宋婷，楊嬌，李岱青，張林波，劉海江，劉學(xué)，馮朝陽

（1.中國環(huán)境科學(xué)研究院，北京 100012；2.山東大學(xué)人文社科學(xué)青島研究院，山東青島 100875；3.中國環(huán)境監(jiān)測總站，北京 100012）

引言

黨的十八大以來，生態(tài)文明建設(shè)日益深入人心，成為全黨和全國人民的共識[1]。構(gòu)建經(jīng)濟建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護協(xié)同發(fā)展的理論框架，能夠進一步破解當前兩者不夠協(xié)調(diào)的現(xiàn)實困境[2]。2018 年5 月，習(xí)近平總書記在全國生態(tài)環(huán)境保護大會上強調(diào)，要協(xié)同推進經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境高水平保護；2021 年3月，習(xí)近平總書記在全國兩會期間提出，“堅定不移增進民生福祉，把高質(zhì)量發(fā)展同滿足人民美好生活需要緊密結(jié)合起來，推動堅持生態(tài)優(yōu)先、推動高質(zhì)量發(fā)展、創(chuàng)造高品質(zhì)生活有機結(jié)合、相得益彰”，其核心是強調(diào)生態(tài)與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟與生態(tài)雙贏，也是生態(tài)文明的基本特征[3]。目前針對我國區(qū)域生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的研究主要集中在省級或城市群層面[4-8]，僅有少量全國地級市層面的研究。馬麗[9]利用經(jīng)濟綜合評價與環(huán)境綜合評價，對我國350 個地級單元的經(jīng)濟環(huán)境耦合度和協(xié)調(diào)度計算后進行空間格局分析，但環(huán)境綜合評價主要涉及污染狀況和治理狀況，缺少生態(tài)質(zhì)量狀況指標。已有研究涉及的指標較多，且多為污染排放相關(guān)指標，缺少對生態(tài)質(zhì)量的考量；采用模型方法較為復(fù)雜，不利于全國范圍的廣泛開展，并未與生態(tài)文明建設(shè)以及“綠水青山就是金山銀山”理念進行結(jié)合，無法評選出生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展雙增長雙富裕區(qū)域，難以成為評估區(qū)域協(xié)同發(fā)展的抓手。

本研究通過構(gòu)建生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展評價指數(shù)，對2017 年我國337 個城市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)度進行評價；在此基礎(chǔ)上，將城市劃分為不同的發(fā)展類型，并系統(tǒng)分析不同類型產(chǎn)生的原因，識別出生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟發(fā)展不平衡的區(qū)域，為各地級市的生態(tài)文明發(fā)展明確方向與目標，也為我國生態(tài)文明建設(shè)與“綠水青山就是金山銀山”理念實踐提供理論支撐。

1 研究方法

1.1 指標體系

本研究結(jié)合我國生態(tài)文明建設(shè)的總體目標，以生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟領(lǐng)域協(xié)調(diào)發(fā)展為核心，遵循客觀性、可行性、簡明性與合理性原則，綜合衡量區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與社會經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)程度，構(gòu)建協(xié)同發(fā)展指數(shù)。該指數(shù)包括生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展狀況兩個領(lǐng)域，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量領(lǐng)域包括生境質(zhì)量、地表水質(zhì)量和空氣質(zhì)量3 個指標，經(jīng)濟發(fā)展狀況包括人均國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）和城鎮(zhèn)居民人均可支配收入兩個指標（表1）。

表1 指標體系、權(quán)重與目標值

1.2 數(shù)據(jù)來源

生境質(zhì)量指數(shù)原始數(shù)據(jù)來源于中國環(huán)境監(jiān)測站遙感解譯，計算方法來源于《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范》[10]；大氣環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)來自《環(huán)境質(zhì)量公報》；地表水環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)來源于中國環(huán)境監(jiān)測總站監(jiān)測數(shù)據(jù)，計算方法來自《城市地表水環(huán)境質(zhì)量排名技術(shù)規(guī)定》[11]，經(jīng)濟發(fā)展狀況指標數(shù)據(jù)來自我國各省份統(tǒng)計年鑒。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

本研究以2017 年為評估年，以337 個地級市及直轄市為評價單元。采用雙目標漸進法進行無量綱歸一化處理，具體見式（1），該方法能夠在使評價數(shù)據(jù)滿足標準化的同時兼具實際得分含義[12]。采用層次分析法對各層級指標賦予權(quán)重，并利用綜合加權(quán)指數(shù)法對生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展狀況進行評估，權(quán)重與目標值見表1。根據(jù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟發(fā)展狀況的評分，對各地區(qū)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)同性進行評估，并基于地級行政區(qū)主體功能區(qū)劃對發(fā)展類型進行分析。雙目標漸進標準化方法公式如下：

當Aij＜0 時，Aij取值為0；當Aij＞100，Aij取值為100。其中，Aij為第i年第j個評價指標數(shù)據(jù)標準化后的值；Xij為第i年第j個評價指標的原始值；為第i年第j個評價指標標準值A(chǔ) 值；為第i年第j個評價指標標準值C 值；SA為此評價指標標準值A(chǔ) 值對應(yīng)分數(shù)（90 分）；Sc為此評價指標標準值C 值對應(yīng)分數(shù)（60 分），為某一指標每增加（或減少）對應(yīng)賦分值的增加或減少。本研究中的指標目標值（A、C 值）來源于生態(tài)文明發(fā)展水平評估指標基準的確定標準[13]。

采用的數(shù)據(jù)分析方法主要有模糊聚類、概率密度函數(shù)（PDF）分析、主成分分析（PCA）分析、Mann-Whitney 非參數(shù)U 檢驗對評估數(shù)據(jù)進行處理分析，主要使用R 軟件進行數(shù)據(jù)分析（R Core Team 2013）。

2 結(jié)果分析

2.1 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展程度

通過計算我國337 個城市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況、經(jīng)濟發(fā)展水平，評價我國337 個城市生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展程度。337 個城市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評分和經(jīng)濟發(fā)展狀況評分平均值分別為67.70 和74.01，環(huán)境質(zhì)量評分與經(jīng)濟發(fā)展評分的比值平均值為0.93（表2）。結(jié)果顯示，我國總體上經(jīng)濟發(fā)展高、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量偏低，表明我國生態(tài)文明建設(shè)目標尚未實現(xiàn)。生境質(zhì)量指數(shù)、空氣質(zhì)量指數(shù)、地表水質(zhì)量指數(shù)分別為55.38、73.24 和78.45，根據(jù)表1 中的基準來判斷，未達到優(yōu)秀值。

表2 我國生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展狀況協(xié)同總體情況

2.2 發(fā)展類型分析

2.2.1 發(fā)展類型

從生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟的協(xié)同性出發(fā)，基于“綠水青山就是金山銀山”理念的發(fā)展模式，將地區(qū)發(fā)展劃分為協(xié)同增長、綠色貧困、金色污染和拮抗發(fā)展4 種類型。劃為協(xié)同增長類型的區(qū)域接近綠色發(fā)展要求，符合可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明的理論需求，即生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展之間存在共生關(guān)系。綠色貧困類型地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較高，但經(jīng)濟發(fā)展程度較低。金色污染類型的區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平高，但生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較低。拮抗發(fā)展類型地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量低，經(jīng)濟發(fā)展水平不高，未抓住時機走上綠色轉(zhuǎn)型之路，尤其是資源枯竭型城市生態(tài)環(huán)境惡化，“綠水青山”與“金山銀山”拮抗發(fā)展（圖1）。

圖1 發(fā)展類型劃分示意

2.2.2 模糊聚類分類

將337 個城市的5 項指標原始數(shù)據(jù)進行模糊聚類，劃分結(jié)果顯示，4類城市分別含76 個（22.55%）、100個（29.67%）、83 個（24.63%）和78個（23.15%）城市（圖2）。模糊聚類分類結(jié)果的概率密度函數(shù)（PDF）分析結(jié)果顯示：A、B、D 三組的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得分差異顯著，而A、B、D三組的經(jīng)濟發(fā)展狀況得分均較高且無顯著差異，C 組的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得分較高且經(jīng)濟發(fā)展水平得分較低（圖3）。模糊聚類法劃分結(jié)果突出了生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展水平雙高和雙低地區(qū)，而對于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量高且經(jīng)濟發(fā)展水平低和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量低且經(jīng)濟發(fā)展水平高的區(qū)域劃分結(jié)果差異性不顯著。

圖2 模糊聚類結(jié)果

圖3 模糊聚類結(jié)果不同發(fā)展類型生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展狀況得分概率密度函數(shù)

2.2.3 賦分分類

參考模糊聚類方法結(jié)果與全國337個城市得分結(jié)果的分布情況，擬選擇70 分作為生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展狀況兩個領(lǐng)域的分類閾值，按照前文對四個發(fā)展類型的定義，協(xié)同增長類型生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得分大于等于70且經(jīng)濟發(fā)展狀況得分大于等于70；綠色貧困類型生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得分大于70 且經(jīng)濟發(fā)展狀況得分小于70；金色污染類型生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得分小于70 且經(jīng)濟發(fā)展狀況得分大于70；拮抗發(fā)展類型生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得分小于70 且經(jīng)濟發(fā)展狀況得分小于70。按照雙目標漸進法原理，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得分達到70 分表明生境質(zhì)量指數(shù)、大氣環(huán)境質(zhì)量和地表水環(huán)境質(zhì)量綜合水平達到一般水平，生境質(zhì)量指數(shù)超過50，年均AQI 值小于100，CWQI 值小于10；經(jīng)濟發(fā)展狀況得分達到70分，表明人均GDP 達到人民幣3.3 萬元/年，高于世界銀行劃分五類區(qū)域及經(jīng)濟體中小康水平人均GDP數(shù)值（800～3000 美元）；人均可支配收入達到人民幣4.5 萬元，高于《全面建設(shè)小康社會的基本標準》中關(guān)于城鎮(zhèn)居民人均可支配收入的規(guī)定值（人民幣1.8萬元）。

設(shè)70 分為閾值，可將這337 個城市劃分為4 種發(fā)展類型，其中，74 個城市屬于協(xié)同增長類型，占總用地面積的14.99%；76 個城市屬于綠色貧困類型，占總用地面積的32.86%；122個城市屬于金色污染類型，占總用地面積的21.89%；65 個城市屬于拮抗發(fā)展類型，占總用地面積的30.26%。從空間分布來看，協(xié)同增長類型地區(qū)主要分布在東南地區(qū)，其中福建省所有城市均為協(xié)同增長類型城市，福建省是我國首個生態(tài)文明試驗區(qū)，生態(tài)文明建設(shè)成效顯著，形成了一系列可推廣的經(jīng)驗[14]，與此次評估結(jié)果相符；綠色貧困類型城市主要分布在華南、西南、東北地區(qū)和西藏部分地區(qū)；金色污染類型和拮抗發(fā)展類型的地區(qū)集中在華北和西部（表3）。

表3 31個省（區(qū)、市）發(fā)展類型統(tǒng)計

利用主成分分析法（PCA）對分類結(jié)果進行分析（圖4），前兩個主成分的累積貢獻率為72%，前三個主成分的累積貢獻率為84%。第一主成分是生態(tài)環(huán)境質(zhì)量（AQI、CWQI 與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量），第二主成分是生態(tài)環(huán)境質(zhì)量（AQI、CWQI 與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量），A 類屬于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展水平雙高；B 類屬于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量高、經(jīng)濟發(fā)展水平低；C 類屬于經(jīng)濟發(fā)展水平高、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量低；D 類屬于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展水平雙低。

圖4 四種發(fā)展類型的主成分分析結(jié)果

利用概率密度函數(shù)（PDF）以及非參數(shù)檢驗，對分類結(jié)果進行分析。分類結(jié)果的PDF 分析結(jié)果顯示（圖5）：C、D 兩組生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評分無顯著差異，A、B 兩組生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評分差異不顯著，C、D 兩組與A、B 兩組評分結(jié)果差異顯著；B、D 兩組經(jīng)濟發(fā)展水平評分無顯著差異，A、C 兩組經(jīng)濟發(fā)展水平評分無顯著差異，B、D 兩組與A、C 兩組結(jié)果差異顯著。綜上主成分分析與概率密度函數(shù)分析結(jié)果，70 分為閾值的分類法能直接、準確地劃分出四類發(fā)展類型，劃分結(jié)果突出了生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展水平雙高和雙低地區(qū)。

圖5 不同發(fā)展類型的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展得分概率密度函數(shù)

2.2.4 結(jié)果分析

4 種類型各項指標及比值箱式圖如圖6 所示。協(xié)同增長與綠色貧困類型的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得分平均值與中位值超過70 分，有部分地區(qū)仍然低于60 分，未達到及格水平；金色污染與拮抗發(fā)展類型的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得分平均值與中位值均低于40 分，見圖6（a）。綠色貧困類型的AQI 得分平均值與中位值均超過80 分，協(xié)同增長類型的AQI 得分平均值與中位值均超過70 分；金色污染和拮抗發(fā)展兩種類型的AQI 得分平均值與中位值均超過60 分，但有部分地區(qū)AQI 值得分低于60 分，未達到及格水平，見圖6（b）。對于CWQI 值，4 種類型的平均值與中位值均達到70 分，見圖6（c）。對于人均GDP，金色污染類型的得分均值與中位數(shù)均超過90 分，達到優(yōu)秀水平；綠色貧困和拮抗發(fā)展類型的得分平均值與中位值均大于60 小于70，見圖6（d）。對于人均可支配收入，4 種類型的得分平均值與中位值均低于70 分，大于60 分，見圖6（e）。對于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展狀況比值，綠色貧困與協(xié)同增長類型的比值平均值與中位值均大于1；金色污染與拮抗發(fā)展類型的比值平均值與中位值均小于1，其中金色污染類型的比值平均值與中位值僅有0.7，見圖6（f）。從以上分析可知，4 種類型的人均可支配收入得分較低，金色污染與拮抗發(fā)展類型的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得分平均值與中位數(shù)低于40 分，遠低于及格水平。金色污染類型的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展狀況差距最大，該種類型的區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、AQI以及CWQI值均低于拮抗發(fā)展類型。

圖6 4種發(fā)展類型指標得分箱式圖

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

本研究旨在通過構(gòu)建生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展狀況協(xié)同指數(shù)，基于2017 年分析中國生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展狀況之間的協(xié)調(diào)關(guān)系?？傮w上看，我國337個城市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、經(jīng)濟發(fā)展狀況得分平均值分別為67.70、74.01，經(jīng)濟發(fā)展狀況得分與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得分比值為0.93。生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)、空氣質(zhì)量指數(shù)、地表水質(zhì)量指數(shù)平均值分別為55.38、73.24 和78.45，未達到優(yōu)秀值。我國總體上經(jīng)濟發(fā)展水平高、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量偏低，表明我國生態(tài)文明建設(shè)目標尚未實現(xiàn)。

通過雙目標漸進法和模糊聚類分析方法，設(shè)定評分70 分為閾值，提出了4 種發(fā)展類型，即協(xié)同增長、綠色貧困、金色污染和拮抗發(fā)展。一是協(xié)同增長類型，該類型的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展狀況得分均超過70 分，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)同增長；二是綠色貧困類型，該類型的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得分超過70 分，而經(jīng)濟發(fā)展狀況得分低于70 分，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量落后于經(jīng)濟發(fā)展狀況，生態(tài)產(chǎn)品的生產(chǎn)在相當長一段時期內(nèi)沒有達到相匹配的經(jīng)濟效益，限制了其經(jīng)濟發(fā)展；三是金色污染類型，該類型的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得分低于70 分，而經(jīng)濟發(fā)展狀況得分高于70 分，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平高，但生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況較低；四是拮抗發(fā)展類型，該類型生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展狀況均低于70 分，該類型區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展程度不高，未走上綠色轉(zhuǎn)型之路，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況較低。研究結(jié)果表明，4 種發(fā)展類型中，我國金色污染類型最多（122 個城市，占總用地面積的21.89%），其次是綠色貧困類型（76 個城市，占總用地面積的32.86%）、協(xié)同增長類型（74 個城市，占總用地面積的14.99%）和拮抗發(fā)展類型（65 個城市，占總用地面積的30.26%）。

從空間分布來看，協(xié)同增長類型區(qū)域主要分布在東南地區(qū)，其中福建省所有城市均為協(xié)同增長類型城市，綠色貧困類型城市主要分布在華南、西南、東北地區(qū)和西藏部分地區(qū)，金色污染和拮抗發(fā)展類型的地區(qū)集中在華北和西部。

從4 種發(fā)展類型的各項指標來看，4 種類型的人均可支配收入得分平均值與中位值均低于70 分，大于60 分，說明該項指標是我國生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展的短板，金色污染與拮抗發(fā)展類型的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得分平均值與中位值均低于40 分，遠低于及格水平。金色污染類型的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展狀況差距最大，該種類型區(qū)域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、AQI 以及CWQI 均比同為生態(tài)環(huán)境質(zhì)量低的拮抗發(fā)展類型更低，說明金色污染類型區(qū)域應(yīng)加大生態(tài)環(huán)境質(zhì)量治理與修復(fù)。

3.2 政策建議

由于自然資源稟賦的差異，我國西部和東部地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量很難達到同等水平[15]，但縮短二者差距、實現(xiàn)二者協(xié)同發(fā)展，一直是我國的重要發(fā)展戰(zhàn)略導(dǎo)向。

協(xié)同增長類型區(qū)域，應(yīng)持續(xù)深入開展生態(tài)文明建設(shè)，優(yōu)化國土空間與產(chǎn)業(yè)布局，先行先試創(chuàng)新機制體制，積極探索建立“零碳”“無廢”城市，總結(jié)生態(tài)文明建設(shè)實踐經(jīng)驗與方式方法，為其他協(xié)同性較弱的地區(qū)提供樣板與經(jīng)驗。

金色污染類型區(qū)域，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量遠低于經(jīng)濟發(fā)展水平，主要以工業(yè)發(fā)達、自然資源本底較差的區(qū)域為主。該類型區(qū)域應(yīng)堅持以容量定開發(fā)的發(fā)展思路，采取加強污染治理與生態(tài)恢復(fù)，加強產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，提高生態(tài)環(huán)境容量和資源利用效率。

綠色貧困類型區(qū)域，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量遠高于經(jīng)濟發(fā)展水平，主要以重點生態(tài)功能區(qū)為主。該類型區(qū)域應(yīng)在保障生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不下降的前提下，以生態(tài)產(chǎn)品的開發(fā)和價值實現(xiàn)為主要發(fā)展路徑，提升生態(tài)產(chǎn)品附加值，實現(xiàn)農(nóng)民增收致富，建立政府購買生態(tài)產(chǎn)品的生態(tài)補償市場機制，積極探索多途徑的生態(tài)產(chǎn)品價值實現(xiàn)路徑。

拮抗發(fā)展類型區(qū)域，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展水平均較低，大多數(shù)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)脆弱或面臨資源枯竭。該類型區(qū)域應(yīng)開展經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)，探尋轉(zhuǎn)型發(fā)展的新道路，同時開展生態(tài)修復(fù)工程，合理利用自然資源，促進區(qū)域綜合實力全面提高。