黃河流域城市韌性與經濟發展水平協調性研究

羅 巍，黃志華，程遂營，甘卓群

（1.河南大學 商學院，河南 開封 475000； 2.河南大學 文化產業與旅游管理學院，河南 開封 475000；3.河南大學 數學與統計學院，河南 開封 475000）

黃河流域是我國重要的生態屏障、經濟地帶、能源流域和打贏脫貧攻堅戰的重要區域［1］，但是存在生態本底差、水資源短缺、生態脆弱、高質量發展不充分、民生發展不足等問題［2］。 2021年10月8 日，中共中央、國務院印發的《黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要》指出，推動黃河流域生態保護和高質量發展，定位于打造大江大河治理的重要標桿、國家生態安全的重要屏障、高質量發展的重要實驗區和中華文化保護傳承弘揚的重要承載區［2］。 近年來，受全球氣候變化、極端災害肆虐、新冠肺炎疫情等“黑天鵝”事件頻發的影響，黃河流域防洪、能源供應等面臨嚴峻挑戰。

城市韌性是城市消災減災能力全方位設計的框架體系，包含經濟、社會、制度、設施、環境等多種要素［3］，表現為城市經歷災情全過程的預防、抵御、恢復的能力［3］。 研究表明，經濟發展是城市韌性發展的原動力，社會、制度水平是城市韌性可持續發展的重要保障，設施、環境要素是城市韌性建設的基礎［4］。 經濟發展水平作為獨立系統與城市韌性系統在長三角城市群［5］、京津冀城市群［6］等區域的協同作用明顯。

黃河流域地域遼闊，各地區經濟發展水平不均衡，城市韌性受經濟發展水平制約。 目前，相關文獻多以經濟與生態［7-10］、高質量發展與生態［11-12］的協調研究為主，對社會、制度等人文層面的考量較少［4］。 黃河流域的高質量發展，需要人文系統和環境系統的共同支撐［4］，應以可持續發展的理念構建全流域的城市安全體系。 為此，筆者采用耦合協調度模型，探究黃河流域九省（區）經濟發展水平與城市韌性之間的協調關系，以期從多維度視角為黃河流域生態保護和高質量發展及提升城市減災治理水平提供參考。

1 研究設計

1.1 指標選取與數據來源

在研究框架設定上，城市韌性指標在Cutter 等［3］開發的BRIC（Baseline Resilience Indicators for Communities）框架基礎上，參考陳玉梅等［13］的建議，選擇適合中國情境的指標參量（見表1）；經濟發展水平指標包含經濟發展實力、經濟發展潛力、經濟發展活力3 個子系統［5-6］（見表2）。

表1 城市韌性指標

表2 經濟發展水平指標

為避免新冠肺炎疫情產生的影響以及保證研究時效性，從EPS 數據庫、中國經濟社會大數據研究平臺、黃河流域九省（區）統計年鑒，選取2010—2019年間的統計數據。 對于極少數缺失數據，采用插值法補齊。

1.2 數據處理

城市韌性和經濟發展水平兩系統獨立計算，分別采用熵權法，利用原始數據信息熵，從客觀層面計算各子系統內指標權重［5-7］：

式中：xij、x′ij為原始數據和經標準化處理的數據，i為省份數共n個，j為指標數共m個；maxxj、minxj為第j個指標最大值和最小值；pij為計算中間量；ej為信息熵；ωj為指標權重；*表示在子系統范圍內；SE、SU分別為經濟發展水平和城市韌性得分。

為研究城市韌性和經濟發展水平兩大系統間的互演共生關系，引入耦合協調度模型，形式如下［5-7］：

式中：C為耦合度；T為綜合指數；α、β為待定系數，本研究取α=β=0.5；D為協調度，取值范圍為［0，1］。

耦合協調度評價標準見表3。

表3 耦合協調度評價標準

2 實證結果

2.1 時空差異分析

利用2010—2019年黃河流域九省（區）時間序列數據，通過熵權法確定各指標權重，然后分別計算得出各省（區）經濟發展水平（見表4）和城市韌性評價值（見表5）。

表4 經濟發展水平評價值

表5 城市韌性評價值

黃河流域九省（區）在2010—2019年間，經濟發展水平與城市韌性評價值呈波浪式上升。 經濟發展水平增速平穩，2019年，評價值最大值0.89，最小值0.28，均值0.52，省（區）間差異較大，經濟發展水平山東、河南、四川為第一梯隊，山西、陜西、內蒙古為第二梯隊，寧夏、青海、甘肅為第三梯隊。 城市韌性建設中，黃河流域九省（區）在2010—2019年間均有所提升，但截至2019年九省（區）城市韌性評價值較低，最大值0.64、最小值0.43、均值0.53，省（區）之間發展差異較小、整體處于較低水平。 從數據層面分析，城市韌性與經濟發展水平正相關，較高的經濟發展水平往往具有較高的城市韌性。

由九省（區）經濟發展水平與城市韌性變化過程線對比（見圖1）可知，九省（區）經濟發展水平與城市韌性共演趨勢分為3 類：第一類為同步增長型，包括青海、甘肅、寧夏3 個省（區），地處西北，產業結構固化，經濟活力較弱，可用自然資源較為匱乏，雖經濟發展水平與城市韌性之間黏性較大，但增速較緩；第二類為經濟拉動城市韌性增長型，包括四川、河南、山東3 個省份，豐富的人口資源、完善的產業結構帶動經濟的快速增長，經濟發展水平增速大于城市韌性增速，同時城市韌性評價值在九省（區）中較高；第三類為協同共演型，包括山西、陜西、內蒙古3 個省（區），其位于黃河中游，煤炭資源豐富，經濟發展水平評價值與城市韌性評價值距離遞減，協同作用明顯。

圖1 九省（區）經濟發展水平與城市韌性變化過程線對比

從時空分布來看，黃河流域經濟發展水平隨時間不同程度提升，空間上呈現東高西低的分布，城市韌性建設整體平衡發展；經濟發展水平與城市韌性之間存在協同作用，較高的經濟發展水平會促進城市韌性建設水平的提升；經濟發展水平影響因素有限，以陜西為例，2019年陜西經濟發展水平評價值較低，但城市韌性評價值卻高于經濟發展水平較高的河南。

2.2 耦合協調分析

根據耦合協調度模型，按照式（6）～式（8），計算經濟發展水平與城市韌性耦合度（見表6）、經濟發展水平與城市韌性協調度（見表7）。

表6 經濟發展水平與城市韌性耦合度

表7 經濟發展水平與城市韌性協調度

由時序數據可知，2010年甘肅、青海、寧夏耦合程度較低，甘肅位于拮抗階段、青海和寧夏處于磨合階段，較低的經濟發展水平造成與城市韌性系統低程度的耦合，兩系統之間松散的結合、豐富的弱關系結構構成了更多的發展機會［14］。 隨著經濟發展水平的提高，2012年起黃河流域九省（區）進入兩系統耦合期，耦合程度不斷提升，高耦合形成緊密的關系結構，帶來了系統間高水平的合作，但也會限制發展機會的產生［14］。

九省（區）系統協調度的變化各有不同，2010年山東得益于經濟、環境、設施、制度等多方面優勢處于初級協調外，其余省份均為輕度失調。 2019年，通過發展優勢產業，不斷深化經濟體制改革，提升經濟發展水平，進而促進城市韌性的提升［4-6］，甘肅、青海、寧夏、山西、內蒙古、陜西六省（區）進入初級協調階段，河南、四川和山東三省份進入高級協調階段，城市韌性提升同時促進城市環境、設施、制度等多要素發展，為經濟水平進一步提升打下基礎［4-6］。

從2010年和2019年黃河流域經濟發展水平與城市韌性耦合協調度時空分布（見圖2）來看，2010—2019年經濟發展水平與城市韌性復合系統耦合協調度存在區域性差異，總體呈“東高西低、南高北低”的空間分布格局。 黃河流域九省（區）經濟發展水平與城市韌性復合系統演化產生成長型、穩健型、成熟型3種發展路線。

圖2 典型年份經濟發展水平與城市韌性耦合協調度時空分布

（1）甘肅、青海、寧夏組成由低耦合輕失調到高耦合初協調的成長型路線。 成長型路線系統發展初期耦合程度低，后經發展演化系統耦合度得到提升但協調程度依然較低，集中在黃河流域上游地區，經濟發展落后，城市韌性評價值較低。 該地區產業結構單一，以第一、第二產業為主，第三產業不夠發達；生態脆弱，植被覆蓋率低、土地荒漠化等問題較為突出。 未來應依托蘭州、西寧、銀川省會中心城市，形成區域協同體，培育發展優勢產業集群，依托新亞歐大陸橋國際大通道、“一帶一路”建設，實現對外開放、合作、共贏；利用獨特資源稟賦，開發風光電等清潔能源并提高生產輸送能力，發展高質量能源基地；加大環境治理，防沙治沙，提升水源涵養能力；同時提升社會治理水平，加大基礎設施建設力度。 未來應從經濟、環境、設施、社會等多方位協同發展，以經濟促韌性，提升經濟發展和城市韌性的協調程度。

（2）山西、陜西、內蒙古組成由高耦合輕失調到高耦合初協調的穩健型路線。 穩健型路線系統始末經濟發展水平與城市韌性整體耦合度高，協調性不強，集中在黃河流域中游地區，該地區經濟活力不強，產業落后，城市韌性建設水平有待提高。 黃河中游地區是我國重要的煤炭產業集中區，伴隨國家能源戰略轉移及資源枯竭等現實情況，經濟活力不強、生態環境脆弱。未來應加快產業轉型，淘汰落后產業，發展綠色經濟、生態經濟；加大環境保護力度，植樹造林、減少水土流失，提升水土保持能力。 未來還應加大韌性城市建設力度，鞏固發展優勢，補足薄弱點，促進經濟與韌性城市建設協調發展。

（3）四川、河南、山東組成由高耦合初協調到高耦合高協調的成熟型路線（河南、四川2010年城市韌性協調度位于輕度失調和初級協調的臨界值，視為初級協調）。 這3 個省份經濟發展水平較高，城市韌性程度較高，經濟發展水平與城市韌性互促共演，耦合度、協調度及評價值在流域內較高。 三省份人口資源儲量豐富，同時四川擁有豐富的水資源、河南是我國重要的糧食產地、山東是能源大省，三省構筑起黃河流域“水-能-糧”安全保障線。 三省份人口眾多，社會治理水平較低；河南、山東兩省水沙關系問題突出；受地理因素制約，四川對外通達度較低。 未來應發展空港經濟，擴大對外開放，提升社會保障水平，做好節水治沙工作。 經濟發展與城市韌性已形成互促共進的模式，未來應著力構建戰略性目標，保障韌性城市建設與經濟可持續發展，動態模擬系統變化，控制好資源流向與流量，處理好系統間耦合與脫耦、自組織平衡。

3 結論和建議

3.1 結論

以黃河流域九省（區）為研究對象，利用BRIC 城市韌性及城市發展水平框架，通過熵權法分別測定了2010—2019年間經濟發展水平和城市韌性，并通過耦合協調度模型分析兩者之間的耦合協調度，得到如下結論：

（1）黃河流域經濟發展水平呈現區域化差異，形成上游偏低、中游中等、下游較高的空間分布格局。

（2）黃河流域城市韌性能力10 a 間有所提升，空間分布無顯著差異，整體水平較低。

（3）黃河流域經濟發展水平與城市韌性復合系統耦合協調性形成成長型、穩健型、成熟型3種路線，總體呈“東高西低、南高北低”的空間分布格局。

3.2 建 議

（1）完善頂層設計，立足黃河國家文化公園建設契機，調整產業結構，淘汰效能低、環境負擔重的落后產業，發展新興產業、數字經濟，走綠色環保可持續發展道路。 西安、鄭州等強中心化城市應利用城市間極化效應輻射周邊城市協同發展，山東等省份應利用“涓滴效應”帶動全流域城市共同進步。

（2）提升全流域城市韌性建設水平，分城定策。以經濟發展、制度完善、環境保護、設施建設、社會治理、社區構建為框架，構建全方位城市管理體系，提高城市減災治理水平，上游地區應注重經濟與城市韌性系統全方位協調發展；中游地區應注重社會、環境治理，補足城市韌性建設短板；四川、河南、山東應提高城市韌性管理能力，合理控制資源流向，實現系統間脫耦與耦合、自組織與層級治理的動態平衡，進一步提升城市韌性建設水平。

（3）建立健全全流域“水-能-糧”保護機制。 加強生態治理，以生態優先、綠色發展為目標，以上游提升水源涵養能力、中游保持水土、下游開展濕地保護和生態治理為策略，加強全流域節水治理，調節好水沙關系。 保障能源供應，合理開發山西、內蒙古煤炭資源，加大非常規油氣資源開采力度，推動黃河中上游地區風力、水力、光伏清潔能源生產利用。 保障糧食生產能力，在上游地區發展高品質農牧業示范基地，中下游地區穩定糧食耕作面積，保障糧食產量和品質，保障國家糧食安全。

本研究受新冠肺炎疫情及統計量變化的影響，數據獲取存在指標參量重疊、時間維度較短等不足，未來應結合統計數據和系統整體性原則設計應用適合我國的城市韌性及經濟發展水平框架。 未來在研究方法上應結合復雜系統理論，運用定性比較分析（QCA）等方法探索城市韌性系統發展路徑。