史 歌，任保平

（1.西安财经大学，陕西 西安 710100；2.南京大学 数字经济与管理学院，江苏 苏州 215163）

0 引言

党的二十大报告指出“中国式现代化是人与自然和谐共生的现代化”。习近平总书记在全国生态保护大会上再次强调“以高品质生态环境支持高质量发展，加快推进人与自然和谐共生的现代化”。黄河流域生态保护和高质量发展体现了新时代中国式现代化建设的本质要求。从生态环境来看，黄河泥沙含量高、治理难度大、水患灾害严重，水资源短缺、水沙关系不协调、水污染严重、生态环境脆弱等问题突出；从经济社会发展来看，黄河流域九省（区）经济发展落后（2022 年生产总值仅占全国生产总值的25%）且经济发展不均衡问题突出（2022 年下游山东省生产总值是上游青海省的24.2 倍），各省（区）第一、二产业占比远高于全国平均水平，经济发展对能源依赖度高、对生态环境造成的压力大。

在黄河流域生态保护和高质量发展被确定为重大国家战略的背景下，一大批学者展开了黄河流域生态保护与高质量发展耦合协调关系的相关研究［1－3］，学者们从理论层面论证了黄河流域生态保护与高质量发展耦合协调的客观规律［4－7］，从定量角度分析了黄河流域生态保护与高质量发展的耦合协调关系［8－10］，以及二者的交互胁迫关系等［11－14］。从已有研究来看，国内学者对生态保护与高质量发展耦合协调度的定量分析较多，主要呈现以下特点：第一，倾向于构建经济社会高质量发展某一维度的评价指标体系和生态保护评价指标体系，再利用耦合协调模型计算其耦合协调度，观察耦合协调度变化特征；第二，多数研究时段跨度为10 a，对流域内各省（区）10 a 以上的比较研究较少；第三，对耦合协调度的测算多借鉴物理学中的耦合协调度模型，对两系统间相互影响的动态关系研究较少。为此，本文构建高质量发展评价指标体系和生态保护评价指标体系，依据2002—2021 年20 a 间的面板数据，测算黄河流域各省（区）生态保护与高质量发展耦合协调度、脱钩指数，分析黄河流域各省（区）生态保护与高质量发展之间相互作用关系的时空变化情况，以期为探寻提升黄河流域生态保护与高质量发展耦合协调的有效路径提供参考。

1 研究方法

1.1 构建评价指标体系

本研究用高质量发展指数表示黄河流域高质量发展水平，用生态保护指数表示黄河流域生态保护水平。

参考任保平等［14］的研究，构建包括创新发展、协调发展、绿色发展、开放发展和共享发展5 个维度的高质量发展评价指标体系（见表1），其中：创新发展反映高质量发展的长期驱动力，用科学技术支出占比、R＆D 人员占比、国内专利申请受理量3 个指标来测度；协调发展反映高质量发展的内在需求，不仅体现在城乡经济的协调发展，而且体现在产业的协调发展、经济金融的协调发展，因此选取城乡居民人均可支配收入比、产业结构高级化指数、金融相关率3 个指标来测度；绿色发展是高质量发展的基本要求，不仅体现在生产中减少环境污染，而且体现在提高废物无害化处理率、加强生态环境保护，因此选择万元GDP 二氧化硫排放量、生活垃圾无害处理率、人工造林面积3 个指标来测度；开放发展是高质量发展的外在推动力，不仅体现在“引进来”而且体现在“走出去”，选择外商投资占比、对外依存度、接待国际游客数量3 个指标来测度；共享发展是高质量发展的目标，选择享受最低保障居民人数占总人口比重、中小学生与教师人数比、医疗机构数3 个指标来测度。

表1 黄河流域高质量发展和生态保护综合评价指标体系

参考杨慧芳等［15］的研究，围绕水资源利用和保护，构建包括生态环境资源、生态环境承载力和生态环境治理3 个维度的生态保护评价指标体系（见表1）。鉴于土地利用类型与水资源保护密切相关，在生态环境资源维度选取人均森林面积、人均耕地面积、人均水资源量3 个具体指标；生态环境承载力维度选择万元GDP 耗水量、人均生活用水量和工业废水排放量3 个指标来测度；生态环境治理维度选取自然保护区面积占比、生活污水处理率和水污染治理投入3 个指标来测度。

各指标原始数据源自历年《中国统计年鉴》、黄河流域九省（区）历年《统计年鉴》、CSMAR 数据库和国家统计局网站。

1.2 高质量发展指数与生态保护指数计算方法

在对指标数据进行标准化处理的基础上，采用熵权－TOPSIS 法分别计算高质量发展指数和生态保护指数，即首先采用熵权法计算各指标权重，然后采用TOPSIS 法分别计算高质量发展指数和生态保护指数，具体方法如下。

1.2.1 数据标准化处理

为解决各指标计量单位不同、数量级不同的问题，采用极差归一化法对指标数据进行标准化处理，正向指标标准化处理公式为

负向指标标准化处理公式为

1.2.2 计算指标权重

熵权法计算指标权重的公式为

式中：Pij为第i个省（区）的第j个指标标准化值占比，n为省（区）数量（本研究n＝9），Hj为第j个指标的熵值，m为指标数量（本研究中高质量发展系统m＝15，生态保护系统m＝9），Gj为第j个指标的差异性系数，Wj为第j个指标的权重。

1.2.3 计算高质量发展指数及生态保护指数

1）构建加权标准化评价矩阵R：

2）确定最优方案I＋、最劣方案I－：

其中

3）计算各省（区）评价指标与最优方案和最劣方案的距离：

式中：D＋i、D－i分别为第i个省（区）评价指标与最优方案、最劣方案的欧氏距离。

4）计算各省（区）高质量发展指数及生态保护指数：

分别用U高i、U生i表示第i个省（区）高质量发展指数、生态保护指数，U高i、U生i越大（即越接近1）说明评价对象表现越好。

1.3 耦合协调度计算方法

耦合度用于衡量系统间的相互作用强度，耦合度越大说明系统间的耦合状态越好；耦合协调度则用于描述各系统发展的协调性，耦合协调度越大说明各系统间发展的协调性越好。参考有关研究，采用如下公式计算黄河流域生态保护与高质量发展耦合协调度：

式中：Ci为第i个省（区）生态保护与经济高质量发展耦合度，Ti为第i个省（区）生态保护与高质量发展协调指数，α、β分别为反映生态保护、高质量发展重要性的系数（鉴于生态保护与高质量发展同等重要，本研究取α＝β＝0.5），Di为第i个省（区）生态保护与高质量发展耦合协调度。

参考有关研究，进行耦合协调等级划分，划分标准见表2。

表2 耦合协调等级划分标准

1.4 脱钩指数计算方法与脱钩状态划分标准

脱钩指数主要用于描述相互联系的两个系统间响应关系弱化甚至完全脱离的现象，常用的脱钩指数计算方法有OECD 模型和Tapio 模型，其中OECD 模型计算结果容易受所选计算指标量纲的影响，而Tapio模型计算结果不受所选计算指标量纲的影响。本研究采用Tapio 模型分析生态保护对高质量发展变化的反馈情况，反映两个系统的联系状态，其形式为

式中：et为第t年生态保护与高质量发展脱钩指数，U生t－1、U生t分别为第t－1 年、第t年生态保护指数，U高t－1、U高t分别为第t－1 年和第t年高质量发展指数。

参考Tapio［16］、公维凤等［17］的研究，根据脱钩指数的大小与两系统综合评价指数变化情况（ΔU生、ΔU高），将生态保护与高质量发展之间的响应关系划分为6 种脱钩状态（见图1、表3），其中：Ⅰ为扩张连接状态（最理想状态），生态保护对高质量发展有较强的正向响应，即生态环境随经济社会高质量发展水平提升而大幅度改善；Ⅱ为衰退连接状态，高质量发展水平降低引起较严重的生态环境恶化；Ⅲ为弱脱钩状态（较理想状态），高质量发展水平大幅度提高伴随生态保护水平的小幅度提升；Ⅳ为弱负脱钩，高质量发展水平降低伴随一定程度的生态环境恶化；Ⅴ为强脱钩状态，高质量发展水平的提高伴随生态环境恶化；Ⅵ为强负脱钩状态，生态保护水平有所提升但高质量发展水平降低。

图1 脱钩状态划分示意

表3 脱钩状态划分标准

2 计算结果与分析

2.1 高质量发展指数

图2 为2002—2021 年黄河流域各省（区）高质量发展指数变化情况。从流域整体来看，平均高质量发展指数在2002—2009 年呈小幅缓慢下降趋势，在2010 年以后呈稳步上升趋势。各省（区）比较来看，高质量发展指数在2002—2009 年差异较小、2010 年以后差异逐渐扩大。2021 年，山东、四川、河南三省高质量发展指数高于流域平均水平，其他省（区）低于流域平均水平，山东、四川两省高质量发展指数约为青海的4.5 倍，青海、宁夏高质量发展指数明显低于其他省（区）。综合来看，流域经济社会发展在2010 年以后整体稳步向好，但存在上下游发展不平衡、不充分的问题：下游山东、河南两省经济社会发展迅速，竞争优势显著；中游山西、陕西两省大致维持在流域平均水平上，经济社会发展乏力；上游除四川外，其他省（区）的经济发展动力长期不足，2018 年以后呈衰退趋势。

图2 2002—2021 年黄河流域高质量发展指数变化情况

2.2 生态保护指数

图3 为2002—2021 年黄河流域各省（区）生态保护指数变化情况。从流域整体来看，平均生态保护指数在研究时段（2002—2021 年）呈缓慢上升趋势。从各省（区）比较来看，生态保护指数省（区）间差异较大：上游青海、内蒙古和四川三省（区）生态保护指数始终高于流域平均水平，其中青海、内蒙古显著高于其他各省（区）的（大致在0.45～0.70 之间波动上升）；上中游的甘肃、宁夏、山西、陕西四省（区）生态保护指数略低于流域平均水平，大致在0.12～0.30 之间波动上升；下游山东、河南两省生态保护指数远低于流域平均水平，大致在0.10～0.20 之间波动上升。综合来看，黄河流域生态保护主要存在两大问题：一是水资源短缺、水污染、水沙关系不协调问题仍然比较突出，生态环境脆弱问题尚未得到根本改变；二是各省（区）生态保护差异较大，生态环境自西部向东部逐渐恶化。

图3 2002—2021 年黄河流域生态保护指数变化情况

2.3 耦合协调度

图4 为2002—2021 年黄河流域生态保护与高质量发展耦合协调度变化情况，可以看出：2002—2009年高质量发展指数与生态保护指数变化的一致性较差，耦合协调度大致在0.20～0.45 范围内剧烈波动（在中度失调与濒临失调之间波动）；2010 年以后高质量发展指数与生态保护指数的变化趋于一致，耦合协调度大致由0.69 稳步上升到0.98，生态保护与高质量发展的耦合协调态势良好，2021 年耦合协调等级达到优质协调。

图4 2002—2021 年黄河流域高质量发展与生态保护耦合协调度变化情况

2002—2021 年黄河流域九省（区）耦合协调度变化情况见图5，可以看出：各省（区）生态保护与高质量发展耦合协调度在研究时段均呈上升趋势，2018 年后九省（区）耦合协调等级已全部由失调转变为协调。其中：四川、内蒙古耦合协调度相对较高，耦合协调等级在研究期初已转变为协调；陕西、山西和山东耦合协调度处于中等水平，耦合协调等级在2002—2012 年属于失调，2012 年后转变为协调；青海、甘肃、宁夏和河南耦合协调度整体较低，耦合协调等级由失调转变为协调的时间相对较晚。

图5 2002—2021 年黄河流域九省（区）耦合协调度变化情况

2.4 脱钩状态

表4 为2002—2021 年黄河流域各省（区）生态保护与高质量发展脱钩状态变化情况。由表4 可知：各省（区）在研究时段内仅少数年份达到生态保护与高质量发展同步改善，即最理想的扩张连接（生态保护改善幅度大于经济社会高质量发展水平提高幅度）或较理想的弱脱钩（高质量发展水平提高幅度大于生态保护水平的提升幅度）；多数年份处于不理想的强脱钩、强负脱钩、弱负脱钩或衰退连接。研究时段末（2020—2021 年）只有四川、河南两省达到较理想的弱脱钩；青海、甘肃、内蒙古、山西、陕西、山东属强负脱钩，经济高质量发展水平受疫情影响有所降低，同时生态保护水平有所提高；宁夏属弱负脱钩，即出了经济高质量发展水平降低，伴随一定程度的生态环境恶化。

表4 2002—2021 黄河流域各省（区）生态保护和高质量发展脱钩状态

3 结论与建议

3.1 结论

1）2002—2021 年黄河流域生态保护和高质量发展水平均有所提升、变化趋势稳步向好，但西部落后于东部的高质量发展不均衡问题，以及流域内各省（区）生态保护差异较大、生态环境脆弱问题尚未得到根本 改变。

2）在2010 年以前黄河流域生态保护与高质量发展耦合协调度波动较大、耦合协调等级基本属失调，2010 年后耦合协调度稳步提升、耦合协调等级逐渐由初级协调向良好协调和优质协调转变，但各省（区）耦合协调度及耦合协调等级差异较大。

3）2002—2021 年黄河流域九省（区）生态保护与高质量发展的脱钩状态，仅少数年份为理想的扩张连接或弱脱钩，多数年份属不理想的强脱钩、强负脱钩、弱负脱钩或衰退连接，研究时段末多数省（区）出现了高质量发展水平下降伴随生态保护改善的强负脱钩状态。

3.2 建议

推动黄河流域生态保护和高质量发展，促进区域协调发展、缩小区域现代化差距，是全面推进中国式现代化建设的重要内容。鉴于黄河流域存在高质量发展不均衡、生态环境依然脆弱、各省（区）生态保护与高质量发展耦合协调状况差异较大等问题，提出如下提升耦合协调度的路径。

一是加强产业发展要素流动、加快产业转型升级。一方面，通过产业发展要素流动，促进高质量发展与生态保护的耦合协调，缩小各省（区）间经济发展差距。另一方面，制定“绿水青山”向“金山银山”转变的发展战略，如：上游地区应对畜牧业进行绿色升级，发展少数民族文化特色产业，带动经济发展；中游地区应加快农业绿色转型和传统重化工业转型升级，加强对提高能源利用效率和高品质农产品的技术研发，降低工农业发展对能源的依赖和对生态环境的破坏；下游地区应加强水利基础设施建设，加大对上游地区的产业发展要素支持。

二是加快数字经济发展，促进高质量发展与生态保护耦合协调。数字技术能提高生产技术的研发效率，数字产业具有天然的绿色属性，在节能减排上表现出更大的发展潜力。首先，构建黄河流域数字化发展的全局统筹机制，根据流域内各省（区）的实际情况制定数字化发展战略，如：经济基础较好的下游地区应着力于数字技术创新、新产品开发；中游地区有一定的数字经济发展基础，且高等教育院校较多，应在数字技术成果转化、数字人才培养中发挥优势，进一步发展数字经济；上游地区通过数字技术提高生态保护效率，加快形成生态保护和经济社会高质量发展正向联动机制。其次，加快对黄河中上游地区的数字经济基础设施建设，推进数字产业发展和产业数字化转型，完成以数字技术驱动的传统产业转型升级。最后，在流域生态补偿机制中引入数字技术，打造流域内共享的环境资源监测数据库，提高流域内生态补偿效率。