黃河流域數字經濟、綠色技術創新與生態保護的三元協調研究

關鍵詞：數字經濟；綠色技術創新；耦合協調；黃河流域

0引言

黃河流域橫跨我國西中東部9個省（區），是我國重要的經濟地帶與生態屏障。從地域特征、地區發展差異及資源稟賦綜合來看，黃河流域是一個復雜的有機整體，其生態保護和高質量發展的推進路徑影響因素眾多。從黃河流域生態保護的戰略性意義來看，流域生態脆弱性決定了生態保護是經濟發展的前提，而綠色發展則是高質量發展的重要內容。

隨著數字化浪潮的到來，數字經濟成為繼農業經濟和工業經濟之后新興的主要經濟形態，是我國經濟發展新舊動能轉換的重要引擎。數字經濟通過轉變經濟增長動能改變了以往高污染、高能耗的生產模式，催生出眾多集約化、高效化的經濟發展新模式、新產業、新業態，有效緩解了經濟增長質量與數量之間的矛盾，為黃河流域生態保護和高質量發展提供了關鍵的歷史性機遇。當前，已有不少研究開始探討黃河流域數字經濟發展的經濟效應與生態效應，一方面，有學者從數字經濟助推黃河流域高質量發展進行理論詮釋：另一方面，也有學者開始通過實證探究黃河流域數字經濟發展與生態保護之間的潛在關聯。綜合來看，尚未有學者從黃河流域的數字經濟、綠色技術創新及生態保護三元角度開展深入探究。本文以黃河流域8個省（區）77個地級市為研究單元，以2012-2020年為研究期探究黃河流域數字經濟、綠色技術創新、生態保護發展狀態及三者之間的耦合協調關系，并通過全局莫蘭指數與Dagum基尼系數法深入探究其耦合協調的時空聯系，以期為黃河流域生態保護和高質量發展重大國家戰略推進提供借鑒。

1理論分析、研究方法與指標體系

1.1理論分析

多元系統協調研究是深化黃河流域生態保護和高質量發展雙贏效應研究的重要途徑。數字經濟、綠色技術創新與生態保護三元耦合協調綜合評價所涵蓋的指標要素廣泛，三元之間的要素流動與滲透影響作用關系更是錯綜復雜。基于此，本文提出黃河流域數字經濟、綠色技術創新與生態保護三元耦合協調的機理框架，如圖1所示。

從數字經濟系統來看，黃河流域的社會經濟發展亟須從追求數量與速度的粗獷式發展模式向追求質量與綠色的內涵型發展模式轉變，數字經濟發展浪潮為黃河流域綠色技術創新與生態保護提供了新舊動能轉換的關鍵契機。一方面，數字經濟能夠通過創新效應賦能黃河流域綠色技術創新，提高創新要素市場運行效率和區域技術創新效率，并通過網絡效應及現代信息技術提升流域內綠色全要素生產率，推動黃河流域綠色技術創新。另一方面，數字經濟能夠通過其自身的替代效應、滲透效應，以及對環境污染的減排效應和對能源消耗的節能效應直接作用于黃河流域生態環境保護，通過對傳統要素的高效替代，提升能源資源利用效率，優化能源資源利用結構，減少無效、低效生產的污染排放。

從綠色技術創新系統來看，綠色技術創新是指遵循于生態原理及生態經濟發展規律，降低污染排放及能源使用的產品、技術與過程的總稱，具有創新知識溢出與環境保護的雙重正外部效應。一方面，從創新知識溢出視角來看，創新網絡組織體系是技術創新的重要載體，綠色技術創新發展能夠同步推進創新組織網絡體系的完善，提升網絡內單元獲取與整合內外創新資源要素的能力，促進網絡組織的互動交流，通過充分發揮知識的擴散效應與溢出效應實現創新信息的共享與資源要素的集聚，為數字經濟與數字技術的創新發展提供充足的創新資源要素支撐。另一方面，從生態保護視角來看，綠色技術創新是平衡經濟增長與生態環保的有效銜接者，能夠通過提高生產效率、資源利用效率和促進節能減排等直接推動黃河流域生態保護，同時賦能傳統產業的優化升級，減少資源開采與利用過程中對黃河流域生態環境的破壞，提升流域內綠色發展效率。

從生態保護系統來看，黃河流域生態保護和高質量發展重大國家戰略能夠為流域帶來強勁的政策環境規制和綠色經濟轉型發展契機。一方面，以波特為代表的修正學派認為，環境規制能夠激發地區創新補償效應，激勵企業通過綠色技術創新與擴散來提高市場競爭優勢，從而強化綠色技術、產品與工藝創新研發，推動綠色技術創新發展。另一方面，綠色經濟轉型發展能夠引導發展理念與發展模式的同步轉換，通過新模式、新產業和新業態的培育助推數字經濟發展。此外，通過改善生態環境能夠降低新型數字基礎設施的建設成本，助力數字經濟的規模擴大與數字技術創新應用。

1.2研究方法

1）熵權法。熵權法是綜合評分測算的一般做法，本文運用熵權法對黃河流域數字經濟指數、綠色技術創新指數與生態保護指數進行測算。

2）耦合協調模型。耦合協調模型一般用作不同事物之間的協調水平分析。耦合度是指各系統之間相互依賴與制約的作用關系，耦合協調度是指各系統之間和諧共生與持續發展的關系。三大系統耦合度C的計算公式為

3）全局莫蘭指數。通過測算全局莫蘭指數來判定黃河流域數字經濟、綠色技術創新與生態保護的耦合協調度是否存在一定的空間（地級市間）相關性。具體公式參見文獻。

4） Dagum基尼系數法。Dagum基尼系數法在空間差異研究中被廣泛運用，它與泰爾指數、變異系數和傳統的基尼系數等地區差異衡量法不同，其能夠將特定變量總體差異分解為區域內差異、區域間差異和超變密度，便于準確分析各部分對總體差異的貢獻。Da-gum基尼系數G的計算公式為

Dagum基尼系數G越小，表示耦合協調水平的差異越小。

1.3評價指標體系與數據說明

數字經濟的評價指標體系參考趙濤等的研究成果進行構建：綠色技術創新的評價指標借鑒趙卉心等的研究成果，以綠色專利申請數為代理變量來衡量城市的綠色技術創新水平：生態保護的評價指標體系參考任保平等的研究成果，從生活環境、能源消耗、污染排放、環境治理4個維度構建，見表2。此外，從自然意義上來看，黃河流經9個省（區），但四川省已納入《長江經濟帶發展戰略》，內蒙古東部的赤峰、通遼、呼倫貝爾與興安盟已納入《東北地區振興規劃》，山東省的萊蕪已于2019年并人濟南市。因此，本文在剔除上述行政區的情況下，以黃河流域8個省（區）77個地級市為研究單元，同時將流域劃分為上、中、下游3個區域（地區），其中上游地區包括青海、甘肅、寧夏以及內蒙古共23個市，中游地區包括陜西、山西、河南（鄭州桃花峪以上）共34個市，下游地區包括河南（鄭州桃花峪以下）、山東共20個市。研究期為2012-2020年，數據主要來源于相應年份的《中國城市統計年鑒》《中國環境統計年鑒》《中國科技統計年鑒》以及各地級市的統計資料等，部分地區的個別缺失數據以插值法補齊。

2黃河流域數字經濟、綠色技術創新與生態保護耦合協調特征

2.1各系統發展情況及其耦合協調水平分析

2012-2020年黃河流域數字經濟指數、綠色技術創新指數與生態保護指數及其耦合協調度均呈現穩步上升趨勢（見圖2）。其中：數字經濟指數由0.07穩步增大至0.16，增幅達128.57%；綠色技術創新指數在研究期內的漲勢則更加明顯，大致由0.01增大至0.10，其增幅約為900%，表明黃河流域各省（區）在發展中愈發重視綠色技術創新；生態保護指數在2012-2019年由0.16波動增至0.17，呈現出小幅度的波動性穩定態勢，但在研究期末2020年快速增至0.20，增幅達到17.65%。黃河流域生態脆弱性使得流域內長期以來的經濟發展與生態保護難以兼顧，即使綠色技術創新的研發投入不斷增加，但在傳統發展模式與資源環境的雙重制約下，生態保護形勢仍然嚴峻，因此生態保護指數在2012-2019年的總體增幅不大。2019年，黃河流域生態保護和高質量發展確定為重大國家戰略后，流域生態保護在2020年取得明顯成效。

由圖2可見，黃河流域數字經濟、綠色技術創新與生態保護的耦合協調度呈現穩步上升態勢，由研究期初的0.26上升至研究期末的0.37．升幅為42.31%，表明黃河流域三大系統耦合協調水平在不斷上升，數字經濟、綠色技術創新與生態保護之間呈現出正外部效應及相互促進態勢。用2012年、2016年、2020年各樣本市耦合協調等級觀察三大系統耦合協調度空間格局演變情況，見表3。在研究期初，有7個市出現嚴重失調，隸屬陜西、甘肅、寧夏三省（區），均位于黃河流域上中游地區：有55個市為中度失調，表明在研究期初黃河流域大多數市呈現出三大系統中度失調：有11個市為輕度失調，從其分布來看，上游僅有內蒙古的呼和浩特人列，而其余市分屬于黃河流域中下游的山西、河南及山東；僅有鄭州、濟南、青島、西安4個市為瀕臨失調，其均為黃河流域中下游省份的相對發達的市。

伴隨著黃河流域數字經濟、綠色技術創新與生態保護的不斷發展，在研究期末各市均已擺脫嚴重失調等級：中度失調的市也由研究期初的55個減少至16個；輕度失調的市在研究期末有46個；瀕臨失調的市則從4個增加至10個。從分布來看，除黃河流域上游甘肅、寧夏及內蒙古三省（區）的省會城市蘭州、銀川、呼和浩特外，其余7個市均屬于黃河流域中下游的山西與山東：協調等級的市也在研究期內經歷從無到有的過程，其中黃河流域下游的山東青島及威海達到勉強協調等級，西安、鄭州與濟南三市躋身初級協調等級。總體來看，相較于上游地區，黃河流域中下游省份的數字經濟、綠色技術創新與生態保護三大系統耦合協調發展現狀及走勢相對更好，這可能是黃河流域上游地區的數字經濟與綠色技術創新發展資源稟賦相對較差，且生態環境更為脆弱，而中下游地區則擁有更為優越的發展稟賦與創新資源，耦合協調發展勢頭更好。

2.2耦合協調的時空聯系

1）全局莫蘭指數。2012-2020年黃河流域數字經濟、綠色技術創新與生態保護耦合協調度的全局莫蘭指數見表4。在研究期內耦合協調度的全局莫蘭指數雖存在一定的波動起伏，但是始終在1%的水平上（即plt;0.01）顯著為正，表明黃河流域各市數字經濟、綠色技術創新與生態保護耦合協調度存在明顯的正向空間聚集效應。

2） Dagum基尼系數。通過測算得到黃河流域數字經濟、綠色技術創新與生態保護耦合協調度的Dagum基尼系數（見表5）。由表5可知，黃河流域數字經濟、綠色技術創新與生態保護耦合協調度的總體Dagum基尼系數從研究期初的0.131波動下降至研究期末的0.124，表明耦合協調度的流域總體差異在逐漸縮小。從區域內差異來看，中上游地區的Dagum基尼系數在研究期內均呈現波動下降趨勢，分別從0.094和0.127下降至研究期末的0.070和0.106，而下游地區則始終在0.106上下波動。這表明在研究期內中游地區與上游地區的內部發展差異在逐漸縮小，下游地區各市之間的耦合協調發展差異變化不大。從區域間差異來看，中游一上游的Dagum基尼系數在研究期由0.123波動下降至0.099，表明中上游地區之間的耦合協調發展差異在逐漸縮小：下游一中游與下游一上游的Dagum基尼系數則在研究期內均呈現出波動上升態勢，分別從研究期初的0.138和0.188波動增長至研究期末的0.153和0.191。這表明下游地區與中上游地區之間的耦合協調發展差異在逐步擴大，原因可能是黃河流域下游省份擁有相對更好的資源稟賦及發展的先發優勢，尤其是山東作為黃河流域的龍頭省份，在擁有較大經濟體量的同時數字經濟發展起步相對更早，創新型人才資源比中上游地區更加豐富，具備更為優越的數字經濟、綠色技術創新與生態保護耦合協調資源稟賦和發展環境。因此，在研究期內下游地區與中上游地區之間的非均衡發展問題逐漸凸顯。從貢獻率來看，區域間的差異貢獻率最大且整體呈現上升趨勢，在研究期內從56.327%波動增長至59.394%，而區域內的差異貢獻率次之且總體呈下降趨勢，從研究期初的27.705%下降至研究期末的24.337%。這表明黃河流域亟須通過完善整體協同聯動體制機制推動流域協調發展，以逐漸縮小上中下游的區域間差異。

3結論與建議

3.1結論

基于2012-2020年黃河流域77個地級市面板數據，探究了黃河流域數字經濟、綠色技術創新與生態保護的三元耦合協調關系，結論如下。

1）從黃河流域數字經濟、綠色技術創新與生態保護三大系統發展水平來看，2012-2020年數字經濟指數、綠色技術創新指數與生態保護指數均呈現穩步增大趨勢。其中，數字經濟指數與綠色技術創新指數在研究期內的增大幅度更加明顯，而生態保護指數在2012-2019年呈現出小幅度的波動性穩定態勢，但在研究期末2020年出現大幅度提升。

2）黃河流域數字經濟、綠色技術創新與生態保護的耦合協調度在研究期內穩步上升，通過空間演變格局分析可知，在研究期內各市均已擺脫嚴重失調等級，協調等級的市也在研究期內經歷從無到有的過程，其中青島和威海達到勉強協調等級，西安、鄭州與濟南三城市趼身初級協調等級。

3）從黃河流域數字經濟、綠色技術創新與生態保護的耦合協調時空聯系來看，一方面黃河流域各市數字經濟、綠色技術創新與生態保護耦合協調度存在明顯的正向空間聚集效應，另一方面耦合協調度的總體Dagum基尼系數呈波動下降趨勢，流域總體差異在逐步縮小，但下游地區與中上游地區之間的耦合協調發展差異在逐漸擴大。根據差異貢獻率可知，耦合協調的發展差異主要來源于區域間的發展差異。

3.2建議

1）加快推進黃河流域數字經濟與實體經濟深度融合發展。應積極推動黃河流域產業數字化與數字產業化發展，一方面積極引導傳統產業的數字化變革，推動黃河流域傳統產業的綠色化、數字化、智能化轉型；另一方面要充分利用好中下游發達省份及地級市數字經濟發展的先行優勢，凝聚優勢塑造數字技術創新動能，建立起強大的數字產業集群，以高端化與智能化的高新產業體系為流域數字化轉型提供技術支撐。

2）加快黃河流域數字經濟、綠色技術創新與生態保護的互動協同發展。應把握數字經濟、綠色技術創新與生態保護三大系統的耦合協調實質，通過科學部署推進黃河流域生態保護和高質量發展重大戰略實施。下游發達省份要在已有的高水平數字經濟基礎上，重點探索研究新興數字產業與綠色技術創新、生態保護之間的協同發展鏈條機制，為其他省份提供經驗借鑒；中上游省份要改變區域數字化轉型相對較弱的現狀，發揮區域特色優勢，彌補數字經濟短板，提高數字經濟、綠色技術創新與生態保護的耦合協調度，推動流域內三大系統之間的協同互補。

3）結合地區發展實際推動黃河流域整體協調發展。應注重黃河流域數字經濟、綠色技術創新與生態保護的整體發展質量，積極探索建立流域產業發展區域統籌協調的總體框架，統籌兼顧上中下游協同發展。盡快建立更為完善的要素配置機制，統籌區域發展，充分發揮政府財政的干預作用，對于上游欠發達地區給予更多的政策支持，加大中上游地區綠色技術創新及數字化基礎設施建設投入，加快中上游地區數字經濟發展與生態保護步伐，縮小流域內總體發展差距。