黄河“几”字弯都市圈资源环境承载力与经济发展耦合协调研究

2024-03-31王芳侯静怡

人民黄河 2024年3期

王芳侯静怡

摘要：在生态文明建设理念下，如何实现生态脆弱区资源环境与经济的协调发展，已成为我国亟待解决的问题之一。以典型生态脆弱区黄河“几”字弯都市圈２１个地级市为例，基于２００５年、２０１０年、２０１５年、２０２０年的资源环境与经济发展数据，运用熵权ＴＯＰＳＩＳ法分析资源环境承载力状况，并引入耦合协调度模型揭示资源环境承载力与经济发展水平耦合协调关系及其时空演变特征，结果表明：黄河“几”字弯都市圈资源环境承载力呈波动上升趋势，区域差异显著；资源环境承载力与经济发展水平的耦合协调度整体逐渐趋向于更高程度的耦合；通过莫兰指数分析发现，黄河“几” 字弯都市圈资源环境承载力与经济发展水平耦合协调度为显著空间正相关。

关键词：资源环境承载力；经济发展水平；耦合协调度；生态脆弱区；黄河“几”字弯都市圈

中图分类号：Ｆ１２７；Ｆ０６２．２文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０３．０１６

引用格式：王芳，侯静怡．黄河“几”字弯都市圈资源环境承载力与经济发展耦合协调研究［Ｊ］．人民黄河，２０２４，４６（３）：８５－９１．

０引言

２０２０年中央财经委员会第六次会议提出，推动黄河流域生态保护和高质量发展，同时提出黄河“几”字弯都市圈概念。自此黄河“几”字弯都市圈协同发展等提上议事日程，黄河流域迎来了新的发展机遇。但是黄河流域作为生态脆弱区在发展过程中遇到了一系列问题，如资源短缺、环境污染、生态破坏等，这些问题在一定程度上激化了生态保护和高质量发展间的矛盾。

资源与环境共同构成了区域发展的本底，资源环境承载力是社会经济发展与生态环境等复合系统协调发展的重要载体［１］。国内外学者对资源环境承载力展开了诸多研究［２－３］，评价方法多采用系统动力学模型［４］、耦合度模型［５］、三维四面体模型［６］等，研究尺度覆盖国家［７］、流域［８］、省域［９］等。受自然－经济－社会复合系统协调发展目标影响，国内承载力研究的热点是生态承载力和资源环境综合承载力等［１０］。

当前，我国经济已进入高质量发展阶段，为解决结构性矛盾、缓解资源环境的瓶颈，须正确处理生态环境与经济发展之间的关系。关于生态环境与经济发展关系的研究始于２０世纪中叶，环境库兹涅茨曲线假说认为经济发展与生态环境关系曲线为倒Ｕ形，诸多学者对其進行了验证［１１－１２］。但也有学者否认该假说的有效性，Ｓａｃｈｓ等［１３］认为存在“资源诅咒”效应，即经济发展与环境保护存在一定矛盾，在经济增长情况下会面临更严重的污染问题。随着经济发展与生态环境关系研究的深入，人们认识到二者是对立统一、可协调的关系［１４］。近年来，学者们通过耦合理论对资源环境承载力与经济发展程度之间的关系展开研究，研究方法多运用多元统计分析方法［１５－１７］，主要为国家［１８］、省域［１９］、区域［２０］等宏观尺度的研究。

黄河“几”字弯都市圈的发展以重工业为主，产业结构不合理、经济发展模式单一，生产过程中环境污染严重，加之黄河流域生态脆弱、生态系统稳定性差等问题相互交错。张青峰等［２１］对黄土高原各县域２００５年与２００６年生态与经济系统耦合协调度进行研究发现，该地区生态与经济耦合协调度较低。赵景峰等［２２］指出，黄河流域城市群综合承载力呈现向中高水平发展的趋势。黄河流域各城市发展是推动流域整体高质量发展的基础。因此，对黄河“几”字弯都市圈这一生态脆弱区资源、环境容量和经济发展水平之间的关系进行探讨至关重要。

国内关于城市群发展的研究多侧重于对城市群某单一因素的承载状况进行分析，对资源环境与经济发展水平耦合协调度的评价尚未形成统一标准。此外，已有研究多集中于耦合协调度在时间上的演变，对于空间格局的研究较少，也鲜少针对地级市这一尺度展开探讨。同时，关于黄河“几”字弯都市圈这一生态环境脆弱区的研究十分薄弱。基于此，以黄河“几”字弯都市圈的２１个地级市为研究对象，探讨其资源环境承载力水平，并运用协调度模型探讨资源环境承载力与经济发展水平耦合协调度的时空格局演变特征，以期为黄河“几”字弯都市圈的规划和因地制宜地开展生态修复工作提供理论和方法支持。

１研究设计

１．１研究区城

黄河“几”字弯都市圈指西起甘肃白银，经宁夏、内蒙古、陕西至山西临汾，处在黄河“几”字形弯顶端３０００ｋｍ河段所对应的区域。结合黄河“几”字弯都市圈协同发展的总目标，研究区域为黄河“几”字弯都市圈整体范围，即甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西５个省（区）的接壤地带，共２１个地级市。

１．２评价指标体系构建与数据来源

资源环境系统和社会经济系统具有复杂性和多层次性特点，考虑黄河“几”字弯都市圈区域特色，并借鉴相关研究成果［２３－２４］，从资源、环境２个视角建立资源环境承载力评价指标体系，从经济规模、经济结构、经济效益３个方面构建经济发展水平评价指标体系，见表１。资源与环境是经济发展的基础，社会生产就是从环境中获得自然资源的过程，经济发展为保护资源环境提供资金和技术支持［２５］。资源环境系统涵盖资源、环境子系统的反馈调节功能、供给与容纳能力等［２６］。资源直接影响一个地区的资源环境承载能力。环境可以反映人类各项生产活动对环境的干扰程度以及生态破坏后采取的补救措施［２７］。黄土高原为我国生态环境脆弱的地区之一，存在水资源保障形势严峻、土壤侵蚀严重等问题［２８］。因此，将水资源、土地资源、生态资源等纳入资源子系统，这些重要物质资源是地区经济发展、生产生活必不可少的；将水环境、土壤环境等层面的污染物排放、污染治理相关指标纳入环境子系统，污染物排放影响环境质量，而污染治理则体现出区域环境改善情况。经济规模反映一个地区经济发展的总体水平，用地区生产总值、地方财政一般预算收入等指标表征；经济结构是产业结构的体现，用第二产业占ＧＤＰ比重、第三产业占ＧＤＰ比重两个指标表征；经济效益反映区域经济的带动能力，用居民人民币储蓄存款余额等指标表征。

选取黄河“几” 字弯都市圈２１个地级市进行分析，研究数据主要来源于２００５年、２０１０年、２０１５年、２０２０年《中国城市统计年鉴》《中国区域经济统计年鉴》、各省市统计年鉴以及生态环境状况公报，其中绝大部分数据是统计资料中的原始数据，部分缺失数值采用插值法补齐。

１．３研究方法

１．３．１熵权ＴＯＰＳＩＳ评价法

利用熵权ＴＯＰＳＩＳ法对黄河“几”字弯都市圈各地级市资源环境承载力和经济发展水平进行测度。首先对评价指标数据进行无量纲化处理，建立标准化决策矩阵；其次确定指标权重，构建加权决策矩阵；然后确定正、负理想解，并计算各市指标值与正、负理想解之间的距离；最后计算综合评价指数。资源环境承载力和经济发展水平综合评价指数用贴近度表示，计算公式为

２研究结果与分析

２．１资源环境承载力评价

根据式（１）计算黄河“几”字弯都市圈各地级市资源环境承载力贴近度，运用自然断点法把其划分为高、较高、较低、低４个等级，见图１。由于近年来黄河流域生态环境保护措施不断得到落实以及黄河流域持续推进高质量发展，明显减轻了资源环境承载负荷，因此黄河“几”字弯都市圈资源环境承载力贴近度整体呈波动上升趋势，２００５年、２０１０年、２０１５年、２０２０年资源环境承载力贴近度平均值分别为０．１５３０、０．２４５８、０．２８４５、０．２７１７。

研究期内黄河“几”字弯都市圈资源环境承载力区域差异明显，整体呈现以太原市、呼和浩特市、包头市、银川市为核心的多核空间特征，都市圈西部和南部为资源环境承载力贴近度低值区。太原市、呼和浩特市、包头市资源环境承载力贴近度较大，在研究期内处于高及较高等级，该类城市以发展经济为主，主要依靠提高社会经济支持能力增强资源环境承载力。在发展过程中该类城市耕地大量转为建设用地，大量耗费能源、环境污染严重，但其经济发展水平高、社会公共服务设施投资额较突出、技术创新投入高、对环境的支撑力度大，在一定程度上弥补了自然承载力的不足。与之相对，阿拉善盟、石嘴山市、中卫市、白银市、庆阳市等地级市在研究期内资源环境承载力贴近度较小。２００５年，石嘴山市、白银市、榆林市、朔州市等资源环境承载力贴近度介于０．０９～０．１２之间，资源环境承载力等级低。以忻州市、榆林市为代表的资源环境承载力贴近度小的城市，资源环境承载力贴近度在２０１５年有小幅提升，但地区产业结构不合理，对传统工业依赖性强，且城市建设进程缓慢，经济发展水平低，无法有效巩固城市的协调可持续发展，整体上资源环境承载力等级较低。

２．２经济发展水平评价

根据式（１）计算黄河“几”字弯都市圈各地级市经济发展水平贴近度。西部大开发战略的推进落实对黄河“几”字弯都市圈各城市的社会经济发展起到了积极的促进作用，各地级市经济发展水平贴近度整体呈上升态势。在研究期内，呼和浩特市、包头市、鄂尔多斯市、太原市、银川市经济发展水平贴近度较大，约是乌兰察布市、石嘴山市、中卫市、吴忠市、庆阳市、白银市等低值区的３倍。榆林市、朔州市、忻州市等地级市经济发展水平处于中等水平。２０２０年太原市经济发展水平最高，贴近度为０．６８９１；白银市的最低，贴近度仅为０．２１３６。

２．３资源环境承载力与经济发展水平的耦合协调关系

２．３．１耦合度及耦合协调度

根据式（２）～式（４）测算２００５年、２０１０年、２０１５年、２０２０年研究区耦合度与耦合协调度。参考已有研究［２９－３０］，并结合研究区实际，将耦合度和耦合协调度划分为４种类型，见表２。

基于黄河“几”字弯都市圈各地级市资源环境承载力和经济发展水平的贴近度，计算得出２００５年、２０１０年、２０１５年、２０２０年黄河“几”字弯都市圈资源环境承载力与经济发展水平耦合度均值都大于０．９。

２００５年、２０１０年、２０１５年、２０２０年黄河“几”字弯都市圈资源环境承载力与经济发展水平耦合协调度在研究期内整体由低度耦合协调逐渐转变为高度耦合协调，见图２。资源环境承载力贴近度与经济发展水平贴近度的差距逐渐缩小，促进了两个系统的协调发展。

２．３．２耦合协调度时空格局及全局空间相关性分析

在计算得到黄河“几”字弯都市圈耦合协调度基础上，进一步分析各地级市耦合协调度的时间演变和空间分异情况，见图３。从耦合協调度的空间分异来看，２００５年黄河“几”字弯都市圈仅呼和浩特市、包头市、太原市的耦合协调度达到０．４，为中度耦合协调，其他城市均为低度耦合协调。２０１０年，呼和浩特市、包头市、鄂尔多斯市、太原市的耦合协调度达到０．５，进入高度耦合协调；大部分城市由低度耦合协调向中度耦合协调转变，其中阿拉善盟、乌兰察布市、石嘴山市、中卫市、吴忠市、白银市、庆阳市、朔州市和忻州市耦合协调度较低，均属于低度耦合协调。２０１５年，呼和浩特市、包头市、太原市耦合协调度均高于０．７，属于高度耦合协调；中卫市、白银市耦合协调度最低，分别为０．３９１８、０．３９８５，属于低度耦合协调。２０２０年，太原市耦合协调度最高，为０．８５１０，属于极度耦合协调，呼和浩特市仅次于太原市为０．７８７９；除巴彦淖尔市、乌兰察布市、乌海市等１０个地级市仍属于中度耦合协调外，其他各地级市均为高度耦合协调。整体来看，黄河“几”字弯都市圈耦合协调发展水平在空间上差距缩小，呈现省会城市高、周围地级市低的状态。一方面，得益于国家“十一五”以来大力推动实施的西部大开发战略，黄河“几”字弯都市圈城市经济快速发展，基础设施条件改善；另一方面得益于节能减排等环境治理措施的大力推广，许多城市凭借资源环境优势走绿色可持续发展道路，不仅保护了生态环境，而且推动了特色经济的发展，近年来黄河“几”字弯都市圈经济发展效果显著，耦合协调度逐步提高。

在计算得到黄河“几”字弯都市圈各地级市资源环境承载力与经济发展水平耦合协调度的基础上分析其空间自相关性，以进一步判断在城市耦合协调度上升的基础上城市之间是否存在相互依赖性。因此，运用全局莫兰指数衡量空间相关性，结果见表３。Ｐ值为假设检验的值，当Ｐ＜０．１时表示在９０％的置信水平上拒绝原假设，通过显著性检验；当Ｐ＜０．０１时表示在９９％的置信水平上拒绝原假设，通过极显著性检验。Ｚ值为标准差倍数，可以反映离散程度，当Ｚ＞１．６５时为聚集分布，当Ｚ＜－１．６５时为离散分布。全局莫兰指数Ｉ均为正表明相邻地级市资源环境承载力和经济发展水平的耦合协调度在空间上集聚效应明显，呈现明显“高高”“低低”空间分布状态，即耦合协调水平较高的城市临近，耦合协调水平较低的城市也彼此接近。从时间变化上，莫兰指数呈先上升后下降的趋势。２００５年、２０１０年、２０１５年的空间相关性有增强的趋势，并于２０１５年达到最大值０．６４６，２０２０年下降趋势明显。

２．４讨论

以黄河“几”字弯都市圈为代表的生态脆弱区目前正处于发展的重要阶段，准确把握该地区社会经济发展和资源环境承载力之间的交互关系，选择合适的发展方式，是实现黄河流域生态保护和高质量发展的重要途径。结合已有研究［３１－３２］，黄河“几”字弯都市圈资源环境承载力与经济发展水平耦合协调特征与国内诸多城市群大致相符，即省会城市、经济发达城市耦合协调度高于其他地级市和经济欠发达地区的。但作为生态脆弱区的黄河“几”字弯都市圈，在发展过程中存在自身独特性。一些经济发达且是重要能源化工基地的城市，在一定时期内依靠能源换取经济发展，进一步弥补了自然承载力的不足，但这种依赖资源的经济增长方式并不持久，亟待通过调整产业结构、发展循环经济和生态经济等实现长期可持续发展。对于那些经济欠发达、生态环境较好的地级市，要充分利用外部资源，与经济发达地区展开合作实现多赢协同发展，减轻自身生态和经济压力。对于黄河“几”字弯都市圈的整体规划，应从该区域的环境容量和资源承载力出发，加强对土地、水资源等资源环境的统筹管理，推动“几”字弯都市圈人地关系的协调发展。

３结论

以黄河“几”字弯都市圈２１个地级市为研究区，基于２００５年、２０１０年、２０１５年、２０２０年数据，运用熵权ＴＯＰＳＩＳ模型、耦合协调模型测算资源环境承载力与经济发展水平的耦合协调度，在此基础上引入全局莫兰指数衡量空间相关性，主要结论如下：黄河“几”字弯都市圈资源环境承载力整体波动上升，但存在一定的空间差异，其中呼和浩特、太原等省会城市及经济强市的资源环境承载力贴近度较大，低值区主要在研究区南部；黄河“几”字弯都市圈资源环境承载力与经济发展水平耦合协调关系整体呈良性发展态势，不断趋向更高程度的耦合，此外，黄河“几”字弯都市圈耦合协调发展水平在空间上差距缩小，呈现省会城市高、周围地级市低的状态；通过莫兰指数分析发现，黄河“几”字弯都市圈资源环境承载力与经济发展水平耦合协调度显著空间正相关。

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