黑龙江省旅游产业系统与生态环境系统耦合度发展研究①

韩福丽, 赵鑫彪, 张 睿, 鲁啸军

(1.绥化学院经济管理学院,黑龙江 绥化152061;2.哈尔滨商业大学会计学院,黑龙江 哈尔滨 150028)

0 引 言

保护生态环境,建设可持续发展绿色旅游产业,是国民幸福生活的首要条件。生态环境系统维护是支撑旅游产业发展的必要条件。国内学者侧重于两个变化系统的影响和协调关系研究(郝文军2008[1];刘耀彬等2005[2];孙晓等2018)[3];张丽等2018)[4]。以黑龙江省旅游产业发展及生态环境建设为例,研究旅游产业发展与生态环境系统的耦合发展关系具有重要的意义。

1 理论方法和指标选取

1.1 耦合发展模型

根据旅游产业发展和生态环境系统变化特征,首先构建变化函数,将函数在系统特征根附近按照级数展开,表示旅游产业发展和生态环境系统的综合指数:

根据上述函数,旅游产业发展和生态环境系统变化过程的方程可以表示为式(1):

式(1)中,f(T)为旅游产业发展变化函数;f(E)为生态环境系统的变化函数;x,y 分别为旅游产业发展和生态环境系统变化的影响指标;借鉴以往学者研究旅游产业发展与生态环境系统的耦合发展关系的方法,引入耦合发展模型如式(2):

根据耦合模型,得出旅游产业发展与生态环境系统耦合度模型为式(3):

进一步推导出旅游产业发展和生态环境系统的耦合协调度模型如式(4),(5):

式(4),(5)中,T 为黑龙江省旅游产业和生态环境系统的综合发展指数;C 为耦合度;根据不等式性质可以看出,耦合度值C 取值范围为[0,1];D ［f（ T ）,f（ E ）］ 为耦合协调度,通过调整g 和h可以是 使D ［f（ T ）,f（ E ）］ 取 值 范 围 为[0,1]。根据以往学者在耦合发展领域的研究经验,本文将耦合度C与协调度D进行以下划分:

当C =0时,耦合度最小,变化过程呈现错序混乱的无关性;当0＜C≤0.3时,耦合度较小,相互影响作用不明显;当0.3＜C≤0.5时,处于快速发展阶段;当0.5＜C≤0.8时,处于良性耦合状态;当0.8＜C≤1时,逐渐趋于一致性;当C=1时,处于稳定有序的发展状态。当0＜D≤0.3时,耦合协调度较低;当0.3＜D≤0.6时,耦合协调度居中;当0.6＜D≤0.9时,耦合协调度较高;当0.9＜D≤1时,处于极度协调耦合状态。把旅游产业发展和生态环境系统作为整体演进系统来分析,构建函数f(T,t)和f(E,t)并求导可得式(6):

式(6)中,VT,VE分别代表旅游产业发展和生态环境系统受到自身影响和外部因素影响的演化速度。为验证旅游产业发展和生态环境系统的变化关系和演进过程中的耦合关系是否具有周期性,把VT,VE的运行路径投影在一个二维平面中,整个演进过程如图1所示:

图1 旅游产业发展和生态环境系统的耦合速度变化

从图1 中可以看出,旅游产业发展演进速度VT与生态环境系统演进速度VE形成的夹角α满足tanα=VT/VE,即α=arctan(VT/VE)。借鉴以往学者在耦合发展中的研究方法,当-90°＜α≤0°时,处于低度协调状态;当0°＜α≤90°时,处于中度协调状态;当90°＜α≤180°时,处于高度协调状态。当-180°＜α≤-90°时,处于极度协调的状态。

1.2 指标选取

选取黑龙江省2001-2016年旅游产业发展和生态环境数据,构建旅游产业发展和生态环境系统指标体系。借鉴以往学者在研究旅游产业耦合发展以及经济发展耦合发展问题时建立的指标体系。使用熵值赋权法确认各个影响因素权重,并分别用a,b表示旅游产业发展和生态环境系统变化两个系统中各影响因素权重。熵值赋权法权重ω计算公式如式(7),(8),(9):

2 实证分析

2.1 旅游产业发展和生态环境系统耦合分析

为避免数据量纲对于旅游产业发展和生态环境系统耦合发展结果的影响,本文将表1中旅游产业发展和生态环境系统的指标评价体系中各指标数据,采用极差法对数据进行无纲标准化处理,如式(10)。

并根据上述耦合发展模型式(1),(2),(3),(4),利用无纲标准化处理后的数据,分别计算出黑龙江省旅游产业发展与生态环境系统的综合指数T以及耦合度C,耦合协调度D(见表1)。

表1 旅游产业发展和生态环境系统各项指数

2014 0.4150 0.4497 0.4323 0.8277 0.5982 2015 0.5244 0.3824 0.4467 0.8029 0.6122 2016 0.5466 0.4102 0.4982 0.8455 0.6308

为了直观体现黑龙江省旅游产业f(T)和生态环境系统f(E)的变化趋势,绘制图2。

图2 旅游产业发展和生态环境系统发展水平变化趋势

从图2的综合发展指数可以看出,黑龙江省旅游产业和生态环境总体处于提升状态,个别年份增长速度出现差异性变化。2002-2003年 “非典”事件导致旅游产业综合发展指数下降;2008-2009年旅游产业综合发展指数从0.4419 下降到0.3867,全球金融危机导致黑龙江省旅游产业发展出现短暂性下滑;2013-2014年,旅游产业的综合发展指数从0.6579下降到0.4150,可能由于黑龙江省产业发展结构化改革,导致旅游产业发展不景气。从上图可以看出两个变化系统总体趋于一致,旅游产业和生态环境系统没有出现相互背离的负向影响。

进一步验证旅游产业发展和生态环境系统发展的耦合发展关系以及耦合协调度的大小,根据上述实证结果得出综合发展指数T,发展耦合度C和耦合协调度D,如图3所示。

图3 综合发展指数(T)、耦合度(C)和耦合协调度(D)的变化

从图3中可以看出三项指标(T),(C),(D)呈现总体上升趋势,从综合发展指数(T)看:两个变化系统处于稳步提升状态;从耦合度(C)看:2001年耦合度较低,两个变化系统之间的联系较弱;2002-2005年耦合度(C)分布在(0.5,0.8]范围内,两个变化系统增长速度较快,出现了良性耦合。除去个别年份(2012年),2006-2016年耦合度(C)一直分布在(0.8,1]区间内,两个变化系统高度协同的发展,两个变化系统同质性越来越高;从耦合协调度(D)分布图看:2001-2010年耦合协调度(D)基本分布在(0.3,0.6]范围内,两个变化系统处于中度协调耦合状态;2011-2016年耦合协调度(D)分布在(0.6,0.9]范围内,两个变化系统处于高度协同耦合发展状态。

2.2 旅游产业发展和生态环境系统耦合速度分析

根据上述模型,对图2中黑龙江省旅游产业发展和生态环境建设综合函数进行回归分析并求导,验证两个变化系统耦合速度所处阶段,结果如下,见表2。

由表3可以看出:2001-2016年黑龙江省旅游产业发展和和生态环境系统动态演变速度VT与VE形成的夹角α一直处于[0°,90°]的范围内,说明两个变化系统处于协调耦合发展阶段,两个变化系统之间出现了相互促进的作用,但是相互作用无法使两个系统产生质的变化,随着时间的推移,黑龙江省旅游产业发展和生态环境建设之间的耦合发展会越来越协同。

表3 旅游产业发展和生态环境系统耦合速度

3 结 语

对黑龙江省旅游产业发展和生态环境系统耦合发展关系进行研究,发现两个系统总体处于上升趋势,旅游产业呈现出较大的波动,而生态环境系统的波动较小,应该有效利用两个系统之间的联系,促进黑龙江省旅游业可持续发展。