鹿晨昱， 黃 萍， 張 彤， 劉小莞， 成 薇

（1.西北師范大學地理與環(huán)境科學學院，甘肅 蘭州 730070；2.蘭州交通大學建筑與城市規(guī)劃學院，甘肅 蘭州 730070）

進入21 世紀，人類社會進人綠色工業(yè)革命，發(fā)展模式將從“黑色發(fā)展模式”轉向全面的“綠色發(fā)展模式”［1］。中國改革開放40多年，經濟建設取得輝煌成就，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化水平顯著提升，與此同時社會經濟高質量發(fā)展也受到資源和環(huán)境問題的制約［2-3］。為此，2005 年習近平同志提出“綠水青山就是金山銀山”發(fā)展理念，綠色發(fā)展模式迅速興起［4］。2015年5 月5 日，中共中央國務院《關于加快推進生態(tài)文明建設的意見》提出堅持把“綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展”作為基本途徑［5］。十九大報告指出要加快生態(tài)文明體制改革，推進綠色發(fā)展。“十四五”規(guī)劃和2035 年遠景目標綱要進一步指出要構建生態(tài)文明體系，推動經濟社會發(fā)展全面綠色轉型。因此，推動區(qū)域綠色發(fā)展不僅是解決區(qū)域自身發(fā)展問題，更是落實國家戰(zhàn)略的必然要求。

綠色發(fā)展的核心理念是循環(huán)、低碳、可持續(xù)，其關鍵之處在于提升綠色發(fā)展效率。綠色發(fā)展效率研究受國內外學者廣泛關注，主要方面如下：（1）區(qū)域選擇，當前的研究主要集中全球［6］、國家［7］、城市群［8］、城市［9］、流域［10］等區(qū)域。（2）評價體系構建與研究方法選擇，綠色發(fā)展效率測度指標體系主要基于綠色發(fā)展可持續(xù)發(fā)展理論［7］、“三圈系統(tǒng)”理論［9］、包容性發(fā)展理論［11］等構建。研究方法具體采用投影尋蹤模型法［7］、熵值法［12］和投入產出法［13］等進行量化。近年來，基于投入產出分析方法的綠色發(fā)展效率評價，構建人力、資本、科技與資源要素的投入以及經濟效益、社會效益、生態(tài)效益等期望產出和考慮環(huán)境成本的非期望產出呈現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，學者對此展開較多工作［14-15］。（3）作用機理方面，探索區(qū)域綠色發(fā)展效率影響機理是“知其所以然”，有助于把握綠色發(fā)展問題的根源。根據“地理學第一定律”，多運用空間杜賓模型［14］、地理加權回歸［16］、系統(tǒng)廣義矩估計［17］等方法，分析環(huán)境監(jiān)管［18］、產業(yè)結構調整［19］、市場配置［20］等驅動因素對綠色發(fā)展的影響。

總結可知，已有文獻研究尺度與研究方法更加多維化與多元化，但對綠色發(fā)展?jié)撛谛枨蟠蠹熬哂泻蟀l(fā)優(yōu)勢的欠發(fā)達地區(qū)綠色發(fā)展效率研究較少。甘肅省雖為“一帶一路”建設的黃金節(jié)點，黃河流域高質量發(fā)展、國家西部生態(tài)安全屏障的重要省份，但內生比較優(yōu)勢不足，亟需以綠色發(fā)展倒逼區(qū)域發(fā)展模式轉變；第四屆“甘肅·祁連山高峰論壇”提出圍繞“融智隴原，綠色蝶變”，尋求新形勢下甘肅省綠色發(fā)展的新路徑，那么如何實現(xiàn)“有所為有所不為”努力打造美麗中國的“甘肅省樣板”?為此，本文基于甘肅省區(qū)域特征構建甘肅特色和區(qū)域普適性綠色發(fā)展效率指標體系，運用Super-SBM 模型測算14 個市州綠色發(fā)展效率，刻畫其時空演化特征，并運用地理探測器構建綠色發(fā)展效率驅動因素模型，在豐富城市綠色發(fā)展效率指標體系和研究案例的同時，以期為甘肅省及其他欠發(fā)達地區(qū)綠色轉型發(fā)展提供借鑒。

1 研究區(qū)概況

甘肅?。?2°11′～42°57′N，92°13′～108°46′E），省域面積約42.59×104km2，占國土面積的4.7%，省會蘭州市，下轄12 個地級市、2 個自治州（圖1）。甘肅省連接中原與新疆、青海、寧夏和內蒙古，是黃河、長江上游重要的補給區(qū)，其戰(zhàn)略地位突出。在自然環(huán)境方面，甘肅省地處三大高原和三大自然區(qū)交匯地帶，地域分異特征顯著，劃分為五大地理區(qū)，其生態(tài)功能重要，生態(tài)脆弱，生態(tài)環(huán)境敏感［21］。在人文環(huán)境方面，截至2019 年，甘肅省人口2647.433×104人，GDP總量達到8718.3×108元，全國排名第27位。

圖1 研究區(qū)示意圖Fig.1 Sketch map showing the study area

2 數據與方法

2.1 數據來源與處理

基于綠色發(fā)展“三圈系統(tǒng)”理論，參考國家發(fā)展改革委員會印發(fā)的《綠色發(fā)展指標體系》，遵循數據可獲得性、科學性、客觀性、系統(tǒng)一致性原則，建立甘肅省綠色發(fā)展效率投入產出指標體系（表1）。投入方面，資本投入因折舊率和基期資本存量各異，借鑒史玉芳等［22］選取全社會固定資產投資總額表征。勞動力投入、科技投入、資源投入分別由各市州年末實際就業(yè)人員數［23］、R&D 人員全時當量［16］、資源投入綜合指數［22］進行表征。期望產出方面，經濟效益由2005年不變價格［15］的實際GDP進行表征。社會產出由社會效益指數綜合反映。環(huán)境效益反映環(huán)境“好”的產出，由環(huán)境效益指數表征［9］。非期望產出方面，由環(huán)境污染指數表征，考慮到甘肅省為農業(yè)大省，化肥對環(huán)境有較大影響，參考林曉等［24］將化肥折純量考慮入內。資源投入綜合指數、社會效益指數、環(huán)境效益指數、環(huán)境污染指數均通過熵值法綜合計算得出。數據主要來源于《中國城市統(tǒng)計年鑒》《甘肅發(fā)展統(tǒng)計年鑒》及各市州地區(qū)統(tǒng)計年鑒和統(tǒng)計公報。對于部分缺失的數據通過插值法進行填補。

表1 甘肅省綠色發(fā)展效率評價指標體系Tab.1 Evaluation index system of green development efficiency in Gansu Province

2.2 研究方法

2.2.1Super-SBM模型（Super slacks-based model）Super-SBM 模型［25］，相較于傳統(tǒng)DEA 模型，考慮要素的“松弛”影響，能夠有效解決忽略非期望產出而導致綠色發(fā)展效率評價結果偏差的問題，同時又能彌補傳統(tǒng)SBM多個為1的有效決策單元不能有效排序和區(qū)分的缺陷。而傳統(tǒng)資源、勞動力、資本及科學技術等要素投入，除產生期望產出外，還可能產生環(huán)境污染等非期望產出，故Super-SBM 模型能真實反映甘肅省綠色發(fā)展效率的本質。具體公式如下［14］：

式中：ω為綠色發(fā)展效率值；x、yq、zu分別為投入、期望產出和非期望產出要素；m、r1和r2分別為投入、期望產出和非期望產出個數；、、zˉu分別為投入、期望產出、非期望產出的松弛變量；k為生產時期；n為決策單元數；s、d、i分別為投入、期望產出和非期望產出的決策單元；θj為權重向量。

2.2.2 冷熱點分析（Getis-OrdGi*）Getis-OrdGi*指數用于局部空間相關性分析，可以識別甘肅省不同城市空間集聚情況，反映綠色發(fā)展效率的空間依賴性和異質性。具體測算公式如下［26］：

式中：Xj為空間單元j的綠色發(fā)展效率值；d為臨界距離；λij為空間權重。對于需進行Z檢驗，Z顯著為正，表示該空間單元是高值集聚區(qū)，屬于綠色發(fā)展熱點區(qū)，反之聚類值低，為冷點區(qū)。

2.2.3 地理探測器模型地理探測器［27］通過一組統(tǒng)計學方法解釋要素空間分異的背后驅動力，同時探測兩因子交互作用對要素的解釋力，當樣本量小于30 時，相較于經典回歸更加可靠。其可以分析定量數據也可以探測定性數據，被廣泛運用于生態(tài)環(huán)境變化以及社會經濟發(fā)展等方面。公式如下：

式中：q為解釋力；m、φ2為樣本量和方差；r為探測因子數；mi和分別為i（i=1,2,…,n）的層樣本量和方差。q值介于0～1之間，值越大，解釋力越強。

3 結果與分析

3.1 甘肅省綠色發(fā)展效率時空分異特征

本文采用DEA-SOLVERPRO 5.0 軟件，選擇投入導向、不變規(guī)模報酬假定下超效率SBM 模型（SBM-I-C），對甘肅省綠色發(fā)展效率（Green development efficiency,GDE）進行測算。

3.1.1 甘肅省綠色發(fā)展效率時序演變特征通過分析甘肅省GDE的平均值、變異系數發(fā)現(xiàn)（圖2）：2005—2019 年GDE 總體呈現(xiàn)“上升-下降-上升-下降”的“M”型波動趨勢，這與周亮等［9］研究中國城市GDE 演變趨勢相反，變異系數表現(xiàn)出相應的“M”波動趨勢，具有四階段變化特征。具體表現(xiàn)為：2005—2008年GDE 上升，變異系數波動上升。此階段中國加入世貿組織，國際貿易合作逐步加深，甘肅省受到輻射影響，技術生產條件改善，資源配置效率提高，GDE 不斷上升。此外正值中國“十一五”規(guī)劃時期，GDE 上升，而各地環(huán)境規(guī)制和資源配置效率各異，區(qū)域相對差異波動上升。2009—2012 年GDE波動下降，變異系數相應波動下降。金融危機影響下，GDE 迅速下降，但甘肅省各市州積極應對，淘汰落后產能，投資新興技術產業(yè)，GDE 降幅得到控制，區(qū)域相對差異亦波動下降。2013—2015 年GDE 緩慢上升，而變異系數大幅上升?？赡苁怯捎凇拔逦灰惑w”發(fā)展戰(zhàn)略實施，GDE 有所上升，但甘肅省位于西部地區(qū)，基礎較弱，以發(fā)展經濟為主，承接了東部大量產業(yè)轉移，GDE 增幅較小。而各地經濟發(fā)展水平、資本投入各異，對生態(tài)文明建設重視程度不一，區(qū)域相對差異大幅增長。2016—2019 年GDE 波動下降，變異系數波動下降。2016 年后，隨著“十三五”節(jié)能減排的推進，甘肅省筑起國家生態(tài)安全屏障，堅持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展，但由于政策的滯后性，效率的提升不會迅速反映到當年。低效率市州對高效率市州存在明顯追趕效應，區(qū)域相對差異波動下降。

圖2 2005—2019年甘肅省綠色發(fā)展效率時間演變Fig.2 Temporal evolution of GDE in Gansu Province from 2005 to 2019

3.1.2 甘肅省綠色發(fā)展效率空間分異特征借助ArcGIS 軟件，選取2005、2010、2015、2019 年研究區(qū)GDE 值繪制全局趨勢圖（圖3a～d），并用自然斷點法繪制空間格局圖（圖4a～d），探索甘肅省GDE 的空間分布特征。

圖3 甘肅省綠色發(fā)展效率空間格局變化趨勢線Fig.3 Trends of spatial patterns of GDE in Gansu Province

圖4 甘肅省綠色發(fā)展效率空間分異Fig.4 Spatial differentiation of GDE in Gansu Province

由圖3a～d，趨勢線呈明顯的傾斜或彎曲，說明甘肅省GDE 空間分異性顯著。2005 年南北方向和東西方向均呈倒“U”型；2010年呈西高東低、南北高中間低特征；2015 年東西方向與南北方向差異均明顯縮小，總體相對均衡；2019 年東西方向差距再次擴大，形成西高東低的梯度格局，中部地區(qū)效率略升，形成南北高中間低的格局。相比而言，南北方向梯度差明顯大于東西方向，表明縮小南北方向GDE差異仍然是未來政策調控的重點。

從不同效率區(qū)域空間演化類型分析，整體而言，中等效率區(qū)占比最高；較高效率區(qū)數量增加，占比上升；低效率區(qū)占比降低，說明甘肅省GDE 得到改善，但并未發(fā)生根本性改變。從城市層面分析，經濟狀況好的蘭州市GDE 最低，這與李晉紅等［28］的研究結果基本相符，說明經濟發(fā)展和生態(tài)建設在實質上并未形成協(xié)調共生的良性循環(huán)，經濟發(fā)展方式較粗放，環(huán)境問題凸顯。金昌市、張掖市、嘉峪關市GDE 呈上升趨勢，十大綠色生態(tài)產業(yè)發(fā)展取得一定成效。甘南藏族自治州、臨夏回族自治州、隴南市效率相對較高，主要發(fā)展農業(yè)、畜牧業(yè)和旅游業(yè)，其付出的環(huán)境代價較小。

為進一步揭示GDE 空間集聚特征及演變規(guī)律，采用Getis-OrdGi*指數對2005、2010、2015、2019 年效率值進行可視化分析（圖5a～d）。

圖5 甘肅省綠色發(fā)展效率空間集聚特征Fig.5 Spatial agglomeration characteristics of GDE in Gansu Province

總體而言，甘肅省GDE 空間集聚特征顯著性弱，顯著區(qū)域以低熱點區(qū)、中熱點區(qū)和低冷點區(qū)為主。隨時間演進，大部分區(qū)域保持著原有格局。從冷熱點空間分布來看，由于區(qū)位條件和以農業(yè)和畜牧業(yè)為主的產業(yè)結構，付出的環(huán)境代價少，于2005年與2019 年形成以甘南藏族自治州為核心的低熱點區(qū)，GDE 存在俱樂部收斂特征。2010 年形成以蘭州市和白銀市為中心的低冷點區(qū)，其經濟發(fā)展投入高，環(huán)境代價大反映出提升GDE 需提高資源配置效率。2015 年形成以金昌市、武威市為中心的中熱點區(qū)，以重工業(yè)為主，其產業(yè)結構調整促進GDE提升。

3.2 甘肅省綠色發(fā)展效率時空分異的驅動因素識別

甘肅省GDE 的時空演變特征體現(xiàn)其發(fā)展不平衡。本文構建甘肅省GDE 驅動因素模型，利用地理探測器對其空間分異的主導因子及其交互作用進行考察。

3.2.1 驅動因子選取借鑒相關研究成果［7,10,12,14,23,29-30］，結合甘肅省GDE“過程-格局”特征，受數據可得性的限制，選取城鎮(zhèn)化水平、產業(yè)結構、政府調控、貿易水平、市場化水平、創(chuàng)新能力、人口密度驗證影響甘肅省GDE 的驅動因素。分別選取城鎮(zhèn)人口占區(qū)域總人口的比例、第二產業(yè)產值占第三產業(yè)產值的比重、財政支出占GDP 比重、各城市的進出口商品總值占GDP 比重、除國有和集體外其他所有制在崗人員比重、科學技術與教育支出之和占GDP 比重、單位國土面積的人口數量表征。

3.2.2 綠色發(fā)展效率空間分異探測結果分析借助于ArcGIS 軟件，首先對數值型變量離散化處理為類型變量，再利用地理探測模型測算。

（1）綠色發(fā)展效率空間分異主導因素識別

利用因子探測（表2）發(fā)現(xiàn)解釋力（q）除2005 年政府調控與創(chuàng)新能力不顯著，其他均通過了1%水平顯著性檢驗。綜合來看，市場化水平、創(chuàng)新能力、政府調控、城鎮(zhèn)化水平為主導因子，其q均值均大于0.43。貿易水平、人口密度、產業(yè)結構相對較弱；其中城鎮(zhèn)化水平、政府調控和創(chuàng)新能力對未來GDE 空間分異的影響潛力大，其q在2019 年分別達到0.536、0.561 和0.935；隨著時間演變，政府調控、創(chuàng)新能力q呈上升趨勢，貿易水平、市場化水平和人口密度q呈下降趨勢。

表2 甘肅省綠色發(fā)展效率空間分異因子探測結果Tab.2 Factor detection results of spatial differentiation of GDE in Gansu Province

市場化水平的q最強，市場化水平通過市場競爭機制、價格互饋機制、供需平衡機制、風險預警機制等實現(xiàn)資源要素的高效率配置，甘肅省充分發(fā)揮市場化對GDE 的提升，但市場化水平相對較低，提升能力有限。

創(chuàng)新能力方面，清潔生產技術、資源效率提升技術和污染控制技術能夠促進資源高效利用和環(huán)境污染的控制治理，提高投入產出效率，增強環(huán)境治理效果。甘肅省作為西北內陸地區(qū)，人才外流現(xiàn)象較為明顯，科技創(chuàng)新能力不足。同時也驗證了周亮等［9］提出的技術創(chuàng)新“倒逼機制”尚未形成。

政府調控方面，地方財政有自上而下“指令性”發(fā)展特征，發(fā)揮政策傾斜紅利作用，有利于促進生態(tài)補償和生態(tài)建設，建設甘肅省西部生態(tài)安全屏障。

城鎮(zhèn)化水平方面，甘肅省的城鎮(zhèn)化水平不斷上升，經濟社會發(fā)展福利提升，生態(tài)文明理念與綠色發(fā)展需求增強，能夠推動政府強化和完善環(huán)境治理制度體系，促進環(huán)境治理能力提高；另一方面，城鎮(zhèn)化發(fā)展的要素集聚效應和空間溢出效應，協(xié)同整合產業(yè)和企業(yè)，降低生產過程成本，提高投入產出效率，推動產業(yè)鏈條的重塑和優(yōu)化、產業(yè)轉型升級，GDE上升。

貿易水平方面，甘肅省處于西北內陸地區(qū)，基礎弱，進出口貿易產生環(huán)境溢出效應，使區(qū)域可持續(xù)發(fā)展理念、綠色技術、生態(tài)文化理念逐步擴散，可持續(xù)發(fā)展機制和先進的環(huán)境治理制度在一定程度上促進甘肅省GDE 的快速提高，但同時需要警惕在招商引資競爭壓力下，降低外資企業(yè)環(huán)境準入門檻，帶來的資源環(huán)境問題將制約GDE的提升。

人口密度q較弱且呈下降趨勢。人口密度將對區(qū)域生態(tài)保護、資源利用和環(huán)境質量施加壓力，降低區(qū)域內人均資源擁有量，使得生產和生活空間持續(xù)擴大，而生態(tài)空間持續(xù)縮小。甘肅省人口密度上升帶來的嚴峻資源環(huán)境形勢促進GDE 下降，這與程鈺等［7］的研究結論相似。

產業(yè)結構q最弱，其合理化和高級化對經濟效益、資源利用效率及減少對資源環(huán)境的脅迫效應意義重大。對甘肅省而言，工業(yè)以石油化工、有色金屬冶煉等重工業(yè)為主，產業(yè)吸引著諸多要素流向資源型產業(yè)，需促進第三產業(yè)的發(fā)展，優(yōu)化產業(yè)結構提升GDE。

（2）綠色發(fā)展效率空間分異驅動因子交互作用探測

為進一步探究不同驅動因子間的交互作用對GDEq的變化情況，交互探測2005、2010、2015、2019年的驅動因子，探測結果（表3）表明：因子交互類型主要為雙因子增強和非線性增強型。其中2005、2010、2015、2019 年均出現(xiàn)交互作用力達到1.000 的情況，說明驅動因子組合的交互作用q與甘肅省GDE 空間分異上具有一致性，極強解釋了甘肅省GDE 空間分異程度。甘肅省GDE 是多方面因素相互作用的結果。

表3 甘肅省綠色發(fā)展效率空間分異的交互探測結果Tab.3 Interactive detection results of spatial differentiation of GDE in Gansu Province

4 討論

本文構建甘肅省GDE指標體系，與以往研究［9,14-15］相比，將化肥折純量納入非期望產出指標體系中，更能體現(xiàn)甘肅省特色和區(qū)域普適性原則。甘肅省GDE 時空分析表明，由于投入要素與政策等存在差異，各市州綠色發(fā)展在轉型中所關注的要素各有側重，進而引起區(qū)域異質性特征。此外已有研究多探討單一或少數因子對GDE 的作用機制，而本文運用地理探測器探究GDE 空間分異主要控制因子以及不同因子疊加貢獻率，更有利于研究各因子對GDE的影響非均質性特征。結合甘肅省GDE 空間分異驅動因子探測結果表明，可從提高生態(tài)經濟水平，推進經濟高質量發(fā)展，提高資源環(huán)境承載能力，實施山水林田湖草生態(tài)保護與修復工程；建立城市和區(qū)域循環(huán)發(fā)展體系，強化綠色發(fā)展共性技術、資源高效利用和環(huán)境污染治理等方面的技術研發(fā)；加強政府調控，注重多因素協(xié)同對綠色發(fā)展轉型的驅動效應；科學和精細管控國土空間，優(yōu)化“三生空間”比例，提高國土空間結構優(yōu)化的可持續(xù)發(fā)展效益等方面進行綠色轉型發(fā)展。

此外本研究單元為地市尺度，未來應進一步通過遙感技術快速批量獲取數據與細化尺度，嘗試探討基于格網尺度的GDE 測度與時空演化過程；從多維復合視角結合人地關系視角研究甘肅省GDE 的驅動機制。

5 結論

（1）時序演化方面，研究期內甘肅省GDE 及其區(qū)域相對差異均呈“M”型四階段變化趨勢。2008、2012、2015 年為三大轉折點，各區(qū)域政策背景下，各市州實施不同的發(fā)展策略，而資源稟賦、配置效率以及發(fā)展側重點不同，甘肅省GDE提升任重道遠。

（2）空間演化方面，GDE 空間分異性顯著，南北方向梯度差比東西方向大。GDE 得到改善，但未發(fā)生根本性變化，其中蘭州市最低，甘南藏族自治州、臨夏回族自治州、隴南市效率相對較高，金昌市、張掖市、嘉峪關市GDE 呈上升趨勢?？臻g集聚程度弱，主要以低熱點區(qū)、中熱點區(qū)和低冷點區(qū)為主，大部分區(qū)域保持著原有格局。2005 年和2019 年均以甘南藏族自治州為低熱點區(qū)，2010 年形成以蘭州市和白銀市為中心的低冷點區(qū)，2015 年形成以金昌市為中心的中熱點區(qū)，GDE存在俱樂部收斂特征。

（3）驅動因素方面，呈現(xiàn)區(qū)域化、動態(tài)化和復雜化特點，市場化水平、創(chuàng)新能力、政府調控、城鎮(zhèn)化水平是甘肅省GDE 空間分異的主導因子，城鎮(zhèn)化水平、政府調控和創(chuàng)新能力q潛力大，政府調控、創(chuàng)新能力q呈上升趨勢，貿易水平、市場化水平和人口密度q呈下降趨勢。甘肅省GDE是多因素共同作用的結果。