黄河流域城市群能源-经济-环境-科技耦合协调水平评价.pdf
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1、统计与决策2023年第18期总第630期0引言2021年10月,黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要 将黄河流域生态保护和高质量发展上升为国家战略,凸显了黄河流域在国家发展全局中的重要地位。随着物联网、人工智能、云计算等高新技术的不断发展,科技助推黄河流域高质量发展的作用不断显现,由此,如何协调能源、经济、环境、科技四元系统的发展,在能源消耗、经济发展、环境保护、科技进步之间找到平衡点,是现阶段实现黄河流域高质量发展亟待解决的问题。对于能源、经济、环境和科技关系的研究经历了“环境-经济”“能源-经济”等二元系统向多元系统逐渐演化的过程。在“环境-经济”二元系统研究方面,Grossman 和Kr
2、ueger(1991)1提出了环境库兹涅茨曲线(EKC),反映了理想状态下环境质量与经济发展之间的“倒U”型关系。之后,部分研究根据中国现实情况验证了EKC曲线真实存在2,但也有研究通过实证检验否认了EKC曲线的存在3。而针对“能源-经济”二元系统,Ashish 和 Zhang(2017)4认为能源效率能够有效带动经济增长,但区域之间存在差异。随着研究的不断深入,二元系统向多元系统拓展,有关3E系统(Energy-Economy-Environment)的研究逐渐兴起。逯进等(2017)5在分析中国四大地区2E与3E系统耦合关联性的基础上,探究了区域三元统交互关系的时空变化特征,并提出虽然三元
3、系统具有相对独立性,但提升各自发展水平有助于三者协调共进。现阶段针对三元以上的多元系统研究还较少6,7,难以清晰地展示多系统内部的相互影响关系。总体来看,针对3E系统的研究已经取得了较为丰富的成果,但探究能源-经济-环境-科技耦合协调发展的研究却相对较少,并且以往研究较多集中于省级层面,较少有研究通过城市群视角更加微观地考察区域耦合协调发展现状,因此,本文考虑到黄河流域高质量发展的重要战略地位,拟从城市群视角对该区域能源-经济-环境-科技耦合协调水平进行评价。1研究设计1.1研究区域与数据来源本文考虑到数据的可获得性,选取黄河流域七大城市群中52个城市作为研究对象,具体城市如下页表1所示。本文
4、数据主要来源于20122021年各省份统计年鉴以及相关统计公报,个别缺失值采用插值法进行填补。表1黄河流域城市群所含城市城市群山东半岛中原关中呼包鄂榆兰西宁夏沿黄晋中包含城市青岛、济南、烟台、威海、潍坊、淄博、东营、日照郑州、开封、洛阳、南阳、安阳、商丘、新乡、平顶山、许昌、焦作、周口、信阳、驻马店、鹤壁、濮阳、漯河、三门峡西安、宝鸡、咸阳、铜川、渭南、商洛、运城、临汾、天水、平凉呼和浩特、包头、鄂尔多斯、榆林兰州、白银、定西、西宁银川、石嘴山、吴忠、中卫太原、晋中、吕梁、阳泉、忻州黄河流域城市群能源-经济-环境-科技耦合协调水平评价李治国,李兆哲,高玮浓(中国石油大学(华东)经济管理学院,山
5、东 青岛 266580)摘要:推动黄河流域多系统协调发展是落实国家发展战略的重要举措。为此,文章使用耦合协调度模型测算了20112020年黄河流域七大城市群能源-经济-环境-科技四元系统综合发展水平及耦合协调度,并对其时空演化特征与外部驱动因素进行分析。结果表明:(1)黄河流域四元系统综合评价指数总体呈稳定上升态势,且各城市群均属于科技滞后型;(2)四元系统耦合协调度得到显著提升,区域特征主要表现为耦合协调度从流域东部向西部逐渐递减;(3)各地级市四元系统耦合协调发展存在显著正向空间相关性,少数地区发生跃迁现象,跃迁路径存在差异,且数字基础设施已经成为推动区域能源-经济-环境-科技耦合协调发展
6、的重要外部驱动力。关键词:能源-经济-环境-科技系统;耦合协调度;科技滞后型;空间相关性;数字基础设施中图分类号:F061.5文献标识码:A文章编号:1002-6487(2023)18-0088-04基金项目:国家社会科学基金资助项目(22BJL056)作者简介:李治国(1977),男,山东潍坊人,博士,副教授,研究方向:能源经济与政策。李兆哲(2000),男,山东淄博人,硕士研究生,研究方向:能源经济与政策。高玮浓(2000),女,辽宁辽阳人,硕士研究生,研究方向:能源系统工程与管理。统 计 观 察DOI:10.13546/ki.tjyjc.2023.18.01688统计与决策2023年第1
7、8期总第630期1.2研究方法1.2.1综合发展评价模型先对数据进行标准化处理以消除量纲差异,同时为确保赋权的客观性,运用熵权法确定各指标权重及最终得分,其公式为:Ui=j=1mwjxij(1)其中,Ui为i城市系统的综合得分,wj为熵权法所得的第j项指标权重,xij为城市i指标j的标准值。1.2.2耦合协调度模型运用多目标线性加权法计算出能源-经济-环境-科技系统的综合评价指数,其公式为:Ti=Ui1+Ui2+Ui3+Ui4(2)其中,Ti为能源-经济-环境-科技系统的综合评价指数,Ui1、Ui2、Ui3、Ui4分别为能源、经济、环境、科技子系统的综合评价指数,、表示各子系统权重,本文设四个
8、子系统权重相同,即=14。同时,计算四系统的耦合度,其算法为:C=Ui1Ui2Ui3Ui4Ui1+Ui2+Ui3+Ui44414(3)最终,利用耦合度C和综合评价指数Ti得到耦合协调度D来代表耦合协调水平,其算法为:D=CTi(4)借鉴文献8,根据D值将耦合协调发展程度划分为十级(见表2)。表2耦合协调度等级评判标准耦合协调等级极度失调()严重失调()中度失调()轻度失调()濒临失调()区域范围0.000D0.1000.100D0.2000.200D0.3000.300D0.4000.400D0.500耦合协调等级勉强协调()初级协调()中级协调()良性协调()优质协调()区域范围0.500D
9、0.6000.600D0.7000.700D0.8000.800D0.9000.900D1.0001.2.3空间计量模型先使用空间自相关模型检验黄河流域四元系统空间集聚情况,随后考虑到现阶段数字基础设施已经成为推动经济高质量发展、能源效率提高、技术创新突破的中坚力量9,10,借鉴文献11,选取每百人移动电话数、每百人互联网宽带接入用户数、人均电信业务量指标对数字基础设施进行衡量,并使用熵权法进行测算。空间计量模型如下:Dit=j=1nWijDit+digit+controlit+j=1nWijdigit+controlit+t+i+it(5)式中,Dit为能源-经济-环境-科技耦合协调水平,W
10、ij为邻接权重,digit为数字基础设施发展指数,controlit为一组控制变量,、为待估系数,、为空间自回归系数,t为时间固定效应,i为城市固定效应,it表示随机干扰项。借鉴文献12,选取政府干预程度、城镇化水平、对外开放水平、金融发展程度作为控制变量,分别采用地方财政支出占地区生产总值比重、城镇人口占总人口比重、进出口总额占地区生产总值比重、存贷款余额之和占地区生产总值比重进行衡量。1.3指标体系构建借鉴文献5,13,依据科学性、可获得性等原则,本文使用19项指标对黄河流域城市群能源-经济-环境-科技四元系统综合水平进行衡量(见表3),其中亿元GDP能耗使用能源消耗量/地区生产总值进行测
11、算。表3黄河流域能源-经济-环境-科技系统综合评价指标体系系统能源经济环境科技指标全社会用电量城镇居民生活用电量工业用电量能源消耗量亿元GDP能耗地区生产总值地区生产总值增速人均地区生产总值第二产业增加值占地区生产总值比重第三产业增加值占地区生产总值比重工业废水排放量工业二氧化硫排放量工业固体废物综合利用率生活垃圾无害化处理率城市绿化覆盖率计算机通信行业从业人员数科技支出占财政支出比重绿色发明专利申请量绿色实用新型专利申请量单位万千瓦 时万千瓦 时万千瓦 时万吨标准煤吨标准煤亿元%万元/人%万吨吨%万人%件件2实证分析2.1能源-经济-环境-科技综合发展指数评价结果分析黄河流域七大城市群各子系
12、统及整体综合评价指数如下页表4所示,由于篇幅有限,本文仅展示2011年、2013年、2015年、2017年、2020年的结果,从黄河流域整体来看,能源-经济-环境-科技系统综合评价指数总体呈稳定上升态势,由2011年的0.450上升至2020年的0.480。分城市群来看,除呼包鄂榆城市群外,其余城市群整体综合评价指数均有不同幅度提升,主要原因在于呼包鄂榆城市群能源和经济系统发展指数下降幅度较大,产业结构倚能倚重,资源型产业转型升级难度大,中心城市能级不高、辐射带动能力较弱等问题制约着该区域整体发展。此外,借鉴文献14,若子系统综合评价指数极差大于0.3,则记为滞后型,具体包括能源滞后型、经济滞
13、后型、环境滞后型和科技滞后型四个亚类;若小于等于0.3,则记为均衡型。分别计算2011年、2014年、2017年和2020年四元系统极差值,能够发现各城市群均属于科技滞后型,科技发展明显落后于能源、经济、环境发展,但具有上升趋势。统 计 观 察89统计与决策2023年第18期总第630期表4黄河流域城市群能源-经济-环境-科技子系统与整体综合评价指数系统能源子系统经济子系统环境子系统科技子系统综合评价指数城市群山东半岛中原关中平原呼包鄂榆兰西宁夏沿黄晋中山东半岛中原关中平原呼包鄂榆兰西宁夏沿黄晋中山东半岛中原关中平原呼包鄂榆兰西宁夏沿黄晋中山东半岛中原关中平原呼包鄂榆兰西宁夏沿黄晋中山东半岛中
14、原关中平原呼包鄂榆兰西宁夏沿黄晋中流域整体2011年0.6150.7660.8700.7060.7380.7440.7780.4660.2550.2740.5370.2710.2400.2820.7060.6750.6280.5740.5720.6780.5380.2470.0910.1400.0500.0610.0220.0790.5080.4470.4780.4670.4100.4210.4190.4502013年0.6310.7750.8830.7760.7620.6410.7980.4510.2330.2280.4830.2300.2240.2100.8060.7510.6880.52
15、80.6610.7770.6200.2030.0640.1260.0370.0420.0200.0590.5230.4560.4810.4560.4240.4160.4220.4542015年0.6970.8190.8800.7490.7290.6030.7840.4930.2540.2240.4890.2420.2000.2400.8150.8010.7200.5450.7440.7840.6670.3050.0840.1130.0530.0640.0300.0670.5770.4890.4840.4590.4450.4040.4400.4712017年0.5810.7810.8410.57
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