程 静, 陈红翔, 韩永贵

(宁夏师范学院 政治与历史学院, 宁夏 固原 756000)

改革开放以来，随着工业化、城镇化的快速发展，中国正面临着区域发展不协调、资源环境约束趋紧、生态退化和环境恶化等问题，这对我国实现区域可持续发展构成巨大挑战[1-2]。如何协调经济发展与生态退化及资源消耗的关系涉及到人类能否实现可持续发展，而生态环境与经济协调发展是实现可持续发展的重要途径，也是可持续发展的基本要求[3-4]。生态经济系统协调度(EEH)作为衡量生态环境与社会经济是否均衡发展的重要指标，长期以来成为学术界以及社会各界关注的热点话题[1,4]。开展生态经济协调度研究可以定量揭示区域生态环境与经济的协调发展程度，有利于依据协调度的变化及时采取措施进行精准调控，为区域的可持续发展提供理论依据[5]。

近年来，不同领域学者从不同研究视角出发，对生态环境与经济发展协调关系进行了深入的探讨。但通过文献梳理发现，现阶段针对生态与经济协调度的研究主要集中在以下几个方面：(1) 研究内容主要包括生态环境与经济协调发展的理论探讨[6-7]、评价指标体系的构建[8-9]、生态经济协调水平[1,10]、协调发展路径[11]、时空演变格局与影响因素[12-13]以及协调度区划与发展模式等[14]；(2) 研究方法主要包括综合指数法、能值分析法、生态足迹法、系统动力学模型以及物质流模型等[15-18]；(3) 研究尺度主要集中在国家[1,6]、区域[8-9,17]、省际[16]、市域[10,13]以及县域等[1]多种空间尺度。近年来，基于生态系统服务价值，结合空间分析法研究生态经济协调度及其时空演化特征成为生态经济协调度研究的重要途径之一。如朱玉鑫等[5]对陕西省环境与经济协调度时空演变特正及其驱动因素进行了研究；魏晓旭等[1]基于县域单元对中国生态经济系统协调度及空间演化格局进行了探讨，发现中国县域生态经济协调度整体得到改善，空间关联度相对稳定，但空间分布不均衡。

上述研究为持续推进生态环境与社会经济协调发展的深入研究提供了科学参考与借鉴。但总结发现，现有研究多集中在经济发展水平快的城市群、经济带以及东南沿海等地区，针对西部生态环境脆弱和经济贫困的复合区域关注较少，且现有研究多集中于较大空间尺度，从县域尺度进行生态环境与社会经济的协调发展研究还比较单薄。基于此，本研究以三江源地区为研究对象，考虑到土地利用变化对生态系统服务功能的影响[19]，且生态系统服务功能是实现区域可持续发展的基础，其价值变化是区域生态环境变化综合表征[4]，因此本文以单位面积ESV表征区域生态环境状况，以人均GDP表征经济发展水平，结合生态经济协调度模型对三江源地区生态经济协调度时空演化过程与格局进行综合分析，以期为三江源地区可持续发展提供科学的参考与借鉴。

1 研究区概况

三江源地区地处青海省南部，地理位置介于31°37′—36°14′N，89°46′—102°24′E，是黄河、长江以及澜沧江的发源地，被称为中国水塔。三江源位于青藏高原腹地，属于高原大陆性气候区，气候冷热、干湿分明，年温差小，日温差大，日照时数长，辐射强，年均气温7℃左右，平均海拔4 000 m以上，降水空间分布不均，由东南向西北递减。受地貌和气候的影响，该地区形成了独特的高山植被生态系统，植被水平和垂直地带性十分明显。三江源地区是全球高海拔生物多样性最集中的地区之一，对气候变化极为敏感，也是中国乃至亚洲重要的水源区和补给区，具有独特的地理环境和生态地位，其生态环境问题是学术界研究的重点，如何合理利用生态资源，促进区域生态经济协调可持续发展成为专家学者共同关注的焦点问题。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

本研究所用数据主要有遥感数据和统计数据两大类。遥感数据包括土地利用数据和高程数据，其中1990—2018年4期土地利用数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心(www.resdc.cn)，空间分辨率为30 m，该数据是以不同时期Landsat TM/ETM遥感影像为基础数据源，通过人工目视解译获得，其解译总精度达92%以上，并将土地利用分类划分为耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地6大类。高程数据来源于地理空间数据云平台，分辨率为30 m。社会经济统计数据来源1991—2019年《青海省统计年鉴》和《中国县域统计年鉴》以及中国经济社会大数据研究平台和国家统计局网站。

2.2 生态系统服务价值评估方法

生态系统服务是人类为谋求生存和发展从自然生态系统中直接或间接获取的效益[20]，其价值的定量评估是区域生态安全网络构建、生态补偿以及生态文明建设的重要参考依据，对促进区域经济和生态环境协调发展具有重要作用。本文基于Costanza等[21]提出的生态系统服务价值评估模型，结合谢高地等[22]制定的中国生态系统服务当量表，并采用徐丽芬等[23]提出的农田粮食价值修正方法对当量因子进行尺度修正，其计算公式为：

(1)

Ei=α·Ei0

(2)

(3)

式中:α为研究区修正系数；f和F分别为研究区和全国单位面积粮食产量；Ei为第i类生态系统修正后的当量因子；Ei0为谢高地制定的第i类生态系统的当量因子；ESV为研究区生态系统服务价值;Sk为第k类生态系统的面积；VCk为生态系统第k类生态系统单位面积生态系统服务价值系数，k=5。2018年研究区与全国单位面积粮食产量分别为3 664，5 621 kg，可以得到研究区修正系数为0.651 8。由于自然生态系统提高的经济价值是现有单位面积耕地提供的食物生产服务价值的1/7，故此可以计算得到一个生态服务价值量因子的价值为767.64元/hm2，从而得到研究区不同生态系统单位面积的生态服务价值(表1)。

表1 三江源地区不同生态系统单位面积生态服务价值 元/hm2

2.3生态经济协调度计算

协调度指数不仅反映了区域生态环境与经济发展之间的相互作用关系与强度，还能反映两者之间的协调发展程度[24]。目前，生态系统与经济系统的协调发展尚未形成统一的标准，生态经济系统协调度也是一个相对指标指数。本文在借鉴相关研究的成果上，采用魏伟等[6]提出的生态经济协调度指数来反映研究生态经济发展过程的相互影响程度及其耦合互动程度，其计算过程为：

(4)

(5)

(6)

式中：RESV为研究区生态系统服务价值变化率(%)，RESV,m和RESV,n分别为研究区不同时期始末生态系统服务价值(元)；RGDP为研究区GDP变化率(%)；RGDP,m和RGDP,n分别为研究区不同时期始末GDP(元)。当CEEH值为正时，表明研究区生态与经济发展处于协调状态，当CEEH值为负时，表明研究区生态与经济发展处于失调状态。在参考相关研究成果[5-6]的基础上，根据CEEH值将研究区生态经济协调类型进一步划分为4类，即CEEH≥1时，为高度协调；0≤CEEH<1时，为低度协调；-1≤CEEH<0时，为低度失调；CEEH<-1时，为高度失调。

3 结果与分析

3.1 三江源土地利用变化分析

研究期间，草地和未利用地是研究区主要的土地利用类型，共占研究区总面积的89%以上，其次是水域和林地，占研究区总面积的10%左右，而耕地面积和建设用地面积占比较小，不足1%。由表2可以看出，研究期间三江源地区土地利用发生较大变化，耕地、草地、水域和建设用地整体呈现增加趋势，未利用地和林地呈现波动下降态势。1990—2018年草地面积增长幅度最大，为5.033%，年均增长0.268%，其中2010—2018年增长幅度最大，为4.831%，年均增长率为0.897%；其次是水域面积，其增长幅度为0.446%，年均增长率为0.310%；而耕地和建设用地面积增长幅度最小，分别为0.094%，0.052%，两者年均增长率分别为0.579%，4.673%。林地面积虽有减少，但其变化不大，净减少面积83.27 km2，年均下降率0.018%；未利用地呈现出先升后将的变化趋势，降幅为5.604%，共减少21 706.97 km2，年均减少率为0.878%，其减少趋势与草地面积增加趋势相对应，这也是草地面积增加的主要原因。

表2 1990-2018年三江源地区土地利用变化

3.2 三江源ESV时空变化特征分析

由表3可以看出，1990—2018年三江源地区ESV整体上呈现出先减后增的变化趋势，1990—2000年研究区ESV由3 492.58亿元下降至3 477.6亿元，累计减少14.98亿元，年均降低0.043%，说明三江源地区生态系统结构和功能不断恶化。从不同土地利用类型ESV来看，除耕地和未利用地外，其余土类ESV均出现不同程度的下降，其中草地ESV下降幅度(0.467%)最大，其对该时段ESV减少量的贡献率为72.59%，主要是由于当地牧民教育资源缺乏，生态意识淡薄，对草地演替规律认识不清，过度放牧致使草地退化，导致生态恶化，ESV下降。2000—2010年三江源地区ESV呈增加趋势，由3 477.6亿元增加至3 523.46亿元，累计增加45.85亿元，年均增长0.132%，生态系统不断得到恢复和改善，其中草地和水域ESV分别增加17.88亿元，29.04亿元，林地和未利用地ESV出现不同程度的缩减，耕地增加幅度不大。2010—2018年三江源地区ESV增加较为显著，由3 523.46亿元增加至3 704.74亿元，增幅5.15%，其中草地和水域ESV分别增长167.67亿元，34.25亿元，未利用地ESV下降21.27亿元，而耕地和林地ESV变化不大。研究期间，三江源地区ESV整体呈现出增加的态势，由3 492.58亿元增加至3 704.74亿元，累计增长212.16亿元。不同土地利用类型ESV中，林地和未利用地ESV呈下降趋势，其中未利用地ESV减少量最大，为13.16亿元，降幅为24.57%；而耕地、草地和水域ESV呈现不同程度的增长趋势，其中草地ESV增长174.68亿元，增幅为7.50%，占研究区ESV增加量的82.34%，其次是水域ESV，增长60.24亿元，而耕地ESV仅增长2.20亿元，增长幅度为16.22%。

表3 1990-2018年三江源地区生态系统服务价值变化 亿元

为揭示1990—2018年三江源地区ESV空间演化特征，借助ArcGIS空间分析工具，采用自然断点法将研究区地均ESV变化量划分为5个等级，即高值区、较高值区、中值区、较低值区和低值区(图1)。1990—2000年研究区ESV整体呈负增长趋势，且ESV下降区域集中分布在中西部地区，其中下降幅度最大的是曲麻莱县和甘德县，其次是格尔木市、杂多县和玉树市，而久治县、泽库县等地区ESV变化不大。2000—2010年曲麻莱县ESV持续下降，同时同德县、泽库县和河南县ESV呈现出不同程度的下降趋势，其他地区ESV均呈现出上升态势，其中治多县、格尔木市和玛多县上升为增长高值区，称多县和囊谦县为增长较高区，而杂多县、玉树县以及兴海县等地区ESV变化不大。2010—2018年除甘德县和久治县外，其余各县ESV均呈上升变化趋势，其中玛多县和曲麻莱县增幅最大，跃升至增长高值区，杂多县、称多县、兴海县和同德县为增长较高区，而玉树市、囊谦县和班玛县等地区为增长较低区，总的分布特征为北部地区增长幅度高于南部地区，空间上呈现出“中间高，四周低”的格局。研究期间三江源地区各县地均ESV变化存在较大的空间差异性，甘德县和久治县地均ESV呈下降趋势，降幅分别为1.65%，2.99%，其余各县地均ESV均呈上升态势，其中玛多县和曲麻莱县增幅最大，分别为18.70%，18.55%，其次是兴海县、同德县、称多县和杂多县，增幅分别为8.62%，6.38%，6.44%，5.76%，而囊玛县和玛沁县增幅最小，两者增幅均不足1%。

图1 1990-2018年三江源地区地均生态系统服务价值变化

3.3 三江源经济发展时空演化特征分析

1990—2018年三江源地区经济取得长足发展，增长趋势较为显著。1990—2000年三江源地区GDP总量由9.17亿元增加至34.45亿元，年均增长率为27.56%；2000—2010年三江源地区经济增速持续扩大，经济总量增加185.49亿元，年均增长率上升为55.64%；2010—2018年研究区经济增量不断扩大，其经济增速逐渐放缓，年均增长率为12.21%。从中可以看出，研究期间三江源地区经济发展速度在时间存在不平衡现象，1990—2010年处于快速发展期，2010年后进入发展缓慢期，但整体保持高速发展的态势。

为揭示研究期间三江源地区经济发展的空间演变特征，借助ArcGIS空间分析工具，采用自然断点法将研究区地均GDP变化量划分为5个等级，即高值区、较高值区、中值区、较低值区和低值区(图2)。1990—2000年同德县和泽库县为GDP增长高值区，玉树市、囊谦县、兴海县和河南县为较高值区，称多县、班玛县、甘德县和玛沁县为中值区，其余各县均为较低和低值区。2000—2010年杂多县经济增速最大，由低值区跃升至较低值区，而河南县经济增速较为缓慢，由较高区下降至中值区，而其余各县经济增长等级属性保持稳定，与上一时期经济增加空间特征相似。2000—2018年甘德县和河南县经济增长速度明显加快，增幅分别为152.09%，141.62%，均由中值区跃升至较高值区，而玛沁县经济发展缓慢，经济增速最低，增幅仅为103.79%，并由中值区下降至较低值区。总体来看，研究期间三江源地区经济增长空间不均衡，东部地区经济增速明显高于西部地区。

图2 1990-2018年三江源地区地均GDP变化

3.4 三江源地区生态经济系统协调度时空演化特征分析

三江源地区生态经济协调发展存在两种类型，即低度失调和低度协调。研究期间，三江源地区CEEH值为0.011 7，说明研究区生态经济处于低度协调发展状态，其中1990—2000年CEEH值为-0.016 3，说明该时期研究区生态经济发展处于低度失调状态，经济发展对生态环境产生严重的负面效应，经济发展与生态保护相悖，长此以往，将不利于区域生态系统的可持续发展。2000—2010年、2010—2018年CEEH值分别为0.023 7，0.421 2，表明该时期研究区生态经济发展处于低度协调状况，且生态经济协调程度不断提升和改善。整体来看，研究区生态经济关系经历了由低度失调向低度协调演变的过程，生态经济协调关系得到明显改善，区域可持续性不断增强。

从三江源地区生态经济协调类型空间演化过程来看(图3)，1990—2000年三江源地区各县以低度失调为主，低度失调县域数量为9个，占全部县域的52.94%，生态经济协调度呈现恶化趋势，生态环境与经济发展矛盾不断加剧；2000—2010年三江源地区各县生态经济协调类型变化显著，曲麻莱县、玉树市和泽库县持续恶化，处于低度失调状态；同德县、河南县和玛沁县生态经济关系不断恶化，由低度协调转变为低度失调；而格尔木市、杂多县和囊谦县等地区生态经济关系有所好转，并由低度失调转变为低度协调状态。2010—2018年研究区生态经济系统协调度持续好转，除甘德县和久治县处于低度失调外，其余各县均处于低度协调状态，说明该时期研究区生态环境与经济发展矛盾趋向缓和，生态经济系统处于协调状态。1990—2018年甘德县、久治县和玉树市处于低度失调状态，而其余各县均处于低度协调状态，主要是甘德县、久治县和玉树市ESV呈现负增长态势，生态价值在经济增长中出现透支。值得注意的是，除甘德县、久治县和玉树市生态经济协调度处于失调外，其余各县均处于协调状态，但其协调程度并不高，部分地区处于失调与协调的临界边缘，而社会经济的持续增长将加大生态环境的压力，生态经济协调度有可能降为失调状态，未来需要注意加强生态恢复与保护。

图3 1990-2018年三江源地区生态经济协调度变化

4 讨 论

4.1 三江源地区生态系统服务价值计算

目前，ESV的计算主要有物质量法和价值量法两种。本文基于谢高地等[22]改进的单位面积价值当量因子法对三江源地区ESV进行评估，该方法与代替市场技术、模拟市场技术等方法相比，操作简便，评估全面，被广泛地应用于区域、国家以及全球尺度ESV的评估[25]。近年来关于三江源地区ESV的评估均采用该方法进行核算[25-26]，因此采用该方法对三江源地区ESV进行评估具有一定的科学性和合理性。但值得注意的是，该方法并未将土地利用类型与生态系统完全对应起来，不同土地利用类型单位面积ESV系数的取值只是近似值[27]。而生态系统服务功能的强弱不仅与生态系统生物多样性、植被覆盖度和生产力等因素息息相关，同时也受到社会经济发展和人们支付意愿与能力的影响，本文通过农田粮食价值法对当量因子进行修正，为全面考虑生态系统的空间异质性特征以及社会经济发展对生态系统服务的影响。因此，未来研究中应探索更精准的ESV评估方法和收集更详实的数据资料，从而提升ESV评估的精准度，确保ESV评估结果的可靠性和科学性。

4.2 生态经济协调度指数计算方法的选择

目前针对生态经济系统协调度指数的计算方法有很多[1,6,14]，本文在借鉴相关研究的基础上[1,6,9]，以单位面积ESV和单位面积GDP表征研究区生态环境状况和经济发展水平，以单位面积ESV变化率与单位面积GDP变化率的比值构建生态经济系统协调度指数。值得注意的是，生态经济系统具有丰富的内涵和外延，环境经济协调发展问题的综合性和复杂性绝非当前单个指标所能反映的，但受数据资料的限制，尚难对经济发展、生态建设做出全面的刻画[5]。目前生态经济系统协调度评价方法还不完善，难以得出让公众和学术界普遍接受的结果，不同计算方法所获得的的协调度指数存在较大差异，难以区分其优劣。因此未来应通过对相关参数进行更加精细和符合现实发展规律的设置，来优化协调度指数。

4.3 三江源地区生态经济协调度演化特征

通过对三江源地区1990—2018年生态经济协调度研究表明：三江源地区生态经济系统协调度指数呈现出增长态势，并由低度失调转变为低度协调状态。研究初期，研究区协调度指数为负，主要是该时期三江源地区过度放牧，致使草地退化，水域面积萎缩，经济快速发展的同时ESV出现下降，影响了生态经济系统的协调发展。而后，随着退耕工程、三江源保护建设项目以及生态文明建设政策的颁布和实施，草地得到恢复，生态系统功能不断提升，促进了区域生态经济系统的协调发展。从空间格局特征来看，协调地区主要分布在西部地区，可能的原因是退耕工程、三江源保护建设项目有效地改善和提升了西部生态环境质量，而经济发展的同时，当地的ESV也得到了极大的发挥，协调度指数上升，由于协调度的空间溢出效应，在一定程度上带动了相邻地区协调度的上升。失调地区主要分布在东部地区的甘德县、久治县和中部的玉树市，该地区林地面积的减少，导致ESV下降，而该地区也是经济发展较为活跃地区，城镇扩展导致部分生态资源被占用，造成ESV的损失，影响生态经济的协调发展。

5 结 论

(1) 1990—2018年三江源地区土地利用类型以草地和未利用地为主，不同时期土地利用变化差异较大，耕地、草地、水域和建设用地整体呈现增加趋势，未利用地和林地呈现波动下降态势。相关生态政策和工程的实施以及土地利用的合理开发利用对三江源地区土地利用格局、均衡发展及其稳定性具有显著影响。

(2) 研究期间，三江源地区ESV呈现先减后增的变化趋势，各县ESV之间存在较大的空间差异性，除甘德县和久治县ESV呈下降趋势外，其余各县ESV均呈上升态势。未利用地的合理开发利用以及草地的恢复时区域ESV增加的主要原因。

(3) 1990年以来三江源地区经济发展迅速，区域GDP呈现出持续增长的态势，但区域内各县之间空间差异显著，经济增长空间不均衡，且东部地区经济增速明显高于西部地区。

(4) 从生态经济协调度来看，三江源地区生态经济系统协调度经历了由低度失调向低度协调演变的过程，且不同时期协调度空间差异显著。但总体来看，研究区生态经济协调度整体偏低，主要以低度协调为主，且部分地区处于失调与协调的临界边缘，未来需要注意加强生态恢复与保护，实现生态环境价值化，促进生态经济系统协调发展。