陳明華 劉文斐 王山 劉玉鑫

摘要?厘清城市生態(tài)效率的時空分異及其驅(qū)動因素是實現(xiàn)長江經(jīng)濟帶協(xié)同綠色發(fā)展的基本前提。本文基于2003—2018年城市數(shù)據(jù)，采用MinDS模型測度了長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率水平，從投入產(chǎn)出視角揭示了城市生態(tài)無效率的具體來源，進一步利用Theil指數(shù)及地理探測器等方法實證考察了城市生態(tài)效率的時空分異特征及其驅(qū)動因素。研究發(fā)現(xiàn)：①樣本考察期內(nèi)，長江經(jīng)濟帶總體及上、中、下游城市生態(tài)效率水平呈現(xiàn)波動上升趨勢，且下游地區(qū)始終高于中、上游地區(qū)。期望產(chǎn)出不足和非期望產(chǎn)出冗余是造成城市生態(tài)無效率的重要原因。②地區(qū)內(nèi)差異是長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率空間差異的主要來源。2011年之前下游地區(qū)內(nèi)部生態(tài)效率差異對總體差異的影響最大;2011年之后下游與上游地區(qū)內(nèi)差異貢獻交替位于前兩位。③長江中、下游地區(qū)城市生態(tài)效率的絕對差異呈顯著縮小態(tài)勢，但上游地區(qū)稍有擴大。除中游地區(qū)外，長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率具有一定的梯度效應(yīng)，且下游地區(qū)的兩極分化現(xiàn)象最為明顯。④長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率的空間分異受到多種因素的綜合影響，從結(jié)構(gòu)因素來看，經(jīng)濟發(fā)展差異對長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率空間差異的決定力始終最高，能源投入差異和污染排放差異的作用強度相對較小;從社會經(jīng)濟因素來看，人口密度差異對城市生態(tài)效率空間分異的決定力顯著強于其他因素。

關(guān)鍵詞?長江經(jīng)濟帶;城市生態(tài)效率;Theil指數(shù);地理探測器

中圖分類號?F061.5;F062.2 ?文獻標識碼?A?文章編號?1002-2104（2020）09-0121-07??DOI：10.12062/cpre.20200433

長江經(jīng)濟帶水陸資源豐富，產(chǎn)業(yè)高度集聚，對于推動中國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展具有舉足輕重的作用。2018年，長江經(jīng)濟帶經(jīng)濟總量達到40.3萬億元，占全國總量的44.1%;新型城鎮(zhèn)化步伐加快，常住人口城鎮(zhèn)化率達到59.5%。不斷推進的城鎮(zhèn)化進程顯著帶動了城市經(jīng)濟的繁榮，與此同時，以供水不足、能源緊缺、環(huán)境污染為代表的“城市病”日益凸顯[1]?！堕L江經(jīng)濟帶生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》顯示，沿江產(chǎn)業(yè)發(fā)展慣性較大，污染物排放基數(shù)大，城市飲水安全依舊存在較大隱患。2014年9月國務(wù)院頒布了《關(guān)于依托黃金水道推動長江經(jīng)濟帶發(fā)展的指導(dǎo)意見》，此后，“要像保護眼睛一樣保護生態(tài)環(huán)境”、“共抓大保護，不搞大開發(fā)”等理念逐漸深入人心，習(xí)近平總書記多次強調(diào)，經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)保護必須并行不悖，要大力推進長江經(jīng)濟帶實現(xiàn)生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展。城市生態(tài)效率旨在改善城市經(jīng)濟效益的同時減少相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境負荷，這為全面考察長江經(jīng)濟帶生態(tài)環(huán)境水平與綠色發(fā)展質(zhì)量提供了新的切入點和視角。鑒于此，本文在科學(xué)評價長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率的基礎(chǔ)上，對其時空分異特征及其驅(qū)動因素進行考察，以期為探尋區(qū)域綠色協(xié)調(diào)發(fā)展政策、推進長江經(jīng)濟帶生態(tài)文明建設(shè)提供理論支撐。

1?文獻綜述

為了評估某地區(qū)是否以盡可能少的資源投入和環(huán)境代價獲得盡可能多的經(jīng)濟效益，生態(tài)效率無疑是一個理想的概念。早在20世紀90年代，德國學(xué)者Schaltegger和Sturm[2]就提出了生態(tài)效率的概念，此后由世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會（WBCSD）和經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）逐步推廣，以求通過資本、能源等要素投入的高效優(yōu)化配置來實現(xiàn)經(jīng)濟產(chǎn)出的最大化，即達到經(jīng)濟效益與環(huán)境承載力的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。近年來，學(xué)術(shù)界圍繞長江經(jīng)濟帶生態(tài)效率問題展開了諸多研究，并取得了較為豐碩的成果。在生態(tài)效率測度方面，早期關(guān)于生態(tài)效率的評價主要基于單一比值法和指標體系法展開，單一比值法不能有效區(qū)分不同環(huán)境對生態(tài)效率的影響，指標體系法難以克服人為主觀因素。由于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）不受指標量綱影響，無須設(shè)定生產(chǎn)函數(shù)形式，可同時考慮多種投入和多種產(chǎn)出，因此在生態(tài)效率評價中逐漸占據(jù)主流地位[3-4]。隨著長江經(jīng)濟帶在區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展總體格局中的戰(zhàn)略地位日益突出，探討生態(tài)效率的空間差異和影響因素逐漸成為學(xué)界焦點。國內(nèi)學(xué)者綜合運用直觀比較法、變異系數(shù)等方法就長江經(jīng)濟帶上、中、下游生態(tài)效率的空間非均衡程度進行考察[5]，也有少數(shù)學(xué)者基于城市群視角展開分析[6]。關(guān)于生態(tài)效率的影響因素研究主要涉及經(jīng)濟發(fā)展水平、技術(shù)進步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、對外開放、環(huán)境規(guī)制等方面[7-8]。已有文獻從理論和實證層面對長江經(jīng)濟帶生態(tài)效率問題進行了考察，為實現(xiàn)長江流域綠色可持續(xù)發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)，但仍存在一定的局限性：①從分析視角來看，現(xiàn)有文獻大多基于省際視角展開，難以反映城市層面的生態(tài)效率現(xiàn)狀及潛力。②傳統(tǒng)的DEA模型要么未考慮投入產(chǎn)出的松弛性問題，要么過度考慮變量的松弛現(xiàn)象，這將導(dǎo)致非有效決策單元對改善城市生態(tài)效率產(chǎn)生負面影響。③對于經(jīng)濟社會、自然環(huán)境等多目標下的生態(tài)效率提升策略研究相對欠缺，在城市生態(tài)效率時空分異的驅(qū)動因素探測方面有待進一步完善。鑒于此，本文的貢獻主要有以下兩點：第一，采用Meta-frontier方法處理空間異質(zhì)性問題，基于非期望產(chǎn)出的超效率MinDS模型測度長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率水平，并從投入產(chǎn)出視角分析上、中、下游城市生態(tài)無效率的具體來源，以豐富長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率的評價研究。第二，文章在探討城市生態(tài)效率空間差異和分布動態(tài)的基礎(chǔ)上，利用地理探測器方法首次分析城市生態(tài)效率的內(nèi)源、外源影響因素以及空間格局形成機理，為實現(xiàn)長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率差異化提升提供科學(xué)參考。

2?方法與數(shù)據(jù)

2.1?城市生態(tài)效率DEA模型

2.2?時空分異分析方法

（1）泰爾指數(shù)。由Theil[10]在1967年提出，最先被用于刻畫國家間收入差距，由于可以衡量不同類型差距對總差距的貢獻，后被廣泛運用于個體差異化情況的描述，如消費結(jié)構(gòu)差距、地區(qū)經(jīng)濟差距等。本文利用該指數(shù)測算長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率的空間差異，并根據(jù)泰爾指數(shù)的可加性原則，將城市生態(tài)效率的總體空間差異分解為區(qū)域間差異與區(qū)域內(nèi)差異，從而揭示長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率空間差異的主要來源，具體公式參見陳明華等[11]。

4?長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率時空分異特征

4.1?空間差異及其來源

長江經(jīng)濟帶地域狹長，上、中、下游在資源稟賦和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等方面存在較大差異，因此在分析長江經(jīng)濟帶生態(tài)效率時應(yīng)充分考慮空間異質(zhì)性問題。本文利用Theil指數(shù)測算了長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率的總體空間差異并對三大地區(qū)進行分解，進而揭示其差異大小及來源。

圖2（a）顯示了總體差異、地區(qū)內(nèi)差異和地區(qū)間差異的變化趨勢。樣本考察期內(nèi)，長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率的總體差異呈波動下降趨勢，年均遞減率為3.66%，說明近年來長江經(jīng)濟帶生態(tài)保護協(xié)同性發(fā)展取得了一定成效。不難發(fā)現(xiàn)，無論是指數(shù)大小還是演變趨勢，城市生態(tài)效率的地區(qū)間差異微乎其微且變化幅度較小，地區(qū)內(nèi)差異是構(gòu)成長江經(jīng)濟帶生態(tài)效率空間差異的主導(dǎo)因素。

上述分析表明，地區(qū)內(nèi)差異是長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率總體差異的主要來源，圖2（b）進一步刻畫了上、中、下游內(nèi)部城市生態(tài)效率差異對總體差異的貢獻程度。樣本考察期內(nèi)，三大地區(qū)對總體差異的貢獻度呈現(xiàn)出下游地區(qū)最大、上游地區(qū)次之、中游地區(qū)始終最弱的格局。2003—2010年，下游地區(qū)差異的貢獻度逐漸縮小，而上游與中游地區(qū)則逐年攀升。在這期間，下游地區(qū)的貢獻度與中上游地區(qū)差距懸殊，貢獻度最高達到47.25%，成為導(dǎo)致長江經(jīng)濟帶生態(tài)效率總體差異的首要原因。2011年以來，下游內(nèi)部差異貢獻度趨于平穩(wěn)，上游與中游地區(qū)則背道而馳。其中，下游與上游地區(qū)內(nèi)差異的貢獻較大，交替位于前兩位?？傮w而言，2010年之前下游地區(qū)內(nèi)部生態(tài)效率差異對總體差異的影響最大，2011年之后長江經(jīng)濟帶生態(tài)效率空間非均衡問題的關(guān)鍵在于促進上游和下游地區(qū)經(jīng)濟與生態(tài)均衡發(fā)展。

4.2?分布動態(tài)演進

為繼續(xù)刻畫長江經(jīng)濟帶總體及三大地區(qū)城市生態(tài)效率絕對差異的分布動態(tài)演進特征，本文采用核密度估計對城市生態(tài)效率水平的分布位置、形態(tài)和極化趨勢等特征進行深入分析，表1總結(jié)了各地區(qū)分布動態(tài)的演進特征。

從分布位置來看，總體及三大地區(qū)主峰位置均呈現(xiàn)“左移-右移”的演進特征，即城市生態(tài)效率水平表現(xiàn)為先下降后上升的變化過程。其中，上游地區(qū)充分發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，主峰位置右移幅度最大，而下游和中游地區(qū)右移幅度相對較小，生態(tài)效率水平提升速度相對緩慢。從分布形態(tài)來看，總體和中、下游地區(qū)均表現(xiàn)為主峰高度提升、寬度縮小，表明城市生態(tài)效率的絕對差異呈現(xiàn)顯著縮小態(tài)勢。而上游地區(qū)則恰好相反，其主峰高度不斷下降、寬度略微增加，說明長江上游地區(qū)城市生態(tài)效率的絕對差異稍有擴大。在極化趨勢方面，中游地區(qū)自始至終維持單峰狀態(tài)，總體及上、下游地區(qū)在樣本考察期初期基本處于雙峰狀態(tài)，其中，下游地區(qū)主側(cè)峰高度相差無幾，總體及上游地區(qū)的側(cè)峰峰值較低。這意味著除中游地區(qū)外，長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率具有一定的梯度效應(yīng)，且下游地區(qū)的兩極分化現(xiàn)象最為明顯。而在2014年之后，總體及三大地區(qū)的側(cè)峰逐漸消失，說明長江經(jīng)濟帶生態(tài)效率步入較高水平的同時，空間非均衡狀況得以有效緩解。在延展性方面，生態(tài)效率水平僅在上游地區(qū)表現(xiàn)為右拖尾，且延展性呈拓寬趨勢。同樣在2014年之后，延展性幅度逐漸縮小，原本較為明顯的右拖尾現(xiàn)象也變得不再顯著。

5?長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率空間分異的驅(qū)動因素探測

一般而言，城市生態(tài)效率要求以盡可能少的環(huán)境代價來獲得盡可能多的經(jīng)濟效益和社會效益，以實現(xiàn)“經(jīng)濟-社會-生態(tài)”三者的共贏[14]。本文認為，長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率的空間分異歸因于結(jié)構(gòu)因素和經(jīng)濟社會因素，即內(nèi)源和外源兩部分。結(jié)合現(xiàn)有研究和城市層面指標的適用性[16]，本文以資本、勞動力、能源、水資源、經(jīng)濟發(fā)展及污染指數(shù)作為內(nèi)源因素，選取產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（第三產(chǎn)業(yè)占比，IS）、技術(shù)進步（科技支出與教育支出之和占比，T）、外商直接投資（實際利用外資金額占比，F(xiàn)DI）、金融發(fā)展（存貸款之和占比，F(xiàn)IR）、人口密度（POP）作為外源因素，運用GeoDetector工具檢驗各自然因素、經(jīng)濟社會因素的決定力大小，進而揭示長江經(jīng)濟帶總體及三大地區(qū)生態(tài)效率空間分異的主導(dǎo)因素，結(jié)果如表2所示。

5.1?長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率差異的內(nèi)源驅(qū)動因素

對于長江經(jīng)濟帶總體而言，整個樣本期內(nèi)各內(nèi)源因素對城市生態(tài)效率空間分異的影響程度由大到小依次為：經(jīng)濟發(fā)展（0.29）、勞動投入（0.19）、資本投入（0.17）、能源投入（0.07）、水資源投入（0.04）、污染指數(shù)（0.03），且所有因素均通過1%的顯著性檢驗。其中，不同因素對長江經(jīng)濟帶各地區(qū)城市生態(tài)效率水平的影響程度具有顯著差異：經(jīng)濟發(fā)展差異在三大地區(qū)的決定力均達到最高，但影響程度由下、上、中游地區(qū)依次遞減;勞動投入差異和資本投入差異在下游地區(qū)具有較強的推動作用，但對中、上游地區(qū)影響不高;能源投入差異和污染排放差異對三大地區(qū)城市間生態(tài)效率差異的影響相對較小，且污染排放差異對上游地區(qū)的影響最小;水資源投入差異對上游城市生態(tài)效率差異的決定力僅次于經(jīng)濟發(fā)展，卻對中、下游地區(qū)的影響最小。

分時段來看，2014—2018年大部分結(jié)構(gòu)因素對長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率空間差異的決定力顯著高于2003—2013年。此外，各地區(qū)內(nèi)部城市生態(tài)效率差異的影響因素排名在2014年前后發(fā)生了改變。例如，下游地區(qū)勞動投入差異和資本投入差異排名發(fā)生互換，2014年之后分別處于二、三位;中游和上游地區(qū)資本投入差異的決定力較2014年之前顯著提升，同時中游地區(qū)能源投入差異的決定力開始減弱，上游地區(qū)水資源投入差異的決定力不斷降低。

5.2?長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率差異的外源驅(qū)動因素

從外源因素來看，人口密度差異對整體城市生態(tài)效率空間分異的決定力顯著強于其他因素，影響系數(shù)達到0.12，這表明城市人口規(guī)模對于城市生態(tài)效率差異具有重要影響;技術(shù)進步差異對城市生態(tài)效率空間分異的決定力為0.05，說明技術(shù)水平高低對于城市生態(tài)效率的地區(qū)差異發(fā)揮較強的支撐作用;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)差異、外商投資差異和金融發(fā)展差異對城市生態(tài)效率空間分異的決定力均小于0.03，影響程度相對較低。分地區(qū)來看，人口密度差異在上游和下游地區(qū)達到最大，F(xiàn)DI差異在中游地區(qū)達到最大;技術(shù)進步差異對下游和上游地區(qū)城市生態(tài)效率的決定力顯著高于中游;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)差異和金融發(fā)展差異在上、中、下游地區(qū)內(nèi)部的影響力排名大致相同，但對上游和下游地區(qū)城市生態(tài)效率差異的作用強度明顯高于中游地區(qū)。

分時段來看，2014—2018年除了人口密度差異對各地區(qū)的決定力顯著高于2003—2013年，其他因素均有下降趨勢。例如，中游地區(qū)技術(shù)進步差異、中游和下游地區(qū)外商投資差異的作用強度在2014年之后有所減弱，上游和下游地區(qū)金融發(fā)展差異的決定力出現(xiàn)下降趨勢。 此外，上游和下游地區(qū)城市生態(tài)效率空間分異的主要外源驅(qū)動因素均發(fā)生改變，而中游地區(qū)由外商投資差異逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻鹑诎l(fā)展差異。

6?結(jié)論與啟示

本文基于MinDS模型對2003—2018年長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率進行考察，在此基礎(chǔ)上分析了城市生態(tài)效率的時空分異特征及其驅(qū)動因素，實證結(jié)果表明：①長江經(jīng)濟帶總體及上、中、下游城市生態(tài)效率水平呈現(xiàn)波動上升趨勢，但三大地區(qū)之間存在明顯差異，下游地區(qū)的生態(tài)效率水平始終高于中上游地區(qū)。從投入產(chǎn)出角度來看，期望產(chǎn)出不足和非期望產(chǎn)出冗余是造成長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)無效率的根源。②總體差異呈現(xiàn)波動下降的變化趨勢，且地區(qū)內(nèi)差異是城市生態(tài)效率空間差異的主要來源。長江中、下游地區(qū)城市生態(tài)效率的絕對差異呈顯著縮小態(tài)勢，而上游地區(qū)則稍有擴大。除中游地區(qū)外，長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率具有一定的梯度效應(yīng)，且下游地區(qū)的兩極分化現(xiàn)象最為明顯。③從結(jié)構(gòu)因素來看，經(jīng)濟發(fā)展差異對長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率空間差異的決定力始終最高，能源投入差異和污染排放差異的作用強度相對較小。分時段來看，2014—2018年大部分結(jié)構(gòu)因素對長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率空間差異的決定力均顯著高于2003—2013年。④從社會經(jīng)濟因素來看，人口密度差異對城市生態(tài)效率空間分異的決定力顯著強于其他因素。上游和下游地區(qū)城市生態(tài)效率空間分異的主要外源驅(qū)動因素均發(fā)生改變，而中游地區(qū)由外商投資差異逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻鹑诎l(fā)展差異。

上述實證結(jié)果對于全面探尋長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率協(xié)調(diào)提升路徑具有重要意義：首先，鑒于長江經(jīng)濟帶上、中、下游城市生態(tài)效率存在顯著差異，應(yīng)基于各地區(qū)自身的生態(tài)無效率短板，實施因地制宜的生態(tài)效率提升戰(zhàn)略。上游地區(qū)城市生態(tài)效率整體可優(yōu)化比例較高，在保證經(jīng)濟產(chǎn)出效益提高的同時還需有效遏制污染物的過度排放;中游地區(qū)工業(yè)產(chǎn)業(yè)相對密集，更應(yīng)著重促進資源利用逐漸向集約化發(fā)展;長江下游作為創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的重點區(qū)域，城市生態(tài)效率改善的重心要放在提高經(jīng)濟運行質(zhì)量上。其次，縮小地區(qū)內(nèi)差異是實現(xiàn)長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率協(xié)同提升的首要任務(wù)，既要發(fā)揮生態(tài)高效城市的帶動作用，又要避免兩極分化現(xiàn)象發(fā)生。要想從根本上實現(xiàn)空間高效，就必須建立生態(tài)環(huán)境治理的區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控機制，充分利用好長江黃金水道為軸的綜合網(wǎng)絡(luò)交通體系，實現(xiàn)資源優(yōu)勢互補與信息融合互動，最終達到共享治理成果、整體效率提高的目的。最后，從長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率空間分異的驅(qū)動因素出發(fā)，經(jīng)濟發(fā)展差異和人口密度差異是長江經(jīng)濟帶城市生態(tài)效率空間差異的主要驅(qū)動因素。一方面，通過打造協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)等方式破除要素流動壁壘，增強各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調(diào)性;另一方面，在制定經(jīng)濟規(guī)劃的同時考慮人口集聚的作用，給予相對落后城市更多的資金與政策支持，通過人才流入緩解人口密度差異所導(dǎo)致的城市生態(tài)效率空間非均衡現(xiàn)狀。

（編輯：于?杰）

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