龐慶華，朱澤原，張麗娜

(河海大學(xué)商學(xué)院，江蘇 常州 213022)

黃河流域中西部地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，長期以來形成了以重工業(yè)為主要導(dǎo)向的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，與此同時(shí)付出了較大的環(huán)境代價(jià)，存在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重、單一化等諸多發(fā)展與生態(tài)問題。黃河流域擁有我國近一半的煤炭基地和七成的煤電基地，2017年黃河流域資源開采及其加工業(yè)比重為36.34%，分別高于全國和長江流域9.17和13.62個(gè)百分點(diǎn)。而黃河流域中西部地區(qū)多處于干旱半干旱地區(qū)，生態(tài)極為脆弱，這大大加重了黃河流域產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的負(fù)擔(dān)。習(xí)近平總書記在2019年視察黃河時(shí)，提出黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展這一重大國家戰(zhàn)略，旨在加快推進(jìn)黃河流域的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與綠色協(xié)調(diào)發(fā)展。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的落后制約著水資源的有效利用，但同時(shí)產(chǎn)業(yè)升級(jí)過程中又受到黃河流域水資源匱乏問題的約束。黃河流域水資源人均占有量僅為全國平均水平的27%，且存在流域水資源利用粗放、基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部門用水效率低下等問題，這進(jìn)一步加大了水資源的供需缺口。黃河流域水資源開發(fā)利用率高達(dá)80%，遠(yuǎn)超一般流域生態(tài)警戒線的40%，且82.6%的地級(jí)行政區(qū)水資源存在超載狀況[1]。此外，產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)尤其是重工業(yè)的水污染會(huì)加劇水資源短缺問題，在全國的各區(qū)域中，黃河流域最為嚴(yán)重[2]。面對(duì)此類問題，“十四五”規(guī)劃強(qiáng)調(diào)，需立足黃河流域水資源空間均衡配置，實(shí)施深度節(jié)水控水行動(dòng)，降低水資源開發(fā)利用強(qiáng)度[3-4]，推行“以水定產(chǎn)、量水而行”的戰(zhàn)略。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)能促進(jìn)水資源的集約利用與污染的減排，是推動(dòng)綠色可持續(xù)發(fā)展的必要條件，也是緩解水資源短缺問題的關(guān)鍵所在[5]。通過研究流域水資源利用效率與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)間的協(xié)調(diào)關(guān)系與空間相關(guān)性，有利于為水資源管理及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的區(qū)域優(yōu)化提供決策參考，進(jìn)而推動(dòng)黃河流域產(chǎn)業(yè)加速升級(jí)，促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展。

在已有文獻(xiàn)中，研究水資源利用效率與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的方向主要集中在3類：①從水資源約束條件下出發(fā)，研究產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)[6]。其中，水資源約束經(jīng)歷了從用水總量到包含水質(zhì)等要素的綜合約束的過程。王文彬等[7]研究了水資源約束下黃河流域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變遷規(guī)律，發(fā)現(xiàn)水效和水質(zhì)對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理和高級(jí)化均有積極的影響。提升用水效率，是實(shí)現(xiàn)黃河流域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的重要途徑。②從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)中對(duì)水資源利用的影響入手，顏明等[8]通過研究京津冀地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與水資源利用的變遷發(fā)現(xiàn)，由于用水結(jié)構(gòu)在產(chǎn)業(yè)間的調(diào)整與生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的高速增長并未帶來明顯的水資源消耗增加。③研究水資源與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間關(guān)聯(lián)關(guān)系與協(xié)調(diào)發(fā)展[9],吳丹[10]通過構(gòu)建主從遞階雙層優(yōu)化模型研究產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與水資源的雙向關(guān)聯(lián)關(guān)系，得出了各研究區(qū)域的優(yōu)化方案和建議。邢霞等[11]通過研究黃河流域水資源利用效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，得出黃河流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平滯后于用水效率的結(jié)論。由于水資源利用效率的邊際提升在地域上主要分布于西北[12]、東北[13]等較干旱地區(qū)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上主要體現(xiàn)在利用率較低的農(nóng)業(yè)[14]與工業(yè)[15]領(lǐng)域，因此對(duì)于該類領(lǐng)域研究成果較多。水資源利用效率與生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及環(huán)境污染間的關(guān)系較為復(fù)雜，當(dāng)前的研究多運(yùn)用數(shù)據(jù)包絡(luò)法及其衍生方法進(jìn)行測度。趙沁娜等[16]通過SBM-DEA模型研究全國的工業(yè)用水效率及其空間關(guān)聯(lián)性，發(fā)現(xiàn)用水效率與空間聚集呈較為顯著的正相關(guān)關(guān)系。隨著近年來綠色發(fā)展意識(shí)的提高，對(duì)于多階段用水污染的重視也在用水效率的研究中體現(xiàn)。馬海良等[17]在研究中指出，忽略環(huán)境污染計(jì)算得到的水資源利用效率是不準(zhǔn)確和非全面的。龐慶華等[18]運(yùn)用DEA-Malmquist模型在對(duì)全國七大流域進(jìn)行水資源利用評(píng)價(jià)時(shí)，將廢水、化學(xué)含氧量等污染指標(biāo)納入模型的負(fù)向投入以得到更為合理的測算結(jié)果。

通過梳理相關(guān)文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，水資源與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)發(fā)展研究已取得大量成果，但仍有值得進(jìn)一步探討的內(nèi)容：①相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的衡量多從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的比例入手，卻忽略了不同地區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)集聚帶來的高生產(chǎn)率的優(yōu)勢，衡量角度不夠全面。②水污染仍是黃河流域的關(guān)鍵問題之一，在“雙控”背景下的研究有對(duì)水量的“硬約束”，但仍缺乏對(duì)于水質(zhì)的“軟約束”。③對(duì)黃河流域水資源與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)發(fā)展研究較少，且當(dāng)前該類研究多數(shù)通過面板數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)序分析，展開進(jìn)一步研究的文獻(xiàn)更少。黃河流域當(dāng)前水資源仍十分缺乏，對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展升級(jí)起到較大的阻礙作用，如何降低二者間的約束，提升協(xié)調(diào)性是促進(jìn)黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的重要命題。為更有效地評(píng)估分析黃河流域水資源利用效率與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)發(fā)展情況，給予流域發(fā)展規(guī)劃更多參考，本文相較于以往文獻(xiàn)在研究中做了如下優(yōu)化：進(jìn)行黃河流域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化測算時(shí)，同時(shí)考慮產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例和各產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率，以更為客觀地反映地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況；黃河流域水資源利用效率將從用水量、污染產(chǎn)出及其他投入要素三大方面進(jìn)行衡量；在黃河流域耦合協(xié)調(diào)度測算的基礎(chǔ)上通過空間相關(guān)度分析協(xié)調(diào)發(fā)展的聚集情況。最后在實(shí)證分析的基礎(chǔ)上給出相應(yīng)建議。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

1.1.1水資源利用效率評(píng)估

由于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(DEA)具有滿足多輸入多輸出條件、單位不變性等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于具有可比性單位的有效性評(píng)價(jià)之中。Tone[19-20]在原有CCR、BCC模型的基礎(chǔ)上演化出非徑向角度的SBM-DEA模型和超效率DEA模型，分別用于解決模型中的松弛變量問題及進(jìn)一步評(píng)估技術(shù)有效單位。由于水資源利用效率測算中考慮了非期望產(chǎn)出，關(guān)系較為復(fù)雜，因此DEA方法多輸入多輸出的特性能較好滿足測度需求。本文數(shù)據(jù)在SBM-DEA模型的測算中結(jié)果趨于同質(zhì)化有效，難以有效衡量區(qū)域間差異，因此選擇了超效率SBM-DEA模型。由此，本文采用基于非期望產(chǎn)出的超效率SBM-DEA模型對(duì)黃河流域9省區(qū)進(jìn)行水資源利用效率的測度，模型計(jì)算公式如下：

(1)

(2)

參考馬海良等[17]研究成果，具體投入與產(chǎn)出指標(biāo)如表1所示。在DEA模型運(yùn)用中，DMU的數(shù)量不能低于投入產(chǎn)出指標(biāo)項(xiàng)總數(shù)的2倍，因此在具體模型計(jì)算中運(yùn)用熵值法將農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活及生態(tài)供水量轉(zhuǎn)化為綜合用水量，將主要非期望產(chǎn)出(廢水、COD、氨氮排放量)轉(zhuǎn)化為綜合污染指標(biāo)，以提升模型測算結(jié)果的可靠性[21]。

表1 水資源利用效率指標(biāo)體系

1.1.2產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)指標(biāo)測算

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)在此主要體現(xiàn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化，其理論內(nèi)涵主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是傳統(tǒng)意義上產(chǎn)業(yè)間比例關(guān)系的改變，由農(nóng)業(yè)部門向工業(yè)、服務(wù)業(yè)部門過渡；二是各產(chǎn)業(yè)內(nèi)勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高，從勞動(dòng)密集型到資本密集型、再到知識(shí)技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)的不斷升級(jí)[22]。多數(shù)文獻(xiàn)在考慮產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化的指標(biāo)中僅僅將產(chǎn)業(yè)部門產(chǎn)值比例作為考量，但產(chǎn)業(yè)部門變遷并不是產(chǎn)業(yè)升級(jí)的真正內(nèi)涵[23]。如黃河流域的河南省，由于地理?xiàng)l件等因素成為我國的農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占比較高，這是區(qū)域發(fā)展的特點(diǎn)，若盲目地進(jìn)行粗放式產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移反而有害，不利于經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)提升，產(chǎn)品附加值增加同樣是產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。況且不同區(qū)域的產(chǎn)業(yè)異質(zhì)化才能充分發(fā)揮各地的優(yōu)勢，以促進(jìn)區(qū)域整體發(fā)展水平的提高。因此本文綜合考慮三產(chǎn)比例關(guān)系和勞動(dòng)生產(chǎn)率來衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)情況，公式如下：

(3)

式中：H為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)指標(biāo)；i=1,2,3代表三次產(chǎn)業(yè)；vit為在第t年第i產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值在GDP中的比重；Pit為第t年第i產(chǎn)業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率。勞動(dòng)生產(chǎn)率有量綱，但第t年第i產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值比重vit無量綱，因此對(duì)勞動(dòng)生產(chǎn)率進(jìn)行無量綱化處理，具體方法借鑒劉偉等[23]的做法。

1.2 耦合協(xié)調(diào)度模型

1.2.1耦合機(jī)理

“耦合”指在系統(tǒng)演變過程中，兩個(gè)或兩個(gè)以上要素相互影響，相互促進(jìn)的關(guān)系。黃河流域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)對(duì)于水資源利用效率的影響可從多角度進(jìn)行探討，而在量化層面主要從兩方面展開：一是生產(chǎn)用水產(chǎn)出效率的提升，二是用水污染的減少，內(nèi)在耦合機(jī)理如圖1所示。

圖1 水資源利用與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)耦合機(jī)理H=∑vitPit

在政府和企業(yè)的共同建設(shè)下，促進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)升級(jí)，能夠提高黃河流域水資源利用的集約度；與此同時(shí)，持續(xù)優(yōu)化管理體系，從生產(chǎn)鏈各環(huán)節(jié)突破，做到黃河流域水資源多階段循環(huán)利用。由此在單位產(chǎn)出一定的情況下降低平均用水量，形成水量的“硬約束”。通過政府對(duì)于環(huán)境保護(hù)與污染規(guī)制的相關(guān)政策引導(dǎo)，加大對(duì)黃河流域綠色生產(chǎn)行業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施投資，創(chuàng)建良好的生產(chǎn)平臺(tái)與供應(yīng)鏈，促使市場供需向清潔生產(chǎn)方向轉(zhuǎn)移，逐步淘汰或改造“三高企業(yè)”。由此優(yōu)化黃河流域的水污染問題，達(dá)成水質(zhì)的“軟約束”。通過以上兩角度約束的協(xié)同作用，能夠有效促進(jìn)水資源綜合利用效率的提升。水資源利用效率的提升對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的反作用可從支持作用和約束作用兩個(gè)方面進(jìn)行闡釋。水資源利用效率有效提升的背后是生產(chǎn)技術(shù)的更新，能夠突破經(jīng)濟(jì)發(fā)展的資源瓶頸，從而推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)。水資源利用效率對(duì)于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的約束作用體現(xiàn)在企業(yè)的成本和風(fēng)險(xiǎn)之上。由此，水資源利用效率與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)形成了相互作用、彼此影響的耦合結(jié)構(gòu)。

1.2.2耦合協(xié)調(diào)度模型構(gòu)建

本文通過構(gòu)建耦合協(xié)調(diào)度模型反映黃河流域水資源利用效率與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)發(fā)展情況。在該模型發(fā)展過程中，逯進(jìn)等[24]將其分解為系統(tǒng)發(fā)展模型和系統(tǒng)協(xié)調(diào)模型，分別側(cè)重于衡量系統(tǒng)的發(fā)展與協(xié)調(diào)水平。

在系統(tǒng)發(fā)展模型中，假設(shè)該系統(tǒng)基于規(guī)模報(bào)酬不變的Cobb-Douglas函數(shù)，函數(shù)形式為

Tit=λfit(x)αgit(y)β

(4)

式中：Tit為i地區(qū)t時(shí)期的發(fā)展度；fit(x)、git(y)指代兩子系統(tǒng)第i地區(qū)t時(shí)期的發(fā)展水平，此處分別為水資源利用效率和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)指標(biāo)；λ為外生變量；α、β為兩子系統(tǒng)占總系統(tǒng)的重要性份額，α+β=1，在此處設(shè)兩系統(tǒng)重要性相等，即α=β=1/2。

式(5)為系統(tǒng)協(xié)調(diào)模型，用于衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)效率間的協(xié)同性，Cit為i地區(qū)t時(shí)期的耦合度。

Cit={fit(x)git(y)/[(fit(x)+git(y))/2]2}1/2

(5)

發(fā)展模型可衡量系統(tǒng)的發(fā)展程度，而協(xié)調(diào)模型則衡量了兩系統(tǒng)的協(xié)同度。將該二者指標(biāo)結(jié)合，便可得到同時(shí)綜合衡量發(fā)展度和協(xié)調(diào)度的耦合協(xié)調(diào)度模型：

(6)

式中Dit為i地區(qū)t時(shí)期的耦合協(xié)調(diào)度。參考吳文恒等[25]的研究成果，本文根據(jù)耦合協(xié)調(diào)度D劃分成10個(gè)類別，具體見表2。

表2 耦合協(xié)調(diào)度的判別標(biāo)準(zhǔn)及劃分類型

1.3 空間計(jì)量模型構(gòu)建

為了研究黃河流域水資源利用效率與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)協(xié)調(diào)情況的空間特征，本文在耦合模型的基礎(chǔ)上借助全局空間莫蘭指數(shù)(Moran’sI)進(jìn)行討論。Moran’sI是一種空間自相關(guān)分析的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，用于研究各地區(qū)納入相對(duì)地理位置考慮時(shí)的空間關(guān)聯(lián)程度。莫蘭指數(shù)相關(guān)性以0為界，等于0時(shí)表示不存在空間自相關(guān)；莫蘭指數(shù)大于0時(shí)表示具有正向空間相關(guān)性，所觀測指標(biāo)趨于空間集聚，值越大，空間相關(guān)性越為顯著；莫蘭指數(shù)小于0時(shí)則相反，所觀測指標(biāo)趨于發(fā)散，相關(guān)性隨著值的減小而減小。

1.4 數(shù)據(jù)來源

從流域劃分角度來看，研究對(duì)象9省區(qū)中并非全部屬于黃河流域，但考慮到資源投入的整體性和規(guī)劃協(xié)調(diào)性，仍以省域?yàn)榭臻g單元展開研究[26]。本文所涉及數(shù)據(jù)時(shí)間范圍均為2004—2018年。水資源利用效率測度中，農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活及生態(tài)用水量數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站及水資源公報(bào)，固定資產(chǎn)投資通過永續(xù)盤存法計(jì)算[27]；污染指標(biāo)中廢水、COD、氨氮排放量數(shù)據(jù)主要來源于《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》，部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于各省區(qū)地方統(tǒng)計(jì)年鑒。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中各省區(qū)GDP、分產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、分產(chǎn)業(yè)就業(yè)人員數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》及國家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站。對(duì)于2004—2018年間部分缺失的數(shù)據(jù)采用插值法進(jìn)行補(bǔ)缺。在代入耦合協(xié)調(diào)模型前，對(duì)水資源利用效率和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度指標(biāo)運(yùn)用極值法進(jìn)行歸一化處理。

2 實(shí)證分析

2.1 水資源利用效率與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)情況分析

運(yùn)用式(1)(2)所示的超效率SBM-DEA模型，通過MaxDEA軟件測算了2004—2018年黃河流域9省區(qū)水資源利用效率值，年均分布情況見圖2所示。圖2通過ArcGIS軟件繪制，采用自然斷點(diǎn)法分級(jí)。從時(shí)間跨度上來看，研究期間各省區(qū)均值為0.577，總體處于中度發(fā)展階段。從空間分布上來看，黃河流域各省區(qū)水資源利用效率差異顯著，呈東高西低的狀態(tài)，其中以山東省最高，年均值為0.971，達(dá)到了黃河流域水資源利用效率前沿面的水平。位于第二區(qū)間的是山西省、陜西省和河南省，年均效率分別為0.757、0.648和0.631，其他4省區(qū)水資源利用效率指數(shù)則在0.4至0.5之間，以內(nèi)蒙古最低為0.415。由于東部地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展較早，工業(yè)基礎(chǔ)良好，資本，高技術(shù)勞動(dòng)力聚集程度高，因此生產(chǎn)要素有效轉(zhuǎn)化率相比于西部地區(qū)更為可觀。

圖2 2004—2018年黃河流域水資源利用效率分布情況

在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)指數(shù)測算的基礎(chǔ)上同樣繪制了2004—2018年黃河流域各省區(qū)的空間分布圖，如圖3所示。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度總體呈東北高，西南低的態(tài)勢。其中以內(nèi)蒙古較為領(lǐng)先，研究期間年均產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指數(shù)為0.539，其次為山東、陜西、寧夏，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)指數(shù)在0.400左右，其余省份多處于0.3左右，其中以河南的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指數(shù)為0.265排在最后。河南省一直以來是華北地區(qū)的糧食主產(chǎn)區(qū)，相對(duì)其他省區(qū)而言一產(chǎn)占比較重，且人口基數(shù)大，人均生產(chǎn)率不高，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次偏低。雖然近年來河南地區(qū)也在積極進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，有了一定的成效，但由于新興資源匱乏，且轉(zhuǎn)型具有滯后效應(yīng)等原因，相比于東部其他省份仍有相對(duì)劣勢。內(nèi)蒙古礦產(chǎn)、林木等資源豐富，2020年內(nèi)蒙古原煤產(chǎn)量占全國的26.3%，稀土儲(chǔ)量占全國的83.7%。由于地廣人稀，內(nèi)蒙古多項(xiàng)人均資源占有量位居全國第一，依靠資源優(yōu)勢的重工業(yè)發(fā)達(dá)，人均勞動(dòng)生產(chǎn)率較高，在黃河流域處于領(lǐng)先水平。

圖3 2004—2018年黃河流域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)分布情況

2.2 黃河流域水資源利用效率與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的耦合協(xié)調(diào)分析

在水資源利用效率和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)指標(biāo)構(gòu)建的基礎(chǔ)上，通過耦合協(xié)調(diào)度模型測算得出黃河流域2004—2018年9省區(qū)的耦合協(xié)調(diào)度。結(jié)合兩子系統(tǒng)的時(shí)序演變情況，繪制了圖4。由圖4可見，研究期間內(nèi)水資源利用效率變化幅度不大，總體來看經(jīng)歷了3個(gè)較為完整的“U”型波動(dòng)周期，分別為2004—2008年、2008—2012年和2012—2018年。水資源利用效率在各周期內(nèi)經(jīng)歷了“高—低—高”的變動(dòng)過程，該結(jié)論與馬海良等[17]、錢文婧等[28]等學(xué)者的發(fā)現(xiàn)一致。水資源利用效率在2008年出現(xiàn)了拐點(diǎn)，且產(chǎn)生了約3年的持續(xù)下滑，這可能與全球金融危機(jī)所傳導(dǎo)的影響有關(guān)。此外2012—2018年的周期波動(dòng)幅度最大，最低點(diǎn)為2016年的0.514，這同樣可能與市場傳導(dǎo)的生產(chǎn)鏈及生產(chǎn)規(guī)模變動(dòng)等因素有關(guān)。

圖4 2004—2018年黃河流域耦合協(xié)調(diào)度及子系統(tǒng)時(shí)序演變情況

由于近年來我國保持著較好的國民生產(chǎn)總值增長態(tài)勢，黃河流域各省區(qū)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模和勞動(dòng)生產(chǎn)率也在不斷提升。從相對(duì)指數(shù)角度來看，黃河流域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)指數(shù)從2004年的0.096上升到2018年的0.720，年均增幅達(dá)15.5%。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)提升貢獻(xiàn)角度來看，黃河流域主要得益于產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大帶來的增益。

由圖4的耦合協(xié)調(diào)度曲線可知，黃河流域水資源利用效率和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的耦合協(xié)調(diào)度呈平穩(wěn)上升的趨勢，從2004年的0.473上升至2018年的0.817，增速逐漸放緩，總體發(fā)展?fàn)顩r較為良好。分階段來看，在2004—2005年兩年中處于瀕臨失調(diào)衰退階段，從2006年開始進(jìn)入正向耦合協(xié)調(diào)階段，逐步從勉強(qiáng)協(xié)調(diào)階段過渡到初步協(xié)調(diào)階段再到中度協(xié)調(diào)階段。通過近年來經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)大與生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)，黃河流域水資源利用效率與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)有了較為可觀的協(xié)調(diào)發(fā)展進(jìn)步。

通過對(duì)研究期間進(jìn)行劃分能夠更有效地展現(xiàn)不同時(shí)期的空間特征。因此，將黃河流域耦合協(xié)調(diào)發(fā)展在研究期間內(nèi)以5年為一個(gè)階段，共劃分為3個(gè)階段，并由此繪制每個(gè)階段的平均耦合協(xié)調(diào)度空間分布圖，如圖5所示。

(a) 2004—2008年

(b) 2009—2013年

(c) 2014—2018年圖5 黃河流域耦合協(xié)調(diào)情況

在2004—2008年期間，總體耦合協(xié)調(diào)水平較低，其中四川、甘肅、青海、寧夏處于瀕臨失調(diào)衰退階段；黃河流域中部其他省份多數(shù)處于協(xié)調(diào)與衰退的過渡期；山東、內(nèi)蒙古和山西相對(duì)而言協(xié)調(diào)情況較好，皆處于初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展階段。在研究階段中期，即2009—2013年期間，總體水平相對(duì)于前5年有所上升，各省區(qū)增長效應(yīng)差別不大。其中甘肅、四川進(jìn)入了勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展階段，青海、寧夏提升較快，跨入了初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展階段。河南協(xié)調(diào)增速較為緩慢，可能與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)滯后效應(yīng)有關(guān)。在研究階段后期2014—2018年期間，各省區(qū)的協(xié)調(diào)水平相對(duì)于研究階段中期又有了不同程度的增長。山東繼續(xù)居于首位，已達(dá)到優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展階段。值得注意的是，在前兩階段表現(xiàn)并不突出的陜西，在該階段超過了內(nèi)蒙古與山西，僅次于山東，進(jìn)入良好協(xié)調(diào)發(fā)展階段。本研究中，區(qū)域耦合協(xié)調(diào)的發(fā)展度主要由產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)推動(dòng)，在具體指標(biāo)上表現(xiàn)為勞動(dòng)生產(chǎn)率的提升。陜西在保持能源化工、裝備制造、冶金等傳統(tǒng)工業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的勢頭下積極拓展新產(chǎn)業(yè)，通信醫(yī)療行業(yè)產(chǎn)值增速加快。作為我國文化大省，陜西省人民政府在2015年發(fā)布了《陜西省人民政府關(guān)于促進(jìn)旅游業(yè)改革發(fā)展的實(shí)施意見》，以積極推動(dòng)文化旅游資源開發(fā)，并帶動(dòng)投資、電商及新農(nóng)業(yè)等多領(lǐng)域的發(fā)展，興起經(jīng)濟(jì)的新增長點(diǎn)。

表3詳細(xì)展示了2004—2018年黃河流域各省區(qū)水資源利用效率與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的耦合協(xié)調(diào)度數(shù)據(jù)。從時(shí)間序列來看，黃河流域各省區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展在2012年之前保持著較為穩(wěn)定的增速，從2013年開始增速放緩。其中山東省一直處于領(lǐng)先地位，山西省在2011年之前與山東省基本同步，但從2012年開始回落，在2013年下跌顯著。而陜西省與山西省衰退趨勢相反，從2011年開始增速提升，并在2012年超越山西、內(nèi)蒙古，僅次于山東居于第二。進(jìn)入第三研究階段后，其他省區(qū)總體趨勢上升伴隨著增速放緩的特征。黨的十八大以來，環(huán)保監(jiān)管法制不斷健全，從《生態(tài)文明體制改革總體方案》到《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的發(fā)布[29]，對(duì)于水資源利用的監(jiān)管愈發(fā)嚴(yán)格。在此背景下，部分重工業(yè)污染較為嚴(yán)重的省區(qū)如山西、內(nèi)蒙古出現(xiàn)了水資源與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)局部不協(xié)調(diào)，以致衰退的情況，其他省區(qū)協(xié)調(diào)增速也有所放緩。經(jīng)過4年多的磨合期，進(jìn)入到“十三五”后，各省區(qū)又表現(xiàn)出新的增長趨勢，表明在這5年中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到了有效的優(yōu)化，淘汰了部分落后產(chǎn)能，契合新發(fā)展理念的落實(shí)。

表3 2004—2018年黃河流域各省區(qū)耦合協(xié)調(diào)度

2.3 黃河流域空間聚集特征分析

在耦合協(xié)調(diào)發(fā)展分析的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步探究黃河流域水資源利用效率與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的演變特征，本文運(yùn)用ArcGIS軟件計(jì)算全局莫蘭指數(shù)，對(duì)黃河流域耦合協(xié)調(diào)時(shí)序演變情況進(jìn)行自相關(guān)檢驗(yàn)，結(jié)果如表4所示。

由表4可見，黃河流域水資源利用效率與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的耦合協(xié)調(diào)度的自相關(guān)情況隨時(shí)間推移有較為顯著的特征。2004—2008年，耦合協(xié)調(diào)度的莫蘭指數(shù)處于0.299～0.372的范圍內(nèi)，皆通過了7%的顯著性檢驗(yàn)，較為顯著，說明在該階段，黃河流域兩子系統(tǒng)的發(fā)展具有一定的空間聚集特征。在此情況下，相鄰省區(qū)的生產(chǎn)要素有較強(qiáng)的流動(dòng)性，包括資本、勞動(dòng)力、技術(shù)，以及市場需求的擴(kuò)散，對(duì)周邊的省區(qū)產(chǎn)生了較為明顯的輻射帶動(dòng)作用；在2009年之后莫蘭指數(shù)逐步減小，并在2011年變?yōu)樨?fù)值，且結(jié)果均不顯著，由此2011年之后黃河流域的兩系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)性呈現(xiàn)不顯著的空間負(fù)相關(guān)關(guān)系。在更為嚴(yán)格的環(huán)境管制與技術(shù)要求下，多數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)流程及供應(yīng)鏈中進(jìn)行了調(diào)整，而污染較重的企業(yè)則進(jìn)行了跨區(qū)域轉(zhuǎn)移。在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的過程中，要素聚集與規(guī)模效益不顯著。

表4 耦合協(xié)調(diào)度空間莫蘭指數(shù)與自相關(guān)情況

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

a.從兩子系統(tǒng)的發(fā)展情況來看，水資源利用效率總體平穩(wěn)，在時(shí)序上隨經(jīng)濟(jì)周期的波動(dòng)有所變化，在空間上呈東高西低的態(tài)勢。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度隨時(shí)間推移呈較出穩(wěn)定的增長趨勢，空間分布上東北高，西南低。

b.兩系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展方面，黃河流域總體協(xié)調(diào)性從2004年的輕度失調(diào)衰退階段不斷提升，至2018年已進(jìn)入良好協(xié)調(diào)發(fā)展階段。在研究階段前期，黃河流域東北區(qū)域的省區(qū)如山東、內(nèi)蒙古、山西協(xié)調(diào)情況優(yōu)于其他省區(qū)。從黨的十八大以來，內(nèi)蒙古、山西的協(xié)調(diào)情況衰退，其他多數(shù)省區(qū)增速也顯著放緩，而陜西協(xié)調(diào)增速加快，并依次超越山西與內(nèi)蒙古。

c.空間集聚方面，在2009年之前，黃河流域水資源利用效率與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展具有弱自相關(guān)特征，從2011年開始呈現(xiàn)不顯著的空間負(fù)相關(guān)關(guān)系。

3.2 政策建議

a.繼續(xù)推進(jìn)黃河流域水資源集約化利用。從政策實(shí)施角度來看，嚴(yán)格遵循“三條紅線”及水資源雙控導(dǎo)向，通過政策規(guī)范和引導(dǎo)，使得黃河流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與水資源水環(huán)境承載能力相適應(yīng)。由研究結(jié)果可以看出，黃河流域水資源利用效率近年來在宏觀層面變化不大，因此短期內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)一定的條件下，可更多注重于微觀角度的節(jié)水宣傳，減少居民、企業(yè)用水浪費(fèi)。從省域角度來看，內(nèi)蒙古自治區(qū)為黃河流域水資源利用效率最弱的地區(qū)，盡管其人均生產(chǎn)率較高，但產(chǎn)業(yè)、區(qū)域發(fā)展不平衡，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)很大程度上依靠當(dāng)?shù)孛禾?、稀土等資源的優(yōu)勢以及高能耗工業(yè)支撐。當(dāng)前內(nèi)蒙古可充分利用海拔較高、日照時(shí)間長的地區(qū)優(yōu)勢，首先加大風(fēng)能、光能等新型能源基礎(chǔ)設(shè)施的投資，在盡可能穩(wěn)定就業(yè)的情況下推進(jìn)能源綠色轉(zhuǎn)型[30]，并逐步提升水資源等資源利用效率，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。2014年開展的7個(gè)水權(quán)試點(diǎn)省區(qū)中，有5個(gè)在黃河流域，分別為河南、寧夏、內(nèi)蒙古和甘肅[31]。應(yīng)繼續(xù)注重完善水權(quán)交易市場，充分調(diào)動(dòng)市場對(duì)于水資源的配置作用，并逐步向東部地區(qū)推廣。

b.結(jié)合黃河流域中西部各地區(qū)特點(diǎn)，響應(yīng)扶貧政策，有效規(guī)劃建設(shè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，以推動(dòng)產(chǎn)業(yè)聚集，產(chǎn)業(yè)交叉。在政策制定中可引導(dǎo)“京津冀”地區(qū)的企業(yè)及技術(shù)人員流動(dòng)入駐中西部產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，加強(qiáng)對(duì)寧夏、甘肅、青海等產(chǎn)業(yè)層次較低地區(qū)的技術(shù)與創(chuàng)新資源輻射作用，以優(yōu)化基礎(chǔ)工業(yè)、農(nóng)業(yè)為導(dǎo)向，因地制宜培養(yǎng)具有更高附加值的綠色產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)黃河流域全流域協(xié)調(diào)發(fā)展。此外，黃河流域是中國重要的能源基地，應(yīng)在“碳中和”背景下結(jié)合相關(guān)優(yōu)惠政策，推動(dòng)新能源的普及，逐步更新黃河流域的產(chǎn)業(yè)與能源結(jié)構(gòu)。

c.進(jìn)一步健全黃河流域法律規(guī)制，落實(shí)生態(tài)補(bǔ)償與跨區(qū)域生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)治理策略。黨的十八大以來，對(duì)于企業(yè)污染執(zhí)行了更為嚴(yán)格的規(guī)制，山西、內(nèi)蒙古等產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重的地區(qū)在協(xié)調(diào)發(fā)展指標(biāo)上出現(xiàn)了停滯甚至下滑的情況，而陜西等部分省區(qū)積極開發(fā)政策紅利，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型更為迅速，協(xié)調(diào)發(fā)展指標(biāo)有了可觀的提升。因此，在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的背景下需齊頭并進(jìn)，環(huán)境生態(tài)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展兩頭抓，不斷提升黃河流域高質(zhì)量發(fā)展水平。