基于生態系統服務價值的黃河流域生態與能源-經濟-環境耦合協調發展研究

摘要：分析黃河流域各省份的生態環境問題，探討生態系統服務價值時空演化特征及其與能源、經濟、環境的協調發展現狀，對促進黃河流域高質量協調發展有著重大價值。構建4E系統評價指標體系，基于黃河流域9省區2000、2010和2020年的土地利用數據及能源、經濟、環境相關的統計數據，分析黃河流域生態系統服務價值時空演化特征及其分別與能源、經濟、環境二元及四元系統的耦合協調發展水平。結果表明：2000—2020年黃河流域的耕地和未利用地面積不斷減少，林地、水域和建設用地的面積不斷增加，草地面積先減后增；從時間維度看，九省區的生態系統服務價值從2000年的18 385.52億元增長到2020年的80 242.06億元；從空間維度來看，黃河流域上游省份的生態系統服務價值較高；研究期內，黃河流域各省份的生態、能源、經濟、環境系統組成的復合系統的綜合發展指數，各二元系統及四元系統的耦合協調水平均呈緩慢上升趨勢。但甘肅和寧夏四元系統耦合協調度變化幅度較低，尤其是寧夏生態-能源-環境-經濟系統耦合協調水平仍處于輕度失調狀態。據此，提出完善區域對接機制，優化國土空間布局；優化工業產業結構，培育壯大新興產業；嚴控工業廢物排放，助推產業綠色轉型等發展建議。

關鍵詞：生態系統服務價值；土地利用變化；耦合協調；黃河流域

中圖分類號：X171.1；F124.5；X22 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2024.01.007

1992年，可持續發展戰略在聯合國環境與發展大會上被正式提出。接著，我國于1994年發布《中國21世紀議程——中國21世紀人口、環境與發展白皮書》，提出了一系列全面的、具有針對性的、可操作性的可持續發展措施。后來，1997年黨的十五大和1998年第九屆全國人大一次會議均指出踐行可持續發展戰略是我國跨世紀發展的重要任務。可持續發展的實質就是相互作用、相互制約的自然與社會系統的協調發展。確保可持續發展需要研究自然的、社會的、生態的、經濟的以及利用自然資源過程中的基本關系［1］，即：可持續發展涉及生態、能源、經濟和環境四個系統（簡稱4E系統），可持續發展的實現一方面需要實現社會經濟健康發展，另一方面也需要保證能源、環境和生態系統協調發展。為推進生態文明建設，近年來，國家相繼出臺了一系列政策法規，如《中華人民共和國生態文明建設推進法》《生態文明體制改革總體方案》等。黨的二十大也明確提出，要積極穩妥推進碳達峰碳中和，推動綠色發展，促進人與自然和諧共生。但城市化和產業化進程的加快仍然使得環境污染問題日益突出。

作為我國的第二長河，黃河擁有豐富的自然資源和遺產，對我國經濟和社會發展具有重要的戰略意義。然而，長期以來，受到人類活動和自然因素的影響，黃河流域的生態環境遭到破壞，水土流失、水資源短缺、生態環境惡化等問題比較突出。為了解決這些問題，國家先后出臺了《黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要》《中華人民共和國黃河保護法》等政策法規，明確將黃河流域生態保護和高質量發展作為國家戰略。2019年9月18日，在黃河流域生態保護和高質量發展座談會上，習近平總書記指出，要加強對黃河流域共同保護、協同治理，促進全流域高質量發展。“十四五”規劃也指出要立足資源環境承載能力，優化國土空間布局，推進城市生態修復，推動黃河流域生態保護和高質量發展。經濟的快速發展需要能源與資源的支撐，然而，脆弱的生態環境和超限的資源承載等均是黃河流域當前面臨的問題，這也造成了區域生態保護與經濟增長之間尖銳的矛盾。作為連接自然環境和經濟社會系統需求與福祉的紐帶，生態系統服務是優化調控區域生態系統的有效工具［2］。基于生態系統服務價值探究黃河流域生態、能源、經濟和環境系統的耦合協調發展，不僅能豐富生態經濟學理論的應用范圍，而且能夠為黃河流域生態保護和高質量發展決策的制定和選擇提供參考依據，對于貫徹落實新發展理念，推進黃河流域生態文明建設具有重要意義。

1 文獻述評

20世紀下半葉，生態經濟矛盾日益尖銳，西方生態經濟學應運而生。針對生態保護與經濟發展的問題，學術界展開了大量的研究。20世紀60年代，美國經濟學家首次明確了生態經濟學的概念，Boulding［3］認為生態系統與經濟系統之間有矛盾存在，具體表現為全球經濟增長引發了一系列諸如氣候變化、環境與土地污染、生物多樣性減少等的生態環境問題，基于此，他提出了“生態經濟協調理論”。國外學者對生態、能源、經濟和環境的研究經歷了“單系統-二元系統-多元系統”的發展階段。Kraft等［4］首先調查了經濟增長和能源消耗之間的關系。Grossman和Krueger［5］觀察到經濟增長與環境質量呈倒U形曲線，Panayotou［6］稱之為環境庫茲涅茨曲線（EKC）關系。這些研究主要集中在能源-經濟、經濟-環境和環境-能源的二元系統上。由于人們對能源、經濟、生態環境的認識日益增強，學者們意識到這種二元體系不足以全面、系統地考察能源、經濟、環境的協調發展。因此，許多能源機構和環保機構與經濟學家合作，構建了多個子系統的研究框架，研究其協調發展狀況。相關研究內容可分為三類：第一類是對各系統相互關系的研究［7-8］；第二類是區域可持續發展的研究［9-10］；第三類是多元系統對外部的影響，如能源結構、技術創新等［11-12］。

國內對生態經濟學的研究起步較晚，經濟學家許滌新［13］于1984年提出了“生態平衡”論，認為在制定經濟政策時要充分考慮當地的地理環境和生態條件，標志著中國生態經濟學研究的開始。我國生態經濟學的建立和發展反映了實現經濟與生態協調發展和社會經濟可持續發展的要求。為實現黃河流域生態保護和高質量發展，推動黃河流域沿線各省份的可持續發展，學者們對此做了大量研究，主要集中在三個方面：

一是對黃河流域生態環境的研究。楊澤康等［14］使用GEE平臺對30年來黃河流域生態環境質量進行了分析，發現研究期內黃河流域生態環境質量整體向好。茹少峰和馬茹慧［15］以2005—2018 年黃河流域73 個城市為研究對象，分別采用主成分分析法、空間相關分析法和CA-Markov模型計算了研究區生態環境脆弱指數，揭示了研究區生態環境脆弱性的時空演變特征。奚雪松等［16］通過評價黃河流域不同生態空間、不同生態過程的環境質量和安全性，構建了流域綜合生態安全格局。

二是對黃河流域高質量發展的研究，包括對黃河流域高質量發展水平及其制約因素的研究。劉洋和馬靜［17］利用動態因子分析法和社會網絡分析法分析了黃河流域9個中心城市的高質量發展水平及其空間網絡結構特征，張安忠［18］運用熵權TOPSIS法評價了黃河流域文化產業的高質量發展水平，王甜甜［19］認為生態保護不當、產業結構重復、經濟發展差距大等現狀是限制黃河流域經濟聯動高質量發展的主要原因，郭晗［20］提出水資源不足、環境污染、流域缺乏綜合管控機制等因素共同制約了黃河流域的高質量發展；

三是對黃河流域生態保護與高質量發展的耦合關系的研究。劉琳軻等［21］利用面板向量自回歸模型分析發現黃河流域生態保護與高質量發展兩個子系統之間具有正向作用，但作用機制不顯著；任保平和杜宇翔［22］以黃河流域62個地級市為研究對象，運用耦合協調度模型分析了研究區經濟增長、產業發展與生態環境各系統的綜合水平及其協調水平。張偉麗等［23］以黃河流域75個地級市為研究對象，運用耦合協調度模型探究生態保護與經濟高質量發展的耦合協調水平，并運用社會網絡分析法分析了其網絡結構特征。

另外，關于黃河流域多系統協調發展的研究也相當豐富，早期多為定性研究，如生態經濟協調發展的策略研究［24］；2019年，黃河流域生態保護和高質量發展成為重大國家戰略之后，相關研究更加多元化，出現了二元系統［25-26］、三元系統［27-29］，甚至四元系統［30］協調發展的研究，這些研究多通過構建評價指標體系衡量系統間協調水平，并通過熵值法或層次分析法確定指標權重。

總體來看，黃河流域在區域生態保護和高質量發展方面的研究已經取得了豐碩的成果，但當前關于黃河流域4E 系統耦合協調水平的研究多使用統計數據評價區域的生態環境狀況［30-31］，如人均水資源量、工業用水占用水總量的比例、人均耕地面積等，導致生態系統的自然屬性被掩蓋，評價結果難以反映區域真實的的生態環境狀況。而作為生態學和地理學研究的前沿領域，生態系統服務價值可以衡量生態系統及其物種能夠為人類所提供的人類賴以生存的自然環境條件及效用大小［32］。如何在復合生態視域下，把握生態系統服務的外在時空演化及其與能源、經濟和環境系統的內在交互機理，識別區域生態問題，維持區域生態平衡，促進區域高質量、可持續發展，是當前研究亟待解決的問題。基于此，選取黃河流域九省區的全行政區為研究區域，基于2000、2010 和2020 年的土地利用數據及能源、經濟、環境相關的統計數據，建立耦合協調模型研究黃河流域生態系統服務價值時空演化特征及其與能源、經濟、環境二元及四元系統的耦合關系，具有一定的新穎性。

2 研究區概況與數據來源

2.1 研究區概況

黃河自西向東流經青、蜀、隴、寧、蒙、陜、晉、豫、魯九個省區，跨越西部、中部、東部三大經濟地帶，全長約5 464千米。從整體來看，黃河流域涉及九省區的全行政區面積、人口、耕地面積和糧食產量均占全國30％以上，但流域內各省GDP總值僅占全國的25%。此外，黃河流域能礦資源豐富，是我國重要的煤炭消費和能源重化工基地，工業廢物的排放嚴重污染了流域生態環境，加之流域生態環境本底脆弱，上游荒漠化、中游水土流失、下游泥沙淤積等問題日益嚴重，對黃河中上游部分河段的生態功能造成極大影響。從內部來看，黃河流域各省自然要素存在一定差異，生態系統、能源系統、經濟系統和環境系統發展不均衡，黃河流域生態保護和高質量發展目標的實現，不只是某些地區或某個省份的事情，要解決涉及多部門、多行業、多層次、多區域的復雜現實問題，需要九省在政策制度、法律法規、文化教育、科技創新、工程建設等諸多方面共同行動、團結合作。為深入探究黃河流域生態系統服務價值與能源-經濟-環境耦合協調發展情況和空間分布格局，故把九省區作為一個研究整體考慮。

2.2 數據來源

黃河流域九省區的矢量底圖及其2000年、2010年和2020年的土地利用數據均來源于中國科學院資源環境科學與數據中心（http：//www.resdc.cn），借助Arcgis軟件將其分為耕地、林地、草地、水域、建設用地和未利用地六種土地利用類型；各省份與能源、經濟、環境相關的統計數據主要來源于各年份各省份統計年鑒和《中國能源統計年鑒》《中國環境統計年鑒》《中國城鄉建設統計年鑒》《中國城市統計年鑒》。

3 研究方法

3.1 當量因子法

當量因子法是測算生態系統服務價值的常用方法，生態系統服務價值測算包含確定標準當量生態系統服務價值、修訂研究區當量因子表系數、確定單位面積生態系統服務價值系數表、計算研究區生態系統服務價值四方面的內容。

3.1.1 標準當量生態系統服務價值的確定

一個標準當量生態系統服務價值相當于當年全國平均糧食單產市場價值的1/7［33-34］。通過公式（1）得到2000、2010、2020年黃河流域一個標準當量生態系統服務價值分別為565.38、1 567.73、2 187.39元/hm2。

其中，Ei 為i 年一個一個標準當量生態系統服務價值；Pi為i 年黃河流域各省份糧食的平均價格（元/kg）；Qi 為i年黃河流域各省份糧食的單位面積產量（kg/hm2）；其中，為消除物價波動對價值變化的干擾，用居民消費指數（CPI）對糧食的平均價格進行了平減［35］。

3.1.2 研究區當量因子表系數修訂

為測算便于生態系統服務價值，謝高地等［36］基于Costanza等的研究［37］對生態系統服務功能的研究，通過問卷調查對生態系統服務價值當量表進行了修訂。但該當量因子表是對全國生態系統服務價值的平均狀態的反映，為提高價值測算的準確性，在對局部區域進行研究時應當結合區域實際情況對當量因子表進行修訂，修訂系數可用研究區單位面積糧食產量與全國單位面積糧食產量之比來表示［38］，計算得到2000、2010、2020年黃河流域當量因子表的修訂系數為0.81、0.88、0.9。

3.1.3 單位面積生態系統服務價值系數表

根據公式（2），計算各土地類型單位面積生態系統服務價值系數［39］。

VCik = Ei × Fik （2）

其中，VCik 為i 年第k 種土地利用類型單位面積的生態系統服務價值系數（元/hm2）；Ei 為i 年一個標準當量生態系統服務價值；Fik 為修訂后的i 年第k 種土地利用類型單位面積價值當量因子。

3.1.4 生態系統服務價值的計算

根據公式（3）分別計算各省份各年份各項生態系統服務功能的價值［39］。

其中，ESVit 為i 年生態系統第t 項服務功能價值；Aik 是i年土地利用類型k 的面積（hm2）；VCikt 是i 年土地利用類型k 的第t 項服務功能價值系數（元/hm2）。

3.2 評價指標體系

借鑒已有指標體系相關成果［30-31，40］，參照4E系統的耦合機理，本著科學性、完整性、代表性以及數據可得性原則，以黃河流域生態保護和高質量發展為目標層，構建涵蓋生態系統、能源系統、經濟系統、環境系統4個一級指標，13個二級指標，27個三級指標的綜合評價體系，并采用熵權法來確定指標權重。基于2000、2010、2020年黃河流域各省份的數據，計算各指標權重，結果如表1所示。

3.3 熵值法賦權

3.3.1 基礎數據的歸一化

由于所選指標的量綱和單位等有所差異，為確保結果的準確性，需使原始數據標準化，故使用歸一化的方法對原始數據進行處理：

當xij 為正向指標時：

式中x?ij 表示第i 年第j 項指標無量綱化處理后的新數據，xij 是第i 年第j 項指標的原始指標值，xjmax和xjmin分別表示第j 項指標的最大值和最小值。為消除歸一化處理結果中的0值，故需將所得結果整體加0.01，即將結果中的全部數據向右平移0.01個單位。

3.3.2 指標權重賦值

為避免主觀因素導致的誤差，采用熵權法確定各項指標的權重。

（1）計算各個指標標準化后的比重Pij：

其中，i =1，2，…，m，表示不同年份；j=1，2，…，n，表示各系統指標數據的種類。

（2）計算第j 項指標的信息熵Ej：

3.4 耦合協調度模型

各省份第i 年的生態、能源、經濟、環境四個系統的綜合發展指數Uiμ代表了各省各系統的綜合發展水平，得分越高，說明系統發展水平越好。計算公式如下：

耦合度能夠反映不同系統間各指標信息或參數的依賴程度。本研究設有復合系統，即生態、能源、經濟、環境四個系統。耦合度計算公式如下：

其中，C 代表耦合度，Uecos、Uener、Uecon、Uenvi分別代表生態系統、能源系統、經濟系統和環境系統的綜合發展指數。

耦合協調度可反映各子系統之間的互動關系和協調發展水平。計算公式如下：

其中，T 為四個系統的綜合發展指數；D 為耦合協調度；β為協調指數的權重，代表復合系統之間相互補償。β 的大小代表各系統的重要程度，參考已有研究［31］，將生態、能源、經濟、環境四個系統的權重均設定為25%。

4 結果分析

4.1 土地利用變化特征

2000—2020 年，黃河流域土地利用結構發生了一系列變化，如表2 所示。隨著國家退耕還林政策和城鄉一體化政策的實施，研究期內黃河流域的耕地和未利用地面積不斷縮小，林地、水域和建設用地的面積不斷擴大，其中，增幅最大是建設用地，2000—2010年增加了6 926平方千米，2010—2020年增加了22 931平方千米，說明黃河流域城鎮化速度不斷加快。2020年，九省區中，四川的耕地和林地面積最大，內蒙古的草地和未利用地面積最大，青海的水域面積最大，山東的建設用地面積最大。另外，相較于2000—2010 年，2010—2020年土地利用類型變化較大，說明黃河流域的土地利用方式并不穩定。

4.2 生態系統服務價值時空變化特征

研究期內黃河流域各省份生態服務價值不斷增加（見表3）。從時間維度看，九省份的生態狀況不斷好轉，2000—2020年黃河流域生態系統服務價值從18 385.52億元增長到80 242.06億元。其原因一方面在于近五十年來，黃河流域總體降水偏少，無較大洪水災害，且上游地區降水頻次增加，為較好的生態奠定了自然基礎；另一方面，自1999年以來，退耕還林政策陸續實施，且隨著城市化進程的推進，農村居民向城市集中，農村土地的承載人口量減少，這些都使得生態狀況不斷提升。

從空間維度來看（圖1），黃河流域上游省份的生態系統服務價值較高，尤其是內蒙古，其生態系統服務價值一直處于最高水平，這主要是因為內蒙古的林地、草地和未利用地面積一直是九省區中最大的，生態條件較好。甘肅省的生態系統服務價值明顯增高，中下游的陜西、山西、河南和山東四省的生態系統服務價值也有所增加。寧夏的生態系統服務價值一直較低，但從生態系統服務價值變化率（表4）可以看出，寧夏與其它省份相差不大。另外，從表4可以看出，2000—2010年，黃河流域全域生態系統服務價值變化率均約為2，而2010—2020年，生態系統服務價值變化率均在0.4～0.5左右，生態系統服務價值變化幅度比上一時期明顯減少。

4.3 生態-能源-經濟-環境系統發展狀況

黃河流域生態、能源、經濟、環境各系統的綜合發展指數見圖2。由圖2可知，黃河流域各省份4E復合系統的綜合發展指數均呈緩慢上升趨勢；2000和2010年內蒙古、青海、山東、四川的復合系統綜合發展指數較高；2020年河南、內蒙古、山東、四川的復合系統綜合發展指數較高。其中，河南作為“絲綢之路經濟帶”西向、南向的交匯點，基礎設施不斷完善，公路鐵路網不斷擴大，產業結構不斷優化升級，對外交流與合作更加便利等，為其經濟發展注入了新的活力。而河南綜合發展指數的快速增加也主要是依靠經濟系統的快速發展。除河南之外，山東和四川的經濟系統綜合發展指數也較高，主要因為近年來山東和四川的產業結構不斷升級，第三產業的增速較快，一度超過了第一、二產業。生態系統的綜合發展指數較高的一直是內蒙古、青海和四川，其中，內蒙古的林地、草地和未利用地面積較大；青海的水域面積較大；四川耕地面積較大且2010—2020年林地面積大幅增加。能源系統中除甘肅、寧夏和山西呈波動上升趨勢（先降后升），其余各個省份的綜合發展指數均不斷上升，這與各地積極調整能源結構并高效利用化石能源使其能源系統發展水平不斷提高有關。2000—2010年，除了青海省，其余各省份的環境系統綜合發展指數均呈上升趨勢，2010—2020年，青海、山西、陜西三省的環境系統綜合發展指數均有所下降，主要與這些省份工業化發展水平及工業污染治理投資情況有關。

4.4 二元及四元系統耦合協調度分析

4.4.1 二元系統耦合協調度分析

將生態系統分別與能源系統、經濟系統、環境系統進行耦合協調度測算，并對比耦合協調等級劃分標準（表5），得到生態系統與能源系統、經濟系統、環境系統的二元耦合協調狀況（見表6）。

生態-能源系統耦合協調狀況日趨向好，2000年以輕度失調為主，2010年達到勉強協調，2020年以初級協調為主。2020年，山東和四川的生態-能源系統實現了中級協調；自然資源豐富的四川為生態先行的協調，而煤炭、油氣儲量較高的山東則為生態滯后的協調，相比較于新能源產業興盛的四川，山東的能源工業多為傳統的煤炭產業和油氣產業。作為我國重要的能源工業基地之一，寧夏的生態-能源系統一直處于失調狀態，其生態系統發展水平一直滯后于能源系統。

2000年，生態-經濟系統的耦合協調狀況較差，但后期其與生態-能源系統耦合協調水平的差距逐漸縮小，說明各省能源利用率逐年提高，經濟效益逐年增加，生態系統服務價值逐年提升。2020年，內蒙古和四川的生態-經濟系統耦合協調等級分別實現了中級協調和良好協調，其中，內蒙古的生態系統發展水平遠高于其經濟系統，這一方面是因為內蒙古擁有廣袤的草原和森林資源，另一方面，內蒙古政府注重生態保護，制定了一系列的政策和措施來保護和修復當地的生態環境，例如禁止砍伐大面積樹林、禁止過度放牧、大力開展草原植被恢復和水土保持等。甘肅、寧夏、山西的協調狀況依然處于失調狀態，其中，甘肅為經濟系統發展滯后，而寧夏和山西則是生態系統發展滯后，需要進一步優化經濟產業結構，加強生態文明建設。

相對于其它二元系統，黃河流域各省區的生態-環境系統在2000年的耦合協調水平較高，但后期上升緩慢，主要原因在于黃河流域環境較為脆弱，工業化進程的加快對環境造成了巨大壓力。2020年，內蒙古和四川的生態-環境系統均為中級協調水平，但二者的環境系統發展水平均低于生態系統。為保障兩地生態系統持續健康發展，應重視對其環境系統的保護和治理。總的來看，寧夏各二元系統的耦合協調等級均較低，這與其地處黃土高原地帶，生態發展水平較低，經濟發展相對較慢有關，另外，寧夏的人均能源消費量增幅較大，因此，在發展的過程中應重視能源與經濟制約、促進的關系，通過增加對清潔能源的生產和利用，增強能源對經濟的促進作用。

4.4.2 四元系統耦合協調度分析

通過2000—2020年黃河流域各省份生態-能源-環境-經濟四元系統耦合協調發展情況（見圖3）可知，各省份生態-能源-環境-經濟系統耦合協調度均呈增長趨勢，2020年，多數省份已達協調狀態，邁向了生態布局合理、能源消耗合理、經濟穩步增長和環境質量改善的高質量發展階段。

根據圖3，2000年各省份均處于失調狀態水平，2010年，山西、陜西和四川達到了勉強協調水平，內蒙古和山東實現了初級協調，其中，內蒙古和山西四元系統的耦合協調度在2000—2010年的增幅最大，結合圖2可知，在此期間，內蒙古能源系統的發展水平提升較快，山西能源系統和環境系統的發展水平提升均較快，整體來看，可能是由于受到西部大開發戰略的影響，2000—2010年中、上游各省份的耦合協調度增長較快。2020年，除寧夏外，各省均實現了一定水平的協調，山東和四川進一步達到了中級協調水平。其中，河南和四川四元系統的耦合協調度在2010—2020年增幅較大，結合圖2可知，在此期間，河南能源系統和環境系統發展水平增幅均較高，四川環境系統發展水平增幅較高，這可能是因為河南和四川地處“一帶一路”倡議紐帶和核心腹地，推動了華中地區和西南地區高質量發展。盡管近年來四川的環境系統發展水平增幅較高，但2020年四川的環境系統發展水平低于生態系統，為保障生態系統持續健康發展，四川應進一步加強對其環境系統的保護和治理。

甘肅和寧夏四元系統耦合協調度變化幅度較低，尤其是寧夏，其經濟、能源、生態、環境四系統的綜合發展指數均較低；而由圖2可知，甘肅的生態系統發展指數處于中上水平，但其環境系統和能源系統發展指數較低，為促進其高質量發展，應增強環保意識，增加在環境治理方面的投資，另外，由于煤炭和油氣儲量較少，甘肅應加強對風能、太陽能等清潔能源資源的利用。與甘肅類似，2020年，青海的四元系統耦合協調度同樣處于勉強協調水平。由圖2可知，2000年，青海的復合發展指數高于其它省份，雖然青海的生態系統發展指數一直處于中上水平，但受經濟發展緩慢和環境治理投資不高的影響，2000—2020年青海的復合發展指數增長較慢。

5 結論與建議

基于黃河流域9 省區2000、2010 和2020 年的土地利用數據及能源、經濟、環境相關的統計數據，探究了黃河流域生態系統服務價值時空演化特征，并基于此測算了生態分別與能源、經濟、環境二元及四元系統的耦合協調發展水平，研究結論如下：（1）2000—2020 年黃河流域的耕地和未利用地面積不斷縮小，林地、水域和建設用地的面積不斷擴大，草地面積先減后增；（2）2000—2020 年黃河流域各省份生態服務價值不斷增加。從時間維度看，九省區的生態系統服務價值從18 385.52億元增長到80 242.06億元；從空間維度來看，黃河流域上游省份的生態系統服務價值較高；（3）黃河流域各省份4E復合系統的綜合發展指數均呈緩慢上升趨勢。2020年，河南、內蒙古、山東、四川的復合系統和經濟系統發展指數均較高；內蒙古、青海和四川的生態系統發展指數一直較高；甘肅、寧夏和山西的能源系統呈波動上升趨勢；青海環境系統發展指數一直呈下降趨勢，2010—2020年山西和陜西的環境系統發展指數也均有所下降；（4）2020年，山東和四川的生態－能源系統同為中級協調，但四川為生態先行的協調，山東則為生態滯后的協調；甘肅、寧夏、山西的生態-經濟系統均處于失調狀態，其中，甘肅為經濟系統發展滯后，而寧夏和山西則是生態系統發展滯后；內蒙古和四川的生態-環境系統均為中級協調水平，但二者的環境系統發展水平均低于生態系統；受制于環境等因素，寧夏各二元系統的耦合協調等級均較低；（5）黃河流域各省份生態-能源-環境-經濟系統耦合協調度均呈增長趨勢，2020年，多數省份已實現協調，邁向了生態布局合理、能源消耗合理、經濟穩步增長和環境質量改善的高質量發展階段。

為促進黃河流域高質量發展，提出以下建議：

（1）完善區域對接機制，優化國土空間布局。九省區應立足區域經濟基礎、自然條件和環境承載能力，逐步推進流域城市化地區、農產品主產區、生態功能區三大空間格局的建立，完善毗鄰城市規劃的對接機制和協同機制，推進黃河流域七個城市群的產業集聚區的建設，并以此促進污染處理設施的統一建設。另外，要在嚴守生態保護紅線的基礎上，統籌謀劃區域協調發展，將生態環境保護和生態產品提供作為生態功能區的發展重點，提高生態系統服務價值，增強土地利用的綜合生態經濟效益。

（2）優化工業產業結構，培育壯大新興產業。黃河流域工業化城市較多，近年來，雖然九省區經濟實力有所增強，但工業結構重型化、單一化問題嚴重，建議調整工業結構。青海、甘肅、寧夏要重點建設新能源基地、鹽化工基地、石化基地和農畜產品加工產業基地；陜西、山西要加快產業技術改造，促進傳統能源原材料產業提質增效；河南和山東要弱化能源原材料產業的地位，著力發展制造業、服務業以及生物醫藥、新能源等戰略性新興產業。

（3）嚴控工業廢物排放，助推產業綠色轉型。受經濟粗放式發展的影響，黃河流域環境系統發展度不高，九省區要堅定高質量發展理念，首先要嚴格控制高污染項目的建設，加強對污染物濃度控制的項目建設，以資源環境指標控制化工產業污染物排放。其次，各地要鼓勵開展對能源工業產生的廢物（廢渣、廢氣、廢水）進行回收利用，降低單位產品環境載荷。最后，各地要積極推動產業綠色轉型，大力開發煤（油）電化一體化項目，積極引導流域內各單位和城鄉居民實施電能替代，通過以電代煤（油），促進清潔電能消費，減少化石能源的消耗。

6 不足與展望

本研究基于黃河流域9 省區2000、2010 和2020 年的土地利用數據及能源、經濟、環境相關的統計數據，動態且直觀地分析了黃河流域生態系統服務價值時空演化特征及其分別與能源、經濟、環境二元及四元系統的耦合協調發展水平，為定量化評估黃河流域生態保護和高質量發展情況做出有益探索。但本研究仍存在以下不足：（1）使用當量因子法計算生態系統服務價值雖然簡便，但有一定的誤差；（2）本研究在計算各類型土地利用面積時僅將其簡單地劃分為了六大類，未來可針對不同氣候類型地區的土地利用類型做進一步劃分；（3）能源系統、經濟系統和環境系統均是巨大的復雜系統，本研究選取的指標受數據的可獲取性的影響有一定的局限性，未來研究可進一步選取更多具有代表性的指標，從更深的層次揭示其演變規律。

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