全 文 ：沈阳经济区经济与环境系统动态耦合协调演化*
韩瑞玲1,2 摇 佟连军1**摇 佟伟铭3 摇 于建辉4
( 1中国科学院东北地理与农业生态研究所, 长春 130012; 2中国科学院研究生院, 北京 100049; 3东北师范大学城市与环境学
院, 长春 130024; 4国家开发银行河北省分行, 石家庄 050051)
摘摇 要摇 选择耦合协调度模型、剪刀差方法、耦合度模型,分别对沈阳经济区 1990—2009 年
经济系统与环境系统的耦合协调状态、发展速度差异、耦合发展趋势进行了分析.结果表明:
研究期间,沈阳经济区经济系统与环境系统的耦合协调状态不断提高.由于经济系统发展水
平与环境系统建设水平都呈波动升高趋势,使二者耦合协调度指数由 0. 42 增长至 0. 89,反映
了该区域经济与环境的关系不断改善,较好地实现了二者的协调.经济发展速度的降低与环
境建设速度的提高,使二者的剪刀差由 0. 63毅降到 0. 22毅,证明了发展速度有助于协调状态的
实现.沈阳经济区经济与环境系统耦合度分布于 45毅<茁<90毅的范围,处于共同发展状态,但由
于二者演化速率的比值逐渐减小,耦合度逐渐趋近于 45毅,说明二者关系在逐步走向协调.
关键词摇 经济系统摇 环境系统摇 耦合协调度摇 剪刀差摇 耦合度模型摇 沈阳经济区
文章编号摇 1001-9332(2011)10-2673-08摇 中图分类号摇 X22摇 文献标识码摇 A
Coordinated evolvement of dynamic coupling between economic and environmental systems
in Shenyang Metropolitan Area. HAN Rui鄄ling1,2, TONG Lian鄄jun1, TONG Wei鄄ming3, YU
Jian鄄hui4 ( 1Northeast Institute of Geography and Agroecology, Chinese Academy of Sciences, Chang鄄
chun 130012, China; 2Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;
3College of Urban and Environmental Sciences, Northeast Normal University, Changchun 130024,
China; 4Hebei Branch of China Development Bank, Shijiazhuang 050051, China) . 鄄Chin. J. Appl.
Ecol. ,2011,22(10): 2673-2680.
Abstract: By using coupling coordinated degree model, scissors difference methods, and coupling
degree model, this paper analyzed the coupling coordinated status, development speed difference,
and coupling development trend between economic and environmental systems in Shenyang Metro鄄
politan Area in 1990-2009. In the study period, the coupling level of the relations between eco鄄
nomic and environmental development was ascending, with the coupling degree increased from 0. 42
to 0. 89, which reflected the more and more harmonious relationships between economy and environ鄄
ment. The decrease of economic development speed and the increase of environmental construction
speed reduced the scissor difference of the two systems from 0. 63毅 to 0. 22毅, demonstrating the con鄄
tribution of the economic development speed to the coupling coordinated status. The coupling degree
between the economic and environmental systems stretched across in a [45毅, 90毅] region, which
meant that the two systems were in a co鄄developing status. As the discrepancy between the develop鄄
ment speeds of the two systems became smaller, the coupling degree was closer to 45毅, and the two
systems were becoming better coordinated.
Key words: economic system; environmental system; coupling coordinated degree; scissors differ鄄
ence; coupling degree model; Shenyang Metropolitan Area.
*国家自然科学基金项目(41071086)和国家自然科学基金青年科
学基金项目(40901065)资助.
**通讯作者. E鄄mail: tonglj@ neigae. ac. cn
2011鄄03鄄14 收稿,2011鄄07鄄11 接受.
摇 摇 经济与环境协调发展的议题由来已久,且日益
受到重视. 1980 年 3 月联合国大会向世界发出了确
保全球持续发展的呼吁后,我国在 1995 年的“全国
资源环境与经济发展研讨会冶上提出了“可持续发
展的根本点就是经济社会的发展与资源环境相协
调,其核心是经济与环境相协调冶 [1] .经济与环境协
调发展的内涵包括以下 3 方面[2]:经济的发展应在
应 用 生 态 学 报摇 2011 年 10 月摇 第 22 卷摇 第 10 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Oct. 2011,22(10): 2673-2680
资源环境承载力阈值之内;在可持续基础上,达到经
济发展的最大化;依靠经济发展,提高环境承载力.
目前,对于经济与环境协调发展的研究已比较
成熟.定性研究主要集中在经济与环境协调发展的
理论[3]、特点[4]、结构[5]、研究形式[6]等方面. 定量
研究涉及面较广,主要包括 4 个方面:1)经典模型
的应用研究,如投入产出模型、非线性的扩展型生产
函数[7]、新古典模型的改进[8];2)以协调发展模型
来测度经济与环境的协调关系,如廖重斌[9]提出的
协调度模型、刘耀彬等[10]提出的耦合关联模型被普
遍应用;3)以环境承载力评判区域经济与环境的协
调发展,如城市环境系统模型[11]、承载机制定量评
估模型[12]等;4)利用多种方法研究经济与环境协调
问题,如物质流方法[13]、系统动力学方法[14]、综合
经济环境模型[15]等方法.
经济的快速发展一方面增加了经济与生态环境
系统的复杂性,使系统的不确定性和潜在的不稳定
性加大[16];另一方面在推动经济系统组织结构向更
高层次演进的同时,既保证了系统内在的活性与动
力而具有自组织创新性,又维持了系统运行的内生
环境而具有自适应稳定性. 经济与环境协调发展有
“共同发展,持续发展冶的涵义,但协调发展并不意
味着“平等发展冶,而是相互促进、耦合协同的发展.
近年来,虽然许多学者应用耦合理论研究经济与环
境的协调发展,但大多数是静态耦合问题研究[17],
已有的少数动态耦合研究多集中在城市化与生态环
境协调[18]方面. 因此,本文选择静态耦合与动态耦
合结合的方法,通过分析经济与环境指标的时间序
列关系,揭示各变量之间长期和短期的因果关系,进
而辨别经济系统与环境系统发展的差异性,以阐述
经济与环境系统相互作用机制及其动态特征.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
沈阳经济区于 2010 年 4 月被批准设立为综合
配套改革试验区,该区以沈阳为中心,涵盖了沈阳、
鞍山、抚顺、本溪、营口、阜新、辽阳、铁岭 8 个城市.
区域面积 7郾 5伊104 km2,总人口 2359 万,城市化率达
到 65% ,是全国城市化水平最高的地区之一. 沈阳
经济区作为东北老工业基地的核心区和典型代表,
资源型城市和综合工业型城市并存,其工业体系主
要以机械、冶金、石化、煤炭、电力、建材为主体,是全
国建立最早、规模最大、门类齐全、配套完整的重要
装备制造业和原材料工业基地. 在重工业占主体的
工业结构中,其环境破坏也较突出,环境污染欠账
多,治理难度较大,且恶化趋势明显. 沈阳经济区是
我国唯一一个以新型工业化为主要内容设立的综合
配套改革试验区,新型工业化主要强调“经济效益
好、资源消耗低、环境污染少冶.因此,面对沈阳经济
区环境的历史欠账,就需要根据其发展轨迹,来分析
其发展历程,探索未来经济与环境协调发展的方略,
以降低区域资源、环境负荷.
1郾 2摇 耦合协调度模型
耦合指两个或两个以上的体系或运动形式之间
通过各种相互作用而彼此影响的现象,其反映各子
系统之间协调发展的交集,主要表现为系统内部要
素及系统之间由低级到高级、由简单到复杂、由无序
到有序的总体演化过程. 经济发展与环境保护之间
存在着复杂的耦合关联关系[19] . 一般来说,随着时
间推移,经济系统与环境系统的相互作用关系在不
同阶段有不同的表现.因此,本文按照如下方案对沈
阳经济区经济系统与环境系统进行评估:首先,选择
耦合协调度模型,确定沈阳经济区 1990—2009 年经
济系统与环境系统各自的方程、发展水平和耦合协
调程度;其次,选择剪刀差方法,宏观反映经济系统
与环境系统发展趋势的差异;最后,选择耦合度模
型,微观评定经济系统与环境系统相互作用的状态
及阶段性差异.
按照耦合定义,设正数 x1,x2,…,xm为描述经济
系统特征的 m个指标;设正数 y1,y2,…,yn为描述环
境特征的 n个指标,则分别称函数 F(x) = 移
m
i = 1
aixi,
F(y) =移
n
j = 1
b jy j 为综合经济效益评价函数和综合环
境效益评价函数. 式中,ai、b j为各个指标的待定权
数,本文采用熵权法[20]计算而得.
为进一步评判经济增长、环境交互耦合的程度,
引入耦合协调度模型[9]:
T=gF(x)+hF(y)
C=
F(x)F(y)
F(x)+F(y)é
ë
êê
ù
û
úú{ }2
k
D(x,y)= C伊T
式中:T为经济增长与环境演化的综合发展指数,其
反映经济增长与环境建设的综合水平,由于经济系
统与环境系统同等重要,本文取 g = h = 0郾 5;C 为经
济系统与环境系统的协调指数;k 为协调系数,本文
取 k = 2[9];D(x,y)为耦合协调度,表示在经济系统
4762 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
与环境系统综合发展效益[F(x) +F(y)]一定的条
件下,为使复合效益[F(x) 伊F(y)]最大,二者进行
组合协调的数量程度. T沂(0,1),即 D沂(0,1),且
D越趋近于 1 时,协调度越大,反之越小.当 0
剪刀差方法可反映两种变化趋势之间的差异
性.本研究采用剪刀差来反映某时刻经济[F(x)]与
环境系统[F(y)]发展趋势的差异,并通过 F(x)与
F(y)曲线在给定时刻 t0的两切线夹角 琢来表示,且
琢值越大,表示 F(x)与 F(y)两条曲线变化趋势之
间的差异越大(图 1).其中,F(x)与 F(y)的变化速
率 V(x)与 V(y)可通过其曲线的切线斜率 F忆(x)和
F忆(y)来表示[21]:
V(x) = F忆(x) = dx / dt
V(y) = F忆(y) = dy / dt
琢 = arctan | F忆(x) - F忆(y)1 + F忆(x)F忆(y) | (0 臆琢 < 仔 / 2)
1郾 4摇 经济与环境协调发展的耦合度模型
耦合度模型是根据经济系统与环境系统各自的
耦合元素产生相互影响的程度,进一步判定二者之
间的协调作用关系和作用表现. 若把经济系统与环
境系统作为一个整体来考虑,假定这个系统只有
F(x)与 F(y)2 个元素,按照贝塔兰菲的一般系统
理论[22],当 F(x)与 F(y)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)].首先建
立 V 的简单模型,假定经济的变化是周期性的,环
境受经济的影响也出现周期性,在每个周期内,可以
在两维平面[V(x),V(y)]中来分析 V. 以 V(x)与
V(y)为变量建立坐标系,则 V的变化轨迹为坐标系
中的一个椭圆形(因为环境发展一般小于经济发展
图 1摇 剪刀差示意图[21]
Fig. 1摇 Sketch map of scissors difference[21] .
图 2摇 经济系统与环境系统耦合度模型[17]
Fig. 2 摇 Coupling model of coordinated development between
economic and environmental systems[17] .
V( x):经济系统演化速度 Evolution velocity of economic system;
V(y):环境系统演化速度 Evolution velocity of environmental system;
玉:低级协调共生阶段 Low harmonious symbiosis stage;域:协调发展
阶段 Co鄄development stage; 芋:极限发展阶段 Limit development
stage; IV:螺旋式上升阶段 Spiral stage.
速度) (图 2). V( x)与 V( y)的夹角 茁 满足: tg茁 =
V(x) / V(y),即 茁 = arctanV( x) / V( y). 根据 茁 的取
值,可以判定整个系统的演化状态以及经济系统与
环境系统协调发展的动态耦合程度. 在一个演化周
期内,整个系统将经历低级协调共生(玉)、协调发
展(域)、极限发展(芋)、螺旋式上升(IV)4 个阶段,
且各个阶段作用的表现有所差异(表 1).
1郾 5摇 经济与环境系统的评价指标体系
指标选取时,首先确立经济系统和环境系统的
组成元素,同时综合考虑 2 个系统的关联性和时序
性,采用理论分析法、频度统计法[10]、理论分析与专
家咨询等相结合的方法对 2 个系统的指标进行筛
选.本文将经济系统分解为经济规模、经济活力、经
济结构、经济效益 4 个类别,将环境系统分解为生态
资源、环境质量、污染物排放、环境污染治理 4 个类
别.然后根据经济系统和环境系统本身的特点,结合
指标体系构建的一般原则,选取近 70 个指标. 为满
足指标的主成分性和独立性原则,对原始指标体系
进行主成分分析和独立性分析,最终确定 50 个指标
参与评价(表 2).
1郾 6摇 数据来源与处理
本文数据来源于中国城市统计年鉴 (1990—
2009 年) [23]、辽宁统计年鉴(1990—2010 年) [24]、辽
宁省环境保护志[25] .
鉴于指标的原始数据量纲不同,在分析之前,采
用极差标准化的方法对数据进行无量纲化处理,其
计算公式为:
576210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 韩瑞玲等: 沈阳经济区经济与环境系统动态耦合协调演化摇 摇 摇 摇 摇 摇
表 1摇 经济系统与环境系统耦合度模型
Table 1摇 Coupling model between economic and environmental systems
角度范围
Angle range
区域
Area
发展阶段
Development stage
作用表现
Action performance
-90毅<茁臆0毅 玉 低级协调共生阶段 经济发展缓慢,且基本不受生态环境的限制和约束,经济发展对生态环境的影响也
几乎为零
0毅<茁<45毅 初级协调发展阶段 V(x)
茁=45毅 域 和谐发展阶段 V(x)= V(y),经济与环境发展速度相当,二者和谐发展
45毅<茁臆90毅 共同发展阶段 V(x)>V(y),经济发展速度逐渐加快,经济和环境开始相互影响,环境对经济发展的
约束与限制矛盾开始显露,但尚不突出
90毅<茁臆180毅 芋 极限发展阶段 经济高速发展期,其快速发展加速了对资源的索取和对环境的破坏,经济与环境之
间的矛盾日益突出,导致约束经济发展的限制圈也相应越来越小,生态环境危机进
入潜伏期
-180毅<茁臆-90毅 郁 螺旋式上升阶段 经济发展与生态环境之间由交互胁迫的关系逐步转化为相互促进的关系,并最终达
到经济与环境高度协调共生发展状态
表 2摇 经济系统与环境系统评价指标体系
Table 2摇 Assessment indexes system of economic and environmental systems
分类
Category
经济系统指标
Indicator of economic system
属性
Property
权重
Weight
分类
Category
环境系统指标
Indicator of environmental system
属性
Property
权重
Weight
经济规模 人均 GDP (yuan) + 0郾 13
Economic 人均财政收入 (yuan) + 0郾 13
scale 人均固定资产投资 (yuan) + 0郾 14
人均社会消费品零售额 (yuan) + 0郾 11
人均进出口额 (USD) + 0郾 14
人均实际利用外资额 (USD) + 0郾 12
城市居民人均可支配收入 (yuan) + 0郾 12
农村居民人均纯收入 (yuan) + 0郾 11
经济活力 GDP增长率 (% ) + 0郾 14
Economic 财政收入增长率 (% ) + 0郾 10
vitality 固定资产投资增长率 (% ) + 0郾 16
社会消费品零售总额增长率 (% ) + 0郾 09
对外出口增长率 (% ) + 0郾 14
城市居民可支配收入增长率 (% ) + 0郾 10
农村居民纯收入增长率 (% ) + 0郾 09
流动资产周转次数 (times) + 0郾 18
城市化率 (% ) + 0郾 19
经济结构 第三产业比重 (% ) + 0郾 11
Economic 农村居民家庭恩格尔系数 - 0郾 23
structure 城市居民家庭恩格尔系数 - 0郾 17
就业结构优化度* + 0郾 10
规模以上企业增加值占增加值比重 (%) + 0郾 20
经济效益 单位 GDP用电量 (kW·h) - 0郾 32
Economic 单位 GDP水耗 (t) - 0郾 31
benefit 单位耕地面积产值 (yuan·hm-2) + 0郾 37
生态资源 森林覆盖率 (% ) + 0郾 35
Ecological 城市人均绿化覆盖面积 (m2) + 0郾 13
resources 建成区绿化覆盖率 (% ) + 0郾 19
人均造林面积 (hm2) + 0郾 16
人均水资源量 (m3) + 0郾 17
环境质量 CO浓度 (mg·m-3) - 0郾 16
Environ鄄
mental SO2浓度 (mg·m
-3) - 0郾 16
quality 总悬浮颗粒物浓度 (mg·m-3) - 0郾 27
月自然降尘量 (t·km-2) - 0郾 24
区域交通噪声平均值 (dB) - 0郾 17
污染物排放 单位 GDP建筑垃圾排放量 (t) - 0郾 12
Pollutant 人均医疗垃圾排放量 (t) - 0郾 15
discharge 人均生活垃圾清运量 (t) - 0郾 11
单位 GDP废水排放量 (t) - 0郾 11
单位 GDP固体废弃物产生量 (t) - 0郾 15
单位 GDP SO2排放量 (t) - 0郾 12
单位 GDP废气排放量 (t) - 0郾 11
单位耕地化肥施用量 (t·hm-2) - 0郾 13
环境污染 工业废水排放达标率 (% ) + 0郾 13
治理 工业 SO2去除率 (% ) + 0郾 14
Environ鄄 固体废弃物综合利用率 (% ) + 0郾 12
mental 噪声达标区面积占辖区面积比重 (%) + 0郾 17
pollution 建设项目“三同时冶执行合格率 (%) + 0郾 08
treatment 三废综合利用产值占 GDP比重 (%) + 0郾 13
污染治理项目投资占 GDP比重 (%) + 0郾 23
*就业结构优化度指第二、第三产业就业人员占全部就业人员的比重 Optimal degree of employment structure meant the percentage of employment
shared by the second and tertiary industry郾 +代表正向指标,指标越大越好 + stood for positive indicator which meant the bigger the better; -代表负向
指标,指标越小越好 - stood for negative indicator which meant the smaller the better.
摇 摇 正向指标:Z ij =
xij-min(x j)
max(x j)-min(x j)
负向指标:Z ij =
max(x j)-xij
max(x j)-min(x j)
式中:Zij为指标 xij标准化后的结果;min(xj)和max(xj)
分别为指标 xij所在序列的最小值和最大值.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 沈阳经济区经济系统与环境系统发展水平
1990—2009 年,沈阳经济区经济系统[F( x)]
呈波动上升趋势(图 3). 1990—1999 年,沈阳经济
区经济发展水平在波动中缓慢提高,F( x)由0郾 15
6762 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
图 3摇 沈阳经济区经济系统[F(x)]与环境系统[F(y)]的演
化趋势
Fig. 3摇 Evolution trend of the economic [F( x)] and environ鄄
mental [F(y)] systems of Shenyang Metropolitan Area郾
玉:环境系统函数 Environmental system function;域:经济系统函数
Economic system function.
提高到 0郾 28.这一阶段,主要受亚洲金融危机和国
内需求不足影响,加上区域经济结构存在的重工业
突出的固有矛盾,使经济总体处于低谷期,经济活力
指标出现明显下降趋势,其中,固定资产投资增长
率、流动资产周转次数、GDP 增长率 3 个所占份额
较大的指标的降幅尤为明显. 2000—2009 年,沈阳
经济区发展水平总体呈现稳定、快速上升态势,由
0郾 34 增长到 0郾 81,区域经济实力明显提升.经过 20
世纪 90 年代后期的调整和改造,沈阳经济区自
2000 年起,经济发展有了较大起色,经济规模、经济
活力、经济结构、经济效益 4 类指标都有不同程度的
巩固和提高(图 4),其中,经济规模增长最明显,由
0郾 43 增长到 0郾 71,带动了经济区经济的快速发展,
但经济效益增长相对缓慢. 2009 年,研究区经济发
展出现了 0郾 02 的小幅下滑,主要源于经济活力受到
整体经济疲软的影响.
1990—2009 年,沈阳经济区环境系统[F( y)]
呈波动上升趋势,但与经济系统发展轨迹有所差异.
1990—1999 年,沈阳经济区环境系统指标的发展呈
波动上升,且波动幅度较大,具体可分为 2 个阶段:
1)1990—1995 年,由于生态资源(森林覆盖率、人均
水资源量)的提高、污染物排放类指标(人均医疗垃
圾排放量、人均生活垃圾清运量)的减小的综合作
用导致区域环境系统指标的波动上升(图 4);2)
1996—1999 年,按照辽宁省环境保护“九五冶计划的
指导思想,经济区的环境工作重点主要是工业污染
防治和城市环境综合治理,导致经济区内环境质量
(CO浓度、SO2浓度有所降低)、环境污染治理(三废
综合利用产值占GDP比重、工业SO2去除率有所降
图 4摇 沈阳经济区经济系统(a)与环境系统(b)各分类指标
得分值
Fig. 4摇 Economic (a) and environmental (b) systems classifi鄄
cation indicators爷 score of Shenyang Metropolitan Area.
玉:经济规模 Economic scale;域:经济活力 Economic vitality;芋:经济
结构 Economic structure; 郁:经济效益 Economic benefit郾 印:生态资源
Ecological resources;英:污染物排放 Pollutant discharge; 樱:环境质量
Environmental quality; 婴:环境污染治理 Environmental pollution treat鄄
ment.
低)指标又出现了较明显的波动下降.自 20 世纪 60
年代开始,国家在沈阳经济区内主要城市开展了
“三废冶综合利用试点,经过不懈努力,使沈阳经济
区的工业污染防治实现了多个转变:在污染防治基
本战略上,转变为工业生产全过程控制;在污染物排
放控制上,转变为浓度与总量控制相结合;在污染治
理方式上,转变为集中控制与分散治理相结合. 另
外,1996 年,辽宁省在全省范围内开展了排放水、大
气、固废和噪声污染物申报登记工作,对污染企业进
行了限制和监督. 1998 年之后,辽宁省开展了工业
污染源达标排放等工作,实现了工业污染防治由单
纯末端治理向全过程控制的转变,并积极开展工业
废弃物的合理回收利用. 2000—2009 年,沈阳经济
区环境指标总体呈缓慢上升,其中污染物排放类指
标的增长率最高,达 2郾 2% . 主要是由于 2001 年辽
宁省开展了清洁生产工作;2003 年之后,辽宁省又
在全国率先实行循环经济试点工作,在环境保护方
面取得了较突出的成绩. 但 2006—2009 年,环境建
设出现了轻微的“U冶型波动(图 3),主要是由于环
境污染治理(污染治理项目投资占 GDP 比重下降,
776210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 韩瑞玲等: 沈阳经济区经济与环境系统动态耦合协调演化摇 摇 摇 摇 摇 摇
工业 SO2去除率、固体废弃物综合利用率的综合上
升)所致.
摇 摇 总体上,研究区环境系统治理水平平均比经济
系统发展水平高 0郾 14,但经济系统的发展速度总体
比环境系统高 2郾 9% .
2郾 2摇 沈阳经济区经济系统与环境系统耦合协调度
1990—2009 年,沈阳经济区经济系统[F( x)]
与环境系统[F(y)]的耦合协调度指数[D(x,y)]由
0郾 42 增长至 0郾 89,表明期间该区域经济与环境的关
系不断改善,逐渐趋于协调(图 5). 1990—2000 年,
由于 F(x)与 F(y)的曲线波动轨迹不一致造成了协
调度指数(C)呈波动下降趋势,也造成综合发展指
数(T)变化轨迹的较大波动,进而影响了 D(x,y)的
波动趋势;2001—2009 年,F(x)与 F(y)运动轨迹逐
渐趋同,使 C与 T的运动轨迹都呈现稳定的上升态
势,说明二者都达到较高水平,并且经济的发展没有
过多损害环境利益,导致 D(x,y)也呈逐步上升的趋
势.说明经济与环境的协调发展度与经济发展水平
和环境建设水平有较强的相关性. 随着对环境问题
认识的逐步深入,环境治理工作的重点也应该由污
图 5摇 沈阳经济区经济系统与环境系统协调指数(C)、综合
发展指数(T)和耦合协调度[D(x,y)]的变化
Fig. 5摇 Change of harmonious degree (C), comprehensive de鄄
velopment degree (T) and coupling coordinate degree [D( x,
y)] of Shenyang Metropolitan Area.
染物总量控制转向污染总量控制和环境质量控制并
重[21] .
按照协调等级进行划分,1990—1992 年,F( x)
与 F(y)属于中度协调的耦合;1993—2005 年,F(x)
与 F(y)属于高度协调的耦合;2006—2009 年,F(x)
与 F(y)属于极度协调耦合.研究区经济发展水平滞
后于环境建设水平.
2郾 3摇 沈阳经济区经济系统与环境系统演化剪刀差
1990—2009 年,沈阳经济区经济系统[F( x)]
与环境系统[F(y)]的剪刀差(琢)总体呈不断缩小
的趋势,由 0郾 63毅降到 0郾 22毅(图 6),说明 F( x)与
F(y)发展趋势之间的差异越来越小,有助于 F( x)
与 F(y)协调状态的实现. 1990—1999 年,琢 的下降
幅度较小,且有较明显的波动. 波动原因主要在于
F(x)与 F(y)曲线呈现波动的时间不同,F(x)波动
较明显的时间集中在 1992—1997 年,F(y)波动较
明显的时间集中在 1994—1999 年,两曲线的综合导
致了剪刀差曲线呈现波动下降趋势 . 2000—2009
图 6摇 沈阳经济区经济系统与环境系统演变速率的剪刀差、
演化速率和耦合度演化趋势
Fig. 6摇 Scissors difference, changing rates and coupling evolu鄄
tionary trends of economic and environmental systems of Sheny鄄
ang Metropolitan Area.
玉:经济系统 Economic system;域:环境系统 Environmental system.
8762 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
年,琢呈现较快速且平稳的下滑,主要由于 F(x)与
F(y)演化速率差异的缩小(图 6)导致二者剪刀差
的差异愈来愈小.需要说明的是,经济发展速度降低
不影响经济总量的持续增长.从一般意义上讲,经济
发展速度快于环境建设水平,一是因为经济基数较
大,上升的空间较大,且受到外界利好环境的影响和
促进,区域经济总量不断增加;二是因为环境水平的
变化主要表现在环境质量的提高,及污染物排放的
减少,这些指标相对于经济指标而言,其变化幅度
较小.
2郾 4摇 沈阳经济区经济系统与环境系统演化耦合度
1990—2009 年,沈阳经济区经济与生态环境的
耦合度处于耦合度模型的第域区域,且其角度范围
在 45毅<茁<90毅,即经济与环境共同发展状态,经济与
环境的矛盾在这一时期已经开始显露,但尚不突出.
由于耦合度逐渐趋近于 45毅(图 6),说明二者关系在
逐步走向协调.经济发展速度的降低与环境建设速
度的提高,使二者演化速率的比值逐渐减小.一定状
态下,环境系统的供容能力、抵御外部干扰的能力是
有限的,经济发展速度过快时,环境系统则通过自然
灾害、环境污染、资源短缺等一系列反馈形式制约经
济发展并减缓其发展速度. 由于经济与生态环境系
统之间相互胁迫,使经济和生态环境系统逐渐向和
谐发展的态势演化,表现为 茁 值逐渐接近 45毅.
1990—1999 年,茁 呈缓慢波动下降态势(图 6),由
54郾 54毅仅下降到 52郾 51毅.这一阶段,受 F(x)与 F(y)
变化速率的差异影响,F(x)演化速度高于 F(y),期
间两者差异虽有减小趋势,但不明显. 2000—2009
年,茁呈快速下降态势,由 52郾 02毅下降到 48郾 51毅. 由
于 F(x)演化速率的降低,以及 F(y)演化速率的提
高,减小了二者演化速率的差异,使 F(x)与 F(y)的
速率差异减小,即二者演化速度逐步相近,表现为 茁
逐渐趋近于 45毅.
3摇 讨摇 摇 论
本文采用耦合协调度模型、剪刀差方法和耦合
度模型,分别判断了沈阳经济区经济与环境的协调
发展状态,进而判定了二者的发展速度差异,及二者
耦合状态的演化趋势.相比传统的耦合模型,上述 3
种方法的相互补充使耦合关系的评判更全面和
深入.
研究结果表明:1)耦合协调度模型反映出沈阳
经济区经济系统与环境系统的耦合协调状态在研究
期内不断提高,由中度协调的耦合实现了极度协调
的耦合. 1990—2009 年,沈阳经济区经济系统
[F(x)]发展水平与环境系统[F(y)]建设水平都呈
波动升高趋势,经济系统与环境系统的耦合协调度
指数[D(x,y)]相应地由 0郾 42 增长至 0郾 89,说明该
区域经济与环境的关系不断改善,较好地实现了二
者的耦合协调发展. 2)经济系统与环境系统剪刀差
的缩小证明了二者发展速度差异的缩小,有助于协
调发展.剪刀差(琢)总体呈不断缩小趋势,由 0郾 63毅
降到 0郾 22毅,源于经济系统演化速率的降低及环境
系统演化速率的提高,说明二者发展趋势之间的差
异越来越小. 3)耦合度模型表现出经济与环境系统
的发展趋势朝着二者共同发展的方向演进. 经济和
环境的耦合度分布于 45毅<茁<90毅,处于经济与环境
共同发展状态,经济与环境的矛盾在这一时期已经
开始显露,但尚不突出;由于二者演化速率的比值逐
渐减小,耦合度逐渐趋近于 45毅,说明二者关系在逐
步走向协调.
经济与环境的耦合协调度与经济发展水平和环
境建设有较强的相关性. 经济发展水平和环境建设
水平的走势直接影响了二者耦合协调发展的程度.
因此,沈阳经济区未来发展应继续重视在经济发展
的同时保护环境.经济方面,主要是增强经济活力和
提高经济效益,积极更新产业结构,加快经济转型;
环境方面,主要是提高环境质量,增强环境治理,积
极发展环保产业,加强环境宣传教育与监测.沈阳经
济区经济系统与环境系统的动态耦合协调研究可为
其区域持续发展提供科学依据,将有利于沈阳经济
区新型工业化战略的实施,有助于发挥其区域典型
性和示范作用,并促进东北老工业基地的振兴.
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作者简介摇 韩瑞玲,女,1984 年生,博士研究生. 主要从事区
域发展与规划、生态经济研究. E鄄mail: hrl309@ 163. com
责任编辑摇 杨摇 弘
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