河南省黄河沿线区域经济-环境-旅游耦合协调时空分异及影响因素研究

赵俊远，李海艳，李佳悦，周 洁

(1.信阳学院 商学院，河南 信阳 464000；2.信阳学院 外国语学院，河南 信阳 464000；3.中南林业科技大学 商学院，湖南 长沙 410004)

0 引言

2019年9月，习近平总书记视察黄河时指出“黄河流域生态保护与高质量发展”是国家的重大战略之一，如何加强黄河流域生态环境治理，促进全流域高质量发展成为未来一段时期理论和实践研究的热点.旅游业一直被认为是对环境影响最小的产业，但是随着旅游业规模的不断增大，其对环境资源的依赖和能源的消耗逐渐凸显出来.经济以及旅游业快速发展的同时所带来的一系列生态环境问题对经济及旅游业的长远发展会产生一定的制约.由此，经济、环境和旅游三个系统构成了相互作用、彼此耦合的开放性、复杂性、多层次系统.黄河沿线是河南省经济发展的重要轴线，也是旅游业发展势头迅猛的区域，但生态环境脆弱，对该区域经济-环境-旅游系统耦合研究，有利于掌握该区域经济、环境与旅游系统的协调程度，有针对性的制订促进经济、环境和旅游业之间良性发展的科学措施，实现区域高质量发展.

区域不同系统之间关系的研究长期以来都是区域研究的重点之一，在不同系统之间关系研究中，国内外学者对区域经济发展与生态环境之间的关系研究成果较多.W.J.Baumol等认为经济发展和生态环境之间存在一种倒“U”形关系[1]；张旭、袁旭梅、魏福丽认为经济和环境的耦合协调是可持续发展的核心，环境因素是经济增长的重要因素和载体，两者之间协调发展的内涵是相互促进、耦合协同[2].有关环境质量与旅游业发展之间关系的研究主要集中在二者协同发展、旅游业对环境具有双重作用、旅游导向型经济增长假说、旅游促进经济发展、经济带动旅游业增长、旅游发展消耗资源导致经济增长放缓等方面[3-9].而有关环境、经济与旅游发展三系统的关系，周成、冯学钢、唐睿对区域经济、生态环境和旅游产业三个系统的耦合协调发展关系进行了实证分析，并对其未来发展趋势进行预测[10]；赵书虹、白梦探讨了旅游资源竞争力与旅游流耦合协调的主要影响因素[11]；张超、钟昌标、蒋天颖等探讨了我国区域协调的时空分异及影响因素[12]；蔡冰冰、赵威、李永贺等对区域创新与区域经济协调的主要影响因素进行了研究[13].

现有成果主要集中在经济、环境和旅游两两系统之间的相互作用，并就两个系统间的耦合协调发展状况进行实证研究，但是将经济、环境与旅游三个系统纳入统一模型进行耦合协调研究的相对较少.同时，前期的研究样本多为单个国家、省区或城市，而基于时空二维视角对某一流域多个单元的横向比较与纵向演化相结合的研究极少.本研究通过构建经济-环境-旅游系统耦合综合评价指标体系和模型，以河南省黄河沿线8个省辖市为研究对象，从时空二维角度探析三大系统的发展水平和耦合协调关系，并识别出限制各个省辖市耦合协调发展的关键因素，为黄河流域高质量发展提供理论支持.

1 研究对象与数据来源

1.1 研究对象

本研究以河南省黄河沿线区域为研究对象，考虑到旅游业的区域联动性，以黄河流经的三门峡、洛阳、济源、焦作、郑州、新乡、开封和濮阳8个省辖市为研究对象，该区域是河南省主要的旅游发展轴线，是旅游资源品质高、高等级景区较为集中的区域，也是河南省旅游业发展具有代表性的区域.

1.2 数据来源

本研究的数据主要来源于2011—2020年《中国城市统计年鉴》《河南统计年鉴》以及各个地市的统计年鉴和统计公报，景区、旅行社数据来自各地级市文旅局网站统计数据以及各个景区官方网站，部分指标数据由对应年鉴数据计算所得，缺失数据采用回归法加以替代.

2 指标体系构建与研究方法

2.1 指标体系的构建

经济-环境-旅游是一个具有不确定性、高度复杂性和多层次的开放系统，构建科学合理、全面系统的评价指标体系是测评三个系统发展水平和耦合协调关系的关键点.结合前人研究成果[10]，经济指标在考虑存量问题的基础上，更多地考虑代表区域经济发展趋势和活力的指标，由于各个省辖市经济、人口、面积存在较大差异，因此，指标选择在考虑数量指标的同时更多地考虑质量指标，其指标体系构建的结果如表1所示.

2.2 研究方法

2.2.1 指标处理及权重的确定

考虑不同指标含义及单位的不一致，对指标数据进行无量纲化处理，本研究采用标准极差法来进行处理，考虑到处理结果的无效性，在指标标准化后都统一加上0.01，公式如下所示：

上述公式中，Xpq代表第p列第q个数据；Xmax和Xmin表示该指标的最大值和最小值；每个指标的权重由熵权赋值法获得，具体如表1所示.

2.2.2 评价模型

(1)系统评价指数

系统评价指数是对一个系统进行综合评价的数学模型，用Ui来表示，其具体公式为：

其中Ui表示第i个系统评价指数；m代表第i个系统评价指标个数；aj代表第i个系统第j个评价指标权重，其大小由熵值赋权法获得；Xj代表第i个系统第j个指标经过数据处理后得到的无量纲化数值.

(2)耦合度

耦合度是一种表示不同系统之间相互影响和作用的度量指标，其公式如下：

其中C代表第1到第n个不同系统之间的耦合度；Un代表第n个系统的评价指数.

表1 河南省黄河沿线区域经济-环境-旅游耦合评价指标体系

(3)耦合协调度

引入耦合协调度模型对不同系统之间协调情况进行准确测量，耦合协调度公式如下：

式中，D表示不同系统之间的耦合协调度；T为不同系统的综合评价指数；U代表系统评价指数；α、β、γ为商定系数，即三个子系统在综合评价系统中的重要程度.本研究认为经济发展与旅游产业之间具有不对称的互相促进作用，旅游业的快速发展可以带动区域经济的发展，而区域经济发展受到多种影响因素的制约，生态环境在经济和旅游产业发展过程中均起到重要作用，基于此，待定系数α、β、γ分别设定为0.4、0.4和0.2.D取值为[0,1]，D值越大协调度越好，反之越差.为了更好地反映系统间的耦合协调度，结合前人研究成果[14]，并做出适当调整，耦合协调度等级划分如表2所示.

表2 耦合协调度等级划分表

3 河南省黄河沿线区域经济-环境-旅游发展水平分析

3.1 综合发展水平

基于上述研究方法，计算出2010—2019年河南省黄河沿线8个省辖市经济-环境-旅游发展水平综合评价指数，结果如图1所示.

图1 2010—2019年河南省黄河沿线城市综合发展水平指数

从图1可以看出，首先，河南省黄河沿线区域8个省辖市的经济-环境-旅游系统整体发展水平不高，差异不大，没有呈现明显的分层现象，在不同年份经济-环境-旅游的发展格局有所不同，在起始年，综合发展水平位居前4位的城市为下游的焦作、新乡与开封以及中游的三门峡，其余城市的综合发展水平指数都低于0.12，但差距不大，最小值为郑州的0.078 46，这说明河南省黄河沿线区域经济-环境-旅游综合发展水平偏低且差距不大；其次，河南省黄河沿线区域经济-环境-旅游综合发展水平除了个别年份外，几乎所有城市都随着时间的变化呈现上升趋势，大部分城市的综合发展水平在2019年比2010年增加了1倍以上，其中增幅最小的为2010年综合发展水平最高的焦作，增幅为69.15%，增幅最大的为综合发展水平在2010年最低的郑州，增幅达到了254.95%，所有城市的综合发展水平指数在2019年都达到了0.2以上，时间演化趋势明显；最后，从发展态势来看，虽然河南省黄河沿线区域经济-环境-旅游综合水平整体呈现提升的趋势，但在未来一段时期内，河南省黄河沿线区域发展差异的局面仍将长期维持，特别是在中原城市群发展中占据核心区域的郑州、洛阳、焦作、新乡和开封，将会得到更充分的发展，而中原城市群外围区域的三门峡、济源、濮阳的发展会受到一定程度的限制，黄河流域生态环境保护和高质量发展任重而道远.

3.2 三大系统发展水平

根据系统发展指数计算模型，对河南省黄河沿线8个省辖市的经济系统发展指数、环境系统发展指数以及旅游系统发展指数进行计算，其结果如图2所示.

图2 2010—2019年河南省黄河沿线城市三大系统发展指数

首先，由于区位条件、发展历史、资源状况及国家战略等多方面的原因，河南省黄河沿线区域城市三大子系统的发展水平和特征存在一定差异.从三大系统的总体特征来看，三大系统发展水平偏低，且呈现分层现象，三大系统最大值没有超过0.35，部分年份有些省辖市的值不足0.1，发展水平明显偏低，而且经济系统和旅游系统的发展水平明显高于环境系统，呈现出明显的分层现象.

图3 2010—2019年河南省黄河沿线区域三大系统平均水平演变

其次，从图3三大系统的演变来看，河南省黄河沿线区域所有城市三大系统的平均值呈现上升趋势，经济系统发展指数从2010年的0.1065逐渐演变到2019年的0.2983，增幅达到了180.09%，这说明河南省黄河沿线区域经过10年的发展，经济系统获得了快速的发展；环境系统发展指数从2010年的0.0892增加到2019年的0.1253，增幅比经济系统缓慢很多，说明在经济快速发展的同时，环境系统的改善没有与经济系统相匹配；而旅游系统发展指数从2010年的0.1222演变为2019年的0.2495，增幅为104.17%，旅游系统的发展指数在2013年以前稍高于经济系统，但在2013年三大系统层次清晰，从低到高分别为环境系统、旅游系统和经济系统.

最后，从三大系统的空间结构来看，也呈现明显的分层现象.从经济系统来看，在2010年主要分为3个层次，分别是较低发展指数城市(郑州、焦作、开封、濮阳)、中等发展指数城市(三门峡、新乡)以及较高发展指数城市(济源、洛阳)，在此基础上逐渐演化为2019年的较低发展指数城市(焦作、新乡、开封、濮阳)、中等发展指数城市(三门峡、洛阳、郑州)和较高发展指数城市(济源)；从环境系统来看，在2010年环境发展指数较低城市主要有洛阳、济源、郑州、焦作、开封，环境发展中等指数城市主要是濮阳，环境发展指数较高城市有三门峡、新乡，而在2019年环境发展指数值都超过了1.0，发展指数较低城市主要为洛阳、三门峡、开封、濮阳，发展指数中等城市为新乡和郑州，发展指数较高城市为济源和焦作；从旅游系统来看，2010年，旅游系统发展指数较低等级的城市主要有洛阳和濮阳，旅游系统发展指数中等的城市主要有三门峡、济源和新乡，旅游系统发展指数水平较高的有开封和焦作，但是到了2019年，格局稍微发生变化，旅游发展指数水平偏低的城市有济源、濮阳和开封，旅游发展指数中等水平的城市有洛阳、郑州、焦作和新乡，旅游发展指数较高的城市仅有三门峡.

4 河南省黄河沿线区域经济-环境-旅游耦合发展时空演变分析

4.1 耦合协调度时序演变

将河南省黄河沿线区域城市经济系统、环境系统和旅游系统的评价结果分别代入耦合度和耦合协调度模型，计算河南省黄河沿线区域不同城市不同年份的耦合协调度，结果如图4所示.

图4 2019—2020年河南省黄河沿线区域经济-环境-旅游系统耦合协调度演变

首先，总体上看，河南省黄河沿线区域不同城市经济-环境-旅游生态系统的耦合协调度总体上呈现上升趋势，大部分城市从小于0.2演变为小于0.3，跨度不大，但是总体上呈现上升趋势，耦合协调度等级也从严重失调发展到中度失调，但是发展跨度不大，未来发展潜力巨大；其次，从不同城市的耦合协调度演变来看，三门峡耦合协调度从2010年的0.1997除了2016年稍微递减外，整体上增加到了2019年的0.2718，耦合协调度等级也从严重失调演变为中度失调；洛阳从2010年的0.1716经过近10年的变化，演变为2019年的0.2719，等级也从严重失调等级演变为中度失调；济源从2010年的0.1856，逐渐增加为2013年的0.2216，然后降低为2015年的0.2093，随后一直增加到2019年的0.2873，等级也是从严重失调等级演变为中度失调；郑州的耦合协调度变化变化较为明显，从2010年的所有城市最低值0.1600，逐渐演化为2019年的0.2873，演变趋势明显，等级从严重失调等级的中下层次演变为中度失调的中下层次，跨度大，态势良好；焦作的时序演变幅度不大，从2010年的0.1995演变为2019年的0.2589，增加幅度不明显，等级也是从严重失调演变为中度失调；新乡的演变在所有城市中是最为特殊的，从2010年的0.2021演变为2019年的0.2791，等级一直控制在中度失调等级；开封耦合协调度从2010年的0.1961演变为2019年的0.2665，等级和其他城市演变一样；濮阳的耦合协调度从2010年的0.1818演变为2019年的0.2738，耦合协调度等级也是跨越一个等级，从严重失调演变为中度失调.

4.2 耦合协调度空间演变

为了更深入研究河南省黄河沿线区域经济-环境-旅游系统耦合协调发展空间特征，结合计算出2010—2019年河南省黄河沿线8个省辖市耦合协调度值及平均值，其结果如图5所示.

从耦合协调度均值上来看，河南省黄河沿线区域经济-环境-旅游系统耦合协调发展水平大致呈现西高东低的空间格局，这与河南省总体经济发展水平大致保持一致，但是差距不明显.其中中游的三门峡、洛阳和济源耦合协调发展程度稍好；下游的郑州、焦作、新乡、开封、濮阳耦合协调度发展程度稍差，但是与中游的三个城市差距不大，均值都处于0.22～0.25，属于中度失调等级，这说明沿线城市借助黄河优势，经济、环境和旅游业都得到了一定程度的发展，但是三大系统之间耦合水平偏低，没有形成“强者更强”的“马太效应”.

图5 河南省黄河沿线区域经济-环境-旅游耦合协调度空间变化

为了更加清晰地了解和掌握不同城市三大系统的耦合制约因素，对各个城市三大系统的均值、综合发展水平均值以及耦合协调度均值进行了计算，结果如表3所示.

表3 河南省黄河沿线区域耦合协调度三大系统制约因素

通过表3可以看出，河南省黄河沿线区域城市在研究时间尺度中，经济-环境-旅游的耦合协调度均值在所有城市均为中度失调等级，这说明河南省黄河沿线区域三大系统之间没有较好的配合，每个系统的发展没有考虑对其他系统产生的影响；同时在三大系统中，均值得分最低的系统都是环境系统，这充分说明在河南省黄河沿线区域发展中，在经济、环境和旅游系统中，环境系统成为制约区域发展的关键和核心要素，这也从另一侧面反映出河南省响应“黄河流域生态保护与高质量发展”国家战略中“生态保护”处于首要地位的战略眼光.

5 结论与建议

5.1 结论

基于耦合协调视角，通过构建经济-环境-旅游系统评价体系和耦合协调度模型，对2010—2019年河南省黄河沿线区域城市三大系统发展水平、耦合协调关系和制约因素进行了研究，得出如下结论.

5.1.1 河南省黄河沿线区域经济-环境-旅游整体发展水平不高，差异不大，不同城市之间没有呈现出明显的分层现象，但是三大系统之间呈现明显的分层现象，环境系统整体水平偏低，位居最低层次，而在2013年以前旅游系统水平高于经济系统水平，在2013年以后经济系统明显高于旅游系统，大部分年份三大系统水平层次从高到低呈现经济系统-旅游系统-环境系统的格局.

5.1.2 河南省黄河沿线区域经济-环境-旅游三大系统之间的耦合协调度基本呈现上升趋势，耦合协调度等级都是跨越严重失调演变为中度失调.从均值上来看，该区域经济-环境-旅游系统耦合协调发展水平大致呈现西高东低的空间格局，但是差距不明显，等级跨度小，这与河南省总体经济发展水平大致保持一致.

5.1.3 影响河南省黄河沿线区域经济-环境-旅游产业系统的主要因素为环境，这也从另一侧面看出河南省响应“黄河流域生态保护与高质量发展”国家战略的科学性与合理性.

5.2 建议

5.2.1 重视河南省黄河沿线区域三大系统上的协同.经济-环境-旅游是相辅相成的系统，经济发展、环境利用和旅游业的转型升级，应坚持在环境保护优先的前提与基础下，牢固树立绿水青山就是金山银山的发展理念，加大对环境破坏和过度利用行为的整治力度，修复流域生态环境，提高环境承载力.同时要优化产业结构，发展新兴业态，特别是要重视以旅游业为主导的第三产业的高质量发展，将“环境”因素绿色嵌入“经济”与“旅游”的协同发展之中.

5.2.2 加强河南省黄河沿线区域现代治理上的统筹.在黄河流域生态环境的现代化治理、经济发展的区域协同、旅游发展的协调配合上，既要响应国家统筹规划，加强与其他省份的交流、合作，做到顶层设计上的统一，实现大空间范围上的“大保护”和“大治理”.又要结合河南省黄河沿线地区发展协作的现实需要，统一规划部署，共建联动机制，做到小范围空间上的“统一思想”和“步调一致”.可构建河南省黄河沿线各省辖市的竞合机制，加强环境保护、经济发展、旅游开发上的合作，同时设立流域河南段的评优、监督、问责机制，形成奋勇争先、统筹发展的格局.

5.2.3 实现河南省黄河沿线区域空间发展上的均衡.河南省黄河沿线经济-环境-旅游三大系统的耦合协调发展水平有西高东低之势，这与不同地区的发展条件和对三大系统的侧重有关.郑州、洛阳等经济、科技、人才、旅游强市一方面要重视自身环境保护，使得环境保护投入与经济、旅游发展正相关，以补齐短板为重要任务，提高三大系统的耦合协调度；另一方面也要加强优势资源的对外输送和衔接，扩大对下游省辖市经济、旅游发展的辐射影响和帮扶带动作用.济源、三门峡等经济相对弱势地区则应挖掘地方特色，强化创新驱动、科技赋能，找准自身定位，从经济-环境-旅游三大系统的发展质量上发力追赶，通过不同地区的差异定位和协同共进，实现河南黄河沿线区域空间发展上的均衡.