谷國鋒，張媛媛，姚　麗

(東北師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130024)

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東北三省經(jīng)濟(jì)一體化與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)度研究

谷國鋒，張媛媛，姚麗

(東北師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130024)

在經(jīng)濟(jì)一體化和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展日益成為當(dāng)下熱點(diǎn)問題的背景下，如何協(xié)調(diào)二者關(guān)系反映一個(gè)國家或地區(qū)能否實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。研究基于兩系統(tǒng)17個(gè)指標(biāo)構(gòu)成的評價(jià)指標(biāo)體系，通過熵值法和耦合協(xié)調(diào)度模型，分析了2003—2014年東北三省經(jīng)濟(jì)一體化系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)時(shí)序變化狀態(tài)。結(jié)果顯示，近10年來東北三省經(jīng)濟(jì)一體化水平呈不斷上升的趨勢，生態(tài)環(huán)境水平呈現(xiàn)“上升—下降—上升—下降”的循環(huán)波動(dòng)趨勢，而二者的耦合協(xié)調(diào)度逐漸穩(wěn)步提高；從空間角度對東北三省36個(gè)城市2014年的經(jīng)濟(jì)一體化系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)以及二者的耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行分析，結(jié)果表明，地區(qū)耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)分布不平衡，空間分布呈現(xiàn)集聚分布模式。

經(jīng)濟(jì)一體化；生態(tài)環(huán)境；耦合協(xié)調(diào)度；東北三省

一、引　言

經(jīng)濟(jì)一體化與生態(tài)環(huán)境問題是區(qū)域發(fā)展的兩大問題，二者之間存在復(fù)雜的動(dòng)態(tài)關(guān)系。近年來，許多學(xué)者對于經(jīng)濟(jì)一體化和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行了研究。Viner[1]45-56、Makower[2]33-49和Meader[3]23-34等提出經(jīng)濟(jì)一體化的判斷標(biāo)準(zhǔn)；美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家Friedman J[4]37-40提出經(jīng)濟(jì)一體化演進(jìn)階段理論；20世紀(jì)60年代，經(jīng)濟(jì)學(xué)家?guī)齑哪澨岢龊饬可钯|(zhì)量的“庫茨涅茲曲線”，以這一理論為依據(jù)，90年代Grossman等通過計(jì)算分析，發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境狀態(tài)存在類似的此消彼長的關(guān)系，提出“環(huán)境庫茲涅茲曲線(EKC)”理論[5]353-377；此外Lewis[6]55-59、Henderson[7]156-169分別研究了經(jīng)濟(jì)一體化結(jié)構(gòu)對生態(tài)環(huán)境的影響。近年來我國學(xué)者也對此命題進(jìn)行了相關(guān)研究[8]134-140[9]3-17[10]1075-1096[11]13-16[12]34-39，揭示了經(jīng)濟(jì)一體化與生態(tài)環(huán)境演變的相互關(guān)系。

隨著“東北老工業(yè)基地振興”戰(zhàn)略的實(shí)施，東北三省經(jīng)濟(jì)一體化趨勢更加明顯，經(jīng)濟(jì)發(fā)展總體較快，但隨之也帶來一系列的生態(tài)環(huán)境問題。經(jīng)濟(jì)一體化和生態(tài)環(huán)境相互關(guān)系已經(jīng)成為研究東北地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心問題之一。趙儒煜、馬秀穎對于東北三省的經(jīng)濟(jì)一體化狀態(tài)進(jìn)行了研究，認(rèn)為長吉圖地區(qū)是整個(gè)東北地區(qū)相互鏈接、加強(qiáng)合作、推進(jìn)融合的關(guān)鍵鏈接部分[13]126-130；郭鳳城、邸煥雙圍繞東北經(jīng)濟(jì)一體化的目標(biāo)和原則、主要內(nèi)容、推進(jìn)方式等問題進(jìn)行探討東北地區(qū)的分工協(xié)作，以實(shí)現(xiàn)促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展[14]25-29；姚麗、谷國鋒采用定量方法對于吉林省區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化的生態(tài)環(huán)境響應(yīng)演變及其影響因素進(jìn)行了研究，尋求區(qū)域經(jīng)濟(jì)空間一體化對于生態(tài)環(huán)境影響增加的內(nèi)部因素[15]464-471?？傮w來說，學(xué)者們對東北地區(qū)經(jīng)濟(jì)一體化與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)等問題的研究取得了一定成果。但理論應(yīng)用和定量分析尚需進(jìn)一步探討，本文基于耦合協(xié)調(diào)度模型，研究東北三省一體化與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系及其時(shí)序演變，并結(jié)合ArcGIS等空間分析軟件，研究其空間分布差異。

二、研究方法介紹和模型構(gòu)建

利用熵值法分別對東北三省2003—2014年經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展和生態(tài)環(huán)境進(jìn)行綜合評價(jià)。從可持續(xù)發(fā)展觀的角度，構(gòu)建以區(qū)間聯(lián)系度、區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)、區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局和區(qū)間生產(chǎn)要素流動(dòng)為代表的4個(gè)評價(jià)層次，評價(jià)東北三省的經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展水平；構(gòu)建以資源能源消耗、環(huán)境污染、環(huán)境容量為代表的3個(gè)評價(jià)層次，評價(jià)東北三省的生態(tài)環(huán)境水平。構(gòu)造二者的協(xié)調(diào)發(fā)展度模型，從時(shí)空角度分析東北三省經(jīng)濟(jì)一體化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系。

(一)協(xié)調(diào)度模型構(gòu)建

借鑒物理學(xué)中的耦合概念，其計(jì)算公式如下：

(1)

(二)協(xié)調(diào)發(fā)展度模型

在耦合度的基礎(chǔ)上，構(gòu)造經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展度函數(shù)，以更全面地反映經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展水平的高低，其計(jì)算公式如下：

(2)

式中，D為協(xié)調(diào)發(fā)展度，CVK為耦合度；T為經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的綜合協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)，反映了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的整體協(xié)同效應(yīng)；w1和w2為權(quán)重，考慮到經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境同等重要，w1和w2取值都為0.5。

為反映東北三省經(jīng)濟(jì)一體化系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的動(dòng)態(tài)趨勢，引入生態(tài)環(huán)境—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的總體協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)趨勢指數(shù)，計(jì)算公式如下：

(3)

式中，Dt為第t年經(jīng)濟(jì)一體化系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展度，此公式表明，當(dāng)θt<1時(shí)，在t-1到t年的這段時(shí)間內(nèi)，經(jīng)濟(jì)一體化系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度指數(shù)越來越小，說明兩個(gè)系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)處于衰減趨勢。反之，亦然。

(三)經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度評價(jià)的指標(biāo)體系構(gòu)建

基于東北三省經(jīng)濟(jì)一體化與生態(tài)環(huán)境的耦合度以及協(xié)調(diào)度的計(jì)算公式，從經(jīng)濟(jì)一體化系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)兩方面選取評價(jià)指標(biāo)，如表1所示。

表1　東北三省經(jīng)濟(jì)一體化系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的綜合評價(jià)指標(biāo)體系

三、東北三省經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度的時(shí)序變化特征

基于以上評價(jià)指標(biāo)體系以及耦合協(xié)調(diào)度模型的計(jì)算，結(jié)果如表2。

從表2可以看出，2003—2014年東北三省經(jīng)濟(jì)一體化水平呈不斷上升的趨勢，由2003年的0.060上升到2014年的0.901，表明2003年以來東北三省經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程加快，除2005年略有小幅下降。地區(qū)經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程速度加快，說明2003年東北老工業(yè)基地振興戰(zhàn)略實(shí)施促進(jìn)了東北區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化的快速發(fā)展。從經(jīng)濟(jì)一體化系統(tǒng)的內(nèi)部分析，近10年來，區(qū)間聯(lián)系度(X1)和基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)(X2)得分上升速度較快，說明東北三省區(qū)域聯(lián)系加強(qiáng)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展迅速；而產(chǎn)業(yè)布局(X3)和生產(chǎn)要素流動(dòng)(X4)得分上升速度較慢，說明東北三省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)亟待調(diào)整，生產(chǎn)要素流動(dòng)發(fā)展緩慢。

從生態(tài)環(huán)境角度看，2003—2012年東北三省的生態(tài)環(huán)境水平呈現(xiàn)“上升—下降—上升—下降”循環(huán)趨勢，但總體還是呈現(xiàn)下降趨勢，得分?jǐn)?shù)值從2003年的0.660下降到2014年0.255，說明東北三省的生態(tài)環(huán)境水平向好的方向發(fā)展。從生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)部要素看，區(qū)域資源能源消耗指數(shù)(Y1)得分呈下降趨勢，環(huán)境污染指數(shù)(Y2)得分下降趨勢較明顯，而環(huán)境容量指數(shù)(Y3)得分呈逐年增長趨勢，說明東北三省的生態(tài)環(huán)境整體得到改善。

表2　2003—2012年東北三省經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的綜合評價(jià)結(jié)果

根據(jù)系統(tǒng)總體協(xié)調(diào)發(fā)展趨勢指數(shù)計(jì)算公式，結(jié)合東北三省近年來經(jīng)濟(jì)一體化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度得分值，得到2014年東北三省生態(tài)環(huán)境—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的總體協(xié)調(diào)發(fā)展趨勢指數(shù)：θ2014=1.085 5>1，說明從2003年到2014年這段時(shí)間，東北三省經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的總體協(xié)調(diào)發(fā)展水平處于增長趨勢。

四、經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度的空間差異

(一)空間差異的總體演變特征

根據(jù)東北三省36個(gè)城市2014年相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算得出36個(gè)城市經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度(見表3)。

從表3可以看出，36個(gè)城市的內(nèi)部耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)處于高水平且存在差異。大連的經(jīng)濟(jì)環(huán)境協(xié)調(diào)度最高，協(xié)調(diào)值為0.929，排在第二、三位的分別是盤錦和營口，協(xié)調(diào)值分別為0.927和0.916；協(xié)調(diào)度排在最后三位的城市分別是大興安嶺、綏化和黑河，協(xié)調(diào)值分別為0.717、0.700和0.693，這說明協(xié)調(diào)度較高的城市和較低的城市存在一定的差距。而按照耦合協(xié)調(diào)度的大小可將耦合協(xié)調(diào)狀況劃分為3大類：即失調(diào)衰退類[0.00，0.39]、過度類[0.40，0.59]、耦合協(xié)調(diào)類[0.60，1.00]。因此，東北三省36個(gè)城市均屬于生態(tài)環(huán)境—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度可接受區(qū)間(即耦合協(xié)調(diào)類)，說明東北三省的經(jīng)濟(jì)一體化系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)較好，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境初步實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展。

表3　東北三省36個(gè)城市經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度評價(jià)

(二)空間差異的集聚特征

運(yùn)用GeoDa軟件計(jì)算出東北三省36個(gè)城市的全局自相關(guān)值(Moran’s I)并檢驗(yàn)其顯著性，分析東北三省經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度的空間集聚特征。

1.全局空間自相關(guān)檢驗(yàn)

計(jì)算結(jié)果如表4所示，2014年東北三省經(jīng)濟(jì)一體化系統(tǒng)的評價(jià)值的Moran指數(shù)為0.352，Z統(tǒng)計(jì)值為8.93，明顯大于在Z統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)在顯著性水平為1%時(shí)的臨界值(2.58)，說明東北三省經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展水平空間集聚狀態(tài)明顯，區(qū)域總體經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展呈現(xiàn)不均衡狀態(tài)，即經(jīng)濟(jì)一體化較高水平的地區(qū)其周邊地區(qū)的水平較高，而較低水平地區(qū)周邊地區(qū)的水平較低。2014年東北三省生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的Moran指數(shù)值為0.118，Z統(tǒng)計(jì)量的值為1.12，沒有通過Z統(tǒng)計(jì)量1%的顯著性檢驗(yàn)，說明東北三省各城市的生態(tài)環(huán)境水平的空間分布是隨機(jī)的。2014年東北三省經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的Moran指數(shù)值為0.389，Z統(tǒng)計(jì)值為7.63，通過Z統(tǒng)計(jì)量1%的顯著性檢驗(yàn)。說明各城市間的耦合協(xié)調(diào)度分布不平衡，空間分布呈現(xiàn)集聚分布模式。

表4　2014年各指標(biāo)評價(jià)值的Moran’s I 值

2.Moran散點(diǎn)圖及LISA集聚圖

為了更好地顯示這種空間集聚特征，采用Moran指數(shù)散點(diǎn)圖和LISA集聚圖檢驗(yàn)空間集聚特征及其顯著性，分別如圖1和圖2所示。

通過分析圖1和圖2，得出以下結(jié)論：

從圖1(a)可以看出，2014年，東北三省36個(gè)城市經(jīng)濟(jì)一體化系統(tǒng)的空間集聚特征顯著。高-高類型區(qū)和低-低類型區(qū)的城市較多，說明東北三省經(jīng)濟(jì)一體化水平分布不均衡，存在較強(qiáng)的馬太效應(yīng)。

從圖1(b)可以看出，東北三省36個(gè)城市生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)存在集聚性，位于H-H和L-L類型區(qū)的城市較多，位于H-H類型區(qū)的城市大多位于吉林省和黑龍江省，而位于L-L類型區(qū)的城市大多位于遼寧省。

從圖1(c)可以看出，東北三省36個(gè)城市經(jīng)濟(jì)一體化系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度存在空間集聚性特征。從Moran指數(shù)散點(diǎn)圖可以看出，位于H-L和L-H類型區(qū)的城市數(shù)量較少，觀測值具有非典型性，通過對LISA集聚圖的統(tǒng)計(jì)分析得出，位于H-L和L-H類型區(qū)的城市的P值檢驗(yàn)均不顯著。

(a)經(jīng)濟(jì)一體化系統(tǒng)(b)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)(c)協(xié)調(diào)度

圖1東北三省經(jīng)濟(jì)一體化系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)及其協(xié)調(diào)度的Moran散點(diǎn)圖(2014年)

(a)經(jīng)濟(jì)一體化系統(tǒng)(b)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng) (c)協(xié)調(diào)度

圖2東北三省經(jīng)濟(jì)一體化系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)及其協(xié)調(diào)度的LISA集聚圖(2014年)

注：上圖中白色部分均表示具有非典型的地區(qū)。

五、結(jié)　論

本文通過耦合協(xié)調(diào)度模型對2003—2014年東北三省經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的時(shí)序特征進(jìn)行了實(shí)證分析。表明：東北三省經(jīng)濟(jì)一體化水平呈不斷上升的趨勢，生態(tài)環(huán)境水平呈現(xiàn)“上升—下降—上升—下降”的循環(huán)波動(dòng)趨勢，經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)之間的耦合度和協(xié)調(diào)度逐年上升。即近10年來東北三省經(jīng)濟(jì)一體化與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定和持續(xù)提高，其總體協(xié)調(diào)發(fā)展水平處于增長態(tài)勢。從空間角度看，東北三省36個(gè)城市經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)較好且存在地域差異。城市間耦合協(xié)調(diào)度分布不平衡，空間分布呈現(xiàn)集聚分布模式，遼寧省的耦合協(xié)調(diào)程度普遍高于吉林省和黑龍江省。這說明經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的高低是影響經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)程度的重要因素，耦合協(xié)調(diào)度的區(qū)域分布與該區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間存在很高的空間對應(yīng)關(guān)系。目前東北三省經(jīng)濟(jì)一體化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度差異較大，要改變此現(xiàn)狀，東北三省需要依據(jù)各自的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)程度，及時(shí)采取相應(yīng)的政策措施，進(jìn)行宏觀調(diào)控，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)一體化與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

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[責(zé)任編輯：秦衛(wèi)波]

Analysis on the Coupling and Coordinating Degree of Regional Economic Integration and Ecology-Environmental Stress in Three Northeastern Provinces

GU Guo-feng，ZHANG Yuan-yuan，YAO Li

(School of Geographical Sciences，Northeast Normal University，Changchun 130024)

In the case of regional economic integration and the ecological environment of space development of these two issues increasingly become a hot topic in the background， how to coordinate the relationship between the two comes to a country or region can achieve sustainable development，the coupling between the two develop a more coordinated is the core of sustainable development.Based on 17 indicators evaluation system consisting of two systems by entropy method and coupling coordination degree model， first from the timing perspective，from 2003 to 2014 the level of integration and economic environment to evaluate the level of the three northeastern provinces， the results show over the past decade the level of integration of the three northeastern provinces of the economy showed a rising trend， showing the level of ecological environment “up-down-up-down” cycle fluctuation trend，and the degree of coupling between the two coordinate growth and steadily improving ; from the point of view of space， the level of economic integration and ecological level in 2014 as well as the degree of coupling coordination northeast 36 cities of both analyzed results showed that the coupling between cities to coordinate distribution uneven spatial distribution cluster distribution pattern， showing the degree of coupling is generally higher than the coordination pattern of Liaoning Province， Jilin Province and Heilongjiang Province.

Economic Integration;Ecological Environmental Levels;Coupling Coordination Degree;Three Northeastern Provinces

2015-04-07

國家社科基金一般項(xiàng)目(16BJL032)；教育部人文社科項(xiàng)目(15YJA790018)。

谷國鋒(1966-)，男，吉林農(nóng)安人，東北師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師；張緩緩(1991-)，女，安徽阜陽人，東北師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院碩士研究生；姚麗(1986-)，女，河南商丘人，東北師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院博士研究生。

F127.3

A

1001-6201(2016)05-0117-06

[DOI]10.16164/j.cnki.22-1062/c.2016.05.021