【研究意义】改革开放40年来，我国经济增长方式逐渐由单纯依靠“物质要素粗放投入生产”的数量型增长向“人民美好生活需要”的高质量发展转变。经济高质量发展被赋予人造生态与自然生态协同共进的现代文明意义，强调市场效率理性与生态本真理性的有机契合。生态保护程度与经济高质量发展水平的协调更凸显一个国家、地区和民族经济增长的韧性与持续性，在应对全球气候与能源形势变化、攻关“卡脖子”技术过程中处理好“生态-经济”的关系对巩固国家生态安全、能源资源安全、拓展国家永续发展新空间具有重要战略意义。西北地区由陕西、甘肃、宁夏、青海与新疆5省区组成，是我国重要的生态安全屏障、推进生态文明重点建设区、国家发展战略缓冲空间，是实现经济高质量发展与生态保护相协调的重难点地区^[1]。习近平总书记在西北地区考察时始终强调要巩固生态保护屏障国家战略安排，转变发展理念，实现“生态-经济”系统持续健康发展。新发展阶段如何进一步强化“生态-经济”协调的持续性，如何引导“生态-经济”系统迈向更高层次的协调成为西北地区高质量发展必须考虑的问题。

【前人研究进展】前人围绕生态保护与经济高质量发展已进行了广泛而深刻的研究，主要包括4个方面：一是生态保护与经济高质量发展内涵界定。生态保护是指应用生态科学的理论及实践方法，研究解决人与自然环境相互作用的问题，协调人类活动与自然之间关系的行为^[2]，即静态资源-环境状态与动态生产-治理能力的互动状态^[3]。经济结构升级、新旧动能转换、经济社会多元互促、人民生活幸福共同构成经济高质量发展的内涵^[4]。“生态-经济”系统耦合狭义上表现为城市、乡村场域的生态保护与经济发展的耦合，基于协调的人造生态环境能够更快更好地实现新型城镇化^[5]，避免脆弱生态引起的产业发展风险^[6]；乡村良好的自然生态能够促进农业现代化进程，但西北干旱地区、山区农村等地“生态-经济”系统的耦合仍处于较低层次^[7-8]，粮食主产区农村“生态-经济”系统耦合时空异质性明显^[9]。二是生态保护与经济高质量发展耦合评价指标体系、水平测度研究。“生态-经济”系统耦合综合评价指标体系主要从生态资源循环利用、污染防治与投资、动力转换与结构优化、发展成果共享等维度构建^[10-12]。学者多采用熵值法、相对发展度模型、耦合协调度模型、灰色关联分析等方法展开对“生态-经济”系统的耦合协调研究，研究区域主要集中在黄河流域与长江流域^[13-17]。三是生态保护与经济高质量发展协调驱动因素研究。创新驱动、现代要素与产业、空间优化格局、乡村全面振兴、高水平开放格局、基础设施优化等构成“生态-经济”系统协调的多元微观驱动因素^[18-19]。“压力-状态-响应”模型对人类活动与生态环境之间关系的分析在宏观层面形成“生态-经济”系统协调的驱动因素^[20]。四是生态保护与经济高质量发展路径与机制研究。推动“生态-经济”系统协调，关键在于贯彻新发展理念，增强经济发展可持续性，扩大绿色GDP占比，推动传统产业补强转型升级，兼顾经济与生态效益^[1]。系统协调有效性在于国家生态立法与各地生态补偿机制是否完善^[13]，协调持续性取决于科技创新能否在经济增长方式转换中充分发挥驱动作用^[21]。

【本研究切入点】前人就“生态-经济”系统耦合协调的研究成果较为丰硕，但针对西北地区的研究相对缺乏，在发挥西北地区生态安全、能源资源安全、国家边境安全等重要战略意义基础上，探究西北地区“生态-经济”系统协调发展更具现实意义。基于可持续发展理论，持续提升“生态-经济”系统及其要素协调水平，能够缓解西北地区环境保护压力、加快产业生态化与生态产业化进程。【拟解决的关键问题】一是构建西北地区“生态-经济”系统综合评价指标体系。与黄河、长江流域不同，西北地区具有独特的生态安全战略定位，资源环境具有特殊性，指标体系的构建应结合西北地区实际状况。二是测度西北地区“生态-经济”系统耦合协调水平。西北地区发展基础薄弱，但利用“西部大开发”“双循环发展”格局等重要政策利好，实现了经济增长与生态保护的迅速发展，但“生态-经济”系统的协调性有待分阶段、分地区进行研究。

1　数据来源与研究方法 1.1　数据来源与指标体系构建

本研究模型构建收集整理的数据选自2008—2020年《中国统计年鉴》《中国环境统计年鉴》与西北地区的统计年鉴和统计公报，部分缺失数据通过均值法补充，研究期为2008—2020年。依据数据的合理性、可得性与真实性原则，构建由27项指标表征的西北地区“生态-经济”系统综合评价指标体系（表 1）。

1.2　数据处理

1.2.1 指标标准化　为消除指标因单位差异引起的统计结果偏误，对原始数据进行标准化处理：

正向指标：x_ij^*=（x_ij-x_min）/（x_max-x_min）

负向指标：x_ij^*=（x_max-x_ij）/（x_max-x_min）

式中，xij^*为标准化处理后的指标值，x_ij为指标原始值，x_max和x_min分别为第j个指标的最大和最小原始值。通过标准化处理，所有指标的取值均分布在0~1之间。

1.2.2 综合评价指数　依据选取指标观测值提供信息量的大小，运用熵值法确定第j项指标的权重指数，以衡量指标信息熵值的效用价值，过程如下：

（1）计算第i个系统下，第j个指标的特征比重pij：

p_ij=x_ij^*/^*（xij^* > 0，> 0，i=1或2，j=1, 2, ⋯，n）

式中，x_ij^* 为基础指标标准化的结果。

（2）计算第j个指标的熵值ej：

式中，k为大于零的常数，k=1/lnn，lnp_ij为特征比重p_ij的对数。

（3）计算第j个指标的权重w_j：

式中，g_j为差异系数，g_j=1-e_j。

（4）计算第i个系统的综合评价指数ui(x)：

式中，u₁(x)、u₂(x) 分别为生态保护综合评价指数、经济高质量发展综合评价指数；j=1, 2, ⋯，n，为指标的个数；x_ij^* 为基础数据标准化的结果；w_j为第j个指标的权重。

1.2.3 耦合协调度模型　耦合指两个及以上的系统或两种运动形式之间彼此相互作用、相互影响并协调发展的现象，是对两个及以上主体动态演进状态的表述^[22]。本研究将耦合应用到生态保护和经济高质量发展两个相互依托、相互促进、协调互促的子系统分析中，通过构建两个子系统内的具体指标耦合模型，探索两个系统在2008—2020年间的动态演化关系，最终得出西北地区生态保护与经济高质量发展综合指数。西北地区生态保护与经济高质量发展耦合协调度模型为：

式中，T为两个系统的综合发展度，反映两个系统的整体效益水平；α和β分别表征生态保护和经济高质量发展的权重，两个系统具有同等重要的贡献度，故赋值α=β=0.5；C为系统间的耦合程度，反映各系统作用程度的强弱，C ∈[0, 1]，当C=0时，两系统无关联，C=1时，两个系统实现最优耦合；D为耦合协调度，考量系统间的协调程度，D ∈[0, 1]，D值越大，则系统耦合协调性越强。依据2008—2020年西北5省区的面板数据，对u₁、u₂和耦合协调度D进行聚类分析，把西北地区“生态-经济”系统耦合协调类型划分为极度失调、严重失调、轻度失调、低水平协调、基本协调和优质协调6个等级（表 2）。

2　结果与分析 2.1　生态保护与经济高质量发展的时空特征

通过上述模型计算得出2008—2020年西北5省区生态保护与经济高质量发展两个系统的综合评价指数，并对综合评价指数取均值以反映两个系统整体发展水平。

2.1.1 生态保护综合指数　（1）时序特征。由表 3可知，西北5省区生态保护综合指数在研究期内平稳增长，从2008年的0.3766增长至2020年的0.6315，增长67.68%。西北5省区生态保护综合指数按照发展程度可划分为快速发展期、波动上升期与平稳增长期，其中2008—2011年为快速发展期，增速多保持在10%，生态保护综合指数整体增长趋势迅猛；2012—2017年为波动上升期，生态保护综合指数在考察期内增减交替多次，整体表现为波动上升；2018—2020年为平稳增长期，生态保护综合指数增速有所放缓，多维持在2%~7% 之间，表明西北5省区已经将生态保护作为常态化工作。

（2）空间特征。2008—2020年，西北5省区生态保护综合指数增幅呈甘肃>青海>宁夏>陕西>新疆的特点。2008—2016年，生态保护发展水平最好的是陕西，该省生态保护基础具有比较优势，综合指数为0.5883，稳居西北地区首位；2016—2020年，甘肃生态保护综合指数增幅达16%、跃居西北地区首位，青海生态保护综合指数在考察期内波动式上升、年均增幅为4.5%，宁夏生态保护综合指数在考察期内波动最大、在总体增长趋势中有3次下降态势，其中2008—2009年降幅最大、为20%，新疆生态保护综合指数始终处于末位，2008—2020年增幅仅为40.72%，与其他4省区差距明显。

2.1.2 经济高质量发展指数　（1）时序特征。由表 4可知，西北地区经济高质量发展指数在研究期内稳定增长，从2008年的0.3485增长到2020年的0.5389，增幅为54.63%。其中，2008—2009、2011—2013、2018—2019年西北5省区经济高质量发展综合指数均正向增长，部分省区经济高质量发展指数增幅超过10%；2014—2018年，西北5省区经济高质量发展指数密集出现7次下降趋势，经济发展的资源要素等因素的制约作用明显。

（2）空间特征。西北地区经济高质量发展综合指数增幅呈现出宁夏>甘肃>青海>陕西>新疆的特征。2008—2020年，西北地区经济高质量发展指数增长最迅的是宁夏，年均增幅为5.25%，但与其他4省区仍存在差距；甘肃经济高质量发展指数平均增长速度超过4.83%，高于西北地区平均水平；新疆经济高质量发展指数年均增速最低，为2.07%。近些年，国家在教育、科技、金融政策等方面向西北地区倾斜，但发展基础薄弱、发展动力匮乏、发展效益不稳定的问题依然存在，以新疆的表现最为明显。

2.2　生态保护与经济高质量发展耦合协调度的时空特征

2.2.1 时序特征　由图 1可知，西北地区2008—2020年“生态-经济”系统耦合协调度呈现稳定增长的态势，从2008年的0.599增长到2020年的0.762，增幅为27.21%。依据耦合协调度时序演变特征，可以将其划分为3个阶段：2008年之前为第一阶段，“生态-经济”系统轻度失调。该阶段两个系统互促作用不明显，部分地区存在只强调经济发展速度不注重区域经济生态协调共进的问题，“生态-经济”系统耦合协调度低于0.6。2009—2013年为第二阶段，“生态-经济”系统表现为磨合的低水平协调，其中2009—2011年生态保护水平增长较经济发展水平快，自2013年开始生态保护水平与经济发展水平增长速度趋于同步，但仍小于0.7；2014—2020年为第三阶段，西北地区“生态-经济”系统的耦合协调度超过0.7，两个系统步入协调互促阶段。该阶段两个系统耦合协调度持续上升，但生态保护水平波动较为明显。历史因素表现在西北地区生态环境脆弱，持续治理时间较短；现实困境体现在经济发展处于转型过渡期，短期内难以实现“两高一资”产业（高耗能、高污染、资源密集性产业）的优化提升。

2.2.2 空间特征　由表 5可知，2008—2020年西北5省区“生态-经济”系统耦合协调度整体呈现陕西>甘肃>新疆>青海>宁夏的特征，其中陕西“生态-经济”系统耦合协调度在2020年达到0.806，已经实现优质协调，甘肃和宁夏最晚（2010年）由失调阶段进入磨合期，空间异质性特征明显。陕西、新疆两省的耦合协调度在2008年率先脱离失调阶段步入磨合期，高于西北地区耦合协调度均值；陕西“生态-经济”系统于2010年步入基本协调阶段，甘肃在2013年由磨合期步入基本协调阶段，但由于经济发展水平在2015—2020年间波动大，导致两个系统耦合协调度未实现优质协调；青海、宁夏、新疆3省（区）生态保护与经济发展耦合协调度于2016年同时步入V类基本协调阶段，青海、宁夏两个系统间的耦合协调度增速快于新疆。西北5省区中，以陕西“生态-经济”系统耦合协调度最优，在考察期内始终高于均值水平；甘肃次之，两个系统耦合协调度在2013年超越西北地区均值水平；青海、宁夏、新疆3省（区）的“生态-经济”系统耦合协调水平低于西北地区均值，将在较长一段时期继续维持V类协调水平。

3　讨论

本研究通过耦合协调度模型测度西北5省区“生态-经济”系统的耦合协调水平，结果表明，西北5省区“生态-经济”系统在黄河流域生态文明建设和乡村振兴战略实施过程中互促和协调作用逐步提高，生态环境的脆弱性得到明显改善，经济发展方式中绿色要素的作用更加突出。

西北地区生态保护与经济高质量发展耦合协调性地区间的差异虽然明显，但其平均值水平在不断提高。事实上，已有一些研究验证了这种差异性和增长趋势^[23-24]。本研究在前人研究基础上^[3]，结合西北地区自然环境与资源的特征，进一步丰富了“生态保护”的内涵，将其拓展为资源节约综合利用、自然空间合理拓展、人与自然和谐互动，强调生态保护过程中资源环境“存量”的巩固，注重人造生态与自然生态的深度融合。当“开源节流”内化为西北地区企业与民众生产、生活方式，人与自然的友好互动就能产生更大的综合效益，强化“生态-经济”系统的耦合协调性。在具体实践过程中，西北地区生态产业化的经济效益较以往释放地更加充分，在此基础上，经济效益的释放也能够加速产业生态化的进程。“生态-经济”系统的耦合协调水平在地区间差异明显，这种差距在新发展理念指引下逐渐缩小，与城市面板数据的分析结果相比^[23]，本研究利用省份面板数据得出的结果具有更宏大的全局视角，但整体性分析也丧失了对“生态-经济”系统耦合协调的差异进行更精准的把握。

当前，“两高一资”产业仍是西北地区经济发展的主力军，传统生产惯性难以在短期得到扭转。针对这一现实问题，应优化“两高一资”产业和生产结构，在发展过程更加注重资源节约利用、生产技术与质量变革、经济构成优化升级、新旧动能加速转换。已有学者在提升能源企业绿色全要素生产率等方面做出了有益探索^[25]，整体上“两高一资”企业在高效和绿色之间难以找到平衡状态，即使存在某种平衡“效益-环境”的方式存在，其持续性也待考证。技术层面的更新与质量变革对“生态-经济”系统的耦合协调水平有促进作用^[25-26]，但面对持续扩大的能源需求和技术更新应用的风险，保守型生产经营仍是“两高一资”企业的首选。实现国家“双碳”目标，西北地区各行业、社会企业、民众仍需做出更大的努力。

4　结论与建议

本研究在分析生态保护与经济高质量发展耦合机理的基础上，选取西北5省区2008—2020年的面板数据，构建“生态-经济”两个子系统指标体系，计算得出两个系统的综合发展指数，并通过耦合协调度模型，估测两个系统间的耦合协调度及演进趋势。主要结论如下：一是西北地区生态保护与经济高质量发展综合指数在考察期内持续稳定增长，随着产业结构优化、环境制度趋严、民众自主意识增强，“生态-经济”两系统综合发展指数增长趋势将继续保持。二是从西北地区“生态-经济”系统演进趋势与协调类型看，两系统耦合协调度的时空特征均向好发展，协调程度不断增强，产业生态化进程加快，产业结构性污染问题得到充分解决，生态环境承载力持续增强，在防范自然灾害、公共卫生安全和社会风险时韧性更强。

基于上述分析，为提高西北地区“生态-经济”系统耦合协调水平，分别从内源创新、消费升级和政府推动3个方面提出以下对策建议。

第一，激发产业内外创新驱动力，强化企业内源发展能力。技术更迭引起资源配置方式优化与利用程度加深^[27-28]，能够减少资源浪费与“三废”排放，促进产业生态化进程，力争产品从材料采购到生产销售均不引起资源浪费。一是鼓励企业首创实践。引导企业在基础生产过程中进行创新探索，形成“理论突破+ 一线实践”基层创新格局。巩固创新与产权保护的法律环境，对市场上出现的抄袭模仿侵权等乱象严加整治，持续激发和保护创新主体的能动意识。二是加快产业转型升级与动能转换进程。加速传统低值品减量与优质品供给替代进程，以项目建设为导向，要求高能耗、高污染、资源密集性的产业设定阶段性整改任务，鼓励其拓展产业链，开发生态产品。

第二，引导民众消费惯习转变，促进能源供给结构升级。一是深入推进“能源革命”，加快推进新能源替代传统能源步伐，引导金融资本、技术创新、人才智力等要素持续助力新能源领域，扩大无碳能源市场份额，逐步建立覆盖广泛的风电、水电、太阳能等基础设施，深化能源技术国际交流合作，探索“生态-经济”系统协调新进路。二是唤醒民众环保意识，引导民众以低碳生活为主旋律，注重生活资源的“开源节流”；从教育着手，引导学校开展垃圾分类、废弃物循环利用、创造新资源等活动，使青少年较早树立环保意识。

第三，强化政府推动作用，助力西北地区反梯度发展。一是完善生态补偿机制，执行“谁污染谁负责”准则。监督企业设立绿色发展指标，以企业和项目为中心，带动区域“生态-经济”系统协调。引导民众思想观念转变，多元补偿民众因保护生态而失去的发展机会。二是强调政策与要素的西向偏重，缩小发展基础差距。持续拓展“西部大开发”基本内涵，引导鼓励现代化要素合理嵌入西北地区产业体系，实行企业结对帮扶，破解西部地区产业生态化的资源约束。