韓夢竹，溫小婷，林嫩妹，陳秋華

（福建農林大學 經濟管理學院，福州，3520002）

黨的十八大將“生態(tài)文明”上升到國家戰(zhàn)略高度，而黨的十九大更是進一步提出建設生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計。生態(tài)文明的提出，突破了人們的固定思維，在處理生態(tài)環(huán)境問題時不單可以從保護治理入手，也可以通過對其合理利用與科學投入，提高區(qū)域生態(tài)、經濟、社會系統的耦合協調度，從而實現發(fā)展與保護的雙贏的目標。而生態(tài)、經濟、社會系統又存在于不同的領域，這種錯綜復雜的交融、影響、制約關系成為了現今研究的重點和難點。為此，本文以復合系統理論為基礎，運用其多元化、開放化、復雜耦合的特點，通過系統間相互協調配合，以實現復合系統整體優(yōu)化。在以往學者關于復合系統的耦合協調研究主要分為兩個層次：首先是二子系統研究，從生態(tài)環(huán)境與經濟二者的耦合協調研究展開。這類學者所研究的經濟包含區(qū)域社會經濟[1]、旅游經濟[2]、產業(yè)經濟[3]、海洋經濟[4]等多角度，探究生態(tài)環(huán)境質量與經濟發(fā)展之間的耦合協調關系，在這一層次很少有學者探討生態(tài)與社會的耦合協調關系；其次是三子系統研究，從經濟、生態(tài)與社會三者的耦合協調研究展開。研究主要集中在范圍較大的在省域、行政區(qū)域經濟與社會、生態(tài)的協調度[5-6]、水資源與森林資源與社會、經濟的協調度[7-8]、城市群及經濟圈中社會-生態(tài)-經濟的協調度[9-10]?？傮w而言，學界關于復合系統耦合協調的研究已較為全面，研究對象大到國家、城市，小到海洋、森林；研究方法以定量分析為主，如能值分析法、生態(tài)足跡模型、系統演化模型、Lotka-Volterra 模型和耦合模型等[11-12]。但主要局限于發(fā)展成熟的大型城市、城市群和全國尺度范圍，而中小城市是生態(tài)環(huán)境與經濟、社會相互作用的基本單元，基于中小城市尺度探查生態(tài)—經濟—社會的協調發(fā)展具有重要意義?；诖耍P者以福建省武夷山市為例，采用2005-2020年的年鑒等公開數據，構建武夷山市生態(tài)—經濟—社會復合系統評價指標體系，基于主成分分析法（PCA）確定權重，運用耦合協調度模型對武夷山市復合系統的協調發(fā)展狀況進行實證分析，并通過剪刀差法揭示各子系統間的趨勢變化差異，以期為武夷山市生態(tài)環(huán)境、經濟發(fā)展和人類社會進步提供決策參考。

1 數據來源與研究方法

1.1 研究區(qū)域

福建省武夷山市是目前中國僅有的四個世界文化與自然“雙遺產”地之一。位于福建省西北部，閩贛兩省交界處，屬中亞熱帶季風濕潤氣候區(qū)。武夷山具有獨特、稀有的自然生態(tài)環(huán)境，森林覆蓋率達80.51%，是人類與自然環(huán)境和諧統一的代表。全市生產總值（GDP）從2005年的30億元增長至2020年的208億元，并且連續(xù)兩年突破200億元大關，經濟發(fā)展勢頭迅猛；全市總人口從2005年22.36萬人發(fā)展至2020年24.33萬人，亦發(fā)生了較大的變動。由此可見，16年來，武夷山市憑借著先天的生態(tài)資源優(yōu)勢推動經濟、社會的發(fā)展，踐行“綠水青山就是金山銀山”理念，生態(tài)文明建設成果走在全國前列。因此，選擇武夷山市作為區(qū)域生態(tài)—經濟—社會復合系統耦合協調性研究的對象，可以為其他區(qū)域的發(fā)展凝練經驗、總結教訓，具有一定的代表性及現實意義。

1.2 研究方法

1.2.1 綜合效益指數

為了解武夷山市生態(tài)—經濟—社會復合系統內各子系統的發(fā)展狀況，本研究引入綜合效益指數來進行衡量，其具體步驟為：首先處理數據，由于數據所表達的意義不同、符號不同、量綱不懂，在進行主成分分析（PCA）之前需對原始指標進行標準化處理以去除量綱的影響，本文采用極值法，其中正向指標標準化值為負向指標標準化值為其中X表示原始ij指標，maxXi和minXi分別表示指標i的最大值和最小值。其次通過SPSS 軟件對標準化后的生態(tài)子系統、經濟子系統和社會子系統的數據分別進行信效度檢驗，當KMO值大于0.7，巴特利特球形檢驗值小于0.01 時方可進行主成分分析；再次，在主成分分析后用因子載荷矩陣得分及特征根，計算出線性組合系數，并以每個成分的貢獻率為權重對主成分得分作加權平均，得到綜合得分模型并經過標準化處理計算出生態(tài)、經濟和社會子系統各指標權重ai、bi、ci；最后根據公式（1-3）分別計算出生態(tài)、經濟、社會子系統的綜合效益指數，式中xm、yn、zk分別為生態(tài)、經濟、社會三個子系統各指標的標準化值。

1.2.2 耦合協調模型

耦合度與耦合協調度是兩個不一樣的概念，耦合被解釋為多個系統之間相互作用彼此影響的現象，僅計算耦合度不能確定系統間的影響是良性的還是惡性的。而耦合協調度反應的是系統間的良性耦合的程度，這意味著當耦合協調度越高時，系統之內配合得當、相互和諧統一程度越強[13]?；诖?，本文利用耦合協調度模型對武夷山市復合系統耦合協調度進行評估，步驟如下：首先構建耦合度模型：

式中C代表三個子系統的耦合程度，C∈[ 0,1 ]，當C的值越接近1 時，說明耦合程度越好。其次構建耦合協調度模型：

式中：D表示耦合協調度，D∈[ 0,1 ]，當D越接近1時，說明耦合協調程度越好；T表示各系統的整體協調度，α、β、δ是待定系數，他們分別表示生態(tài)、經濟、社會對武夷山市復合系統發(fā)展的貢獻程度，文章認為它們同等重要，故取α=β=δ= 1/3。依據以往學者的研究成果[14]，確定耦合度和耦合協調度的類型判別標準，如表1。

表1 耦合度與耦協調度的類型判別標準

1.2.3 剪刀差法

為進一步反應三個子系統中生態(tài)與經濟、生態(tài)與社會、經濟與社會系統間的變化趨勢差異，本文引入剪刀差方法，首先計算生態(tài)、經濟、社會系統綜合效益指數的變化速率f'(x)、g'(y)和h'(z)：

接著計算生態(tài)與經濟、生態(tài)與社會、經濟與社會系統的綜合效益指數曲線在給定時刻t0的兩切線的夾角，分別用a1、a2和a3來表示，如公式（10-12），其角度越小，表示兩條曲線變化趨勢之間的差異越小。

1.3 數據來源

研究以2005-2020年為研究時段，通過三個五年規(guī)劃歷程中武夷山市所反應出的生態(tài)、經濟、社會數據的變化，來觀察武夷山市生態(tài)—經濟—社會復合系統的耦合協調問題。數據主要來源于《武夷山市統計年鑒（2006-2020）》《武夷山市國民經濟和社會發(fā)展統計公報（2006-2020）》《南平市統計年鑒（2006-2020）》《南平市環(huán)境狀況公報（2006-2020）》、武夷山市人民政府網站等國家和地方公開發(fā)布的統計資料，個別缺失數據采用移動平均進行模擬。

2 武夷山市生態(tài)—經濟—社會復合系統指標體系構建

武夷山市生態(tài)—經濟—社會復合系統協調發(fā)展的綜合指標體系主要由生態(tài)子系統、經濟子系統、社會子系統構成，指標選取綜合考慮其全面性、導向性、易獲得性、可對比性等原則，結合武夷山市生態(tài)、經濟、社會發(fā)展現狀與生態(tài)環(huán)境實際特征，參考已有相關研究成果[14-15]，構建能夠綜合反映武夷山市生態(tài)環(huán)境質量與經濟、社會發(fā)展水平的綜合評價指標體系。其中包括3個一級指標、9個二級指標和38個三級指標（見表2）。

表2 武夷山市復合系統綜合指標體系

3 結果分析

3.1 綜合效益指數分析

由圖1 及具體研究數據相結合分析可以看出：生態(tài)子系統的綜合效益指數由2005 年的0.07 增長到2020年的0.97。在這16年間出現了較大的提升，其主要可以分為三個階段：一是2005-2010年在“十一五”規(guī)劃過程中生態(tài)系統發(fā)展呈波動上升態(tài)勢，指數由0.07 上升至0.67，整體上升速率快且發(fā)展情況較好，說明早年間生態(tài)子系統的發(fā)展前景及潛力較大；二是2011-2015年“十二五”規(guī)劃期間，社會經濟發(fā)展對生態(tài)發(fā)展產生了制約，生態(tài)系統發(fā)展處于停滯階段，可以看出雖然有小幅度的波動，但整體處于平穩(wěn)態(tài)勢；三是2015-2020 年“十三五”規(guī)劃期間，生態(tài)系統與經濟、社會系統交匯，并保持著相對一致的步調協同發(fā)展，直至2019 年受到疫情的影響，社會、經濟系統下降，而生態(tài)系統依舊保持著緩慢上升的發(fā)展水平?？梢钥闯錾鷳B(tài)系統為武夷山市經濟、社會發(fā)展提供了良好的基礎與保障。經濟子系統的綜合效益指數由2005年的0.001 4增長到2020 年的0.88，總體發(fā)展水平有大幅度的提升，相較于其他兩個子系統而言，經濟子系統的數值具有較低的起點，這表明早年間武夷山市經濟發(fā)展基礎薄弱，在2005-2011 年間把握國家支持海西建設的有利時機，武夷山主動融入“兩個先行區(qū)”建設，經濟運行中積極因素不斷增多，經濟開始發(fā)展；2012-2019年發(fā)展速率有所波動，但發(fā)展趨勢堅持穩(wěn)中求進，好中求優(yōu)，在2019 年綜合效益指數達到最高值0.95；但由于受到疫情的影響，2020年經濟發(fā)展出現小幅度下降趨勢。社會子系統在三個子系統中的綜合發(fā)展速率最慢，但其綜合發(fā)展水平在16年間保持持續(xù)上升，從2005 年的0.08 增長到2020 年的0.84。但社會子系統受疫情影響較大，如社會消費品零售總額、城鎮(zhèn)/農村居民人均可支配收入、單位從業(yè)人員年末人數等指標在2019-2020年都出現了大幅度的下降，使得社會子系統在2020年出現了負增長的趨勢?？傮w來看，2005-2020 年武夷山市生態(tài)、經濟、社會子統的綜合發(fā)展效益指數增幅大，雖然生態(tài)系統曾出現停滯階段，經濟、社會系統在2020 年有所下調，但總體發(fā)展態(tài)勢良好，在16 年間不斷向生態(tài)“高顏值”，發(fā)展“高質量”前進。

圖1 武夷山市生態(tài)、經濟、社會子系統的綜合效益指數

3.2 耦合度和耦合協調度分析

通過收集整理得來的數據與公式（6~8），計算武夷山市復合系統耦合度C與耦合協調度D。根據耦合度與耦合協調度的類型判別標準（表1），判別2005-2020年武夷山市復合系統耦合度和耦合協調度類型（見表3），并將其繪制到坐標圖中去（如圖2）。

由表3、圖2 可以看出耦合度C 曲線在2005-2008 年間增長幅度較快，耦合度從0.23 發(fā)展至0.88，耦合類型從極低耦合度階段發(fā)展至高耦合度階段，說明在2005-2008 年間生態(tài)、經濟、社會三個子系統相互作用彼此影響愈加明顯；在2008-2020年間增長幅度減小且變化速度較慢，三個子系統間耦合發(fā)展狀態(tài)持續(xù)保持在高度耦合階段，呈現有序發(fā)展的態(tài)勢。相比而言耦合協調度D曲線發(fā)展速率相對較慢，其數值變化在16 年間從0.2 提升至0.85，從中度失調狀態(tài)經歷了輕度、面臨失調至臨界、一般、中級協調最終轉變?yōu)榱己脜f調發(fā)展階段，可將其發(fā)展分成三個階段：2005-2006 年為缺乏協調階段，在這段期間生態(tài)系統發(fā)展較好，而經濟、社會系統發(fā)展未能與之匹配，尚未合理利用生態(tài)環(huán)境資源，具有較大的發(fā)展空間與潛力；2007-2010年為轉換階段，三個子系統的耦合協調度逐漸增大，從0.44 轉變?yōu)?.57，生態(tài)、經濟、社會子系統間仍存在相互作用，但和諧一致的因素有所增加；2011-2020年為系統協調階段，在這近十年的發(fā)展過程中耦合協調度不斷提升，子系統之間相互配合得當協調發(fā)展，直至2020年受疫情的影響協調度有所回落。但從長遠角度來看，在2005-2020 年的研究期內武夷山市復合系統耦合發(fā)展水平從極低耦合階段向高耦合階段轉變，耦合協調發(fā)展水平從缺乏協調向系統協調發(fā)展轉變，武夷山市復合系統耦合協調發(fā)展由弱轉強呈現出較好發(fā)展態(tài)勢。

表3 武夷山市復合系統耦合度和耦合協調度類型判別

圖2 武夷山市復合系統耦合度和耦合協調度

3.3 剪刀差分析

以前文計算得到的各子系統的綜合效益指數為基礎，分別將它們與時間進行曲線擬合，得到擬合效果良好的三條曲線。根據公式（9~12），計算出生態(tài)與經濟系統、生態(tài)與社會系統、經濟與社會系統之間的剪刀差，如圖3。首先，從折線總體走勢分析來看，2005-2020年，各子系統間的剪刀差都存在較大幅度的波動變化，它們之間發(fā)展演化速率的差異呈現不斷縮小、擴大循環(huán)的態(tài)勢。2005-2007 年武夷山市生態(tài)與經濟系統、生態(tài)與社會系統之間的剪刀差不斷縮小在2007 年接近于0 與經濟與社會系統間剪刀差交匯，這說明經過數年的磨合直至2007-2008 年間三個子系統發(fā)展趨勢基本一致，發(fā)展速率相對協調；而在2008-2016 年各子系統間的剪刀差分別從0 開始擴大后又于2016 年逐漸逼近與0，經歷了先擴大后縮小的變化，說明系統間的剪刀差具有一定的內在規(guī)律，既不會一味擴大也不會一味縮小，各子系統之間存在著相互制約又協同發(fā)展的關系；在2016-2020 年各子系統間的剪刀差又開始了下一個循環(huán)周期，開始逐步擴大，展現出了各系統之間的發(fā)展趨勢差異。其次從曲線分布情況上看經濟與社會系統之間的剪刀在三條折線的最底部，且波動最小說明經濟與社會系統發(fā)展最為協調，兩系統步調相對一致，而生態(tài)與社會系統剪刀差在三條折現線的最上方，且波動最大，在發(fā)展過程中社會發(fā)展對生態(tài)環(huán)境造成的負面影響較為嚴重，需加強環(huán)境治理投入。最后從長遠的角度看，各子系統間的剪刀差在2005年數值范圍在0-8度之間，2020 年轉變?yōu)?~4 度之間，由此可以看出，各系統之間的差異在波動變化中不斷縮小，但仍存在不穩(wěn)定、不規(guī)律的問題。

圖3 生態(tài)與經濟系統、生態(tài)與社會系統、經濟與社會系統間剪刀差

4 結論與討論

本文以世界雙遺產地夷山市為例，運用復合系統理論構建武夷山市生態(tài)—經濟—社會復合復合系統評價指標體系，基于主成分分析法、耦合協調度模型、剪刀差法對武夷山市復合系統的協調發(fā)展狀況進行實證分析。主要結論如下：①2005-2020年期間，武夷山市生態(tài)、經濟、社會子系統綜合效益指數均呈現增長態(tài)勢，表明近年來武夷山市生態(tài)環(huán)境質量改善，經濟社會得到發(fā)展，政府對生態(tài)、經濟、社會調控的成效逐漸顯現；②武夷山市復合系統耦合協調度逐漸由弱轉強，耦合協調發(fā)展經歷了從缺乏協調階段到轉換階段再到系統協調階段的轉變；③武夷山市生態(tài)與經濟系統、生態(tài)與社會系統、經濟與社會系統之間的發(fā)展趨勢差異在波動中逐漸縮小，但仍存在不穩(wěn)定、不規(guī)律的問題，需提高內部子系統發(fā)展水平及系統間協調水平。

經歷了三個五年規(guī)劃實施階段，武夷山市生態(tài)、經濟、社會耦合協調發(fā)展從缺乏協調轉變?yōu)橄到y協調，其主要原因是武夷山市具有生態(tài)資源豐富，生態(tài)環(huán)境復雜多樣的主要優(yōu)勢。其耕地面積、降水量、森林覆蓋率、人均綠地面積等自然生態(tài)條件在發(fā)展過程中均達到較高水平，與此同時積極控制生態(tài)脅迫程度，加強生態(tài)保護力度，使生態(tài)系統成為武夷山市復合系統協調發(fā)展的基礎與優(yōu)勢。但經濟、社會發(fā)展仍存在較大提升空間，從論文結論可以看出，在2020 年新冠肺炎的影響下，武夷山市經濟、社會系統發(fā)展均受到制約，武夷山市經濟基礎薄弱、旅游收入占地區(qū)生產總值比重較大導致經濟規(guī)模受突發(fā)事件影響較大；資源分布不合理導致開發(fā)困難，項目投資困難；教育事業(yè)落后，科技人才缺乏形成居民思想觀念的落后等問題。在未來武夷山市應繼續(xù)注重生態(tài)環(huán)境、區(qū)域經濟與人類社會發(fā)展問題的統籌與協調。在生態(tài)方面要大力度抓生態(tài)優(yōu)環(huán)境，在生態(tài)保護工作中合理開發(fā)利用，整治區(qū)域污水直排問題，排查摸底推進，集中收集處理；持續(xù)保持茶山整治高壓態(tài)勢，對國省道、鐵路、城市、鄉(xiāng)村沿線一重山茶山進行生態(tài)化改造；對林地全面摸底建立臺賬，分年度有計劃進行林相改造，提升生態(tài)系統碳匯能力。在經濟方面要抓產業(yè)壯總量，面對新冠肺炎疫情嚴重沖擊，武夷山市要抓住“十四五”的契機，堅持穩(wěn)中求進，改善經濟結構，以旅游產業(yè)、茶產業(yè)為載體，延長游客逗留時間、優(yōu)化旅游服務設施發(fā)展旅游業(yè)；圍繞全產業(yè)鏈發(fā)展和“11363”目標，促進茶產業(yè)全產業(yè)鏈發(fā)展，做強現有企業(yè)，出臺扶持政策，發(fā)揮武夷旅游產業(yè)與茶產業(yè)優(yōu)勢，不斷增強市場競爭力。在社會方面要抓民生強保障，深入推進統籌疫情防控和社會發(fā)展工作，著力解決居民工作、醫(yī)療問題，擴大公共服務供給；實施教育振興行動，加快推進24 個教育項目建設；通過公共服務、生活質量的提高，提高居民幸福感、安全感、歸屬感。在生態(tài)、經濟、社會方面三管齊下爭取使武夷山市生態(tài)—經濟—社會復合系統協調度向優(yōu)質協調階段邁進。