中国区域经济与环境协调度预测分析，本文主要内容关键词为：区域经济论文,中国论文,环境论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：F019(2);X196(2) 文献标识码：A 文章编号：1007-7588(2003)02-0001-06
经济与环境协调度就是定量地描述在一定的经济发展阶段，区域环境承载力与区域综合经济发展水平之间的耦合程度[1,2]。经济与环境协调度研究的意义在于通过分析多区域、多时段与不同经济发展阶段的协调度区间，试图寻找出经济与环境之间演变的规律性特征，从而为每个区域发展提供参照标准。理论上可以证明，经济与环境之间存在最优协调度[1]，且最优协调度是与区域经济发展阶段相适应的经济与环境的最佳组合状态。有关经济与环境协调度的理论与评价方法笔者在另一篇文章中已有详细论述[3]。本文在已有研究和现状分析的基础上，采用灰色系统方法对未来我国10a的经济与环境协调度进行预测。
1 经济与环境协调度模型简介
据研究[4]，区域经济与环境的协调度公式定义为：
式中，x代表经济综合实力的提高速度，y代表环境承载力的变化速率，C[,xy]为经济环境协调度，且-1.414≤C[,xy]≤1.414。C[,xy]由变量x、y决定，当x、y均为正值且相等时，C[,xy]的值最大，为1.414；反之，若x、y均为负值且相等，则C[,xy]值最小，其它的任何情形界于二者之间。根据x、y的值的变化，协调度的几种类型范围参见表1。
2 预测方法的选择
预测是进行决策与调控的依据，为实现某一目标提出予警性建议或直接为决策提供选择方案，也可以分析某种现象的宏观趋势，从而提供方向性的识别。在经济发展预测或者环境变化趋势分析中，许多方法得到了应用，如多元回归分析、多目标决策、线性规划、系统动力学等，但这些方法针对经济环境系统进行分析时，存在几方面的问题。
2.1 预测面临的问题
(1)系统的复杂性。经济环境协调度的判别涉及到经济与环境两个复杂的系统，分别有自己的运行规律，协调度受到双重的制约。环境系统作为自然生态的一部分，具有生态滞后效应和不可预知的自然因素变化。各要素之间存在十分复杂的关系，单因素、单目标以及线性分析方法显得无能为力。因此，准确预测未来的发展存在一定的困难。
表1 经济与环境协调度分类
Table Classification of the coordinated index
(2)经济增长的波动性。经济波动是经济发展过程中的正常现象。对某个区域来说，国家宏观经济政策的调整、市场供求关系的变化、产业结构的调整等经常会引起经济波动；而决策者主观意志也有可能影响经济发展方向。有规则的经济波动和无规则的随机扰动相叠加，造成社会经济发展过程中波动与起落。因此，近期预测比中长期的结果更客观些。
(3)系统样本数量少。常用的预测模型包括时间序列预测、回归预测等，这类模型在经济处于平衡发展时期，尚能取得好的效果，当经济结构等发生重大变化时，或统计资料不完善时，就会造成较大的偏差。由于本文只选取了不到10a的统计数据，有些数据还不完全，因此这种用过少的样本数量如果用常规统计分析方法进行分析，误差比较大。
2.2 灰色系统基本原理与GM(1,1)模型
复杂系统最显著的特点就是模糊性、不确定性（信息不足）和无法定量，不确定模型技术就是用来描述系统中不确定因素和不确定概念，主要模型技术有模糊数学模型、灰色系统模型和随机模型等，本文采用的是灰色系统模型。
灰色系统是信息不完备的系统，主要研究对象是离散形式的系统状态变量，属于贫信息系统[4,5]，灰色变量所取数值十分有限，并且数据变化无规律，因此建立灰色系统需要某种特定的方法，对不完备信息加以描述。在灰色系统中，信息不完备的元素称为灰色元素，灰元的确定值为白化值，含有灰元的方程称为灰色方程。为了增加模型的适应性与可调性，模型中存在灰元更能反映实际情况，这样“灰”往往比“白”好，而在求解模型中，则对灰元采取某种技术处理，对这些原始数据作生成运算处理，处理后的数据变化有一定规律，减少波动性，增加了数据变化的确定性，从而在生成数据的基础上建立灰色系统模型，使“灰”变“白”。
用灰色系统理论和方法建立的模型称为灰色模型，简称GM。一般的GM模型是一个n阶、h个变量的微分方程，简称GM(n,h)模型。建模机理是，将随机变量看作一定范围内变化的灰色量，对无规律的原始数据经过生成处理后，建立生成序列的微分方程模型，并用不同的数据生成建立不同模型提高模型精度。GM(1,1)就是其中的一种建模方法。
设有本征系统：
公式(1)称为X[,0]的一个变量一阶微分方程的灰色模型，记为GM(1,1)。
在生成处理中，为了提高模型生成精度，还可以进行均值生成。
同理可作X[,1]的生成值Z[,1]，字母Z表示均值的含义。
3 利用GM(1,1)模型进行预测
经济环境协调度的预测过程包括：首先是对经济子系统f(x)的变量X和环境子系统f(y)的变量Y分别利用GM(1,1)模型进行预测，其次利用上述协调度公式计算预测年份的协调度。初步观察发现经济与环境1992年～1998年的数据波动都比较大，因此在利用灰色系统模型时，原始数据需要进一步处理。具体的计算步骤如下：
(1)对原始数据序列X[,0]进行一次累加生成得到X[,1]；
(2)对累加生成X[,1]作均值生成得到Z[,1]；
(3)用最小二乘法估计得到参数a和u；
(4)求GM(1,1)模型的解；
(5)模型检验；
(6)利用模型进行预测。
鉴于篇幅所限，本文只选取几个省区经济综合实力的预测介绍计算过程，环境承载力预测方法相同。
原始值X[,0]（经济综合指数）
图1 区域经济综合实力预测计算过程
Fig.1 The calculating process for forecasting regional economy level
经过相对误差检验，全国所有省区90年代的经济和环境综合评价指标，通过灰色模型获得的计算值与实际值相比，1/3的数据相对误差小于1%，1/4的数据误差小于2%，1/4的数据误差小于4%，因此80%以上的计算值与实际值的相对误差在4%的范围内，结果表明，模型精度比较满意，可以用来进行预测。预测年份包括2005年和2010年，预测结果列于表2。应当注意的是，本文的预测前提是假定未来10a经济不存在较大的波动。
4 预测结果分析
我国省级区域90年代近10a经济与环境的协调度结果表明，在空间和时间上协调度基本符合"U"字形曲线，即工业化初期和中后期，协调度较高，数量扩张时期的大部分地区属于调和型，协调度低。而我国大部分地区的经济发展是以牺牲环境为代价的，发展模式不理想[3]。按照现状预测，在未来的十年中协调度将呈现以下特点：
4.1 根据协调度分类评价，与90年代相比，总体变化不大，但西部省区协调度下降。
按照90年代的经济发展速度并参照我国“十五”规划，在2005年后，有许多省份经济发展水平将得到很大提高[6,7]。按照经济发展阶段理论[8]，广东、山东、江苏、浙江等省的经济发展逐渐成熟，进入技术为主导阶段。而且随着西部大开发的实施，西部各省的经济水平相对于90年代来说，应该迈上一个新台阶。
与90年代相比，全国总体经济环境协调度变化不大，但部分省份特别是西部省区（表1中倾斜部分西部地区居多）协调度下降。由于经济处于上升阶段，经济发展速度比较快，但生态环境的保护力度却没能与之匹配，因此导致了协调关系的更加弱化，而这些地区又大部分位于生态环境脆弱带，如果对环境的破坏超过环境承载力阈值，经济发展所赖以生存的生态系统将出现不可逆的状况[9]。因此这种调和型的经济环境协调关系必须引起注意。
4.2 我国区域协调度2005年与2010年在空间上仍然显示出"U"型空间分布特征
从整体协调度上来看协调度有所提高，区域差别减小，协调度曲线变缓，但1、2、3类大部分区域依然在谷底，4、5类协调度相对较高，且其中存在区域差异（图2）。
表2 区域经济与环境协调度预测
Table 2 Forecast of the coordinated index
注：西藏、重庆与台湾缺数据。阴影表示变化不大，倾斜表示下降，其它表示波动。
表3 不同经济发展阶段的区域协调度预测
Table 3 Forecast of the coordinated index in different Stage of the economic development
注：西藏、重庆与台湾缺数据。
图2 区域经济与环境协调度空间分布特征
Fig.2 Spatial"U"-curve of the coordinated index between economy and environment of China
(1)工业化初期地区协调度变化趋势分析。近20年的协调度数据表明，工业化初期的区域协调度波动不大，基本在调和与协调的分界线处徘徊。由于2005年与2010年是按照90年代的协调度变化作出的预测，没有考虑突变因素，因此，如果经济遇到比较大的扰动或者政策发生重大变化，必然会影响到经济结构与效率。初级阶段的贵州、青海、甘肃、宁夏、广西、云南、江西等区域以西部地区为主，而随着本世纪初开始的西部大开发的深入，西部的经济发展面临机遇与挑战，选择何种战略与经济发展模式，对协调度的影响将会是深刻的。
(2)数量扩张阶段区域的协调度变化趋势分析。根据经济阶段的划分理论，经济数量扩张时期又分为前期与后期。可以发现这两个时期的变化存在差异。数量扩张阶段前期（2类，包括内蒙、安徽、河南、湖南、陕西、新疆等省（区））的协调度依然在调和状态波动，而后期（3类包括山西、海南、河北、吉林、黑龙江、福建、四川7省）的协调度已渐渐向基本协调靠近。按照杨小凯提出的经济增长理论模型[10]，认为中国已进入起飞期，至少有20a的经济高速增长期。一般在数量扩张时期，也是经济高速增长时期。因此这20a的经济与环境相互作用是最强烈的，协调度值比较低。而我国4类地区到2010年已基本走完这个阶段，逐渐到达或跨越"U"型协调度曲线的转折点，表现出上升趋势。
(3)工业结构高度化阶段区域的协调度变化趋势分析。工业结构高度化阶段的区域（包括辽宁、江苏、浙江、山东、湖北等省）协调度虽然属于基本协调状态，但已跨过"U"型线的转折点进入协调度的稳定期。
(4)技术为主导化阶段的区域的协调度变化趋势分析。技术为主导阶段的省市（包括上海、北京、广东、天津）与4类一样也进入协调度稳定上升时期。
需要说明的是，这种趋势分析是阶段的平均水平，由于区域经济实力与发展进程存在差异，因而不是所有的省份都会完全遵从这些趋势线；另外，由于某些省份资料不全，协调值可能存在误差。
5 结语
本文根据90年代的数据对我国近期（2005年和2010年）的经济与环境协调度的预测表明，灰色系统在贫信息系统中的预测中仍具有一定的价值。预测结果显示了按照90年代的经济发展模式，我国未来10a的经济与环境的关系仍然呈现"U"型特征，即经济的增长是以牺牲环境为代价的。
作为技术为主导的北京、天津两个直辖市的经济环境协调度处于调和状态，环境问题比较严重；处于转折点附近的省区协调度波动比较大，主要是数量扩张时期的省区，包括广大的中部地区。尽量减少波动并尽快实现协调度的转折是这些地区在经济发展过程中要注意的问题；西部大部分地区如果继续沿用90年代的发展策略，对经济发展政策和手段不作宏观的调控，在西部开发过程中出现的环境问题不容乐观。
收稿日期：2002-12-02；修订日期：2002-12-09