河北省经济发展与生态环境耦合协调发展测度研究

宋 剑， 李志红 ，李 洁

（1.中共唐山市委党校，河北 唐山 063000；2.京唐智慧港投资促进服务中心，河北 唐山 063000）

0 引言

党的十九大报告指出：必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源与保护环境的基本国策；坚定走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。我国近些年来对生态环境保护的重视程度日益加大。河北省作为典型的资源型省份，虽在经济上高速发展，但与此同时也面临着产业结构不合理、经济发展后劲不足、环境污染比较严重等问题。能否实现经济发展与生态环境保护的双赢，已经成为河北省经济社会发展过程中面临的重要课题和挑战。因此，准确测度河北省经济与生态环境的综合发展状况，分析二者之间耦合协调度，明确今后的发展方式，对于推动河北省经济高质量发展尤为重要。

1 文献综述

1.1 关于耦合协调度的研究

在现有文献中，测算耦合协调度所使用的方法大体一致，但各位专家学者的关注点和研究视角有所不同。其中很多专家学者将两个系统间的耦合协调问题作为研究的重点。例如，焦念涛、郑向敏、殷杰3位学者将黄河流域九省区旅游经济与生态环境的耦合协调关系作为研究内容，应用耦合协调模型和空间回归方法进行分析，得出相关结论[1]；赵先超、贺莹莹、谭书佳将湖南省能源消耗碳排放与经济发展的耦合关系作为研究重点，应用耦合协调度模型进行分析，结果显示两者耦合协调度值总体上呈现出上升趋势，但耦合度值先扬后抑[2]；巴伟进等学者对甘肃省及各州市旅游产业发展水平和生态环境水平之间的耦合协调关系进行了研究，应用熵值法和加权Topsis分析表明，甘肃省生态环境发展水平从2012年起就一直落后于旅游产业的发展水平，两者之间存在不协调的情况，省内各地区间的耦合协调度从失调到协调，不断提升，同时地区差异明显[3]，2018年，周雪娇、杨琳将中国各省区的经济、科技创新与生态环境三者作为研究对象，对其协调发展度进行研究，运用熵值法和耦合协调发展度模型，通过对2006—2015年相关数据的分析，得出了全国31个省区市的经济、科技创新与生态环境耦合度契合变化趋势[4]。

1.2 关于综合评价的研究

综合评价主要涉及指标体系的构建、权数的选择和评价方法的选择3个方面。学者们在构建指标体系时采用的方法主要是：相关系数法、系统聚类法、极小极大离差法、变异系数法等，并且很多学者依据相关原则或采用德尔菲法进行主观选择，少数采用客观方法选择指标。

主观赋权法、客观赋权法与组合赋权法是确定指标权重的主要方法。主观赋权法由于其主要依靠研究者的主观判断来完成，人为影响较大，对指标数据之间的关系特征表达得不客观，层次分析法（AHP）是主观赋权的常用方法。客观赋权法主要依据数据之间的客观关系来确定权重，避免了主观因素的作用，主成分分析法、熵权法、变异系数法、基尼系数法和反熵法等都是常用的客观赋权法。学者李韦翰在研究江苏农业经济与生态环境之间的关系时，就运用变异系数法结合耦合协调发展水平模型进行相关数据分析[5]。李元栋、李亚静二位学者在对矿区经济－生态－能源系统进行研究的时候，利用主成分分析法确定权重，进一步分析各个系统间的协调度[6]。很少有学者在研究中采用基尼系数法和反熵法来进行赋权。客观赋权法的优点不言而喻，对于数据信息的反映比较客观，但其过于受数据数值的大小和样本随机误差影响的问题难以解决，同时，这种方法应用过程中研究者的参与不够，不能很好地体现研究者所重视的指标数据。所以，一些学者采用组合赋权的方法来进行研究。在评价方法的选择上也有很多，常用的有统计综合评价、群体综合评价、动态综合评价以及DEA数据包络分析等方法。

学者们对经济与生态环境之间耦合协调关系的研究很多。在前人的研究基础之上，本研究将河北省经济与生态环境系统作为研究内容，构建二者之间的评价指标体系，以客观赋权法为基础，采用熵权法进行指标权重的确定，进而分别建立河北省经济综合评价模型和生态环境综合评价模型，得出经济和生态环境的综合发展水平。同时，本研究对河北省经济与生态环境耦合协调关系进行分析。

1.3 关于经济与环境的研究

在经济与生态环境协调发展的定量分析研究方面：2019年，李虹、王娜和袁颖超3位学者对京津冀的资源、经济、环境的协调度进行研究，选取从2004年开始10年间的数据样本，采用主成分分析法、隶属度函数等方法确定权重、构建协调度计算模型，进行分析[7]；2011年，万鲁河、张茜、陈晓红聚焦哈大齐地区的经济与生态环境，采用模糊分布函数计算出该地区两系统的综合评判指数，构建协调发展模型，分析得出协调度等级[8]；2019年，李雪松、龙湘雪、齐晓旭在对耦合协调模型构建进行大量细致研究的基础上，以经济发展与生态环境为研究对象，构建了一个应用区域广、普遍适用的评价体系[9]。

2 评价指标体系及权数确定

经济系统和生态环境系统都包含着诸多的影响因素同时层次繁杂，将二者状况如实反映出来的关键就是选取恰当的指标体系并确定权数。

2.1 指标体系的选择

2.1.1 指标体系的构建原则

指标应具有一定代表性、典型性，必须是客观科学有效的，能够反映两者的内外部特征、相关联系、发展状态，能够有效地促进主要研究目标的实现。因此，要全面而真实地体现河北省经济发展与生态环境发展之间的联系，确定指标体系应满足如下原则。

1）科学性原则。科学性是研究能够客观反映实际的前提，科学性主要包括理论的科学和指标的科学。不论是经济系统还是生态环境系统，都不是一成不变的，都是不断发展，动态变化的。同时，人类经济社会的发展必然会影响到生态环境，随着经济水平的提高，生态环境也随之发生变化，影响二者之间协调的因素也不断变化。在研究二者协调关系的过程中，要以可持续协调发展理论为理论基础，以经济统计分析的各种科学方法为依托，构建合理客观的评价模型，以明确具体且容易理解的概念建构指标体系。经济系统和生态环境系统都有其发展方向和趋势，不论是同一时间段里不同地区的横向比较还是不同时间段同一地区的纵向比较，都要以实际情况为基础进行客观分析，这样才能做到指标体系选取上的科学性，结论才能更加准确客观。

2）实用性原则。这是指标数据的选取所要遵循的一个原则。用定量的方法来分析经济与生态环境系统的耦合协调关系涉及诸多因素和指标，所以指标数据来源要可靠，要尽量选取那些易于收集、具有代表性，便于比较和评价的指标数据，通常要以国家权威机构发布的数据为基础。同时，不要选用那些不便于取得的数据，选取的数据要方便后期处理，指标数据最好是具有代表性的综合指标，能够从总体上反映客观实际。

3）综合性原则。经济系统和生态环境系统都是复杂的系统，这两个系统涉及的内容层次很多，要把各项指标都考虑进去是非常困难的。所以本研究在指标选择上将两大系统层层分解，选取那些代表性强、可比性好的指标，这些指标不但能反映出各个层次的特征和属性，还能够反映两大系统耦合协调关系的实际状态和两大系统的整体运行发展情况。

2.1.2 评价指标体系的构成

为了更好地反应经济与生态环境的真正发展水平，参考相关文献，遵循指标构建科学性、实用性综合性、可操作性等原则，本文共选取了19个影响指标，构建了经济与生态环境的相互作用体系，以此来多角度、全方位地获得经济与生态环境之间的作用关系。如表1所示。

2.1.3 数据选取说明

本研究所选用的指标数据主要来源《中国统计年鉴》《中国能源统计年鉴》《河北经济年鉴》、国家统计局网站公开数据库、河北省历年环境状况公报等，时间跨度从2011—2020年。本研究在构建耦合协调度模型的基础上，将原始数据进行整合计算，通过实证分析来说明河北省经济与生态环境的整体协调发展水平。

表1 河北省经济与生态环境协调发展研究的指标体系

经济与生态环境都是复杂的系统，涉及面很广、影响因素众多、包含诸多指标。两大系统中的各种指标类型不一，数量级和量纲也不一致，若将原始数据直接带入两大系统耦合协调度模型中计算，会导致结果的不准确和不可比较，这样得出的最终评价结果也与设想相去甚远。要解决这个问题就要对原始数据进行标准化处理，通过相关研究的分析比较，本研究将采用极差法对原始数据进行处理。指标数据分为正向指标和负向指标两类。

正向指标采用如下公式：

负向指标采用如下公式：

2.2 指标权数的确定

在本研究建立的河北省经济与生态环境系统评价指标体系中，课题组将所有指标分为七大种类，每大种类当中包含若干具体指标。各个具体指标在系统内反映的内容不同，对于两大系统耦合协调分析的影响亦是不同，为了科学准确地反映两大系统协调关系，保证分析结果的客观性，课题组采用熵值法确定指标权重，最大限度地减少人为干扰。

具体计算分完成步骤如下。

对于统计数据进行标准化后就可以计算各指标的信息熵，第j个指标的信息熵可以定义为：

如表2所示，根据上述步骤，按照公式计算，得出河北省经济与生态环境系统的各项指标的权重。

3 耦合协调模型计算

耦合被认为是一种由两个及以上系统之间相互依赖、彼此影响的现象，这种影响体现的是系统间的相互作用，通过这种作用系统间协调共进。经济与生态环境耦合协调度研究主要是用来揭示经济发展与生态环境系统间的相关性及有序性，能更全面地认识两者之间的整体协调程度。耦合度计算模型如下 ：

U和G分别表示社会经济子系统和生态环境子系统综合得分。子系统耦合协调关系的优良对于整个系统来讲非常重要，所以要对子系统的耦合协调程度进行计算。下式为耦合协调度模型：

公式(6)中，D为所求的耦合协调度，T为经济与环境综合发展评价指数，α和β为经济发展和生态环境各自的待定系数。本研究对α和β均赋值为0.5，这是因为在一个国家或地区中经济和生态环境是互相促进、互相制约的关系，都很重要。

参考耦合协调度区间范围的相关研究，本研究将经济与生态环境的协调发展水平按等级分为五个等级，见表3。

表2 河北省经济与环境系统的指标权重

表3 协调度等级及其划分标准

4 结果与分析

本研究通过对各个指标数据原始值进行标准化并确定指标权重后，得出经济系统和生态环境系统的综合发展水平，见表4。

表4 河北省经济与生态环境综合评价水平结果

本研究根据计算出的经济与环境发展综合评价指数的计算结果，绘制出三者在10年间的趋势发展图，如图1所示。

图1 河北省经济与生态环境综合发展水平趋势图

4.1 河北省生态环境现状评价

从表4可见，2011—2020年河北省生态环境系统与经济系统的综合发展水平存在差异，整体上生态环境综合发展水平呈上升趋势，但其中个别年份也有下行波动。2011—2016年生态环境水平不断改善，由0.1492上升到0.5902，但是在2016年到2017的两年内出现了一定幅度的下降。环境综合水平在2018年又迅速回升到0.7859。究其原因，主要是因为2017年河北省主要污染物排放比上年有所增加，同时，生态环境改善力度不够，治理能力没有跟上。

河北省严格按照环境保护规划落实各项环境保护措施，以绿色发展理念为指导，对重点污染领域、污染企业进行治理，取得明显效果，2011—2016年河北省生态环境系统的综合发展水平逐年提高。这几年，河北省对污染严重的企业实施了严格的监管措施，废气、废水、废渣的排放实施申报制度，其中化学需氧量、二氧化硫浓度等指标下降明显，环境污染治理成效明显。

2018年以来，河北省生态环境质量提升明显，大气、水、土壤环境得到有效治理，自然生态环境不断改善，植被覆盖率逐年提升，污染排放逐年降低，这得益于河北省以更大的决心和投入来进行环境治理，不断增加环境保护投入力度，不断加强环境保护措施。

4.2 河北省经济发展现状评价

2011—2020年河北省的社会经济发展取得了长足的进步，各项指标均呈现出不断上升的趋势，仅2011—2012年有所下降，由0.3117下降到0.1518，其原因主要是欧债危机在欧美国家的蔓延，对世界经济的影响加深，西方各主要经济体增长动力不足，从而对整个世界的经济发展造成了阻碍，外部经济环境的变化使我国也深受影响，经济下行压力加大。

从2013—2019年在国家加大宏观调控力度，引导国内经济平稳健康发展的大背景下，整个国家经济不断回暖，国内生产总值不断跃升，百姓收入不断提高，消费市场一片繁荣，外贸出口再创新高，河北省深受影响，经济发展水平企稳向好、不断上升，综合实力显著提升，发展态势良好。但是值得一提的是，受国内疫情的影响，河北省2020年的经济受到了一定程度的冲击，导致其2020年的经济水平较上年有所下降。

4.3 河北省经济与环境耦合度及耦合协调度计算结果

应用公式（4）、公式（5）、公式（6），对河北省2011—2020年经济与生态环境协调发展的耦合度及耦合协调度进行计算，同时，根据表3对河北省经济与生态环境的协调发展情况进行了分类，结果如表5所示：

10年来河北省经济与生态环境协调发展耦合度数值略有波动。其中，河北省经济与生态环境协调发展耦合度水平最高出现在2018年，数值为0.7838。总体来看，河北省经济与生态环境协调发展耦合度水平逐年提高。河北省经济与生态环境协调发展耦合度在2011—2017年波动上升，其间，在2012年和2017年耦合度小幅下降。在这一段时间内，河北省经济与生态环境发展耦合协调度经历了2011—2015年和2016—2019两个阶段，从初级协调发展到了中级协调。这表明河北省经济和生态环境两大系统在不断发展的同时，协同发展效应不断增强。

4.4 河北省经济与生态环境耦合协调发展结果评析

课题组根据表5中的数据绘制出2011—2020年河北省经济与生态环境耦合协调发展水平的趋势图。图2可以清晰地展示出2011—2020年间河北省经济与生态环境总体协调发展水平的变化特点。河北省经济与生态环境协调发展分为4个阶段：第1个阶段是2011—2012年，经济与生态环境的协调发展呈现下降的趋势；第2阶段是2012—2016年，整体上河北省经济与生态环境的协调度呈现总体上升的趋势；第3阶段是2016—2017年，河北省经济与生态环境的协调度呈现下降的趋势；第4阶段是2018—2020年，随着京津冀协同发展背景下对于生态环境的不断改善，河北省生态环境系统发展水平逐渐超过经济发展水平。

表5 河北省经济与生态环境耦合发展协调度

图2 河北省2011—2020年经济与生态环境耦合协调发展水平趋势图

4.5 结论与展望

上述对河北省经济与生态环境发展耦合协调发展水平的分析表明，从2011—2020年期间，河北省经济与生态环境的耦合协调发展总体趋势是逐步上升，由初级协调向中级协调转变，虽有小幅波动，但不影响整体走势。图1显示，河北省经济与生态综合发展水平的曲线分别在2011年和2017年有2次差异波动，其他时间基本同向波动，总体处于上升状态，因此与之相关的经济与环境发展综合评价指数和综合协调指数也呈现出在小幅波动中稳定上升趋势。这就说明在这10年间，河北省经济与生态环境系统都取得较高的发展水平，同时两者之间的联系更加紧密，互相作用更加明显，尤其是2018年开始，京津冀协同发展战略的实施为两大系统协调发展提供了更为坚实的契机，经济综合发展水平与生态环境综合发展水平在取得大幅提升的同时，两大系统之间发展更为协调。

自京津冀协同发展战略全面实施以来，河北省的经济发展和生态环境发展得到了全方位的提升：一方面，战略的实施使得河北省承接了更多的京津转移的优势产业和资源，经济发展水平得到了很大提升，产业结构更加合理，产业朝着高级化、智能化的方向发展，逐步与京津的产业发展实现互补，京津冀协同发展的格局逐步形成；另一方面，《京津冀协同发展生态环境保护规划》公布和实施促进了河北省对于环境保护工作的力度的提升，生态环境指标稳步提升，生态环境建设效果明显，天更蓝、水更清，这是实实在在的改变，生态环境的改善不仅让群众生活得更舒心，同时也吸引了更多的绿色产业向河北投资，吸引更多的人才落户河北。

表5和图2表明，2011—2020年河北省经济与生态环境耦合协调发展过程可大体分为两阶段：第1个阶段在2011—2012年，河北省经济发展水平呈下降趋势，带动经济与生态环境综合协调指数的下行，同时该指数在绝对数值上处于较低水平，两大系统的协调发展水平不高情况比较严峻，主要原因在于这期间国际经济形势对于国内经济的影响，以及河北省经济发展中产业结构不合理，高污染，高耗能的重工业占比较高，对生态环境的破坏显著，生态环境保护压力较大，这个阶段的经济发展是以牺牲环境为代价的；第2阶段是在2013—2020年，经济与生态环境的耦合协调水平由初级协调提升到了中级协调发展，在这段时间生态环境水平在不断改善，特别是随着京津冀协同发展战略不断深入实施，经济与生态环境协调发展进入了一个新的高度，经济与生态环境的综合协调指数稳步提升，具体表现在河北省的GDP从28 301.4亿元发展到36 206.9亿元，全省居民人均可支配收入从15 189.6元发展到27 136元，同时区域内废水排放量、二氧化碳排放量、生活垃圾产生量等等呈现逐渐下降的态势。这就说明河北省深刻意识到生态环境保护的重要性，把对生态环境的保护提升到了战略高度，逐渐加大环境治理力度，生态环境发展的水平不断提升。

虽然这些年河北省加大了生态环境的治理力度，注重经济社会发展的同时保护生态环境。但不可否认，在工业化强力发展的今天，当前的生态环境相对于人类社会的发展而言还是脆弱的，破坏环境的现象依然存在。河北省要保证经济社会发展、百姓安居乐业就要实现人类社会与生态环境的和谐发展，否则生态破坏、环境污染、资源枯竭必然导致人类社会的生存危机，影响河北高质量发展的实现。河北省要以绿色发展和促进人与自然的和谐共生理念为基础来科学规划、统筹发展，必须用科学的方式方法对污染进行治理，降低工农业生产和人民生活对环境的影响，加大环境保护和污染治理力度，以破釜沉舟的勇气来解决环境污染问题，促进生产效率的提升，从而实现经济与生态环境的协调发展。

因此，河北省要在生态环境保护方面持续加大投入和治理力度，学习其他地区的先进经验和典型做法并用于实际，不断改善生态环境质量；河北省要大力提倡并形成绿色发展方式和生活方式，美丽河北需要天蓝、地绿、水清的环境，经济强省需要生态环境的持续提升，要使经济发展和生态环境互相促进、和谐共进；河北省要加强生态环境保护工作的顶层设计，不断建立完善环境保护法规制度，统筹规划环境保护工作，综合运用行政手段、法律手段、经济手段，促使二者向着最优协调方向发展；河北省要大力支持工业企业的绿色改造，加大技改引导力度，加强资金引导和支持，重点对钢铁、水泥、陶瓷等传统重化工业进行绿色改造升级，加大对工业企业清洁设备更新换代的支持力度，提升生产中的绿色工艺占比和技术水平，促进农业生产绿色化发展，有效遏制农业面源污染、生态退化等问题，改变过去资源消耗过大的粗放式农业生产经营方式，提升农产品的品质，以更多更好的优质绿色农产品来满足人民群众的需求；河北省要加快能源结构和经济结构优化升级，大幅度降低单位产品生产能耗，严格排放标准，从严治理大气环境污染，减少各类污染物的排放，使大气、水和土壤环境得到持续改善，要以科技创新为驱动力，大力发展新兴产业，培育生态经济产业群，降低能源消耗，不断增强经济社会发展的后劲，走可持续发展道路，使经济强省建设水平跃上新台阶；河北省要建设丰富的生态文化，不断提高全民的生态环境保护意识，使尊崇自然、保护生态环境、可持续发展的理念深入人心，促进物质文明、政治文明、精神文明、社会文明、生态文明的全面提升。