自贸港时代海南旅游经济与生态环境耦合协调及预测

秦 浩，康兴涛

(1.海南热带海洋学院 商学院，海南 三亚 572022；2.中共海南省委党校 经济学教研部，海南 海口 571126)

一、引 言

2021年6月10日颁布的《中华人民共和国海南自由贸易港法》规定，海南自由贸易港推进国际旅游消费中心建设，推动旅游与文化体育、健康医疗、养老养生等深度融合，培育旅游新业态新模式；海南自由贸易港实行最严格的生态环境保护制度，坚持生态优先、绿色发展，创新生态文明体制机制，建设国家生态文明试验区(1)《中华人民共和国海南自由贸易港法》，《海南日报》，2021年6月11日，第1版。。国家以法律的形式赋予了海南“国际旅游消费中心”和“国家生态文明试验区”的战略定位，并支持建设中国特色自由贸易港，这为海南旅游经济与生态环境协调发展指明了方向。对于开启自由贸易港时代的海南而言，旅游业是海南自由贸易港重点发展的产业之首，生态环境又是承载海南自由贸易港发展之根。如何处理好旅游经济与生态环境两者的协调发展关系，探索一条更加高质量发展的新路径，是建设海南自由贸易港亟待破解的难题之一。

旅游经济与生态环境两者关系的研究受到国内外学者的普遍关注。国外学者Mathieson和Wall早在20世纪50年代就已提出旅游乘数的概念(2)Mathieson A,Wall G,Tourism:economic,physical and social impacts,Essex:Longman Inc,1982,p.208.，Wall和Wright提出了旅游对生态环境影响的概念、方法及旅游活动对环境要素的作用机制(3)Wall G,Wright C,The Environmental Impact of Outdoor Recreation,Ontario:University of Waterloo,1977, p.156.。大众旅游的到来，给旅游地环境带来了日益严重的问题，旅游环境承载力和旅游环境容量等问题引起Josef、Ye等学者的关注(4)Josef Z,Jaroslav K,The concept of carrying capacity in tourism,Amfiteatru Economic,2014,vol.16, no.36;Ye W,Xu X,Wang H,et al.,Quantitative assessment of resources and environmental carrying capacity in the northwest temperate continental climate ecotope of China,Environmental Earth Sciences,2016,vol.75,no.10.。随着研究的不断深入，生态环境对旅游需求的影响和旅游业生态安全等热点引起Wang、Ruan等学者的重视(5)Wang L,Fang B,Law R,Effect of air quality in the place of origin on outbound tourism demand:Disposable income as a moderator,Tourism Management,2018,vol.68,no.10;Ruan W Q,Li Y Q, Zhang S N,et al.,Evaluation and drive mechanism of tourism ecological security based on the DPSIR-DEA model,Tourism Management,2019,vol.75,no.12.。近年来，国内关于旅游经济与生态环境的研究取得了富有成效的进展：研究内容日渐丰富，由两个系统双向作用演变成多个系统耦合发展，如李淑娟、张珍珍等的研究(6)李淑娟、王彤：《滨海城市旅游-经济-生态环境耦合协调发展实证研究》，《中国海洋大学学报(社会科学版)》，2017年第6期；张珍珍、曹月娥、赵珮珮等：《昌吉回族自治州经济-旅游-生态环境耦合协调发展初探》，《西北师范大学学报(自然科学版)》，2020年第3期。；研究方法不断完善，由定量研究过度为综合研究，如龚艳、刘遗志等的研究(7)龚艳、张阳：《基于耦合模型的旅游-经济-生态环境协调发展——以江苏沿海为例》，《社会科学家》，2016年第4期；刘遗志、胡争艳：《基于PSR模型的旅游发展与生态环境耦合协调研究——基于贵州省的实证分析》，《生态经济》，2020年第3期。；研究程度逐渐深入，从单向影响分析转向更高层次的互动共生关系的研究，如韦福巍、程慧等的研究(8)韦福巍、黄荣娟、朱慧芳：《省级区域旅游产业-社会经济-生态环境耦合协调度空间相关性研究——以广西为例》，《西北师范大学学报(自然科学版)》，2017年第4期；程慧、徐琼、郭尧琦：《我国旅游资源开发与生态环境耦合协调发展的时空演变》，《经济地理》，2019年第7期。。

通过文献梳理发现，现有研究尚存在不足：在研究指标上，许多学者的指标设置偏通用化，特色指标不突出；在研究维度上，多数研究集中在时间维度的静态研究，而对未来一段时期的动态预测研究较少；在研究区域上，虽有极少数学者涉及海南的相关专题，但远不适应自贸港时代的新要求。因此，本研究紧密结合海南自由贸易港特征，设置体现“国际旅游消费中心”和“国家生态文明试验区”的特色指标，并对两个系统未来五年的耦合协调程度进行预测分析，以期为中国特色自由贸易港相关研究提供理论依据和参考范式，推进海南国际旅游消费中心和国家生态文明试验区高质量发展。

二、指标体系构建与数据来源

(一) 指标体系构建

鉴于学界对于旅游经济与生态环境的评价指标尚未形成统一标准，本研究在构建指标体系时，借鉴郭向阳、李淑娟等的研究成果(9)郭向阳、穆学青、丁正山等：《城市生态环境与旅游经济协调效应及动态关系——以曲靖为例》，《经济地理》，2020年第7期；李淑娟、李满霞：《我国滨海城市旅游经济与生态环境耦合关系研究》，《商业研究》，2016年第2期。，选取规模指标、效益指标、结构指标作为旅游经济系统的一级指标；借鉴王坤、郭向阳等的研究成果(10)王坤、黄震方：《区域旅游经济与城镇化耦合协调发展空间格局及驱动机制——以长三角地区为例》，《南京师大学报(自然科学版)》，2016年第1期；郭向阳、穆学青、明庆忠：《云南省旅游经济与交通系统耦合空间态势分析》，《经济地理》，2017年第9期。，选取质量指标、压力指标、保护指标为生态环境系统的一级指标；遵循学术研究的严谨性、结果的适用性、指标的代表性，结合海南自由贸易港实际构建了相关二级指标。

《海南自由贸易港建设总体方案》的发布时间为2020年6月1日，《中华人民共和国海南自由贸易港法》的颁布时间为2021年6月10日，施行的时间都尚短。因此，一些与自由贸易港紧密相关的旅游和生态数据正在形成过程中。但是，离岛免税政策是海南自由贸易港建设国际旅游消费中心的重要载体。2011年3月24日，财政部发布《关于开展海南离岛旅客免税购物政策试点的公告》，海南自2011年4月20日起试点执行,距今已逾10年，相关政策经过多次调整，释放出了巨大的旅游消费政策红利。因此，本研究在旅游经济指标中专门设置了“离岛免税购物人数”和“离岛免税购物人均花费”这两个特色指标，作为自由贸易港时代的特征指标。此外，结合国家生态文明试验区的战略定位，又设置了 “自然保护区面积”“生态文明村数量”等特色指标。基于以上考量，本研究构建出海南旅游经济与生态环境的指标体系，如表1所示。该指标体系共设置22个指标，其中旅游经济系统设置10个指标、生态环境系统设置12个指标。在旅游经济系统中设置了规模指标、效益指标和结构指标三个子系统，在生态环境系统中设置了质量指标、压力指标、保护指标三个子系统，并为每个子系统又设置了若干个具体量化的二级指标。

进一步对22个指标进行标准化处理，并按照属性分为正向指标和负向指标。正向指标数值越大，越有利于该系统的耦合发展；反之，负向指标数值越小，越有利于该系统的耦合发展。采用熵值法对指标权重进行确定，指标越重要，反映的信息越多，其差异程度就越大，其权重也就越大。

表1 旅游经济与生态环境耦合协调发展评价指标体系及权重

表1 (续)

(二)数据来源

本研究数据主要来源于2011—2020年《海南省统计年鉴》《海南省国民经济与社会发展统计公报》《海南省环境状况公报》《海南省海洋环境状况公报》等，部分数据来源于政府有关部门的官方网站。针对部分年度统计数据缺失的指标，主要采用调查调研或插值法取得；对未来2021—2025年的预测数据，采用时间趋势法取得预测值。

三、研究方法

(一)综合效益评价模型

本研究采用多因素综合指数评价方法，建立海南旅游经济与生态环境的综合效益评价模型。该模型对各指标进行逐项加权，从而分别计算出旅游经济与生态环境的效益评价指数。各系统综合效益评价指数计算公式为

(1)

表2 旅游经济与生态环境发展类型评价表

(二)耦合协调度模型

耦合度可以反映旅游经济与生态环境两个系统之间相互配合的协同程度，但是难以反映两个系统整体效益的综合指数。当两个系统的耦合度高、综合效益指数低时，如果单纯考虑耦合度就容易忽略旅游经济和生态环境的发展，从而偏离实际情况。鉴于此，为了分析旅游经济与生态环境两个系统耦合协调状况，本文引入耦合协调度指标，其公式为

(2)

(3)

T=aα(x)+bβ(y)

，

(4)

其中：C为耦合度，k为调节系数；D为耦合协调度；T作为一个中间变量，将两个系统建立起数量联系，从而反映二者的综合协调发展水平，T中的a与b为待定系数。在社会发展中，旅游经济与生态环境同样重要，则a与b均为0.5。

耦合协调度D作为一个综合性指标，用来反映旅游经济与生态环境的整体效益。本文对D进行了分类和等级划分，如表3所示，并以此作为海南旅游经济与生态环境耦合协调的评价标准。

表3 旅游经济与生态环境耦合协调发展等级划分

(三)GM(1,1)灰色预测模型

灰色预测模型(Grey Dynamic Model，GM)是我国邓聚龙教授提出的动态演变预测模型。GM模型是一个n阶、h个变量的微分方程，简称GM(n,h)模型。此模型把随机变量看作一定范围内变化的灰色量，经过对无规律的原始数据进行处理后，建立生成序列的微分方程模型(11)张广海、刘真真、王新越：《中国沿海区域旅游化与生态环境耦合度分析及预测》，《生态环境学报》，2013年第5期。。具体步骤如下：

(1)将原始时间序列X0={x0(1)，x0(2)，…，x0(n)}进行累加生成新序列X1={x1(1)，x1(2)，…，x1(n)}，则GM(1,1)模型相应的微分方程为(12)周成、冯学钢、唐睿：《区域经济-生态环境-旅游产业耦合协调发展分析与预测——以长江经济带沿线各省市为例》，《经济地理》，2016年第3期。

，

(5)

其中：α为发展灰数，μ为内生控制灰数。

(6)

四、结果分析

(一)海南旅游经济与生态环境综合效益评价分析

旅游经济与生态环境的协调发展是海南自由贸易港建设的题中之意。生态环境是海南旅游经济的基础，旅游经济的快速发展将推动海南自由贸易港加快建设，进而对生态环境提供充足的资金来源，二者相互影响、共同发展，即符合物理学中“耦合协调发展”机理。

假定综合效益指数由旅游经济指数α(x)和生态环境指数β(y)构成，根据旅游经济和生态环境的综合效益评价模型，分别测算出2011—2020年旅游经济指数α(x)和生态环境指数β(y)的数值，测算结果如表4所示。

表4 2011—2020年海南旅游经济与生态环境指数及耦合协调指标

根据2011—2020年海南旅游经济与生态环境耦合协调相关指标，构建出两者的综合效益指数变化趋势(如图1所示)。分析可知，旅游经济与生态环境的综合效益指数随着时间推移而不断变化，并具有较明显的阶段性特征。2012—2015年，海南省综合效益指数呈下降趋势，旅游经济指数小于生态环境指数，说明旅游经济指数对综合效益指数的贡献较小。在此情况下，可通过丰富旅游活动、提高旅游资源利用率等方式提高旅游经济效益水平，实现旅游经济与生态环境的协调发展。2016—2020年，海南省综合评价指数呈快速上升阶段，此阶段旅游经济指数大于生态环境指数，说明旅游经济指数对综合效益指数增长的贡献较大。综合来看，2011—2020年，海南省综合效益指数总体呈现波动上升趋势，与2011年相比，2020年综合效益指数增长了45.91%。

其中，(1)海南旅游经济指数α(x)由2011年的0.193 9增长到2019年的0.649 0，年均增长率为26.08%，海南旅游经济综合发展水平呈现快速上升趋势。在此期间，海南加快了旅游产业的发展和旅游基础设施建设，凭借滨海特色、民俗文化、热带气候、生态环境等资源，吸引了大批的国内外游客观光和度假。(2)海南生态环境水平呈波动趋势，生态环境指数β(y)由2011年的0.412 7下降到2015年的0.252 3，年均下降率7.77%，下降幅度较大。可喜的是，2016—2020年，海南生态环境指数呈上升趋势，年均增长率达到9.73%。2016年以来，海南进一步践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念，生态环境得到了有效保护。

根据旅游经济与生态环境综合效益指数的大小关系，2011—2020年可划分为两个阶段。(1)旅游经济发展滞后阶段。2011—2016年，旅游经济效益指数α(x)小于生态环境效益指数β(y)，表明旅游经济发展滞后。虽然此阶段旅游收入、旅游人次等指标均表明旅游经济在逐步发展，但仍然滞后于生态环境水平。海南省生态环境为旅游经济的发展奠定了良好基础，除了与海南省本身独特的自然资源优势有关之外，还与政府在环境保护方面的努力相关。(2)生态环境保护滞后阶段。2017—2020年，旅游经济效益指数α(x)大于生态环境效益指数β(y)，表明在此期间生态环境保护滞后。因此，海南应借鉴国际先进自由贸易港的环保经验，完善环保法规制度，加大环境污染防治力度，增加环保建设投入，以提高生态环境综合效益指数，实现旅游经济与生态环境的协调可持续发展。

(二)海南旅游经济与生态环境耦合协调评价分析

借助耦合度和耦合协调度模型，测算出2011—2020年海南旅游经济和生态环境的耦合度和耦合协调度的数值(见表4)。经进一步数据处理，勾勒出2011—2020年海南旅游经济与生态环境耦合度和耦合协调度趋势图(见图2)。

由图2可知，2011—2016年，耦合度系数保持在0.405 3～0.419 9的区间水平，表明海南省旅游经济与生态环境关联程度较高，达到了旅游经济与生态环境良性循环的状态。2016—2020年，耦合度系数由0.405 3快速升至0.633 7，表明旅游经济的快速发展可能对生态环境造成了一定程度的破坏。综合来看，2011—2020年，海南旅游经济和生态环境的耦合度整体呈上升趋势，耦合度在2012年较低，之后维持较高的水平，呈稳定上升趋势。

当然，由于耦合度仅表明了海南旅游经济与生态环境之间具有较强的关联度，仍需要进一步引入耦合协调度指标，才能更加深入、综合地分析二者的协调发展状况。分析发现，海南旅游经济与生态环境的耦合协调状态良好，且呈现上升趋势(如图2)，2011—2016年耦合协调度处于0.4～0.6之间，耦合等级为勉强协调。2017—2020年耦合协调度逐步上升，处于0.6～0.8之间，耦合等级为中度协调。产生这些变化主要是由于2013年以来，海南省各级政府部门实行严格的环保制度，生态环境得以持续改善，旅游经济与生态环境并驾齐驱的趋势较为明显。

(三) 海南旅游经济效益与耦合协调度的相关分析

耦合协调发展的两大主要因素为旅游经济和生态环境的发展状况，二者对耦合协调度的影响程度各不相同。为深入分析二者对耦合协调度的影响程度，本研究通过绘制旅游经济效益与耦合协调度的散点图(如图3所示)，判断二者与耦合协调度的关系，并模拟线性回归、指数、幂数等常见拟合方式，勾勒二者与耦合协调发展趋势。其中散点表示旅游经济效益与耦合协调度的相关性，曲线表示正相关性的趋势。

由图3可知：(1)旅游经济效益指数与耦合协调发展关系清晰，构建一元二次方程的模拟效果较好(R^2=0.894)，2011—2020年海南省旅游经济效益指数与耦合协调具有正相关性，模拟的一元二次方程为：D=-0.219α(x)^2+0.478α(x)+0.513；(2)生态环境效益指数与耦合协调发展散点图关系复杂，未见明显规律，用常见拟合方式未能勾勒二者的发展趋势，有待进一步研究。

此外，通过构建一元二次回归方程，解释变量为旅游经济、生态环境综合效益指数，分析二者对被解释变量耦合协调度的影响，得出的二元一次方程为：D=0.769α(x)+0.352β(y)+0.39，R^2=0.875。可见，旅游经济效益指数对耦合协调度的影响较大。生态环境是一个复杂的系统，其与整体耦合协调度的关系也较为复杂，在旅游经济快速发展阶段，过度控制生态系统，可能会影响旅游经济的发展。因此，只有根据实际协调旅游经济与生态环境发展的关系，才能实现可持续发展。

(四)海南旅游经济与生态环境耦合协调发展趋势预测

为进一步分析海南旅游经济与生态环境的未来发展态势，本文采用灰色理论的灰色预测模型对二者的耦合度进行动态模拟。GM模型作为一种抽象系统的动态演变预测模型，可以将原始统计数据进行数学方法处理后转化为动态微分方程，用于描述原系统的内在特征。

本文以海南省2011—2020年的旅游经济与生态环境的耦合协调度计算数据作为原始数据，借助 MATLAB软件，计算满足灰色模型预测条件X0(k)/X1(k-1)→0，建立GM(1,1)预测模型，对海南省2021—2025年的旅游经济与生态环境耦合协调度进行动态模拟预测。

将预测参数设置为生成数列残差，预测时间长度为5，残差重复建模次数为3，根据GM(1,1)预测模型计算出参数a=-0.0612509、b=0.473201，得出预测模型的公式为：X(k+1)=8.901281e^0.049127k-7.752130，预测结果如表5所示。根据大量的实践经验，当参数估计-a﹤0.3 时，GM(1,1)可用于中、长期预测，上述参数估计均满足该条件且拟合效果较好。

表5 2021—2025年海南旅游经济与生态环境耦合协调度模拟预测结果

由表5可知，海南省旅游经济与生态环境的耦合协调度在2021—2025年将延续2011—2020年的变化趋势，整体呈上升发展趋势，耦合协调度为优质协调。2021—2025年正是海南自由贸易港建设的关键时期，也是海南省国民经济和社会发展 “十四五”规划时期，根据目前旅游经济与生态环境的发展水平推测，海南建设自由贸易港的同时，应更加重视生态环境的保护，加快推进国家生态文明试验区建设，实现旅游经济与生态环境的耦合协调高质量发展，在旅游经济与生态环境的耦合协调发展方面树立新的标杆。

五、结论与建议

(一)结论

本研究构建出旅游经济与生态环境两个系统的评价指标体系，借助海南2011—2020年旅游经济与生态环境相关数据，进行实证分析与评价，得出以下结论：

第一，海南旅游经济与生态环境的综合效益指数，随着时间推移而不断变化，总体呈现波动上升趋势，并具有较明显的阶段性特征。2012—2015年，海南省综合效益指数呈下降趋势，旅游经济指数对综合效益指数的贡献较小；2016—2020年，海南省综合评价指数呈快速上升趋势，旅游经济指数对综合效益指数的贡献较大。

第二，海南旅游经济与生态环境的耦合协调状态良好，且总体呈现上升趋势。2011—2016年耦合协调度处于0.4～0.6之间，耦合等级为勉强协调；2017—2020年，耦合协调度逐步上升，耦合等级为中度协调。

第三，海南旅游经济效益指数与耦合协调发展关系清晰，两者的模拟效果较好，旅游经济效益指数与耦合协调具有正相关性，旅游经济效益指数对耦合协调度的影响较大；生态环境效益指数与耦合协调发展散点图关系复杂，未见明显规律。

第四，2021—2025年，海南旅游经济与生态环境的耦合协调度整体呈上升发展趋势，耦合协调度为优质协调。因此，可以预测2021—2025年中国特色自由贸易港在旅游经济与生态环境耦合协调发展方面将呈现出高质量发展的特征。

(二)建议

海南旅游经济与生态环境耦合协调发展是海南自由贸易港建设的重要路径，因此，本研究结合自由贸易港的主要特征，提出以下建议：

第一，以建设国家生态文明试验区为契机，探索旅游经济与生态环境融合发展。国家以法律的形式赋予海南国家生态文明试验区的战略定位，为海南加快旅游经济与生态环境融合发展指明了方向。对此，提出三点建议。一是探索实施生态产品价值实现机制，提高自我发展能力，增强造血功能，实现生态旅游、生态文明、生态文化协同发展。建立碳汇交易和碳普惠机制，设立国际碳排放权交易场所试验点，探索实施能源消费总量和碳排放总量及强度双控行动，推进产业、能源和交通运输结构绿色低碳转型。二是在保护和修复现有的蓝碳生态系统基础上，深入研究其分布状况和增汇路径，为合理利用蓝碳生态系统的发展潜力和拓展多种类型的碳汇试点奠定基础。结合海洋生态牧场建设的成功经验，可以对其生态渔业的固碳机制及增汇模式进行试点探索。三是在推动旅游经济与生态环境耦合协调发展过程中，出台与其相适应的地方性法律法规或规范性文件，如制定《海南自由贸易港旅游经济与生态环境协调发展实施条例》，为建立具有海南特色的国家生态文明试验区提供法律保障。

第二，以打造国际旅游消费中心为平台，促进旅游经济与生态环境协调发展。海南应以建设具有世界影响力的国际旅游消费中心为平台，深入推进旅游经济与生态环境的协调发展。旅游业的发展将带动当地消费水平的提高，海南应积极拓展旅游消费的新热点和新领域，进而将当地消费水平提升到国际高端旅游消费的水平。为挖掘海南旅游消费的潜力，探索一条高端旅游消费与生态旅游融合发展的新路径，建议在南山文化旅游区、呀诺达雨林文化旅游区、蜈支洲岛旅游区、分界洲岛旅游区等人流量较大的5A级景区设置免税店，实现高端旅游消费与生态旅游融合发展，将海南打造成一个生态良好、环境舒适、旅游业态丰富、品牌集聚、特色鲜明的新型国际旅游消费胜地。

第三，以国际先进自由贸易港为标杆，引导旅游经济与生态环境高质量发展。新加坡不仅是世界著名的国际自由贸易港，也是世界公认的“花园城市国家”。良好的生态环境和自由贸易港政策为新加坡带来了大量的境外游客。据新加坡旅游局统计，2019年新加坡国际入境游客人数达到1 910万人次。海南自由贸易港的建设应以良好的生态环境为依托，充分发挥独特的生态环境优势，构建与海南自由贸易港定位匹配的生态文明制度体系，借鉴新加坡国际自由贸易港在旅游经济与生态环境协调发展方面的成功经验，对标国际化生态旅游最高标准，打造世界知名的国际生态自由贸易港。

第四，以热带雨林国家公园为载体，探索旅游经济与生态环境耦合发展。《中华人民共和国海南自由贸易港法》明确规定，海南自由贸易港实行差别化的自然生态空间用途管制，严守生态保护红线，构建以国家公园为主体的自然保护地体系。因此，海南应高水平建设热带雨林国家公园，探索实施生态产品价值实现路径，把优质生态资源转化为生态资产，积极培育芒果、莲雾、荔枝等生态产品知名品牌，推进形成“中部山区生态保育”新格局。以海南热带雨林国家公园为核心，推进黎苗文化的传承与发展。建议科学利用热带雨林国家公园一般控制区域，适度发展生态旅游，有序推进五指山、吊罗山、尖峰岭、黎母山、霸王岭、鹦哥岭等生态游憩区、探秘区建设，打造森林旅游聚集区。