黃河流域城市韌性與經(jīng)濟發(fā)展水平協(xié)調(diào)性研究

羅 巍，黃志華，程遂營，甘卓群

（1.河南大學 商學院，河南 開封 475000； 2.河南大學 文化產(chǎn)業(yè)與旅游管理學院，河南 開封 475000；3.河南大學 數(shù)學與統(tǒng)計學院，河南 開封 475000）

黃河流域是我國重要的生態(tài)屏障、經(jīng)濟地帶、能源流域和打贏脫貧攻堅戰(zhàn)的重要區(qū)域［1］，但是存在生態(tài)本底差、水資源短缺、生態(tài)脆弱、高質(zhì)量發(fā)展不充分、民生發(fā)展不足等問題［2］。 2021年10月8 日，中共中央、國務院印發(fā)的《黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》指出，推動黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展，定位于打造大江大河治理的重要標桿、國家生態(tài)安全的重要屏障、高質(zhì)量發(fā)展的重要實驗區(qū)和中華文化保護傳承弘揚的重要承載區(qū)［2］。 近年來，受全球氣候變化、極端災害肆虐、新冠肺炎疫情等“黑天鵝”事件頻發(fā)的影響，黃河流域防洪、能源供應等面臨嚴峻挑戰(zhàn)。

城市韌性是城市消災減災能力全方位設計的框架體系，包含經(jīng)濟、社會、制度、設施、環(huán)境等多種要素［3］，表現(xiàn)為城市經(jīng)歷災情全過程的預防、抵御、恢復的能力［3］。 研究表明，經(jīng)濟發(fā)展是城市韌性發(fā)展的原動力，社會、制度水平是城市韌性可持續(xù)發(fā)展的重要保障，設施、環(huán)境要素是城市韌性建設的基礎［4］。 經(jīng)濟發(fā)展水平作為獨立系統(tǒng)與城市韌性系統(tǒng)在長三角城市群［5］、京津冀城市群［6］等區(qū)域的協(xié)同作用明顯。

黃河流域地域遼闊，各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平不均衡，城市韌性受經(jīng)濟發(fā)展水平制約。 目前，相關文獻多以經(jīng)濟與生態(tài)［7-10］、高質(zhì)量發(fā)展與生態(tài)［11-12］的協(xié)調(diào)研究為主，對社會、制度等人文層面的考量較少［4］。 黃河流域的高質(zhì)量發(fā)展，需要人文系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)的共同支撐［4］，應以可持續(xù)發(fā)展的理念構建全流域的城市安全體系。 為此，筆者采用耦合協(xié)調(diào)度模型，探究黃河流域九省（區(qū)）經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性之間的協(xié)調(diào)關系，以期從多維度視角為黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展及提升城市減災治理水平提供參考。

1 研究設計

1.1 指標選取與數(shù)據(jù)來源

在研究框架設定上，城市韌性指標在Cutter 等［3］開發(fā)的BRIC（Baseline Resilience Indicators for Communities）框架基礎上，參考陳玉梅等［13］的建議，選擇適合中國情境的指標參量（見表1）；經(jīng)濟發(fā)展水平指標包含經(jīng)濟發(fā)展實力、經(jīng)濟發(fā)展?jié)摿?、?jīng)濟發(fā)展活力3 個子系統(tǒng)［5-6］（見表2）。

表1 城市韌性指標

表2 經(jīng)濟發(fā)展水平指標

為避免新冠肺炎疫情產(chǎn)生的影響以及保證研究時效性，從EPS 數(shù)據(jù)庫、中國經(jīng)濟社會大數(shù)據(jù)研究平臺、黃河流域九?。▍^(qū)）統(tǒng)計年鑒，選取2010—2019年間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。 對于極少數(shù)缺失數(shù)據(jù)，采用插值法補齊。

1.2 數(shù)據(jù)處理

城市韌性和經(jīng)濟發(fā)展水平兩系統(tǒng)獨立計算，分別采用熵權法，利用原始數(shù)據(jù)信息熵，從客觀層面計算各子系統(tǒng)內(nèi)指標權重［5-7］：

式中：xij、x′ij為原始數(shù)據(jù)和經(jīng)標準化處理的數(shù)據(jù)，i為省份數(shù)共n個，j為指標數(shù)共m個；maxxj、minxj為第j個指標最大值和最小值；pij為計算中間量；ej為信息熵；ωj為指標權重；*表示在子系統(tǒng)范圍內(nèi)；SE、SU分別為經(jīng)濟發(fā)展水平和城市韌性得分。

為研究城市韌性和經(jīng)濟發(fā)展水平兩大系統(tǒng)間的互演共生關系，引入耦合協(xié)調(diào)度模型，形式如下［5-7］：

式中：C為耦合度；T為綜合指數(shù)；α、β為待定系數(shù)，本研究取α=β=0.5；D為協(xié)調(diào)度，取值范圍為［0，1］。

耦合協(xié)調(diào)度評價標準見表3。

表3 耦合協(xié)調(diào)度評價標準

2 實證結果

2.1 時空差異分析

利用2010—2019年黃河流域九省（區(qū)）時間序列數(shù)據(jù)，通過熵權法確定各指標權重，然后分別計算得出各?。▍^(qū)）經(jīng)濟發(fā)展水平（見表4）和城市韌性評價值（見表5）。

表4 經(jīng)濟發(fā)展水平評價值

表5 城市韌性評價值

黃河流域九?。▍^(qū)）在2010—2019年間，經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性評價值呈波浪式上升。 經(jīng)濟發(fā)展水平增速平穩(wěn)，2019年，評價值最大值0.89，最小值0.28，均值0.52，?。▍^(qū)）間差異較大，經(jīng)濟發(fā)展水平山東、河南、四川為第一梯隊，山西、陜西、內(nèi)蒙古為第二梯隊，寧夏、青海、甘肅為第三梯隊。 城市韌性建設中，黃河流域九省（區(qū)）在2010—2019年間均有所提升，但截至2019年九省（區(qū)）城市韌性評價值較低，最大值0.64、最小值0.43、均值0.53，?。▍^(qū)）之間發(fā)展差異較小、整體處于較低水平。 從數(shù)據(jù)層面分析，城市韌性與經(jīng)濟發(fā)展水平正相關，較高的經(jīng)濟發(fā)展水平往往具有較高的城市韌性。

由九省（區(qū)）經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性變化過程線對比（見圖1）可知，九省（區(qū)）經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性共演趨勢分為3 類：第一類為同步增長型，包括青海、甘肅、寧夏3 個省（區(qū)），地處西北，產(chǎn)業(yè)結構固化，經(jīng)濟活力較弱，可用自然資源較為匱乏，雖經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性之間黏性較大，但增速較緩；第二類為經(jīng)濟拉動城市韌性增長型，包括四川、河南、山東3 個省份，豐富的人口資源、完善的產(chǎn)業(yè)結構帶動經(jīng)濟的快速增長，經(jīng)濟發(fā)展水平增速大于城市韌性增速，同時城市韌性評價值在九?。▍^(qū)）中較高；第三類為協(xié)同共演型，包括山西、陜西、內(nèi)蒙古3 個?。▍^(qū)），其位于黃河中游，煤炭資源豐富，經(jīng)濟發(fā)展水平評價值與城市韌性評價值距離遞減，協(xié)同作用明顯。

圖1 九?。▍^(qū)）經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性變化過程線對比

從時空分布來看，黃河流域經(jīng)濟發(fā)展水平隨時間不同程度提升，空間上呈現(xiàn)東高西低的分布，城市韌性建設整體平衡發(fā)展；經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性之間存在協(xié)同作用，較高的經(jīng)濟發(fā)展水平會促進城市韌性建設水平的提升；經(jīng)濟發(fā)展水平影響因素有限，以陜西為例，2019年陜西經(jīng)濟發(fā)展水平評價值較低，但城市韌性評價值卻高于經(jīng)濟發(fā)展水平較高的河南。

2.2 耦合協(xié)調(diào)分析

根據(jù)耦合協(xié)調(diào)度模型，按照式（6）～式（8），計算經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性耦合度（見表6）、經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性協(xié)調(diào)度（見表7）。

表6 經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性耦合度

表7 經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性協(xié)調(diào)度

由時序數(shù)據(jù)可知，2010年甘肅、青海、寧夏耦合程度較低，甘肅位于拮抗階段、青海和寧夏處于磨合階段，較低的經(jīng)濟發(fā)展水平造成與城市韌性系統(tǒng)低程度的耦合，兩系統(tǒng)之間松散的結合、豐富的弱關系結構構成了更多的發(fā)展機會［14］。 隨著經(jīng)濟發(fā)展水平的提高，2012年起黃河流域九?。▍^(qū)）進入兩系統(tǒng)耦合期，耦合程度不斷提升，高耦合形成緊密的關系結構，帶來了系統(tǒng)間高水平的合作，但也會限制發(fā)展機會的產(chǎn)生［14］。

九?。▍^(qū)）系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的變化各有不同，2010年山東得益于經(jīng)濟、環(huán)境、設施、制度等多方面優(yōu)勢處于初級協(xié)調(diào)外，其余省份均為輕度失調(diào)。 2019年，通過發(fā)展優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，不斷深化經(jīng)濟體制改革，提升經(jīng)濟發(fā)展水平，進而促進城市韌性的提升［4-6］，甘肅、青海、寧夏、山西、內(nèi)蒙古、陜西六省（區(qū)）進入初級協(xié)調(diào)階段，河南、四川和山東三省份進入高級協(xié)調(diào)階段，城市韌性提升同時促進城市環(huán)境、設施、制度等多要素發(fā)展，為經(jīng)濟水平進一步提升打下基礎［4-6］。

從2010年和2019年黃河流域經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性耦合協(xié)調(diào)度時空分布（見圖2）來看，2010—2019年經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性復合系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度存在區(qū)域性差異，總體呈“東高西低、南高北低”的空間分布格局。 黃河流域九?。▍^(qū)）經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性復合系統(tǒng)演化產(chǎn)生成長型、穩(wěn)健型、成熟型3種發(fā)展路線。

圖2 典型年份經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性耦合協(xié)調(diào)度時空分布

（1）甘肅、青海、寧夏組成由低耦合輕失調(diào)到高耦合初協(xié)調(diào)的成長型路線。 成長型路線系統(tǒng)發(fā)展初期耦合程度低，后經(jīng)發(fā)展演化系統(tǒng)耦合度得到提升但協(xié)調(diào)程度依然較低，集中在黃河流域上游地區(qū)，經(jīng)濟發(fā)展落后，城市韌性評價值較低。 該地區(qū)產(chǎn)業(yè)結構單一，以第一、第二產(chǎn)業(yè)為主，第三產(chǎn)業(yè)不夠發(fā)達；生態(tài)脆弱，植被覆蓋率低、土地荒漠化等問題較為突出。 未來應依托蘭州、西寧、銀川省會中心城市，形成區(qū)域協(xié)同體，培育發(fā)展優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)集群，依托新亞歐大陸橋國際大通道、“一帶一路”建設，實現(xiàn)對外開放、合作、共贏；利用獨特資源稟賦，開發(fā)風光電等清潔能源并提高生產(chǎn)輸送能力，發(fā)展高質(zhì)量能源基地；加大環(huán)境治理，防沙治沙，提升水源涵養(yǎng)能力；同時提升社會治理水平，加大基礎設施建設力度。 未來應從經(jīng)濟、環(huán)境、設施、社會等多方位協(xié)同發(fā)展，以經(jīng)濟促韌性，提升經(jīng)濟發(fā)展和城市韌性的協(xié)調(diào)程度。

（2）山西、陜西、內(nèi)蒙古組成由高耦合輕失調(diào)到高耦合初協(xié)調(diào)的穩(wěn)健型路線。 穩(wěn)健型路線系統(tǒng)始末經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性整體耦合度高，協(xié)調(diào)性不強，集中在黃河流域中游地區(qū)，該地區(qū)經(jīng)濟活力不強，產(chǎn)業(yè)落后，城市韌性建設水平有待提高。 黃河中游地區(qū)是我國重要的煤炭產(chǎn)業(yè)集中區(qū)，伴隨國家能源戰(zhàn)略轉移及資源枯竭等現(xiàn)實情況，經(jīng)濟活力不強、生態(tài)環(huán)境脆弱。未來應加快產(chǎn)業(yè)轉型，淘汰落后產(chǎn)業(yè)，發(fā)展綠色經(jīng)濟、生態(tài)經(jīng)濟；加大環(huán)境保護力度，植樹造林、減少水土流失，提升水土保持能力。 未來還應加大韌性城市建設力度，鞏固發(fā)展優(yōu)勢，補足薄弱點，促進經(jīng)濟與韌性城市建設協(xié)調(diào)發(fā)展。

（3）四川、河南、山東組成由高耦合初協(xié)調(diào)到高耦合高協(xié)調(diào)的成熟型路線（河南、四川2010年城市韌性協(xié)調(diào)度位于輕度失調(diào)和初級協(xié)調(diào)的臨界值，視為初級協(xié)調(diào)）。 這3 個省份經(jīng)濟發(fā)展水平較高，城市韌性程度較高，經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性互促共演，耦合度、協(xié)調(diào)度及評價值在流域內(nèi)較高。 三省份人口資源儲量豐富，同時四川擁有豐富的水資源、河南是我國重要的糧食產(chǎn)地、山東是能源大省，三省構筑起黃河流域“水-能-糧”安全保障線。 三省份人口眾多，社會治理水平較低；河南、山東兩省水沙關系問題突出；受地理因素制約，四川對外通達度較低。 未來應發(fā)展空港經(jīng)濟，擴大對外開放，提升社會保障水平，做好節(jié)水治沙工作。 經(jīng)濟發(fā)展與城市韌性已形成互促共進的模式，未來應著力構建戰(zhàn)略性目標，保障韌性城市建設與經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，動態(tài)模擬系統(tǒng)變化，控制好資源流向與流量，處理好系統(tǒng)間耦合與脫耦、自組織平衡。

3 結論和建議

3.1 結論

以黃河流域九省（區(qū)）為研究對象，利用BRIC 城市韌性及城市發(fā)展水平框架，通過熵權法分別測定了2010—2019年間經(jīng)濟發(fā)展水平和城市韌性，并通過耦合協(xié)調(diào)度模型分析兩者之間的耦合協(xié)調(diào)度，得到如下結論：

（1）黃河流域經(jīng)濟發(fā)展水平呈現(xiàn)區(qū)域化差異，形成上游偏低、中游中等、下游較高的空間分布格局。

（2）黃河流域城市韌性能力10 a 間有所提升，空間分布無顯著差異，整體水平較低。

（3）黃河流域經(jīng)濟發(fā)展水平與城市韌性復合系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)性形成成長型、穩(wěn)健型、成熟型3種路線，總體呈“東高西低、南高北低”的空間分布格局。

3.2 建 議

（1）完善頂層設計，立足黃河國家文化公園建設契機，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構，淘汰效能低、環(huán)境負擔重的落后產(chǎn)業(yè)，發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)、數(shù)字經(jīng)濟，走綠色環(huán)保可持續(xù)發(fā)展道路。 西安、鄭州等強中心化城市應利用城市間極化效應輻射周邊城市協(xié)同發(fā)展，山東等省份應利用“涓滴效應”帶動全流域城市共同進步。

（2）提升全流域城市韌性建設水平，分城定策。以經(jīng)濟發(fā)展、制度完善、環(huán)境保護、設施建設、社會治理、社區(qū)構建為框架，構建全方位城市管理體系，提高城市減災治理水平，上游地區(qū)應注重經(jīng)濟與城市韌性系統(tǒng)全方位協(xié)調(diào)發(fā)展；中游地區(qū)應注重社會、環(huán)境治理，補足城市韌性建設短板；四川、河南、山東應提高城市韌性管理能力，合理控制資源流向，實現(xiàn)系統(tǒng)間脫耦與耦合、自組織與層級治理的動態(tài)平衡，進一步提升城市韌性建設水平。

（3）建立健全全流域“水-能-糧”保護機制。 加強生態(tài)治理，以生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展為目標，以上游提升水源涵養(yǎng)能力、中游保持水土、下游開展?jié)竦乇Ｗo和生態(tài)治理為策略，加強全流域節(jié)水治理，調(diào)節(jié)好水沙關系。 保障能源供應，合理開發(fā)山西、內(nèi)蒙古煤炭資源，加大非常規(guī)油氣資源開采力度，推動黃河中上游地區(qū)風力、水力、光伏清潔能源生產(chǎn)利用。 保障糧食生產(chǎn)能力，在上游地區(qū)發(fā)展高品質(zhì)農(nóng)牧業(yè)示范基地，中下游地區(qū)穩(wěn)定糧食耕作面積，保障糧食產(chǎn)量和品質(zhì)，保障國家糧食安全。

本研究受新冠肺炎疫情及統(tǒng)計量變化的影響，數(shù)據(jù)獲取存在指標參量重疊、時間維度較短等不足，未來應結合統(tǒng)計數(shù)據(jù)和系統(tǒng)整體性原則設計應用適合我國的城市韌性及經(jīng)濟發(fā)展水平框架。 未來在研究方法上應結合復雜系統(tǒng)理論，運用定性比較分析（QCA）等方法探索城市韌性系統(tǒng)發(fā)展路徑。