黄河流域绿色全要素生产率时空演化及水资源约束的门槛效应

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2026.00120

摘要/Abstract

摘要：

本文采用包含非期望产出的超效率SBM模型，测度2006—2022年黄河流域81个地级市绿色全要素生产率（GTFP），并综合运用核密度估计、空间马尔科夫链和面板门槛回归模型，考察GTFP的时空演化及水资源约束的门槛效应。结果表明：黄河流域城市GTFP总体呈上升趋势，形成下游领先、中游分化、上游追赶的梯度格局；低效率和高效率城市均存在较强路径依赖与俱乐部趋同，邻近区域环境对城市GTFP跃迁具有非对称影响。门槛回归结果表明，水资源约束显著改变产业集聚的绿色效应：制造业集聚对GTFP呈倒U型影响，仅在中度约束区间显著促进；生产性服务业集聚的促进作用随约束增强而递减；产业协同集聚在高约束区间抑制显著。黄河流域产业绿色转型不能简单依赖集聚规模扩张，应把水资源刚性约束、水权配置和产业功能协同纳入统一治理框架。

关键词: 绿色全要素生产率, 时空演化, 门槛效应, 水资源约束, 黄河流域

Abstract:

This study measures the green total factor productivity （GTFP） of 81 prefecture-level cities in the Yellow River Basin from 2006 to 2022 using a super-efficiency SBM model with undesirable outputs. Kernel density estimation， spatial Markov chains and panel threshold regressions are then used to examine the spatiotemporal evolution of GTFP and the green effects of industrial agglomeration under water resource constraints. The results show that GTFP in the Yellow River Basin generally increases， while a gradient pattern of downstream leadership， midstream differentiation and upstream catch-up has formed. The spatial Markov transition matrix further reveals path dependence， club convergence and asymmetric neighborhood effects. Threshold regressions indicate that water resource constraints significantly reshape the green effects of industrial agglomeration. Manufacturing agglomeration has an inverted U-shaped effect on GTFP and promotes GTFP only under moderate water constraints； the positive effect of producer service agglomeration weakens as constraints intensify； and manufacturing-service co-agglomeration turns into a significant negative effect in highly constrained areas. These findings suggest that green industrial transformation in the Yellow River Basin should not rely only on the expansion of agglomeration scale， but should integrate rigid water constraints， water-right allocation and functional industrial coordination into a unified policy framework.

Key words: green total factor productivity, spatiotemporal evolution, threshold effect, water resource constraints, Yellow River Basin

中图分类号:

F205

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图/表 7

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变量类别	一级指标	二级指标/测度方式	指标属性	权重/说明及依据
被解释变量	GTFP投入	劳动：全社会从业人员数量；资本：固定资产投资总额；能源：能源消耗总量	投入项	依据绿色生产函数，反映劳动、资本、能源三类基本投入
被解释变量	GTFP产出	期望产出：地区生产总值；非期望产出：工业废水、工业SO₂	产出项	兼顾经济产出与环境污染，适用于黄河流域工业污染与水环境压力并存情境
核心解释变量	制造业集聚	制造业区位熵（Magg）	正向	衡量城市制造业相对专业化程度，反映产业规模集聚
	生产性服务业集聚	生产性服务业区位熵（Sagg）	正向	反映绿色服务嵌入和知识溢出能力
	产业协同集聚	协同集聚指数（CoAgg）	正向	兼顾两类产业集聚强度与均衡性，反映空间邻近向功能协同转化程度
门槛变量	用水压力	用水总量	正向	权重0.253，反映经济社会活动对水资源的绝对需求规模
	用水效率	万元地区生产总值水耗	正向	权重0.412，反映单位经济产出的耗水强度，权重最高说明效率差异是约束差异主要来源
	资源禀赋	人均水资源量	负向	权重0.335；反映天然水资源丰裕程度，数值越低表示约束越强
控制变量	经济水平	人均地区生产总值	控制项	控制城市经济发展阶段和资本积累差异
	科技创新	专利授权数	控制项	控制技术创新产出及其对绿色效率的影响
	产业结构	第二、三产业增加值占地区生产总值比重	控制项	控制资源型工业和服务业扩张的结构性影响
	对外开放	实际利用外资金额	控制项	控制外部资本、技术和产业转移影响

变量类别	一级指标	二级指标/测度方式	指标属性	权重/说明及依据
被解释变量	GTFP投入	劳动：全社会从业人员数量；资本：固定资产投资总额；能源：能源消耗总量	投入项	依据绿色生产函数，反映劳动、资本、能源三类基本投入
被解释变量	GTFP产出	期望产出：地区生产总值；非期望产出：工业废水、工业SO₂	产出项	兼顾经济产出与环境污染，适用于黄河流域工业污染与水环境压力并存情境
核心解释变量	制造业集聚	制造业区位熵（Magg）	正向	衡量城市制造业相对专业化程度，反映产业规模集聚
	生产性服务业集聚	生产性服务业区位熵（Sagg）	正向	反映绿色服务嵌入和知识溢出能力
	产业协同集聚	协同集聚指数（CoAgg）	正向	兼顾两类产业集聚强度与均衡性，反映空间邻近向功能协同转化程度
门槛变量	用水压力	用水总量	正向	权重0.253，反映经济社会活动对水资源的绝对需求规模
	用水效率	万元地区生产总值水耗	正向	权重0.412，反映单位经济产出的耗水强度，权重最高说明效率差异是约束差异主要来源
	资源禀赋	人均水资源量	负向	权重0.335；反映天然水资源丰裕程度，数值越低表示约束越强
控制变量	经济水平	人均地区生产总值	控制项	控制城市经济发展阶段和资本积累差异
	科技创新	专利授权数	控制项	控制技术创新产出及其对绿色效率的影响
	产业结构	第二、三产业增加值占地区生产总值比重	控制项	控制资源型工业和服务业扩张的结构性影响
	对外开放	实际利用外资金额	控制项	控制外部资本、技术和产业转移影响

相邻类型	本市类型	2006—2014年				2014—2022年				2006—2022年
相邻类型	本市类型	低效率	中低效率	中高效率	高效率	低效率	中低效率	中高效率	高效率	低效率	中低效率	中高效率	高效率
低效率	低效率	0.3333	0.6667	0.0000	0.0000	0.7500	0.2500	0.0000	0.0000	1.0000	0.0000	0.0000	0.0000
	中低效率	0.2500	0.5000	0.2500	0.0000	0.4286	0.4286	0.1429	0.0000	0.3750	0.2500	0.2500	0.1250
	中高效率	0.1429	0.1429	0.7143	0.0000	0.1250	0.2500	0.5000	0.1250	0.1429	0.4286	0.4286	0.0000
	高效率	0.0000	0.0000	0.3333	0.6667	0.0000	0.0000	0.0000	1.0000	0.0000	0.3333	0.0000	0.6667
中低效率	低效率	0.4286	0.1429	0.1429	0.2857	0.3333	0.6667	0.0000	0.0000	0.2857	0.2857	0.2857	0.1429
中低效率	中低效率	0.4000	0.2000	0.2000	0.2000	0.0000	0.0000	0.3333	0.6667	0.2000	0.2000	0.0000	0.6000
	中高效率	0.0000	0.3333	0.3333	0.3333	0.2500	0.0000	0.2500	0.5000	0.0000	0.0000	0.0000	1.0000
	高效率	0.2000	0.0000	0.2000	0.6000	0.1429	0.0000	0.4286	0.4286	0.0000	0.2000	0.4000	0.4000
中高效率	低效率	0.4286	0.4286	0.0000	0.1429	0.2500	0.5000	0.2500	0.0000	0.5714	0.2857	0.1429	0.0000
中高效率	中低效率	0.0000	0.6667	0.3333	0.0000	0.1429	0.2857	0.4286	0.1429	0.0000	0.6667	0.3333	0.0000
	中高效率	0.0000	0.4000	0.4000	0.2000	0.3333	0.6667	0.0000	0.0000	0.2000	0.4000	0.2000	0.2000
	高效率	0.0000	0.2000	0.0000	0.8000	0.0000	0.0000	0.3333	0.6667	0.0000	0.0000	0.4000	0.6000
高效率	低效率	0.7500	0.0000	0.2500	0.0000	1.0000	0.0000	0.0000	0.0000	0.7500	0.2500	0.0000	0.0000
高效率	中低效率	0.6667	0.0000	0.3333	0.0000	0.3333	0.6667	0.0000	0.0000	0.6667	0.0000	0.0000	0.3333
	中高效率	0.0000	0.1667	0.6667	0.1667	0.0000	0.3333	0.3333	0.3333	0.0000	0.3333	0.5000	0.1667
	高效率	0.2857	0.1429	0.0000	0.5714	0.0000	0.0000	0.2000	0.8000	0.1429	0.1429	0.2857	0.4286

相邻类型	本市类型	2006—2014年				2014—2022年				2006—2022年
相邻类型	本市类型	低效率	中低效率	中高效率	高效率	低效率	中低效率	中高效率	高效率	低效率	中低效率	中高效率	高效率
低效率	低效率	0.3333	0.6667	0.0000	0.0000	0.7500	0.2500	0.0000	0.0000	1.0000	0.0000	0.0000	0.0000
	中低效率	0.2500	0.5000	0.2500	0.0000	0.4286	0.4286	0.1429	0.0000	0.3750	0.2500	0.2500	0.1250
	中高效率	0.1429	0.1429	0.7143	0.0000	0.1250	0.2500	0.5000	0.1250	0.1429	0.4286	0.4286	0.0000
	高效率	0.0000	0.0000	0.3333	0.6667	0.0000	0.0000	0.0000	1.0000	0.0000	0.3333	0.0000	0.6667
中低效率	低效率	0.4286	0.1429	0.1429	0.2857	0.3333	0.6667	0.0000	0.0000	0.2857	0.2857	0.2857	0.1429
中低效率	中低效率	0.4000	0.2000	0.2000	0.2000	0.0000	0.0000	0.3333	0.6667	0.2000	0.2000	0.0000	0.6000
	中高效率	0.0000	0.3333	0.3333	0.3333	0.2500	0.0000	0.2500	0.5000	0.0000	0.0000	0.0000	1.0000
	高效率	0.2000	0.0000	0.2000	0.6000	0.1429	0.0000	0.4286	0.4286	0.0000	0.2000	0.4000	0.4000
中高效率	低效率	0.4286	0.4286	0.0000	0.1429	0.2500	0.5000	0.2500	0.0000	0.5714	0.2857	0.1429	0.0000
中高效率	中低效率	0.0000	0.6667	0.3333	0.0000	0.1429	0.2857	0.4286	0.1429	0.0000	0.6667	0.3333	0.0000
	中高效率	0.0000	0.4000	0.4000	0.2000	0.3333	0.6667	0.0000	0.0000	0.2000	0.4000	0.2000	0.2000
	高效率	0.0000	0.2000	0.0000	0.8000	0.0000	0.0000	0.3333	0.6667	0.0000	0.0000	0.4000	0.6000
高效率	低效率	0.7500	0.0000	0.2500	0.0000	1.0000	0.0000	0.0000	0.0000	0.7500	0.2500	0.0000	0.0000
高效率	中低效率	0.6667	0.0000	0.3333	0.0000	0.3333	0.6667	0.0000	0.0000	0.6667	0.0000	0.0000	0.3333
	中高效率	0.0000	0.1667	0.6667	0.1667	0.0000	0.3333	0.3333	0.3333	0.0000	0.3333	0.5000	0.1667
	高效率	0.2857	0.1429	0.0000	0.5714	0.0000	0.0000	0.2000	0.8000	0.1429	0.1429	0.2857	0.4286

模型	变量/门槛区间	系数（t值）	P值
制造业集聚	Magg×I(WRCI<1.215)	-0.005(-0.469)	0.639
	Magg×I(1.215≤WRCI<1.565)	0.164^***(3.147)	0.002
	Magg×I(WRCI≥1.565)	-0.118^*(-1.731)	0.084
	人均地区生产总值（元）	0.000(0.819)	0.413
	第二产业增加值占地区生产总值比重（%）	-0.004^***(-3.063)	0.002
	第三产业增加值占地区生产总值比重（%）	-0.007^***(-4.582)	0.000
	专利授权数（件）	0.000(1.366)	0.172
	实际利用外资金额（亿元）	0.000(1.045)	0.296
生产性服务业集聚	Sagg×I(WRCI<0.757)	0.139^***(8.127)	0.000
	Sagg×I(0.757≤WRCI<1.565)	0.086^***(4.444)	0.000
	Sagg×I(WRCI≥1.565)	-0.007(-0.369)	0.712
	人均地区生产总值（元）	0.000^*(1.863)	0.062
	第二产业增加值占地区生产总值比重（%）	-0.005^***(-4.269)	0.000
	第三产业增加值占地区生产总值比重（%）	-0.010^***(-6.503)	0.000
	专利授权数（件）	0.000^*(1.727)	0.084
	实际利用外资金额（亿元）	0.000(1.487)	0.137
产业协同集聚	CoAgg×I(WRCI<0.795)	0.002(0.045)	0.964
	CoAgg×I(0.795≤WRCI<1.565)	-0.104^**(-2.383)	0.017
	CoAgg×I(WRCI≥1.565)	-0.267^***(-5.225)	0.000
	人均地区生产总值（元）	0.000^*(1.647)	0.099
	第二产业增加值占地区生产总值比重（%）	-0.005^***(-3.499)	0.000
	第三产业增加值占地区生产总值比重（%）	-0.008^***(-5.155)	0.000
	专利授权数（件）	0.000(1.421)	0.155
	实际利用外资金额（亿元）	0.000(0.815)	0.415