控制经济发展速度，使旅游、经济与生态协调发展。武威市区域经济的快速发展超过了生态环境的承载力阈值，无疑会引起一系列的不可持续发展问题。在此情形下，武威市需要根据实际情况控制经济发展速度，限制因单纯追求经济发展速度而忽略生态环境保护引起的破坏。从分析中可以得出，近几年武威市经济发展的主要动力是固定资产投资引起的，要控制武威市的经济发展，一是要控制固定资产投资额度，二是要控制固定资产投资方向，将投资引向以特色农业为核心、以大型企业为主导的现代农业产业链建设，以科技创新为目标的新能源、新材料制造产业，以文化旅游为中心的创意产业园区，促使旅游产业、区域经济与生态环境和谐发展。

以生态安全为核心发展区域经济。武威市最大的生态安全制约因素是水资源缺乏和土地沙漠化，经济发展要以生态安全为前提和核心。一是以《甘肃省生态保护与建设规划》《武威市生态文明建设规划》等为依据，划定武威市生态保护红线，尤其是以水资源的控制为核心，量化用水量，提高水价，促使居民节约用水。二是政府建立武威市乃至整个河西走廊经济带的生态文明建设目标，邀请、鼓励科研人员研究构建符合区域情况的生态文明评价体系指标与考核方法，确定资源环境承载力标准，以生态环保部门为主导，建立生态安全监测预警机制，实施生态环境和生态状况定期评估，针对评估结果进行治理，最终达到提高城市生态质量、扩大绿色休闲空间的目标。

旅游发展应实施生态旅游优先战略。生态旅游是一种更高层次的旅游方式，它以保护自然资源与环境、促进区域社会协调发展为目的。要使生态旅游获得良性发展，需要各部门联动，全社会参与。政府需树立集生态经济、生态制度、生态环境、生态文化、生态空间和生态人居“六位一体”的生态文明旅游模式[31]，制定并健全各种法律法规，从制度层面指导企业低排放、旅游景区环境承载力与生态容量限定、社会公众和旅游者文明旅游，主要发展文化旅游、农业旅游、葡萄酒旅游等项目，最终实现全域范围的绿色旅游、低碳旅游、智慧旅游和生态旅游。武威市旅游业需实施生态旅游优先的战略，从而实现旅游产业、区域经济与生态环境的可持续发展。

本文采用耦合协调模型，定量研究武威市TEE系统化耦合协调度关系与发展规律，运用GM(1,1)灰色预测模型，预测未来TEE系统耦合协调度，为武威市未来旅游产业、区域经济以及生态环境保护的发展战略提供了决策的科学依据，但是在指标的选择上不够全面，指标的细化深度有所欠缺。因数据获得的有限性，建立的耦合协调评价体系未能完全反映武威TEE系统发展状况，而且三个子系统之间的协调关系还需进一步研究。