黃河流域水生態文明建設水平的時空格局及空間收斂性

張俊,馮越珺,尤赟

(安徽財經大學 經濟學院,安徽 蚌埠 233030)

黃河流域生態文明建設關乎國家生態安全總體規劃布局,是實現中華民族永續發展的關鍵。自黃河流域生態保護和高質量發展被確立為重大國家戰略以來,流域治理始終貫徹生態優先、節約集約、綠色發展的理念,生態文明建設水平得到根本性和轉折性的改變。然而,由于黃河流域地理位置的限制、自然資源稟賦的不足以及用水效能較低等問題,流域內水資源利用超載、空間格局失衡且供需不均,水污染復合型和結構型特征明顯,水生態系統退化嚴重等問題并未得到很大改善[1-3],水生態文明建設工作的持續推進顯得尤為緊要和迫切。黨的二十大報告指出,要統籌水資源、水環境、水生態治理,推動重要江河湖庫生態保護治理,健全現代環境治理體系?！饵S河流域水資源治理節約集約利用實施方案》《黃河流域生態環境保護規劃》《黃河生態保護治理攻堅戰行動方案》等系列政策法規強調,要加強黃河流域水資源節約集約利用,全面改善水生態環境,確保生態系統健康穩定。加強黃河流域水生態文明建設是順應時代發展的必然選擇,是實現人與自然和諧共生的必由之路。黃河流域各城市水生態文明建設現狀如何?各城市之間的水生態文明建設水平是否存在空間關聯和空間溢出效應?各城市之間水生態文明建設水平的差異是否存在擴大或收斂趨勢?其影響因素是哪些?這些問題的回答,對于客觀評價黃河流域水生態文明的現狀特征以及協同推進水生態文明建設具有重要的理論價值和政策價值。

一、文獻綜述

在水生態文明建設水平的指標體系構建及測度方面,現有研究綜合水生態文明建設系統的社會屬性和自然屬性,將水生態文明建設系統要素歸結為水安全、水生態、水環境、水節約、水管理、水文化6類[4],在此基礎上部分學者考慮到水工程、水經濟、水景觀、水節約等維度[5-9],對水生態文明建設系統要素進行替換或補充。部分研究采用生態系統健康評價常用的PSR模型以及DPSIRM模型構建水生態文明建設評價指標體系[10-12]。鄧宗兵等以水資源管理制度為核心,從水資源總量控制、水利用效率控制、水環境綜合治理、水管理制度實施4個維度構建水生態文明建設的測度體系[13];宋曉娜等依據水生態文明建設質量內涵,從用水量控制、水效率提升、水安全保障、水生態恢復、水環境改善、水制度導向6個維度綜合考察水生態文明建設水平[14]?；诳茖W的綜合評價指標體系,現有文獻通常采用熵值法對各項指標進行客觀賦權計算得分[11-13],也有研究采用熵值法確定各項指標權重后,結合物元模型綜合評價水生態文明建設水平[10]。少數研究基于投影尋蹤評價模型對水生態文明建設情況進行等級評價[6]。為彌補單一賦權方法的不足,有學者采用主觀和客觀相結合的“縱橫向”拉開檔次法[14]、AHP法[15]以及AHP法和熵值法的融合賦權[8-9],還有學者通過對比歸納主觀賦權法與熵值法的評價結果,考察不同方法在水生態文明建設水平評價的實踐情況[16]。

在水生態文明建設水平的時空格局方面,就全國東中西部劃分而言,東部和西部地區水生態文明建設水平相較中部和東北地區存在明顯優勢,各省(區市)水生態文明建設水平均有所提高且存在顯著差異[13]。就全國城市群劃分而言,長三角城市群與長江中游城市群的水生態文明建設水平高于成渝城市群[16],且長三角水生態文明建設質量城市群極化現象顯著[14]。就不同流域層面而言,有研究發現長江經濟帶水生態文明建設水平呈明顯上升趨勢且區域異質性特征較為顯著[11-12],也有研究發現漢江流域中下游水生態文明建設較上游領先[9]。

在水生態文明建設水平的斂散特征及影響因素方面,自有學者考察收斂特征以來[17-18],將生態文明納入收斂模型的研究引起部分學者的關注,但鮮有關于水生態文明建設水平區域間差異呈何種趨勢及其影響因素的研究。有研究發現,全國生態文明發展水平存在收斂趨勢[19-20],趙俊偉等發現,全國各省(區市)農業生態文明發展水平均具有顯著的收斂性和趨同性[21],鄧宗兵等考察中國八大綜合經濟區生態文明發展的收斂性,發現不同經濟區的驅動因素和收斂情況各不相同[22]。也有研究發現,全國及東中西部地區水生態文明發展水平均存在收斂且收斂速度存在差異[23],經濟發展水平、人口密度、人力資本和技術進步等因素對水生態文明發展水平的收斂有顯著影響。

現有文獻對水生態文明建設的研究較為豐富,但仍有擴展的空間。本研究在三個方面存在邊際貢獻。一是從研究對象來看,以往文獻大多以省域為研究單元,缺乏以黃河流域為特定區劃的水生態文明建設的研究,更缺少對上中下游水生態文明建設水平的短板識別和橫向差異對比。二是從研究內容看,本研究以生態文明思想為引領,優化水生態文明建設水平的評價指標體系,在評估結果的基礎上更細致地探究水生態文明建設的總體特征、動態演進過程和空間關聯情況,揭示其收斂特征及影響因素。三是從研究方法看,通過經濟學和地理學交叉融合的跨學科方法展開研究。采用時空極差熵值法從時空雙重維度盡可能縮小與實際水生態文明建設情況的測度偏差。在測度結果的基礎上,選擇核密度估計法揭示黃河流域水生態文明建設水平在考察期內的動態演進狀況,以三維核密度圖的方式更為直觀地對黃河流域全流域及上中下游水生態文明建設水平隨時間變動的總體情況以及區域內部存在何種差異進行說明,這是對水生態文明建設水平時空格局特征的基本描述。探索性空間數據分析法的使用目的在于討論黃河流域水生態文明建設水平存在差異的同時是否具有地區關聯性,分析水生態文明建設水平是否存在集聚效應。對黃河流域水生態文明建設水平的地區差異持續擴大抑或縮小的深入研究,則需要在傳統收斂模型基礎上引入空間維度,對黃河流域地級市層面水生態文明建設水平的斂散性進行實證分析,以期為黃河流域水生態文明建設提供現實依據。

二、研究設計

(一)水生態文明建設水平評價指標體系構建及測度

依據《關于加快推進水生態文明建設工作的意見》和《重點流域水生態環境保護規劃》等文件精神,以《水生態文明城市建設評價導則》中提出的評價體系框架為基礎,考慮到數據的合理性和可得性,在已有研究基礎上,確定水安全、水節約、水環境、水生態、水監管、水文化6個維度共20項指標,構建黃河流域水生態文明建設水平評價指標體系(見表1)。

表1 水生態文明建設水平評價指標體系構建

參照張友國等的研究,采用時空極差熵值法對黃河流域水生態文明建設水平進行測度[24]。時空極差熵值法是一種綜合評價方法,該種方法能夠充分利用指標在時間和空間雙重的信息量,科學客觀地刻畫不同城市黃河流域水生態文明建設水平,且隨時間推移可以體現各項指標的相對重要程度。

(二)核密度估計

核密度估計法由Rosenblatt提出,是一種非參數檢驗方法[25]。借助該種方法揭示黃河流域及上中下游水生態文明建設水平的動態演進特征,若z1,z2,…,zi分別是第1至第i個城市單元的水生態文明建設指數且滿足獨立同分布條件,f(z)表示各城市單元水生態文明建設水平z的概率密度函數,即:

(1)

利用精度較高的高斯核函數對其空間不均衡分布特征及動態演進趨勢進行估計,核函數表達式為:

(2)

(三)探索性空間數據分析法

1.全局莫蘭指數

運用全局莫蘭指數分析黃河流域水生態文明建設水平整體上的空間相關程度,計算公式為:

(3)

式中:Wi,j表示空間權重矩陣;zi,zj分別表示城市i和城市j水生態文明建設指數;I表示全局莫蘭指數,I的取值范圍為[-1,1],當I>0,說明具有空間正相關性,即水生態文明建設水平在空間上具有集聚效應。

2.局部莫蘭指數

進一步,運用局部莫蘭指數識別局部區域的空間關聯情況,分析黃河流域各城市之間水生態文明建設水平的空間集聚特征,同時結合莫蘭散點圖和空間聚類表揭示其空間關聯類型的時空轉移特征,計算公式為:

(4)

式中Li為第i個城市的局部莫蘭指數。

(四)收斂模型

考慮到初始條件的設定不同,β收斂可分為絕對β收斂與條件β收斂?？紤]到空間效應的存在,在傳統的β收斂模型基礎上構建β收斂的空間計量模型,即在不考慮經濟社會等因素影響的情況下,檢驗黃河流域及上中下游水生態文明建設水平是否能收斂至同一穩態水平,公式為:

(5)

式中:ln(zi,t+1/zi,t)表示第i個城市水生態文明建設指數在t到t+1時間段內的年增長率;α表示常數項;β表示收斂系數;ρ表示被解釋變量的空間效應系數;γ表示解釋變量的空間效應系數;εi,t表示隨機擾動項。

條件β收斂是指在絕對β收斂的基礎上引入對水生態文明建設水平具有影響的控制變量,考察黃河流域上中下游的水生態文明建設水平隨時間推移是否收斂到各自的穩態水平,公式為:

(6)

式中:ln(ui,t)表示引入的控制變量,當β<0且顯著時,說明模型存在空間β收斂。

另外,收斂速度可以根據收斂系數β得出,計算公式為:

v=-In(1+β)/t。

(7)

式中:v表示收斂速度;t表示時期數。

(五)數據來源

在水利部黃河水利委員會劃定的自然流域范圍基礎上,剔除數據缺失較為嚴重的部分城市,最終選取黃河流域上中下游共8個省68個地級市作為研究樣本,其中上游城市包括西寧市、蘭州市、銀川市等18個城市,中游城市包括呼和浩特市、太原市、西安市等17個城市,下游城市包括鄭州市、濟南市、德州市等33個城市。數據來自2011—2022年各省統計年鑒、各省水資源公報、各市統計年鑒、《城市建設統計年鑒》等資料。其中各市耕地面積、水域和濕地面積以及植物凈初級生產力指標數據來自NASA網站。為剔除價格波動造成的影響,對經濟類指標以2010年為基期做平減處理。部分數據通過各市國民經濟和社會發展統計公報補充,其他存在缺失的數據采用線性插值法補齊。

三、黃河流域水生態文明建設水平的時空格局

(一)總體特征分析

1.黃河流域水生態文明建設水平測度結果

采用時空極差熵值法得到黃河流域主要年份水生態文明建設水平的測度結果(見表2)。就全流域而言,水生態文明建設指數由2010年的0.178 3增長至2021年的0.207 1,平均值為0.190 0,水生態文明建設水平呈現穩步上升趨勢。從增長幅度看,考察期內各年份水生態文明建設指數增長幅度介于-1.16%至5.10%之間,存在不同程度的波動,平均增長幅度為1.39%。這說明黃河流域扎實推進以生態文明理念為指導的水生態文明建設,從區域到流域、從分散治理到協同治理,皆取得新成效。就區域層面而言,黃河流域下游地區水生態文明建設指數為0.220 5,顯著高于全流域平均水平。上游地區和中游地區水生態文明建設指數分別為0.153 6和0.169 4,均低于全流域平均水平。黃河流域水生態文明建設水平的差異表現為:下游地區>中游地區>上游地區,上下游差異顯著。從增長幅度看,黃河流域上中下游增幅均值分別為2.66%、1.87%和0.79%,與水生態文明建設指數相反,增幅的差異表現為:上游地區>中游地區>下游地區?？傮w來講,黃河流域上中下游水生態文明建設指數的變動幅度與全流域趨向一致,整體均呈增長趨勢。

表2 黃河流域主要年份水生態文明建設指數及增幅

2.黃河流域水生態文明建設短板分析

借鑒秦曉楠等的研究[26],將黃河流域水生態文明建設各維度指數的均值減去0.5個標準差作為界限,得到黃河流域水生態文明建設水平的短板類型(見表3)。由表3可知,從不同維度看,水安全存在短板的城市僅有安陽市,水節約存在短板的城市有西寧市、蘭州市和銀川市等16個城市,水生態存在短板的城市有嘉峪關市、中衛市和金昌市等7個城市,水環境存在短板的城市有張掖市、固原市和大同市等13個城市,水監管存在短板的城市有西寧市、蘭州市和嘉峪關市,水文化存在短板的城市有太原市和開封市。黃河流域上中游具有明顯的以能源、化工和原材料加工等傳統產業為主導的結構特征,“兩高一資”企業沿干支流集聚的情況未得到緩解,再生水利用率低于全國平均水平,水環境基礎設施不足等問題均是造成黃河流域上中游地區在水節約、水環境等方面存在短板的原因?？傮w而言,位于黃河流域上游地區且具有水生態文明建設短板的城市數量較多,位于下游地區且具有短板的城市數量較少。

表3 黃河流域水生態文明建設水平的短板類型

(二)動態演進分析

根據式(1)和式(2)繪制黃河流域及上中下游水生態文明建設水平的核密度估計圖(見圖1),表4總結了分布動態的演進特征。

圖1 黃河流域水生態文明建設水平核密度估計

表4 黃河流域水生態文明建設水平分布動態的演進特征

黃河流域全流域水生態文明建設水平核密度曲線的中心位置在2010—2018年,總體向右偏移幅度較大,2018—2021年輕微向左偏移,總體經過“右移—左移”后仍表現為向右移動,這表明黃河流域整體水生態文明建設水平呈波動式上升的趨勢。從曲線的波峰看,在2010—2014年主峰的高度總體上升且寬度較小,2015—2018年主峰的高度總體上升且寬度變大,2018—2021年主峰寬度縮窄,即黃河流域全流域水生態文明建設水平的差距經歷了“縮小—擴大—縮小”3個階段?？赡艿脑?2010年年末,中共中央國務院發布關于加快水利改革發展的決定,要求力爭通過5年到10年的努力,從根本上扭轉水利建設明顯滯后的局面。因此,在2010—2014年間,黃河流域各城市水利設施建設齊頭并進,為水生態文明建設提供基本保障,區域差距逐漸縮小。2015年以來,隨著工業化和城鎮化不斷推進,各城市對水生態的重視和保護程度差異逐漸擴大,直到2018年,國家將生態文明首次寫入憲法,同年頒布了《中華人民共和國水污染防治法》等系列政策法規,黃河流域水生態文明建設水平的地區差異又呈現縮小的趨勢[27]。從核密度曲線的分布趨勢看,曲線右端存在明顯的拖尾現象,這表明黃河流域內存在水生態文明建設水平較高的個別城市,如河南省鄭州市、山東省東營市等。從極化情況看,2010—2015年黃河流域水生態文明建設指數核密度曲線分布形態均表現為單峰,2016—2018年由單峰逐漸過渡至雙峰,2019—2021年由雙峰向三峰轉變,即曲線分布狀態經歷了“單峰—雙峰—三峰”3個階段,次峰高度較低,這表明黃河流域水生態文明建設水平存在輕微的多級分化現象,進一步論證了黃河流域各城市水生態文明建設水平存在差異。

對黃河流域上中下游水生態文明建設水平的核密度曲線進一步分析,黃河流域下游地區水生態文明建設水平在考察期內存在小范圍波動,但總體處于較高水平,大多數年份曲線的分布形態呈現為主峰與右側小次峰,個別年份出現三峰,存在多極化趨勢。在考察期末期,主峰高度下降且寬度增加,波峰形態逐漸“扁平化”,下游地區水生態文明建設水平的絕對差異有一定程度的擴大趨勢。黃河流域上游地區水生態文明建設水平核密度曲線中心位置呈現波動式向右偏移,且各年份均存在比較明顯的多峰形態,主峰高度較上游偏低,在考察期末期,主峰寬度拓寬,上游地區整體水生態文明建設水平較低且區域內各城市存在較大差異。中游地區水生態文明建設水平核密度曲線波峰高度呈下降趨勢,波峰寬度呈增加趨勢,大多數年份均存在多峰形態,中游地區各城市同樣存在絕對差異擴大的趨勢?？傮w來說,黃河流域下游地區水生態文明建設水平整體高于上游和中游地區,各區域內部存在差異?？赡艿脑?雖然河南和山東兩省人口相對上中游更為密集,但是位于下游的黃河三角洲是我國暖溫帶最完整的濕地生態系統,且隨著對水生態文明建設的重視程度不斷加深,各類保護、治理政策相繼出臺,水生態環境得到顯著改善,居民節水惜水意識不斷增強,從而使下游地區水生態文明建設水平處于較高水平。不同城市受所處的水生態環境、對水生態文明建設重視程度、居民受教育程度等因素限制,黃河流域上中下游流域內各城市水生態文明建設水平均存在一定差異。

(三)探索性空間分析

1.全局空間自相關分析

根據式(3)構造地理相鄰、地理距離和經濟距離3種空間權重矩陣,計算出黃河流域水生態文明建設的全局莫蘭指數,進一步分析黃河流域水生態文明建設水平的空間集聚特征,3種空間權重矩陣下的全局莫蘭指數變動情況見圖2。3種權重矩陣下全局莫蘭指數存在波動且均為正,在地理相鄰權重矩陣和經濟距離權重矩陣下,全部年份均通過1%顯著性水平上的單尾檢驗;在地理距離權重矩陣下,2010—2020年均通過1%顯著性水平上的單尾檢驗,2021年通過5%顯著性水平上的單尾檢驗。這表明黃河流域水生態文明建設水平存在顯著的空間正相關性,集聚效應明顯,同時說明全局莫蘭指數的計算結果是穩健的。

圖2 3種空間權重矩陣下全局莫蘭指數的變動情況

2.局部空間自相關分析

由于全局莫蘭指數通過5%顯著性水平檢驗,故根據式(4)計算得出黃河流域各城市的水生態文明建設水平局部莫蘭指數,選取2010年、2016年和2021年作為主要年份進行局部自相關分析,得出相應年份的局部莫蘭散點圖(見圖3)。

圖3 黃河流域各市水生態文明建設水平莫蘭散點圖

由圖3可知,在考察期內第一象限(H-H)和第三象限(L-L)所聚集的城市數占全部68個城市總數的54%～57%,超半數城市落在第一、三象限,這同樣證明了黃河流域水生態文明建設水平存在顯著的空間正相關性,集聚特征明顯。2010—2021年,城市分布逐步由分散發展為集中,其中高高集聚區(H-H)中聚集的城市大部分屬于河南省和山東省,低低集聚區(L-L)中聚集的城市大部分屬于甘肅省、寧夏回族自治區、陜西省和山西省等省(區市)。根據莫蘭散點圖列出黃河流域水生態文明的空間聯系類型,其中2010年和2021年的空間關聯類型見表5。

表5 2010年和2021年黃河流域水生態文明建設水平的空間聯系類型

由表5可知,黃河流域大部分城市水生態文明建設水平的空間聯系類型較為穩定,如嘉峪關市、南陽市等城市在2010—2021年間始終落在高高集聚區(H-H),可能得益于河南省、山東省等地區在考察期內不斷健全生態環境治理體系,嚴格落實水資源管理制度,提升節水減排技術,優化水資源合理配置和水生態環境綜合治理,特別是在“十三五”期間,部分城市開啟水生態文明試點工作,更加強調水安全和水生態相關內容的重要性。同時,也存在極個別城市由高低集聚區(H-L)或低高集聚區(L-H)躍遷至高高集聚區(H-H),如西寧市、石嘴山市和包頭市,這說明在考察期內,水生態文明建設水平較高的區域能夠發揮一定的示范帶頭作用,存在輻射帶動周邊地區的可能,進而提升落后地區水生態文明建設水平[28]。定西市、晉中市等城市在2010—2021年間始終落在低低集聚區(L-L),這些城市大多位于黃河流域中上游,如山西省等地區。這些地區存在煤炭等高污染高能耗產業集聚的現象,且中上游地區綠色技術改造升級力度不足,工業用水結構不合理,用水效率不高,故位于水生態文明建設低低集聚區(L-L)的城市也較為穩定。特別需要注意的是,在考察期內存在河南省個別城市由高高集聚區(H-H)躍遷至低低集聚區(L-L),如駐馬店市、濮陽市?？赡茉?隨著工業化和城鎮化進程的加快,人口密度增大,部分工業企業用水排污不合理,造成對水資源的過度開發消耗和對水生態環境不可逆的破壞,因此,可能出現部分城市在考察期末期水生態文明建設水平出現倒退的情況?？偠灾?黃河流域各城市水生態文明發展水平空間聯系類型較為穩定,位于高高集聚區的城市所屬省份(區市)范圍有所擴大。

四、黃河流域水生態文明建設水平的收斂性分析

(一)絕對β收斂

考慮到存在空間效應,引入地理相鄰權重矩陣,由式(5)得出黃河流域及上中下游水生態文明建設水平絕對β收斂結果(見表6)。根據Hausman檢驗,黃河流域全流域及上中下游均采用雙向固定效應模型進行絕對β收斂分析,其中上游和中游未通過LM檢驗和Robust LM檢驗,故采用雙固定的OLS模型,全域和下游經過LR檢驗和Wald檢驗最終確定為SEM模型。

表6 黃河流域水生態文明建設水平絕對β收斂檢驗結果

總體來看,黃河流域及上中下游水生態文明建設水平的收斂系數均在1%的顯著性水平上為負,存在絕對β收斂趨勢。這表明黃河流域全流域及三大流域的水生態文明建設指數隨時間推移最終都收斂至同一穩態水平,即黃河流域部分水生態文明建設水平較低的城市提升較快,實現了對水生態文明建設水平較高城市一定程度上的趕超,使得水生態文明建設水平的區域差異逐步縮小。從空間回歸系數看,黃河流域全流域和下游均顯著為正,這表明黃河流域全流域及下游水生態文明建設水平均存在正向的空間溢出效應,進一步驗證了水生態文明建設水平的差異呈縮小趨勢。根據Mankiw等的研究[29],β系數的絕對值與收斂速度的變動之間存在對應關系,β系數的絕對值變動范圍在0.482到0.859之間,黃河流域不同區域水生態文明建設水平的收斂速度存在差異。由式(7)得出,中游地區收斂速度最快(0.163),上游地區次之(0.087),下游地區最慢(0.055),即不同區域水生態文明建設水平以不同速度逐步收斂至各自穩態水平。

(二)條件β收斂

在絕對收斂的基礎上,引入相關控制變量,依舊采用地理相鄰權重矩陣構建條件收斂模型。在蘇聰文等的研究基礎上[23],考慮到人口密度、人力資本、經濟發展水平、產業結構和城鎮化水平在黃河流域不同區域的異質性,將這5個方面作為控制變量納入模型,考察黃河流域及上中下游水生態文明建設水平是否存在條件β收斂。其中,人口密度采用每平方公里常住人口數量衡量,人力資本采用普通本?？萍耙陨先丝跀嫡汲Ｗ∪丝诒戎睾饬?經濟發展水平采用人均GDP衡量,產業結構采用第三產業占第二產業比重衡量,城鎮化水平采用城鎮人口數量占總人口數量比重衡量。變量的描述性統計結果見表7。

表7 變量的描述性統計結果

黃河流域及上中下游水生態文明建設水平條件β收斂結果見表8。其中,模型①LR和Wald檢驗結果:LR-error為13.55**,LR-lag為22.33***;Wald-error為12.20*,Wald-lag為16.33**。模型②F檢驗結果為7.189***。模型③LR和Wald檢驗結果:LR-error為19.39***,LR-lag為20.48***;Wald-error為20.23***,Wald-lag為21.72***。故中游地區未通過Hausman檢驗,采用隨機效應模型,其他區域采用雙向固定效應模型;上游地區未通過LM檢驗和Robust LM檢驗,采用雙固定的OLS模型;經過LR檢驗和Wald檢驗后最終確定全流域和中游地區采用SDM模型,下游地區采用SLM模型。

表8 黃河流域水生態文明建設水平條件β收斂檢驗結果

由表8可知,引入控制變量后條件β收斂模型的收斂系數均在1%的顯著性水平上為負,這說明黃河流域及上中下游各城市在考察經濟社會等因素的情況下,水生態文明建設水平差距存在縮小趨勢,即黃河流域及上中下游水生態文明建設指數存在條件β收斂,隨著時間推移,水生態文明建設水平收斂至同一穩態水平。加入控制變量后,空間自回歸系數仍然顯著為正,說明在條件收斂模型下,黃河流域水生態文明建設水平也存在正向空間溢出效應。從收斂速度看,β收斂系數的絕對值變動范圍在0.534到0.696之間,這表明β收斂速度在黃河流域的不同地區存在差異。其中,上游地區的收斂速度最大為0.099,其次為中游地區0.068,收斂速度最慢的為下游地區0.064。

從回歸結果看,不同區域的控制變量對水生態文明指數增長率的影響方向和程度各有不同。第一,人口密度。黃河流域全流域及上中下游人口密度的系數均為正,其中全流域和中游地區的系數分別通過10%和1%的顯著性檢驗?？赡艿脑?一方面,人口聚集能促進水資源高效集約利用,合理統籌規劃水資源配置,從而在一定程度上提升經濟社會發展與水生態文明協同發展水平[30];另一方面,人口密度大的城市文化程度較高的人口數量更多,該部分人群能夠對水生態文明相關內容了解更廣、知曉程度更深,有助于推動節水型社會建設。第二,人力資本。黃河流域全域及上下游地區人力資本的系數均為正,中游地區人力資本的系數為負但不顯著,其中全流域的系數通過10%的顯著性檢驗?？赡艿脑?人力資本水平的提升可以為水資源循環高效利用、水生態環境的保護和治理提供技術手段,為水生態文明建設提供有力支撐;同時,隨著受教育程度的加深和年限的加長,公民將生態文明思想轉化為大眾所遵循的行為準則[29]。第三,經濟發展水平。黃河流域全流域及下游地區的經濟發展的系數為負,上中游地區經濟發展的系數為正,且上中下游分別通過了5%、10%和1%的顯著性檢驗?？赡艿脑?黃河流域全流域依然存在“生態悖論”現象,部分地區長期采用以犧牲生態環境和耗費大量的資源為代價的粗放型經濟增長模式,盲目開發和掠奪式的資源利用方式不利于水生態文明的發展建設[30];相對上中游而言,經濟發展水平的提高可能伴隨居民的生態文明思想和理念的提升,形成良好的水文化氛圍。第四,產業結構。黃河流域全流域及上中下游地區的產業結構系數未通過統計檢驗,其中全流域和上游的產業結構系數為負,中游和下游的產業結構系數為正?？赡茉?部分地區伴隨產業結構升級,雖然第三產業所占比重上升,但第二產業中傳統制造業等產業的生產模式并未發生根本改變,產業結構調整依然可能會對水生態文明建設水平產生負向影響。第五,城鎮化水平。黃河流域全流域及上中下游地區的城鎮化水平系數未通過統計檢驗,其中全流域的城鎮化水平系數為正,上中下游的城鎮化水平系數為負。一方面,城鎮化水平的提升能促進生產空間的集約高效,形成合理的產業布局結構,提升產業層次布局和資源利用效率;另一方面,城鎮化水平的快速提升有可能導致資源環境承載超負荷,對水生態文明建設造成不利影響。

(三)穩健性檢驗

為檢驗收斂模型結果的穩健性,分別采用地理距離權重矩陣和經濟距離權重矩陣對黃河流域及上中下游水生態文明建設水平的β收斂結果進行穩健性檢驗,表9報告了絕對β收斂的穩健性檢驗結果,表10報告了條件β收斂的穩健性檢驗結果。結果顯示:黃河流域及上中下游水生態文明建設水平的絕對β收斂系數和條件β收斂系數均顯著為負,這說明在地理距離權重矩陣和經濟距離權重矩陣下,黃河流域及上中下游水生態文明發展水平同樣存在收斂趨勢。不同流域的收斂速度表現為:中游地區>上游地區>下游地區。在地理距離權重矩陣下全流域空間效應系數顯著為正,水生態文明發展水平存在正向空間溢出效應,與前文結果一致。在經濟距離權重矩陣下全流域的空間效應系數出現不顯著的情況,可能的原因:水生態文明建設水平的空間溢出效應更多依賴于地理位置而非經濟水平,但系數方向與前文結果一致。條件β收斂中控制變量的影響系數與前文回歸結果相比,方向完全一致,影響程度相近。由此表明,絕對β收斂和條件β收斂模型具有穩健性,檢驗結果可信。

表9 穩健性檢驗1:絕對β收斂

表10 穩健性檢驗2:條件β收斂

表9中,模型⑤LR和Wald檢驗結果:LR-error為3.120*,LR-lag為3.110*;Wald-error為3.120*,Wald-lag為3.120*。模型⑧F檢驗結果為2.730***。

表10中,模型①LR和Wald檢驗結果:LR-error為15.200**,LR-lag為18.060***;Wald-error為15.340**,Wald-lag為18.310***。模型③LR和Wald檢驗結果為:LR-error23.110***,LR-lag為29.290***;Wald-error為24.710***,Wald-lag為32.490***。模型⑦LR和Wald檢驗結果:LR-error為11.790*,LR-lag為12.600**;Wald-error為12.220*,Wald-lag為13.120**。模型⑤F檢驗結果為15.950***;模型⑧F檢驗結果為3.480***。

五、結論與政策啟示

基于2010—2021年黃河流域上中下游共68個地級市的面板數據,采用時空極差熵值法測度黃河流域水生態文明建設水平,通過核密度估計法及探索性空間數據分析法揭示黃河流域及上中下游的時空格局,構建σ收斂和β收斂模型對黃河流域水生態文明建設水平進行斂散性識別,得出結論如下:

第一,從水生態文明建設水平的變化趨勢來看,黃河流域水生態文明建設水平逐步提升,水生態文明建設取得良好成效,但仍有較大提升空間。黃河流域水生態文明建設水平主要有水節約、水生態和水環境方面的短板,上游地區存在短板的城市數量較多,下游地區存在短板的城市數量較少。黃河流域全流域水生態文明建設水平的差距經歷“縮小—擴大—縮小”3個階段,不同區域的水生態文明建設程度存在差異,下游地區水生態文明建設水平高于中游和下游地區,上中下游及全流域均有一定程度的多級分化現象。

第二,從水生態文明建設水平的空間相關性來看,黃河流域水生態文明建設水平存在顯著空間正相關性,集聚效應明顯。各城市水生態文明建設水平的空間聯系類型較為穩定,位于高高集聚區的城市大部分屬于河南省和山東省,位于低低集聚區的城市大部分屬于甘肅省、寧夏回族自治區、陜西省和山西省,位于高高集聚區的城市所屬省份(區市)范圍有所擴大,對周邊城市的水生態文明建設起到輻射帶動作用。

第三,從水生態文明建設水平的收斂趨勢及影響因素看,黃河流域全流域水生態文明建設水平的相對差距縮小,存在比較明顯的σ收斂趨勢,中游和下游地區水生態文明建設水平的相對差距逐漸擴大,不存在σ收斂趨勢。另外,黃河流域及上中下游水生態文明建設水平存在顯著的絕對收斂,在加入人口密度、人力資本、經濟發展水平、產業結構和城鎮化水平的控制變量后水生態文明建設指數仍存在條件β收斂,水生態文明建設隨時間推移收斂至各自穩態水平。就收斂速度來看,黃河流域中游地區水生態文明建設水平收斂速度最快,上游次之,下游最慢。將地理相鄰空間權重矩陣更換為地理距離和經濟距離空間權重矩陣后得出的結論與上述結論基本一致,收斂模型的結果是穩健的。

基于實證分析結果,綜合黃河流域水生態文明建設水平的現狀,提出以下政策建議:

第一,堅持“流域生命共同體”,縮小黃河流域內部水生態文明建設水平差異。當前全流域及上中下游地區水生態文明建設水平呈現穩步增長的發展趨勢,但整體仍有上升空間且伴隨地區極化現象。黃河流域水生態文明治理應堅持貫徹共同抓好大保護、協同推進大治理的政策方針,破解行政區之間在水生態治理方面出現的資源梗阻,弱化行政壁壘,增強各城市優勢互補、協調聯動、融會貫通,強化黃河流域水生態文明建設頂層設計和總體部署。適當合理規劃、推動、引導綠色創新技術和生產要素從下游地區向中游和上游地區流動,通過地區間的協同聯動作用和資源要素整合,提高生產生活用水效率和降污減排,實現全流域生態優美、環境宜居、產業興旺的良好局面。

第二,推進“以點帶面”,充分發揮水生態文明先行區的輻射帶動作用。一方面,黃河流域水生態文明建設水平存在明顯的正向空間集聚效應,應充分發揮高水平地區的先發優勢和空間溢出效應,提供可借鑒的水生態文明建設治理經驗以供落后地區“干中學”,實現水生態文明建設水平的后發趕超。同時,通過先進技術、相關人才、資本要素的引進,為落后地區水生態文明建設提供有效支撐,借助高水平區域核心城市的資源優勢,提升自身水生態文明建設水平,加快全流域及上中下游不同區域水生態文明收斂速度。另一方面,落后地區在借鑒經驗時要避免政策法規的生搬硬套,應充分結合地區的資源稟賦優勢,提升自身水生態文明建設水平,縮小地區間發展差異,避免發展水平高的核心地區出現資源虹吸、“馬太效應”等不利于全流域水生態文明協同發展的現象。

第三,考察各區域比較優勢,差別化制定水生態文明建設規劃。結合水生態文明建設水平的短板,黃河流域全流域均可考慮推行水價改革,建立階梯式水價機制,引導居民和企業合理使用水資源。加強水資源管理和監控,設立水資源利用情況實時監測和報告的數字化系統,及時發現和解決水資源浪費問題。同時,推廣節水技術和設備,如節水型家電、節水灌溉機械等,鼓勵居民和企業使用節水設備。上游地區應加強生態保護區的建設和管理,重點關注黃河流域的濕地、河流等水生態系統。實行河道生態修復和河道生態保護工程,恢復和改善河道生態環境。上游地區與中游地區均存在水環境方面短板,故應加強水環境監測和治理,實施水質監測網絡和水污染治理,還要加強對污水處理設施的建設和維護,提高污水處理的效率和質量。下游地區應完善水資源調度和分配相關規定,確保水資源的合理利用和供應安全,加強水庫建設和管理,增加供水儲備,保障水庫的蓄水能力和運行效率。加強水災風險管理和抗災能力,建立健全水災預警和應急響應流程,提高城市的防洪和排澇能力。針對中游地區與下游地區的水文化短板,可以擴大水文化的宣傳和教育,提高公眾對水資源的保護意識。開展公眾參與的水文化活動,組織水文化節、水資源保護主題演講等,提高公眾對水文化的關注和參與度。另外,推廣水文化教育,將水生態文明知識納入學校的教育課程,加深學生對水生態文明建設的了解,促進水生態文明向好發展。