城市群绿色发展水平测度及空间分异研究——以兰州和西宁城市群为例

斯丽娟 梁宝贵

一、引言

绿色发展是推进生态文明建设的必然举措，反映了全面建成小康社会的内在要求。城市群是当前我国创新要素集聚、人口密度高、产业竞争力强、经济效率最优的地区，在推进国家经济社会发展中具有至关重要的战略地位，同时也成为绿色发展的前沿阵地和良好空间载体，关系到绿色发展理念的推进与实施。2018年3月，国务院批复《兰州-西宁城市群发展规划》，作为我国西部地区和黄河上游重要的跨省区城市群，兰西城市群服务于区域发展总体战略，成为实现更高层级国家战略的重要载体，对全面推进绿色发展战略具有重要支撑作用。作为正处于培育发展阶段的城市群，兰西城市群战略地位突出，但发展基础薄、任务重，经济、民生和生态环保矛盾比较突出①斯丽娟：《我国西部黄土高原地区高质量发展路径研究》，《学术研究》2021年第2期，第86页。，主要表现为经济发展水平总体不高，人均水平低，中心城市兰州、西宁城市功能和综合承载能力不足，中等城市缺位，小城镇数量占比大但发展不足，城镇密度仅为相邻的关中平原城市群的三分之一，尤其是资源环境约束日趋加剧，绿色高质量发展愈加受限。黄河流域生态保护和高质量发展上升为国家战略，对兰西城市群的可持续发展提出新的要求，《关于新时代推进西部大开发形成新格局的指导意见》中进一步提出要加快推进西部地区绿色发展，为培育发展兰西城市群提供全新指引。如何在国内国际双循环相互促进的新发展格局下谋划好兰西城市群发展，平衡兰西城市群经济社会发展和生态保护之间的矛盾，使经济社会发展遵循高质量发展道路成为亟需解决的难题。以兰西城市群为主体，以绿色发展理念为核心，研究兰西城市群绿色发展水平及其空间分异，探索兰西城市群实现绿色高质量发展的突破口和政策取向，为兰西城市群绿色发展水平有效提升提供科学依据，对于推动黄河流域生态保护、实现经济高质量发展目标和指引城市群绿色发展之路具有重要意义。

二、文献综述

长期以来，我国在探索如何更好处理经济发展与环境保护的关系，实现两者良性互动的过程中，历经了环境污染末端治理、可持续发展、科学发展观、生态文明建设和绿色发展等不同的阶段。①王海芹、高世楫：《我国绿色发展萌芽、起步与政策演进:若干阶段性特征观察》，《改革》2016年第3期，第6—7页。国外对绿色发展的研究则大多关注于人类社会发展与生态环境之间的关系，主要围绕“绿色经济”“绿色增长”“可持续发展”展开，探索如何在经济持续增长的同时实现生态环境的健康运转，虽然国内外对于绿色发展在定义上存在差别，但其研究内容与协调处理生态环境和社会发展目标的共同理想是一致的。绿色发展作为可持续发展理念在中国的延伸，是新发展理念的重要组成部分，在国内学术研究和政府政策制定中已被逐步采纳，成为协调资源环境与经济社会可持续发展的关键途径。目前国内有关绿色发展的研究主要体现为以下两个方面。

一是在方法体系构建方面。大部分学者主要通过建立多维度、广覆盖、全方面的绿色发展评价指标体系，辅以得分评价方法来评价研究对象的绿色发展水平，实现特定研究范围的绿色发展水平评估。黄跃和李琳基于经济发展、社会进步、生态文明等不同视角，构建中国城市群绿色发展水平测度评价体系。②黄跃、李琳：《中国城市群绿色发展水平综合测度与时空演化》，《地理研究》2017年第7期，第1311页。张欢等从绿色美丽家园、生产消费、高端发展三个维度来评价湖北省绿色发展水平。③张欢、罗畅、成金华等：《湖北省绿色发展水平测度及其空间关系》，《经济地理》2016年第9期，第160页。吴传清和黄磊则将资源利用、环境保护、增长质量、绿色生活等作为长江中游城市群绿色发展水平测度的一级指标，下设28个指标构建绿色发展水平评价指标体系。④吴传清、黄磊：《演进轨迹、绩效评估与长江中游城市群的绿色发展》，《改革》2017年第3期，第70页。为提高经济社会发展中的绿色化水平，国家层面也出台了相关绿色规划和考核指标体系，国家发展改革委等四部委于2016年12月制定的31个省（区、市）绿色发展指标体系，包含资源利用、环境治理、环境质量、生态保护、增长质量、绿色生活、公众满意度等6大层面56个指标。另有学者应用综合指数法、绿色发展评价体系与投影寻踪模型相结合、SBM效率测度模型等进行绿色发展水平的测度。①陈晓雪、徐楠楠：《长江经济带绿色发展水平测度与时空演化研究——基于11省市2007—2017年数据》，《河海大学学报(哲学社会科学版)》2019年第6期，第106页；赵领娣、张磊、徐乐等：《人力资本、产业结构调整与绿色发展效率的作用机制》，《中国人口·资源与环境》2016年第11期，第108页。基于数据包络分析方法的研究也日趋增多，如斯丽娟运用DEA模型对甘肃省主要城市的绿色发展效率进行评价，并讨论其资源环境绿色发展的优化潜力。②斯丽娟：《基于资源环境效率的我国西部城市绿色发展分析与评价——以甘肃省主要城市为例》，《兰州学刊》2016年第3期，第180页。同时，地理信息系统（GIS）目前成为众多学者进行绿色发展水平测度时使用的重要空间效应分析工具。

二是在研究对象方面。已有研究多集中于对产业和区域范围选择的绿色发展效率测度。关于产业绿色发展的绩效评估，主要集中在产业结构调整、工业绿色发展和农业绿色发展指数测度等方面。③漆雁斌、韩绍䶮、邓鑫：《中国绿色农业发展:生产水平测度、空间差异及收敛性分析》，《农业技术经济》2020年第4期，第51—52页；张波、温旭新：《我国工业绿色低碳发展水平的省际测度及比较》，《经济问题》2018年第5期，第69页；苏利阳、郑红霞、王毅：《中国省际工业绿色发展评估》，《中国人口·资源与环境》2013年第8期，第118页；魏琦、张斌、金书秦：《中国农业绿色发展指数构建及区域比较研究》，《农业经济问题》2018年第11期，第12页。关于区域地理范围的绿色发展水平测度研究，则涉及层面较广，多集中于在全国层面，选取较大的区域单元，如选取西部地区、单独省份进行绿色发展水平研究④蔡绍洪、魏媛、刘明显：《西部地区绿色发展水平测度及空间分异研究》，《管理世界》2017年第6期，第174页；郭付友、吕晓、于伟等：《山东省绿色发展水平绩效评价与驱动机制——基于17地市面板数据》，《地理科学》2020年第2期，第201页。，另外市、县区域层面的研究亦均有涉及。针对城市群的绿色发展水平测度，学者的研究则多集中于东部及南方发达地区城市群，如京津冀城市群、长三角城市群、长江中游城市群等⑤田时中、丁雨洁：《长三角城市群绿色化测量及影响因素分析——基于26城市面板数据熵值-Tobit模型实证》，《经济地理》2019年第9期，第95页；熊曦、张陶、段宜嘉等：《长江中游城市群绿色化发展水平测度及其差异》，《经济地理》2019年第12期，第97页。。关于内陆地区单个城市群的绿色发展水平研究则相对较少，所涉及的也只是将其置于全国背景下对所有城市群的绿色发展水平在同一指标评价体系下进行探讨。⑥黄跃、李琳：《中国城市群绿色发展水平综合测度与时空演化》，《地理研究》2017年第7期，第1311页。如黄跃、李琳以中国城市群作为研究对象，构建绿色发展综合评价体系进行绿色发展水平评价。

通过对上述研究成果进行分析可以发现，尽管当前针对城市群的绿色发展水平测度研究无论在方法应用还是在范围选择上，已产出众多的研究成果，但针对较不发达的城市群，尤其是西部地区城市群的较少，以往包含兰西城市群绿色发展水平测度的文章多采用与其他多个城市群进行横向比较的方式，将城市群视为整体，在统一标准体系下进行绿色发展水平测度，往往一定程度上忽略了不同城市群内部区域空间格局的认知，对城市群及其内部子城市的空间结构差异及指标体系构建的区域性特点关注不充分。鉴于此，本文通过构建绿色发展评价体系，以熵值法和TOPSIS评价模型为研究方法，对兰西城市群的绿色发展水平进行测度，揭示其绿色发展的整体水平与内部差异，以此来全面厘清兰西城市群绿色发展的特点、规律及演进趋势。

三、兰西城市群绿色发展水平评估

本文以兰西城市群作为研究对象，采用熵值法和TOPSIS评价模型相结合的分析方法，从4个维度对2013—2018年兰西城市群绿色发展水平进行测度，在此基础上采用ArcGIS10.2软件将测度结果进行空间可视化表达，揭示城市群及其内部子城市的时空发展差异。

（一）评估方法

1.指标体系建构

对于兰西城市群绿色发展水平的测度，既要把握绿色发展的核心内涵，又要与当前经济社会发展指标相适应，因此需构建一套科学规范、合理完善的评价指标体系以充分反映绿色发展在资源环境与经济社会发展之间的协调作用，其中应包含诸如资源环境、经济发展和人居福祉等绿色发展内涵的核心内容。当前学术界通过建立评价指标体系对绿色发展进行测度的研究成果非常丰富，为地方绿色发展和政府层面政策设计提供了重要指引。对上文提及的指标体系进行分析可知，其优点在于都较全面地涉及绿色发展的各维度，较好地反映绿色发展水平现状，并且对于未来发展具有一定的目标导向。但也存在为保证其完整性构建数量众多的指标，结论性评价指标不够聚焦，且基础性指标较少，大多需要计算，自主构建的指标数据较难获取等问题。基于现有研究成果，遵循全面性、权威性、科学性等原则，结合数据可获得性，考虑兰西城市群资源环境、经济发展等自身特点，本文构建的绿色发展水平测度指标体系如表1所示。

表1 兰西城市群绿色发展水平评价指标体系

资源利用反映工业化进程中在一定的技术水平条件下各资源投入要素在产出经济效益时的污染排放强度；从污染末端治理的角度出发，纳入环境保护测度指标以反映城市群内部推进生态文明建设工作情况；绿色发展的内涵是经济社会的可持续发展，因此将经济增长质量测度指标纳入评分体系以反映经济发展取得进步的同时社会发展的绿色化；从人民群众共享绿色发展成果的角度出发，纳入绿色生活测度指标以反映“以人为本”的绿色发展理念在经济社会中的遵循。综合来讲，所选取的指标旨在说明资源利用效率提升，环境治理水平进步，促进绿色经济发展的基本目的。

2.数据来源

本文以《兰州-西宁城市群发展规划》确定的6个地级及以上城市作为研究对象，由于青海省海东市数据缺失，最终实际选取甘肃省兰州市、白银市、定西市、临夏回族自治州和青海省西宁市等5个地级及以上城市作为兰西城市群绿色发展水平的测度范围。以2013—2018年为研究的时间区间，各项指标数据来自于《中国城市统计年鉴》（2014—2018）、《甘肃统计年鉴》（2014—2019）、《青海统计年鉴》（2014—2019）等。对于其中缺失的某些指标数据，通过计算相关地级市年度经济发展统计公报和采用均值法处理予以补齐。

3.方法及计算过程

为确保能够准确测算不同维度以及综合绿色发展的水平，深挖绿色发展水平评价指标信息，本文选用客观赋权法中的熵值法确定指标权重来计算各城市的得分情况，将四个维度的得分情况进行比较来分析城市群的绿色发展水平驱动因素，并基于熵值法权重得分运用TOPSIS模型为评价样本提供最优方案和最劣方案，建立科学的相对评价标准，便于城市之间的横向比较，对兰西城市群绿色发展进行评价。最后将评估结果采用ArcGIS10.2软件基于自然间断点分级法进行空间可视化表达，直观反映兰西城市群绿色发展的时空变迁。熵值法评价模型及TOPSIS方法①袁文华、李建春、刘呈庆等：《城市绿色发展评价体系及空间效应研究——基于山东省17地市时空面板数据的实证分析》，《华东经济管理》2017 年第 5 期，第 21 页。的计算过程如下：

（1）指标选取与标准化处理：选取n个城市、m个指标，则Xij为第i个城市的第j个指标的数值（i=1，2，…，n；j=1，2，…，m），对具有不同的量纲和单位的各项指标数据进行标准化处理，即异质指标同质化。

（2）确定指标权重：根据熵的特性，指标的离散程度越大，该指标对综合评价的影响（权重）越大，其熵值越小。计算公式如下：

（3）构造权重规范化矩阵：规范化数据加权是依据各指标重要程度的差异，对特定指标而建立的规范化矩阵。

（4）评价对象的理想解和反理想解：根据权重规范化值vij来确定理想解A+和反理想解A-，其中A+和A-分别代表了指标向量中的最优值和最差值，计算公式为：

（5）其中，J1是收益性指标集，表示在第i个指标上的最优值，J2是损耗性指标集，表示在第i个指标上的最劣值。收益性指标越大，对评估结果越有利；损耗性指标越小，对评估结果越有利，反之，则对评估结果不利。

（6）评价对象与A+、A-的距离D+、D-，计算公式如下：

（二）评估结果

将熵值法确定的指标权重与资源利用、环境保护、增长质量、绿色生活对应指标相乘得到2013—2018年兰西城市群绿色发展水平得分，再应用TOPSIS方法得到绿色综合发展水平得分，从以下5个方面分别进行说明。

1.资源利用水平

对资源利用发展情况的测度结果如表2所示：第一，兰西城市群资源利用水平增长态势缓慢，自2013年以来，几乎处于停滞状态，不论是绝对水平还是增长速度均发展缓慢，甚至白银、定西等地区在各年份呈现出下降趋势。第二，兰西城市群内部子城市资源利用水平表现较为平稳，且资源利用初始水平较低的城市群呈现出较高的发展速度，发挥后发优势，并最终达到稳定。白银、定西和兰州等城市资源利用初始水平较高，但逐渐被临夏、西宁赶超，反映出初始生产技术较低的地区拥有更大的提升空间，可以通过低成本的技术转移来实现生产技术的快速发展，从而提高资源利用水平，但最终受限于高成本的新技术研发而趋于平稳发展水平。其中临夏回族自治州资源利用由2013年的0.026 1增长到2018年的0.166 1，年均增幅达到107.3%，实现了资源利用水平的大幅提升。

表2 2013—2018年兰西城市群资源利用水平

2.环境保护水平

对环境保护水平的测度结果如表3所示：第一，兰西城市群环境保护水平整体呈波动发展态势，平均水平由2013年的0.098上升至2018年的0.106 6，增长8.8%，整体环境保护进程缓慢，但力度逐渐加强。同时可以看到，兰西城市群内部各城市环境保护水平并非稳步增长，甚至在个别年份出现环境保护水平退步的现象，这主要受限于环保自身的特点。环境保护是一项系统工程，往往需要耗费大量的人力和资金投入，而其带来的经济效益往往具有滞后性，短期难以见效，所以易因投入主体和外部环境变化而出现较大波动，对于生态环境本底脆弱、经济基础相对较差的兰西城市群更是如此。第二，兰西城市群内部五大子城市环境保护水平增长差异显著。兰州市较其他地区而言，经济基础与技术水平处于领先地位，持续加大环境保护力度，深化绿色发展，环境保护水平长期居于首位并与其他地区保持较大差距。西宁市则在研究时期内波动发展，2016年以前呈现出逐年下降趋势，之后环境保护水平出现反弹。临夏回族自治州在经济发展过程中将建设生态城市作为发展目标，稳步加大环境投入，环境保护水平呈高速增长态势，仅次于兰州市。定西市在经济发展过程中对环境治理和经济增长之间的问题未能做到很好平衡，环境保护水平提升速度相对缓慢，对环境保护关注度不够，甚至在2018年出现治理水平大幅下降。白银市尽管环境治理水平并非稳步增长，但也在稳中求进。

表3 2013—2018年兰西城市群环境保护水平

总体而言，环境保护特点与资源利用不同，资源利用水平的快速提升可以通过技术转移与扩散来实现，成本低且效率高，但环保水平的提升则需投入大量的环境生产要素，对于生态环境脆弱的兰西城市群，投入过多的稀缺生产要素至生态环境所获取的综合收益较低。

3.增长质量水平

增长质量水平的测度结果由表4可知：第一，兰西城市群增长质量水平除兰州市外，其他地区均处于低水平发展态势。兰州市增长质量水平远远高于其他地区水平。这得益于兰州市依托其经济发展的领先优势，坚持质量和效益并重，近年来聚力发展十大生态产业、企业“出城入园”与园区建设等政策措施，推动经济增长提质增效，由此反映出增长质量构成兰州市绿色发展强劲的推动力量。第二，兰西城市群内部除兰州外几大子城市增长质量水平均呈低水平发展态势，在期初表现出较低水平的定西市、临夏回族自治州在6 年内较期初而言实现了正向增长，增长速度略高于初始水平较高的城市，产生一定的“追赶效应”。白银市、西宁市的经济基础条件相对较好，优质生产要素密集，增长质量在初始水平处于较高地位，与初始水平较低的地区相比，经济活动中增加的资本投入对生产率只有较小的影响，其增长质量水平在研究时期内未能实现持续正向增长，处于较低水平，甚至在部分年份多次出现负增长。

表4 2013—2018年兰西城市群增长质量水平

总的来说，兰西城市群各城市间增长质量水平主要呈现出“中心-外围”的发展态势，经济发展动能和绿色资源主要集中于兰州市、西宁市两大增长极，其他城市则没有足够的经济条件推行高质量经济发展，并且中心城市未能对外围城市产生良好的协同带动作用，辐射能力较弱，增长质量水平处于较低位置。

4.绿色生活水平

绿色生活水平评价结果如表5所示。兰西城市群整体表现出缓慢的发展态势，子城市间的绿色生活水平差距保持相对稳定，兰州市、西宁市作为中心城市在绿色生活水平领域仍领先于其他地区，但其发展态势却并未呈现出稳步增长局面，白银市和定西市绿色生活水平保持大体相当水平，绿色生活水平有趋同趋势。白银市和西宁市在2014年之后不同程度地出现了连续负增长，临夏回族自治州作为兰西城市群内经济基础最薄弱的地区，其绿色生活水平虽明显低于其他地区，但却在前期呈现出向好的稳定增长态势，之后由于缺乏中心城市的带动及自身持续发展的后劲不足，增速逐渐减缓并出现负增长，绿色生活水平居于城市群末位。

表5 2013—2018年兰西城市群绿色生活水平

由于当前新型城镇化进程的加快，经济欠发达地区城镇化水平的提高可能并非基于城镇产业扩张和市场扩大所形成的人口集聚，而是某些政策因素推动人口在城市集中的结果，这在一定时期内加剧了城市公共资源的供求矛盾，导致绿色化资源配置不足。①高新才、殷颂葵：《兰州西宁城市群经济效率测度》，《城市问题》2018年第5期，第51—52页。

5.综合绿色水平

根据TOPSIS评价方法，选取兰西城市群2013年、2016年和2018年的绿色发展水平进行评价，D+、D-以及综合评价指标C*的数值如表6所示，可以得出以下结论：从C*值的公式构成来看，其数值体现了D+和D-的相对大小情况，其中，D+值反映城市绿色发展与最优目标值接近的程度，与C*值呈负相关；D-反映城市绿色发展与最差目标值的接近程度，与C*值呈正相关。通过对2013年、2016年和2018年的C*值进行排序可以看出，兰州和西宁长期处于城市群内部绿色发展水平领先地位，六年内的排名稳定在前列，而其他绿色发展水平较低地区的排名情况变化则较为明显，在研究时期内排名均发生变化，整体波动幅度在三名以内。这说明兰西城市群城市间绿色发展水平呈现以兰州市和西宁市为中心，白银、定西、临夏等市向外逐层级分布趋势，两者相互连接形成地区绿色发展增长极。由于兰州、西宁两大中心城市经济发展水平高，将周边城市、中小城市和小城镇的资源要素吸引过来，形成“虹吸效应”，所以其绿色发展水平与临夏回族自治州、定西市和白银市等显示出较大差距，构成兰西城市群绿色发展核心增长极。外围城市绿色发展要素稀缺并流向中心城市，绿色发展水平相对较低。

表6 基于TOPSIS法的2013年、2016年和2018年兰西城市群绿色发展水平

由此可以看出，兰西城市群绿色发展水平主要依赖于兰州市和西宁市两大省会城市的带动，两大省会城市作为中心城市，能较好地处理经济增长与生态保护之间的关系，因此兰州和西宁两市的绿色发展水平长期领先于其他地区，但其带动周边城市和整体城市群发展水平提升能力相对较低。其他地区由于经济发展水平较低，重在追求经济增长和居民福利改善，在一定程度上忽略了生态文明建设，绿色发展能力未能充分释放，仍然存在较多的限制性因素。图1描述了2013年、2016年和2018年兰西城市群绿色发展水平评价结果的空间分布，便于直观反映各城市的绿色发展水平变迁。

图1 基于TOPSIS的兰西城市群绿色发展水平分级

四、结论与建议

本文通过建立兰西城市群绿色发展水平评价指标体系，利用熵值法从资源利用、环境保护、增长质量、绿色生活四个维度，测度了2013—2018年兰西城市群绿色发展水平，并基于熵值法的得分结果运用TOPSIS方法为评价样本提供最优方案和最劣方案，对城市之间进行比较，得出兰西城市群绿色发展水平的综合评价结果，对提升其绿色发展水平提出以下研究结论与对策建议。

第一，兰西城市群综合绿色发展水平表现平稳，且无明显的增长趋势，但其内部各子城市之间差异较大。以2018年为例，处于首位的兰州市得分是末位定西市的3倍，其他依次为西宁市、临夏回族自治州、白银市。可见，作为中心城市的兰州市与西宁市得益于其经济发展的集聚效应，表现出较好的绿色发展水平，但其带动辐射周边城市发展的能力较弱，呈现出中心向外围逐步递减的层级性差异，产业、人口、经济高度集中在中心城市，缺乏圈层结构中的二级城市和小城镇在功能上的合理布局，城镇体系结构失衡导致中心城市的辐射带动能力在传导过程中出现缺位。因而，应以增强中心城市辐射带动能力为中心，实现城市群绿色发展协同共进。兰西城市群要积极依照《兰州-西宁城市群发展规划》，借鉴经济发达地区的城市群发展模式，稳步培育中小城市，大胆尝试培育新的区域增长点，更好地发挥大中小城市协调发展的基础性支撑作用，以产业功能的空间聚集与扩散来驱动区域中心城市的辐射带动能力增长，进一步延伸到邻近天水、定西等地级市，最终成为驱动西北地区绿色发展的重要增长极。同时也应加强西部城市群之间的交流与合作，使毗邻的关中城市群和成渝城市群更好地发挥西部地区绿色经济增长极的作用，带动兰西城市群区域经济、社会和环境的可持续发展，走高质量发展道路。

第二，兰西城市群资源利用与环境保护水平总体呈平稳波动上升趋势，但增速缓慢，且发展水平不高。由于兰西城市群经济结构中资源型产业和传统制造业比重大，占主导地位，先进制造业和现代服务业比重较低，与城市群形成发展中所期望的产业结构不相匹配，在资源利用方面面临技术革新和产业承接不足的困境，且受当前生产技术条件限制，推动绿色发展的能力不足。因此，革新传统生产模式，以创新驱动加快兰西城市群产业升级转型，承接新产业和改进绿色生产技术等才是推进兰西城市群绿色发展的有效手段①叶琪、连坤：《创新系统驱动制造业绿色转型的机理与实证——以福建省为例》，《上海商学院学报》2018年第6期，第32页。，才能大幅提升资源利用效率，加快区域绿色发展进程。就增长质量与绿色生活维度来看，兰西城市群绿色发展水平总体呈“稳态”发展趋势，几乎处于停滞状态，且出现先升后降的波动趋势。从提升增长质量来看，一方面要以绿色发展理念为引领，注重处理好经济发展与资源环境之间的关系，另一方面则要在经济稳步增长和经济结构合理调整之间实现良好平衡。从绿色生活角度出发，提升居民绿色生活水平是绿色发展的最终归宿，推动新型城镇化建设加快步伐向高质量发展则是推动人民群众践行绿色生活、共享绿色发展成果的重要途径。②陈志端：《新型城镇化背景下的绿色生态城市发展》，《城市发展研究》2015年第2期，第6页。兰西城市群在新型城镇化建设进程中，应注重在质量与效益之间做出平衡，将经济发展的成果更多用于提升居民公共服务与社会福利方面，以期绿色发展水平得到显著提升。