国家重点生态功能区生态-经济-社会系统耦合协调的动态演化
——以新疆阿勒泰地区为例

罗万云,王福博,戎铭倩

1 新疆大学经济与管理学院, 乌鲁木齐 830046 2 西安交通大学经济与金融学院, 西安 710061 3 新疆创新管理研究中心, 乌鲁木齐 830046

国家重点生态功能区作为主体功能区中的“限制开发区”,承担着水源涵养、水土保持、防风固沙以及生物多样性等优质生态产品供给责任。国家重点生态功能区的建立在提高生态文明建设水平的同时,却带来了生态与经济社会系统的矛盾[1]：一方面,中央财政资金对于改善人民生活的作用有限;另一方面,作为限制开发区域,城镇化和工业化的发展需要服从主体功能目标而受到限制,这种结果并非是中央政府对国家重点生态功能区的未来期待。因此,甄别国家重点生态功能区的生态-经济-社会(Ecological-economic-social,EES)系统耦合协调发展的关键因子,深入揭示EES系统耦合协调水平与各系统间的互动关系,对解决生态与经济社会的矛盾,推动国家重点生态功能区生态文明建设具有重要意义。

19世纪末,英国学者霍华德率先提出了“田园城市”的构想[2],标志着人类开始认识到生态与环境-经济-资源系统的共轭体系。之后,著名学者Norgaard提出,耦合协调发展理论强调生态系统与经济社会系统的共同发展[3]。Grossman和Krueger发现,经济发展与生态环境之间存在互斥互竞的关系,即环境状况并不会随着经济增长而一直变坏,当经济增长到一定水平后,环境就会逐渐改善,俗称环境库兹涅茨曲线(ECK)[4]。后来,意大利学者Brown等从经济发展与生态资源相互作用关系进行实证研究,提出了可用于评估的生态技术、不可再生投资等指标[5]。Martínez等选择全球沿海地区为研究对象,对生态、经济、社会之间的耦合协调关系进行了实证研究[6]。后来,数据包络方法[7]和生态足迹法[8]等定量模型逐渐被应用在生态、经济和社会协调的研究之中。实践层面,联合国在“2015年发展议程”中提出“经济、社会与环境三个方面的17个目标和169个子目标”[9],旨在建立全球可持续发展目标(Sustainable Development Goals,SDGs)。

20世纪70年代以后,国内一些学者在国外成果的基础之上,开始了本地化探索。理论层面,著名学者马世俊和王如松率先提出“社会-经济-自然符合生态系统”理论,强调社会、经济、自然系统的整体性[10]。后来,吴传钧院士提出人地关系学说[11],进一步解释了三大系统的互动机理。相比理论层面的突破,实证研究也逐渐兴起,概括起来具有以下特点：第一,研究区域逐渐由国家或者省域的大尺度[12]向微观小尺度转换[13]。第二,方法层面逐渐由耦合协调评价模型[14]向多个方法交叉综合应用转换[15]。第三,静态耦合向动态耦合的互动切换[16]。已有成果为本研究构建EES系统指标评价体系以及耦合协调度评价模型的选择提供有益借鉴,但也存在有待完善之处。例如：如何将生态、经济、社会三大系统纳入到一个整体框架下进行实证,讨论耦合协调程度的动态演化趋势？此外,如何突破现有研究范围的经验缺失,选择承担着更多“生态功能”和“生产功能”的国家重点生态功能区,考察其EES系统耦合机理？

截止到2021年,国家重点生态功能区有25个,分布在中西部地区的有16个,占到国土总面积的30.1%[17]。相比沿海地区,西部地区的国家重点生态功能区不仅生态环境脆弱,而且经济发展和社会公共服务滞后。中国生态文明建设目标并非是浅尝辄止地追求生态保护,而是寄希望国家重点生态功能区建设能实现生态、经济、社会之间的平衡和充分发展。阿尔泰山地森林草原生态功能区作为西部地区最为重要的国家重点生态功能区之一,过去的几十年里人类行为造成的生态、经济、社会的矛盾引起了广泛关注。论文以此为研究对象,构建EES系统评价体系,运用耦合协调度模型、剪刀差方法、耦合度模型以及VAR模型对EES系统耦合协调水平以及动态演化趋势进行实证研究,为国家重点生态功能区出台更加有效的治理政策提供可靠的理论借鉴。

1 研究区域概况与数据来源

1.1 研究区概况

阿尔泰山地森林草原生态功能区位于新疆阿勒泰地区,区域行政主体为阿勒泰地区及兵团第十师(图1),包括阿勒泰市、布尔津县、富蕴县、福海县、哈巴河县、青河县、吉木乃县、北屯市(下面统称六县二市),东部与蒙古国接壤,西部、北部与哈萨克斯坦共和国、俄罗斯联邦共和国交界,总面积11.80万km2,占全疆面积的7.2%。2007—2019年阿勒泰地区总人口由64.51万人增加到65.95万人,GDP从99.28亿元增加到284.09亿元,农牧民人均纯收入由4157元增加到14392元,三次产业结构从21.98∶45.86∶32.16调整为16.7∶36.1∶47.2。阿勒泰地区大小河流50余条,是额尔齐斯河的发源地,境内森林、草地、冰川发育完整,2010年被明确划为国家重点生态功能区水源涵养型保护区。2014年国家林业局颁布的《阿尔泰山地森林草原生态功能区生态保护与建设规划(2014—2020年)》(以下简称“保护规划”)明确提出,增强额尔齐斯河和乌伦古河流域的水源涵养能力,建设西北干旱地区重要的生态文明示范区。

图1 研究区示意图Fig.1 Distribution of study area

1.2 数据来源

本研究数据主要来源于2008—2020年《阿勒泰地区统计年鉴》、《中国县域统计年鉴》、《新疆生产建设兵团第十师北屯市统计年鉴》、《新疆生产建设兵团统计年鉴》以及阿勒泰地区各县市统计公报等资料,缺失数据通过SPSS 20.0软件采用临近点均值法补齐。耕地面积、林地面积和草地面积通过ArcMap 10.8软件对2007—2019年土地利用数据计算得出,栅格分辨率为30m,数据来源为质量较好的Landsat影像(所有影像的轨道号均为141- 146/28- 32),该数据来自美国地质调查局(http：glovis.usgs.gov)。

正向指标：

(1)

负项指标：

(2)

式中,Hkij、hkij分别代表无量纲化前、后第k年第i个县市第j个指标数值。

2 EES系统评价体系与模型构建

2.1 EES系统结构及互动关系

国家重点生态功能区具有限制性色彩,生态与经济社会之间产生了较大冲突,使得生态保护与经济社会发展陷于两难境地[18]。可见EES系统的耦合协调发展是国家生态功能区实现人与自然和谐共生的关键[19]。国家重点生态功能区的生态系统作为经济系统和社会系统发展的基础,为经济系统和社会系统提供土地、能源等资源,分解吸收人类活动所产生的剩余物质和排放物(图2)。但是生态系统有限的承载能力,又会阻碍经济系统和社会系统的发展：一方面,随着经济系统的发展,经济系统对资源的需求将不断扩大,进而带来资源的过渡消耗与环境恶化;另一方面,社会系统中人类的某些社会活动,又会给生态环境带来负面影响。此外,良好的社会环境是经济系统高效可持续发展的前提,反过来,经济系统的高效可持续发展必然促进社会发展,改善民生,推动精神文明建设,进而促进社会系统对生态系统的修复与保护。综上,国家重点生态功能区EES系统的发展是相互交织、相互影响的复杂耦合过程,三系统相互制约,协同共生,如果单一方面追求某个系统的发展,将会导致其他系统的失衡。

图2 国家重点生态功能区生态-经济-社会系统结构与互动关系Fig.2 Structure and interaction of ecological-economic-social system in the national key ecological function areas

2.2 EES系统评价体系构建

2010年国务院正式下发《全国主体功能区规划》,按照不同国土空间的功能,分别划分为优先开发区、重点开发区、限制开发区与禁止开发区[20],后两类区域最大特征是经济发展相对落后,基本公共服务薄弱,保障基础较差,生态脆弱,但环境资源丰富。国家重点生态功能区属于限制开发区,与其他功能区相比较,如果不采取差别化和“倾斜”政策照顾,很容易出现两种极端,一是生态功能区为了获得短时间的经济增长与民生福祉的改善不惜破坏生态环境;二是经济水平以及公共服务维持在低水平的生态环境改善。前者会使得国家重点生态功能区走上“先污染、后治理”的不可持续道路,而后者会使得原本存在的不平衡、不充分的问题进一步加剧,这一结果并非是中央政府对生态文明建设的未来期待。

中央政府对国家重点生态功能区的定位并非是浅尝辄止的保护与发展[21],而是以维护和改善区域重要生态功能为目标,调整区域社会经济布局,进一步减少人类行为造成的负外部性,统筹人与自然和谐发展,将生态保护与地方社会经济发展、群众生活水平提高有机结合起来,实现重点生态功能区生态、经济社会的协调发展。本研究认为国家重点生态功能区EES系统的耦合协调发展更加侧重生态环境改善,在提高生态基础(森林、草地等生态要素好转)的同时,推动经济系统的结构优化(第三产业发展,生产效率、能源利用效率提高)、巩固民生与社会基础(就业、教育、医疗等方面的改善),推动经济高质量发展,进而减轻经济社会发展对生态系统造成的压力与胁迫,实现EES系统的协调发展。据此,本研究参考相关复合系统耦合协调的研究[15,22],选取3个宏观系统,6个一级指标,17个二级指标,构建符合国家重点生态功能区特征的EES系统评价体系(表1),运用熵权法计算出指标权重,能较为全面地反映EES系统的发展水平。

表1 生态-经济-社会系统评价体系Table 1 The evaluation system of ecological-economic-social system

2.3 研究方法

2.3.1耦合协调模型

为了更好地反映阿勒泰地区EES系统间相互作用、相互胁迫的动态演化进程。本研究采用耦合协调模型对阿勒泰地区EES系统的耦合协调水平进行定量评价。但是,在计算耦合度C值时,国内外学者所采用的方法存在较大差异,同时存在一定使用误区以及表述不当等问题。因此,本研究采用从晓男[23]纠正后的耦合度模型来计算EES系统的耦合度C值。具体步骤如下：

计算耦合度C值。

(2)

(3)

式中,U1、U2、U3分别表示同一县市、同一年份不同系统的综合发展水平;C为耦合度(0≤C≤1),C越大表示耦合度越高,系统间的关联越明显。

计算耦合协调度D值。

T=αU1+βU2+γU3

(4)

(5)

式中,D表示表示同一县市、同一年份的EES系统的耦合协调度,T为综合发展值,其中α=β=γ=1/3[24],并参照熊曦等[25]的划分标准,将阿勒泰地区EES系统的耦合协调度D值划分为极度失调、严重失调、中度失调等十个亚类,失调衰退区间、过渡调和区间以及协调发展区间三大区间(表2)。

表2 耦合协调类型划分表Table 2 Coupling coordination type partition table

2.3.2剪刀差方法

在耦合协调模型的基础上,本研究采用剪刀差进一步反映阿勒泰地区EES系统间的演化速率差异。剪刀差最初主要用来衡量工农产品的不等价交换,后来被用来反映两个系统之间演化速率的差异[26],通过分析系统之间的变化速率在二维平面上构成的投影轨迹的夹角θ,来判断和分析EES系统之间演化趋势的差异。生态系统、经济系统和社会系统的演化速率V(x)、V(y)和V(z)可通过其曲线的切线斜率F′(x)、F′(y)和F′(z)来表示：

(6)

两系统间变化速率的剪刀差值θ可按照式(7)、式(8)、式(9)计算：

(7)

(8)

(9)

式中,θ是系统之间在给定时刻的两切线夹角,θ越小,表明两系统间的变化趋势差异越小,反之,则越大。

2.3.3EES系统的耦合度模型

为了更好探究两系统之间的耦合关系,本研究采用耦合度模型进一步分析。耦合度模型是根据两系统各自的耦合元素产生相互影响的程度,来判定两者之间的协调关系及表现[15]。若把两系统作为一个整体考虑,假定这个系统只有F(x)与F(y)两个元素,按照贝塔兰菲的一般系统论[27],当系统内各元素协调时,整个系统也是协调发展的,整个系统的演化速度V可以看作是V(x)与V(y)的函数,所以有V=f(V(x),V(y))。同时系统之间的影响又具有周期性,所以可以用两维平面[V(x),V(y)]来描述V。即V(x)与V(y)的夹角β满足：tanβ=V(x)/V(y),即β=arctanV(x)/V(y),根据β的取值,可以判定整个系统的演化状态以及F(x)与F(y)协调发展的动态耦合程度。参照马亚亚等[15]的分类标准,将阿勒泰地区EES系统耦合度水平划分为低级协调共生阶段、初级协调发展阶段、和谐发展阶段等六大发展阶段,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四大区域(表3)。

表3 生态-经济-社会系统耦合度类型划分Table 3 Classification of coupling degree of ecological-economic-social system

2.3.4向量自回归(VAR)模型

VAR模型被国内外学者[28]广泛用于时间序列分析,主要用于研究无约束下联合内生变量之间的交互影响。本研究采用VAR模型对各系统与耦合协调度的互动效应和贡献程度进行分析,模型如下：

Yt=C+Φ1Yt-1+Φ2Yt-2+…+ΦpYt-p+εt

(9)

式中,Yt表示n×1维的向量时间序列,C表示n×1维的常数向量,Φi(i=1,2,…,p)表示n×n维的自回归系数矩阵,n表示时间序列变量个数,t表示年份,p表示VAR模型阶数,εt代表n×1维的向量白噪声。

3 结果与分析

3.1 EES系统耦合协调水平的时间演进分析

3.1.1EES系统耦合协调水平

2007—2019年,阿勒泰地区整体耦合协调水平呈现上升趋势,由2007年的中度失调(0.271)逐渐调整到轻度失调状态(0.371),而中度失调的持续时间为2007—2010年,2011年整体耦合协调水平进入轻度失调状态,一直持续到2019年。

从各县市的耦合协调类型来看(表4),EES系统耦合协调水平并没有呈现出与整体趋势一致的态势,其中阿勒泰市由轻度失调(0.362)逐渐上升为濒临失调(0.453),布尔津县由轻度失调(0.308)逐渐上升为濒临失调(0.426)。富蕴县由中度失调(0.284)逐渐上升到轻度失调(0.364),但是初期的耦合协调水平存在较大波动性,2010年后其维持在轻度失调状态。福海县的耦合协调水平并未发生较大幅度变化,但是从具体得分数值来看,从2007年的0.229上升到2019年的0.299。哈巴河县初期表现(2007—2008年)为波动上升,但是到2009年之后处于轻度失调状态,并且哈巴河县(2008年)进入轻度失调的时间明显早于整体水平(2010年)。值得注意的是,青河县、吉木乃县、北屯市虽从中度失调进入到轻度失调状态,但是进入时间均依次滞后于整体水平。

表4 2007—2019年阿勒泰地区各县市生态-经济-社会系统耦合协调度Table 4 Coupling coordination degree of ecological-economic-social system in counties and cities of Altay region from 2007 to 2019

3.1.2EES系统综合发展水平

2007—2019年生态系统综合发展水平呈现略微下降趋势(图3),由2007年的最高点(0.115)下降到2019年的最低点(0.093),略微下降这一趋势可能的原因是：阿勒泰地区是以牺牲生态环境质量为代价来推动经济和社会的发展。

图3 2007—2019年阿勒泰地区生态-经济-社会系统发展水平Fig.3 The level of ecological-economic-social system development in Altay region from 2007 to 2019

经济系统和社会系统整体呈现出稳步上升趋势。2007—2019年经济系统综合发展水平大体上呈“增长-波动下滑-回升”的发展趋势,经济系统由2007年的0.057持续上升到2017年的0.156,在2018年呈现略微下降之后在2019年达到峰值(0.170),拉动其达到顶峰的是人均社会消费品零售总额,其权重最高达12.49%,其次是地区GDP(7.75%)和人均固定资产投资(7.38%),这在一定程度上显示出,自2007年以来阿勒泰地区人民消费水平显著提高,消费与需求的增加正逐渐推动阿勒泰地区经济系统稳步发展,而2018年经济系统略微下降主要是由结构优化准则层中人均固定资产投资水平的下降所致。

社会系统总体上呈现持续上升的发展趋势,由2007年的0.077上升到2019的0.205,年均增长率为8.87%,社会系统的持续增长主要源于公共基础和民生改善准则层,人均财政支出(年均增长率为25.77%)和农牧民人均纯收入(年均增长率为20.40%)是促进社会系统增长的核心因子。此外,每100人拥有床位数量(年均增长率为7.93%)也是社会系统持续上升过程中的重要驱动因子。

2007—2019年生态系统与经济系统、社会系统的发展水平呈现较为明显的“X”型变动趋势,经济系统与社会系统呈现持续上升趋势,而生态系统一直处于低水平且呈现略微下降趋势。2007—2011年,生态系统水平高于其他两个系统,而社会系统与经济系统在2012年超过生态系统后呈现持续上升趋势。

3.2 EES系统间演化速率的剪刀差及耦合度分析

3.2.1EES系统间演化速率的剪刀差

为了进一步探究各系统演化速率的差异,本研究采用剪刀差方法对EES系统相互之间的演化过程进行分析(图4)。生态系统与经济系统演化速率的剪刀差在2008—2013年呈现稳步上升趋势,但到2013后呈现波动下降趋势,并在2019年呈现快速上升趋势。经济系统与社会系统演化速率的剪刀差呈现出先平缓上升后倒“U”的趋势,于2017年以后呈现快速下降趋势。生态系统与社会系统演化速率的剪刀差呈现出左低右高的“M”型波动趋势。EES系统相互之间的演化过程大体可以分为3个阶段,即2007—2013年的波动上升、2013—2014年的快速下降、2014—2019年的剧烈波动。经济系统与社会系统、生态系统与社会系统演化速率的剪刀差在2014年以后突然增大,并出现剧烈波动,而生态系统与经济系统演化速率的剪刀差趋于稳定态势。从波动趋势来看,2014年后经济系统与社会系统经历了较大幅度的调整,并且这一剧烈变化逐渐影响了生态系统,而生态系统演化递减趋势在2015年以后的逐渐上升则进一步印证了这一结论。

图4 2008—2019年阿勒泰地区生态-经济-社会系统演化速率的剪刀差变化趋势Fig.4 The changing trend of scissors difference in the evolution rate of ecological-economic-social system in Altay region from 2008 to 2019

3.2.2EES系统耦合度分析

2008—2015年,经济系统与社会系统的耦合角度在共同发展阶段(45°<β≤90°)波动,即经济系统的演化速率逐渐加快,经济系统与社会系统开始相互影响,社会系统对经济系统发展的约束与限制矛盾开始显露,但尚不突出(图5)。在2016—2018年间出现了短期调整,经济系统与社会系统耦合角度由Ⅱ区域向Ⅰ区域过渡,耦合度水平从共同发展阶段下降到低级协调共生阶段(-90°<β≤0°),说明社会系统的演化速率逐渐加快,进而超越经济系统,社会系统对经济系统发展的约束与限制的矛盾得到缓和。2017年以后经济系统与社会系统的耦合角度出现先快速下降又快速上升的大幅度波动,在2018年到达谷底,这可能是经济系统的剧烈波动所致。从具体指标来看,2018年阿勒泰地区固定资产投资呈现快速下滑趋势,全年完成投资90.17亿元,比上年下降39.6%,从产业分类来看,第一产业下降39.6%和第三产业下降46.5%,阿勒泰地区的固定资产投资不足与新疆整体发展水平具有较高一致性,同年新疆固定资产投资下降25.2%,第一产业下降42.1%、第三产业下降32.6%,经济系统对社会系统发展的约束与限制矛盾逐渐减弱。

图5 2008—2019年阿勒泰地区生态-经济-社会系统耦合度演化趋势Fig.5 The evolution trend of coupling degree of ecological-economic-social system in Altay region from 2008 to 2019

2008—2017年,生态系统与经济系统的耦合度处于低级协调共生阶段(角度范围值为-90°<β≤0°),说明生态系统发展缓慢,且基本不受经济系统的限制和约束,经济系统发展对生态系统的影响也几乎为零。直到2018年,生态系统与经济系统的耦合度由Ⅰ区域上升到Ⅱ区域,角度范围值相应调整到45°<β≤90°(共同发展阶段),说明生态系统的演化速率逐渐加快,生态系统与经济系统开始相互影响,经济系统对生态系统发展的约束与限制矛盾开始显露,但尚不突出。2019年,生态系统与经济系统的耦合度再次回到低级共生阶段,经济系统对生态系统发展的约束与限制有所减弱。而生态系统与社会系统的耦合度一直处于低级协调共生阶段,说明生态系统发展缓慢,且基本不受社会系统的限制和约束,社会发展对生态系统的影响也几乎为零。

从EES系统耦合度整体演变趋势来看,生态系统与经济系统的耦合度趋于稳定(一直处于低级协调共生阶段),经济系统与社会系统的耦合度以及生态系统与社会系统的耦合度,呈现先稳定后大幅波动的趋势。而这一现象可能与2014年颁布的“保护规划”有较为紧密的联系,2014年后,阿勒泰地区开始加大生态环境的保护力度,促使经济系统与社会系统进行调整,而生态系统与经济系统、经济系统与社会系统耦合度的此消彼长的关系也进一步说明EES系统的耦合度呈向好趋势,复合系统呈现出由无序到有序的初始过渡。

3.3 EES系统耦合协调的脉冲响应分析

3.3.1构建脉冲效应函数

首先,在进行检验之前,先对时间序列数据取对数,来消除异方差的影响。再对模型中各时间序列数据进行单位根检验,并对非平稳的时间序列进行差分处理,进而保证数据的平稳性(表5)。其次,确定最优滞后阶数(1阶)以及格兰杰因果检验(在10%的显著性水平下,具有因果关系)。再次,对模型进行稳定性检验(经检验模型是稳定的)。最后,构建耦合协调度D值对生态系统、经济系统以及社会系统的脉冲响应函数(图6)。

表5 平稳性检验Table 5 Stationarity test

3.3.2脉冲响应分析

脉冲响应函数可以对相关变量的动态关系进行分析,运用脉冲响应函数判断出EES系统的耦合协调度对三系统冲击的动态响应过程(图6)。EES系统的耦合协调度对经济系统的响应呈现“上升-略微下降-略微上升”的波动趋势,前3期逐渐加强,第4期以后逐渐减弱,呈现略微下降趋势,到第8期,响应开始略微增强。EES系统的耦合协调度对社会系统的响应在第2期达到最低值(-0.002),此后一直处于持续上升趋势,呈现“下降-上升”的 “U”型趋势。而对生态系统的响应同样在第2期达到极值(0.008),此后,正向响应转向负向响应,一直持续到第15期(-0.133)。整体来看,EES系统耦合协调度在第3期之前主要受经济系统、生态系统的影响较为显著,而第3期后对社会系统响应力度逐渐增强,并且在第7期超越经济系统。从长期来看,EES系统耦合协调度对经济系统与社会系统的响应具有相似趋势,而对生态系统则具有显著相反的趋势。

图6 耦合协调度对生态、经济和社会系统的脉冲响应 Fig.6 Impulse response of coupling coordination degree to ecological, economic and social systems

为进一步明晰阿勒泰地区各系统发展水平对EES系统耦合协调度的贡献程度,本研究在脉冲响应函数的基础上对EES系统耦合协调度进行方差分解(图7)。第1期三系统对阿勒泰地区EES系统耦合协调度的贡献度存在显著差异,社会系统的贡献度高达67%,其次是经济系统贡献度为26%,生态系统贡献仅为6%。初期(第1期到第3期),经济系统对EES系统耦合协调度的贡献程度快速提高,达到63%,此后贡献程度处于持续缓慢下降的过程,直至第15期(10%),整体呈现先升后降的趋势。生态系统对EES系统耦合协调度的贡献度由第1期的6%持续上升到第2期的14%,到第3期之后趋于快速上升趋势,在第6期生态系统的贡献度明显超越了经济系统,可以得出生态系统的贡献度明显强于经济系统。而社会系统的贡献度在第1—4期呈现缓慢下降趋势,自第4期以后,社会系统的贡献度稳步上升,在第11期超过经济系统。整体来看,各系统对阿勒泰地区EES系统耦合协调度的贡献度存在明显的前后阶段差异,初期的主要是社会系统与经济系统驱动,到了后期逐渐向生态系统过渡。

图7 耦合协调度D值的方差分解Fig.7 Variance decomposition of coupling coordination D value

4 讨论与结论

4.1 讨论

首先,本研究通过对2007—2019年EES系统耦合协调的动态演化趋势进行分析,发现阿勒泰地区EES系统耦合协调水平整体呈现上升趋势,由2007年的中度失调(0.256)逐渐过渡到轻度失调状态(0.371),这一结论与徐洁等[29]得出国家生态功能区的生态系统质量在2000—2010年有所提升的客观生态事实相符合。但是,在整体耦合协调水平提升的背景下,国家重点生态功能区还存在内部发展不均衡问题,例如：从EES系统内部趋势变动来看,生态系统与经济系统、社会系统呈现“X”型演化趋势,生态系统在2007—2019年间变化幅度有限,而经济系统与社会系统发展水平得到了快速提升,两个系统在2012年超过生态系统,可能是过度强调人类主体在经济-社会系统的中心地位所致;阿勒泰地区在“经济建设为中心”政策推动下,通过生产、交换、分配与消费等经济环节,实现了由资源到产品的价值转换,尤其是在“十三五”期间阿勒泰地区凭借资源优势大力推进“新型工业化”,有色金属、水电等资源性产业得到快速发展。

其次,从EES系统间演化速率的剪刀差以及耦合度来看,阿勒泰地区在2014年以后经济系统与社会系统经历了较大浮度的调整,并且这一剧烈变化逐渐影响了生态系统,例如：2015年后EES系统间演化速率的剪刀差与耦合度出现较大波动,尤其是生态系统与经济系统的耦合度从低级协调共生阶段向共同发展阶段过渡。这一结论的原因可能是：2014年国家林业局颁布《阿尔泰山地森林草原生态功能区生态保护与建设规划(2014—2020年)》,中央政府实施生态工程、完善公共服务体系等措施取得了较大成效,符合李玥等[30]认为生态修复工程与EES系统具有紧密协同性的观点。此外,本研究初步判断生态修复工程的外部干预也会显著影响EES系统的内部结构调整,尤其生态系统与经济系统、经济系统与社会系统产生的反馈较为明显,但这一结论还需要结合具体的生态保护工程建设加以考察和验证。

再次,本研究运用脉冲响应函数及方差分解判断出三系统对阿勒泰地区耦合协调水平的贡献具有明显的前后阶段差异,初期主要依靠社会系统与经济系统驱动,后期逐渐向生态系统过渡,这一结论也符合著名学者叶俊[31]提出的系统状态是由于涨落运动或随机扰动在不停演变的这一观点。然而,国家重点生态功能区与其他功能区具有显著区别,即政策设计之初的本意是以提高生态环境质量,弱化经济增长为前提,同时强调公共服务水平改善[32],通过干预物质交换、能量和信息流动,实现EES系统处于更高水平的耦合协调,由此进入一种良性循环过程。如图7,三系统对耦合协调水平的贡献并没有呈现“协同性”,这也进一步印证了Li等[33]认为阿勒泰地区存在的“功能协同”障碍的观点,而国家重点生态功能区要想获得高水平的系统稳定状态,除了需要坚持樊影等[34]强调的山水林田湖生态系统各要素耦合协调以外,还需要在经济层面构建一个行之有效的约束与激励补偿机制,实现三系统间的功能协同,一方面实现生态环境改善达到新高度,另一方面还需要注重经济激励与公共服务投入,扭转地方政府长期在生态保护中形成的机会主义,避免国家重点生态功能区陷入“生态保护与经济发展”的两难困境。

最后,本研究重点在于关注国家重点生态功能区EES系统耦合协调水平以及动态演化趋势,而中央政府对国家重点生态功能区的未来期待不仅仅局限在提供生态产品,还试图运用多种组合政策达到区域发展以及减贫的目标。因此,以后的研究还需要进一步考虑构建基于服务与福祉的复合系统评价体系,考察长周期下不同空间尺度的动态演化特征,深入揭示耦合过程与传导机制,为国家重点生态功能区可持续发展提供可靠的理论支撑。

4.2 结论

本研究构建国家重点生态功能区EES系统评价体系,运用耦合协调模型、剪刀差方法、耦合度模型以及VAR模型对2007—2019年阿勒泰地区EES系统耦合协调水平的动态演化趋势进行分析。结果表明：

(1)2007—2019年阿勒泰地区整体耦合协调水平呈现上升趋势,2011年阿勒泰地区EES耦合协调水平整体进入轻度失调状态,并一直持续到2019年。

(2)2007—2019年阿勒泰地区经济系统与社会系统发展水平呈持续上升趋势,而生态系统则呈现下降趋势,生态系统与经济系统、社会系统的发展水平呈现出较为明显的“X”型变动趋势。

(3)EES系统相互之间的演化过程可以分为3个阶段,即2007—2013年的波动上升、2013—2014年的快速下降、2014—2019年的大幅波动。从EES系统耦合度的演变趋势来看,生态系统与社会系统的耦合度一直处于低级协调共生阶段,经济系统与社会系统的耦合度以及生态系统与经济系统的耦合度,呈现先稳定后大幅波动的趋势。

(4)2007—2019年阿勒泰地区各系统对EES系统耦合协调度的贡献具有显著的阶段性差异,初期主要由社会系统、经济系统驱动,后期生态系统的贡献度不断增强。