人口-区域经济-环境发展耦合协调度分析

0 引言

环境是人类生产生活的物质基础，同时经济与环境，经济与人口，环境与人口之间存在复杂的联系，三者一起构成了动态的有机开放系统。湖北地处中部，在国家发展中具有较高的战略地位。对湖北人口、区域经济和环境之间的耦合协调度进行分析，有助于客观地掌握三者之间的相互作用，相互影响的规律。

在已有研究的基础上，本文首先建构湖北人口-区域经济-环境耦合协调度评价指标体系和耦合协调度模型；然后，对2006—2015年十年间湖北人口-区域经济-环境耦合协调发展的状况进行了定量分析。通过分析三者之间的发展关系及耦合协调度的变化，指出湖北人口、区域经济与环境协调发展中存在的问题，最后就相应的问题进行了对策探讨。

1 研究方法

1.1 数据标准化处理

人口-区域经济-环境系统有三个子系统构成，每个子系统又分为若干指标，在正式计算之前，需要对原始统计数据进行标准化处理，从而消除数据单位、数量级等不同而造成的影响。原始数据表示为xi，bj，ck，标准化处理后的数据表示为数据采用极差标准化的方法进行处理，处理方法如下：

由于采用这种方法取得的的值在（0，1）之间，并且有1和0，但0和1在利用熵值赋权法赋权过程中，取自然对数时会遇到问题，因此对标准化后的数据进行修正，对分别+1，故令：做同样处理，得

1.2 熵值赋权法

熵值赋权法是根据各指标的信息载量的大小来确定指标权重的方法，这种方法具有客观性和可再现性，因此，在综合评价中使用较多。各子系统中各项指标的贡献量分被设为 pi，pj，pk(i=1，2，3，…，m;j=1，2，3，…，n; k=1，2，3，…，o)，则：

pj，pk照此公式类推。m，n，o分别为人口、区域经济、环境子系统中评价指标数个数。

在此基础上可定义熵ei，ej，ek。

K为常数，其中M为评价的年数，本文中M=10。定义了熵后，可以计算第i个耦合协调度指标的熵权值，令权重为ωi。

各指标的权重见表1所示。

2 指数体系及模型构建

2.1 指标体系

根据人口、区域经济、环境三个系统关系的复杂性，选择了多个指标进行综合分析。指标选取借鉴了已有相关研究中的评价指标体系，充分考虑了指标选取的科学性、相关性、操作性、可获取性等方面的因素，建立三个子系统耦合协调度指标体系，详细指标见表1。原始数据来源于2004—2013年《湖北统计年鉴》、《中国城市统计年鉴》和国家统计局网站。

2.2 耦合协调模型构建

根据刘定惠和杨永春的研究，耦合度和协调度是有差别的。耦合度指双方相互作用的程度强弱，不分利弊；协调度是指相互作用中良性耦合程度的大小，体现了协调状况好坏。因此分别对耦合度和协调程度进行评价。湖北人口、区域经济、环境三者发展指数，可以分别用下面函数表示：

表1 人口-区域经济-环境耦合协调度评价指标体系系统 评价指标 权重年末总人口数（万人）0.1589人口自然增长率（%）0.1886人口 年末就业人数（万人）0.1804子系统 城镇化率（%）0.1343城镇人口（万人）0.1338年末常住人口（万人）0.2039 GDP（亿元）0.0887人均GDP（元）0.2169第二产业占GDP比重（%）0.1489区域经济 第三产业占GDP比重0.1428子系统 全员劳动生产率（%）0.1175财政收入占GDP比重（%）0.0705进出口总额占GDP比重（%）0.1282人均社会消费品零售总额（亿元）0.0865工业二氧化硫排放量（万吨）0.0832工业废水排放量（万吨）0.1882工业废气排放量（亿标立方米）0.112环境 工业固体废物产量（万吨）0.1161子系统 工业固体废物综合利用率（%）0.0448建成区绿化覆盖率（%）0.2043生活垃圾无害化处理率（%）0.1282工业废水排放达标率（%）0.1232

ai，bj，ck分别表示三个子系统中各评价指标的权重，各指标的权重采用熵值赋权法计算得出，具体权重见表1。

利用物理中的耦合模型，借鉴已有研究，本文提出人口-区域经济-环境系统的耦合度和协调度计算公式为：

公式中C为耦合度；D为耦合协调度；T为人口-区域经济-环境综合评价指数；α，β，γ为待定系数。鉴于人口、区域经济与环境在系统中所起作用的重要性，考虑到实现三者协调可持续发展的目标，故取，α=1/3，β=1/3，γ=1/3。

为了更直观地反映人口、区域经济与环境的协调协调程度，本文采用已有的耦合协调度评价标准，定义湖北人口、区域经济与环境耦合协调度评价标准，如表2所示。若f(x)=g(y)=h(z)则三者发展同步，否则，数值较小的处于相对滞后状态。

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