长江流域沿江七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，南京 210037）

国外对生态环境与经济的研究主要在经济增长与环境污染二者呈现“倒U型曲线”关系的研究方面，最初由美国经济学家Kuznets(1955)提出，此后，诸多学者大量的研究证实了“倒U型曲线”；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]。目前，针对不同区域之间的生态环境与经济协调发展的“横向”空间差异性研究较少。基于此，笔者以长江流域沿江城市为例，以城市的经济规模、经济地位、地理位置以及数据的可获得性等因素作为考虑要素，选取七个沿江城市作为分析对象，采用2005—2016年的数据构建评价指标体系，基于熵值法确定权重，运用协调发展度模型对长江流域沿江城市的生态环境与经济的协调发展状况进行实证分析，揭示长江流域沿江城市12年来生态环境与经济发展的动态演变轨迹，以期为长江流域沿江城市生态环境建设及经济发展的决策提供参考。

1 材料与研究方法

1.1 研究区概况

长江经济带作为我国联通东中西三大经济区域的重要经济带，不仅生态环境良好，而且是我国重要的绿色生态廊道[4]。长江通道作为我国国土开发最重要的东西轴线，沿江分布的大中小城市的发展也起着至关重要的作用。本次研究范围选定长江流域沿江城市，分别选取上海、南京、九江、武汉、岳阳、重庆和泸州共七个城市。

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，选取长江中下游沿江城市2005—2016年的七个城市的市级数据（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指标的指标，构建长江中流域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。生态环境系统评价指标分别选取：F1工业废水排放量、F2生活垃圾无害化处理率、F3市辖区人均绿地面积、F4工业二氧化硫排放量、F5一般工业固体废弃物综合利用率、F6人均城市道路面积；经济系统评价指标分别选取G1社会消费品零售总额、G2城镇居民人均可支配收入、G3农村居民人均纯收入、G4人均GDP、G5固定资产投资总额、G6第三产业增加值占国能生产总值比重、G7失业率。

1.3 生态环境与经济协调发展评价模型研究方法

1.3.1 各子系统综合评价方法

为研究长江流域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来构建评价指标体系。设各子系统有n个评价指标，m个数据项，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，具体步骤如下：

式中：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。具体步骤如下:

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]。协调度模型如下：

式中:k为调节系数，取k=2;其中C为协调度。协调度C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。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。协调发展度模型如下

其中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取值为1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发展水平。文中将按照协调发展度数值借鉴相关协调度研究，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、初级协调发展类、失调类五大类（见表1）。

表1 生态环境与经济协调发展状况分类

2 结果与分析

2.1 长江中流域沿江城市生态环境质量与经济发展水平评析

2.1.1 生态环境质量

在研究时段内，对上海环境质量贡献前三的分别为生活垃圾无害化、市辖区人均绿地面积以及一般工业固体废弃物。对南京环境质量贡献最高的为一般工业固体废弃物、生活垃圾无害化处理率以及工业废水排放量，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]。九江作为七个城市中环境质量增长的较好代表，生活垃圾无害化处理率、工业废水排放量和人均城市道路面积分别占为前列。武汉在2005—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增快，人均城市道路面积、生活垃圾无害化处理率和一般工业固体废弃物贡献较大。岳阳环境质量发展过程中，生活垃圾无害化处理率发展速度最快，其中早年也出现过回落的现象，一般工业固体废弃物仅次于其后，但在2015—2016年间出现了回落的现象，人均城市道路面积一直处于平稳增长的态势。泸州环境质量相对于其他城市发展比较平稳，但在2015—2016年间出现了整体快速发展的态势，排名前三的依次为一般工业固体废弃物、工业废水排放量和工业二氧化硫排放量。重庆作为长江上游的重要城市，环境发展质量与泸州略有相似，在2015—2016年间也出现了快速发展的转折过程，其中按照对环境质量贡献率排名前三的分别为生活垃圾无害化处理率、一般工业固体废弃物以及工业废水排放量。根据上述七个城市的分析可以发现，生活垃圾无害化处理率、一般工业固体废弃物以及工业废水排放量这三个指标对长江流域沿江城市环境质量的贡献率最大，同时发现，长江流域下游城市上海与南京环境质量发展处于向上发展的趋势，但也存在些许波动，长江中游城市九江、武汉和岳阳发展较为平稳，长江上游城市重庆和泸州发展态势较好，尤其在2015—2016年间出现了飞速发展的现象，本文列举泸州的发展态势作为示例(见图 1)。

2.2 经济发展水平

研究期间内，对上海经济质量发展贡献前三分别为：失业率、固定资产投资总额以及人均GDP。对南京整经济整体发展贡献较高的以此为固定资产投资总额、第三产业增加值占国民生产总值比重以及城镇居民人均可支配收入；九江经济发展贡献排名靠前的以此为人均GDP、城镇居民可支配收入以及农村居民人均纯收入，其中失业率出现了波动。武汉经济质量整体发展态势较为平稳，第三产业增加值占国内生产总值的的比重在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]。人均GDP、固定资产投资总额和城镇居民人均可支配收入对武汉经济质量贡献较大。岳阳经济质量中人均GDP、城镇居民人均可支配收入和社会消费品零售总额对整体经济发展贡献较大。泸州的经济质量发展中，失业率对经济质量的影响最高，2012年之前第三产业增加值占国内生产总值对经济质量发展质量影响最高，城镇居民人均可支配收入以及人均GDP紧追其后。重庆的经济质量整体发展状况与泸州有些相似，2011年之前第三产业增加值占国内生产总值比重贡献率最高，2011年之后被失业率取代，而不同之处在于第三产业增加值在2011年之后依然紧追其后，人均GDP贡献率也比较可观。

纵观长江流域沿江城市经济质量，人均GDP和城镇居民人均可支配收入对经济质量发展贡献较大，而失业率与固定资产投资总额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，失业率对长江上游城市的影响相对于固定资产投资总额影响更大，而对长江下游城市的影响则截然相反[9]。

图1 泸州生态环境质量指数f（x）历年累加值

图2 上海经济环境质量指数g（y）历年累加值

表2 长江沿江城市经济环境协调度D等级和协调发展度评价结果

3 长江中流域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，协调的年份较少。在84个样本中，44个是失调类、26是低级协调发展类、19个是中级协调发展类、14个是良好协调发展类、12是优质协调发展类。

根据表2可知，在研究期间，长江流域沿江城市协调发展度整体呈现上升的趋势，但是整体数据样本中，失调类占整体数据的比重较大。

在2005—2008年期间，长江流域沿江城市均处于失调类，其中岳阳在2007—2008年间还出现了小幅度的回落现象；2009年，重庆和上海率先达到低级协调发展类，其余城市均处于失调类；2010年，九江从失调类发展为中级协调发展类，发展跨度较大，而上海、重庆继续保持低级协调发展态势，与此同时，南京也加入了低级协调发展的行列，其余城市依然处于失调类；2011年，泸州、武汉进入低级协调发展的行列，南京也从低级协调类发展为中级协调发展类；2012年泸州、重庆、岳阳和安庆纷纷上升了一个协调发展等级，南京与上海保持稳定发展，而九江出现了回落，从中级协调发展类下降为低级协调发展类；2013年，武汉和南京出现从低级协调类上升为良好协调发展类的跨度上升，同时也是沿江城市中第一个上升为良好协调发展类的城市，、上海出现上升情况，其余城市均保持原来的发展状态；2014—2016年间，长江中下游城市泸州、重庆、岳阳、武汉、九江均一致保持上涨，均达到良好协调发展以至于优质协调发展，而安庆则最终达到良好协调发展，上海与南京均为中级协调发展。长江中上游沿江城市的发展态势优于长江下游城市。

其中，在优质协调发展类中，2015年沿江城市首次出现优质协调发展类的为泸州和武汉，其中武汉协调发展水平达到0.92高于泸州的0.912，剩余城市除了上海属于中级协调发展类其余均为良好协调发展类，按照协调发展度水平排名依次为，重庆>南京>安庆、岳阳>九江；在2016年，泸州、重庆、岳阳、武汉和九江跻身于优质协调发展类中，按照协调发展水平排名依次为：武汉>泸州>重庆>九江>岳阳。

总体而言，在2005—2016年期间，长江流域沿江城市的协调发展水平都均为失调类逐渐上升为优质协调发展类，其中2012年之前基本处于失调状态，2012—2014年从低级向中级协调发展过渡，2014年之后除长江下游城市仍处于良好、中级协调之间，其余城市均达到优质协调发展水平。长江流域沿江城市的经济与环境的协调处在一个发展中的协调，还要往更高水平的协调发展。