石羊河流域经济-旅游-生态耦合关系研究

王家奇，安红燕，许建武，康才周，张 涛

(1．武威市“金色大道·马踏飞燕”大景区管理委员会，甘肃 武威 733000; 2．甘肃省治沙研究所，甘肃 兰州 730000)

石羊河流域属温带大陆性干旱气候，降水稀少，蒸发强烈，人口密集、水资源开发利用程度高、用水矛盾突出等生态环境问题突出，是典型的生态脆弱区[1-2].石羊河流域治理、防沙治沙及生态恢复等重点项目实施以来，关井压田、节水技术推广、水权水价改革、产业结构调整、防沙治沙等综合措施得到有效的落实，流域内生态恶化的趋势得到了有效的遏制，流域重点治理成效显著，生态建设成果不断巩固和扩大[1,3-6].

旅游产业资源消耗低，综合效益高，是现代服务业的重要业态，生态脆弱地区的许多省市区都将旅游业的发展作为地方经济的支柱产业，但是旅游产业的发展为社会输入经济效益的同时，也对生态环境产生了负效益，旅游业的高质量发展，特别是生态脆弱区旅游业的高质量发展已成为研究热点问题[7-13].地处生态脆弱区的石羊河流域亟须考虑如何在有效保护生态环境的前提下，发展生态旅游业，助推地方经济发展.

实际上，流域内各要素相互作用和影响并构成了彼此耦合的交互体[14-17].文中运用耦合协调度模型，分析探讨了石羊河流域治理以来经济、旅游和生态环境之间的耦合协调关系，以期为石羊河流域的高质量发展提供科学依据．

1 研究区概况

石羊河流域地处欧亚大陆中部，位于中国西北干旱区(101°22′～104°16′ E，36°29′～39°27′ N)，面积约为4.16×104km2，包括武威凉州区、民勤县全部、古浪县大部、天祝县乌鞘岭以北部分，金昌市的金川区、永昌县及张掖市肃南裕固族自治县局部[18].属典型的温带大陆性干旱气候，降水少而集中，日照充足，昼夜温差大，且气候区域差异大[19]，是典型的生态脆弱区，水资源保护利用是石羊河流域综合治理的核心[20].生态环境保护是流域经济发展的前提和基石，如何在保护生态环境的同时，促进经济社会发展，推动生态文明建设,逐渐成为石羊河流域治理的重中之重．

2 研究方法

2.1 指标体系

根据石羊河流域内各要素耦合协调发展的相互关系，结合石羊河流域水资源稀缺性和流域内生态环境脆弱性的实际，构建了经济、旅游与生态环境耦合协调度指标体系(表1)，数据主要来源于《甘肃省水资源公报》《石羊河流域水资源公报》等统计资料．

表1 石羊河流域内经济-旅游-生态环境耦合协调度指标体系和权重

2.2 耦合协调度模型和计算方法

石羊河流域经济评价指数f(x)、旅游评价指数g(y)、生态环境评价指数h(z)计算公式为[14]893

其中，ai,bj,ck为权重，采用熵值赋权法[21]得出权重的赋值；xi,yj,zk分别为经济、旅游、生态环境子系统的初始数据按照极差标准化的方法进行处理所得．

耦合度计算公式为[14]894

耦合度只反应相互作用程度的大小，耦合协调度模型可以反映正向协调发展水平的高低[14].若经济-旅游-生态环境评价指数[22]173

T=αf(x)+βg(y)+γh(z),

则耦合协调度为[22]173

其中，α,β,γ为待确定的系数．由于流域内旅游业的高质量发展一定能够促进经济的发展，经济的发展是多重因素相互影响、综合作用的结果，而生态脆弱区生态环境是旅游和经济发展的基石，故取α=0.4，β=0.2,γ=0.4[14]．

为了更清晰明了地表达出流域内生态环境与旅游业、经济耦合协调发展的程度[14]，利用均匀分布函数法确定耦合协调度类型与划分标准[22]，即耦合协调度D在0.9～1.0，属于优质协调发展类；在0.80～0.89，属于良好协调发展类；在0.70～0.79，属于中级协调发展类；在0.60～0.69，属于初级协调发展类；在0.50～0.59，属于勉强协调发展类；在0.40～0.49，属于濒临失调衰退类；在0.30～0.39，属于轻度失调衰退类；在0.20～0.29，属于中度失调衰退类；在0.10～0.19，属于严重失调衰退类；在0.00～0.09，属于极度失调衰退类．

3 结果与分析

3.1 综合治理前后流域内旅游收入变化情况

旅游收入依存度可以反映出流域内经济对于旅游产业的依赖程度[23].由图1可知，2000—2019年，石羊河流域的旅游收入依存度分别为0.55%,1.09%,1.67%,2.14%,2.37%,2.36%,1.63%,1.40%、1.28%,2.27%,2.37%,2.95%,4.07%,5.73%,7.15%,8.97%,10.83%,13.61%,16.25%,18.59%，结果表明，2000—2009年之间，旅游收入依存度有小幅的波动，2000—2005年，旅游收入依存度逐年上升，旅游业逐步发展，对经济发展的贡献逐年增加．2007年石羊河流域重点治理规划实施以来，石羊河流域的生态环境逐步改善，2009年开始，旅游收入依存度逐年增加，年均增长率26.32%．2015年之前，石羊河流域旅游收入依存度低于10%，而在2015年之后，旅游收入依存度明显上升，在2019年达到18.59%，表明随着石羊河流域治理成效显现，流域内生态环境改善，旅游业的经济地位得到了显著提升．

图1 旅游收入依存度变化情况

3.2 综合治理后经济-旅游-生态环境评价指数变化情况

由图2可知，石羊河流域内经济-旅游-生态环境评价指数T由2007年的0.109上升到2019年的0.115，年均增长率为0.49%，呈现出平稳上升态势；经济评价指数由2007年的0.066上升到2019年的0.079，年均增长率为1.60%，呈低水平缓慢增长趋势；旅游评价指数由2007年的0.091上升到2019年的0.093，年均增长率为0.2%，呈现波动上升态势；生态环境评价指数由2007年的0.161上升到2019年的0.163，年均增长率仅为0.12%，2013年出现生态环境评价指数暂时下降的情形．

图2 经济-旅游-生态环境评价指数变化情况

3.3 综合治理后经济-旅游-生态环境耦合协调度变化情况

由图3和图4可知， 2007—2019年， 石羊河流域经济-旅游-生态环境耦合度从2007年的0.311上升到2019年的0.317，年均增长率0.17%，总体处在0.31～0.32，呈现缓慢上升态势；耦合协调度从2007年的0.326上升到2019年的0.332，年均增长率0.22%，总体处在0.32～0.33，呈现出稳步上升态势．

图3 经济-旅游-生态耦合度变化情况

图4 经济-旅游-生态耦合协调度变化情况

3.4 耦合协调度空间分布情况

由图5可知，石羊河流域经济-旅游-生态评价指数空间分布特征为上游>中游>下游．经济评价指数空间分布特征为中游>上游>下游，旅游评价指数空间分布特征为中游>下游>上游，生态环境评价指数空间分布特征为上游>下游>中游．

图5 石羊河流域上游、中游和下游经济- 旅游-生态环境评价指数

由图6可知，石羊河流域耦合度空间分布特征为中游>下游>上游，耦合协调度空间分布特征为中游>上游>下游，中游耦合度和耦合协调度均为最高值，上游耦合度低于下游，但耦合协调度高于下游．

图6 石羊河流域上游、中游和下游经济-旅游- 生态耦合度和耦合协调度

3.5 结论与讨论

石羊河流域人口密集、水资源开发利用程度高、用水矛盾突出等生态环境问题突出，是典型的生态脆弱区[6]，2019年石羊河流域当地水资源开发利用率为95.3%，全流域人均用水量为977 m3，低于甘肃内陆河流域的1 438 m3；万元GDP用水量为270 m3，低于甘肃内陆河流域的322 m3；农业灌溉亩均用水量430 m3，低于甘肃内陆河流域的485 m3；万元工业增加值用水量38 m3，低于甘肃境内内陆河流域的44 m3(2019年石羊河流域水资源公报)．

文中运用耦合度分析了石羊河流域内经济、旅游和生态环境之间相互作用、彼此影响程度的大小，运用耦合协调度分析了石羊河流域内经济、旅游和生态环境相互作用中良性耦合程度的大小，判断3者之间的协调程度，研究表明石羊河流域治理后，石羊河流域经济-旅游-生态环境评价指数、耦合度和耦合协调度总体均呈现上升趋势，说明石羊河流域生态治理取得了显著成效，流域内经济、旅游和生态环境的协调性逐渐向好的方向发展．

1)旅游收入依存度逐渐上升，2009年以来旅游收入依存度年均增长率达26.32%，表明石羊河流域GDP对于旅游业的依赖程度在逐年增加，随着石羊河流域治理成效显现，流域内生态环境改善，旅游业的经济地位得到了显著提升．

2)石羊河流域治理后，石羊河流域经济-旅游-生态环境评价指数、经济评价指数、旅游评价指数和生态环境评价指数总体均呈现上升态势，年均增长率分别为0.49%，1.60%，0.2%和0.12%．2007—2019年，石羊河流域经济-旅游-生态环境耦合度总体处在0.31～0.32，耦合协调度总体处在0.32～0.33，总体呈现缓慢上升态势，年均增长率分别为0.17%和0.22%．由于水资源是限制石羊河流域生态环境改善的重要因素，所以生态环境评价指数增长非常缓慢，并且2013年是50年一遇的干旱年，年降水量较上年显著降低，造成生态环境评价指数下降.

3)石羊河流域上游经济-旅游-生态评价指数高于中游，高于下游；中游耦合度和耦合协调度均为最高值，上游耦合度低于下游，但耦合协调度高于下游，这表明石羊河流域中游的良性耦合度和协调状况最好，上游次之，下游的良性耦合程度和协调状况最差．主要原因是石羊河流域中游多为绿洲区，人类集中开发利用程度最高，经济和旅游评价指数均最高；上游部分地区是祁连山生态保护区范围，旅游开发受限，旅游评价指数低于下游，下游随着石羊河流域生态治理成效逐渐显现，旅游综合效益逐步上升．由于耦合度只反映相互作用程度的强弱，而协调度则体现协调状况的好坏，反映相互作用中良性耦合程度大小[14]，表明石羊河流域中游的良性耦合度和协调状况最好，上游次之，下游的良性耦合程度和协调状况最差．受生态环境条件的限制，2007—2019年石羊河流域耦合协调度等级分类均为轻度失调衰退类；但石羊河流域综合治理后，生态环境逐步改善，流域内耦合协调度呈现出缓慢增长的态势．随着时间推移，生态治理成效继续显现，经济-旅游-生态环境之间的协调度将进一步提升，最终实现石羊河流域的高质量发展．但石羊河流域内耦合协调度等级分类仍属于轻度失调衰退类型，生态环境仍是制约耦合协调度进一步提高的瓶颈，需要进一步改善．