漢江生態經濟帶綠色發展與產業結構耦合協調研究

武婷婷王 怡張 雪董 朕

(1.商洛學院經濟管理學院,陜西 商洛 726000;2.陜西高校新型智庫商洛發展研究院,陜西 商洛 726000)

目前,國家積極把生態文明建設融入到經濟建設中,建立了漢江生態經濟帶和淮河生態經濟帶等重要戰略發展區域,在保護區域生態環境和治理環境的基礎上,引導生態驅動型和生態友好型產業發展,以較少的資源消耗獲取最大的經濟效益,提高區域生態效率,推動區域綠色經濟發展。產業結構調整作為優化資源配置、推進增長動能轉換、降低污染物排放的重要驅動力,被視為促進經濟系統與生態系統協調發展的重要抓手[1],產業結構的優化與調整為綠色發展提供了良好的基礎,也使得地區綠色發展能夠有更好的客觀條件。同時,綠色發展是引領生態文明建設的重要理念,產業結構優化也需要其理論指導和實踐反饋。因此,這就要求我們對綠色發展和產業結構優化協同共進有正確的認知。

學者們從不同角度對綠色發展與產業結構進行了研究。劉青利等利用DEA-SBM 模型整合2011～2017 年河南省及各地市工業發展數據測算出河南省工業綠色發展效率并得出經濟發展水平、產業結構對河南省工業綠色發展有明顯的正向驅動[2]。沙依甫加瑪麗·肉孜研究表明人力資本集聚對綠色經濟效率的促進作用是通過創新能力促進和高質量FDI 效應等途徑起作用的[3]。張樂勤研究發現安徽省產業結構變遷與綠色發展間呈基本協調狀態,其對綠色發展促進效能并未顯現[4]。盛慧琴研究分析1978～2015 年長江經濟帶產業結構的變化特征,得出長江經濟帶產業結構優化趨勢明顯,但是長江下游、中游、上游3 大區域差異較大[5]。馮小舟等結合計量經濟模型探討產業結構的合理化和高級化對江蘇省1991～2014 年經濟增長的影響,發現江蘇產業結構的合理化與高級化均對經濟增長有明顯影響,但前者對經濟增長的影響遠大于后者[6]。李旭雅從經濟、環境、社會、能源4個視角,采用組合賦權法和TOPSIS 法構建評價模型對山西省社會生態系統綠色發展成效進行評價,為資源型地區轉型發展提供依據[7]。劉楊等基于非期望產出的DEA-SBM 模型分析了我國城市群綠色發展效率在2011～2015 年的變化情況,同時通過構造均衡函數對城市群的均衡特征進行了分析并提出相應的綠色發展建議[8]。盧麗文等發現長江經濟帶城市綠色效率整體水平不高,但是有逐步改善的趨勢,技術效率成為制約長江經濟帶綠色城市綜合效率的主要因素[9]。岳書敬等認為產業集聚和綠色發展效率呈U 型關系,隨著產業集聚的增強,綠色發展效率先降低后升高,當產業集聚達到一定水平后,可以提升城市的綠色發展效率[11]。

整體來看,在綠色發展和產業結構研究成果頗豐。但是,現有文獻多將產業結構與綠色發展看作單方面的影響,互為因果的考察較少,很少去討論二者協同發展的問題。且大部分研究多以全國范圍、省級樣本針對問題開展研究,未能充分考慮到區域的異質性。目前,漢江流域經濟發展整體上尚處于工業化中期,產業結構層次偏低,傳統農業比重偏大,工業技術含量偏低,服務業發展滯后,產業升級、新舊動能轉換壓力大,經濟外向度低;同時,“保護優先,綠色發展”也是推動漢江生態經濟帶發展的首要原則。因此,有必要加強綠色發展與產業結構協同共進的研究。本文選取漢江生態經濟帶2010～2019 年14 個城市的數據,通過投影尋蹤Topsis 法(PP-Topsis)測算14 個城市綠色發展水平與產業結構優化程度,運用耦合協調模型探究漢江生態經濟帶產業結構優化和綠色發展的協調發展水平,進而對區域產業結構優化和綠色發展的關系進行分析,為不同地區經濟系統產業和生態環境的協調發展提供決策參考。

1 評價指標選取及模型構建

1.1 評價指標的選取

綠色發展是一個復雜的系統性概念,涵蓋了社會經濟發展和生態環境保護多個維度,是在傳統發展基礎上的模式創新,因此必須結合地區發展的特殊性構建多維度、多指標的評價體系。根據指標選取的可靠性、權威性和可獲得性原則,結合漢江生態經濟帶綠色發展目標,從經濟發展水平、社會發展質量、生態文明建設、科技創新服務四個維度,構建綠色經濟發展指標體系。同時,本文主要采取產業結構合理化和產業結構高度化來體現產業結構優化水平。因此,構建綠色發展與產業結構評價指標體系,如表1。本文采用投影尋蹤Topsis 法,對地區綠色發展水平和產業結構優化水平進行測度。

表1 綠色發展與產業結構評價指標體系

1.2 模型構建

1.2.1投影尋蹤Topsis 法(PP-Topsis) PP-Topsis 法是根據投影尋蹤模型(PP)對指標進行客觀賦權,然后運用Topsis 法,通過計算與最優方案的相對接近程度對各評價對象進行綜合排序,評價值越高,說明地區綠色發展水平越高。

投影尋蹤模型賦權的建模過程如下:

(1)樣本評價指標集歸一化處理。

設各指標的樣本集為{|x(i,j)|i=1,2,…,n,j=1,2,…,p},其中x(i,j)為第i個樣本的第j個指標值,n和p分別為樣本的個數和指標的數目。歸一化處理以消除各指標值的量綱和統一各指標值的變化范圍。

本文所構建的綠色經濟發展指標體系中具有正向影響的指標,也有對具有逆向影響的指標,因此,本文采取極值標準化方法對指標數據進行標準化處理。

①正向型指標數據標準化處理方法如式(1):

②逆向型指標數據標準化處理方法如式(2):

(2)構建投影指標函數Q(a)

投影尋蹤法就是把p維數據{|x(i,j)|j=1,2,…,p}綜合成以a={a1,a2,…,ap}為投影方向的一維投影值zi:

其中a為單位長度向量。為了使局部投影點盡可能密集,最好凝聚成若干個點團,整體上投影點團之間盡可能散開。因此,投影指標函數可以表達成:

其中,Sz為投影值zi的標準差,Dz為投影值zi的局部密度。Ez為序列{|z(i)|i=1,2,…,n}的平均值;R為局部密度的窗口半徑,根據試驗來確定,R取值既要使包含在窗口內的投影點的平均個數不太少,避免滑動平均偏差太大,又不能使它隨著n的增大而增加太高,一般可取值為 0.1Sz;r(i,j)表示樣本之間的距離,r(i,j)=|zi-zj|;ut為一單位階躍函數,當t≥0 時,其值為1,當t<0 時其函數值為0。

(3)優化投影指標函數

當樣本集給定時,Qa投影指標函數只隨著投影方向a 的變化而變化。最佳投影方向就是最大可能暴露高維數據某類特征結構的投影方向。因此,可以通過求解投影指標函數最大化問題來實現,即:

實際上這是一個求解復雜非線性優化的問題,優化變量{|aj|j=1,2,…,p}用傳統的優化方法很難處理,因此,需要引入相關算法來進行求解優化問題。本文利用實數編碼的加速遺傳算法通過來解決高維全局尋優問題。

(4)權重計算

從式7 可以看出,最佳投影方向向量a其實是一個長度為1 的標準化向量,即所有aj的平方和等于1。那么我們可以設wj為第j個指標的權重,W=[w1,w2,w3,…,wj]為所有評價指標的權重,那么就有:

將求得的最佳投影方向向量a 代入到公式8 中,即可計算出各評價指標的權重。

結合計算出的指標權重,運用Topsis 評價方法,即得到各地區的綠色發展水平評價值。

1.2.2耦合協調模型 綠色發展與產業結構是一個相互作用、相互影響的復雜系統,存在耦合協調關系,產業結構優化和綠色發展的耦合協調度模型如下:

式(8)中x、y分別代表綠色發展水平、產業結構優化水平,C代表綠色發展和產業結構優化的耦合度,C∈[0,1]。式(10)中,D代表綠色發展和產業結構優化的協調發展度,T代表各地綠色發展與產業結構優化協調發展水平綜合指數,D∈[0,1]。耦合度值和協調發展度值越高,說明綠色發展和產業結構優化的和諧度越高。式(11)中,α 為綠色發展水平的待定系數,β 為產業結構優化水平的待定系數。本文綠色發展和產業結構優化同等重要,因此,

本文研究的重點是漢江生態經濟帶綠色發展與產業結構的關聯演化機理,基于2010～2019 年的數據,演化分析兩者的耦合程度,因此,本文用耦合度來反映綠色發展水平與產業結構水平的相互關系和作用,用耦合協調度反映二者協調相關的程度。綠色發展與產業結構的耦合度和耦合協調度的標準及類型如表2 所示。

表2 綠色發展與產業結構的耦合度和耦合協調度劃分標準及類型

2 結果特征分析

2.1 漢江生態經濟帶耦合協調度的對比特征

根據構建的模型首先可以測算出漢江生態經濟帶各城市在2010 年到2019 年的綠色發展水平和產業結構優化水平。總體來說,區域內的14 個城市在綠色發展水平方面均呈現出穩步增長狀態,而產業結構優化水平不同的城市變動狀況也不盡一致,大部分城市在逐漸提高,還有些城市處于波動狀態。

結合測度結果,運用耦合協調模型即可得到各年份漢江生態經濟帶各城市的綠色發展與產業結構耦合協調度得分,如表3 所示。在此只列舉2010 年與2019 年各地耦合協調等級及類型的計算結果,如表4 所示。

通過表3、表4 結果對比分析,可以發現:

表3 產業結構與生態環境耦合協調度(D)

表4 2010、2019 年產業結構與生態環境耦合協調等級及類型

首先,漢江生態經濟帶區域中14 個城市的耦合協調度均有所提升,特別是武漢從2010 年的0.6285 到2019年的0.9426,幾乎達到極度協調,十堰從2010 年的0.2615 到2019 年的0.8921,是耦合協調提升幅度最大的城市。

第二,個別城市進步較快,南陽和十堰實現了由低度協調到高度協調的躍升,襄陽、隨州、荊門、孝感、天門和潛江也從2010 年的中度協調上升到高度協調,漢中、仙桃和武漢的耦合協調等級都有所上升,安康和商洛的耦合協調等級沒有發生變化。相反,神農架的耦合協調等級有所下降,從良好協調下降到中度協調。結合文中對綠色發展和產業結構優化的水平測度可以發現,自2010 年到2019 年中,神農架的綠色發展水平在不斷提高,但是產業結構優化水平沒有提升,甚至還略有下降,綠色發展與產業結構優化的耦合度有所降低,這也與神農架較為單一的產業結構有關系。

第三,從類型上看,在2010 年基本上所有城市都屬于綠色發展滯后型,而到2019 年大部分城市都轉變成了產業結構滯后型。說明近些年在踐行綠色發展理念,推進生態文明建設的過程中,隨著生態環境治理的加強、地區經濟的提升、社會生活的進步,地區的綠色發展水平得到了大幅提升,但是大部分城市的產業結構優化水平相較于綠色發展的提升程度,還存在明顯的滯后。不過,武漢、十堰、南陽、荊門、孝感經過近幾年的發展,到2019 年已實現綠色發展與產業結構的同步協調。

2.2 漢江生態經濟帶耦合協調度的空間特征

從空間分布上看,對比2010 年,2019 年又有了新的變化。首先,保持良好耦合協調的安康、商洛仍然在原有等級,協調度由0.5204、0.5511 上升到0.6254、0.5792,略有提升,神農架從良好降低為中等。

第二,漢江中下游地區優勢明顯。在2010 年時,丹江口庫區及上游地區除了十堰,其余城市的協調等級基本上都處于良好等級,而漢江中下游城市中僅有武漢和仙桃處于良好等級,其余城市的耦合協調程度均位于中低水平。到2019 年,漢江中下游的城市南陽、襄陽、隨州、荊門、孝感、天門、潛江、仙桃和武漢均到達了高度協調狀態,并且多個城市實現了綠色發展與產業結構的同步協調,而丹江口庫區及上游地區的五個城市只有漢中和十堰達到了高度協調,逐步形成了“上低下高”的空間特征。可以看出近些年漢江中下游的城市在綠色發展的基礎上,也實現了產業結構的調整優化,相反丹江口庫區及上游地區的產業結構調整優化還更略為滯后。

第三,十堰的協同度上升最快,從2010 年的0.2615達到2019 年的0.8921,增長了三倍有余,除此之外,武漢的協同度為全漢江生態經濟帶區域最高,作為漢江生態經濟帶中的湖北省會城市,產業結構與生態環境耦合協同程度在迅速提升。

第四,2010 年后,漢江中下游地區城市的綠色發展與產業結構耦合協調度基本均由中低等級轉變為高度協調狀態,說明漢江生態經濟帶的協同發展效果開始凸顯,而丹江口庫區及上游地區幾個城市的耦合協調度沒有一致的變動方向,這也反映出相較于漢江中下游地區,丹江口庫區及上游地區的區域協同發展的程度較低。

3 結論與建議

通過對漢江生態經濟帶區域綠色發展水平與產業結構優化水平的計算,將涉及到的城市劃分為產業結構滯后型和綠色發展滯后型,依據耦合協調度模型,對2010～2019 年漢江生態經濟帶區域內14 個城市的綠色發展和產業結構的耦合協調度進行測度,劃分為高度、良好、中度和低度4 個協調度等級。綜上,有以下3 點結論及建議:

首先,產業結構調整優化依然是漢江生態經濟帶當前面臨的重要任務。雖然大部分城市已達到了綠色發展與產業結構的高度協調,但是通過綠色發展和產業結構優化水平的測度對城市類型劃分,可看出漢江生態經濟帶大部分城市都屬于產業滯后型,這說明產業結構優化程度普遍發展較為緩慢。產業結構優化水平主要源于兩個方面,即產業結構合理化和產業結構高度化,前者代表產業結構偏離均衡經濟狀態的程度,后者代表第三產業所占比重,而漢江生態經濟帶整體上尚處于工業化中期,產業結構層次偏低,傳統農業比重偏大,工業技術含量偏低,服務業發展滯后,因此必須要拓寬發展思路,不斷提高第三產業在國民經濟中的比重,發揮第三產業在國民經濟中的拉動作用,才能更加趨向于經濟發展的均衡狀態。

漢江生態經濟帶的“兩區”之間,綠色發展與產業結構協同程度大相徑庭,呈現“上低下高”的空間特征。其中漢江中下游的城市均達到了綠色發展與產業結構高度協調狀態,而丹江口庫區及上游地區的5 個城市只有漢中和十堰達到了高度協調,這也說明區域發展不平衡問題突出,漢江流域中下游地區綠色發展和產業結構優化均有很大的提升,而丹江口庫區及上游地區發展相對滯后。因此,對丹江口庫區及上游地區更加要把產業結構調整放到首位,堅持走生態產業化、產業生態化發展之路,著力優化產業結構,培育壯大主導產業,加快發展新興產業,推動企業做大做強,構建現代化生態經濟體系,實現經濟高質量發展,達到綠色經濟與產業結構高度的協同共進。

漢江生態經濟帶的中下游區域城市,已經逐步形成了一定的協同效應,而丹江口庫區及上游區域城市協同發展的程度較低。可以看出,漢江生態經濟帶不僅丹江口庫區及上游區域沒有形成協同發展的形勢,而且上下游間也更沒有形成協同發展格局。因此,要實現漢江生態經濟帶整體的協同共進,首先要解決上游地區的區域協同發展,從小區域協同到整體協同共進,實現從小協同到大協同的演變。可以著力推動區域對內開放合作,以政府為引導、企業為主體、項目為紐帶,完善交流協作體制機制,積極拓展合作領域促進資本、資源、人才、信息等要素在多地優化配置、合理流動,實現合作共贏、協同發展的目的。