东北三省经济一体化与生态环境的耦合协调度研究

谷国锋，张媛媛，姚　丽

(东北师范大学 地理科学学院，吉林 长春 130024)



东北三省经济一体化与生态环境的耦合协调度研究

谷国锋，张媛媛，姚丽

(东北师范大学 地理科学学院，吉林 长春 130024)

在经济一体化和生态环境可持续发展日益成为当下热点问题的背景下，如何协调二者关系反映一个国家或地区能否实现可持续发展。研究基于两系统17个指标构成的评价指标体系，通过熵值法和耦合协调度模型，分析了2003—2014年东北三省经济一体化系统与生态环境系统时序变化状态。结果显示，近10年来东北三省经济一体化水平呈不断上升的趋势，生态环境水平呈现“上升—下降—上升—下降”的循环波动趋势，而二者的耦合协调度逐渐稳步提高；从空间角度对东北三省36个城市2014年的经济一体化系统与生态环境系统以及二者的耦合协调度进行分析，结果表明，地区耦合协调状态分布不平衡，空间分布呈现集聚分布模式。

经济一体化；生态环境；耦合协调度；东北三省

一、引　言

经济一体化与生态环境问题是区域发展的两大问题，二者之间存在复杂的动态关系。近年来，许多学者对于经济一体化和生态环境系统进行了研究。Viner[1]45-56、Makower[2]33-49和Meader[3]23-34等提出经济一体化的判断标准；美国经济学家Friedman J[4]37-40提出经济一体化演进阶段理论；20世纪60年代，经济学家库茨涅兹提出衡量生活质量的“库茨涅兹曲线”，以这一理论为依据，90年代Grossman等通过计算分析，发现经济发展和环境状态存在类似的此消彼长的关系，提出“环境库兹涅兹曲线(EKC)”理论[5]353-377；此外Lewis[6]55-59、Henderson[7]156-169分别研究了经济一体化结构对生态环境的影响。近年来我国学者也对此命题进行了相关研究[8]134-140[9]3-17[10]1075-1096[11]13-16[12]34-39，揭示了经济一体化与生态环境演变的相互关系。

随着“东北老工业基地振兴”战略的实施，东北三省经济一体化趋势更加明显，经济发展总体较快，但随之也带来一系列的生态环境问题。经济一体化和生态环境相互关系已经成为研究东北地区经济发展的核心问题之一。赵儒煜、马秀颖对于东北三省的经济一体化状态进行了研究，认为长吉图地区是整个东北地区相互链接、加强合作、推进融合的关键链接部分[13]126-130；郭凤城、邸焕双围绕东北经济一体化的目标和原则、主要内容、推进方式等问题进行探讨东北地区的分工协作，以实现促进地区经济协调发展[14]25-29；姚丽、谷国锋采用定量方法对于吉林省区域经济一体化的生态环境响应演变及其影响因素进行了研究，寻求区域经济空间一体化对于生态环境影响增加的内部因素[15]464-471。总体来说，学者们对东北地区经济一体化与生态环境系统等问题的研究取得了一定成果。但理论应用和定量分析尚需进一步探讨，本文基于耦合协调度模型，研究东北三省一体化与生态环境系统的耦合协调关系及其时序演变，并结合ArcGIS等空间分析软件，研究其空间分布差异。

二、研究方法介绍和模型构建

利用熵值法分别对东北三省2003—2014年经济一体化发展和生态环境进行综合评价。从可持续发展观的角度，构建以区间联系度、区域基础设施网络、区域产业布局和区间生产要素流动为代表的4个评价层次，评价东北三省的经济一体化发展水平；构建以资源能源消耗、环境污染、环境容量为代表的3个评价层次，评价东北三省的生态环境水平。构造二者的协调发展度模型，从时空角度分析东北三省经济一体化与生态环境的协调发展关系。

(一)协调度模型构建

借鉴物理学中的耦合概念，其计算公式如下：

(1)

(二)协调发展度模型

在耦合度的基础上，构造经济一体化发展与生态环境协调发展度函数，以更全面地反映经济一体化发展与生态环境协调发展水平的高低，其计算公式如下：

(2)

式中，D为协调发展度，CVK为耦合度；T为经济发展与生态环境的综合协调发展指数，反映了经济发展与生态环境的整体协同效应；w1和w2为权重，考虑到经济发展与生态环境同等重要，w1和w2取值都为0.5。

为反映东北三省经济一体化系统与生态环境系统协调发展状态的动态趋势，引入生态环境—经济系统的总体协调发展状态趋势指数，计算公式如下：

(3)

式中，Dt为第t年经济一体化系统与生态环境系统的协调发展度，此公式表明，当θt<1时，在t-1到t年的这段时间内，经济一体化系统与生态环境系统的协调度指数越来越小，说明两个系统的耦合协调状态处于衰减趋势。反之，亦然。

(三)经济一体化发展与生态环境协调度评价的指标体系构建

基于东北三省经济一体化与生态环境的耦合度以及协调度的计算公式，从经济一体化系统和生态环境系统两方面选取评价指标，如表1所示。

表1　东北三省经济一体化系统与生态环境系统的综合评价指标体系

三、东北三省经济一体化发展与生态环境耦合协调度的时序变化特征

基于以上评价指标体系以及耦合协调度模型的计算，结果如表2。

从表2可以看出，2003—2014年东北三省经济一体化水平呈不断上升的趋势，由2003年的0.060上升到2014年的0.901，表明2003年以来东北三省经济一体化进程加快，除2005年略有小幅下降。地区经济一体化进程速度加快，说明2003年东北老工业基地振兴战略实施促进了东北区域经济一体化的快速发展。从经济一体化系统的内部分析，近10年来，区间联系度(X1)和基础设施网络(X2)得分上升速度较快，说明东北三省区域联系加强，基础设施建设发展迅速；而产业布局(X3)和生产要素流动(X4)得分上升速度较慢，说明东北三省产业结构亟待调整，生产要素流动发展缓慢。

从生态环境角度看，2003—2012年东北三省的生态环境水平呈现“上升—下降—上升—下降”循环趋势，但总体还是呈现下降趋势，得分数值从2003年的0.660下降到2014年0.255，说明东北三省的生态环境水平向好的方向发展。从生态环境系统内部要素看，区域资源能源消耗指数(Y1)得分呈下降趋势，环境污染指数(Y2)得分下降趋势较明显，而环境容量指数(Y3)得分呈逐年增长趋势，说明东北三省的生态环境整体得到改善。

表2　2003—2012年东北三省经济一体化发展与生态环境的综合评价结果

根据系统总体协调发展趋势指数计算公式，结合东北三省近年来经济一体化与生态环境耦合协调度得分值，得到2014年东北三省生态环境—经济系统的总体协调发展趋势指数：θ2014=1.085 5>1，说明从2003年到2014年这段时间，东北三省经济一体化发展与生态环境的总体协调发展水平处于增长趋势。

四、经济一体化发展与生态环境耦合协调度的空间差异

(一)空间差异的总体演变特征

根据东北三省36个城市2014年相关数据，计算得出36个城市经济一体化发展与生态环境系统的耦合协调度(见表3)。

从表3可以看出，36个城市的内部耦合协调状态处于高水平且存在差异。大连的经济环境协调度最高，协调值为0.929，排在第二、三位的分别是盘锦和营口，协调值分别为0.927和0.916；协调度排在最后三位的城市分别是大兴安岭、绥化和黑河，协调值分别为0.717、0.700和0.693，这说明协调度较高的城市和较低的城市存在一定的差距。而按照耦合协调度的大小可将耦合协调状况划分为3大类：即失调衰退类[0.00，0.39]、过度类[0.40，0.59]、耦合协调类[0.60，1.00]。因此，东北三省36个城市均属于生态环境—经济系统的协调度可接受区间(即耦合协调类)，说明东北三省的经济一体化系统和生态环境系统的耦合协调状态较好，经济和环境初步实现协调发展。

表3　东北三省36个城市经济一体化发展与生态环境耦合协调度评价

(二)空间差异的集聚特征

运用GeoDa软件计算出东北三省36个城市的全局自相关值(Moran’s I)并检验其显著性，分析东北三省经济一体化发展与生态环境耦合协调度的空间集聚特征。

1.全局空间自相关检验

计算结果如表4所示，2014年东北三省经济一体化系统的评价值的Moran指数为0.352，Z统计值为8.93，明显大于在Z统计量检验在显著性水平为1%时的临界值(2.58)，说明东北三省经济一体化发展水平空间集聚状态明显，区域总体经济一体化发展呈现不均衡状态，即经济一体化较高水平的地区其周边地区的水平较高，而较低水平地区周边地区的水平较低。2014年东北三省生态环境系统的Moran指数值为0.118，Z统计量的值为1.12，没有通过Z统计量1%的显著性检验，说明东北三省各城市的生态环境水平的空间分布是随机的。2014年东北三省经济—环境系统耦合协调度的Moran指数值为0.389，Z统计值为7.63，通过Z统计量1%的显著性检验。说明各城市间的耦合协调度分布不平衡，空间分布呈现集聚分布模式。

表4　2014年各指标评价值的Moran’s I 值

2.Moran散点图及LISA集聚图

为了更好地显示这种空间集聚特征，采用Moran指数散点图和LISA集聚图检验空间集聚特征及其显著性，分别如图1和图2所示。

通过分析图1和图2，得出以下结论：

从图1(a)可以看出，2014年，东北三省36个城市经济一体化系统的空间集聚特征显著。高-高类型区和低-低类型区的城市较多，说明东北三省经济一体化水平分布不均衡，存在较强的马太效应。

从图1(b)可以看出，东北三省36个城市生态环境系统存在集聚性，位于H-H和L-L类型区的城市较多，位于H-H类型区的城市大多位于吉林省和黑龙江省，而位于L-L类型区的城市大多位于辽宁省。

从图1(c)可以看出，东北三省36个城市经济一体化系统与生态环境系统的耦合协调度存在空间集聚性特征。从Moran指数散点图可以看出，位于H-L和L-H类型区的城市数量较少，观测值具有非典型性，通过对LISA集聚图的统计分析得出，位于H-L和L-H类型区的城市的P值检验均不显著。

(a)经济一体化系统(b)生态环境系统(c)协调度

图1东北三省经济一体化系统与生态环境系统及其协调度的Moran散点图(2014年)

(a)经济一体化系统(b)生态环境系统 (c)协调度

图2东北三省经济一体化系统与生态环境系统及其协调度的LISA集聚图(2014年)

注：上图中白色部分均表示具有非典型的地区。

五、结　论

本文通过耦合协调度模型对2003—2014年东北三省经济一体化发展与生态环境耦合协调发展的时序特征进行了实证分析。表明：东北三省经济一体化水平呈不断上升的趋势，生态环境水平呈现“上升—下降—上升—下降”的循环波动趋势，经济一体化发展与生态环境系统之间的耦合度和协调度逐年上升。即近10年来东北三省经济一体化与生态环境的可持续发展实现了稳定和持续提高，其总体协调发展水平处于增长态势。从空间角度看，东北三省36个城市经济一体化发展与生态环境的耦合协调较好且存在地域差异。城市间耦合协调度分布不平衡，空间分布呈现集聚分布模式，辽宁省的耦合协调程度普遍高于吉林省和黑龙江省。这说明经济发展水平的高低是影响经济—环境系统耦合协调程度的重要因素，耦合协调度的区域分布与该区域的经济发展水平之间存在很高的空间对应关系。目前东北三省经济一体化与生态环境耦合协调发展度差异较大，要改变此现状，东北三省需要依据各自的经济发展方式与生态环境耦合协调程度，及时采取相应的政策措施，进行宏观调控，以实现经济一体化与生态环境的可持续发展。

[1] Viner J. The customs union issue[Z].Carnegie Endowment for International Peace，New York，1950.

[2] MakowerH.A contribution towards a theory of Customs Union [J].Economic Journal，1953，63(249).

[3] Meade J E. The theory of customs unions[M].Amsterdam North Holland，1955.

[4] Friedamn J. Regional development Policy：a case study of Venezuela[M] Cambridge：MIT Press，1966.

[5] Grossman G.Krueger A. Economic Growth and the Environment [J].Quarterly Journal of Economics，1995，110(2).

[6] William Arthur Lewis.The Theory of Economic Growth [M]. Allen & Unwin，1955.

[7] V.Henderson，J.F. Thisse. Handbook of regional and urban economics: cities and geography[Z]. Elsevier，2004.

[8] 景楠，颜波.东北区域物流与经济的空间自相关和空间聚类分析[J]. 东北师大学报：哲学社会科学版，2015(1).

[9] SandraPONCET.中国市场正在走向“非一体化”？——中国国内和国际市场一体化程度的比较分析[J].世界经济文汇，2002(1).

[10] 徐现祥，李郇，王美今.区域一体化、经济增长与政治晋升[J].经济学(季刊)，2007(4).

[11] 史先诚.长三角地区经济一体化的经济增长效应[J].南京邮电大学学报：社会科学版，2009(2).

[12] 刘云中，刘泽云.中国区域经济一体化程度研究[J].财政研究，2011(5).

[13] 赵儒煜，马秀颖.东北地区经济一体化与长吉图开发开放先导战略[J].社会科学辑刊，2010(4).

[14] 郭凤城，邸焕双.加强分工协作与协调推进东北经济一体化[J].经济纵横，2005(7).

[15] 姚丽，谷国锋.吉林省区域经济空间一体化的生态环境响应演变及其影响因素[J].地理科学，2014(4).

[责任编辑：秦卫波]

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

国家社科基金一般项目(16BJL032)；教育部人文社科项目(15YJA790018)。

谷国锋(1966-)，男，吉林农安人，东北师范大学地理科学学院教授，博士生导师；张缓缓(1991-)，女，安徽阜阳人，东北师范大学地理科学学院硕士研究生；姚丽(1986-)，女，河南商丘人，东北师范大学地理科学学院博士研究生。

F127.3

A

1001-6201(2016)05-0117-06

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