博乐市是博州的首府，位于新疆西北部，准噶尔盆地西南部。地理位置为80°39′～82°44′E，44°20′～45°23′N，东西长约315 km,南北宽125 km，面积为7 802 km²。2018年末总人口（含兵团第五师，不含山口）26.03万人，是全州的政治、经济、文化、交通中心。其中博乐市境东北部的阿拉山口口岸被誉为欧亚大陆桥的桥头堡^[19]。2018年博乐市地方生产总值为160.22亿元，增长5.7%^[20]。近些年，随着博乐市经济发展速度不断加快，城市功能和人居环境不断改善，势必会对生态环境产生一定的影响。

本研究所获取到的数据主要包括遥感影像数据和社会统计数据，遥感数据来自地理数据空间云网站，选取轨道号为146/29和147/29的2景Landsat影像，数据获取日期分别为：2000-07-21（TM），2010-07-06（TM）和2017-08-01（OLI）。所获取的遥感影像云量少，云量<5%，质量较高，满足研究要求。社会统计数据主要来源于《新疆统计年鉴》（2000～2018年）、《新疆城市、县城统计年报博尔塔拉蒙古自治州统计年鉴》、《博尔塔拉蒙古自治州国民经济和社会发展统计公报》和《博尔塔拉蒙古自治州政府工作报告》。

遥感生态指数（RSEI）本研究使用遥感生态指数（RSEI）来综合反映研究区域生态环境现状,该指数分别由绿度、湿度、热度和干度4个指标构成^[21]，其代表指数为绿度指数（NDVI）、湿度指数(WET)、地表热度（LST）和干度（NDSI）^[22]。计算公式见参考文献[23-25]。

对于指标的选取应遵循客观性和可比性原则，从多方面、多角度出发选取能全面反映一个地区社会经济和生态环境发展状况的指标因子。本研究评估博乐市经济发展与生态环境的指标体系。经济各选取3个一级指标，并将经济和生态划分成10个二级指标对其进行评价^[26]，见表1。

每个指标的量纲和单位是不同的，无法直接比较、计算，需要先对数据进行无量纲化，然后再对指标进行赋权，本文采用极差法对数据进行标准化处理^[27]。为了保证本研究结果的准确度和可信度，采用熵值法对指标权重进行确定。计算步骤如下。

指标为正向指标时，其标准化见式（1）。

当指标为负向指标时，其标准化见式（2）。

式（1～2）中：$x_j^{\max },x_j^{\min }$为第j项指标中的最大值和最小值。

利用比重法对数据进行无量纲化，见式（3）。

计算第$j$个指标的熵值见式（4）。

第$j$个指标的差异系数见式（5）。

第$j$个指标的权重见式（6）。

式（3～6）中：$ j = 1,2, \cdots \cdots p $。

博乐市生态与经济耦合协调度研究主要是用来揭示经济发展与生态环境系统间的相关性及有序性，能更全面的认识两者之间的整体协调程度^[28]。

耦合度计算模型见式（7）。

式（7）中：U、G分别表示社会经济子系统和生态环境子系统综合得分。

耦合协调度模型见式（8～9）。

式（9）中：$ T $为经济系统和生态系统的综合发展度，$ \alpha $和$ \beta $为经济发展和生态环境各自的待定系数^[29]，结合之前相关学者的研究成果及专家建议^[30]，经济和生态是互相促进，互为制约的关系，所以综合考虑博乐市经济建设及生态环境的需求等，将$ \alpha $和$ \beta $确定都为0.5。

根据耦合协调度的区间范围参考廖重斌^[31]的研究，将经济-生态耦合系统的耦合协调度，分为如下几类，见表2。

考虑到社会经济与生态环境耦合作用的复杂性、综合性以及时序性，本研究利用灰色关联度分析2个子系统之间各因素之间的相互作用关系，从而进一步讨论艾比湖流域社会经济与生态的耦合特点。计算步骤如下。

1)确定2个指标间的关联系数。关联系数是2个相比较的序列在第t时刻(或区域)的相对差值，选择邓氏关联度计算关联系数^[32-33]。其关联系数的计算见式（10）。

式（10）中：$C_i^X,C_j^Y$分别表示各个社会经济与生态环境指标的标准化值；$\rho $为分辨系数，一般取值为0.5。其作用是提高关联系数之间差异的显著性。

2)耦合关联度模型。将关联系数按样本数k求其平均值后可以得到一个关联度矩阵γ，反映子系统间耦合的错综复杂关系。关联度γ的表达见式（11）。

通过比较${\gamma _{ij}}$的大小分析社会经济中的哪些指标与生态环境的关系更密切，${\gamma _{ij}}$值越大，说明指标间的关联性越大，耦合性越强，反之则越小。具体划分见表3。

3)在关联度矩阵γ的基础上计算各指标的平均关联度见式（12）。

博乐市的RSEI均值在2000～2017年间整体呈下降趋势，2000～2010年从0.703降至0.688，下降幅度为4.97%；2010～2017年从0.668降至0.565，下降幅度高达15.4%。在2000～2017年的18年间，博乐市RSEI指数整体呈下降的趋势，2010～2017年下降速度明显快于2000～2010年间，这说明2010～2017年间生态环境局部改善但整体压力较大。湿度（WET）值、绿度（NDVI）值均为正值，表明二者对生态环境是相互促进的作用，二者之间也是协调发展的；干度（NDSI）值和热度（LST）的载荷值均为负值，说明二者对生态环境存在相互阻碍的影响，二者欠协调。干度和热度对生态环境的影响较大。

博乐市2000、2010和2017年生态环境变化见图1。

图1可见，2000～2010年，博乐市东北部和中部地区代表生态环境优的蓝色区域逐渐缩小，而代表城市生态环境较差的红色区域面积逐渐在扩大。2010～2017年间，中部绿洲区因耕地和城镇建设用地增加环境恶化面积增长较快，出现小面积连片现象，东北部的山地地区和东南部天山西部荒漠区域生态环境质量出现改善。这表明18年间随着经济发展速度加快，经济中心的生态恶化速度也随之加快，随着环境压力增加，博乐市政府已开始加大对山地和荒漠地区生态的恢复力度。

博乐市2000～2018年经济各指标变化见图2。

博乐市经济系统综合发展水平各指标均呈现上升趋势，其中经济实力增长速度较快，经济质量呈现中等增长趋势，而产业结构增长速度放缓。2000～2006年，博乐市经济实力和经济质量增长速度均较慢，2007年迅速增长的经济实力指标已成为影响经济水平的主要因素，但反观产业结构，自2010年后其发展速度滞后，说明产业结构存在一定的不合理性。2007～2016年间经济质量发展呈现波动式上升趋势。2016年后随着博乐市大力响应国家生态文明建设规划，大力发展第三产业和特色旅游业的发展，产业结构趋于合理，对社会经济影响有了一定程度的增长。总体来说，博乐市经济系统影响最大的是经济实力，其次是经济质量，影响力逐渐变弱的为产业结构指标。

博乐市生态系统与经济系统耦合协调度见图3。

图3可见，整体上经济系统和生态系统发展水平波动性较大。经济系统发展水平2000～2003年小幅上升，受非典影响2003～2004年出现减慢趋势，自2006年《西部大开发"十一五"规划》实施以来，虽在2014～2018年间有波动，但整体成上升趋势。生态环境的发展趋势波动性强烈。生态环境系统2000～2004年间与经济发展水平增速保持一致，2006～2016年间演变速度波动性较大整体呈下降趋势。2016年后随着博乐市政府对生态环境的重视，其发展水平开始呈增长趋势。可见19年间两者之间的关系存在明显阶段性的变化，在2000～2012年期间生态环境系统综合评价指数优于经济系统指数；2012～2016经济系统综合指数开始明显优于生态系统指数。

根据两者的耦合协调度计算结果可知，2000～2018年间，博乐市协调度和耦合度总体水平呈现波动性增长的变化趋势。2000～2002年耦合协调度在0.4～0.6之间，属于轻度失调类，耦合协调水平较低；2002～2005年耦合协调度快速上升至0.71，达到中级耦合协调类型，此时经济子系统相对落后。2006～2011年间在初级耦合阶段摆动，子系统水平差距有所扩大；2011～2015年进入中级协调，经济和生态2个子系统都得到了一定的发展。2016～2018年间耦合协调度最高达到0.86，系统之间形成了强稳定的耦合系统，属于良性耦合。总结以上内容，稳定上升是生态-经济两系统之间协调性的显著特点。因此，经济发展和生态环境是相辅相成的，这也体现了绿水青山就是金山银山的理论。

通过灰色关联度分析，得到社会经济与生态环境耦合作用矩阵，见表4。

表4可知，在社会经济的各项指标中，社会消费品零售总额、第一产业占GDP比重和、第三产业占GDP比重城镇化率、农村纯收入、第三产业增加值增长率和居民金融机构储蓄额对生态环境各项指标的平均关联度均达到0.65，耦合作用较强；其中第三产业增加值增长率平均关联度达到0.830的强关联度，经济密度影响最弱，但关联度仍为0.616，耦合作用处于中等水平。

在生态环境的各项指标中，工业废水排放量和二氧化硫排放量的关联度最高，整体耦合作用较强，说明这2个因素是制约博乐市社会经济的关键因素；生态环境的其余各项指标，与社会经济的平均关联度均超过0.6，表明2个子系统整体处于中等耦合强度。在两两指标之间，社会经济中的第三产业增加值增长率与生态环境中的固体废弃物综合利用率关联度最大，达到0.848，关联度较强；第二产业占GDP比重与人均生活用水量关联度最小，耦合作用最小。

在人类对自然的印迹逐渐加强的影响下，地球已进入一个新的纪元——“人类世”。如何实现可持续发展，已成为亟待解决的全球性问题，可持续发展是生态和经济的良性发展、协调发展、促进发展。因此本文通过对遥感监测的生态数据进行处理分析后，系统地探讨了2000、2010和2018年博乐市生态与经济的影响因子，构建两大指标体系并进行耦合协调的分析，并对协调度进行了划分。研究结果表明：

1）2000～2017年间，博乐市RSEI指数呈现下降的趋势，其中影响生态环境的最主要2项因素是干度（NDSI）和热度（LST），影响能力还在逐年增加，这表明近些年城市化建设速度加快，城市的绿地面积有所减小，城市热岛效应加剧，城市化建设的进程直接影响生态环境监测结果；19年间，博乐市经济整体上呈现快速发展的趋势。

2）2000～2018年间，博乐市生态环境系统与经济系统的协调性呈现阶段性变化，2000～2010年表现出上升趋势且增长幅度较大，2011～2018年呈缓慢波动增长趋势。博乐市经济与生态发展不平衡，应以经济发展为依托，打造生态、绿色经济。

3）2000～2018年间，博乐市生态环境与经济发展耦合协调性整体处于良好状态，二者之间的演变趋势表现为失调—协调—欠优质协调—优质协调的过程。耦合度曲线的变化趋势和协调度曲线一致，均呈现波动阶段性上升的演变趋势。

4）2000～2018年间经济与生态各指标关联度较强，集中体现在工农业发展对生态环境造成了一定压力。当地政府应充分认识到生态环境对经济的限制作用，积极协调生态环境保护和经济发展之间的关系，调整产业结构，做到绿色生产。