宁夏六盘山连片特困区生态环境与经济发展耦合协调研究

苏胜亮, 吴立峰

(宁夏回族自治区生产力促进中心, 银川 750000)

生态环境与人类社会活动息息相关，不仅为人类生存和发展提供物质基础，更是经济发展和社会稳定的重要保障[1]。随着社会经济的快速发展，工业化和城镇化水平的不断提高，生态系统结构开始呈现失衡状态，生态系统服务功能日益下降，资源环境承载力水平随之降低，生态环境压力越来越大。尤其对于地理位置独特的集中连片特困地区，兼具生态环境脆弱、少数民族聚居以及贫困人口集中等多种因素的空间耦合，长期以来深陷“贫困陷阱”和“梅佐乔诺陷阱”之中[2-4]，生态环境恶化、水土流失严重以及自然灾害频发，成为阻碍区域经济发展的重要因素，同时也是我国全面建成小康社会，实现美丽中国梦所需突破的瓶颈之一。

20世纪80年代初期，国家针对贫困地区组织实施了一系列扶贫政策，从“三西农业建设”、“八七扶贫攻坚计划”、“中国农村扶贫开发纲要”到新时代精准扶贫战略的实施，不仅降低了区域贫困发生率，提高了农村经济的收入水平，同时改善了区域生态环境质量，达到了扶贫与生态建设双赢的目标。而如何继续将扶贫开发与生态建设、环境保护相结合，社会经济发展与人口资源环境相协调，走生态环境与经济发展相协调的可持续发展道路显得尤为重要[5-6]。为此，开展贫困地区生态环境与经济发展耦合协调研究，对贫困地区扶贫工作的顺利进行、生态保护和建设以及区域经济发展具有重要的理论和现实意义。

目前，学术界针对生态环境与经济发展的协调评价进行了大量的研究，并取得了丰富的研究成果。学者们利用能值理论[7]、系统动力学[8]、生态足迹[9]以及耦合协调模型[10]等多种方法对区域[11]、流域[12]、城市群[13]、三角洲地区[14]以及省[15]和市[16]生态环境与经济发展之间的关系进行分析研究，并依据研究成果提出相应的发展建议。而对于集中连片特困区的生态环境与经济发展耦合协调度研究鲜有报道。尤其是在扶贫政策驱动下，对于贫困地区生态环境与经济发展关系的研究少之又少。因此，本文以宁夏六盘山贫困地区为例，构建生态环境与经济发展耦合协调评价体系，综合运用熵权法、耦合协调模型、地理探测器等方法对研究区生态环境与经济发展耦合协调度时空变化进行分析，并探测影响其变化的主导因素，以期为当地扶贫工作的顺利开展、规划以及区域生态环境与经济协调发展提供理论依据和科学参考。

1 研究区概况

宁夏六盘山区又称西海固地区，被联合国确定为最不适宜人类生存的地区之一，素以“苦瘠甲天下”而闻名，也是我国14个集中连片特困地区之一。六盘山位于宁夏自治区南部，位于35°15′—37°05′N，105°10′—106°57′E，行政范围包括原州区、西吉县、隆德县、泾源县、彭阳县以及中卫市的海原县共6个县区。该区域属黄土高原西南干旱区，地势南高北低，平均海拔2 100 m左右，年平均气温约5.8℃，降雨量由南向北递减，年均降水量500 mm左右，且多集中在夏季，年蒸发量约1 700 mm，年日照时数约为2 450 h。区域总面积近1.70万km2，约占全区总面积的33%，总人口达162.3万人，其中回族人口85.3万人，约占区域总人口的52.56%。截至2016年底，该区域实现地区生产总值288.73亿元，仅占全区地区生产总值的9.1%，是全区经济发展较为落后的地区。

2 研究数据与方法

2.1 指标选取与数据来源

集中连片特困区是中国区域发展战略中的一类特殊区域，长期以来深陷在贫困和生态退化的恶性循环怪圈中，使得该区域经济发展落后、生态安全形势严峻[17]。宁夏六盘山区位于黄土高原西南部，属典型的黄土高原干旱地区。这里生态环境恶劣、水土流失严重，且生态脆弱性和敏感性突出，经济发展水平极为落后，被联合国确定为最不适宜人类生存的地区之一，也是我国重点扶贫的三西地区之一。因此在选择评价指标时，充分考虑到六盘山区的生态环境和经济发展状况。鉴于此，本文在遵循指标选取的科学性、可获取性、综合性、代表性以及有效性等基本原则的基础上，结合研究区的实际状况，共选取26个指标构建宁夏六盘山区生态环境与经济发展耦合协调评价指标体系(表1)。本文社会经济数据主要来源于2007—2017年《宁夏自治区统计年鉴》、《固原市统计年鉴》、《中国环境统计年鉴》以及六盘山六县(区)经济要情手册和宁夏自治区、研究区各县《国民经济和社会发展统计公报》与《政府工作报告》。贫困数据来源于发改委提供的《扶贫开发工作情况汇编资料》，此外，涉及的环境农林等数据，均由农业、林业、气象、环保等相关部门提供并计算获得。

2.2 指标权重的确定

2.2.1 数据的标准化处理 鉴于各项指标数据的属性和性质存在差异且数量单位不同，彼此之间不具有可比性。为得到比较客观的指标权重，使指标之间具有可比性，需要对指标进行标准化处理[18]，本研究采用极差法，其计算公式如下：

(1)

(2)

式中：Yij为评价指标标准化后的值；xij为各指标原始值；xjmax，xjmin分别为第j项指标中最大值和最小值。

2.2.2 熵权法确定指标权重 熵权法是依据各指标所包含的信息量大小来确定权重，该方法避免了主观因素的影响，具有信息程度有序、效用性自然和客观性较强的优势[19]。因此采用熵权法确定指标权重，其具体计算过程如下：

计算第j项指标下第i个项目的指标值的比重pij：

(3)

计算第j项指标的熵值ej：

(4)

计算第j项指标的权重wj：

(5)

式中：yij为评价指标标准化后的值；ej为第j项指标的熵值；wj为第j项指标的权重值。

2.3 耦合协调度模型

耦合源于物理学概念，用以反映各系统间由无序向有序状态间的相互转变过程，同时衡量了两个及其以上的系统之间相互作用、相互影响的关系[20]。而协调度主要是度量系统与系统间或系统内部组成要素在发展过程中的平衡状态及其协调程度，侧重于系统之间的良性互动关系[21]。因此，本文所研究的贫困地区生态环境与经济发展耦合协调度，主要是指系统间交互耦合的协调程度，用来揭示经济发展与生态环境系统间的同步性、有序性，并反映系统间动态和平衡发展的状态，能够更好地认识经济发展和生态环境系统交互作用的整体协调程度[22]。在参考相关研究文献基础上[23-25]，采用耦合协调度模型对宁夏六盘山贫困地区的生态环境与经济发展耦合协调进行研究与分析，其计算公式如下：

(6)

T=αf(x)+βg(y)

(7)

(8)

(9)

式中：f(x)和g(y)为生态环境和经济发展的综合评价函数；T为生态环境与经济发展两大系统的综合评价值；α和β为待定系数，用以表示两个系统之间相互作用的重要性。由于贫困地区生态环境与经济发展同样重要，故取值为α=β=0.5；D和C分别为宁夏六盘山区生态环境与经济发展的耦合协调度指数和耦合度指数，其中耦合度指数C取值介于0～1之间，当C=0时，说明生态环境与经济发展系统间处于无关状态，偏向无序发展，耦合度极低；当C=1时则相反，表明耦合度最大，两系统处于偏向高度耦合的良性有序发展状态；本文结合研究区实际情况将耦合协调度分为5个不同等级(表2)。

表1 宁夏六盘山区生态环境与经济发展耦合协调评价指标体系及指标权重

表2 耦合协调度等级划分标准

2.4 地理探测器

地理探测器是基于GIS空间叠加技术和集合论，用以识别多因子之间交互作用，揭示地理事物空间驱动力的模型方法[26]。目前已被广泛应用于地理要素格局演变和地域空间分异等方面的研究[27-28]。借鉴地理探测器模型，引入生态环境与经济发展耦合协调分异决定力指数q。通过多因子间离散分类，获得因子与结果之间的相关性，以识别多因子间的交互作用与探测变量之间的因果关系。

(10)

3 结果与分析

3.1 生态环境与经济发展耦合协调度时序变化分析

根据耦合模型计算得到2006—2016年宁夏六盘山区生态环境与经济发展耦合协调度(图1)。由图1可知，在研究期间，宁夏六盘山生态环境与经济发展耦合度和耦合协调度指数呈现出先减后增的变化趋势，但总体上两者呈现出同步稳定增长的态势。耦合度和协调度分别由2006年的0.272 1，0.207 2增加至2016年的0.581 9，0.552 3，且两者变化趋势基本趋同。特别是自2011年以来，耦合度和耦合协调度增长态势更加显著。从变化过程来看，六盘山区生态环境与经济发展耦合协调度等级由较低耦合协调度上升至中等耦合协调度，说明生态系统与经济系统之间相互作用程度不断增强，内部协调程度进一步提升，耦合协调度等级得以提高和改善。究其原因在于宁夏六盘山区独特的地理位置和历史发展，加剧了区域内人口—经济—生态系统之间矛盾突出，形成恶性循环，导致人地关系呈现初步失衡状态。为解决山区贫困问题，自20世纪80年代，宁夏自治区开始实施吊庄移民，先后建设吊庄移民基地21处，开发土地3.47万hm2，通过县内县外的安置方式共解决28万人的温饱问题。此后相继实施了易地扶贫搬迁政策，以县外安置的方式搬迁安置原州区、西吉县、隆德县、泾源县、彭阳县、海原县、同心县等县(区)约14.2万人贫困人口。生态移民兼顾了扶贫和生态建设双重意义，自2007年后，生态移民实施规模继续扩大、范围更广，涉及宁夏的北部川区、中部干旱带和中南部等地区。通过对南部山区近65万贫困人口安置，以产业扶贫、金融扶贫和科技扶贫等手段，使六盘山区的生态环境与经济发展得到了长足进步。特别是精准扶贫战略实施以来，立足于区域发展实际，以五大发展理念为引领，以精准扶贫、精准脱贫为基本方略，聚力到户，受益精准，不断提高贫困群众的经济收入，调动贫困群众的积极性。并将山区六县(区)作为扶贫工作的重点，在保护环境、绿色发展的前提下，综合考虑区域资源优势、产业基础等因素，因地制宜，合理确定产业发展目标和方向，将生态优势转化为经济优势，不断提高宁夏六盘山区生态环境质量和经济发展水平，生态环境与经济发展耦合协调度呈现出持续上升趋势。

3.2 生态环境与经济发展耦合协调度的空间分异分析

进一步对宁夏六盘山区生态环境与经济发展耦合协调度进行空间分异研究。选取六盘山区6县(区)2006年、2011年和2016年3个不同时期的耦合协调度，在ArcGIS 10.2中对研究区进行可视化表达，并绘制其空间分异图(图2)。由图2可知，2006年宁夏六盘山区各县生态环境与经济发展耦合协调度整体水平较低，且空间分布差异不明显，原州区、西吉县以较低耦合协调度为主，海原县、隆德县、泾源县和彭阳县以低度耦合协调度为主，究其原因在于此时期，研究区虽已颁布并实施诸多惠农、扶贫政策，但基于贫困人口基数大，经济收入较低且来源单一，发展初期以掠夺式、粗狂式的经济发展方式使得生态环境破坏严重，导致生态环境与经济发展耦合协调度整体水平不高。到了2011年，原州区和西吉县的耦合协调度上升为中度耦合协调，隆德县、泾源县和彭阳县由低度耦合协调上升为较低耦合协调。除海原县外，其余各县耦合协调度水平均得到提升和改善，究其原因在于海原县是农业大县，产业结构单一，经济发展缓慢。农民人均纯收入较2006年虽有所提升，但整体收入水平依旧很低。贫困人口数量多、经济发展方式不合理，是海原县的生态环境与经济发展综合得分不高，耦合协调度水平较低的制约因素。在精准扶贫和生态移民政策的实施背景下，2016年研究区的经济水平和生态环境得到进一步提升和改善，生态环境与经济发展耦合协调度整体水平提升较快。其中，较低耦合协调度主要分布在经济发展落后、城市发展水平低、生态环境质量差的海原县和隆德县，中度耦合协调主要分布在西吉县、泾源县和彭阳县，而较高耦合协调则分布在经济发展和生态环境质量高的原州区。从空间分布来看，宁夏六盘山区生态环境与经济发展耦合协调度由西北向东南呈现出低—高—低的空间变化格局，这也与宁夏六盘山区的经济发展与生态环境质量的空间分布格局基本一致。

图1 宁夏六盘山区2006-2016年生态环境与

经济发展耦合协调度指数

图2 宁夏六盘山区生态环境与经济发展耦合协调度空间分异

3.3 生态环境与经济发展耦合协调度主导因素探测

地理空间要素影响生态环境与经济发展耦合度的空间分异。基于六盘山区各县(区)生态环境与经济发展耦合协调度的研究结果，对生态环境和经济发展两大系统共26项指标进行等间隔离散化处理，将指标因子划分为5类，即完成了对自变量的分层，然后代入地理探测器软件(http:∥www.geodetector.org/)中运行，得出影响生态环境与经济发展耦合协调度的因子决定力q值(表3)。从各指标因子对耦合协调度的决定力q值中可以看出，人均GDP、GDP增长率、城镇居民人均可支配收入、农村人均纯收入、贫困人口比重、森林覆盖率、建成区绿化覆盖率、人均公园绿地面积、环保投资额占GDP比重、生活垃圾无公害处理以及人均牧草地面积和人均水资源量这12个指标是影响宁夏六盘山区生态环境与经济发展耦合协调度空间分异较强的因素，且q值均大于0.8。其中城镇居民人均可支配收入、贫困人口比重、生活垃圾无公害处理率这3项指标对宁夏六盘山区生态环境与经济发展耦合协调度的决定力在下降，究其原因在于宁夏六盘山区自实施生态移民工程以来，该区域贫困人口数量急剧下降，生态环境质量逐步提高和改善，人均居民收入水平大幅度提升，致使上述3种的决定力q值逐年下降，对研究区生态环境与经济发展耦合协调度影响逐步降低。而除此之外的其余各项指标的q值均有上升，表明这些指标因子对六盘山区生态环境与经济发展耦合度的空间分异影响程度在逐渐加深，进一步说明，农民的经济收入水平和生态环境质量是制约和影响区域经济与生态环境耦合协调发展的关键因素。因此，在区域经济发展和生态建设过程中应当注重对农民纯收入的调控，只有保障农户的基本生活，不断提高生活水平和条件，才能不断提升农民的环境保护意识，进一步引导农户向生态公民转化，参与公众环境保护，提高生态环境质量。

4 结 论

(1) 2006—2016年宁夏六盘山生态环境与经济发展耦合度和协调度呈现出先减后增的变化趋势，总体来看，两者呈现出同步稳定增长的变化态势，且两者变化趋势基本趋同。

(2) 从不同时空尺度视角下看，宁夏六盘山区生态环境与经济发展耦合协调度水平不断上升，其耦合协调等级不断提高。耦合协调度高、低值区的分布主要受经济发展水平、城市化水平、资源禀赋等条件的限制，耦合协调低值区主要分布在经济发展落后、生态环境质量差的西北和南部地区，高值区主要分布在经济发展水平较高的行政中心区域，耦合协调度由西北向东南呈现出低—高—低的空间分布格局。

(3) 地理探测器的探测结果表明，人均GDP、GDP增长率、农村人均纯收入、森林覆盖率、建成区绿化覆盖率、人均公园绿地面积、环保投资额占GDP比重、人均牧草地面积和人均水资源量的因素决定力q值均大于0.9，且呈现出不断增大的变化趋势，表明这些因子是影响六盘山区生态环境与经济发展耦合协调度空间分异的主导因素，也是区域经济发展和生态建设过程中应关注的重要因素。