黃河流域地級市綠色化空間格局演化及其影響因素研究

徐嚴，劉程軍，王睿，陳雨瑋

（浙江工業大學經濟學院，浙江杭州 310023）

黃河流域，是指黃河水系從源頭到入海這條河流所影響的地理生態區域。該流域從西到東橫跨青藏高原、內蒙古高原、黃土高原和黃淮河平原4 個地貌單元。黃河流域的地勢西高東低，西部河源地區平均海拔在4000m 以上，中部地區海拔在1000—2000m之間，為黃土地貌，水土流失嚴重，東部主要由黃河沖積平原組成。

2019年初，黃河流域水資源總量占全國比重的21.49%，地區生產總值占全國比重的25.15%，成為我國重要的生態屏障與經濟核心地帶，同時也是繼續推進脫貧攻堅和全面建設社會主義現代化的國家重點區域，對國土生態安全和社會城市發展具有重要的意義［1］。2012 年，我國提出區域“綠色化”發展理念；2015 年，結合“綠色化”創新形成“新五化”理論，重新確立了經濟社會與生態環境協調發展的要求和方向。在“新五化”發展的背景下，國家在堅持深化改革的同時，也高度重視區域生態環境建設［2］。黃河流域生態保護與高質量發展是作為國家重大戰略被提出的，但當前仍存在水資源過度消耗、區域生態環境脆弱、環境質量亟待提高等突出問題。通過探究區域綠色化發展可有效破解當前局面，可切實把握黃河流域經濟、社會和生態環境的發展現狀，因此本文對黃河流域綠色化的空間格局演化及其影響因素進行分析，以期為黃河流域綠色化發展提供科學參考和借鑒。

1989年，英國經濟學家大衛·皮爾斯在《綠色經濟藍圖》提到人類社會經濟活動應當以生態環境的條件作為起點，在可承受范圍內建立可持續發展的綠色經濟模式。①從研究理論看，主要從經濟、社會、生態文明等方面對綠色化進行功能界定［3－6］，總結得到“三圈模型”。②從研究對象看，包含了省市層面［7］、區域經濟層面［8，9］、城市群層面［10］、省內特別生態區層面［11］、省內縣域層面［12］。③從研究內容看，有研究從綠色發展效率出發，得出總體呈現“W”型波動特征并穩步提升，區域分布呈現“東中西”遞減的分布特征［13］。有研究發現，經濟集聚對綠色經濟效率的非線性影響，發現第二、三產業對綠色經濟效率表現出與地區整體集聚相似的影響，呈倒“U”型［14］。④從研究方法看［15－18］，大部分學者采用指標體系綜合測算和探究區域空間特征分布，有的將綠色化系統分解為還原、氧化、輸入、輸出4 大功能演化體系，有的則采用多層次評價體系方法測度了湖北省地級市的綠色發展水平。⑤從影響因素看，學者們引入環境規制［19］、技術創新［20］、資源稟賦［21］等主要因素作為變量，分析了環境治理與高質量發展間的影響機制。

基于此，本文結合黃河流域生態保護的國家重大戰略背景，以黃河流域9 個省域內的96 個地級市作為研究對象，以綠色化“評價—測量—影響因素”為研究思路，深入探究了黃河流域地級市綠色化發展現狀與時空演變特征，分析了黃河流域綠色化的影響因素，以期為推動黃河流域綠色化發展提供科學的對策與建議。

1 指標體系、數據來源與研究方法

1.1 指標體系

綠色化是我國新時代地區城市在經濟層面、社會層面、生態環境層面和治理層面的發展目標，是符合新發展理念的生產生活方式和價值取向。基于“多納圈”理論基礎［22］，本文借鑒了多位學者的指標框架［7－12］，構建得到“綠色增長—綠色福利—綠色財富—綠色治理”4 個系統協調發展的指標體系，具體如表1 所示。其中，綠色增長表示在給定經濟條件下經濟增長與生態環境、綠色產業、資源利用同步優化提升的過程，是綠色化系統的動力基礎；綠色福利表示社會生活的福利水平與安全保障，是人類發展過程中追求高質量生活方式的體現；綠色財富代表環境質量、資源稟賦和節能減排，是綠色化系統的載體；綠色治理則表示群眾參與、政府引導的生態環境治理方式［23］，是綠色化系統的更新能力。相較于以往的研究，本文側重于衡量黃河流域城市工業指標、產業經濟結構、民生福利和城市環境方面［24］。為了避免以總量表征各項系統內容，本文通過地均、人均、百分比率等折算方式來處理各項指標，使評價體系更加科學合理。

表1 黃河流域地級市綠色化測量評價指標體系

1.2 數據來源

本文選擇黃河流域9 個省份（山東、河南、山西、內蒙古、青海、寧夏、陜西、甘肅、四川）為研究區域，以96 個地級市為研究樣本，匯總2007—2018 年份的面板數據，整理得到“城市—指標—時間”三維數據表，采用定量分析的方法測算黃河流域地級市綠色化指數。本文原始數據均來源于國家統計局、部分地級市統計局和《中國環境統計年鑒》（2008—2019）、《中國城市統計年鑒》（2008—2019），少量缺失數據采用插值法補充。

1.3 研究方法

熵值法：熵代表內在混亂或離散程度，通過熵值法計算能夠克服人為認定評價指標的主觀性，從而得到相對客觀的權重結果，被廣泛應用在社會科學領域的評價體系當中。其原理是：信息熵越小，不確定性越小，評價作用越大，從而確定權重也會越大；反之亦然。本文綠色化指數通過熵值法［25］，先將數據進行標準化處理，計算出相應的指標權重，對區域綠色化進行測度分析。黃河流域地級市的綠色化指數Sit線性加權和計算公式為：

式中，i為地級市；t 為年份；k 為指標；n 為城市數量；wk為指標權重；Xit為標準化后各項指標；Sit為綠色化綜合指數。以此為據，進行綠色化評價。

全局空間自相關：反映鄰近要素之間地理位置和屬性值的關聯程度，采用Moran′s I 指數計算結果進行判斷，I范圍是［－ 1，1］。當I ＞0 時，空間呈現正相關性，Moran′s I 數值接近1 表明空間聚集程度越大；當I ＝0 時，空間呈現獨立隨機分布；當I ＜0時，空間呈現負相關性，Moran′s I數值越接近－1，表明空間離散程度越大。計算公式為［26］：

式中，xi、xj為地級市i、j 綠色化水平；x 為區域綠色化平均水平；wij為空間權重矩陣。

局部空間自相關：通常用于研究不同要素的地理位置和屬性值的局部關聯程度，發現要素空間分布的異質性變化［27，28］。計算公式為：式中，本文采用局部Getis－ Ord統計量測量區域綠色化指數的冷熱點空間分布特征。G*＞0，表示局部地區為熱點區，即空間集聚分布；G*＝0，表示為空間隨機分布；G*＜0，表示局部地區為空間冷點區，即空間離散分布。

差異性指數：本文采用變異系數（CV）、泰爾指數（Theil）和基尼系數（GINI）3 種方式衡量每年綠色化水平的差異程度，并對3 種差距指標進行比較分析，數值越大，表示區域內的綠色化水平差距越大；反之，則表示差距越小。計算公式為：

2 空間格局演化分析

2.1 測量結果

本文根據熵值法進行正負指標數據標準化處理，計算得到各指標權重比例和數字特征，測算得出2007—2018 年我國黃河流域96 個地級市綠色化指數，分類方法采用自然間斷點分級法（Jenks），由于篇幅原因，采用2007 年、2013 年、2018 年3 個橫截面年份展示空間分布，分布結果見圖1。

從總體水平看，黃河流域各城市2007—2018 年間綠色化水平呈穩步上升趨勢；從區域平均水平看，黃河流域區域綠色化水平表現為“東部＞中部＞西部”，大部分城市綠色化程度都位于中等水平區間，少數城市分別位于較低水平和較高水平區間內。且根據地理位置發現，綠色化水平相對較高的城市一般為省會城市和省內重點發展城市。

對比綠色化時序平均指數及其3 種差異指標的趨勢（圖2）可以發現：黃河流域綠色化指數的時序特征呈穩步上升的態勢，與上文結果相吻合。泰爾指數、基尼系數和變異系數之間折線走勢相對一致，總體呈現“W”型波動狀態。從近年數值變化可見，在2018 年泰爾指數（0.0674）、基尼系數（0.1993）與變異系數（0.3918）與2013 年各指標峰值相比3 種指標均表現為遞減的趨勢，說明黃河流域全局綠色化水平的差距在逐漸縮小。

圖2 2007—2018 年黃河流域綠色化水平時序演化趨勢及其差異性分析

2.2 全局空間自相關

本文通過ArcGIS10.5 軟件生成黃河流域地級市96×96 反距離空間權重矩陣，并對其進行了標準化處理，根據Euclidean 距離法，計算得到黃河流域地級市綠色化Moran′s I 指數（表2）。結果顯示：黃河流域歷年綠色化Moran′s I 指數均為正值，取值在0.532與0.671范圍之間，均值為0.605，P 均在1%水平下顯著，Z 值均大于臨界值。Moran′s I 指數在2007—2018 年間整體表現為遞增的態勢，表明黃河流域綠色化全局空間隨時間變化呈現為集聚分布的特征，且在2018 年指數大于2007 年，全局空間綠色化水平集聚態勢逐年增強。

表2 2007—2018年黃河流域綠色化全局空間自相關結果及檢驗

2.3 局部冷熱點分析

為了進一步研究區域綠色化水平的空間分布特征，本文主要借助ArcGIS 10.5 軟件的輸出空間局部Getis－ Ord統計量，分類方法則采用自然間斷點分級法（Jenks），將黃河流域96 個地級市的綠色化水平劃分為5 個冷熱點等級。因篇幅有限，本文主要采用2007 年、2013 年、2018 年3 個截面數據分布進行演示（圖3）。通過冷熱點分析可以發現，黃河流域地級市綠色化的冷熱點分布不均衡。①從區域局部層面看，黃河流域綠色化分布呈現為“中心偏冷，周圍偏熱”的特點，且熱點排序依次為“東部＞西部＞中部”，局部整體呈現為集聚的態勢，東部熱點區域在逐漸增加，而中西部冷點區域在不斷向周圍擴散。因此，東部與中西部區域的空間異質性越來越明顯，東部與中西部綠色化分布的差距和不均衡程度也在增加，表現出“中心離散，周圍集聚”的特點。②從城市層面看，東部山東半島城市群長期處于熱點區域，中原城市群也在逐漸向熱點區轉變，北部呼包鄂城市群長期處于次熱點區，呈集聚的態勢；中西部關中城市群、太原城市群、蘭西城市群、寧夏沿黃城市群長期處于冷點區域，且中西部冷點區在逐漸向周圍擴散，呈離散態勢。

圖3 2007—2018 年黃河流域綠色化水平冷熱點空間布局

3 影響因素實證分析

3.1 影響因素

基于黃河流域地級市綠色化水平評價指標體系、熵值結果與空間分布特征，為了更好地構建模型，需要明確影響因素的設定和含義，確定影響因素和影響程度，從而根據影響因素提出改進建議。本文將黃河流域綠色化水平設定為被解釋變量（GI），對黃河流域地級市綠色化的影響因素進行梳理［29］，總結為經濟發展、產業結構、環境質量、市場驅動、政府支持、資源依賴6 個解釋變量，各指標的原始數據特征見表3。

表3 黃河流域地級市綠色化影響因素的數據特征

參考相關文獻的變量指標，本文從區域經濟總量、工業產業結構、生活環境質量、外部市場和政府因素和資源依賴的視角出發，解釋變量經濟含義設定如下：①經濟發展（RDP）。本文采用人均地區生產總值進行表示，通過城市經濟發展水平探究對綠色化發展的直接驅動效應［30］。②產業結構（IND）。本文采用各城市第二產業生產總值占該城市產業生產總值的比例進行表示，驗證當前產業結構是否合理，以及第二產業比重對綠色化發展的影響［31］。“十四五”時期，隨著國家產業經濟的不斷發展和完善，粗放型產業結構逐漸向集約型產業結構轉型升級，未來產業結構需要逐步向合理化與高級化方向發展［32］，預期估計參數為負。③環境質量（EQ）。本文采用各城市環保綠地覆蓋率來表征，體現了城市環境要素對人類社會發展的適宜程度。環境質量通常是環境生態系統中的客觀屬性，能夠體現社會公共福利，是實現現代化的重要因素，研究環境質量的影響程度有助于提出針對性政策和建議［33］。④市場驅動（OM）。為了探究市場驅動對地區綠色化的影響程度，本文采用城市的外商直接投資額指標來進行表征，體現了地區開放程度和自由市場因素，驗證區域擴大開放或環境標準的降低是否會吸引污染企業或行業進入生產［34］。⑤政府支持（GS）。模型加入政府因素指標，探究政府支持的力度對地區綠色化的影響程度。地方政府發布相關文件發揮政策導向作用，再結合財政收支進行支持和引導，本文采用地方財政支出進行表征［35］。⑥資源依賴（RE）。RE為核心解釋變量，本文采用黃河流域城市用水量指標來表征。黃河流域水資源消耗能夠體現資源依賴程度，當前黃河流域水資源利用正在由粗放型向節約型轉變，邵帥與楊莉莉認為地區水資源可以體現出自然資源稟賦［36］。本文將資源依賴作為區域特色門檻變量，研究其對綠色化水平的影響程度［37］，預期影響效果為負向。

3.2 構建模型

門檻回歸方法的本質是在因果關系當中找到門檻變量，從而檢驗以門檻值劃分出的不同區間是否存在著顯著性差異。基于門檻效應研究的相關文獻［38］，本文以資源依賴（RE）作為門檻變量，劃分出不同的區間研究資源依賴與綠色化水平的非線性關系，設定面板單門檻回歸模型為：

依此類推，拓展得到多門檻模型，以兩門檻為例設定面板門檻回歸模型為：

式中，根據門檻變量資源依賴（RE）判斷劃分區間與門檻值（γ1＜γ2），在前一個門檻值確定之后估計下個門檻值；I（·）表示指示函數，滿足要求取值為1，反之取值為0；uit為隨機擾動項，被解釋變量為綠色化水平（GI），控制變量為經濟發展（RDP）、產業結構（IND）、環境質量（EQ）、市場驅動（OM）、政府支持（GS）。本文為了減少數據和模型偏差的影響，對原始變量數據進行了離差標準化處理，采用門檻效應回歸模型進行實證分析。

3.3 檢驗模型

本文運用Stata15.0 軟件，借助Hansen的自助法（Bootstrap）反復抽樣300 次檢驗，得到F 統計量與P值，對黃河流域96 個地級城市進行靜態面板門檻效應回歸檢驗，判斷資源依賴對綠色化水平是否存在門檻效應，檢驗結果如表4所示。資源依賴通過單門檻和雙門檻檢驗，第三門檻檢驗未通過，因此資源依賴對綠色化水平具有顯著的雙門檻效應影響（圖4）。

圖4 雙門檻LR函數估計結果

表4 門檻效應檢驗結果

為了科學驗證門檻值和真實值的一致性，本文進一步采用似然比函數LR檢驗，其中虛線為5%的顯著水平，對應的LR 臨界值為7.35。LR 統計值低于5%顯著水平下的臨界值，因此資源依賴門檻變量檢驗真實有效，LR函數估計結果對應的兩門檻值依次為0.0058、0.0333。

3.4 結果分析

門檻效應回歸模型估計結果如表5 所示，本文在原有模型基礎上選用普通面板模型進行了對比分析，經過Hausman檢驗確定為面板固定效應模型，以對比分析和驗證黃河流域綠色化水平的影響因素。在普通面板固定效應實證結果中，經濟增長、環境質量和政府支持對綠色化水平均有顯著的正向影響。其中，政府支持（0.7265）和經濟發展水平（0.4134）估計參數相對較大，促進影響相對顯著；而產業結構、市場驅動、資源依賴則是對綠色化水平有顯著的負向影響。在門檻效應模型實證結果中，資源依賴對綠色化發展水平的影響因不同的門檻范圍而呈現差異性，其原因是：資源依賴表征黃河流域地級市水資源消耗程度，既體現了黃河流域地級市水資源消耗現狀，又能反映不同時期資源依賴對綠色化轉型的作用影響。

表5 模型實證結果

在門檻模型中，控制變量與面板模型的結果對比整體一致，P 值均為1%水平下顯著。經濟發展（0.4134）、政府支持（0.7306）和環境質量（0.2773）對綠色化均為正向影響，說明黃河流域地級市的經濟發展水平、政府政策支持和城市環境保護推動綠色化發展具有積極的促進作用；產業結構對綠色化具有顯著抑制作用，影響參數為－0.0764，說明當前黃河流域地級市的工業產業結構在一定程度上抑制了綠色化發展，因此黃河流域工業產業結構迫切需要調整與轉型；市場驅動對綠色化的影響參數約－0.0994，P值在5%水平顯著，說明當前市場開放程度對綠色化存在抑制作用；在固定效應模型中，資源依賴變量對綠色化總體影響為抑制作用，P 值在10%水平下顯著，參數相對較小，為進一步研究資源依賴對綠色化的影響程度，本文采用門檻模型做進一步分析。

當資源依賴取值小于等于第一門檻值時（RE≤0.0058），P值在1%水平下顯著，對綠色化水平的估計參數為－ 43.6336，原因在于：早期城市發展以粗放式經濟模式和需求側發展為主，資源依賴顯著抑制綠色化水平發展。結合空間格局發現，早期綠色化水平相對較低，而資源依賴取值位于兩門檻值之間時（0.0058 ＜RE≤0.0333），P 值顯著且對綠色化水平的估計參數為2.9420。由于早期黃河流域地級市經濟社會與生態環境發展不平衡，國家開始重視并落實綠色發展和資源合理利用相關政策，因此地方城市的資源依賴對綠色化轉變為正向促進作用。資源依賴取值大于第二門檻值時（RE ＞0.0333），P 值顯著且對綠色化水平的估計參數為－0.1614，表現為抑制作用，系數相較其他因素數值較小，其原因可能是：根據當前黃河流域為了加快城市現代化建設和產業結構調整，在增加資源利用投入的同時，從而減少其他方面的綠色化發展投資，對綠色化水平產生擠出效應，因此資源依賴對綠色化水平在一定程度上表現為抑制作用影響，且第三門檻的抑制作用相比第一門檻較小。根據門檻區間的城市數量變化結果（表6），可以從3 個區間范圍分析流域各年份96 個地級市的門檻通過情況。從總體水平上看，各城市資源依賴水平逐漸跳出第一區間，說明各城市已經在重視環境保護和資源高效利用的問題；從地級市層面上看，資源依賴區間分布情況為：資源依賴低于單門檻值的城市數量有6 個（固原、定西、平涼、銅川、晉城、榆林），但在2007—2014年發展中逐漸全部超過第一門檻值，發現位于第一區間的城市逐漸全部轉入到第二區間當中，說明當前黃河流域逐漸擺脫資源依賴抑制區域綠色化發展的問題。除此以外，發現位于第二區間的14 個城市逐漸轉入到第三區間當中。在當前堅持新發展理念的同時，第三區間的資源依賴對綠色化的影響系數（－0.1614）相比第一階段資源依賴對綠色化的影響系數（－43.6336）大幅減弱，但仍對綠色化有一定的抑制作用。黃河流域地級市資源依賴對城市發展影響具有門檻效應，即在不同的門檻范圍內影響大小和方向也有所不同，門檻效應影響特征表現為倒“N”型的影響方式。

表6 門檻區間分布

4 結論與建議

本文在黃河流域高質量發展與生態環境保護的背景下，對黃河流域地級市綠色化水平進行了綜合測量，并基于“綠色增長—綠色福利—綠色財富—綠色治理”四維理論模型重構得到區域地級市的綜合評價體系，通過熵值法、相關性、差異性等分析方法測度了黃河流域綠色化水平，最后采用面板門檻模型實證分析得到以資源依賴為門檻變量的影響效果，主要結論如下：①當前黃河流域綠色化平均水平及其各城市綠色化水平均呈上升態勢，但區域之間差異顯著，表現為“東部＞中部＞西部”的區域分布規律。綠色化的差異性指標變化趨勢相對一致，均表現為“W”型波動特征，且在2013 年以后區域差異逐漸縮小。②黃河流域綠色化全局空間表現為顯著集聚的態勢，局部區域相關性表現為“中心離散，周圍集聚”的特征。其中，東部城市群為綠色化中心集聚區域，北部城市群也表現出集聚的態勢；中西部城市群綠色化發展長期處于離散區域，且離散區域表現出不斷擴大的趨勢。從前后時間點對比發現，區域之間的綠色化水平不均衡程度在逐漸增大。③資源依賴對黃河流域綠色化影響存在顯著的雙門檻效應。資源依賴的門檻效應在第一區間和第三區間范圍內對綠色化水平均具有顯著負面影響，在第一區間內對綠色化發展的抑制程度遠大于第三區間。究其原因：部分城市早期處于粗放式發展階段，環境污染較為嚴重，而后來產業結構調整，對資源利用投入增加產生擠出效應，削弱了其他綠色化相關投資，從而對綠色化水平產生較小負面影響；而第二區間內表現出正向影響，說明通過合理引導，資源依賴對綠色化水平影響會存在正向促進作用。④政府支持、經濟增長和環境質量具有顯著正向促進作用，說明通過政府政策支持導向，地區經濟發展越好，人們居住的生活環境質量越高，從而城市綠色化水平越高。當前黃河流域的市場驅動不利于推進綠色化發展，市場開放程度的增加會引發污染密集型產業集聚，導致環境惡化。因此，產業結構調整應適應市場改革開放進程，結合“綠色工業”理念，加速推進產業轉型升級。

基于上述研究結論，提出以下政策建議：①前后對比發現，黃河流域城市綠色化發展取得了一定的成效。當前流域城市綠色化發展進程良好，區域之間綠色化水平差距逐漸縮小，但區域綠色化水平仍存在著一定的差異。針對黃河流域綠色化發展過程中的問題，應因地制宜研究解決，化解經濟、社會、環境和治理過程中與綠色化進程的矛盾，為地區發展提供原動力。②黃河流域城市綠色化空間分布存在不均衡發展的現象。宏觀層面上，各省市應結合自身區位比較優勢，根據新發展理念與經濟、社會、環境與治理的目標相結合，協調打造出區域多中心、多維度綠色化發展城市群；微觀層面上，綠色化發展局部呈現出“中心離散，周圍集聚”的不均衡分布特征，因此深入各省市調研考察，因地制宜采取差異化政策方案是解決不均衡發展問題的關鍵所在。③依賴地區資源的發展政策對區域經濟、社會發展存在著不同程度的影響，可通過合理利用與配置地區資源，由傳統粗放型經濟發展模式向集約型經濟增長的方向加快轉型升級，在依靠地區自然資源的同時，結合地區特點，以綠色化高水平區域帶動低水平區域通過空間集聚提升綠色化水平。通過研究城市的資源依賴性，可為地區社會、經濟、生態文明之間協調發展提供可行的解決路徑。④在政府政策支持和引導下，地區經濟發展、社會進步和環境保護有助于幸福城市建設，有助于提高城市居民生活質量和幸福程度。黃河流域地區應優化其工業產業結構，加快產業轉型升級，確保協調區域一體化和綠色化的協調發展，政府通過政策引導，使資源資金逐漸流向節能環保產業、高新技術產業與服務性產業。同時，黃河流域在加大市場開放的過程中應重視環境治理和監管力度，從源頭上提高市場準入條件，結合地區特點，不斷提升地區監管治理水平。