皖北地区社会经济与资源环境协调发展研究

卞士语 张闯旺 张 勇

（宿州学院环境与测绘工程学院，安徽 宿州 234000）

0 引言

目前，我国经济发展由高速增长阶段转向高质量发展阶段，实现经济高质量发展需要不同子系统之间的相互协调，这是未来我国实现可持续发展的重要保障。目前专家学者对两者相互协调的指标权重计算［1］、耦合协调模型［2-3］等做了大量的研究，研究区域范围和研究内容侧重点等各有差异，如熊永柱等提出了综合协调度评价模型，对可持续发展综合协调度进行评价［4］；李琪琛等从生态承载力方面切入，分析了经济和生态环境之间的协调发展状况［5］。

皖北地区属于安徽省北部区域，包含六个地级市，社会经济与安徽省南部区域相比较还有较大的提升空间，为解决皖北发展问题，本研究通过建立耦合度协调模型，分析不同子系统之间的关系来探讨城市社会经济发展状况，了解城市资源环境的变化规律。收集皖北地区2009—2019年的各项指标数据，采用全局熵值法并建立耦合度协调模型对环境、经济、资源三个子系统进行分析研究，完成对数据的处理分析，总结数据的分析结果和变化趋势，获得皖北地区社会经济与资源环境的发展历程及各子系统的发展趋势。对皖北地区不同子系统之间的分析研究，获得子系统之间相互关系特征，对皖北地区经济发展具有一定的参考价值，有助于实现可持续发展，完成经济结构模式的转变。

1 研究方法

1.1 指标选取

在选择评价指标时，既要坚持科学性、全面性、代表性等原则［6］，又要充分结合皖北地区的社会经济发展和资源环境的自身情况，指标体系分为目标层、准则层和指标层，其中经济子系统包含11项指标，环境子系统包含8项指标，资源子系统包含7项指标，具体见表1。

表1 皖北地区社会经济、资源、环境发展评价体系

1.2 数据收集

采用的数据均通过《安徽省统计年鉴》《蚌埠市统计年鉴》等城市统计年鉴查阅获得。因统计数据库更新升级等原因，有部分数据缺失，针对缺失数据，采用SPSS软件的回归估计法进行填补。

1.3 数据的标准化

正向指标是代表向上或向前发展、增长的指标，这些指标值越大评价就越好；负向指标则是越小越好。为了统计比较结果，需要将数据进行标准化处理，选择极差标准化法，计算公式如式（1）、式（2）。

正向指标：

负向指标：

式中：Xij为第j组数据中的第i个数值；Xj为第j组数据；minXj为第j组数据中的最小值；maxX j为第j组数据中的最大值。

1.4 全局熵权法计算权重

传统的熵值法分析数据多用于二维数据的权重计算，本研究的数据具有多个年份和城市，选用传统熵值法计算困难，得出的结果也有一定的误差，因此选用全局熵值法，可以计算不同地区多个年份内多个指标的权重［7］。计算过程如下。

①对于n个地区的p项指标，收集数据后可以得到T年的截面数据，将这T年的T张截面数据根据时间序列由小到大的顺序排列，得到n T×p的全局评价矩阵，记作式（3）。

②对于全局评价矩阵X中数据进行标准化处理如式（4）。

③计算第j个指标下第i个地区在该指标下所占的比重，如式（5）。

④计算第j个指标的信息熵值，如式（6）。

其中k的计算公式为式（7）。

⑤计算第j个指标的差异系数，如式（8）。

⑥计算各指标的权重，如式（9）。

1.5 耦合协调度模型

耦合是指两个或两个以上的系统之间通过不同的作用方式联系在一起，可以称为关联性［8-9］。耦合度是系统与系统之间的相互作用程度，耦合强度分级标准见表2。耦合协调度可以表现系统之间关联性的强弱，具体可以体现出系统之间是高水平促进还是低水平抑制，具体分级标准见表3。其中各子系统的计算公式如式（10）。

表2 耦合作用强度分级标准及作用阶段

表3 耦合协调度分级标准及系统所处状态

式中：u i为系统贡献程度；wij为系统的各指标权重。

当为双系统时，耦合度计算公式如式（11）。

当为三系统时，耦合度计算公式如式（12）。

耦合协调度计算公式如式（13）、式（14）。

当计算三个系统的耦合协调度时，公式如（15）。

式中：D为耦合协调度；T为综合协调指数。将两个系统视为同样重要，则。当需要计算三个系统时，则。

2 结果与分析

2.1 经济子系统分析

经济子系统的发展大体上是一个稳步增长的过程，但在这个过程中仍有波动存在。六个地级市的经济子系统在2009—2019年间均有不同幅度的增长，蚌埠市、宿州市、阜阳市、亳州市、淮南市和淮北市2019年的经济子系统相比2009年的增长率分别为356.60%、712.03%、612.06%、597.40%、149.37%和320.32%。

由增长率可知，宿州市、阜阳市和亳州市在这一时期发展迅速，实现了经济的快速发展。宿州市在2013—2019年开展多次招商引资工作，同时实施“县域经济振兴发展十大工程”“3111工程”和鼓励战略性新型产业等多种项目，不断地改善产业结构和生产模式，推动经济的增长。阜阳市在“十三五”期间大力开展多项政策来实现经济的飞跃，房地产产业发展迅速，工业稳步增长，跻身于全省前列。与此同时，坚持对外开放的原则，直至2019年，进出口超千万美元的企业有40家。亳州市自古有“药都”之称，基于城市的特色，大力发展制药产业，建设中药产业园；鼓励民营企业发展，经济取得了巨大的突破。

2.2 资源子系统分析

资源子系统的总体发展趋势是上升的，但存在一定的波动。从总体上看，资源子系统相比经济子系统增长幅度缓慢，是一个“下降—上升—下降”的过程。蚌埠市、宿州市、阜阳市、亳州市、淮南市和淮北市的增长率分别为164.90%、390.63%、311.41%、31.237%、159.07%和60.80%。皖北地区属于平原地势，淮南市、淮北市和宿州市拥有煤矿资源，但煤矿资源产量并不丰富，产业结构单一。皖北以农业为主，农业产值的占比大，并属于泄洪区的一部分。每年夏季雨水增多，对皖北农业生产造成了重大的影响。以上各种因素推动了各市提出产业改革，如宿州市提出的“三变”改革、农业生产改革等。

2.3 环境子系统分析

环境子系统发展速度缓慢，尤其在2014—2016年这种现象更为显著。在这一阶段，皖北地区环境子系统发展速率放缓，相对上一年降低。与此同时，经济子系统的发展稳步上涨，由此可见，这一时期的经济子系统与环境子系统出现了负相关的联系。2016年之后，各市倡导改革产业结构，推动产业创新的一系列政策，环境子系统与经济子系统均稳步上涨。工业生产势必对环境产生一定的影响，如阜阳市在“十五”时期，始终坚持“经济是中心、工业是重点”的发展理念，不断地提升工业化水平，阜阳市在2009—2019年，环境子系统下降了17.20%。除阜阳市外，其他城市环境子系统发展虽有所增长，但发展速度缓慢，增长率相比资源子系统和经济子系统不甚明显。

2.4 经济-资源子系统关联分析

对皖北地区进行耦合协调度计算，结果见图1、图2和图3。从图中可知，经济-资源系统耦合度的值均为0.880~0.999，均属于高水平耦合作用阶段，说明经济子系统与资源子系统关联性较高。而经济-资源子系统耦合作用存在波动，在2001—2019年，各市均有多次增长和下降。宿州市在2009—2011年，耦合度下降了0.07，在此期间经济子系统发展迅速，资源子系统发展缓慢，经济的发展对资源的需求较小。亳州市在2009—2010年，资源子系统和经济子系统的发展协调增长，耦合度增长了0.097，两系统之间的相互作用关系增强。淮南市在2014—2018年，经历了“下降—上升—下降—上升”的过程，淮南市的经济子系统和资源子系统在此时期内波动较大，资源子系统的发展高于经济子系统，使得两系统的相互作用受到影响，存在波动。而其他城市，经济子系统和资源子系统发展相对一致，经济-资源系统耦合度变化幅度小，总体上趋于稳定。经济-资源系统耦合协调度保持稳定增长，皖北地区均由低水平耦合协调，发展为中水平耦合协调或较高水平耦合协调，由此体现经济子系统与资源子系统之间的相互作用与影响持续上升。

2.5 资源-环境子系统关联分析

从图1、图2和图3可知，资源-环境子系统耦合度平稳增长。除宿州市外，其他城市皆处于高水平耦合作用阶段，宿州市由磨合阶段发展为高水平耦合作用阶段。皖北各城市的增长曲线趋同，变化幅度较小。2009—2010年，资源-环境增减变化显著，而在2012—2018年间，是一条近乎平行于坐标轴的线段，说明此阶段资源子系统和环境子系统相互作用始终保持一致。资源-环境子系统耦合协调度变化曲折，2011年，宿州市耦合协调度下降明显，由中水平耦合协调下降为低水平耦合协调，此阶段，环境与资源子系统的相互作用关系减弱。

2.6 经济—环境子系统关联分析

由图1、图2和图3可知，在2009—2019年，皖北地区经济-环境子系统均属于高水平耦合作用阶段。宿州市的经济-环境系统变化幅度较大，在2009—2012年，经济子系统和环境子系统发展波动幅度大，系统的相互影响在此期间也发生了改变，主要体现为“上升—下降—上升”的过程，耦合协调度也由0.38降为0.27，从中水平耦合协调降为低水平耦合协调；2012年之后，宿州市与其他城市趋于一致，平稳增长。

2.7 经济-环境-资源子系统分析

由图1、图2和图3可知，蚌埠市在2009—2019年，经济-环境-资源子系统耦合度呈现为“缓慢下降—快速上升—缓慢上升—快速下降—快速上升—缓慢下降—快速下降”。蚌埠市经济子系统、环境子系统和资源子系统发展不均衡，差异显著。2014年，资源子系统和经济子系统发展远高于环境子系统，经济-环境-资源子系统耦合度值为0.73，属于磨合阶段，耦合协调度为0.36，为中水平耦合协调；2019年，环境子系统发展相对2018年显著下降，而资源和经济子系统显著增长，耦合度值为0.48，属于拮抗阶段，经济和资源子系统的发展与环境子系统的发展存在负相关，说明资源和经济子系统的发展依托于环境。2011年，宿州市经济-环境-资源子系统耦合度有所下降，此时期，与蚌埠市类似，资源与经济子系统迅速发展，环境子系统急剧下降，资源与经济子系统的发展以消耗环境为代价。

图1 2009年皖北地区耦合协调度指标

图2 2014年皖北地区耦合协调度指标

图3 2019年皖北地区耦合协调度指标

2.8 皖北地区社会经济与资源环境耦合协调度空间分析

通过ArcGIS软件并根据六个地级市数据划分耦合协调度，具体结果见图4。从图4中可知，2009年除亳州市和淮南市为中水平耦合协调区域外，其他四个市均为低水平耦合协调区域；2014年六个地级市均为中水平耦合协调区域；2019年除蚌埠市外都为高水平耦合协调区域。

图4 2009—2019年皖北地区耦合协调度空间分布（该图基于自然资源部标准地图服务网站下载的审图号：GS（2019）1822号的标准地图制作，底图无修改。）

2009年，皖北地区社会经济与资源环境的耦合协调度主要为低水平和中水平耦合协调。亳州市和淮南市为中水平耦合协调区域，分布在中心地区；其余四个市为低水平耦合区域分布在周围。2009年耦合协调度呈现中间高、外围低的分布特征。2014年，除亳州市和淮南市水平不变外，其余四个市均上升为中水平耦合协调区域。皖北地区耦合协调度呈现相同水平，分布均匀。2019年，皖北地区社会经济与资源环境耦合协调度有大幅度提升。除蚌埠市外，另外五个地级市均处于高水平耦合协调区域。皖北地区耦合协调度分布特征以亳州为中心集中分布。

3 结论

本研究运用耦合协调度理论，对皖北地区2009—2019年社会经济与资源环境协调度进行空间特异特征的分析，主要得出以下结论。

①2009—2019年，皖北地区经济和资源子系统均有增长，经济子系统相对其他子系统增长更为显著。除阜阳市外，环境子系统均有增长，但增长缓慢，是所有子系统中增长幅度最小的。

②2009—2019年，环境子系统变化波动大，受经济、资源子系统制约，提高环境系统发展水平，对实现高质量的经济发展有着重要的意义。资源系统的总体发展趋势是上升的，但带有一定的波动性，与经济系统协同发展。

③皖北地区经济与资源环境系统之间存在较强的耦合协调性。2009—2019年，皖北地区耦合协调度逐年增加。这表明皖北地区重视产业结构转型，在发展经济的同时，应重视资源环境的保护，大力发展循环经济，实现经济可持续发展。

④从空间分布特征来看，耦合协调度的分布特征以亳州市为中心集中分布。因此，皖北地区在今后的发展中要充分利用亳州市的辐射带动作用，调整产业结构，充分发挥各地区的优势，实现经济绿色可持续发展。