黄河流域绿色发展效率时空演进

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00006

摘要/Abstract

摘要：

识别黄河流域绿色发展效率及其时空演进规律，有助于区域产业布局、环境规制与政策制定，进而实现黄河流域生态保护和高质量发展。针对黄河流域异质化发展，结合经济发展和环境治理的区域发展规律，构建多周期两阶段DEA模型（Multi-period two-stage DEA model），通过测算绿色经济效率与绿色创新效率，实现黄河流域省市的绿色发展效率测度，同时借助ArcGIS10.6软件对黄河流域省域绿色发展的时空格局进行了动态演进并分析其发展路径。结果表明：黄河流域空间维度呈现上游较差、中游一般、下游最优的发展不均衡现状；时间维度呈现“W”型波动式上升趋势，但整体一般；存在省份绿色发展水平较高、黄河段城市却较差的发展不一致现象。针对黄河流域省市的各种发展情境，从省市协同治理、政府引导、产业结构、科技研发、税收政策等方面提出了建议。

关键词: 黄河流域, 绿色发展效率, 动态时空演进, 多周期两阶段DEA模型

Abstract:

The investigation of green development efficiency and its spatial-temporal evolution is significant to regional industrial layout， environmental regulation and policy making， ecological protection and high-quality development strategy of the Yellow River Basin. In view of the present situation of regional heterogeneous development and unbalanced development of provinces and cities in the Yellow River Basin region， a multi-period two-stage DEA model is formulated to measure green development efficiency considering the two-stage economic development and environmental governance status in China. The green development efficiency is calculated based on the green economic efficiency and green innovation efficiency， and the ArcGIS10.6 soft is employed to display the dynamic spatio-temporal evolution of green development along Yellow River Basin region. Results show that it presents tendency of poor in the upper reaches， average in the middle reaches and optimal in the lower reaches for the Yellow River Basin from spatial dimension. Besides， the overall green development level is average， showing a “W” type fluctuation upward trend. There are still some regions with higher level of green development in provinces but lower level of urban development. Finally， according to the different scenarios in Yellow River Basia， reasonable countermeasures and suggestions are put forward including collaborative governance， government guidance， industrial structure， R & D and tax policy.

Key words: Yellow River Basin, green development efficiency, dynamic spatio-temporal evolution, multi-period two-stage DEA model

中图分类号:

F205

周福礼, 海盼盼, 王雪妮. 黄河流域绿色发展效率时空演进[J]. 中国沙漠, 2022, 42(3): 95-104.

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图/表 8

表1 黄河流域绿色发展效率投入产出指标体系

Table 1 Input-output index system of green development efficiency in Yellow River Basin

类别	指标	解释	单位	参考文献
投入指标	资源投入	水资源含农业、工业、居民生活及生态环境补水等	亿m³	[13-14,21,30]
	资源投入	能源消费由历年全社会能源消费量衡量	万t标准煤	[11,14,20,22,24-26]
	劳动力投入	具体指标为劳动从业人数，由历年全社会从业人数表示	万人	[11,13,20-26]
	创新投入	具体指标为R & D经费支出，由历年全社会R & D内部经费支出计算	亿元	[19-20,23,31]
	低碳经济	以第三产业GDP占全地区GDP比重衡量	%	[2,11,14,23-32]
产出指标	经济发展	地区工业增加值	亿元	[11,14,22-26]
	经济发展	地区GDP	亿元	[11,14,22-26]
	环境污染	工业废水、SO₂、烟尘、固体废弃物等排放量	万t	[11,14,22-26]

图1 多周期两阶段DEA模型的框架

Fig.1 Framework of multi-period two-stage DEA model

表2 指标合集与解释

Table 2 Index collection and interpretation

指标、集合与变量	解释
j∈{1,2,3,…,n}	第j个决策单元
i∈{1,2,3,…,m}	第一阶段的第i次投入
d∈{1,2,3,…,D}	第一阶段的第d次期望产出
k∈{1,2,3,…,K}	第一阶段的第k次非期望产出
h∈{1,2,3,…,H}	第二阶段的第h次投入
r∈{1,2,3,…,s}	第二阶段的第r次产出
p∈{1,2,3,…,q}	决策单元所属的p周期
x $i j 1 p$	决策单元j在第一阶段p周期的第i次投入量
z $d j p$	决策单元j在第一阶段p周期第d次期望产出量
b $k j p$	决策单元j在第一阶段p周期第k次非期望产出量
x $h j 2 p$	决策单元j在第二阶段p周期第h次投入量
y $r j p$	决策单元j在第二阶段p周期第r次最终产出量
v_i	第i次投入的权重
w_d	第d次期望产出的权重
p_k	第一阶段第k次非期望产出的权重
q_h	第二阶段第h次投入的权重
u_r	第二阶段第r次最终产出的权重

表2 指标合集与解释

Table 2 Index collection and interpretation

指标、集合与变量	解释
j∈{1,2,3,…,n}	第j个决策单元
i∈{1,2,3,…,m}	第一阶段的第i次投入
d∈{1,2,3,…,D}	第一阶段的第d次期望产出
k∈{1,2,3,…,K}	第一阶段的第k次非期望产出
h∈{1,2,3,…,H}	第二阶段的第h次投入
r∈{1,2,3,…,s}	第二阶段的第r次产出
p∈{1,2,3,…,q}	决策单元所属的p周期
x $i j 1 p$	决策单元j在第一阶段p周期的第i次投入量
z $d j p$	决策单元j在第一阶段p周期第d次期望产出量
b $k j p$	决策单元j在第一阶段p周期第k次非期望产出量
x $h j 2 p$	决策单元j在第二阶段p周期第h次投入量
y $r j p$	决策单元j在第二阶段p周期第r次最终产出量
v_i	第i次投入的权重
w_d	第d次期望产出的权重
p_k	第一阶段第k次非期望产出的权重
q_h	第二阶段第h次投入的权重
u_r	第二阶段第r次最终产出的权重

表3 黄河流域2012—2020年各省市绿色发展效率

Table 3 Green development efficiency in the Yellow River Basin from 2012 to 2020

	地区	2012年	2013年	2014年	2015年	2016年	2017年	2018年	2019年	2020年	均值	排名
省（区）	青海	0.1377	0.1419	0.1774	0.2253	0.1881	0.1810	0.2357	0.3645	0.4670	0.2354	8
	甘肃	0.2231	0.2255	0.2346	0.2568	0.3999	0.2021	0.2144	0.3610	0.3781	0.2773	7
	四川	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	0.9181	0.8128	1.0000	1.0000	1.0000	0.9701	3
	宁夏	0.1337	0.1320	0.1591	0.2096	0.2256	0.1571	0.2261	0.2781	0.3401	0.2068	9
	内蒙古	0.5761	0.5681	0.5526	0.6119	0.5219	0.6084	0.5936	0.6791	0.5589	0.5856	5
	陕西	0.6977	0.7105	0.7083	0.7458	0.7177	0.6670	0.7142	0.7872	0.5699	0.7020	4
	山西	0.5418	0.4674	0.4042	0.3641	0.4509	0.4004	0.4022	0.4504	0.4967	0.4420	6
	河南	1.0000	0.8340	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	0.9816	2
	山东	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1
	均值	0.5900	0.5644	0.5818	0.6015	0.6025	0.5588	0.5985	0.6578	0.6456	0.6001	—
城市	西宁	0.1593	0.1518	0.1899	0.3005	0.3049	0.2827	0.3131	0.4675	0.7728	0.3269	13
	兰州	0.2062	0.1996	0.2138	0.2747	0.3054	0.2775	0.2848	0.4228	0.4901	0.2972	14
	白银	1.0000	1.0000	0.5107	0.5448	0.6588	1.0000	0.7010	1.0000	1.0000	0.8239	4
	阿坝	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1
	银川	0.4581	0.4332	0.4823	0.4963	0.4848	0.4523	0.6650	0.7383	0.8308	0.5601	7
	石嘴山	0.3500	0.3277	0.5187	0.4689	0.3073	0.3929	0.4893	0.7794	0.7419	0.4862	9
	呼和浩特	0.2182	0.2106	0.1992	0.2864	0.3128	0.2961	0.3156	0.4503	0.6710	0.3289	12
	包头	0.1936	0.1861	0.1983	0.2324	0.2315	0.2456	0.3108	0.4014	0.5065	0.2785	15
	西安	0.2589	0.3209	0.5667	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	0.8022	0.7721	5
	延安	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	0.4745	0.4667	1.0000	1.0000	1.0000	0.8824	3
	运城	0.4271	0.4261	0.4247	0.5060	0.6096	0.3824	0.4180	0.4955	0.5327	0.4691	10
	吕梁	1.0000	1.0000	0.7749	1.0000	0.8609	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	0.9595	2
	郑州	0.3275	0.2963	0.4635	0.5898	1.0000	1.0000	0.6181	0.9428	0.6175	0.6506	6
	洛阳	0.1462	0.1440	0.1659	0.1977	0.2464	0.2258	0.3537	0.4804	0.4013	0.2624	16
	济南	0.3111	0.2593	0.3736	0.5065	0.6055	0.6588	0.8549	0.8210	0.5075	0.5442	8
	聊城	0.3383	0.3316	0.3650	0.4249	0.3485	0.5149	0.5868	0.2650	0.3550	0.3922	11
	均值	0.4622	0.4554	0.4655	0.5518	0.5469	0.5747	0.6194	0.7040	0.7018	0.5646	—

表3 黄河流域2012—2020年各省市绿色发展效率

Table 3 Green development efficiency in the Yellow River Basin from 2012 to 2020

	地区	2012年	2013年	2014年	2015年	2016年	2017年	2018年	2019年	2020年	均值	排名
省（区）	青海	0.1377	0.1419	0.1774	0.2253	0.1881	0.1810	0.2357	0.3645	0.4670	0.2354	8
	甘肃	0.2231	0.2255	0.2346	0.2568	0.3999	0.2021	0.2144	0.3610	0.3781	0.2773	7
	四川	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	0.9181	0.8128	1.0000	1.0000	1.0000	0.9701	3
	宁夏	0.1337	0.1320	0.1591	0.2096	0.2256	0.1571	0.2261	0.2781	0.3401	0.2068	9
	内蒙古	0.5761	0.5681	0.5526	0.6119	0.5219	0.6084	0.5936	0.6791	0.5589	0.5856	5
	陕西	0.6977	0.7105	0.7083	0.7458	0.7177	0.6670	0.7142	0.7872	0.5699	0.7020	4
	山西	0.5418	0.4674	0.4042	0.3641	0.4509	0.4004	0.4022	0.4504	0.4967	0.4420	6
	河南	1.0000	0.8340	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	0.9816	2
	山东	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1
	均值	0.5900	0.5644	0.5818	0.6015	0.6025	0.5588	0.5985	0.6578	0.6456	0.6001	—
城市	西宁	0.1593	0.1518	0.1899	0.3005	0.3049	0.2827	0.3131	0.4675	0.7728	0.3269	13
	兰州	0.2062	0.1996	0.2138	0.2747	0.3054	0.2775	0.2848	0.4228	0.4901	0.2972	14
	白银	1.0000	1.0000	0.5107	0.5448	0.6588	1.0000	0.7010	1.0000	1.0000	0.8239	4
	阿坝	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1
	银川	0.4581	0.4332	0.4823	0.4963	0.4848	0.4523	0.6650	0.7383	0.8308	0.5601	7
	石嘴山	0.3500	0.3277	0.5187	0.4689	0.3073	0.3929	0.4893	0.7794	0.7419	0.4862	9
	呼和浩特	0.2182	0.2106	0.1992	0.2864	0.3128	0.2961	0.3156	0.4503	0.6710	0.3289	12
	包头	0.1936	0.1861	0.1983	0.2324	0.2315	0.2456	0.3108	0.4014	0.5065	0.2785	15
	西安	0.2589	0.3209	0.5667	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	0.8022	0.7721	5
	延安	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	0.4745	0.4667	1.0000	1.0000	1.0000	0.8824	3
	运城	0.4271	0.4261	0.4247	0.5060	0.6096	0.3824	0.4180	0.4955	0.5327	0.4691	10
	吕梁	1.0000	1.0000	0.7749	1.0000	0.8609	1.0000	1.0000	1.0000	1.0000	0.9595	2
	郑州	0.3275	0.2963	0.4635	0.5898	1.0000	1.0000	0.6181	0.9428	0.6175	0.6506	6
	洛阳	0.1462	0.1440	0.1659	0.1977	0.2464	0.2258	0.3537	0.4804	0.4013	0.2624	16
	济南	0.3111	0.2593	0.3736	0.5065	0.6055	0.6588	0.8549	0.8210	0.5075	0.5442	8
	聊城	0.3383	0.3316	0.3650	0.4249	0.3485	0.5149	0.5868	0.2650	0.3550	0.3922	11
	均值	0.4622	0.4554	0.4655	0.5518	0.5469	0.5747	0.6194	0.7040	0.7018	0.5646	—

表4 2020年各省市绿色发展效率

Table 4 Green development efficiency of provinces and cities in 2020

项目	上游
项目	青海	甘肃		四川	宁夏		内蒙古
第一阶段效率	0.2248	0.1240		1.0000	0.1474		0.2809
第二阶段效率	1.0000	0.9139		1.0000	0.7715		1.0000
总效率	0.4670	0.3781		1.0000	0.3401		0.5589
绿色发展水平	较差	较差		最好	较差		较差
项目	西宁	兰州	白银	阿坝	银川	石嘴山	呼和浩特			包头
第一阶段效率	1.0000	0.5964	1.0000	1.0000	1.0000	0.8705	0.5166			0.5316
第二阶段效率	0.6639	0.6190	1.0000	1.0000	0.7202	0.8265	1.0000			0.6848
总效率	0.7728	0.4901	1.0000	1.0000	0.8308	0.7419	0.6710			0.5065
绿色发展水平	一般	较差	最好	最好	较好	一般	一般			较差
项目	中游							下游		全域均值
项目	陕西		山西		河南			山东		全域均值
第一阶段效率	0.5014		0.3087		1.0000			1.0000		0.5097
第二阶段效率	0.8505		0.8603		1.0000			1.0000		0.9329
总效率	0.5699		0.4967		1.0000			1.0000		0.6456
绿色发展水平	较差		较差		最好			最好		一般
项目	西安	延安	运城	吕梁	郑州	洛阳	济南		聊城	均值
第一阶段效率	0.6541	1.0000	0.4223	1.0000	0.7235	0.4439	0.4661		0.2471	0.7235
第二阶段效率	0.9732	1.0000	0. 8438	1.0000	0.8183	0.6152	0.7563		0.7675	0.8183
总效率	0.8022	1.0000	0.5327	1.0000	0.7018	0.4013	0.5075		0.3550	0.7018
绿色发展水平	较好	最好	较差	最好	一般	较差	较差		较差	一般

表5 黄河流域2020年各省市绿色发展效率评价类型

Table 5 Evaluation types of provinces and cities in Yellow River Basin in 2020

分类	省市	分类依据
第I类	甘肃、宁夏、陕西、山西、兰州、石嘴山、包头、西安、运城、郑州、洛阳、济南、聊城	第一阶段效率<1，第二阶段效率<1
第II类	西宁、银川	第一阶段效率=1，第二阶段效率<1
第III类	青海、内蒙古、呼和浩特	第一阶段效率<1，第二阶段效率=1

图2 2014—2020年黄河流域省份绿色发展空间格局

Fig.2 Spatial pattern of green development in the Yellow River Basin in 2014-2020

图3 2014—2020年黄河段城市绿色发展效率变化

Fig.3 Dynamic change of urban green development efficiency in Yellow River Reach from 2014 to 2020

参考文献 32

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