修河流域生态保护与高质量发展耦合协调关系研究

邱春清,蔡海生,2*,张 婷,张学玲,左腾云

(1.江西农业大学江西省鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室/江西农业大学富硒农业产业发展研究中心,江西 南昌 330045;2.江西农业大学国家林草局鄱阳湖流域森林生态系统保护与修复实验室,江西 南昌 330045;3.江西省自然资源权益与储备保障中心,江西 南昌 330025)

0 引言

“生态环境”一词最早出现在20世纪50年代王汶翻译的《植物生态学》中[1].随着环境污染日趋严重，生态环境问题已经成为学者们的研究焦点之一[2-3].特别是自党的十八大以来，生态文明建设得到全面加强与推进，并取得了显著成效.生态环境保护与高质量发展是相辅相成的关系，好的生态环境是促进高质量发展的生产要素之一;不重视生态环境保护，短期内看似经济得到了发展，实际是牺牲了人民的长远利益.生态保护与高质量发展共同构成了一个关系密切的复杂系统:一方面，生态保护会推动高质量发展；另一方面，高质量发展是推进生态文明建设的驱动力.

近年来，生态保护与高质量发展之间的关系已经被学者们广泛交流讨论[4-5].目前关于生态保护的研究多集中于红线划定[6-7]、管控与修复[8]、补偿制度[9-10]等方面，也有伴随城镇化[11]、经济发展[12]等关系的研究.在高质量发展方面，一些学者结合区域经济、社会、环境等方面[13]的发展状况，从发展、创新、民生、环境、生态等多个角度[14-15]构建高质量发展水平评价指标体系，对区域发展状况进行测度研究；也有学者尝试基于地理单元对高质量发展进行研究[16].在生态保护和高质量发展关系的研究中，主要采用了EKC检验模型[17]、文本分析法[18]、网络分析法[19]、SMI-P模型[20]、TOPSIS法[21]等探究分析经济与生态之间的关系.杨开忠等[22]通过构建“要素-空间-时间”3维框架对黄河流域生态保护与高质量发展的制约因素进行分析；董亚宁等[23]采用“生态-空间-时间”多维度理论分析黄河流域生态与高质量发展之间的制约因素;刘贝贝等[24]从“绿色科技创新”的角度提出在黄河流域生态保护与高质量发展国家战略中的实现途径.

在目前的研究中，以黄河流域[25]、长江流域[26-28]及鄱阳湖流域为主的生态保护与高质量发展成果较多，而针对鄱阳湖支流流域的研究则相对较少.修河流域是江西省五大流域之一，修河也是九江市境内最大的河流，在长江中下游流域中具有重要的生态功能，是地方居民各项活动的水源地.在经济迅猛发展的背景下，如何有效平衡经济与生态之间的关系、促进生态系统的良性循环、实现社会经济可持续发展已经成为修河流域目前面临的难题.本文从生态保护和高质量发展2个方面分别构建指标体系，采用层次分析法和德尔菲法确定指标权重，结合耦合协调度测算模型对修河流域生态保护和高质量发展进行测算，分析修河流域生态保护与经济高质量发展之间的协调发展水平与相互作用.研究结果对于科学认识和合理调控流域的生态保护与高质量发展具有积极的现实意义和理论价值.

1 材料与方法

1.1 生态保护与高质量发展状况综合评价

1.1.1 评价指标体系构建 在生态保护方面，从农业、城镇、自然3个方面选取了13个指标因子.在农业生态方面，选取了人均耕地面积、单位耕地面积化肥使用量、退耕造林面积3个指标因子；在城镇生态方面，选取了人均城市绿化覆盖面积、人均公园绿地面积、人均自然保护区面积3个指标因子；在自然生态方面，考虑了气候、地形等自然因素，选取了降雨量、气温、土壤可侵蚀性、人均湿地面积和NDVI等7个指标因子.

在高质量发展方面，主要结合修河流域五大发展理念的落地情况[29]，综合参照了在江西省“十四五”规划纲要中对高质量发展的判定指标，从创新发展、协调发展、绿色发展、开放发展、共享发展5个方面构建评价指标体系，共选取了22个指标因子[30]评价研究区的高质量发展状况.创新发展主要考虑了科技、教育等因素，选取了人均R&D经费支出、科技支出占财政支出的比例等6个指标因子；协调发展考虑了区域协调、城乡发展等因素，选取了居民消费价格指数、城乡收入差距和第三产业占比3个指标因子；绿色发展强调的是在经济发展过程中不应该让生态环境来承担后果，考虑经济发展对环境的污染，选取了单位GDP耗能、工业废水排放量、工业固体废物综合利用量等4个指标因子；对外开放是国家繁荣发展的必由之路，选取了进出口总额占GDP的比例、实际利用外资占GDP的比例2个指标因子；共享发展的主体是全体人民，选取了城镇调查失业率、万人医疗机构床位数、居民人均可支配收入等7个指标因子(见表1).

表1 修河流域生态保护与高质量发展耦合协调关系的评价指标体系

1.1.2 生态保护与高质量发展状况综合评价 采用极差变化法，降低不同的指标在数量级和量纲方面对评价结果的影响，正向指标和负面指标的计算公式分别为

(1)

(2)

在式(1)和式(2)的基础上计算生态保护指数和高质量发展指数，计算公式分别为

其中Ei为生态保护综合指数,Hi为高质量发展综合指数,E′ij为生态保护指标经过式(1)或式(2)处理后的值,H′ij为高质量发展指标经过式(1)或式(2)处理后的值,ωij为各个变量的权重.这里采用层次分析法(AHP)和德尔斐法，通过构建判断矩阵得到各指标因子的权重.

1.1.3 生态保护与高质量发展的相对发展度 采用生态保护综合指数和高质量发展综合指数的比值作为其相对发展度，具体计算公式为

λ=E(n)/H(n),

其中λ为相对发展度,E(n)为生态保护综合指数,H(n)为高质量发展综合指数.

1.2 生态保护与高质量发展耦合协调度

为了更好地体现生态保护和高质量发展要同步推进，构建如下模型测算修河流域生态保护与高质量发展之间的耦合协调关系[31]:

其中C(n)为生态保护与高质量发展耦合协调度,G(n)为生态保护与高质量发展耦合度,T(n)为生态保护与高质量发展系统间综合协调指数.耦合协调度C(n)的取值范围为[0,1],若C(n)值越接近1则2者的耦合协调性越好，反之若C(n)值越接近0则2者的耦合协调性越差.参照文献[32],并结合2者相对发展度，将修河流域生态保护和高质量发展的耦合协调度分别划分为拮抗、磨合、协调3个阶段,共9种类型(见表2).

表2 修河流域生态保护与高质量发展的耦合协调发展类型与阶段

1.3 数据来源

研究数据主要来源于2000年、2010年、2019年江西省修河流域沿线市、区、县(涉及九江市的瑞昌市、武宁县、修水县和永修县，南昌市的安义县、湾里区(2019年12月23日并入南昌市新建区)和新建区(2015年8月5日将新建县调整为新建区,为了便于叙述,统一表述为新建区)以及宜春市的奉新县、高安市、铜鼓县、靖安县和宜丰县)的统计局发布的国民经济和社会发展统计公报及历年的统计年鉴，以及地理空间数据云下载的30 m×30 m的数字高程模型数据和2000年、2010年及2019年的遥感影像数据.

2 结果分析

利用第1节的方法分别测算出2000年、2010年和2019年3个时期内修河流域12个县(市、区)生态保护指数与高质量发展指数，并测算出在修河流域内的耦合协调度.

2.1 生态保护指数

修河流域四季气候分明，雨量充沛，植被覆盖度高，生态环境质量本底较好.但2000—2019年生态保护指数平均值总体呈现下降趋势，这表明近年来修河流域生态环境遭到了一定程度的破坏.在时间层面上，2000—2010年生态保护指数由0.439 3下降至0.436 9，基本保持平衡；2010—2019年生态保护指数由0.436 9下降至0.427 5，生态环境质量下降的主要原因是:此阶段经济处于高速增长状态，而修河流域自身的生态环境较好，经济发展的投入力度优于生态环境治理力度.

由图1可知:在区域层面上,2000年生态保护指数整体呈现为上游>中游>下游的格局，下游生态本底较差，由于对生态环境建设和整治的力度加大，所以流域生态保护指数呈现上升趋势.上游和中游原本生态环境质量较好，对经济的投入高于生态保护，其生态保护指数一直处于下降趋势.2000—2010年生态保护指数呈现上游>中游>下游的格局，但差距正在逐渐减小.2019年下游与中游之间的生态保护指数差距缩小至0.002，但总体来说，仍然是上游>中游>下游的格局.

(a)2000年

2.2 高质量发展指数

修河流域高质量发展总体趋于平衡，有小幅度波动，呈现先下降后上升的趋势.在区域层面上,2000年修河流域高质量发展指数总体格局是下游>上游>中游.下游经济发展水平明显高于上游和中游经济发展水平，但生态环境遭到破坏，在后期加大了生态环境建设和环境治理工作，关闭了一些不达标排放高污染的工厂，虽然经济发展受到一定程度的制约，但是其生态环境得到了有效的改善.上游和中游在大力推进城市化、工业化的进程中2000—2019年期间高质量发展指数得到了较大幅度提升，修河流域高质量发展指数总体格局为上游>下游>中游(见图2和表3).

(a)2000年

表3 修河流域各县(市、区)生态保护指数与高质量发展指数

2.3 生态保护与高质量发展水平耦合协调关系

从修河流域生态保护与高质量发展相对发展度来看，2000年，修河流域下游地区高质量发展优于生态保护，中游和下游的修水县和武宁县发展相对协调，修河流域南部地区则是生态保护指数高于高质量发展指数.2000—2010年，下游地区永修县加大生态环境建设和保护力度，生态环境有了明显改善.2019年后修河流域中游及下游地区经济发展速度加快，除修水县高质量发展优于生态保护外，其他地区生态保护与高质量发展趋于平衡，下游地区生态环境质量也有了改善.

从时序变化来看，修河流域生态保护与高质量发展在整体上一直处于磨合阶段，且耦合协调度一直处于0.5～0.7之间,相对发展度λ处于0.8～1.2之间，2者高度磨合，系统整体趋于优化.2000年,生态保护与高质量发展的耦合协调度的格局是下游地区>上游地区>中游地区, 靖安县、铜鼓县、宜丰县和奉新县等生态保护指数优于高质量发展指数，高安市、瑞昌市、武宁县和修水县生态保护指数与高质量发展指数相对持平，永修县、安义县、湾里区和新建区等的高质量发展指数优于生态保护指数；2010年,奉新县、铜鼓县、永修县、宜丰县、靖安县和高安市等生态保护指数优于高质量发展指数，武宁县、瑞昌市和修水县等生态保护指数和高质量发展指数相对持平，湾里区、安义县和新建区等高质量发展指数优于生态保护指数；2019年,上游地区的耦合协调度已经高于中游地区和下游地区的耦合协调度，只有永修县的生态保护指数优于高质量发展指数，靖安县、瑞昌市、新建区、高安市、武宁县、铜鼓县和奉新县等生态保护指数与高质量发展指数相对持平，修水县、安义县和宜丰县等高质量发展指数优于生态保护指数.其中瑞昌市、武宁县、高安市等的生态保护与高质量发展一直是相对同步，铜鼓县和奉新县的耦合协调类型在2019年达到了Ⅷ类型，处于高度协调的发展阶段，系统正在不断优化(见表4～表6).

表4 修河流域各县(市、区)相对发展度与耦合协调度

表5 修河流域各县(市、区)耦合协调类型

表6 修河流域上、中、下游的生态保护性指数、高质量发展指数和耦合协调度

3 结论与建议

3.1 结论

本文选择修河流域为研究区域，从“三生空间”理念和“新发展理念”出发，结合江西省“十四五”规划纲要及数据的可获取性构建指标体系，以县域为研究单元，评价修河流域生态保护与高质量发展2者之间的耦合协调关系，并分析流域内各县之间的生态保护与高质量发展差距.主要结论如下:

1)从时间角度上看，2000—2019年，修河流域生态保护指数由0.439 3下降至0.427 5，其高质量发展指数由0.449 7曲折上升至0.469 5.经济的快速发展造成修河流域生态环境的破坏，上游和中游的生态保护指数呈现上升趋势，而高质量发展指数呈现下降趋势；下游的生态保护指数呈现下降趋势而高质量发展指数呈现上升趋势.具体地,上游的生态保护指数由0.535 8下降至0.470 0，中游由0.453 5下降至0.418 9，下游的生态保护指数由0.386 6上升至0.416 9；上游高质量发展指数由0.398 0上升至0.498 4，中游高质量发展指数由0.334 2上升至0.462 3，下游高质量发展指数由0.676 4下降至0.657 5.

2)从空间角度上看，修河流域生态保护指数和高质量发展指数的内部差距均在逐渐缩小.生态保护指数由2000年上中下游的最大差值0.149 2缩小至2019年的最大差值0.053 1，且均呈现上游>中游>下游的空间格局；高质量发展指数由2020年上中下游的最大差值0.251 6缩小至2019年的最大差值0.217 5，空间格局由2000年下游>上游>中游转变为2019年上游>下游>上游.

3)修河流域生态保护与高质量发展耦合协调度由2000年的0.650 4上升至2019年的0.665 0，整体状况较好，呈现先下降后上升的趋势.2000—2019年修河流域生态保护与高质量发展均处于磨合阶段，耦合协调水平虽然整体处于上升阶段，但速度较为缓慢，其中上游和中游呈现先下降后上升的趋势，下游呈现下降的趋势.2000年，湾里区、新建区和铜鼓县处于协调阶段，但生态保护和高质量发展耦合系统具有衰退趋势，其他区域均处于磨合阶段；2010年，只有新建区和湾里区处于协调阶段，其他均处于磨合阶段；2019年只有铜鼓县和奉新县处于协调阶段，且耦合系统具有优化趋势，其他均处于磨合阶段.

4)2000—2019年修河流域耦合协调度的发展趋势与高质量发展指数变化趋势基本保持一致.修河流域生态本底整体较好，而在区域内高质量发展指数的变化跨度较大，耦合协调度的发展趋势与高质量发展趋势基本一致，表现为先下降后上升.

3.2 建议

修河流域生态保护和高质量发展水平与理想水平还有一定差距，2者耦合协调关系在总体上仍然处于磨合阶段.基于此，修河流域未来在追求经济发展的同时，应加强生态环境的保护和治理工作.

1)坚持生态优先、绿色发展的理念，加强修河流域生态环境保护工作.对修河流域生态脆弱和具有重要生态功能的区域实施严格的保护制度，致力于保护修河流域的原始自然风貌和独特的物种资源，保护及弘扬修河文化.对修河流域上游和中游生态保护超前于高质量发展的地区，应在生态环境允许的范围内适当加大经济发展力度；对修河流域下游生态保护滞后于高质量发展的地域，需要进一步建立健全生态环境保护机制，同时提升公众对生态环境保护的意识.

2)统筹规划，协同治理.修河流域上中下游、干支流、左右岸是一体的，其生态保护与高质量发展应该联动起来，协同推进.一方面,要抓好修河流域的水土保持治理，推进实行生态保护修复和建设工程，坚持山水林田湖草综合治理、系统治理，提升修河流域的水源涵养能力；另一方面,要抓好流域内农业污染、生活污染和工业污染防治，保障农业生态、城镇生态和自然生态的安全.

3)建立健全运作规范、协调统一的管理体制，加强修河流域沿岸的政府联动管护.积极推进以自然保护为主的整合优化，对修河流域自然保护区实行实时监控和群众监督，建设符合修河流域实际情况的监察管控体系.

4)推动修河流域高质量发展.针对不同的地区制定不同的发展措施，各地区应从实际出发，因地制宜.在农业方面，修河流域的土壤多为红壤，主要是以水稻为主的农业生产，部分农用地距离水源较远可发展现代化农业，种植花生、大豆等作物；修河流域中部多为丘陵地区，经济发展方式以园地为主，可适度开垦为果园、茶园等.对于修河流域森林资源丰富的上游及中游地区也可将林业作为主要经济来源.同时在修河流域内自然景观和人文景观众多，在生态功能重要的地区，不宜发展产业经济，可适度开发为旅游景区，主要是以保护其涵养水源等生态功能为主.对于在修河流域内经济发展较好的下游城市地区要注重土地集约节约利用，提升地区的经济和人口承载能力，扩大对外贸易规模，促进区域内经济发展.