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成渝地区双城经济圈绿色发展水平测度与区域差异分析

2024-03-07车四方张曦

中国西部 2024年1期
关键词:泰尔指数绿色发展神经网络

车四方 张曦

〔摘要〕 文章构建了成渝地区双城经济圈绿色发展的多维评价指标体系,采用人工神经网络法和泰尔指数法分别对成渝地区双城经济圈2010-2021年的绿色发展水平及其区域差异进行了测度和分析。研究表明:(1)成渝地区双城经济圈绿色发展水平呈逐年线性递增态势。(2)重庆市、成都市、绵阳市和雅安市的绿色发展水平处于领先地位,而内江市、广安市、资阳市和达州市的绿色发展水平相对较低。同时,经济社会发展水平在各城市绿色发展指数中占比均最高,意味着经济社会发展是驱动各城市绿色发展的最大因素。(3)成渝地区双城经济圈绿色发展水平总体差距呈倒V型波动趋势,差距从2010年开始增长,在2014年达到峰值后逐步下降,且总体差距主要源自组内差距,贡献率超过70%。本研究可为提升成渝地区双城经济圈绿色发展水平提供有益的理论依据和决策参考。

〔关键词〕 绿色发展;成渝地区双城经济圈;神经网络;泰尔指数

〔中图分类号〕F124.5;X22 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1008-0694(2024)01-0027-12

〔作者〕 车四方 副教授 重庆工商大学长江上游研究中心 重庆 400067

张 曦 硕士研究生 重庆工商大学长江上游研究中心 重庆 400067

〔基金项目〕国家社会科学基金项目“基于机器学习的多维相对贫困精准识别、测度与预警机制研究”(21CTJ007);重庆工商大学重点科研平台开放项目“成渝城市群绿色发展指数测度与分析”(KFJJ2019030);重庆市自然科学基金项目“重庆市经济高质量发展水平测度与动态监测机制研究”(cstc2021jcyj-bshX0123)。

一、引言

中国的经济增长取得了举世瞩目的成就,经济总量从1978年的3679亿元增长到2021年的114.37万亿元,稳居世界第二位。但是,在经济不断发展过程中,与世界其他国家一样,资源匮乏已成为制约经济发展的重要因素。传统的“黑色发展”之路已难以为继,绿色转型发展成为中国的必选之路(胡鞍钢,2004)〔1。事实上,绿色发展是推进生态文明建设的重要手段和必然要求。中央高度重视绿色发展问题,尤其是党的十八大后,我国将绿色发展、绿色生活等新的理念转化为一系列政策实践。在党的十八届五中全会上,习近平总书记提出绿色发展等五大新发展理念;党的十九大提出推进绿色发展,建立健全绿色低碳循环发展的经济体系;党的二十大报告进一步指出,要推动绿色发展,促进人与自然和谐共生,坚定践行绿水青山就是金山银山的发展理念。可见,绿色发展已成为当今中国发展最鲜明的底色。同时,为应对国际国内发展环境的深刻变化,2020年1月,成渝地区双城经济圈作为国家战略被提出,既是解决我国区域发展不平衡不充分问题的重要顶层设计,又是构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局的重要实践。《成渝地区双城经济圈建设规划纲要》明确指出,要坚持生态优先、绿色发展原则,将其打造成我国经济增长第四极和新的动力源。目前,学术界对绿色发展作了大量有益探索,主要集中在绿色发展的内涵阐释、水平测度与影响因素等方面。然而,针对成渝地区双城经济圈绿色发展的研究成果偏少。于是,本文试图精准测度成渝地区双城经济圈绿色发展水平,并分析其区域内的绿色发展水平差异,以期为指导绿色高质量发展提供理论依据和决策参考。

相较于已有研究,本文的边际贡献主要体现在:(1)构建了符合成渝地区双城经济圈的多维绿色发展评价指标体系,突出了生态发展、社会经济等维度;(2)引入人工神经网络法测度各指标权重,为精准测度成渝地区双城经济圈绿色发展水平提供了新的方法选择;(3)精准测度了成渝地区双城经济圈绿色发展水平,发现了其绿色发展水平的时空演化特征。同时,创新性地将成渝地区双城经济圈分为东、中、西部城市群,并引入泰尔指数法对其绿色发展水平区域差异进行了深入分析。

二、文献综述

1.绿色发展内涵解析

学界普遍认为绿色发展是一个多维动态的复杂系统,但是,不同学者对绿色发展内涵的界定有所差异。如侯伟丽(2004)〔2认为绿色发展是在保障自然资本可持续性的前提下,更多地以人造资本代替环境和自然资本,提高物质和能源的使用效率,使经济增长逐步向低原材料消耗、低能耗的方向转变。蒋南平等(2013)〔3认为绿色发展应立足于资源能源合理利用、经济社会适度发展、损耗补偿互相平衡、人与自然和谐相处。胡鞍钢等(2014)〔4认为绿色发展是第二代可持续发展观,既包括传统可持续发展中所关注的人口和经济增长与粮食和资源供给之间的矛盾,又注重经济系统、社会系统和自然系统间的系统性、整体性和协调性。任平等(2019)〔5认为高质量绿色发展的关键是在资源和环境硬约束下,实现经济效益、生态环境、社会效益三者协调发展。可见,绿色发展是对传统的粗放型发展模式的革新,强调人與自然和谐共生以及可持续发展,是集自然生态系统、社会生态系统、人工生态系统与经济社会系统于一体的相互协调发展的多维复杂系统。

2.绿色发展水平测度

绿色发展水平测度主要包括三方面:一是评价指标体系构建。学界对绿色发展评价指标体系的构建标准尚未达成统一。李晓西等(2014)〔6从社会经济和资源环境的可持续发展两个维度确立了人类绿色发展的12个领域,即贫困、收入、健康、教育、卫生、水、能源、气候、空气、土地、森林和生态。刘明广(2017)〔7构建了包括绿色生产、绿色生活、绿色环境和绿色新政等维度的绿色发展指标体系。王勇等(2018)〔8构建了包括资源利用、环境治理、环境质量、生态保护、增长质量和绿色生活6个维度共45个指标。徐晓光等(2021)〔9构建了包括社会发展、经济效率、创新驱动、生态建设和惠民公平等维度的绿色经济发展评价指标体系。邹磊等(2022)〔10从资源利用、绿色环境、绿色经济、绿色生活以及支持机制等方面构建了绿色发展评价指标体系。明显,不同学者基于绿色发展内涵的不同视角构建了相应的评价指标体系。二是评价方法选取。学界对绿色发展的程度衡量主要通过绿色发展指数来表征,在测算指数时一个重要的环节是权重测度的方法选取。当前,主要有两类权重法。一类是等权重法,这种方法简便易计算,但不能区分各指标的相对重要程度,导致测度结果精准度较差。另一类是非等权法,又可以分为两类:主观法,如层次分析法、专家打分法等,显然,这类方法人为主观因素过重而导致测度结果存在较大偏差;客观法,如主层次分析法、熵权法、人工神经网络法(谢家智等,2017)〔11等,这类方法虽然克服了主观人为因素的影响,但是也具有一定的局限性。相较而言,人工神经网络法在厘清非线性映射等复杂关系上具有独特优势,而各指标间往往具有非线性性、离散性、复杂性等关系。三是定量水平测度。学界从不同层面定量测度了绿色发展水平,主要集中在全国层面(欧阳志云等,2009;向书坚等,2013)〔12-13,长江经济带、黄河流域、长三角、京津冀、粤港澳大湾区,以及我国东中西部等区域层面(田时中等,2019;陈红娟等,2021;武宵旭等,2022)〔14-16,以及单个省份和地级市等层面。

3.绿色发展区域差异

学界除了从不同区域层面对其绿色发展总体水平的时空演变进行分析外,通常还会对区域内部的绿色发展差异进行深入探究。如邹磊等(2022)〔10对黄河流域和长江中游城市群的绿色发展水平进行了测度。何可等(2021)〔17对长江经济带农业绿色发展水平区域差异进行了探究,发现各省(市)的农业绿色发展水平增速呈逐年减缓趋势,但减缓速度逐年降低。总体上,学界对于绿色发展区域差异的研究大致类似,均是将要评价的区域细分为几大块,然后采用泰尔指数法对其进行衡量。于是本文遵循现有研究方法对成渝地区双城经济圈各城市群的绿色发展区域差异进行测度。

综上所述,现有研究已对绿色发展进行了大量探究,为本文提供了诸多可借鉴的参考。但是,仍有许多值得进行深入研究的问题:(1)单独针对成渝地区双城经济圈绿色发展的研究文献很欠缺,包括其水平测度和区域差异均有待研究;(2)成渝地区双城经济圈绿色发展水平评价指标体系尚无,有待结合当地实际进行构建;(3)绿色发展水平测度方法尤其是各指标的权重选取法有待进一步优化。鉴于此,本文将成渝地区双城经济圈作为研究范围,构建符合当地实际的绿色发展水平评价指标体系,选取合适的权重法,对其绿色发展水平进行精准测度并深入分析其区域间、区域内的绿色发展水平差异。

三、数据、指标与方法

1.数据来源说明

本文主要对2010-2021年成渝地区双城经济圈绿色发展水平进行测度。因此,本文的数据主要来源于相关年份《重庆统计年鉴》《重庆市水资源公报》《重庆市国民经济和社会发展统计公报》《四川统计年鉴》《四川省国民经济和社会发展统计公报》《四川省水资源公报》《四川省生态环境状况公报》《四川省科技经费投入统计公报》《成渝城市群统计年鉴·时序库》,以及涉及的地级市相关年份统计年鉴等。

2.指标体系构建

本文基于绿色发展的内涵、特征、已有研究文献以及数据可得性,构建出包含自然生态发展、社会生态发展、人工生态发展以及社会经济发展等维度共33个指标的评价体系。见表1。

3.测度方法介绍

(1)绿色发展水平测度。众所周知,选取合理的测度方法是精准测度成渝地区双城经济圈绿色发展水平的基本前提。现阶段,指数法较为流行。因此,本文采用指数法对成渝地区双城经济圈绿色发展水平进行测度。其中,两个步骤很关键,一是各指标权重的选取,二是指标得分加总。相较而言,人工神经网络法在厘清非线性映射等复杂关系上具有独特优势,而各指标间往往具有非线性性、离散性、复杂性等关系。因此,本文借鉴谢家智等人(2017)〔11的做法,选取BP神经网络法测算各指标权重,计算步骤如下。

第一步,构造数据矩阵。由各评价指标的原始数據组成数据矩阵:yi:yi=(yipN×P,其中,i=1,2,…,N,表示评价指标个数;p=1,2,…,p,表示被评价的年份,本文选取2010-2021年作为测度年份。

第二步,数据矩阵标准化。本文采用极大极小值法对数据进行归一化,由于指标间的方向不同,所以采用如下计算公式进行归一化处理:

第三步,权重计算。本文采用BP神经网络法计算各指标权重,其计算公式如下:

这里,yi是数据矩阵;γt、βt、θt分别为网络的输入权、输出权和偏置值;S为网络输出层节点数,s=1,2,…,S;T为网络的隐含层节点数,t=1,2,…,T;γit为输入层i和隐层t之间的权系数;βts为隐层t和输出层s之间的权系数,wi即为各指标的权重。

第四步,计算绿色发展水平。对成渝地区双城经济圈内各地区每一年份的数据进行加权得出其绿色发展指数,计算公式如下:

其中,Indexjp为成渝地区双城经济圈j地区第p年的绿色发展指数;j=1,2,…,L,表示成渝地区双城经济圈范围内的各城市。

通过上述第一步至第三步的测算【本文在使用BP神经网络测算各指标权重的过程中,输入节点的个数为40,隐层节点的个数为12,输出节点的个数为1,学习速率为0.05,最大迭代次数为5000次,均方误差设定为1×1018。】可以得出各指标的权重,结果见表2。

(2)区域差异分析方法。由于受成渝地区双城经济圈内部各城市间经济社会发展水平、资源禀赋、城乡居民生产生活习惯等因素的影响,绿色发展水平在不同区域之间和区域内部都有所不同。为精准分析成渝地区双城经济圈绿色发展水平差异,本文按地理位置将成渝地区双城经济圈分成三个区域,东部城市群、中部城市群和西部城市群。其中,东部城市群包含重庆市、广安市、泸州市和达州市,中部城市群包括自贡市、遂宁市、南充市、资阳市、内江市和宜宾市,西部城市群包括成都市、德阳市、眉山市、绵阳市、乐山市和雅安市。同时,本文采用泰尔指数对成渝地区双城经济圈各城市间的绿色发展水平差异进行测算,计算公式如下:

其中,T为绿色发展差异水平的泰尔指数,n为成渝地区双城经济圈包含的城市数量,j=1,2,…,n;i表示区域数量,本文中即为东部、中部和西部城市群;yij表示各城市的绿色发展指数值;y表示成渝地区双城经济圈绿色发展指数平均值。T越大,表明成渝地区双城经济圈绿色发展水平差异越大,反之则越小。同时,上式可分解为组内差距(Tw)和组间差距(Tb)两部分,计算公式如:

上式中,yi表示区域i的绿色发展水平占总绿色发展水平的比重;ni表示各区域内城市的数量。由于本文将成渝地区双城经济圈分成3组,令k=3,则i=1,2,3,

可见,成渝地区双城经济圈东部、中部和西部城市群绿色发展水平的内部差距为:

进一步,可以计算第i组的组内绿色发展差距的贡献率(Dw)和组间绿色发展差距的贡献率(Db):

通过上述公式就可以测算出成渝地区双城经济圈内部不同区域间和区域内绿色发展水平差异。

四、测度结果与分析

1.绿色发展总体水平

利用2010-2021年数据和公式(7),对成渝地区双城经济圈内各城市的绿色发展进行测度,结果见表3。可以发现,总体上,成渝地区双城经济圈内各城市的绿色发展水平均呈线性递增趋势,从2010年的0.3702增长为2021年的0.5278。

明显,重庆市、成都市、绵阳市和雅安市的绿色发展指数在成渝地区双城经济圈内处于领先水平。其中,重庆市的绿色发展水平从2010年的0.4992增长为2021年的0.7064,成都市则从2010年的0.4711增长为2021年的0.6668,绵阳市从2010年的0.4224增长为2021年的0.5681,雅安市从2010年的0.3916增长为2021年的0.5929。从增长情况来看,达州市、资阳市、雅安市、乐山市、眉山市和内江市处于领先水平,相对而言,南充市、绵阳市、德阳市、广安市和遂宁市绿色发展水平增长较慢。

2.绿色发展二级指标指数

为探究成渝地区双城经济圈绿色发展水平逐年上升的驱动因素,本文还就成渝地区双城经济圈绿色发展评价指标中各二级指标的指数值进行测算,结果见表4。

从表4可以发现,成渝地区双城经济圈绿色发展二级评价指标指数值均呈逐年动态递增态势,这意味着自然生态发展、社会生态发展、人工生态发展、社会经济发展合力促进了成渝地区双城经济圈绿色发展水平逐年递增。具体地,自然生态发展指数从2010年的0.4394增长为2021年的0.4932;社会生态发展指数从2010年的0.8415增长为2021年的1.1633;人工生态发展指数从2010年的0.8376增长为2021年的1.0649;社会经济发展指数从2010年的0.8813增长为2021年的1.6886。

同时,成渝地区双城经济圈的社会经济发展指数最高,社会生态发展指数次之,人工生态发展指数第三,自然生态发展指数最低。从增长幅度来看,从大到小依次是社会经济发展指数、社会生态发展指数、人工生态发展指数和自然生态发展指数。

此外,本文还将成渝地区双城经济圈各城市的绿色发展二级评价指标发展的指数值进行了测度【限于篇幅,本文并未展示各城市二级指标指数值,感兴趣的读者可向作者索取。】。结果显示,虽然各城市绿色发展二级评价指标的指数值存在差异,但是,其变动趋势大体上一致,基本都是呈逐年递增的态势,且社会经济发展指数在各城市中都是最高的,这表明社会经济发展是驱动各城市绿色发展的主要驱动因素。

3.绿色发展水平区域差异分析

基于公式(8)-(13)并利用2010-2021年成渝地区双城经济圈各城市绿色发展水平,测算出成渝地区双城经济圈三个城市群间以及城市群内部的泰尔指数。结果见表5。

从表5可以发现,2010年至2021年,成渝地区双城经济圈绿色发展水平总体差距呈倒V型波动趋势,绿色发展水平差距从2010年的0.0101逐年增长至2014年的0.0138,在2014年达到峰值后开始呈逐年下降趋势。明显,总体差距的变化主要源自组内差距,2010年至2021年间的组内差距贡献值均远远高于组间差距贡献值。同时,组内差距贡献值也呈倒V型波动趋势,从2010年的0.0070增长为2014年的0.0110,在2014年达到峰值后呈逐年递减趋势;而组间差距的贡献值基本维持在0.0022至0.0033之间。此外,组内差距对总体差距的贡献率始终维持在较高水平。

同时,表5中还展现了成渝地区双城经济圈东部城市群、中部城市群和西部城市群的组内差距。明显,2010年至2021年间,成渝地区双城经济圈城市群的绿色发展组内差距呈现出东部较高的态势,且东部城市群的组内差距远高于中西部城市群,而2014年后中部大多低于西部城市群的绿色发展水平。总体上,各城市群的绿色发展水平组内差距均呈倒V型波动趋势,均是从2010年动态递增到2014年,然后开始动态递减。

五、结论与启示

绿色发展是推动我国经济高质量发展的重要路径。本文将成渝地区双城经济圈作为研究范围,着重测度了该区域的绿色发展水平及其区域差异。具体地,本文构建了包含自然生态发展、社会生态发展、人工生态发展、社会经济发展等维度共33个三级指标的绿色发展评价指标体系,引入人工神经网络法测算各指标权重,精准测度了成渝地区双城经济圈2010年至2021年的绿色发展水平;进一步,按地理位置分布将成渝地区双城经济圈包含的城市分为东部、中部和西部城市群三大区域,并引入泰尔指数法精确测算了三大区域间和区域内的绿色发展水平差异。

研究结果表明:(1)成渝地区双城经济圈绿色发展水平从2010年的0.3702增长为2021年的0.5278,总体上呈现出逐年线性递增态势。分指标看,成渝地区双城經济圈绿色发展二级评价指标指数值均呈逐年动态递增态势,这意味着自然生态发展、社会生态发展、人工生态发展、社会经济发展指标的合力增长驱动了该区域绿色发展水平逐年递增。(2)分城市来看,各城市的绿色发展水平也呈逐年递增趋势,重庆市、成都市、绵阳市和雅安市的绿色发展指数在成渝地区双城经济圈内处于领先水平,而内江市、广安市、资阳市和达州市的绿色发展水平相对滞后。同时,各城市绿色发展二级评价指标的指数值基本都是呈逐年递增的态势,且社会经济发展指数在各城市中都是最高的,这表明社会经济发展是驱动各城市绿色发展的最大驱动因素。(3)成渝地区双城经济圈2010年至2021年绿色发展水平总体差距呈倒V型波动趋势,绿色发展水平差距在2014年达到峰值后开始呈逐年下降趋势;总体差距主要来源于组内差距,贡献率超过70%;城市群的绿色发展组内差距呈现出东高西低的态势,且东部城市群的组内差距远高于中西部城市群。

基于上述研究结论,得出以下政策启示:(1)发挥成渝“双核”引领作用,推进各城市绿色协同发展。虽然重庆市和成都市绿色发展水平总体上处于成渝地区双城经济圈的顶端,但是,成都市的自然生态发展指数仅处于中等水平,重庆市的社会经济发展指数处于中高水平。因此,要补齐成渝两地绿色发展短板,做到不论是总体水平还是分指标水平均处于领先地位,进而辐射带动提升整个成渝地区双城经济圈的绿色发展水平。同时,要大力加强内江、广安、资阳和达州等地级市的绿色发展转型,不断推进绿色协同发展。(2)强化数字技术驱动绿色发展,推进成渝地区绿色制造。要把握数字化、智能化方向,找到数字技术在成渝地区双城经济圈绿色发展的契合点与发力点。将大数据、人工智能、区块链等先进技术与绿色发展相结合,精准识别和研判各城市绿色发展存在的短板和弱项,推进生态环境治理体系和治理能力现代化、绿色制造数字化,推动数字化驱动绿色制造转型升级。(3)强化区域绿色协调发展,缩小区域内部绿色发展差距。要重视成渝地区双城经济圈东部城市群内部的发展差距。由于东部城市群中重庆市的绿色发展水平较高,而广安市、达州市和泸州市的绿色发展水平相对较低,造成东部城市群绿色发展水平内部差距较大。应及时出台加强区域绿色协调发展政策措施,逐渐形成1+1>2的合力,通过市场驱动实现区域联动绿色发展,逐步缩小区域内部绿色发展差距。

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(责任编辑 肖华堂)

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