黄河几字湾地区可持续发展的动态演变及区域差异

李玲蔚， 白永平， 杨雪荻， 张春悦， 梁建设， 王 倩

（1.西北师范大学地理与环境科学学院，甘肃 兰州 730070；2.兰州大学资源环境学院，甘肃 兰州 730000）

联合国《2030 年可持续发展议程》的通过意味着全球可持续发展进入了一个全新的机制框架［1］。中国作为世界上最大的发展中国家，积极响应可持续发展目标，为世界可持续发展贡献中国经验。在新时代生态文明建设的背景下，平衡好经济发展与资源环境保护之间的关系是实现区域可持续发展的必要条件［2］。区域可持续发展研究作为国家和全球可持续发展的基础［3］，探讨区域间的相互影响以及区域内的经济发展与资源环境约束间的平衡能力［4］，在可持续发展领域具有重要意义。

随着可持续发展研究的不断深入，可持续发展评价已逐渐成为目前研究的核心问题。许多学者［5-8］通过构建评价指标体系开展区域可持续发展评估工作，这些研究成果为本研究奠定了良好的基础，但也存在一定局限性：现有指标体系大多数从经济、社会和生态入手［9-10］，仅有少数学者在上述基础上将科技创新和开放水平纳入其中［11］。实际上，科技创新作为经济发展的第一动力，对促进区域可持续发展具有重要意义。此外，在经济全球化背景下，高水平的对外开放成为推动区域发展必不可少的条件。因此，本文将科技创新和开放水平纳入可持续发展评价体系。近年来，随着黄河流域生态保护和高质量发展战略的提出，如何实现黄河流域可持续发展成为各界关注的焦点［12-13］。现阶段关于黄河流域生态保护和高质量发展的研究主要集中在以下几方面：第一，高质量发展水平测度及其时空演变特征分析［14-15］；第二，生态保护与高质量发展的耦合关系分析［16-17］；第三，高质量发展的内在机理研究［18］；第四，理论层面研究，主要包括高质量发展的内涵［19］、模式［20］、问题及其对策［21-22］等。黄河几字湾地区作为黄河流域的重要组成部分，同时也是我国经济快速发展的能源富集区和生态脆弱区，在黄河流域的持续稳定发展中扮演着重要角色。然而当前涉及黄河几字湾地区可持续发展的研究较为薄弱。一方面，研究尺度多以省域为主［23-25］，这种大尺度研究可能会忽视内部单元的异质性，不利于其内部制定未来协调发展的战略政策；另一方面，现有研究仅对区域可持续发展水平的时空特征进行探讨，并未对其区域差异及来源进行分析［26-27］，忽视了区域协调发展对可持续发展的重要性。因此，从市（县）域尺度层面上把握可持续发展的时空演变特征及区域差异，是黄河几字湾地区可持续发展研究的重要课题。

综上所述，本文选取黄河几字湾地区20 个市（县）为研究对象，针对其地缘优势明显的特征，在经济、社会和生态3个维度的基础上将创新、开放纳入可持续发展评价体系，并运用熵权法进行测度。在此基础上，借助Kernel 密度估计和GIS 技术揭示可持续发展水平的时空演变规律，利用Dagum 基尼系数测度及分解方法考察可持续发展水平的空间分异程度及来源，以期为黄河几字湾地区协调持续发展提供政策思路，进一步推动黄河流域生态、经济和社会的可持续发展。

1 数据与方法

1.1 研究区概况

黄河几字湾地区泛指黄河经由陕西、甘肃、宁夏回族自治区、山西、内蒙古自治区5省区所形成的“几”字环抱地带。胡正塬［28］提出，黄河几字湾地区的地缘范畴包括延安市、榆林市、白银市、庆阳市、银川市、石嘴山市、吴忠市、中卫市、大同市、朔州市、忻州市、临汾市、吕梁市、呼和浩特市、包头市、乌海市、鄂尔多斯市、巴彦淖尔市、二连浩特市、阿拉善左旗20 市（县）和宁东能源化工基地。黄河几字湾地区北邻蒙古国，西连亚欧大陆桥，地缘优势明显，同时也是我国能源资源富集、文化底蕴丰厚、生态环境脆弱的复合区域，区域总面积57×104km2，总人口4281×104人。西部大开发以来，该地区连续保持了高速的经济增长，平均增速达14.65%。2019年，该地区（不含宁东能源化工基地）生产总值达2.78×1012元，占5省区生产总值的38.40%，发展潜力强劲，增长空间巨大。基于数据可获取性原则，本文选取上述除宁东能源化工基地外的20 个市（县）为研究区域（图1）。

图1 研究区示意图Fig.1 Schematic diagram of the study area

1.2 数据来源

社会经济数据来源于2010—2020年《中国城市统计年鉴》、各城市统计年鉴以及2009—2019 年各城市国民经济和社会发展统计公报，个别缺失数据根据历年平均增长率推算得到。

1.3 研究方法

1.3.1可持续发展评价指标体系 针对黄河几字湾地区的实际情况，基于对可持续发展内涵的理解，按照指标选取的科学性、全面性和数据可得性原则，参考借鉴相关研究［29-35］，从经济实力、社会民生、生态环境、创新驱动和对外开放5 个维度构建黄河几字湾地区可持续发展评价指标体系（表1）。

表1 可持续发展评价指标体系Tab.1 Evaluation index system for sustainable development

采用熵权法［27］对各项指标进行权重赋值，计算各城市的可持续发展综合水平得分（Ui），计算公式如下：

式中：i为评价对象；j为指标；w为指标权重；x为标准化后的数值。

1.3.2Kernel密度估计法 采用非参数Kernel密度估计［36］分析黄河几字湾地区可持续发展水平的分布动态。密度函数为：

1.3.3Dagum 基尼系数分解法 借鉴已有研究［37］，将20个市（县）按照省份划分为五大区域，Dagum基尼系数定义为：

2 结果与分析

2.1 可持续发展水平的时序变化特征

2009—2019 年黄河几字湾地区20 个市（县）的可持续发展综合水平得分如表2 所示。数据显示，2009—2019 年黄河几字湾地区的平均综合得分由0.405 上升至0.419，整体呈上升趋势。研究期间20个市（县）的综合得分平均值为0.428，可持续发展水平总体偏低；60%的城市综合得分有不同程度提高，其中以白银市提高最明显，由2009 年的0.240 增加至2019年的0.340，增幅达41.67%。

表2 2009—2019年黄河几字湾地区可持续发展综合水平得分Tab.2 Scores of the sustainable development level in Jiziwan of the Yellow River from 2009 to 2019

为了进一步分析黄河几字湾地区可持续发展水平分布的动态演变规律，绘出可持续发展水平的Kernel密度估计图（图2）。选取2009、2013、2016年和2019 年为参考标准，这4 a 的Kernel 密度图大致解释了2009—2019 年黄河几字湾地区20 个市（县）的可持续发展水平的演进状况。从位置来看，可持续发展水平的Kernel密度分布曲线呈现出先右移后左移的趋势。2009 年Kernel 密度分布曲线的位置最靠左，说明2009年黄河几字湾地区可持续发展处于较低的水平。主要原因是受2008 年金融危机的影响，城市经济系统的可持续发展受阻。与2009年相比，2013 年Kernel 密度分布曲线大幅度右移，波峰对应的可持续发展水平明显增大，说明2010—2013 年黄河几字湾地区可持续发展水平有明显提升。主要原因是2011 年我国实现了“十二五”良好开局，各方面协调发展为社会经济的可持续发展奠定了基础。2016 年和2019 年Kernel 密度分布曲线连续左移，但是仍然位于2009 年曲线的右侧，说明2016 年和2019 年黄河几字湾地区可持续发展水平较2013 年呈下降趋势，但是较2009 年呈上升态势。从形态来看，2009年和2013年Kernel密度分布曲线均为单峰形状，呈收敛态势。2016年单峰变为双峰，表明黄河几字湾地区可持续发展水平呈现出两极分化的现象，其中有45.00%的城市综合得分低于0.400，30.00%高于0.500，仅有25.00%介于0.400～0.500。2019年变回单峰，说明黄河几字湾地区可持续发展水平的分布趋于集中。从峰度来看，Kernel密度分布曲线波峰出现了“先升后降再升”的变化趋势：与2009 年相比，2013 年Kernel 密度分布曲线峰度上升，表明黄河几字湾地区城市的可持续发展水平差异变小；2016年Kernel 密度曲线主峰值明显变小，波峰宽度变大，表明可持续发展水平的地区差异增大；2019 年波峰高度较2016 年小幅上升，但低于2013 年，表明可持续发展水平的区域差异有缩小趋势。样本考察期间，2013年的区域差异最小，这一结果也与表3中总体差异的比较一致。

图2 黄河几字湾地区可持续发展水平Kernel密度分布Fig.2 Kernel density distribution of sustainable development level in Jiziwan of the Yellow River

从5 个维度来看（图3），经济实力、社会民生和生态环境维度的得分均呈上升态势，但创新驱动和对外开放维度表现相反。具体来看，经济实力和生态环境维度得分波动较大，且与黄河几字湾地区综合水平得分的变化趋势基本一致：2009—2013年呈“W”型波动上升，2014—2019 年波动下降，总体在较大波动变化中呈上升趋势，年均分别增长0.72%和0.87%。社会民生维度的得分阶段性特征明显：2009—2012 年上升28.70%，2013—2015 年年均下降5.58%，2016—2019 上升8.25%，年均增幅达1.90%，表明黄河几字湾地区民生福祉显著改善，可持续发展态势向好。创新驱动和对外开放2个维度的得分均呈下降趋势，年均分别下降0.10%、1.42%，表明黄河几字湾地区的创新能力和开放能力还有待提升。综上所述，黄河几字湾地区可持续发展水平的变化并非单一因素所决定，而是经济实力、社会民生、生态环境、创新驱动和对外开放5个维度的共同作用，且5 个维度对可持续发展水平变化的贡献率不同。

图3 2009—2019年黄河几字湾地区可持续发展各维度得分Fig.3 Index values of five dimensions of sustainable development in Jiziwan of the Yellow River from 2009 to 2019

从具体城市来看，黄河几字湾地区各城市排名变化趋势不一（表2）。2009—2019年平均综合得分排名前5的城市分别为鄂尔多斯市（0.621）、阿拉善左旗（0.564）、包头市（0.555）、银川市（0.516）和二连浩特市（0.513），研究期间这些城市的排名变化幅度小，较为稳定。以鄂尔多斯市为例，2009—2019 年始终稳居前两位，这主要得益于其资源优势、生态优势和发展速度优势。平均综合得分靠后的5个城市是白银市（0.305）、中卫市（0.313）、庆阳市（0.322）、忻州市（0.329）和吴忠市（0.360），这些城市名次波动性较大。尤以忻州市变动最大，2009—2010 年从最后一名上升为第10 名，2011 年降为第15 名，此后一直在最后3 名之间徘徊。主要原因是2010年忻州市经济实力和生态环境维度得分较高。

2.2 可持续发展水平的空间格局及演变特征

为了更好地反映和揭示2009—2019 年黄河几字湾地区可持续发展水平的空间格局及其演变特征，采用标准差分级法，将20 个市（县）的可持续发展水平划分为5种类型，结果如图4所示。

图4 黄河几字湾地区可持续发展水平空间分布格局及演变趋势Fig.4 Spatial distribution pattern and evolution trend of the sustainable development level in Jiziwan of the Yellow River

从空间格局来看，黄河几字湾地区可持续发展水平分布不均衡，呈现出“北高南低”的分布特征。可持续发展水平综合得分较高的城市主要分布在内蒙古自治区，尤其是鄂尔多斯市和包头市多年稳居高位，成为黄河几字湾地区可持续发展的核心驱动型城市。可持续发展水平综合得分较低的城市主要分布在甘肃、山西和宁夏回族自治区，包括白银市、忻州市和中卫市等地，这些城市经济规模较小、产业基础较薄弱，一定程度上制约了其可持续发展水平的提高。

从演变趋势来看，整体上黄河几字湾地区可持续发展水平的空间格局呈良性演变态势。2009—2019 年，45.00%的城市可持续发展水平有所提高。以巴彦淖尔市的表现最突出，由中低水平演变为中高水平，跨越2 个等级。2009 年高、中高、中、中低、低水平的城市数量占比分别为20.00%、10.00%、30.00%、25.00%、15.00%，中等水平的城市占据主导地位，中等及以上水平的城市数量占比为60.00%。2013 年高、中高、中、中低、低水平的城市数量占比分别为30.00%、15.00%、45.00%、10.00%、0，中等水平的城市仍占据主导地位且城市数量增多，中等及以上水平的城市达90.00%。2016 年和2019 年高、中高、中、中低、低水平的城市数量占比分别为30.00%、15.00%、30.00%、25.00%、0 和20.00%、25.00%、30.00%、20.00%、5.00%，占据主导地位的仍为中等水平城市，且中等及以上水平的城市均占75.00%，较2013 年比重下降，但较2009 年增加15.00%。总体来看，虽然中等水平城市常年占据主导地位，但中等及以上水平的城市数量占比呈波动上升态势，这也说明黄河几字湾地区整体可持续发展呈向好趋势。

2.3 可持续发展水平的区域差异

为刻画2009—2019 年黄河几字湾地区可持续发展水平的区域差异，利用Dagum 基尼系数及其分解法测算可持续发展水平的总体区域差异，并按照省份划分为五大区域，对区域差异来源进行分解，结果如表3所示。

表3 2009—2019年黄河几字湾地区可持续发展水平的Dagum基尼系数及其来源Tab.3 Dagum Gini coefficient of the sustainable development level and its source in Jiziwan of the Yellow River from 2009 to 2019

从总体差异看，Dagum 基尼系数呈波动下降趋势：2009—2013 年由0.139 降至0.112，2014—2015年逐年递增，达到0.131，2016—2018 年连续下降，降至波谷0.110，降幅达16.03%，2019 年又反弹至0.118，表明黄河几字湾地区可持续发展水平的区域差异有缩小趋势。

从来源分解看，区域间差异、区域内差异和超变密度的基尼系数均值分别为0.096、0.017 和0.010，且前者始终远大于后两者，表明造成总体差异的主要原因是区域间差异。2009—2019 年区域间差异随时间变化表现出“W”型趋势：2009—2013年、2015—2017 年均呈下降趋势，降幅分别为13.27%、19.09%，分别于2013年和2017年达到波谷0.085 附近；2014—2015 年大幅度增加，达到波峰0.110，涨幅达29.41%；2018 年相比2017 年保持不变，2019年又增至0.096。区域内差异整体下降，仅在2012 年和2017 年小幅上升，2009—2019 年降幅达41.67%。超变密度的基尼系数虽有波动，但下降趋势明显：从2009 年的0.017 下降至2019 年的0.007，降幅达58.82%，且在2016年达到波谷0.005。

从贡献率看，区域间差异、区域内差异和超变密度贡献率的均值分别为77.99%、13.80%、8.22%，前者分别约是后两者的6 倍和9 倍，说明区域间差异是总体差异的主要原因。2009—2019 年区域间差异的贡献率呈上升态势，且在2015 年突破80.00%，与区域内差异的贡献率表现出明显的反向对称性。超变密度的贡献率呈波动下降趋势，降幅达50.25%，表明不同区域间的交叉重叠问题对总体区域差异的影响越来越小。

3 讨论

本文通过构建可持续发展评价指标体系，考察黄河几字湾地区可持续发展的动态演变特征及区域差异。与郭淑芬等［3］构建的资源型区域可持续发展能力评价体系、徐辉等［27］构建的黄河流域高质量发展评价体系相比，本研究将对外开放水平纳入黄河几字湾地区可持续发展评价体系，更好地反映该地区的特殊性。此外，已有研究仅从研究区整体出发测评各维度发展状况，并未对其具体评价单元进行分维度分析。这可能不利于把握评价单元可持续发展的长处与短板，从而影响研究区可持续发展的重点与难点的确定。

因此，本文进一步探究黄河几字湾地区各城市不同维度的发展情况，对每个维度的各指标得分简单加和并求2009—2019 年的平均值，得出各城市5个维度的平均得分（图5）。在经济实力方面，黄河几字湾地区各城市得分的平均值为0.139。排名靠后的城市为中卫市（0.083）、白银市（0.104）和吴忠市（0.110），分别是由于“重工业产值比重”、“一般公共预算收入占国内生产总值（GDP）比重”和“人均社会消费品零售额”指标相对落后，进而拉低此维度得分。这些城市均属于Ⅱ型小城市，经济基础较差，一定程度上影响其可持续发展措施的有效落实。应立足资源禀赋，推动资源优势转化为经济优势。在生态环境方面，吕梁市（0.108）、白银市（0.114）和庆阳市（0.116）排名靠后，其中吕梁市主要由于“单位GDP能耗”指标得分偏低，白银市和庆阳市则受到“污水处理率”指标的影响。这些城市应加快发展节能环保产业，推进企业工业废水处理回用，促进资源的高效、循环利用。在社会民生方面，黄河几字湾地区各城市得分差距较大，其标准差为0.031。其中排名第一的鄂尔多斯市（0.160）约是排名最末的庆阳市（0.057）的3 倍，而“常住人口城镇化率”是拉低庆阳市此维度得分的关键指标。这类城市应加强民生改善工作，加快补齐民生短板。在创新驱动方面，黄河几字湾地区各城市平均得分为0.029，标准差为0.017。排名靠后的忻州市（0.012）、吕梁市（0.012）和中卫市（0.013）均受“每万人专利授权量”指标的制约，此维度总体得分偏低。这些城市可通过加大科技创新资金的投入力度，鼓励企业自主创新，激发社会各界的创新积极性，从而实现创新驱动发展。在对外开放方面，黄河几字湾地区各城市得分整体偏低，平均值为0.021。其中，庆阳市（0.002）、延安市（0.003）和白银市（0.004）排名靠后，前两者主要受“外商直接投资占GDP 比重”的制约，后者主要由于“贸易依存度”指标偏低，从而拉低整体得分。这些城市应借助“丝绸之路经济带”的政策红利，扩大对外开放水平，释放发展潜力。

图5 黄河几字湾地区城市各维度平均得分Fig.5 Average score per dimensions of each city in Jiziwan of the Yellow River

本研究虽然在一定程度上丰富和完善了黄河几字湾地区可持续发展领域的研究成果，但是仍然存在一些局限：宁东能源化工基地是黄河几字湾地区的重要组成部分，由于受相关资料和数据缺失的限制，文章并未将其列入研究范围，未来还需要通过实际调研获取资料，进一步补充研究。

4 结论

（1）从时序变化看，2009—2019 年黄河几字湾地区可持续发展水平呈“大幅上升—小幅波动下降”的变化趋势。经济实力、社会民生和生态环境维度得分年均分别增长0.72%、1.90%和0.87%，创新驱动、对外开放维度得分年均分别下降0.10%和1.42%。20 个市（县）的综合得分总体偏低，平均值为0.428，60.00%的城市呈向好趋势发展，且各城市排名变化趋势不一。

（2）从空间格局及演变趋势看，黄河几字湾地区可持续发展水平的分布不均衡，呈现出“北高南低”的特征，整体上呈良性演变态势。综合得分较高的城市主要分布在内蒙古自治区，尤以包头市、鄂尔多斯市表现最突出，成为黄河几字湾地区可持续发展的核心驱动型城市；综合得分较低的城市主要分布在甘肃、山西、宁夏回族自治区；45.00%的城市可持续发展水平等级有所提高。

（3）从区域差异看，黄河几字湾地区可持续发展水平的总体基尼系数由2009年的0.139降至2019年的0.118，呈波动下降的态势，表明区域差异有缩小趋势。区域间差异是造成总体差异的关键因素，与区域内差异贡献率的变化表现出明显的反向对称性，超变密度的贡献率整体呈下降趋势。