东北三省工业绿色发展水平评价与时空演化分析

马俊伟，李 鹤

(1.吉林师范大学 旅游与地理科学学院，吉林 四平 136000；2.中国科学院 东北地理与农业生态研究所，长春 130102)

作为能源消耗和污染排放的主要行业，工业部门的绿色发展已成为推进节能减排和经济高质量发展关注的焦点。近年来，中国工业绿色发展取得显著成效。据统计，2016—2020年中国规模以上工业单位增加值能耗和用水量分别降低约16%、40%[1]。然而，受产业发展基础、工业技术水平等因素影响，各地区工业绿色发展仍很不均衡。相比之下，沿海地区工业绿色发展水平相对较高，而以东北三省为代表的老工业基地工业绿色发展水平整体较为落后[2-4]，是当前中国工业绿色发展需要重点关注的区域类型。

近年来，关于东北三省工业绿色发展水平评价的实证研究呈增加态势，但相关研究主要以省级行政区为研究单元，揭示了东北三省工业绿色发展水平与其他省份的差距及其动态变化特征[2-4]。部分学者尝试从更小的空间单元分析东北三省绿色发展水平的空间差异，但研究并未聚焦在工业绿色发展方面。例如：任嘉敏等[5]以东北三省11个典型城市为研究对象，分析该地区2008—2014年绿色发展水平时空演变特征及障碍因子；韩慧慧[6]以东北三省34个地级市为研究对象，对2003—2017年东北三省绿色发展水平分异特征进行了分析评价；郭付友等[7]以东北三省限制开发区为研究对象，分析了2005—2015年东北限制开发区绿色发展时空格局及其影响因素。总体来看，目前关于东北三省不同城市工业绿色发展水平的空间差异尚不清晰，是当前统筹推进东北三省工业绿色发展需要关注的重要议题。鉴于此，以东北三省地级及以上城市为研究单元，构建工业绿色发展评价指标体系，对2010年以来该区域工业绿色发展水平进行评价，揭示工业绿色发展水平的时空演变特征，以期为统筹推进东北三省工业绿色发展提供参考。

1 研究方法及数据来源

1.1 研究区概况与数据来源

东北三省包括辽宁省、吉林省和黑龙江省，该地区是中国重要的装备制造业基地以及新型原材料和能源保障基地，长期以来在国家工业发展中具有举足轻重的地位。2009年《国务院关于进一步实施东北地区等老工业基地振兴战略的若干意见》将“大力发展绿色经济”作为新时期东北振兴的重要任务，东北三省积极践行绿色发展理念，通过淘汰落后产能、推动工业节能减排以及构建绿色制造体系等途径持续推进工业绿色转型发展。2010—2020年，东北三省工业增加值从16 443亿元增加到17 789亿元，工业废水和二氧化硫排放量则分别从14亿t、148.8万t下降到6.6亿t、31.34万t。部分城市在绿色矿业发展(如阜新市)、新能源开发利用(如白城市)、绿色工业园区建设(如长春高新区)等方面成效显著，为同类地区工业绿色发展提供了参考示范[8-10]。以东北三省地级及以上城市为研究对象(由于数据原因未包含延边朝鲜族自治州和大兴安岭地区)，研究基础数据来源于《中国城市统计年鉴》《中国城市建设统计年鉴》《辽宁统计年鉴》《吉林统计年鉴》《黑龙江统计年鉴》以及各地市的相关年份统计年鉴、水资源公报和国民经济社会发展统计公报等。

1.2 指标体系构建

目前，关于工业绿色发展评价体系的探讨非常丰富。谢红彬等[11]基于工业绿色化状态-压力-响应模型构建区域工业绿色化评价指标体系；王宜虎等[12]从绿色化意识、绿色化管理和绿色化绩效构建工业绿色化指标体系；王勇等[13]利用污染物排放强度表征工业绿色发展水平[13]；卢强等[14]利用脱钩理论，分析资源环境特征，建立工业资源环境压力、工业资源环境弹性脱钩和工业发展绿化度工业绿色发展评价指标体系。总体来看，工业发展的资源环境影响已成为工业绿色发展水平评价的核心内容。

从工业绿色发展的内涵来看，联合国工业发展组织(UNIDO)认为工业绿色发展是继续扩张工业规模以消除贫困和创造就业的过程中，实现资源能源有效利用、低碳排放、低废弃物和零污染的生产和消费的可持续性工业化模式[15]。苏利阳等[2]认为工业绿色发展是在促进工业经济持续较快增长和提供更多、更好工业产品和服务以满足人们日益增长需求的同时，通过绿化工艺系统和生产过程、生产绿色低碳产品、发展绿色新兴产业，最终协调工业发展与资源环境容量有限之间的矛盾。李小平[16]认为工业绿色发展水平是反映出工业经济发展和生态环境保护的和谐程度，在保持工业经济增长基础上所能减少的生态成本投入总量。上述定义表明工业绿色发展需要统筹兼顾工业发展与资源环境保护，因此从经济社会效益、资源利用效率、污染排放强度、污染治理水平4方面构建东北三省工业绿色发展水平综合评价指标体系(表1)。

表1 东北三省工业绿色发展水平综合评价指标体系及权重

1.3 研究方法

运用综合指标评估研究中常用的均方差决策模型计算工业绿色发展水平指数[17-19]，此方法可以避免人为的主观干扰因素，权重由指标实际所提供的信息量确定，其基本计算步骤如下。

1)对原始数据进行标准化。

正向指标：

(1)

负向指标：

(2)

2)求标准化后的指标的均值Ej。

(3)

3)求均方差δj。

(4)

4)求指标权重系数wj。

(5)

5)计算工业绿色发展水平IGDi。

(6)

式(1)～式(6)中：m为研究单元个数；n为指标个数；xij为第i个研究单元第j个指标的数值；yij为标准化后的变量数值；max(xi)和min(xi)分别表示每个指标下样本的最大值与最小值；Ej为标准化后指标j的均值；wj为指标权重系数；IGDi为i研究单元工业绿色发展水平。

此外，使用变异系数、泰尔指数研究工业绿色发展差异演变趋势，以及标准差分级法反映各地市间工业绿色发展水平差异。

2 工业绿色发展水平时间演变特征

2.1 总体演变态势

研究期内，东北三省工业绿色发展水平呈现“V”字形波动上升的时序演化特征，34个研究单元工业绿色发展指数平均得分(1)计算东北三省工业绿色发展指数均值以各省工业增加值占比为权重，计算各省工业绿色发展指数均值以各市工业增加值全省占比为权重。由2010年的0.716下降到2015年的0.703，2019年又上升到0.756。总体上看，东北三省的工业绿色发展水平呈现缓慢提升的趋势。东北三省工业绿色发展水平的不同维度提升幅度存在差异，其中污染治理水平基本保持不变，经济社会效益、资源利用效率增幅与污染排放强度(2)污染排放强度为负向指标，指数值增大代表污染排放强度降低。增幅为0.01、0.013、0.014。由此可知，研究期内东北三省工业绿色发展水平的提升主要依赖经济社会效益、资源利用效率和污染排放强度的改善，污染治理水平的贡献不明显。

从省域层面分析(表2)，吉林省工业绿色发展水平提升最明显，工业绿色发展水平指数均值由2010年的0.711提升到2019年的0.777。4个表征工业绿色发展水平的维度中，除了污染治理水平未见明显改善外，其余3个维度均有显著提高。其次为辽宁省，工业绿色发展水平指数均值由2010年的0.722提升到2019年的0.748，主要体现在资源利用效率和污染排放强度的显著改善。黑龙江省工业绿色发展水平提升幅度最小，工业绿色发展水平指数均值由2010年的0.733提升到2019年的0.753，4个表征工业绿色发展水平的维度中仅污染排放强度得到显著改善。

将案例城市划分为资源型城市和非资源型城市两类，从不同城市类型比较来看，2010、2015和2019年3个时间截面上，资源型城市工业绿色发展水平分别为0.703、0.670、0.684，均小于非资源型城市的0.738、0.726、0.780，总体上资源型城市工业绿色发展水平要低于非资源型城市，但也有少数油气类和森工类资源型城市(如大庆、盘锦、松原、通化、牡丹江等)工业绿色发展在东北三省处于相对较高的发展水平。

表2 2010、2019年东北三省工业绿色发展水平各维度得分

2.2 演变轨迹差异

东北三省各城市工业绿色发展的基础条件不同，研究期内34个城市工业绿色发展水平演变趋势具有显著差异。依据研究期内各城市工业绿色发展水平排名变化情况，可将34个研究单元工业绿色发展水平演变轨迹划分为以下5种类型(表3)。

1)小幅波动。这类城市研究期内工业绿色发展水平综合得分排名波动较小，位序变化不超过4名。其中，长春、沈阳、盘锦、营口等城市工业绿色发展水平排名持续靠前，在工业绿色发展方面已形成较为稳定的竞争优势，而双鸭山、七台河、鸡西的工业绿色发展水平较低，研究期内上述4市工业绿色发展水平在东北三省排名持续靠后的局面未有显著改变。

2)先下降后上升。这类城市研究期内工业绿色发展水平综合得分排名波动明显(超过4名)，呈先下降后上升态势，包括大连、四平、葫芦岛、辽源、白城、齐齐哈尔等6座城市。其中多数城市2015年以来工业绿色发展水平排名提升幅度高于前期下降幅度，因此2019年工业绿色发展水平排名较2010年有所提升。但也有少数城市(如四平)工业绿色发展水平排名相比2010年显著下降。

表3 2010、2015、2019年东北三省各城市工业绿色发展水平演变轨迹类型

3)先上升后下降。这类城市研究期内工业绿色发展水平综合得分排名呈先上升后下降态势(变化幅度超过四名)，包括锦州、朝阳、铁岭、佳木斯、牡丹江等5座城市。其中铁岭等城市研究期内工业绿色发展水平排名上升和下降幅度相当，2019年工业绿色发展水平排名较2010年变化不大；佳木斯、牡丹江、锦州及朝阳的工业绿色发展水平排名在2010—2015年提升较为明显，2015年以来虽有所下降，但仍较2010年有显著提升。

4)连续提升。这类城市研究期内工业绿色发展水平综合得分排名呈连续上升态势(变化幅度超过4名)，包括通化、丹东、阜新、黑河、鹤岗、白山等6座城市。上述六座城市除丹东外均为资源型城市，近年来随着区域煤炭、铁矿资源趋于枯竭，加之天然林禁伐的影响，5座城市在工业转型发展方面呈现较为显著，工业绿色发展水平呈稳步提升态势。

5)连续下降。这类城市研究期内工业绿色发展水平综合得分排名呈下降态势(变化幅度超过4名)，包括本溪、抚顺、绥化、辽阳、松原、大庆、伊春、鞍山、吉林等9座城市。2010—2015年，这类城市工业绿色发展水平排名在大多明显下降，2015年以来工业绿色发展水平排名下降的趋势仍未得到扭转。

总体来看，研究期内，东北三省少数核心城市(如长春、沈阳)、沿海城市(如盘锦、营口)在工业绿色发展方面保持持续领先态势，部分资源型城市(如双鸭山、七台河、伊春)工业绿色发展水平则呈持续落后态势，多数城市工业绿色发展水平排名波动较为明显。上述现象表明，研究期内东北三省各城市工业绿色发展水平仍处于调整重构期，在工业绿色发展方面尚未形成稳定的分异格局。

3 工业绿色发展水平空间格局演变特征

3.1 工业绿色发展水平差异的测度与分解

为了更好地把握工业绿色发展水平差异演变趋势，运用变异系数及泰尔指数进行相应的测度及分解，具体结果如下：

研究期内，东北三省工业绿色发展水平变异系数呈现先上升后下降的趋势(表4)，且上升幅度明显小于下降幅度，工业发展水平差距总体呈下降趋势。从各维度层3个时间截面变化来看，各研究单元工业经济社会效益差距最为明显，是导致东北三省各城市工业绿色发展水平分异的重要因素，缩小不同城市工业经济社会效益差距应成为未来协调推进东北三省工业绿色发展的工作重点。其他3个维度中，伴随着国家生态环境治理力度的不断加大，34个研究单元工业污染排放强度和污染治理水平差异呈持续缩小趋势。值得注意的是，研究期内，东北三省各研究单元资源利用效率差距呈扩大趋势，部分资源型城市资源利用效率改善较为缓慢。

表4 2010、2015、2019年东北三省工业绿色发展水平变异系数

根据泰尔指数计算结果(表5)，研究期内东北三省工业绿色发展水平省域间差异贡献率相对较小，明显低于省域内差异，这说明省域内差异是影响东北三省工业绿色发展水平内部差异的主要因素。

从变化趋势看，研究期内省域间差异总体呈现波动上升趋势，不同省份省域内差异呈分化趋势，辽宁省和吉林省呈现波动上升发展态势，其中辽宁省工业绿色发展水平内部分异程度提升尤为明显，黑龙江省工业绿色发展水平内部分异呈现下降趋势，但仍为东北三省中工业绿色发展水平分异最为突出的省份。

表5 2010、2015、2019年东北三省工业绿色发展水平泰尔指数分解贡献率 %

3.2 工业绿色发展水平空间分异

为更直观地反映各地市间工业绿色发展水平差异，使用标准差分级法，以工业绿色发展水平平均值M及标准差Std作为判断依据，对研究区内34个地市工业绿色发展水平进行等级划分(表6)。总体来看，高水平等级与低水平等级城市数量均相对较少，中高水平等级和中低水平等级城市数量占据总城市数量的2/3，不同等级工业绿色发展水平城市空间分布状况如图1所示。

表6 东北三省工业绿色发展水平等级划分标准

图1 2010、2015、2019年东北三省工业绿色发展水平空间格局演化

第1类：高工业绿色发展水平。此类城市在经济社会效益、资源利用效率、污染排放强度、污染治理水平4个方面普遍均优于其他城市。2010年工业绿色发展水平处于高等级的城市有5座，主要沿沈阳-大连一线不连续分布，此外吉林省长春市、黑龙江省大庆市也位列高水平等级城市中。该等级城市工业区位熵均高于0.1，是样本城市平均值的3.4倍；万元工业增加值用水量以及工业废水排放量分别在0.003 t和5 t以下，分别为样本城市平均值的15%、39%；空气达标天数占全年比重均在92%以上。2015年高水平等级城市数量有所减少，仅包括沈阳、营口、长春、大庆4市。这一时期，规模以上工业企业成本费用利润率均在5%以上，为样本城市平均值的2.3倍；万元工业增加值用电量和固体废弃物排放量分别低于1 800 kW·h、0.8 t，仅占样本城市平均值的67.5%、11.4%；一般工业固体废弃物综合利用率均在90%以上。2019年高水平等级城市进一步向吉林省集聚，辽宁省大连进入高水平等级城市，黑龙江省城市全部退出高水平发展等级。本时期规模以上工业企业资产负债率均在50%以下，仅占样本城市平均值的70%；万元工业增加值综合能源消耗量和废水排放量分别在1吨标准煤、3 t以下，仅占样本城市平均值的48%、51%；城市污水处理率均在93%以上。总体来看，高工业绿色发展水平类型城市空间分布变化较为明显，吉林省中西部工业绿色发展进入高水平等级的城市呈增多的趋势。

第2类：中高工业绿色发展水平。此类型城市在研究期内资源利用效率、污染排放强度和污染治理水平3个维度发展较好。2010年工业绿色发展水平处于中高等级的城市有11座，主要为吉林省中西部的吉林、四平、辽源、松原、白城，此外辽宁省抚顺、营口、辽阳，黑龙江省哈尔滨、齐齐哈尔、绥化也位列中高等级水平城市中。此等级11座城市万元工业增加值用水量以及工业废水排放量分别在0.01 t和6 t以下，仅为34个研究单元平均值的1/2；空气达标天数占全年比重均在86%以上。2015年中高水平等级城市数量上升至16座，主要分布在辽宁省大部分地区、吉林省中西部、黑龙江省南部，代表城市有大连、丹东、四平、松原、哈尔滨等。这一时期16座城市万元工业增加值用电量和固体废弃物排放量分别低于2 000 kW·h和3 t，仅占样本城市平均值的75%、43%；一般工业固体废弃物综合利用率均在70%以上。2019年此类城市数量减至14座，主要分布在辽宁省中西部，吉林省西部和南部，黑龙江省南部，代表城市有营口、四平、松原、哈尔滨等。此时期14座城市，万元工业增加值综合能源消耗量和废水排放量分别在1.5吨标准煤和4.5 t以下，占样本城市平均值的72%、76%；城市污水处理率均在90%以上。总体来看，工业绿色发展水平处于中高等级的城市有向黑龙江省和辽宁省扩散的趋势，随着吉林省部分城市工业绿色发展水平由中高等级向高等级转变，该省工业绿色发展水平处于中高等级的城市呈减少趋势。

第3类：中低工业绿色发展水平。该类型部分城市在污染排放强度与污染治理水平两个维度上都比较落后。2010年工业绿色发展水平处于中低等级的城市有12座，主要分布在辽宁省大部分地区，此外吉林省通化、白山，黑龙江省黑河、牡丹江也位列中低等级水平城市中，城市数量占东北三省的1/3。此等级12座城市万元工业增加值废水排放量均在15 t以上，为样本城市平均值1倍；空气质量达标天数占全年比重均在86%以下。2015年中低工业绿色发展水平城市数量略有下降，城市数量为8座，主要分布在辽宁省西北部和东部、吉林省东部、黑龙江省西北部和东北部。本时期8座城市万元工业增加值固体废弃物排放量均高于10 t，为样本城市平均值1.4倍；一般工业固体废弃物综合利用率均在68%以下。到2019年中低工业绿色发展水平城市数量上升为10座，主要分布在辽宁省西北部和中东部，黑龙江省东北部，吉林省仅吉林市位于此等级。这一时期，万元工业增加值废水排放量均在8 t以上，为样本城市平均值1.4倍；城市污水处理率均在85%以下。总体来看，中低工业绿色发展水平城市中资源型城市占2/3，研究期内该等级地市空间分布变化同样较大，特别是辽宁省和黑龙江省，工业绿色发展进入中低水平等级的城市呈现由西部向东部转移的趋势。截至2019年，工业绿色发展水平处于中低等级的城市在辽宁省中东部、黑龙江省东北部呈集中连片分布态势。

第4类：低工业绿色发展水平。此类型城市在经济社会效益、资源利用效率、污染排放强度、污染治理水平4个维度上普遍与其他类型城市存在差距。东北三省低工业绿色发展水平类型城市数量较少，且大多属于资源型城市。2010年工业绿色发展水平处于低等级的城市有6座，主要分布在黑龙江省东北部的鸡西、鹤岗、双鸭山、伊春、佳木斯、七台河，吉林省及辽宁省无分布。该等级城市工业区位熵均低于0.01，仅占样本城市平均值34%；万元工业增加值用水量以及工业废水排放量分别在0.08 t和20 t以上，分别为样本城市平均值4倍、1.5倍；空气达标天数占全年比重均在83%以下。2015年黑龙江省工业绿色发展处于低水平等级城市数量不变，辽宁省鞍山、葫芦岛工业绿色发展进入低水平等级城市。这一时期，规模以上工业企业成本费用利润率均在0.3%以上，占样本城市平均值的14%；万元工业增加值用电量和固体废弃物排放量分别高于4 000 kW·h和12 t，是样本城市平均值的1.5倍、1.7倍；一般工业固体废弃物综合利用率均在63%以下。2019年工业绿色发展处于低水平等级的城市空间分布格局变化较小，仅葫芦岛退出低工业绿色发展水平等级。本时期规模以上工业企业资产负债率均在75%以上，为样本城市平均值的1倍；万元工业增加值综合能源消耗量和废水排放量分别在3.5吨标准煤和10 t以上，均为样本城市平均值的1.7倍；城市污水处理率均在80%以下。总体来看，研究期内东北三省工业绿色发展处于低等级水平的城市空间分布格局变动不大，主要以黑龙江省东北部资源型城市为主。

4 结论与建议

4.1 结论

基于对东北三省34个地级行政区2010—2019年工业绿色发展水平的时空演变过程的分析，得到以下结论：

1)2010—2019年，东北三省工业绿色发展水平呈现“V”字形波动上升的时序演化特征，总体上有缓慢提升的趋势，经济社会效益、资源利用效率和污染排放强度的改善对工业绿色发展水平提升的贡献较大。研究期内，工业绿色发展水平提升幅度呈现吉林省>辽宁省>黑龙江省的分布态势，资源型城市工业绿色发展水平持续低于非资源型城市。

2)东北三省少数核心城市、沿海城市工业绿色发展方面保持持续领先态势，部分资源型城市则呈持续落后态势，多数研究单元工业绿色发展水平排名波动较为明显。总体来看，研究期内东北三省工业绿色发展水平仍处于调整重构阶段，尚未形成稳定的工业绿色发展分异格局。

3)东北三省各研究单元工业绿色发展水平差异总体呈下降趋势。省域间差异贡献率相对较小，省域内差异是影响东北三省工业绿色发展水平内部差异的主要因素。从工业绿色发展4个维度差异来看，各研究单元工业经济社会效益差距最为明显，除资源利用效率差距呈扩大趋势外，其余维度发展差距均呈缩小趋势。

4)东北三省工业绿色发展水平的空间分异格局变化明显，研究期内，高工业绿色发展水平等级城市中，吉林省中西部城市数量呈增加趋势；中高工业绿色发展水平城市分布趋势逐渐向黑龙江省和辽宁省扩散；中低工业绿色发展水平城市在辽宁省中东部、黑龙江省东北部呈集中连片分布态势；低工业绿色发展水平城市空间分布上逐渐向黑龙江省东北部聚集。

4.2 建议

研究期内，东北三省工业绿色发展水平呈缓慢提升态势，仍面临如下问题：①工业绿色发展各维度改善不均衡，相比之下，工业经济社会效益和污染治理水平提升较为缓慢，成为制约工业绿色发展水平的重要方面；②多数研究单元工业绿色发展尚未形成稳定的竞争优势，部分资源型城市工业绿色发展水平持续落后；③工业绿色发展水平高的城市呈点状分布，尚未对周边城市形成较强的辐射带动作用。

针对上述问题，东北三省工业绿色发展未来要更加注重资源环境影响与经济社会效益的统筹协调，工业发展在减少资源环境影响的同时，也要注重工业发展经济社会效益的提升。充分发挥区域比较优势，推进不同城市工业绿色协调发展，缩小东北三省区域内部及区域间差距。工业绿色发展水平高的城市，应关注绿色科技创新，加快传统产业绿色化改造关键技术以及绿色制造产业核心技术的研发。其余城市工业绿色发展水平的城市则需要全面发展，大力提高工业发展的经济社会效益，同时加强资源综合利用，减少污染排放，推进清洁生产和污染治理，统筹兼顾好工业发展与生态环境保护之间的关系。