前人研究證明區域內經濟-環境係統存在與物理耦合係統相類似的相互作用機製，耦合度是衡量係統內要素間相互作用影響程度的定量指標。因此， 根據式（2）計算得出的河北2003-2012年經濟發展和環境建設指數u1和u2，通過Excel進行相關性分析，結果顯示兩者相關係數達到0.8272，且通過顯著性檢驗，表明兩係統間顯著相關，具有協調互動的耦合關係。
然後，利用如下模型得出河北省經濟-環境係統耦合度指數：
式中，C為耦合度，在[0，1]區間取值。其值越大，說明經濟增長與生態環境越協調，同步性越強；反之，則越不協調，同步性越差。u1和u2分別代表經濟與環境係統發展指數；k為調節係數（k≥2），文中k=2。
但是，耦合度C能雖能反映經濟和生態環境相互作用的程度，卻難以體現係統整體發展水平的高低。經濟與生態環境的綜合發展水平差異很大的地區可能具有相同的耦合度。因此，利用協調發展度指標來度量經濟-環境係統綜合協調發展水平，其計算公式為：
式（4）中，D表示經濟增長與生態環境的協調發展度；C為耦合度；T為經濟效益與生態環境效益的綜合評價指數，反映經濟與生態環境係統整體水平；α、β為待定權數，采用主觀賦值法，一般根據當地經濟與環境的重要程度確定。河北省作為沿海經濟發達省份，經濟建設與環境保護同等重要，所以α、β均取值0.5。
河北省經濟-環境係統耦合協調度時序特征
借鑒國內外相關研究成果，按照協調發展度將兩者之間的協調發展狀況劃分為5種類型。再依據經濟與環境發展指數的對比關係，每種類型又可細分為3種綜合評價類型：經濟增長滯後型（u1u2）。
按照以上方法和步驟，利用Excel計算得出河北省2003-2012年經濟增長與生態環境協調發展情況的相關指標評價值並成圖。
（一）經濟效益穩步提高且環境質量波動上升
10年間河北省經濟綜合效益水平呈持續增長態勢，且速率不斷增加，經濟發展指數從2003年的0.2躍至2012年的1.0。環境子係統功效值也呈上升趨勢，但增幅不及經濟係統明顯，僅從0.26提高到0.75。在2008年，出現了一次高值波動。這主要是由於奧運會在中國的舉辦，作為北京的外圍省市，河北省各地響應綠色奧運的號召，對各項環境指標做了嚴格的控製。值得注意的是，2011年以後，環境指數出現了首次下降，說明河北省經濟的快速發展給環境帶來越來越大的壓力，環境承載力不斷下降。
（二）耦合度良好穩定且協調發展度持續上升
2003-2012年間河北省經濟與環境兩者的度非常穩定，變化不大，基本保持在近於或等於1。但協調發展度從整體上看呈持續上升態勢，從2003年的0.47到2012年接近0.92，逐漸趨向於良好協調的發展軌跡。在2008年後，協調發展度上升速度減小。總體來說，河北省經濟-環境兩子係統耦合協調發展呈現明顯的階段性演化特征，經曆了勉強協調（2003-2005年）、中度協調（2006-2009年）、良好協調（2010-2012年）三個階段。究其原因，10年間河北省經濟發展與環境建設都取得了顯著成效，經濟-環境係統綜合評價指數持續上升。
（三）增長方式不斷轉變
河北省社會經濟-生態環境效益綜合發展水平的剪刀差整體差異不大。從發展水平來看，2003-2009年，無論是勉強協調階段還是中度協調階段，經濟發展均低於環境發展指數。2010年經曆了短暫的經濟增長與生態環境基本同步；之後，兩係統綜合效益水平剪刀差不斷增大，經濟效益繼續增大的同時環境效益出現了不斷下降，轉變為生態環境滯後型。因此，雖然目前全省經濟與環境處於良性協調階段，但蘊藏著矛盾：經濟增長對環境的脅迫作用不斷加強，生態係統對經濟快速增長的支撐能力日漸不足，需預防環境壓力進一步增大的態勢。
河北省經濟增長與生態環境協調發展空間特征
本文選取2012年河北省11個市經濟、環境係統的截麵數據，采用相同的方法計算得出各市的經濟、環境子係統發展指數、經濟—環境係統綜合評價指數、係統耦合度、係統協調發展度，並就其結果做成區域差異圖。
第一，經濟水平差異顯著，環境效益相對均衡。河北省各市經濟發展極不平衡，唐山市經濟發展指數高達0.94，其次石家莊為0.87。大部分城市經濟發展處於偏低水平，在0.5以下。承德、秦皇島、張家口和邢台經濟指數均僅在0.2-0.3間。衡水市在11個地市中，經濟最不發達，發展指數低至0.17。全省各市環境效益普遍較低，在0.22-0.55。