黄河流域经济—资源—环境耦合协调时空分析——以山东都市圈为例

武传宝，王迪，庄晓雯

（山东科技大学 经济管理学院，山东 青岛 266590）

2019年9月，黄河流域生态保护和高质量发展[1-2]这一国家战略的提出，使沿黄流域资源协调发展[3-4]的问题进入大众视野。针对这一问题，相关学者大多以水资源[5-9]作为研究主体，并已取得较为成熟的研究成果。因此，本文重点选取经济、资源与环境的耦合协调作为研究方向。关于耦合协调度的研究，可分为时间角度[10-12]、时空角度[13-17]，其中空间分析多以更为宏观的城市群[18-20]为尺度。山东处于黄河的入海口，是黄河流域较为发达的省份之一，理应发挥山东半岛城市群的“龙头”作用和中心城市的带动作用。然而，城市群空间跨度较大，而都市圈是城市群的特殊形态[21]，故本文选择以都市圈为空间研究尺度。都市圈首次被提出是在1957年[22]。目前学术界关于城市群的研究以都市圈为新方向，但还停留在概念辨析和空间范围描述上[23]。本文通过引力模型对比了山东的两个中心城市济南、青岛与其他城市的经济联系强度，并对济南都市圈、青岛都市圈的实际腹地与规划腹地进行比较。通过耦合协调度模型对经济、资源与环境的耦合协调特征进行测度，继而对耦合协调度的结果进行局部热点分析，并利用ArcGIS 进行可视化表达。研究发现：济南的影响力近年来有一定提升但不足以带动全省经济，双核驱动发展战略更有益于山东整体经济发展；济南、青岛在经济、资源与环境协调发展方面没有发挥出中心城市应有的带动作用；山东中西部需要加大力度协调经济、资源与环境的关系，实现资源节约、环境友好型发展。

“河清海晏，时和岁丰”。黄河流域的经济发展、环境友好历来是中国人民安居乐业的重要保障，事关中华民族伟大复兴的千秋大业。作为黄河流域的主要节点，山东的经济—资源—环境耦合发展是黄河流域经济高质量发展的关键，山东中心城市辐射带动作用的发挥是黄河流域中心城市建设的典型示范，因此，选择山东为研究对象对沿黄流域其他省份战略的选择具有重大意义。

研究产品质量信用的评价体系，首先需要理解产品质量信用相关概念，下面从信用、质量信用、产品质量信用和企业质量信用分别进行介绍说明。

1 研究区域概述

山东东临渤海，地处黄河下游，历史悠久，被称为“孔孟之乡”。自改革开放以来，山东省内的16 个城市就依靠得天独厚的地理优势，走在了经济发展的前列。在过去的规划中，山东经济一直秉持“中庸”之道，尽力促进全省经济均衡发展，但近年来的经济数据表明，这种发展方式难以发挥中心城市的引领作用。

基于河道整治的实际要求，项目部需要做好入场前培训教育工作。通过对入场员工进行专业培训，促使相关人员及时掌握了解河道整治工程的特点、以及工程主要的危险区域、河道整治工程技术要点等。用时，还需要借助安全培训教育工作的开展，强化施工人员的安全意识，合理规范施工人员的操作行为，这在一定程度上极大的提升了施工人员的专业技术水平。此外，当安全培训教育结束后，项目部需要对入场员工进行专业技能测试，以考试的方式检查入场员工对于相关知识的战功与了解。只有顺利通过考试的人员，方可进入施工现场，从事河道综合整治工作。

山东经济发展势头有所减缓，面临由高速度向高质量转型的问题，而山东各城市竞争力数据更凸显了这一问题。运用自然间断点分级法对各城市综合竞争力得分进行分级，结果如图1所示。从总体上来说，各城市的综合竞争力得分下降较为明显，竞争力排名整体呈下降趋势；济南、青岛正在与其他城市拉开差距，各城市均衡发展的格局正在被打破。此外，济南、青岛一直保持着较为良好的竞争力态势，然而时至2019年，两市并未对周边城市的发展起到良好的推动作用。济南、青岛都市圈内的城市例如威海、淄博、泰安的得分都有不同程度地下降，而济南周边城市与往年相比差距甚至越来越大，中心城市的引领作用有限。值得注意的是，东营竞争力指数下降幅度巨大，由2008年的0.639 降到了2019年的0.437。德州的竞争力情况也不容乐观，由2008年的0.515 降到了2019年的0.335。

本文搜集了2006—2019年山东17 个地级市（2019年济南、莱芜合并后为16 个地级市）的统计数据。其中，山东都市圈分析部分对济南和莱芜的GDP 数据进行了合并处理，以贴近现实；耦合协调时空分析部分则保留原始数据，以体现济南过去13年的真实情况。本文数据主要来源于《山东统计年鉴》以及山东各地级市统计年鉴。

党的十八大以来，中央政府多次强调依托都市圈促进区域协调发展的战略目标。《山东省人民政府关于山东半岛城市群发展规划（2016—2030年）》也勾勒出了济南都市圈、青岛都市圈的发展蓝图。2020年，山东连续两次召开黄河流域生态保护和经济高质量发展专题会议，侧面反映出山东推动都市圈内城市协调发展、在黄河流域诸多都市圈中抢占先机、担起黄河流域都市圈生态经济发展龙头作用的紧迫性。因此，关注以济南、青岛为主导的都市圈的发展，协调都市圈内经济、资源与环境之间的关系，是实现山东生态友好、经济高质量发展、人民幸福安康的必由之路。

2 模型设计及研究方法

2.1 引力模型

曾先生表示，他本人有多次出国经历，英语交流也没有问题，瑞典媒体称中国游客“拒绝交流”，很可能是在自己出去找酒店期间，完全不懂英语的父母没有回答旅店工作人员的问题。

式中：k为距离常数，对结果没有影响，为了计算简便，取值为1。r为距离摩擦系数，根据本文数据取2。Dij表示两城市之间的距离，为了使结果更贴合实际，本文抛弃了原式中取两城市直线距离的方法，选择高德地图推荐的两城市之间最短距离或者最短时长路线。PiPj原指i城市、j城市的人口数，在此处指i城市、j城市的经济总规模，即GDP。

2.2 质量评价体系

根据局部热点分析值是否通过检验，可分为不显著地区（Not Significant）、冷点区（Cold Spot）和热点区（Hot Spot）。其中，热点区为高值聚集区，冷点区为低值聚集区。

表1 指标体系

2.3 耦合协调度模型

3.1.2 中心城市分析

鉴于耦合度只能代表相互之间的关联程度，因此，本文进一步引入耦合协调度模型，以划分耦合协调程度。经济—资源—环境耦合协调度公式见式（6），经济—资源耦合协调度公式见式（7），经济—环境耦合协调度公式见式（8），资源—环境耦合协调度公式见式（9）。

式中：E为经济系统，R为资源系统，EN为环境系统。C为耦合度，D为耦合协调度。D取值范围为[0,1]，越趋近于0 表明两系统关联性越小，协调性越差；D越趋近于1 表示两系统耦合度越大，存在比较好的相互促进作用。T代表指标的综合评价指数，在参考刘妍心等[26]、申彩婷[27]等学者的研究的基础上，结合各指标的重要程度，本文中α、β、λ均取1/3。耦合协调度划分结果如表2所示。

表2 耦合协调度划分

2.4 局部热点分析

为了寻找可能存在的局部空间异质性，需要进行局部空间自相关分析。本文选用局部热点分析Gi，具体公式见式（10），其中xj是城市j的属性值，wij是城市i、j之间的空间权重，n为城市数量总和。检验统计量Z的计算公式见式（11），E(Gi)代表Gi的均值，VAR(Gi)代表Gi的方差。

根据已有研究，本文选取表1所示的指标构建经济、资源、环境三个系统的评价体系，并采用熵值法确定权数。其中，经济系统中的对外依存度指进出口总额占GDP 的比重，通常用来衡量一个国家对外贸的依赖程度。

例3.已知干木柴的热值是，完全燃烧700g干木柴能放出的热量只有80豫被质量为10kg、初温为40益的水吸收、在标准大气压下水的末温为多少？已知水的比热容为

3 结果分析

3.1 山东省都市圈分析

3.1.1 经济联系强度分析

图2所示为2008年和2019年济南与山东各城市之间的经济联系强度。由图2可知，济南与青岛之间的联系变得更加紧密，与其他城市的联系则没有太大变化。淄博、泰安一直以来都是与济南经济联系最为密切的两个城市，而鲁东、鲁南、鲁东南的城市与济南联系则有所欠缺，例如威海、枣庄、日照。

图2 济南市与山东省其他各市经济联系强度

由图3可知，与2008年相比，2019年青岛与部分城市的经济联系有所减弱，例如威海和东营。此外，从青岛的角度看，济南一直是与青岛联系较为密切的城市；而从济南的角度看，青岛与济南的经济联系强度等级有所提升。这种差异表明，济南维持与济南都市圈内城市经济联系的同时，提升了圈外影响力。与青岛经济联系强度较高的城市即与青岛相邻的城市，例如烟台和潍坊。但同样作为青岛的邻市，日照与青岛的经济联系稍弱，这与日照本身的经济体量有关。鉴于青岛的地理位置，与青岛经济联系强度较高的城市集中在山东东部。

图3 青岛市与山东省其他各市经济联系强度

除济南、青岛外，其余城市受地理因素、本身经济体量因素的影响，几乎只与相邻城市联系较为密切。这也从侧面体现出山东各地发展较为均衡，没有发展出较为紧密、竞争力强的都市圈，与当下国家对于区域经济的规划有所背离。

耦合度最初是物理学中常用到的一个概念，后来引申到了经济学中，常用来分析系统之间相互作用的紧密程度。本文构建的经济—资源—环境耦合度函数形式见式（2）。为了更细致地研究系统之间的耦合协调关系，将式（2）进行拆分，以式（3）计算经济—资源的耦合度，式（4）计算经济—环境的耦合度，式（5）计算资源—环境的耦合度。

(3)日照引起的空心墩温度应力最大值在截面角隅处出现，其值较大对薄壁空心墩结构存在着安全隐患，在空心墩设计时应采取合理的配筋设计等，有效避免温度应力对墩身结构造成破坏。

由图4可以看出，山东已经形成了两个主要的都市圈，中心城市分别为济南、青岛。济南都市圈包括泰安、淄博、德州、聊城。目前济南的腹地范围与规划的济南都市圈大概一致，但与山东省会经济圈规划的腹地范围还有一定差距。也就是说作为一个都市圈的中心，济南已经达到目标，但作为一个省会城市，济南的影响力还有待进一步加强。滨州和东营目前并不属于济南都市圈的腹地，而是自成体系、互相影响、互相促进，这也表明济南作为中心城市的影响力要小于这两个城市对彼此的影响。

图4 山东各市中心性分析

青岛现有腹地包括烟台、潍坊、日照、临沂。青岛对威海的经济影响力近年来在减弱，目前已经小于烟台对威海的经济影响力。按照青岛都市圈的规划，青岛需要加强与威海的经济联系。除此之外，济宁周边的枣庄、菏泽也隐隐有向济宁靠拢形成小都市圈的趋势，而与济宁经济联系最密切的城市是济南。因此，济南或可通过对济宁施加影响，间接对菏泽、枣庄产生影响。

1.2.2 联合组 联合组患者接受腹腔镜术联合GnRH-α治疗，腹腔镜术治疗方法同单独组，同时在术后第3天开始给予患者肌内注射3.75 mg GnRH-α(达菲林,规格 :10×200 μ g，生产厂家：英国捷利康有限公司,批准文号：国药准字H20040447)，每4周1次，3次为1个疗程，停药后开始试孕。

青岛是山东经济总量最大的地级市，但地理位置不利于中心城市的发挥。济南经济发展水平稍有逊色，但毗邻多市、交通便利。作为山东的两个中心城市，济南与青岛各有所长、平分秋色，辐射范围涵盖了山东绝大部分地级市，双核发展更适合山东当下的实际情况。

孙子还提出，“故形人而我无形，则我众而敌寡，我专为一，敌分为十，是以十攻其一也。”可见，除了针对对方的弱点进行部署外，还应当注重削弱、分化对方的强点。比如在2018年雅加达亚运会的决赛比赛中，中国男篮所面对的伊朗队内线哈达迪是一名十分具有统治力的队员。中国男篮充分利发挥内线队员年轻，人员多的优势，轮番对哈达迪进行杀伤。在进攻上，积极冲击内线，让哈达迪疲于补防；在防守上，宁愿采取犯规战术来消耗其体能。最终哈达迪在第四节体能严重透支，使得中国男篮在大比分落后的情况下实现反超并最终取胜。

引力模型理论依据牛顿的万有引力公式，经Tinbergen[24]和Poyhamen[25]进行修正，并将其运用到城市引力范围的研究中。其公式如式（1）：

3.2 耦合协调时空分析

3.2.1 山东省整体趋势分析

如图7所示，山东经济—资源—环境耦合协调度的局部热点分析呈现出四个特点：（1）山东西部城市位于冷点区，东部城市位于热点区，中部城市不显著。（2）济南都市圈内城市的整体耦合协调度水平稍有提升。济南虽然位于冷点区，但置信度水平由99%下降为95%，莱芜、德州置信度水平也有所下降。置信度水平下降，意味着位于冷点或热点区域的可靠程度降低，正在往非显著区域发展。（3）青岛都市圈内城市大部分位于热点区，但置信度水平有所下降。青岛、威海的置信度水平由99%下降到95%，烟台置信度水平维持不变。（4）济宁都市圈内城市位于冷点区，且整体耦合协调度水平最差。

图5 山东耦合协调度发展趋势

3.2.2 山东省各地级市耦合协调度对比

本文对2006—2018年各地级市经济—资源—环境的耦合协调度进行计算，并从中选取具有代表性的4年：2006年、2010年、2014年、2018年，利用自然间断点分级法，借助ArcGIS 进行数据可视化，结果如图6所示。2006—2018年山东各地级市的耦合协调度均处于[0.4,0.8)区间，2006年大部分城市基本协调，2018年大部分城市中度协调，整体协调水平有所提高。相对而言，都市圈中心城市的协调性较高，例如济南、青岛，其中青岛都市圈内城市的耦合协调水平最高，济南都市圈内城市的整体耦合协调度较低。2010年济南对济南都市圈内城市的带动作用最强，2014年青岛对青岛都市圈内城市的带动作用最强。

图6 山东各地级市经济—资源—环境耦合协调度对比

3.2.3 局部热点分析

本文运用熵值法得到经济、资源、环境三个系统的评价值，取历年得分的平均数，按照式（2）、式（6）计算得到山东整体的耦合协调度发展趋势，如图5所示。2006—2018年山东整体的经济—资源—环境耦合协调度保持小幅度上升的趋势，由基本协调水平提升到中度协调水平；经济—资源、经济—环境的耦合协调度较为接近，两者都保持着稳定上升的趋势；资源—环境耦合协调度最高，并且基本稳定在0.8 左右。

图7 山东省经济—资源—环境耦合协调度局部热点分析

如图8所示，对比2006年与2018年经济—资源耦合协调度的局部热点分析可知：（1）山东西南部城市如菏泽、济宁、泰安等位于冷点区，东部城市青岛、烟台、威海位于热点区。（2）处于冷点区的城市增加，但部分城市如德州、菏泽、莱芜置信度水平下降。（3）处于热点区的城市数量不变，但置信度水平下降，如青岛、威海。

利用实验室里的插秧机仿真实验平台,对开发的插秧机秧苗插深自适应调节系统的性能进行了初步测试分析。插秧机仿真实验平台是通过获取农田地势分布以及作物生长等信息，生成逼真的三维虚拟环境，在虚拟环境中实时观察插秧机的工作情况，并实现插秧机的性能实验和特性评估。仿真试验台有4个工作自由度，实现插秧机在田间行走姿态(包括震动、转向、横滚和俯仰)的全面模拟仿真，如图6所示。将高速插秧机安置在实验室内插秧机仿真实验平台上，插秧机行走部可随试验台一起做多自由度的运动，而插秧部的两侧浮舟仿形机构，半浮在其下的一个倾斜角度可以调整的工作台上，模拟插秧部在水田硬底层的实际工作状况。

图8 经济—资源耦合协调度局部热点分析

如图9所示，对比2006年与2018年经济—环境耦合协调度的局部热点分析可知：（1）济南对周边城市起到一定的带动作用，位于冷点区的德州置信度水平由95%变为90%，莱芜不再位于冷点区。（2）青岛都市圈内城市位于热点区的城市增加，但青岛、威海的置信度水平较2006年有所下降。（3）济宁都市圈整体位于冷点区，且枣庄置信度水平由90%提高到95%，这代表济宁都市圈位于冷点区这一结果更加可靠且趋势明显。济宁都市圈内的城市经济与环境互相协调、共同发展问题遇到障碍，需要重点关注。

图9 经济—环境耦合协调度局部热点分析

如图10所示，对比2006年与2018年资源—环境耦合协调度的局部热点分析可知，山东整体的资源与环境耦合协调关系有很大改善，位于冷点区的城市大面积减少。2006年山东中西部大部分城市均位于冷点区，东部的青岛、烟台、威海位于热点区；除西南部的泰安、济宁位于冷点区外，其余城市均不显著。2018年剩余的两个冷点区城市泰安、济宁的置信度水平也较2006年有较大改善。

图10 资源—环境耦合协调度局部热点分析

4 结论

（1）济南—青岛双核驱动发展战略更适合山东的发展。强省会战略不能仅仅注重省会首位度的提升，而是要在提高济南首位度的同时也推动青岛在都市圈中的中心地位，二者各司其职共同带动省内其他城市的发展。在黄河流域生态保护和高质量发展战略的推动下，沿黄流域城市逐渐靠拢，构建了更为便捷的交通网络，中心城市之间的联系更加紧密，都市圈内各城市之间的经济联系强度也将有所提升。山东沿黄流域城市应克服城市联系疏离的不足，迎合这种趋势，加强区域间的合作，促进区域经济协调健康发展。

（2）中心城市的带动作用较弱。从经济—资源—环境耦合协调度的对比中可以看出，尽管中心城市济南、青岛本身一直处于较高水平，但根据自然间断点分级法进行的等级划分，近年来其腹地城市的等级大多有不同程度的下降。从经济—资源—环境耦合协调度的局部热点分析中也可以看出，济南位于冷点区，对腹地城市的带动作用有限；青岛虽然位于热点区，但其腹地的热点城市置信度水平下降。济南合并莱芜之后，尽管从经济总量上提升了济南的中心城市地位，但莱芜落后于平均水平的耦合协调度，无疑给济南中心城市的带动作用和山东沿黄流域高质量发展龙头作用的发挥增加了难度。

（3）山东资源—环境耦合协调度水平较高且能维持这一优势，表明资源节约与环境友好是相辅相成的。各地级市的经济—资源—环境耦合协调度呈现小幅提升的态势，2018年已全部提高至中度协调水平，但近年来越发明显的地区间差异暴露了一些城市经济发展方式落后的问题。这表明过度依赖资源消耗、危害生态环境的经济增长方式是不可持续的，在资源节约、环境友好的基础上实现经济高质量发展是当务之急。

围绕四个重大平台 全力做好用地保障（张龙明等） .......................................................................................1-27

（4）山东各系统之间的耦合协调度具有明显的聚集现象，呈现东高西低的分布形式。无论是经济—资源—环境耦合协调度水平，还是经济—资源、经济—环境耦合协调度水平，临沂都市圈内城市均位于冷点区，是山东应该重点关注的区域；济南都市圈的西半边城市处于冷点区，在优先协调中心城市济南的经济—资源—环境协调性的基础上，需要以泰安为起点，有计划、有条理地提升西部城市各系统之间的相互协调程度。青岛都市圈内城市的耦合协调度水平大部分位于热点区，但显著性水平有所下降，应该巩固原有优势，并在此基础上遏制显著性水平下降的趋势。