基于物理学耦合机制的地区生态环境与旅游经济的协调发展研究

邹剑峰

摘要：文章引入物理学耦合机制构建地区生态环境与旅游经济协调发展评价指标体系，利用该评价体系进行了Y城市生态环境与旅游经济协调发展的评价实证分析。综合分析可以看出，Y城市旅游经济和生态环境的协调关系从2009年的严重失调到2018年的中度协调发展，说明随着该城市的产业结构调整，二者协调发展趋势向好。结合该地区的实际情况，给出了完善旅游行业配套服务设施、优化旅游产业结构、保护传统民俗文化等建议。

关键词：耦合机制；生态环境；旅游经济；协调发展；评价指标

一、引言

我国自改革开放以来，旅游业逐年发展，当前已经进入世界旅游大国的行列。旅游业的快速发展使得我国各个旅游地的社会经济都得到了较大的发展，带动了就业、税收，成为不同地区新的经济增长点，对经济增长的拉动作用也越来越大。当前的旅游业以自然景观资源为主，在发展旅游经济的同时，可能因为各种人类活动对旅游景点的生态造成破坏，例如，废气排放、垃圾污染等。因而必须要处理好旅游发展和生态环境保护之间的关系，基于可持续发展理论发展旅游，实现生态旅游，健康旅游。由于不同的地区有着不同的社会、经济及文化背景，旅游经济发展和环境生态的保护方式也不尽相同，必须要了解清楚不同城市地区的旅游经济和生态环境的协调关系，才能够制订出具有针对性的改革措施，从科学性、可持续性发展的角度来实现基于生态环境保护的旅游经济健康发展。此次的研究要结合国内既有的研究成果，总结出一套适用于不同地区的生态环境与旅游经济协调发展的评价指标体系，采用物理学耦合机制来进行指标的确定和计算，并通过实证来分析验证该方法的可行性。

二、地区旅游经济与生态环境协调发展

生态经济学最早应用于污染经济和公害经济分析之中，作为一门生态学和金融学的交叉学科，生态经济学主要是进行人类经济行为和生态环境之间的相互影响和作用关系研究。既有的研究可以看出，旅游经济对生态环境的影响是双重作用的，一是积极的促进作用，二是有一定的胁迫效应，而生态环境对旅游经济也有着同样的承载作用和制约效应。刘德光等人（2016）利用因子分析法及协调发展度模型构建了旅游经济—生态环境协调度发展度评价指标体系，对我国31个城市进行了研究，判断各个地区旅游经济和生态环境的滞后类型。研究显示，从空间上看，中国东部地区协调发展度要显著高于我国其他地区，一般情况下，协调发展度低的地区是旅游经济滞后型地区。根据计算的结果，按照生态环境及旅游经济将地区划分为高旅游高环境、高旅游低环境、低旅游高环境及低旅游低环境四个类别，提出了要统筹兼顾及优化升级改革的发展战略。

经济发展和环境保护的协调关系是人类生存发展需要解决和面对的问题，存在环境问题是因为人类生产建设及生活活动等对生态环境的破坏。旅游业的发展是人类和环境最为直接的接触方式，也是利用自然环境资源的一种方式，大部分旅游都是基于自然景观进行的，其旅游产品也是基于此开发的。然而，日益严重的生态环境破坏使得大量优质的环境资源受到了严重的影响，甚至影响了旅游地对游客的吸引力，进而影响到旅游经济的发展。耦合协调模型是一种常见的研究方法，目前也广泛应用于类似课题研究之中。马勇等人（2017）在进行神农架旅游景区的交通状况与生态环境协调发展研究时，就引入了耦合协调模型，构建了神农架旅游景区的旅游经济-生态环境-交通状况的耦合协调度指标体系，通过对2006～2015年当地各项指标实证分析的结果显示，神农架的这三个指标都呈现为缓慢上升趋势，三个评价指标的综合发展水平指数为动态波动状态，前期交通状况在一定程度上制约了旅游经济的发展，但是经过改善后旅游经济得到了显著的改善。

三、地区生态环境与旅游经济协调发展评价指标体系构建

（一）评价指标体系构建

旅游评价经济指标一共构建三个层次，分别是系统层、要素层和指标层，这三个层次为递阶结构。系统层是评价指标体系的结构顶层，是由各个要素层的指标加权得到，反映的是整个体系结构的最终结果。要素层反映的是地区旅游经济在不同层面状况的要素集合，计算方式是由指标层中的各个指标加权计算得到的，属于整个评价指标体系的中层。指标层是整个指标体系的最终端层，是由多个基础指标共同组成，可以进行量化得到具体的指标数据，具有代表性和可获得性原则。所有的具体指标要按照系统层的规定将其特征具体划分到不同的规模要素和增速要素之中。

（二）数据的无量纲化处理

由于原始数据的单位和表达内容都有一定的区别，因此，为了实现各个指标数值的可对比性，将所有数值进行无量纲化处理，使得他们具有可比性和无量纲性，能够反映出指标之间的作用效果。如果处理后的数据呈现负相关关系，则将其認定为负向性质指标，反之则认定为正向性质指标。设生态环境系统中的第i项指标第j年的数值为Xij，旅游经济系统中的第i项指标第j年的数值为Yij，由此对原始数据进行无量纲化处理的公式为：

（三）指标权重的确定

确定评价体系指标权重的过程，就是要对系统中各个指标的重要性进行分析和判断，确定后的指标数值越大则说明其越重要。各个指标权重值相加的总和为1，因而各个指标的权重数值在[0，1]之间。此次采用增值赋权法来计算各个指标权重值。设第i项指标的第j年数值比重为Pij，原始数值进行无量纲化处理后的标准值为xij，由此可以计算得到基于熵值赋权法的计算公式为：

四、地区生态环境与旅游经济耦合协调度计算

此次使用“协调发展”理论来进行地区旅游经济发展和生态环境耦合关系的研究，可以对系统及多个要素之间的相互作用关系进行分析，协调发展则指的是他们之间有着良好积极的相互促进作用，彼此和谐。这种关系是一种从无序向有序发展动态演变过程，通过协调发展，最终可以实现全面的结构优化和共同发展。此次对旅游经济和生态环境耦合关系的研究，可以基于生态环境及旅游经济效益系数为基础来构建二者的协调度计算公式。设协调度为C，调节系数为k（k≥2），于是有：

通过式（7）可以计算出地区生态环境效益与生态经济之间的协调程度，其取值范围在[0，1]之间，C的大小反映了二者之间的协调关系，其取值越大，则说明它们的协调度越高。根据需要将协调度值按照评分多少进行划分，一共分为五类，从协调度好到协调度差依次为良好协调、一般协调、勉强失调、中度失调及严重失调，具体如表1所示。

要综合考虑生态环境与旅游经济的耦合协调发展关系，除了协调程度以外，还需要考虑地区旅游经济发展水平与生态环境效益发展水平。设旅游经济第n个特征的指标值为xn，生态环境的第m个特征的指标值为y（m），于是有：

设地区生态环境效益与旅游经济的发展水平评价指数为T，由此可以得到耦合协调发展度D的计算公式为：

式（10）中，α，β为待定权数，考虑到经济发展过程中对环境保护是一样重要的，因此待定指数值均确定为0.5。根据表1中关于协调度等级划分的五类，对比分析g（x）、g（y）的关系，并将其具体划分为三种基本类型，得到表2中的定量评价判别标准表。

五、实证分析

（一）评价指标体系构建

此次选取西南地区Y城市作为实证研究对象，选取2009～2018年相关数据进行分析，数据来自Y城市的2009～2018年的统计年鉴。按照前述的指标选取原则构建Y城市的生态环境与旅游经济耦合协调发展评价指标体系。根据Y城市的实际情况确定了该指标体系的两大系统，分别是生态环境系统和旅游经济系统。其中，旅游经济系统下设三个一级指标，旅游效益、旅游规模和旅游产业；生态环境系统同样设三个一级指标，分别是生存条件、环境保护和环境破坏。各一级指标下面又设置有二级指标，根据需要，两个系统均下设8个二级指标。

（二）数据无量纲化处理

在获取到了Y地区的原始数据后，按照不同指标数据进行无量纲化处理，处理结果如表4所示。

利用熵值赋权法计算出各个指标在系统中的比重，并且计算后判断其是否属于正向或反向的指标类型，以分析其对旅游经济及生态环境系统的发展影响。得到的结果如表5所示。在表中，“+”表示指标类型为正向，“-”表示指标类型为反向。

从表5可以看出，在旅游经济系统中，各项指标权重比例差值较小，其中权重比例最大的是旅游总收入，最小的是A级景区数量，且所有的指标类型都是正向指标类型，这些指标数值都能够反映出当地旅游经济现状，对当地旅游发展有积极的促进和推动作用。在生态环境系统中，指标权重比例最大的是森林覆盖率，指标权重比例最小的是生活垃圾无害化处理率。在八个二级指标项中，有三个是反向指标类型，分别是废水总排放量、SO2总排放量和工业固体废弃物总量，这三个指标对于生态环境系统都是不利因素，其数值越大，则说明对生态环境的不利影响越多。

（三）生态环境与旅游经济的耦合评价分析

分别计算出Y城市的生态环境效益函数及旅游经济效益函数，结果详见图1中所示。从图1中的趋势线可以看出，2009～2018年，旅游经济效益函数从最初仅0.1上升到1.0左右，体现的是该城市这段时间旅游经济的蓬勃发展。而生态环境效益函数则可以分为两个阶段，第一个阶段是2009～2013年，这五年时间中，生态环境效益指数都超过了0.5，在2013年时达到了最大值0.68。第二个阶段是2013～2018年，这五年时间中Y城市生态环境效益函数普遍在0.5以内。这种波动起伏，和当地政府对生态环境的治理态度和政策是有直接关系的，在2013年以后，随着对当地生态环境治理力度的加大，该城市的生态环境逐渐向好。

Y城市生态环境与旅游经济的耦合协调度计算情况详见图2，图2反应协调发展度D、协调度C和综合发展指数T三者之间的关系。

图2中分析可以看出，D、T、C三个指标在程度都呈现上升趋势，三个指标在2011年进行了第一次交叉，三者处于相对较好的平衡状态，可是从数值上可以看出，保持的這种平衡水平是相对较低的。到了2018年，三个指标重新重合到一起，相较于2011年，此次的交叉重合处于一个相对较高水平的平衡状态。从协调发展度来看，十年时间中整体呈现波动上升趋势，在2009年处于最低水平，2018年达到最高。综合发展指数同样是波动中呈现上升的趋势，在2009年为最低值0.28，在2015年达到了最大值0.7。通过计算结果将其与表2中的协调发展类型分类，结果如表6所示。

从表6中可以看出Y城市的生态环境和旅游经济效益的关系变化情况。可以将其具体划分为两个阶段，以2014年为分割点。在2014年以前，旅游经济效益值要低于生态环境效益指数，这说明了该地区的旅游经济相较于生态环境而言相对滞后，旅游经济发展有较大的提升空间。2014年以后，云南省生态环境保护则相对滞后，经济发展超出了生态环境的控制范围，急需加强生态环境的保护。整体而言，Y城市的协调发展度是不断上升的，说明二者耦合协调度处于一个反复持续的优化过程。

六、Y城市旅游经济发展对策建议

Y城市属于我国典型的西南部城市，相对于中东部地区经济滞后，基础设施条件还需不断完善。要发展地区旅游经济、解决交通问题，只有让游客顺利到达景区，且交通便利，才会吸引游客前来旅游。Y城市作为典型的山区城市，地质条件复杂，交通建设难度较大，因此需要加大投入人力、财力来进行交通运输的建设。随着我国西部大开发的战略目标实施和“一带一路”的战略实施，Y城市不断改善偏远贫困地区的基础设施建设。要紧随国家2020年全面脱贫的战略目标，全力建设铁路、公路、机场等交通运输设施，同时也要完善与旅游业相关的餐饮、购物、娱乐、住宿等配套设施，加强公共服务体系的建设，提升城市对游客的接待能力。

要改变传统的旅游发展固化思路，要在旅游经济发展的过程中同步开发更新的旅游产品，要同时追求经济效益和社会效益，在此角度上开发旅游产品。想要获取更好的旅游经济效益，就必须站在游客消费者的立场角度来进行市场分析，进行旅游产品的定价和企业的盈利风险，要尽可能降低和规避市场风险，要打造旅游产品的品牌形象。在旅游产品的开发过程中，充分考虑到地区的社会、政治、文化、民俗风俗等，要打造健康文明的旅游活动。随着现代经济水平的提升，人们的旅游休闲需求越来越大，游客数量猛增，大量外地游客的涌入，会对当地传统文化和社会产生一定的影响。对此要加强社会引导和政府监管，充分发挥地区自身的优势特点，在推动当地旅游经济发展的同时，保护传统民族文化传承，避免出现原有文化的失真及断层。

从Y城市的发展过程可以看出，政府的财政支持是非常重要的，这就要求地方政府要充分认识在发展经济的过程中重视生态环境的保护。Y城市应当更为重视环境保护，应当根据国家生态环境战略规划建设地方性生态环境保护制度。政府需要发挥积极的引导作用，除了加大专项资金的投入，还应当引进专业的环境保护人才，重点开展水污染、固体废弃物污染及大气污染等治理。与此同时，还要增强民众环保意识，通过宣传教育来普及环保知识，结合旅游活动，让民众更多地亲近自然，能够自发地保护大自然。应当开发具有独特地域特点的旅游产品，充分利用地理优势，将Y城市打造成为一个辐射东南亚、南亚地区的旅游城市，积极建设跨境旅游经济带，提升国际区域之间的合作水平，进一步提高国外入境人口的数量。

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＊本文为广州工商学院2021年校级科研课题（KAZX2021099）阶段性研究成果。

（作者单位：广州工商学院管理学院）