长江经济带产业结构优化与生态文明建设的耦合协调关系研究

吴传清，周西一敏，黄 成

(1.武汉大学经济与管理学院，武汉 430072；2.武汉大学中国中部发展研究院，武汉 430072；3.武汉大学中国发展战略与规划研究院，武汉 430072；4.武汉大学区域经济研究中心，武汉 430072)

打造生态文明建设先行示范带是长江经济带发展战略的首要战略定位.2018年4月，习近平总书记在深入推动长江经济带发展座谈会上的讲话强调，生态环境保护的成败归根到底取决于经济结构和经济发展方式，要正确把握生态环境保护和经济发展的关系，探索协同推进生态优先和绿色发展新路子.产业结构优化是推动经济绿色发展和生态文明建设的内在动力，也是我国经济高质量发展的内在要求.研究长江经济带产业结构优化与生态文明建设的耦合协调关系，对协同推动长江经济带高质量发展实践具有重要意义.

学术界考察产业结构优化一般涉及产业结构合理化、高度化、高效化三个维度.其中，产业结构合理化用于衡量要素投入结构和产出结构的耦合程度，是表征产业间协调水平和资源有效利用程度的重要指标[1]；产业结构高度化用于测度产业结构向高级阶段演进的程度，一般而言，产业结构高度化越高，劳动密集型产业比例越低，知识密集型和技术密集型产业占比越高，生产的中间产品和最终产品比例也越高，这是产业结构演进和转型升级的成果体现[2]；产业结构高效化用于刻画高效率产业的结构效益，是指在技术经济条件不变的假设下，伴随着资源配置优化，高效率产业比重逐渐提升的过程[3].学术界关于产业结构优化的研究成果大多数仅考虑其中的一至两项指标，如将产业结构优化分解为产业结构合理化和高级化，分别考察人力资本、产业转移、环境规制等因素与产业结构优化的关系[4-6].

关于生态文明建设质量的评估，学术界一般采用构建评价指标体系的方法.主要有三类：一是基于可持续发展理念构建人类发展指数[7]、人类可持续发展指数[8]等测度人类可持续发展水平，以此来近似衡量生态文明建设质量；二是基于“压力-状态-响应”[9]及其衍生系统模型构建指标体系，如“驱动力-状态-响应”[10]、“压力-状态-影响-响应”[11]、“驱动力-压力-状态-影响-响应”[12]等，一般涉及产业发展、资源环境、生态效益、生态文明响应等因素；三是根据国家有关政府部门颁布的政策文件构建指标体系，包括空间布局、经济发展、环境保护、生态文化、制度建设等维度[13].测算方法的差别主要体现在指标赋权方面，一般分为主观赋权法和客观赋权法.近年来，随着生态文明建设相关研究的深入，为规避对测评结果的主观性影响，多数学者更倾向于采用客观赋权法.

现有文献关于协调发展的实证研究大多通过对多个相互作用的系统建立耦合协调度模型来测度，触及长江经济带不同系统间协同发展的研究维度包括能源效率、生态文明建设、新型城镇化、经济增长质量、产业发展水平、交通物流可达性等[14-18].研究成果较多，测算方法相对成熟.然而，学术界关于产业结构优化与生态文明建设的关系研究成果较少.按研究思路可分为两类：一类是在生态文明建设的背景下，考察产业结构的变动规律和影响机制[19-21]，这类研究有别于传统研究框架，多将生态文明建设的相关因素纳入到研究体系中，强调生态文明建设对产业结构的影响；另一类则是直接考察生态文明建设与产业结构之间的互动关系，通过构建生态文明建设质量评价指标体系考察产业结构与生态文明建设的耦合协调关系、产业结构高级化与生态文明建设的协整关系[22]、产业结构升级对生态文明建设的本地效应和区际影响等[23].研究尺度主要为省级，城市和县域尺度研究相对较少[24-25].

综观学术界相关研究成果，关于长江经济带产业结构优化与生态文明建设的耦合协调关系研究较少，且大多数研究考察产业结构优化时仅考虑产业结构合理化和高度化，忽视了产业结构高效化的维度.本文对这一领域研究的边际贡献是构建包含产业结构合理化、高度化、高效化三重内涵的产业结构优化指数，并基于省级面板数据实证研究产业结构优化与生态文明建设的耦合协调关系.研究思路是：首先分别测算长江经济带产业结构优化指数和生态文明建设质量，然后实证分析长江经济带产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度和同步关系，并在全国视野下进行比较，最后基于研究结论提出促进长江经济带产业结构优化与生态文明建设协调发展的对策建议.

1 研究方法与数据来源

1.1 等权重加权法

根据产业结构合理化、高度化、高效化的理论内涵，三项指标均为产业结构优化的重要体现，且各有侧重，适合采用等权重加权法将三项指标合成产业结构优化指数，以此来评估产业结构优化水平.步骤如下.

第一步，分别测算各分项指标值.学术界通常采用结构偏离度衡量产业结构合理化水平.计算公式为：

(1)

式中，E表示产业结构偏离度，Y表示产值，L表示就业，n表示产业部门数，i表示三次产业.为了将产业的相对重要性纳入分析框架，简化计算绝对值的步骤，本文引入泰尔指数对公式(1)进行改进.改进后的计算公式为：

(2)

当TL为0时，产业结构达到均衡状态，测度结果数值越小，产业结构与均衡状态之间的偏离度越小，产业结构合理化水平越高.

产业结构高度化水平一般采用产值比例与劳动生产率的乘积来衡量，公式为：

(3)

式中，i、n、t分别表示省份、产业部门、年份，Git为第t年i省份产业结构高度化水平测度值，rint为第t年i省份第n产业的增加值占总体产业的比重，Lint为第t年i省份第n产业的劳动生产率，N为产业总数.

产业结构高效化水平可利用全要素生产率衡量，一般采用数据包络分析法.由于传统的SBM模型可能出现多个有效决策单元效率值同时为1的测算结果，导致无法比较同时处于前沿面的有效决策单元，而超效率SBM模型测算的效率值不限于1，能有效地提升测算结果的可比较性，因此采用基于非期望产出的超效率SBM模型测度长江经济带沿线11省份全要素生产率，以此评估产业结构高效化水平.模型构建如下：

(4)

(5)

(6)

(7)

k=1，…，K(k≠l).

(8)

第二步，对分项指标作标准化处理.由于产业结构合理化为负向指标，而产业结构高度化、高效化为正向指标，故采用不同的标准化算法.计算公式如下：

(9)

(10)

第三步，在标准化处理的数据基础上，对分项指标赋同等权重计算产业结构优化指数Fit.

1.2 动态因子分析法

动态因子分析法是一种客观评价法，能有效克服主观评价法带来的指标赋权主观性问题.由于动态因子分析法不仅能获取系统当期截面的评价结果，还能考察系统在不同时期评价结果的动态关联性，所以在研究系统的动态关联方面优于传统的因子分析法[26].

本文采用动态因子分析法评估中国省级生态文明建设质量，首先对指标体系中的所有指标数据进行标准化处理，根据各年份协方差矩阵S(t)计算平均协方差矩阵ST，反映样本数据的静态结构特征和动态变化差异，公式为：

(11)

计算ST的特征根、特征向量，各公因子累计贡献率和方差贡献率，提取公因子构建原始因子载荷矩阵.计算30省份生态文明建设质量的静态得分矩阵，公式为：

(12)

h=1，2，…，H；t=1，2，…，T，

关于生态文明建设质量评价指标体系的构建，党的十九大报告强调，生态文明建设必须坚持人与自然的和谐共生，形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式.本文从省级尺度测度生态文明建设质量，应统筹“三生”空间系统建设，并体现生产和生活方式绿色化.因此，本文从生态人居、绿色经济、环境保护三个维度构建中国省级生态文明建设质量评价指标体系(见表1).在生态人居建设方面，针对生态基础设施、居民绿色消费、资源消耗三个层面选取指标；在绿色经济发展方面，主要考虑推动产业生态化的主体，从发展生态农业和绿色工业两个维度选取指标；在促进生态环境保护方面，聚焦环境治理和取得成效，从污染防治、生态质量两个层面选取指标.在参考学术界既有评价指标体系基础上，按照客观性、系统性和平等性原则选取20个基础指标构建生态文明建设质量评价指标体系.其中，体现生态质量层面的基础指标因省级相关数据缺失，为同时保证数据的可得性和可比性，统一采用省会城市指标替代.

1.3 耦合协调度模型

在高质量发展背景下，产业结构优化与生态文明建设的协调发展应该建立在高水平发展基础上，为避免低水平发展基础上的伪协调问题，必须纳入反映系统整体水平的指标，重新构建产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度模型，表达式为：

(13)

表1 中国省级生态文明建设质量评价指标体系Tab.1 The quality evaluation index system of ecological civilization construction at provincial level in China

注：“+”表示正向指标，“-”表示逆向指标.

式中，Rit∈[0，1]，表示产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度，耦合协调度越高，表明产业结构优化与生态文明建设的协调发展水平越强，反之则越弱.Vit表示第i个省份在第t年产业结构优化与生态文明建设的耦合度，Uit表示第i个省份在第t年产业结构优化与生态文明建设的整体水平，Fit和Cit分别表示第i个省份在第t年的产业结构优化水平和生态文明建设质量，由上文中产业结构优化水平和生态文明建设质量评估结果标准化处理获得.α、β为待定系数，且满足α+β=1.由于产业结构优化与生态文明建设是两个维度指标，取α=β=0.5.综合唐晓华等、吴传清等关于耦合协调度等级与类型的划分，将耦合协调度划分为三种类型的十个等级[27-28](表2).

表2 产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度类型与等级划分Tab.2 Types and grades of coupling coordination between industrial structure optimization and ecological civilization construction

1.4 数据来源

为准确测度长江经济带产业结构优化指数、生态文明建设质量，以及两者的耦合协调度，判断其在全国的相对排名，将长江经济带置于全国视野下考察，本文选取全国30个省份(西藏和港澳台地区除外)为研究对象.涉及全国、长江经济带、长江经济带以外地区、上游地区、中游地区、下游地区等研究对象各指标取值均为该研究对象空间范围包括省份对应指标测评结果的平均值.其中，上游地区、中游地区、下游地区分别指长江经济带上、中、下游地区，空间范围划分情况为：上游地区包括重庆、四川、贵州、云南；中游地区包括江西、湖北、湖南；下游地区包括上海、江苏、浙江、安徽.研究时段为2011年—2017年.涉及市场价值的指标以2011年为价格基期调整.基础数据来源于《中国统计年鉴》(2012年—2018年)《中国工业经济统计年鉴》(2012年)《中国工业统计年鉴》(2013年—2017年)《中国能源统计年鉴》(2012年—2018年)《中国环境统计年鉴》(2012年—2018年)《中国价格统计年鉴》(2012年—2018年)，以及中经网统计数据库，缺省年份数据采用插值法补齐.

2 长江经济带产业结构优化与生态文明建设的时空演变特征

2.1 长江经济带产业结构优化水平的时空演变特征

1) 长江经济带产业结构优化水平低于全国平均水平(表3).2011年— 2017年长江经济带产业结构优化指数呈先上升后下降发展态势，且各年份均低于全国和长江经济带以外地区平均水平.从产业结构优化指数构成来看，长江经济带产业结构合理化水平高于长江经济带以外地区，但高度化、高效化水平低于长江经济带以外地区(1)受篇幅限制，本文未展示产业结构合理化、高度化、高效化水平测算结果，如需要可向作者索取，下同..长江经济带产业结构合理化水平的快速上升是缩小长江经济带与长江经济带以外地区产业结构优化水平差异的主要原因.

表3 2011年—2017年全国及各地区产业结构优化水平评价结果Tab.3 Evaluation results of the optimization level of national and regional industrial structure from 2011 to 2017

2) 长江经济带上中下游地区产业结构优化水平呈梯度递增格局.2011年—2017年长江经济带下游地区产业结构优化指数最高，中游次之，上游居后，上中下游地区产业结构优化指数年平均值分别为0.225、0.380、0.588.其中，下游地区产业结构优化指数年平均值是上游地区的2.6倍，表明上中下游地区产业结构优化水平存在显著的地区差异.同时，长江经济带上中下游地区产业结构合理化、高度化、高效化水平均呈现梯度递增格局.

3) 长江经济带沿线11省份产业结构优化水平整体保持稳定，省际间差异较大(表4).2011年— 2017年，上海、江苏、浙江、湖南4省份产业结构优化指数平均值保持在全国前列(全国排名1 ～ 10)，江西、湖北、重庆3省份处于全国中档水平(全国排名11 ～ 20)，安徽、四川、贵州、云南4省份在全国处靠后水平(全国排名21 ～ 30).其中，产业结构优化指数最高的是上海，最低的是贵州，最高最低比高达7.68.长江经济带省际间产业结构合理化、高度化水平差异相对于高效化水平差异较大，是造成省际间产业结构优化水平差异的主要原因.

表4 2011年— 2017年长江经济带沿线11省份产业结构优化指数及排名Tab.4 Industrial structure optimization index and ranking of 11 provinces along the Yangtze River Economic Belt from 2011 to 2017

注：排名为全国部分地区(不含港澳台和西藏地区)排名，下同.

2.2 长江经济带生态文明建设质量的时空演变特征

1) 长江经济带生态文明建设质量高于全国平均水平，呈稳步上升趋势(表5).2011年—2017年，长江经济带生态文明建设质量比全国平均水平高11.855，且每年都高于全国及长江经济带以外地区水平.从中国省级生态文明建设质量评价指标体系的分项指标来看，这主要归因于长江经济带在资源消耗和工业绿色发展方面领先于全国(2)受篇幅限制，本文未展示中国省级生态文明建设质量评价指标体系的分项指标测算结果，如需要可向作者索取，下同..

表5 2011年— 2017年全国及各地区生态文明建设质量评价结果Tab.5 The quality evaluation results of national and regional ecological civilization construction from 2011 to 2017

2) 长江经济带上中下游地区生态文明建设质量差异呈缩小趋势.2011年—2017年长江经济带上中下游地区生态文明建设质量提升速度较快，从2011年的递增空间格局演变为2017年的趋同格局.其中，上游地区提升速度最快，从分项指标看，主要是因为上游地区在生态基础设施建设等方面处于领先地位，中下游地区生态文明建设质量提升的动力主要来自于农业和工业绿色发展.

3) 长江经济带沿线11省份生态文明建设质量差异较大(表6).2011年—2017年长江经济带沿线11省份除重庆外，其他省份生态文明建设质量均呈稳步上升趋势.在全国视野看，上海、江苏、浙江、湖南、重庆5省份生态文明建设质量保持在全国前列，安徽、江西、湖北、四川、云南5省份生态文明建设质量处于全国中档水平，仅贵州在全国处靠后水平.从分项指标看，影响省际间生态文明建设质量差异的因素主要有绿色消费、资源消耗、农业和工业绿色发展等因素.从基础指标看，导致贵州生态文明建设质量在全国靠后的原因是贵州在农村卫生厕所普及率、节约用水率、单位GDP能耗、单位工业增加值工业二氧化硫排放量等方面存在显著短板，虽然整体上贵州生态文明建设质量改善显著，但由于2011年和2017年得分较低，拉低了研究时段的平均得分.

表6 2011年—2017年长江经济带沿线11省份生态文明建设质量评价结果Tab.6 The quality evaluation results of ecological civilization construction in 11 provinces along the Yangtze River Economic Belt from 2011 to 2017

3 长江经济带产业结构优化与生态文明建设耦合协调关系的实证结果与分析

3.1 耦合协调度实证结果与分析

1) 长江经济带产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度与全国基本持平(表7).2011年— 2017年长江经济带产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度从0.447提升为0.476，连续7年评级为过渡调和类.长江经济带以外地区产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度从0.469下降至0.419，呈波动下降态势.除2011年外，其他年份均低于长江经济带地区.

表7 2011年— 2017年全国及各地区产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度和等级Tab.7 The coupling coordination degree and grade between the optimization level of industrial structure and the quality of ecological civilization construction in the whole country and various regions from 2011 to 2017

注：受表格篇幅限制，协调发展类、过渡调和类、失调衰退类分别采用A、B、C表示，下同.

2) 长江经济带上中下游地区产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度呈梯度递增空间格局.2011年— 2017年长江经济带上游地区产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度评级均为失调衰退类，中游地区除2012年外，其他年份均为过渡调和类，下游地区均为协调发展类.上中下游地区产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度均呈稳步改善状态，但得分关系始终保持2∶4∶5水平.

3) 长江经济带沿线11省份产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度省际间差异较大(表8).2011年— 2017年上海、江苏、浙江3省份的产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度平均等级为协调发展类，江西、湖北、湖南、重庆4省份为过渡调和类，安徽、四川、贵州、云南4省份为失调衰退类.其中江西、湖南、贵州3省份产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度提升较快，分别提升29%、40%、76%；安徽、四川、云南则处于下降态势.在全部77个研究样本中，共有25个样本为协调发展类，占比32.47%；22个样本为过渡调和类，占比28.57%；30个样本为失调衰退类，占比高达38.96%.整体来看，长江经济带产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度还有很大的提升空间.

表8 2011年—2017年长江经济带11省份产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度和等级Tab.8 The coupling and coordination degree and grade of industrial structure optimization level and ecological civilization construction quality in 11 provinces of the Yangtze River Economic Belt from 2011 to 2017

3.2 同步关系实证结果与分析

1) 长江经济带与长江经济带以外地区均表现为产业结构优化滞后型(表9).2011年—2017年，导致长江经济带产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度表现为过渡调和类的主要原因是产业结构优化滞后于生态文明建设.除2012年和2013年外，长江经济带以外地区均为产业结构优化滞后型，且2011年—2017年全国的产业结构优化与生态文明建设同步关系也均为产业结构优化滞后型，说明产业结构优化滞后于生态文明建设是普遍情况.

2) 长江经济带上游和中游地区表现为产业结构优化滞后型，下游地区表现为产业结构优化与生态文明建设同步型.2011年—2017年长江经济带上游和中游地区全部年份均表现为产业结构优化滞后型，但上游地区更加显著，较好的解释了上游地区和中游地区产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度差异.下游地区全部年份均表现为产业结构优化与生态文明建设同步型，进一步说明产业结构优化与生态文明建设具有显著的耦合关系.

表9 2011年—2017年全国及各地区产业结构优化与生态文明建设的同步关系Tab.9 The synchronous relationship between the optimization level of industrial structure and the quality of ecological civilization construction in the whole country and various regions 2011 to 2017

注：受表格篇幅限制，产业结构优化滞后型、产业结构优化与生态文明建设同步型、产业结构优化领先型分别采用滞后型、同步型、领先型表示，下同.

3) 长江经济带多数省份为产业结构优化滞后型(表10).2011年—2017年在长江经济带全部77个研究样本中，表现为产业结构优化领先型的样本有14个，占比18.18%；表现为产业结构优化与生态文明建设质量同步型的仅有3个，占比3.90%；表现为产业结构优化滞后型的有个60，占比77.92%.从平均水平来看，除上海、江苏表现为产业结构优化领先型、浙江表现为产业结构优化与生态文明建设质量同步型以外，其他省份均表现为产业结构优化滞后型.说明长江经济带多数省份产业结构优化滞后于生态文明建设，且没有明显改善.

表10 2011年—2017年长江经济带11省份产业结构优化与生态文明建设的同步关系Tab.10 The synchronous relationship between the level of industrial structure optimization and the quality of ecological civilization construction in 11 provinces of the Yangtze River Economic Belt from 2011 to 2017

4 研究结论与政策启示

4.1 研究结论

1) 长江经济带产业结构优化水平低于全国平均水平，且地区间差异较大.下游地区的上海、江苏、浙江是提升长江经济带产业结构优化水平的主要动力.长江经济带产业结构高度化、高效化水平均低于全国平均水平，是长江经济带产业结构优化水平低于全国平均水平的主要原因，而合理化、高度化水平的省际差异是造成长江经济带产业结构优化水平空间差异的主要原因.

2) 长江经济带生态文明建设质量呈稳步提升态势，始终高于全国平均水平.得益于资源消耗和工业绿色发展方面的优势，长江经济带生态文明建设质量常年保持高于全国平均水平的态势.但由于省际间差异较大，各省份间仍有推进长江经济带生态文明建设的合作空间.

3) 长江经济带产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度与全国基本持平，但省际间空间差异较大.长江经济带整体产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度保持在过渡调和水平，但由于省际差异较大，仅下游的上海、江苏、浙江能长期保持协调发展态势，其他省份多表现为过渡调和或失调衰退态势.研究还发现，产业结构优化滞后于生态文明建设是导致产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度水平下降的主要原因.同时，产业结构优化领先于生态文明建设并不会导致产业结构优化与生态文明建设的耦合协调度水平下降.

4.2 政策启示

1) 加大长江经济带新型基础设施建设投入.把握数字经济发展契机，大力推进5G网络、城际高速铁路、新能源汽车充电桩、人工智能、工业互联网等新型基础设施建设，催生一批新型高端产业，优化长江经济带价值链，提升长江经济带产业结构高度化、高效化水平.

2) 促进新一代信息技术与传统产业融合发展.发挥长江经济带丰富的应用场景和广阔的市场空间优势，提升信息经济、数字经济与长江经济带先进制造业融合发展水平.加快产业间联动及融合速率，通过产业融合提升产业间耦合水平，推动长江经济带产业结构合理化水平持续提高.

3) 倡导家庭绿色消费.随着全社会卫生意识提升，家庭消费和线上消费比例将大幅增加，应加大生活供水、污水处理、生活垃圾处理等民生环保项目投资.加大节约文化宣传力度，特别是引导长江经济带中上游地区居民节约用水，降低能耗强度.

4) 推动产业绿色发展.进一步推动工业绿色发展，降低长江经济带上游地区工业二氧化硫排放强度，提高下游地区一般工业固体废物处置率.加大农业绿色科技含量，降低中游地区农药使用强度.优化长江经济带中上游地区营商环境，发展专业化生产性服务业，引导下游地区资本和绿色产业优先在长江经济带中上游地区落地，推动长江经济带上中下游产业承接与转移.

5) 协同推进产业结构优化与生态文明建设.产业结构优化是生态文明建设的动力，在各地区大力建设生态文明的同时，必须加快产业结构优化进度，特别是要加快长江经济带上游、中游地区产业结构优化进程.充分发挥政府在推动产业结构优化与生态文明建设耦合协调发展中的引领作用，在长江经济带上游、中游地区给予人才引进、技术研发、资本投入等政策倾斜，鼓励企业研发或引进先进的生产技术，提高企业生产能力和资源利用效率.