极端干旱区人口—经济—生态环境耦合协调度动态特征与对策
——以新疆吐鲁番市为例
库尔班尼萨·吐尔逊1，何秉宇2，侯志炎3
（1.新疆大学资源与环境科学学院，新疆乌鲁木齐；2.新疆大学绿洲生态教育部重点实验室，新疆乌鲁木齐；3.新疆大学资源与环境科学学院，新疆乌鲁木齐）
摘要：本文基于生态文明建设理念，依据相关文献和吐鲁番市的实际情况，运用频次分析法、层次分析法，构建了区域人口、经济与环境耦合协调度指标体系，运用耦合协调度的模型分析了吐鲁番市11年的人口、经济、环境耦合协调度变化动态特征及其主要影响因子。结果表明，年～年吐鲁番市人口、经济与生态环境系统的耦合状态呈现持续好转态势，耦合度类别序次为中度失调衰退类、轻度失调衰退类与濒临耦合协调类；耦合协调度类型由最初的经济滞后型为主转换为人口滞后型；影响吐鲁番市人口-经济-环境系统协调发展的主要因子依次为人口自然增长率、城市人口比重、建成区绿化覆盖率、生活污水处理率、第三产业比重、社会消费品零售总额和固定资产业等。
关键词：人口；经济；环境；耦合度；耦合协调度
随着我国社会的快速发展、人口数量的不断增加，生态环境保护形势愈发严峻。研究人口、经济与生态环境的协调发展，已成为当今研究者的重要课题。年党的十九大报告中提出了加快生态文明建设的目标、任务和举措。人口、经济与生态环境的协调发展，关系到生态文明的成效。国内已有部分学者对此开展了研究，如桑秋[1]等对沈阳市人口、经济、空间三项要素与环境的协调评价指标体系，运用主成分分析与回归分析等方法构建了协调度模型，从时间角度定量分析人口、经济、空间与环境的协调程度、协调变化特征等。王宏卫[2]、庞冬[3]等人分别根据新疆渭干河库车河流绿洲和乌鲁木齐市的具体情况、构建了人口、经济环境耦合协调性综合评价指标体系。年Grossman[4]等学者首次提出了著名的库兹涅茨曲线，开展以经济为核心的人口、资源与生态环境系统性研究。我国学者也同时开展了相应的研究，一般认为，区域内的人口、经济、生态环境三个子系统互相影响、互相作用。区域人口、经济、生态环境三个系统之间的耦合作用，要求人口、经济与生态环境的协调发展发展，只有三者相互促进，产生协调效应，才能够实现三者之间的良性循环，有助于实现经济社会可持续发展。
新疆吐鲁番市位于典型的极端干旱区——新疆吐鲁番盆地，区域降水极少，蒸发量强，水资源匮乏，生态环境极为脆弱。近年来吐鲁番市人口增长、旅游活动增强，生态环境方面受到较大压力。分析吐鲁番市人口、经济和生态环境三个系统的动态变化和趋势，可为新疆吐鲁番市建设生态文明与可持续发展提供科学的依据。
本文基于生态文明建设的理念和思想，根据吐鲁番市人口、经济发展与自然环境条件，构建了人口、经济与生态环境综合指标体系，利用吐鲁番市－年这11年间的有关数据，应用耦合协调度模型对三个系统的耦合协调性程度进行测算，并分析讨论该区人口、经济与生态环境之间协调发展的演化规律，以期为生态环境脆弱的极端干旱区的协调均衡发展及建设生态文明提供理论支持和实践指导依据。
1材料与方法
1.1研究区概况
吐鲁番市是隶属新疆维吾尔自治区的一个地级市，位于新疆中东部，天山东部山间盆地，又称“火洲”，东临跟哈密市接壤，西、南与巴音郭楞蒙古自治州的和静县、和硕县、尉犁县与若羌县等毗连，北隔天山与乌鲁木齐市及昌吉回族自治州的奇台县、吉木萨尔县与木垒县相接，新疆是跟外省连接的交通枢纽。年末吐鲁番市总人口63.3万人，实现地区生产总值（GDP）.6亿元，人均GDP元。
1.2数据的来源及指标体系的构建
本文数据来源于新疆维吾尔自治区统计年鉴（－年）、吐鲁番市统计年鉴（－年）、吐鲁番市社会经济发展公报、吐鲁番市政府工作报告与吐鲁番市环境质量公报，部分指标数据来源于跟指标相关的文献以及资源环境与人口经济研究领域的文献资料等。
为了科学地建立吐鲁番市人口、经济和环境耦合协调指标体系，基于查阅关于人口、经济及环境的耦合协调参考文献，粗选了三级75项指标，并利用频次分析法[6]，确定了初选的指标。其次，利用SPSS20.0软件中的频次分析法[6]对各系统的指标进行因子分析，根据KMO值大于0.6的条件下筛选出适合因子分析的指标。依照数据的科学性、全面性、合理性与可获得性等原则[7]，并结合吐鲁番市人口、经济与生态环境发展的实际情况对指标进行第三次筛选和补充，最后确定了具有代表性与合理性、使用频率较高的19项指标，建立了吐鲁番市人口、经济与生态环境系统耦合协调发展评价指标体系（如表1）。
表1吐鲁番市人口-经济-环境耦合协调度指标体系及权重
1.3数据标准化处理
本文采用的方法是极值方法，它对原始数据进行无量纲化处理，以保留每个原始数据之间的差异性。
（4）计算综合评价得分过程如下：
对于负向指标而言，数值越小，评价结果反而越好，即采用公式：
式中，Xij表示第i年，第j个指标的指标数，Xij表示极值化后的数值，maxXij表示十年数据中的最大值，minXij表示十一年数据中的最小值。YI、ZK的原始数据按照上述方法处理。
1.4指标权重的计算
指标权重的计算是综合评价分析法中的重要步骤，本文采用客观赋权方法中的熵权法，它是用信息量的大小来确定权重。该方法在很大程度上规避了评价指标权重计算的主观因素，评价结果更接近实际，具有客观性和科学性[8-9]。具体计算步骤如下：
（1）计算比重值P。是第i年与第j个指标的数值比重
ij
（2）计算熵值
m表示年份；
（3）计算熵权
指标权重计算结果（如表1）所见；
笔者除了在课内、课外文言文教学方面下足功夫，而且还推出了“每日一摘”系列，到高三时，每天积累一句《论语》中的句子。例如“知者不惑”“仁者不忧”“勇者不惧”——《论语·子罕》，首先让学生翻译，其次让学生根据译文拟一个作文题目，随后进行片段式写作。
按照公式
利用线性加权平均的方法计算出每个子系统下各年份的生态综合得分。
1.5耦合协调度模型与评价
计算吐鲁番市最近11年的人口、经济与生态环境综合评价的指数，分析11年变化的情况、区域人口、经济与生态环境三者的综合评价指数以及这11年变化情况并确定协调性程度，计算过程如下：
（1）确定人口、经济、生态环境综合评价函数分别为：
式中，ai为权重；g(y),h(z)的计算方法遵照上述公式。
（2）借鉴廖重斌对物理学中的容量耦合系数模型：
因为本研究中n=3，所以得到三大系统的耦合度计算；
由于耦合度是反映各个系统之间关联强度的指标，不能较好地反映系统相互间的协调情况和发展水平，所以为了对3个系统间的协调程度进行更好度量，引用耦合协调度模型，具体公式如下耦合协调度模型为；
式中，C为耦合度，D为耦合协调度。α、β、γ分别为人口、经济、生态环境系统的待定系数，T为区域人口-经济-生态环境综合评价指数.结合前人的研究成果，以及吐鲁番市的实际情况，在三项系统中，本研究将f(x),g(y),h(z)3个待定系数拟定为0.2、0.4、0.4。
式中：f(x),g(y),h(z)分别表示人口、经济、生态环境系统的综合评价指数，C表示系统耦合度。
1.6耦合协调度评价标准
本文借鉴廖重斌[10]的研究，把区域人口、经济与生态环境耦合协调发展状况划分为3个大类10个亚类（见表2）。
表2人口、经济与生态环境耦合协调度分类体系及等级划分标准
2结果与分析
2.1吐鲁番市人口、经济与生态环境耦合结果
本文采用上述公式以及各项指标的权重，利用于EXCEL建立3大系统综合评价的函数模型以及人口、经济与生态耦合度、综合评价指数和耦合协调度的计算模型，根据该模型计算出吐鲁番市从年～年的人口、经济与生态综合评价函数为f（x）、g（y）和h（z），以及人口、经济与生态环境耦合度（C）、耦合协调度（D）与综合评价指数（T），如表3所示。
表3吐鲁番市人口—经济—环境耦合协调度
2.2吐鲁番市人口—经济—生态环境耦合结果分析
2.2.1吐鲁番市耦合度与耦合协调度的时空分析
利用已有数据，结合上文权重计算出了－年吐鲁番市人口－经济－生态环境系统耦合协调评价值，结果如表3所列。耦合协调度总体上呈缓慢增长态势（见图1），为了能够更加直观地描述11年间吐鲁番市人口—经济—生态环境耦合协调度动态发展过程，绘制出了图1。吐鲁番市11年的人口-经济-生态环境耦合协调类别从中度失调衰退类逐渐过渡到频临耦合协调，耦合协调程度呈现出上升趋势。耦合协调类型分别经历了环境滞后性、经济经滞后性与人口滞后性。－年是环境滞后性耦合协调类型，－年转换为经济滞后型，－年转换为人口滞后性的耦合协调状态。由图1耦合度可知，最小值0.变化到最大值的0.，极值为0.，可以看出耦合度整体波动较平稳并有增长趋势，表明三大系统的耦合度呈现逐渐耦合的趋势。耦合协调度－年呈上升趋势，上升速度较快，－年耦合协调度呈近似直线上升，这说明随着经济、环境、人口的发展，三大系统耦合的协调性越来越强。
2.2.2三大系统综合评价的时间序列分析
图1吐鲁番市-年三大系统耦合度、耦合协调度发展趋势
吐鲁番市的人口—经济—生态环境综合发展的评价指数从年的0.到年的0.，总体呈现出缓慢上升趋势（见图2）。此趋势中，环境综合评价指数、经济综合评价指数与综合评价指数的发展趋势基本相同，人口综合评价的指数增长较低于其他系统，但整体增长趋势与经济、环境、综合评价的指数增长趋势相同，该说明经济发展有比较好的环境和人口基础，却经济发展不是该时段社会发展的重要推动力。从年以后，环境综合评价的指数增长基本高于其余两个系统和综合评价指数，呈现波动上升的趋势，年后，人口综合评价指数增长低于经济综合评价指数与综合评价指数。
图2吐鲁番市-年耦合综合评价指数
由图2可知，人口综合评价指数年～年波动比较平稳，年以后增长迅速，吐鲁番市展现为典型盆地地貌，绿洲分布破碎，境内既有海拔m的博格达峰，又有中国陆地最低点艾丁湖(-m)，同时水资源十分稀缺，生存环境较为恶劣。但近年来吐鲁番市经济的快速发展、生态环境保护工作投入的加大，使区域生态环境的改善效应显著，城市综合评价指数得分从年的0.上升至年的0.，人口综合评价指数也由年的0.增长到年的0.，图2表明，经济、环境发展与之关联密切。
从经济综合评价指数可以看出，经济评价指数在－年期间明显下降，其他时间整体上经济评价指数呈指数式上升，由年的0.上升至年的0.，这说明吐鲁番市三大产业的产值在不断提升，工业化和城市化进程也在不断加快。－年期前环境综合评价指数波动平稳。年后，经济综合评价指数与环境综合评价指数发展态势一致，但环境综合评价指数大于经济综合评价指数，这说明吐鲁番市在经济快速发展趋势的条件下，吐鲁番城市环境也得到了有效的改善。
从环境综合评价的指数可知，环境综合评价的指数呈现出波浪式上升趋势，－年期前环境综合评价指数波动较平稳，主要是因为那段时期工业废物和生活污水量排放等因素的增加导致环境综合评价指数的增长受到了影响。从年开始环境综合指数迅速上升。这说明吐鲁番市近几年在大力抓紧和