黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境耦合協調研究

摘 要：數字經濟作為驅動經濟高質量發展的新引擎，為賦能產業結構升級與助推生態環境改善提供了重要機遇。數字經濟、產業結構與生態環境的耦合協調發展為黃河流域生態文明建設奠定了基礎。基于2013—2021年黃河流域省級面板數據，構建黃河流域數字經濟—產業結構—生態環境綜合評價指標體系，運用耦合協調模型、LISA時空路徑、LISA時空躍遷及引力模型等對黃河流域三元系統的耦合協調度進行測度分析。結果表明：①2013—2021年黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境整體呈現出積極的發展態勢，但黃河流域二元系統與三元系統的耦合協調度存在明顯的地區異質性；②黃河流域三元系統耦合協調度的空間依賴性和增長波動性較弱，整體空間格局具有穩定性，且三元系統耦合協調度的省域局部空間關聯格局呈現路徑鎖定和轉移惰性等特征；③黃河流域三元系統耦合協調度的空間聯系強度表現出多核心聚集特征，大致呈現上下游分區發展的態勢。最后，為提升黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境協同發展水平提出針對性建議。

關鍵詞：黃河流域；數字經濟；產業結構；生態環境；耦合協調

中圖分類號：F49；F124" " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1671-0037（2024）10-48-13

DOI：10.19345/j.cxkj.1671-0037.2024.10.4

收稿日期：2024-08-08

基金項目：甘肅省哲學社會科學規劃項目“甘肅省城鄉融合發展統計測評研究”（2021YB072）。

作者簡介：郭海明（1965—），男，甘肅清水人，碩士，教授，研究方向：經濟統計、數量經濟；范勇（1996—），男，重慶銅梁人，碩士研究生，研究方向：區域經濟統計分析。

0 引言

黃河流經青海、四川、甘肅、寧夏、內蒙古、陜西、山西、河南、山東等9個省（自治區），是連接西北高原與華北平原的生態長廊。作為我國極具戰略地位的生態屏障和經濟地帶，黃河流域包含重要的生態功能區和能源富集區，是推動全國高質量協調發展的關鍵區域［1］。黃河流域的長治久安，直接關系到國家生態環境安全，對經濟發展、社會建設及生態保護有著重要作用。進入新時代以來，黨和政府把生態文明建設擺在全局工作的突出位置，著眼經濟可持續發展，確立了黃河流域生態保護和高質量發展的重大國家戰略。黃河流域成為我國區域協調發展與重塑經濟格局的重要支撐。

黃河流域高質量發展與生態環境狀況息息相關，二者形成了高度耦合、互促互補的系統。其中，產業結構是推動高質量發展、打造新發展格局的關鍵因素。同時，數字經濟的蓬勃發展能夠引領我國高質量發展向更高水平邁進。數字經濟以其獨特的數據優勢和網絡效應，推動產業數字化發展，強化生態數字化治理，為整體發展水平相對落后、生態環境形勢嚴峻的黃河流域提供了更廣闊的發展空間。因此，如何充分利用數字經濟紅利，推進黃河流域產業發展與生態保護，成為亟須解決的問題。黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境三者間存在怎樣的協同關系？這種關系在空間格局上又有哪些規律？三者間的聯系強度如何？厘清這些問題對于實現黃河流域可持續發展，促進黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境形成長效互動的發展格局具有重要的現實意義。因此，本研究基于黃河流域省級數據，構建綜合評價指標體系，利用耦合協調度模型，并結合時空數據分析（Exploratory Space—Time Data Analysis，ESTDA）與引力模型分析方法，對黃河流域沿線各省份數字經濟、產業結構與生態環境間的耦合協調關系及其時空演變格局進行系統分析，以期為政策制定提供理論及實證支撐。

1 文獻綜述

在高質量發展的背景下，黃河流域的生態環境有所改善，但生態環境脆弱等問題依然未得到根本解決。黃河流域水資源短缺，上游地區多旱少雨、湖泊草原退化嚴重，中下游地區水土流失嚴重、人水和人地關系緊張，黃河流域的水土安全問題日益突出［2］。一方面，黃河流域豐富的自然資源帶動了農牧業與工業的高速發展，但流域內水資源、土地資源等被過度開發，多個行政區存在資源超載狀況；另一方面，黃河流域的快速城鎮化使流域生態空間被擠占，工業廢水、生活污水的排放導致水污染問題嚴峻，過度放牧、農藥與化肥的濫用導致土壤污染問題嚴重［3］。脆弱的生態環境與高強度的資源承載壓力造成黃河流域環境的抗風險能力低下。

受區位條件的約束，黃河流域產業空間分布不均衡，產業結構性布局風險較高。主要表現為產業類型單一、低端產業占比高及產業同質化嚴重等，農業、采礦業和重化工業在許多地區占據主導地位，導致經濟發展缺乏韌性。農業方面，傳統種植業和畜牧業仍是許多地區的經濟支柱，創新驅動的現代農業發展較為滯后和高附加值的農產品較為缺乏［4］。工業方面，資源型產業技術創新能力不足、產業結構升級乏力、區域分工不合理及合作缺乏，使得產業綠色創新發展面臨巨大挑戰［5］。此外，區域間的同質化競爭不僅壓縮了產業發展空間，也增加了生態環境壓力。

黃河流域面臨產業粗放式發展、環境污染嚴重的現實困境，亟須尋求科學合理的解決方案，緩和產業發展與生態環境間的矛盾，從而實現黃河流域生態保護和高質量發展。目前，學界主要從綜合治理［6］、環境規制［7］、資源配置［8］、生態效率［9］等方面開展研究并提出建議。學者們認為，黃河流域發展方式的全面綠色轉型，需要兼顧上、中、下游的利益，依靠自身資源優勢，因地制宜地推動產業發展，穩步推進鄉村振興戰略實施，形成優勢互補、分工明確的產業布局，同時提升黃河流域污染治理與生態修復能力、資源配置效率及產業競爭力［10-11］。針對黃河流域生態環境與經濟發展間的矛盾，建立跨區域、多維度的長效協同合作機制，堅持“生態優先、綠色發展”的可持續發展理念，統籌社會資源，對黃河流域分區施策、系統治理［12］；牢牢把握“共同抓好大保護、協同推進大治理”的戰略導向，積極推進以“綠色循環”為核心的新型工業化，構建現代化綠色產業體系，促進黃河流域資源要素生產率的提升，消除經濟發展對生態環境產生的脅迫效應，激活生態環境對產業經濟的正向回饋機制［13］。

綜合來看，在黃河流域生態保護和高質量發展領域，現有研究已取得豐碩成果，但主要集中于探討傳統經濟與生態環境的關系［14-16］。數字經濟作為驅動產業綠色創新和經濟綠色發展的新動能，對生態環境的影響效應卻鮮少被研究，且學者們多關注數字經濟對生態環境的單向效應［17-18］，而忽略了數字經濟與生態環境的協調發展。基于此，本文在闡明數字經濟、產業結構與生態環境耦合協調關系的基礎上，建立綜合評價指標體系，結合時空數據分析方法和引力模型分析方法，衡量黃河流域各省份數字經濟、產業結構與生態環境耦合協調度的水平，并對三元系統耦合協調度的空間關聯格局進行分析，探究其空間演化規律，以期為黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境耦合協調發展提供理論支撐。

2 黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境耦合協調機制

黃河流域的數字經濟、產業結構和生態環境組成了一個內涵豐富、機制復雜且協同互動的開放性系統，三者之間聯系緊密、相互促進，其耦合機制如圖1所示。

2.1 數字經濟與產業結構、生態環境的耦合協調關系

①數字經濟以數字信息技術為載體，依托數據信息的高滲透性、強擴散性特征，充分發揮數字生產力在實體經濟發展中的“蒲公英效應”［19］。數字經濟從供給側與需求側兩端發力，提高供給體系質量和生產要素協作效率，打破傳統產業的限制，加速推進傳統產業數字化、網絡化、智能化轉型，促使產業結構由勞動密集型和資源集約型向技術創新型和環境友好型轉變，在產業融合的基礎上催生出新業態、新模式，為推動產業高質量發展、構建產業新發展格局提供了現實土壤［20］。②作為綠色發展的新引擎，數字經濟能夠通過技術滲透倒逼傳統產業調整生產結構，淘汰落后產能，提高資源利用率并減少污染與碳排放，促使產業結構向高級化、合理化轉型，實現綠色生態循環格局的構建和區域生態空間的重組［21］。此外，借助大數據平臺建立“政府—企業—公眾”多主體數字生態環境監測體系，有效推進線上線下雙向協同，實現生態數據全面化監管，同時增強生態治理能力，在縮減環境監管成本的同時精準實施對生態環境的智能監測，促使全社會形成跨區域、跨層級、跨部門的廣泛參與的生態治理格局。

2.2 產業結構與數字經濟、生態環境的耦合協調關系

①數字經濟以數據賦能助推產業數字化轉型，其本質在于數字通信技術與實體經濟的融合發展［22］。數字經濟顛覆傳統產業發展模式并衍生出新業態，同時，產業融合也反作用于數字技術并產生積極影響，推動數字技術更新迭代及數字融合創新，形成數字經濟新增長點。此外，數字企業通過教育培訓提高勞動者的數字技能，滿足數字經濟發展對勞動力素質的要求，促使數字經濟與產業結構形成互促的良性循環，進一步深化數字經濟與實體經濟的融合發展。②產業結構的不斷演變不僅能促進區域經濟的可持續增長，也對生態環境產生重要影響［23］。各地區在資源稟賦和環境承載力方面存在差異，由此產生了區域異質性。而通過調整產業結構，推動高污染、高能耗產業向低污染、低能耗的綠色創新型產業轉型，并因地制宜發展與當地生態環境相適應的特色產業，可以促進產業升級與環境保護的協調統一。

2.3 生態環境與數字經濟、產業結構的耦合協調關系

①數字經濟的發展依賴于綠色技術和產業，而良好的生態環境能夠為其創造有利的外部條件，激勵企業研發并采用節能環保技術，強化規模經濟和范圍經濟效應，降低數字化轉型成本，進而拓寬數字技術的應用場景。另外，生態環境狀況直接影響區域對人才的吸引力，良好的環境有助于人才的聚集。生態文明和美麗城市的建設，能夠顯著提升地區吸引和留住高素質人才的能力，從而為數字經濟發展提供充足的人力資本支持［24］。②要想構建高效、綠色、循環、低碳的新型產業體系，生態環境的保護和改善至關重要。良好的生態環境能夠為產業結構優化奠定堅實的基礎［25］。反之，生態環境的惡化將嚴重影響經濟發展的速度和質量，進而減緩產業結構優化的進程，導致環境污染進一步加劇，最終陷入生態環境與產業結構惡性循環的困境［26］。

3 研究方法與數據來源

3.1 指標體系構建

數字技術整合能夠助推傳統產業鏈升級，提高生產效率，降低黃河流域生態壓力。考慮到數字經濟的內生特性，從應用規模、基礎設施、產業規模、技術規模、市場規模等5個維度衡量數字經濟水平。產業結構優化對生態環境的保護作用十分顯著，采用輕重工業資產比值、高新技術企業數、產業結構合理化指數及產業結構高級化指數等4個指標測度產業結構水平［27-28］。其中，產業結構合理化指數及產業結構高級化指數通過借鑒前人相關研究方法計算獲得［29］。良好的生態環境在促進經濟高質量發展的同時，還可以激勵產業結構的進一步調整。從生態壓力、生態反應、生態韌性等3個維度評價生態環境的實際狀況［30］。綜上，黃河流域的數字經濟、產業結構與生態環境構成了一個開放、循環的系統，存在良性的互動機制。為科學準確地分析三者間的耦合協調關系，揭示其內在演化規律，參照已有研究成果，并根據指標數據的可得性、科學性及結構性等，構建數字經濟、產業結構與生態環境的評價指標體系，如表1所示。

3.2 研究方法

3.2.1 熵權法

數字經濟水平、產業結構水平和生態環境狀況均是綜合性指標。利用客觀賦權法——熵權法確定各個指標的權重，可以反映絕大部分數據的原始信息，避免主觀確定權重的隨意性。

3.2.2 耦合協調模型

運用耦合協調度探討數字經濟、產業結構與生態環境之間的內在關系。耦合度計算公式如下：

[C=i=1nUi1ni=1nui1n] （1）

式（1）中：C代表耦合度，取值范圍為［0， 1］；Ui代表采用熵權法計算得到的i個子系統的值。耦合度可以反映數字經濟水平、產業結構水平與生態環境狀況三者間耦合作用的強弱，但無法衡量三者間的協調發展水平，進而引入耦合協調度，計算公式如下：

[D=C×T] （2）

[T=βiUi" " " " ] （3）

式（2）—（3）中：D代表耦合協調度；T代表耦合系統協調指數；[βi]代表綜合評價分數的待定權重系數，其和為1，用來判斷子系統發展的相對重要性。根據現有研究，數字經濟水平、產業結構水平與生態環境狀況三者同等重要，故在二元耦合系統中，將各子系統[βi]賦值為1/2；在三元耦合系統中，將各子系統[βi]賦值為1/3。具體的耦合協調類型評價標準如表2所示。

3.2.3 探索性時空數據分析

分析數字經濟、產業結構與生態環境的時空關系，需要深入考察區域間的相互關聯。探索性時空數據分析將空間維度與時間維度高效整合，通過分析時空交互聯動現象度量其時空依賴程度及關聯程度，進而深入剖析所研究對象的時空演變過程，是較為理想的數據驅動分析方法［31］。本研究使用ESTDA與傳統空間計量方法相結合的方法，探究了黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境三者間的空間結構與時空演化特征。

3.2.3.1 LISA時空路徑

LISA（Local Indicators of Spatial Association）時空路徑將傳統LISA與時間維度相結合，使LISA坐標的動態遷移路線在Moran's I散點圖中清晰呈現，常用于反映區域局部空間結構的協同波動特征。LISA時空路徑可以展示黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境三者在局部空間范圍內的時空協調演化趨勢。其幾何特征常用相對長度、彎曲度及躍遷方向來表示，公式如下：

[Ri=N×t=1T-1d（Li，t，Li，t+1）i=1nt=1T-1d（Li，t，Li，t+1）] （4）

[Fi=t=1T-1d（Li，t，Li，t+1）d（Li，t，Li，t+1）] （5）

[Ai=arctanjsinθjjcosθj] （6）

式中：N表示研究單位的數目；T表示研究時間間隔；[Li，t]、[Li，t+1]表示研究單位i在t、t+1年的LISA坐標；[d（Li，t，Li，t+1）]表示研究單位從第t年到第t+1年的移動距離。相對長度[Ri]越大，三元系統耦合協調度局部空間動態結構變化越明顯，路徑遷移的穩定性越差。當區域i在研究期內的移動距離大于平均值時，[Ri]大于1；反之同理。彎曲度[Fi]能有效反映地理要素局部空間結構的波動性。[Fi]越大，表明區域i的遷移路線越彎曲，區域自身的空間依賴性越強，即鄰域空間對研究區域i的空間影響效應越大，該區域的局部空間結構變化波動性越強；反之同理。躍遷方向Ai表示區域要素的移動方向，包含自身高—相鄰高（0～900）、自身低—相鄰高（90～1800）、自身低—相鄰低（180～2700）、自身高—相鄰低（270～3600）等4種類型，用以反映研究期內耦合協調度的變動趨勢。

3.2.3.2 LISA時空躍遷

Rey和Janikas［32］將LISA的時間屬性嵌入傳統馬爾科夫鏈中，提出了局部馬爾科夫轉移矩陣和時空遷移理論，用以揭示局部空間中鄰域間的空間相關關系，分析各研究單位間Moran's I散點圖的演化路徑。LISA時空躍遷包含Type1、Type2、Type3、Type4等4種類型。詳細躍遷類型見表3。

基于已知的躍遷類型，利用時空凝聚來度量黃河流域三元耦合系統的空間穩定性，公式如下：

[SC=L1，tm] （7）

式（7）中：SC表示時空凝聚；[L1，t]表示研究期內Type1躍遷個數；m表示所有研究單位發生躍遷的個數。

3.2.3.3 空間引力模型

空間引力模型是研究區域空間相互作用的常用分析方法［33］，公式如下：

[Gij=kPi×Qjτ2ij] （8）

式（8）中：[Gij]表示區域i和區域j的三元系統耦合協調空間關聯強度；[Pi]和[Qj]表示區域i和區域j的三元系統耦合協調度；[τ2ij]表示區域i和區域j間的距離成本。

3.3 數據來源

本文以2013—2021年為研究時段。考慮到數據的可得性，所有數據均來源于《中國統計年鑒》《火炬統計年鑒》《中國農村統計年鑒》《中國環境統計年鑒》《中國高技術產業統計年鑒》《中國科技統計年鑒》《中國能源統計年鑒》及各省份統計年鑒。對于年鑒數據缺失部分，采用線性插值法補齊。

4 實證分析

4.1 黃河流域三元系統綜合發展態勢分析

黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境的時空演化趨勢如圖2所示。可以看出，數字經濟、產業結構與生態環境的核密度曲線均逐漸右移，表明黃河流域三元系統發展水平整體呈穩定上升態勢。根據圖2（a）可知，數字經濟核密度曲線的波峰高度整體呈下降趨勢，波峰寬度略微增大，表明在研究期內黃河流域數字經濟內部發展差距逐漸縮小。根據圖2（b）和（c）可知，產業結構與生態環境核密度曲線的波峰均略微抬高，表明黃河流域產業結構得到初步優化，生態環境安全格局初步形成。但黃河流域產業結構與生態環境核密度曲線的波峰波動幅度較小，且產業結構核密度曲線的波峰呈先升后降的趨勢，意味著黃河流域產業結構優化與生態環境改善擁有巨大的發展空間。

4.2 黃河流域二元系統耦合協調發展態勢分析

黃河流域二元系統耦合協調發展狀況如圖3所示。根據圖3（a）可知，數字經濟與產業結構的二元耦合協調度總體呈上升趨勢，由初級協調向中級協調及以上演化，但區域間的耦合發展差距依然存在。具體來看，2013年，黃河流域大部分省份數字經濟與產業結構的耦合協調狀況為基本失調狀態；2013—2021年，山西、內蒙古、甘肅、青海、寧夏等五省的耦合協調度增長緩慢，河南、山東、四川、陜西等四省的耦合協調度已經實現向中級協調水平的過渡。黃河流域數字經濟與生態環境的二元耦合協調狀況如圖3（b）所示。整體來看，數字經濟與生態環境的二元耦合協調度呈上升趨勢。其中，黃河流域中下游地區的耦合協調度上升趨勢更為明顯，從基本失調水平向初級協調及以上水平演化；除四川外，黃河流域上游其余省份的耦合協調度上升幅度均較小。這表明，數字經濟與生態環境的協調發展存在區域差異。黃河流域中下游地區數字經濟基礎設施更為完善，數字經濟發展水平更高。相較于受地形約束的上游地區，其“數字紅利”更容易得到釋放。如圖3（c）所示，在樣本考察期內，黃河流域各省份產業結構與生態環境的耦合協調度基本達到初級協調及以上水平，但變化幅度較小，具有明顯的空間“鎖定效應”。這也體現出黃河流域產業結構的優化程度非常有限，尤其是黃河流域上游地區面臨著生態環境脆弱、資源利用效率低等困境，制約著黃河流域上游地區產業結構與生態環境的耦合協調發展。這就要求黃河流域上游地區在未來發展中，合理利用自身資源，促進資源要素向高效能產業流動，加強產業創新與環境規制，突破自身的限制性因素，推動產業結構與生態環境協調發展、聯動互惠。

4.3 黃河流域三元系統耦合協調發展態勢分析

以黃河流域各省份數字經濟、產業結構與生態環境三元系統耦合協調度的平均值來反映各區域耦合協調發展狀況。根據表4可知，從時間演化趨勢來分析，黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境的三元系統耦合協調度從2013年的0.417增長到2017年的0.475，再到2021年的0.521，實現了由基本失調水平向初級協調水平的演化，整體協調發展態勢良好。具體而言，2013年黃河流域各省份三元系統耦合協調類型中，僅有山東達到初級協調狀態，其耦合協調度為0.519，其余各省份均處于基本失調狀態。這一時期黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境的耦合協調發展空間巨大。2017年，黃河流域也僅有山東、四川兩省的耦合協調度處于初級協調及以上水平，其耦合協調度分別為0.601、0.549，反映出這一階段黃河流域各省份的耦合協調發展水平提升幅度有限，三元系統耦合協調關系亟待向更深層次優化。2021年，內蒙古、河南、陜西等三省的耦合協調度分別為0.506、0.575、0.561，達到初級協調水平；山東、四川兩省的耦合協調度分別為0.667、0.631，達到中級協調水平；而山西、甘肅、青海、寧夏等四省的耦合協調度分別為0.469、0.453、0.452、0.377，依然處于基本失調水平。綜合以上分析，黃河流域三元系統耦合協調發展態勢較為平穩，整體呈上升趨勢，但各省份協調發展狀況存在明顯的區域異質性。黃河流域中上游的山西、甘肅、青海與寧夏等四省數字經濟基礎薄弱、產業結構轉型緩慢及生態環境脆弱等，導致數字經濟、產業結構與生態環境間的耦合協調發展水平相對較低。應依托資源優勢及政策支持，采取合理措施，促進三者間協調發展，強化數字基建賦能效應，帶動產業結構優化升級，協同推進生態環境治理，形成“數字—產業—生態”區位競爭優勢。

4.4 黃河流域三元系統耦合協調空間演化格局

為深入考察黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境三元系統耦合協調度的空間聚集特征，基于省域地理空間權重矩陣，計算得到研究期內各省份的莫蘭指數值，如表5所示。可以發現，三元系統耦合協調度的莫蘭指數值整體呈上升趨勢，從2013年的0.206增長到2021年的0.677。這表明，研究期內黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境的三元系統耦合協調度呈顯著空間正相關性，且空間關聯效應逐漸增強。

4.4.1 LISA時空路徑空間特征

利用式（3）計算得到黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境三元系統耦合協調發展趨勢的相對長度與彎曲度，并運用自然斷點法將其劃分為低、較低、較高、高等4類。

根據表6可知，黃河流域中LISA時空路徑相對長度處于低水平的省份有山西、甘肅，其值分別為0.490、0.527；相對長度處于較低水平的省份有寧夏、青海、四川，其值分別為0.842、0.868、0.895。這些省份的三元系統耦合協調發展的空間格局較為平穩。內蒙古、陜西、山東、河南等四省的LISA時空路徑相對長度分別為0.989、1.279、1.259、1.311，均處于較高及以上水平，這些省份的三元系統耦合協調關系的動態變化較為明顯。整體而言，黃河流域內低與較低水平LISA時空路徑相對長度的省份占比超過50%，表明黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境的耦合協調發展具有較為穩定的空間格局。但流域內空間格局依然存在區域差異。相較于下游省份，上游省份的空間發展格局更為平穩。

LISA時空路徑彎曲度主要反映黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境三元系統耦合協調發展的空間依賴性和增長趨勢波動性［34］。由表6可知，黃河流域省域LISA時空路徑彎曲度均大于1，表明各省份三元系統耦合協調度均具有空間依賴性，遷移特征較為明顯。其中，包括山西、內蒙古、河南、四川、甘肅、青海、寧夏等在內的絕大多數省份的LISA時空路徑彎曲度均處于較低水平，說明黃河流域省域三元系統耦合協調發展的空間依賴性和增長趨勢波動性較弱，耦合協調度受相鄰省域溢出效應的影響較小，耦合協調發展的空間格局相對穩定。山東的LISA時空路徑彎曲度（5.795）遠大于黃河流域其他省份，表明其耦合協調發展的空間依賴性和增長趨勢波動性較強。可能的原因在于，山東地處沿海，數字規模及產業發展的優勢明顯，生態文明建設成果更為突出，對周邊省份的溢出效應與虹吸效應也相對較強。

4.4.2 LISA時空路徑遷移方向

利用LISA時空路徑遷移方向來解釋黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境三元系統耦合協調度局部空間演化的整合特征。根據表7可知，僅山東省LISA時空路徑遷移方向為0～90°，與相鄰省份呈協同增長態勢；其余省份則與相鄰省份呈反向增長態勢（遷移方向分別為90～180°、270～360°）。其中，山西、內蒙古、陜西、青海等四省表現為自身增長趨勢減緩、相鄰省份增長趨勢顯著的空間特征；四川、河南、甘肅、寧夏等四省則表現出自身增長趨勢顯著、相鄰省份增長趨勢減緩的空間特征。這表明，黃河流域三元系統耦合協調發展的空間演化格局整合性較差，需要對耦合協調發展空間增長趨勢減緩的省份采取相應政策措施，促使其向協同增長方向演化。

4.4.3 LISA時空躍遷分析

采用LISA時空躍遷來反映黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境三元系統耦合協調關系在局部空間發生類型轉換的空間演變格局。由表8中的轉移概率矩陣可知，對角線元素的躍遷概率遠大于非對角線元素，即Type1是最普遍的躍遷類型，表明黃河流域各省份三元系統耦合協調的局部空間發展態勢穩定。整體來看，Moran's I散點圖的時空凝聚SC為0.778，即Moran's I散點維持在同一象限內的概率為77.8%，表明研究期內耦合協調度的LISA并未發生明顯的躍遷。換言之，黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境三元系統耦合協調發展的空間結構表現出路徑鎖定及轉移惰性等特征。

4.5 黃河流域三元系統耦合協調空間聚集類型

黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境三元系統耦合協調度隨時間推移表現出“極化”（HL，LH）、“均衡”（HH，LL）兩種空間格局，呈現出不同的空間轉化態勢。通過比較黃河流域省域三元系統耦合協調度的LISA時空路徑遷移狀態發現，在省域耦合協調度的空間聚集演化趨勢中，山西、四川、陜西、寧夏等四省的空間演化類型（HL→HL）與甘肅、青海兩省的空間演化類型（LL→LL）均屬于空間穩定型。黃河流域空間穩定型的省份占比超過了50%，表明黃河流域三元系統耦合協調度整體呈穩定的空間結構特征。內蒙古的空間演化類型（HL→LL）屬于由極化向低水平均衡發展演化，表明內蒙古的三元系統耦合協調發展還存在改善的空間。山東、河南兩省的空間演化類型（HL→HH）屬于由極化向高水平均衡發展演化，表明山東、河南的三元系統耦合協調發展水平正在提高，且空間溢出效應明顯，即山東、河南在推動自身三元系統耦合協調發展的同時，也帶動了周邊省份三元系統耦合協調發展。

4.6 黃河流域三元系統耦合協調空間聯系強度

鑒于黃河流域各省份間耦合協調發展的相互作用強度可以通過地區空間聯系強度來量化，本文以空間聯系強度來揭示各省份對鄰近省份輻射效應的接受程度以及該省份對其他省份的影響效應［35］。因此，基于空間引力模型計算得到黃河流域空間聯系強度值，并對計算結果進行可視化呈現，如圖4所示。顯然，黃河流域整體空間布局表現出明顯的區域聚集態勢。伴隨著各省份間地理距離的增加，空間相互作用強度逐漸減弱。具體來看，陜西、四川、甘肅三省地理位置相鄰、人文習俗相近、經濟聯系緊密，在農業、工業、旅游業等多領域合作關系密切，因此彼此間空間聯系強度較大；而寧夏與其余各省份的空間聯系強度均較小，須打破地理壁壘，加快融入“一帶一路”建設，強化與周邊省份的溝通聯系，積極打造內陸開放型經濟試驗區。值得注意的是，青海雖屬于黃河流域上游地區，但與黃河流域下游省份山東的空間聯系緊密，與上游各省份的空間聯系較弱。可能的原因是，多年來山東持續對口幫扶青海，在產業發展及人才輸送等多領域與青海開展深入合作交流，對青海高質量發展影響頗深。另外，內蒙古因受沙漠與高原因素的限制，與黃河流域上游各省份的空間聯系較弱，與黃河流域中下游省份山西、山東的空間聯系反而更強。在黃河流域下游地區，山東、河南兩省數字經濟發展水平較高，產業發展及生態環境治理水平遙遙領先，因此兩省的空間聯系也較強。

5 結論與建議

5.1 主要結論

在闡釋黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境耦合協調發展機理的基礎上，基于耦合協調模型分析黃河流域三元系統耦合協調的時空演化趨勢，并深入探討黃河流域省域耦合協調度的空間特性與各省份間的空間聯系強度，研究結論如下。

第一，在綜合發展態勢方面，2013—2021年黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境整體發展水平呈穩定上升趨勢，且各地區發展差異逐漸減小。通過對黃河流域二元系統耦合協調發展的分析發現，2013—2021年黃河流域各省份數字經濟與產業結構、數字經濟與生態環境、產業結構與生態環境的耦合協調度整體呈上升趨勢，但產業結構與生態環境的耦合協調度增長速度較為緩慢；與黃河流域其他省份相比，山東、河南、四川、陜西四省的耦合協調發展水平更高，且增長速度更快。通過分析黃河流域三元系統耦合協調發展情況發現，2013—2021年各省份數字經濟、產業結構與生態環境的耦合協調發展狀況整體向好；2013年，僅山東達到初級協調水平，而到2021年，內蒙古、山東、河南、四川、陜西等五省達到了初級協調及以上水平。

第二，研究期間，黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境三元系統耦合協調發展空間格局相對穩定，空間依賴性和增長趨勢波動性較弱，空間結構表現出路徑依賴與轉移惰性等特征。分析發現，黃河流域大部分省份在三元系統耦合協調發展過程中，受相鄰省份的空間影響較弱。在黃河流域三元系統耦合協調發展的空間演化過程中，僅有黃河下游的山東、河南兩省實現了向高水平均衡發展的過渡，而黃河上游的內蒙古、甘肅、青海仍處于低水平均衡發展狀態。黃河流域上、中、下游的三元系統耦合協調發展存在顯著的區域異質性，亟須采取合理措施縮小省域間耦合協調發展的差距。

第三，根據引力模型的分析，黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境三元系統耦合協調發展的整體空間關聯割裂現象嚴重，大致呈現上下游分區發展的態勢。各省份三元系統耦合協調度的空間聯系強度表現出多核心聚集特征，且空間輻射能力隨地理距離的增加而逐漸減弱。

5.2 政策建議

基于上述研究結論，為提升黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境耦合協調發展水平，提出如下政策建議。

5.2.1 加強數字基礎設施建設

數字基礎設施決定著數字經濟發展水平。黃河流域數字基礎設施建設較為薄弱，尤其是黃河流域上中游省份數字經濟核心支撐力與競爭力不足，數字信息服務供給存在較大缺口。應加速傳統基礎設施數字化轉型，提高互聯網普及率和網絡服務質量，優先建設5G網絡、數據中心、云計算平臺等關鍵設施；以數字化人才、數字化技術、數字化創新引領并推動經濟社會系統發生綠色變革；暢通資源要素流通渠道，從供給側與需求側兩端發力，促使黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境形成合力，以推動三元系統實現更高水平的協調發展。

5.2.2 優化產業結構空間布局

優化產業結構是實現經濟高質量發展的關鍵。應發揮黃河流域資源稟賦比較優勢，因地制宜精準施策，助力高效循環產業體系建設。甘肅、青海、寧夏等省份應利用自然資源優勢，重點發展旅游業、深加工業等特色產業；山西、內蒙古、陜西等省份應加快技術集約型、環境友好型制造業與農業的發展；河南、山東兩省則應充分發揮自身技術、資金、人才優勢，大力發展高端制造業和服務業；促使黃河流域上、中、下游形成合理的產業分工協作體系，改善黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境協調發展空間格局，強化各省份耦合協調發展的空間聯系，推動黃河流域各省份間開展更深層次的交流與合作。

5.2.3 實施生態環境分區治理

黃河流域地質環境復雜多樣，應在“共抓大保護”的前提下，秉承綠色發展理念，綜合考量各省份實際情況，實施生態環境分區治理，構建跨區域、跨部門的生態協同治理體系。在黃河流域上游資源富集的地區，應堅持保護與發展并重的原則，在保護生態環境的同時合理推動城鎮化發展；在黃河流域中游地區，應堅持環境保護優先的原則，有序開發礦產資源，避免經濟發展擠占生態環境空間，促成資源開發與環境保護“雙贏”局面；在黃河流域下游地區，應著力發展環境友好型高端產業，發揮“模范效應”與“涓流效應”，實現全流域生態環境整體改善，為黃河流域數字經濟、產業結構與生態環境協調發展奠定堅實的基礎。

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Study on the Coupling and Coordination of Digital Economy， Industrial Structure， and Ecological Environment in the Yellow River Basin

Guo Haiming， Fan Yong

（School of Statistics and Data Science， Lanzhou University of Finance and Economics， Lanzhou 730000， China）

Abstract： The Yellow River Basin， as a strategically important ecological barrier and economic zone in China， is a key area for promoting high-quality and coordinated regional development. The digital economy， as a new engine of the modern economy， provides important opportunities for empowering industrial structure upgrading and promoting ecological environment improvement. The relatively slow development and severe ecological environment situation in the Yellow River Basin have prompted the need for coordinated development of the digital economy， industrial structure， and ecological environment. This approach has provided a clear path and expansive development opportunities for the high-quality development of the Yellow River Basin. This paper would like to further explore the coupling and coordination relationship between the digital economy， industrial structure， and ecological environment in the Yellow River Basin and determine the spatial development pattern of the Yellow River Basin's ternary system. To achieve this， based on the mechanism of coupling and coordination between the digital economy， industrial structure， and ecological environment in the Yellow River Basin， we constructed a comprehensive evaluation index system for the digital economy， industrial structure， and ecological environment in the Yellow River Basin using provincial panel data from 2013 to 2021. The coupling and coordination model， LISA spatiotemporal path， LISA spatiotemporal transition， and gravity model were used to measure and analyze the coupling and coordination degree of the Yellow River Basin's ternary system. The results indicate that： ①From 2013 to 2021， the Yellow River Basin has experienced positive overall development in its digital economy， industrial structure， and ecological environment. Development disparities among different regions have gradually decreased. The overall level of coordinated developmentof the binary and ternary systems in the Yellow River Basin is rising， but there is significant spatial heterogeneity， generally observed as \"downstreamgt;midstreamgt;upstream\". ②The coupling coordination degree of the ternary system in the Yellow River Basin shows minor fluctuations in local spatial dependence and growth processes and the overall spatial pattern shows stability. In addition， the regional spatial correlation pattern of the coupling coordination degree of the ternary system in provinces shows path dependence and transfer inertia and is less affected by neighboring provinces. Significant differences exist in the spatial evolution pattern of the ternary system in the Yellow River Basin's upper， middle， and lower reaches. ③The provincial spatial correlation strength of the ternary system in the Yellow River Basin exhibits a multi-core aggregation pattern. The coupling coordination degree of the Yellow River Basin shows a spatial pattern of development， with distinct upstream and downstream areas. The spatial correlation strength of the coupling coordination development of each province in the basin presents a multi-core aggregation pattern. To improve the coordinated development and spatial development pattern of the digital economy， industrial structure， and ecological environment in the Yellow River Basin， it is necessary to consider the region's resource endowment and development status. This involves strengthening the construction of digital infrastructure， optimizing the spatial layout of industrial structure， implementing ecological zoning governance， tailoring precise policies based on local conditions， addressing existing development shortcomings， and promoting greater spatial and deeper level exchanges and cooperation among provinces in the basin， which will make the Yellow River Basin an important contributor to China's economic and social development.

Key words： Yellow River Basin; digital economy; industrial structure; ecological environment; coupling coordination

（欄目編輯：朱可染）