黃河“幾”字彎都市圈資源環境承載力與經濟發展耦合協調研究

王芳 侯靜怡

摘 要：在生態文明建設理念下，如何實現生態脆弱區資源環境與經濟的協調發展，已成為我國亟待解決的問題之一。以典型生態脆弱區黃河“幾”字彎都市圈２１ 個地級市為例，基于２００５ 年、２０１０ 年、２０１５ 年、２０２０ 年的資源環境與經濟發展數據，運用熵權ＴＯＰＳＩＳ 法分析資源環境承載力狀況，并引入耦合協調度模型揭示資源環境承載力與經濟發展水平耦合協調關系及其時空演變特征，結果表明：黃河“幾”字彎都市圈資源環境承載力呈波動上升趨勢，區域差異顯著；資源環境承載力與經濟發展水平的耦合協調度整體逐漸趨向于更高程度的耦合；通過莫蘭指數分析發現，黃河“幾” 字彎都市圈資源環境承載力與經濟發展水平耦合協調度為顯著空間正相關。

關鍵詞：資源環境承載力；經濟發展水平；耦合協調度；生態脆弱區；黃河“幾”字彎都市圈

中圖分類號：Ｆ１２７；Ｆ０６２．２ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０３．０１６

引用格式：王芳，侯靜怡．黃河“幾”字彎都市圈資源環境承載力與經濟發展耦合協調研究［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（３）：８５－９１．

０ 引言

２０２０ 年中央財經委員會第六次會議提出，推動黃河流域生態保護和高質量發展，同時提出黃河“幾”字彎都市圈概念。自此黃河“幾”字彎都市圈協同發展等提上議事日程，黃河流域迎來了新的發展機遇。但是黃河流域作為生態脆弱區在發展過程中遇到了一系列問題，如資源短缺、環境污染、生態破壞等，這些問題在一定程度上激化了生態保護和高質量發展間的矛盾。

資源與環境共同構成了區域發展的本底，資源環境承載力是社會經濟發展與生態環境等復合系統協調發展的重要載體［１］ 。國內外學者對資源環境承載力展開了諸多研究［２－３］ ，評價方法多采用系統動力學模型［４］ 、耦合度模型［５］ 、三維四面體模型［６］ 等，研究尺度覆蓋國家［７］ 、流域［８］ 、省域［９］ 等。受自然－經濟－社會復合系統協調發展目標影響，國內承載力研究的熱點是生態承載力和資源環境綜合承載力等［１０］ 。

當前，我國經濟已進入高質量發展階段，為解決結構性矛盾、緩解資源環境的瓶頸，須正確處理生態環境與經濟發展之間的關系。關于生態環境與經濟發展關系的研究始于２０ 世紀中葉，環境庫茲涅茨曲線假說認為經濟發展與生態環境關系曲線為倒Ｕ 形，諸多學者對其進行了驗證［１１－１２］ 。但也有學者否認該假說的有效性，Ｓａｃｈｓ 等［１３］ 認為存在“資源詛咒”效應，即經濟發展與環境保護存在一定矛盾，在經濟增長情況下會面臨更嚴重的污染問題。隨著經濟發展與生態環境關系研究的深入，人們認識到二者是對立統一、可協調的關系［１４］ 。近年來，學者們通過耦合理論對資源環境承載力與經濟發展程度之間的關系展開研究，研究方法多運用多元統計分析方法［１５－１７］ ，主要為國家［１８］ 、省域［１９］ 、區域［２０］ 等宏觀尺度的研究。

黃河“幾”字彎都市圈的發展以重工業為主，產業結構不合理、經濟發展模式單一，生產過程中環境污染嚴重，加之黃河流域生態脆弱、生態系統穩定性差等問題相互交錯。張青峰等［２１］ 對黃土高原各縣域２００５ 年與２００６ 年生態與經濟系統耦合協調度進行研究發現，該地區生態與經濟耦合協調度較低。趙景峰等［２２］ 指出，黃河流域城市群綜合承載力呈現向中高水平發展的趨勢。黃河流域各城市發展是推動流域整體高質量發展的基礎。因此，對黃河“幾”字彎都市圈這一生態脆弱區資源、環境容量和經濟發展水平之間的關系進行探討至關重要。

國內關于城市群發展的研究多側重于對城市群某單一因素的承載狀況進行分析，對資源環境與經濟發展水平耦合協調度的評價尚未形成統一標準。此外，已有研究多集中于耦合協調度在時間上的演變，對于空間格局的研究較少，也鮮少針對地級市這一尺度展開探討。同時，關于黃河“幾”字彎都市圈這一生態環境脆弱區的研究十分薄弱?；诖?，以黃河“幾”字彎都市圈的２１ 個地級市為研究對象，探討其資源環境承載力水平，并運用協調度模型探討資源環境承載力與經濟發展水平耦合協調度的時空格局演變特征，以期為黃河“幾”字彎都市圈的規劃和因地制宜地開展生態修復工作提供理論和方法支持。

１ 研究設計

１．１ 研究區城

黃河“幾”字彎都市圈指西起甘肅白銀，經寧夏、內蒙古、陜西至山西臨汾，處在黃河“幾”字形彎頂端３ ０００ ｋｍ 河段所對應的區域。結合黃河“幾”字彎都市圈協同發展的總目標，研究區域為黃河“幾”字彎都市圈整體范圍，即甘肅、寧夏、內蒙古、陜西、山西５ 個?。▍^）的接壤地帶，共２１ 個地級市。

１．２ 評價指標體系構建與數據來源

資源環境系統和社會經濟系統具有復雜性和多層次性特點，考慮黃河“幾”字彎都市圈區域特色，并借鑒相關研究成果［２３－２４］ ，從資源、環境２ 個視角建立資源環境承載力評價指標體系，從經濟規模、經濟結構、經濟效益３ 個方面構建經濟發展水平評價指標體系，見表１。資源與環境是經濟發展的基礎，社會生產就是從環境中獲得自然資源的過程，經濟發展為保護資源環境提供資金和技術支持［２５］ 。資源環境系統涵蓋資源、環境子系統的反饋調節功能、供給與容納能力等［２６］ 。資源直接影響一個地區的資源環境承載能力。環境可以反映人類各項生產活動對環境的干擾程度以及生態破壞后采取的補救措施［２７］ 。黃土高原為我國生態環境脆弱的地區之一，存在水資源保障形勢嚴峻、土壤侵蝕嚴重等問題［２８］ 。因此，將水資源、土地資源、生態資源等納入資源子系統，這些重要物質資源是地區經濟發展、生產生活必不可少的；將水環境、土壤環境等層面的污染物排放、污染治理相關指標納入環境子系統，污染物排放影響環境質量，而污染治理則體現出區域環境改善情況。經濟規模反映一個地區經濟發展的總體水平，用地區生產總值、地方財政一般預算收入等指標表征；經濟結構是產業結構的體現，用第二產業占ＧＤＰ 比重、第三產業占ＧＤＰ 比重兩個指標表征；經濟效益反映區域經濟的帶動能力，用居民人民幣儲蓄存款余額等指標表征。

選取黃河“幾” 字彎都市圈２１ 個地級市進行分析，研究數據主要來源于２００５ 年、２０１０ 年、２０１５ 年、２０２０ 年《中國城市統計年鑒》《中國區域經濟統計年鑒》、各省市統計年鑒以及生態環境狀況公報，其中絕大部分數據是統計資料中的原始數據，部分缺失數值采用插值法補齊。

１．３ 研究方法

１．３．１ 熵權ＴＯＰＳＩＳ 評價法

利用熵權ＴＯＰＳＩＳ 法對黃河“幾”字彎都市圈各地級市資源環境承載力和經濟發展水平進行測度。首先對評價指標數據進行無量綱化處理，建立標準化決策矩陣；其次確定指標權重，構建加權決策矩陣；然后確定正、負理想解，并計算各市指標值與正、負理想解之間的距離；最后計算綜合評價指數。資源環境承載力和經濟發展水平綜合評價指數用貼近度表示，計算公式為

２ 研究結果與分析

２．１ 資源環境承載力評價

根據式（１）計算黃河“幾”字彎都市圈各地級市資源環境承載力貼近度，運用自然斷點法把其劃分為高、較高、較低、低４ 個等級，見圖１。由于近年來黃河流域生態環境保護措施不斷得到落實以及黃河流域持續推進高質量發展，明顯減輕了資源環境承載負荷，因此黃河“幾”字彎都市圈資源環境承載力貼近度整體呈波動上升趨勢，２００５ 年、２０１０ 年、２０１５ 年、２０２０ 年資源環境承載力貼近度平均值分別為０．１５３ ０、０．２４５ ８、０．２８４ ５、０．２７１ ７。

研究期內黃河“幾”字彎都市圈資源環境承載力區域差異明顯，整體呈現以太原市、呼和浩特市、包頭市、銀川市為核心的多核空間特征，都市圈西部和南部為資源環境承載力貼近度低值區。太原市、呼和浩特市、包頭市資源環境承載力貼近度較大，在研究期內處于高及較高等級，該類城市以發展經濟為主，主要依靠提高社會經濟支持能力增強資源環境承載力。在發展過程中該類城市耕地大量轉為建設用地，大量耗費能源、環境污染嚴重，但其經濟發展水平高、社會公共服務設施投資額較突出、技術創新投入高、對環境的支撐力度大，在一定程度上彌補了自然承載力的不足。與之相對，阿拉善盟、石嘴山市、中衛市、白銀市、慶陽市等地級市在研究期內資源環境承載力貼近度較小。２００５ 年，石嘴山市、白銀市、榆林市、朔州市等資源環境承載力貼近度介于０．０９～０．１２ 之間，資源環境承載力等級低。以忻州市、榆林市為代表的資源環境承載力貼近度小的城市，資源環境承載力貼近度在２０１５ 年有小幅提升，但地區產業結構不合理，對傳統工業依賴性強，且城市建設進程緩慢，經濟發展水平低，無法有效鞏固城市的協調可持續發展，整體上資源環境承載力等級較低。

２．２ 經濟發展水平評價

根據式（１）計算黃河“幾”字彎都市圈各地級市經濟發展水平貼近度。西部大開發戰略的推進落實對黃河“幾”字彎都市圈各城市的社會經濟發展起到了積極的促進作用，各地級市經濟發展水平貼近度整體呈上升態勢。在研究期內，呼和浩特市、包頭市、鄂爾多斯市、太原市、銀川市經濟發展水平貼近度較大，約是烏蘭察布市、石嘴山市、中衛市、吳忠市、慶陽市、白銀市等低值區的３ 倍。榆林市、朔州市、忻州市等地級市經濟發展水平處于中等水平。２０２０ 年太原市經濟發展水平最高，貼近度為０．６８９ １；白銀市的最低，貼近度僅為０．２１３ ６。

２．３ 資源環境承載力與經濟發展水平的耦合協調關系

２．３．１ 耦合度及耦合協調度

根據式（２） ～ 式（４） 測算２００５ 年、２０１０ 年、２０１５年、２０２０ 年研究區耦合度與耦合協調度。參考已有研究［２９－３０］ ，并結合研究區實際，將耦合度和耦合協調度劃分為４ 種類型，見表２。

基于黃河“幾”字彎都市圈各地級市資源環境承載力和經濟發展水平的貼近度，計算得出２００５ 年、２０１０ 年、２０１５ 年、２０２０ 年黃河“幾”字彎都市圈資源環境承載力與經濟發展水平耦合度均值都大于０．９。

２００５ 年、２０１０ 年、２０１５ 年、２０２０ 年黃河“幾”字彎都市圈資源環境承載力與經濟發展水平耦合協調度在研究期內整體由低度耦合協調逐漸轉變為高度耦合協調，見圖２。資源環境承載力貼近度與經濟發展水平貼近度的差距逐漸縮小，促進了兩個系統的協調發展。

２．３．２ 耦合協調度時空格局及全局空間相關性分析

在計算得到黃河“幾”字彎都市圈耦合協調度基礎上，進一步分析各地級市耦合協調度的時間演變和空間分異情況，見圖３。從耦合協調度的空間分異來看，２００５ 年黃河“幾”字彎都市圈僅呼和浩特市、包頭市、太原市的耦合協調度達到０．４，為中度耦合協調，其他城市均為低度耦合協調。２０１０ 年，呼和浩特市、包頭市、鄂爾多斯市、太原市的耦合協調度達到０．５，進入高度耦合協調；大部分城市由低度耦合協調向中度耦合協調轉變，其中阿拉善盟、烏蘭察布市、石嘴山市、中衛市、吳忠市、白銀市、慶陽市、朔州市和忻州市耦合協調度較低，均屬于低度耦合協調。２０１５ 年，呼和浩特市、包頭市、太原市耦合協調度均高于０．７，屬于高度耦合協調；中衛市、白銀市耦合協調度最低，分別為０．３９１ ８、０．３９８ ５，屬于低度耦合協調。２０２０ 年，太原市耦合協調度最高，為０．８５１ ０，屬于極度耦合協調，呼和浩特市僅次于太原市為０．７８７ ９；除巴彥淖爾市、烏蘭察布市、烏海市等１０ 個地級市仍屬于中度耦合協調外，其他各地級市均為高度耦合協調。整體來看，黃河“幾”字彎都市圈耦合協調發展水平在空間上差距縮小，呈現省會城市高、周圍地級市低的狀態。一方面，得益于國家“十一五”以來大力推動實施的西部大開發戰略，黃河“幾”字彎都市圈城市經濟快速發展，基礎設施條件改善；另一方面得益于節能減排等環境治理措施的大力推廣，許多城市憑借資源環境優勢走綠色可持續發展道路，不僅保護了生態環境，而且推動了特色經濟的發展，近年來黃河“幾”字彎都市圈經濟發展效果顯著，耦合協調度逐步提高。

在計算得到黃河“幾”字彎都市圈各地級市資源環境承載力與經濟發展水平耦合協調度的基礎上分析其空間自相關性，以進一步判斷在城市耦合協調度上升的基礎上城市之間是否存在相互依賴性。因此，運用全局莫蘭指數衡量空間相關性，結果見表３。Ｐ 值為假設檢驗的值，當Ｐ＜０．１ 時表示在９０％的置信水平上拒絕原假設，通過顯著性檢驗；當Ｐ＜０．０１ 時表示在９９％的置信水平上拒絕原假設，通過極顯著性檢驗。Ｚ值為標準差倍數，可以反映離散程度，當Ｚ＞１．６５ 時為聚集分布，當Ｚ＜－１．６５ 時為離散分布。全局莫蘭指數Ｉ 均為正表明相鄰地級市資源環境承載力和經濟發展水平的耦合協調度在空間上集聚效應明顯，呈現明顯“高高”“低低”空間分布狀態，即耦合協調水平較高的城市臨近，耦合協調水平較低的城市也彼此接近。從時間變化上，莫蘭指數呈先上升后下降的趨勢。２００５年、２０１０ 年、２０１５ 年的空間相關性有增強的趨勢，并于２０１５ 年達到最大值０．６４６，２０２０ 年下降趨勢明顯。

２．４ 討論

以黃河“幾”字彎都市圈為代表的生態脆弱區目前正處于發展的重要階段，準確把握該地區社會經濟發展和資源環境承載力之間的交互關系，選擇合適的發展方式，是實現黃河流域生態保護和高質量發展的重要途徑。結合已有研究［３１－３２］ ，黃河“幾”字彎都市圈資源環境承載力與經濟發展水平耦合協調特征與國內諸多城市群大致相符，即省會城市、經濟發達城市耦合協調度高于其他地級市和經濟欠發達地區的。但作為生態脆弱區的黃河“幾”字彎都市圈，在發展過程中存在自身獨特性。一些經濟發達且是重要能源化工基地的城市，在一定時期內依靠能源換取經濟發展，進一步彌補了自然承載力的不足，但這種依賴資源的經濟增長方式并不持久，亟待通過調整產業結構、發展循環經濟和生態經濟等實現長期可持續發展。對于那些經濟欠發達、生態環境較好的地級市，要充分利用外部資源，與經濟發達地區展開合作實現多贏協同發展，減輕自身生態和經濟壓力。對于黃河“幾”字彎都市圈的整體規劃，應從該區域的環境容量和資源承載力出發，加強對土地、水資源等資源環境的統籌管理，推動“幾”字彎都市圈人地關系的協調發展。

３ 結論

以黃河“幾”字彎都市圈２１ 個地級市為研究區，基于２００５ 年、２０１０ 年、２０１５ 年、２０２０ 年數據，運用熵權ＴＯＰＳＩＳ 模型、耦合協調模型測算資源環境承載力與經濟發展水平的耦合協調度，在此基礎上引入全局莫蘭指數衡量空間相關性，主要結論如下：黃河“幾”字彎都市圈資源環境承載力整體波動上升，但存在一定的空間差異，其中呼和浩特、太原等省會城市及經濟強市的資源環境承載力貼近度較大，低值區主要在研究區南部；黃河“幾”字彎都市圈資源環境承載力與經濟發展水平耦合協調關系整體呈良性發展態勢，不斷趨向更高程度的耦合，此外，黃河“幾”字彎都市圈耦合協調發展水平在空間上差距縮小，呈現省會城市高、周圍地級市低的狀態；通過莫蘭指數分析發現，黃河“幾”字彎都市圈資源環境承載力與經濟發展水平耦合協調度顯著空間正相關。

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【責任編輯 呂艷梅】