从夜间灯光遥感数据看黄河流域经济协同发展

李佐军 王炳文 李诗君

黄河流域是我国重要的经济地带和生态屏障，推动黄河流域协同发展，既是高质量发展的内在需要，也是缩小东西部地区经济差距、实现共同富裕的必然要求。因此党的二十大强调，推动黄河流域生态保护和高质量发展。本文选取黄河流域2000年-2020年NPP/V I I R S 夜间灯光遥感数据，根据相关地理经济学计量分析方法，分析地区经济协同发展的现状、存在问题及原因，以期为制定黄河流域协同发展政策提供相应科学依据。根据水利部黄河水利委员会的划定标准，本文将研究区域界定为黄河流经的9省区72个地级市（州、盟），并以内蒙古托克托县河口镇与河南郑州桃花峪为自然地理分界点，将黄河流域划分为上、中、下游地区。

夜间灯光遥感数据显示黄河流域协同发展水平较低

（一）流域经济发展水平空间差异较大，呈现上中下游递增格局

采用自然断裂点方法，以地级市夜间灯光遥感数据为单位，根据灯光指数均值划分黄河流域经济发展水平，由高到低分为1-5 级（1-5 级发展水平划分的灯光指数均值范围分别为3.8-6.8、2.4-3.8、1.7-2.4、1.2-1.7和0.5-1.2，分别代表黄河流域内部的经济发达、较发达、一般发达、欠发达、很不发达地区）。分别选择2007年、2014年和2020年数据作为研究期初、期中和期末（下同）。数据分析显示，期初市域经济发展水平1-5级地区分别为1、6、11、29、25个，期中分别为2、5、12、30、23个，期末分别为5、11、13、27、16个。总体来看，2000年以来黄河流域不同发展水平地区趋同变化趋势不明显，虽然发达地区略有增加、最不发达地区大幅减少，但不发达和一般发达地区占较大比重，流域经济发展水平的空间差异仍较突出。从空间分布看，呈现上游较滞后、中游在崛起、下游较发达的阶梯式特征，夜间灯光指数高值区域集中在中下游省会城市及周边地区，而上游地区大多为低值区域。

（二）经济发展重心持续向东转移，流域东西部经济发展差距呈进一步扩大趋势

基于夜间灯光遥感数据建立标准差椭圆模型（标准差椭圆模型是判断资源在一定区域内分布趋势的统计方法。本文通过计算全流域2000年、2 0 0 5 年、2 010 年、2 015 年和2020年的夜间灯光标准差椭圆重心，分析其发展重心的移动轨迹），分析黄河流域经济发展重心，可以得出如下结论：2000年-2020年经济发展重心总体向东移动，约移动了84.9公里，平均每年移动4.2公里，移动距离呈逐年扩大趋势。具体来看，2000年-2020年，经济重心由黄河下游的河南地区向山东半岛转移，说明在山东半岛城市群和中原城市群两大增长极的带动下，下游地区发展速度较中上游地区更快，黄河流域东西部发展差距呈进一步扩大趋势。统计数据显示，2012年-2021年，黄河下游地区（山东、河南）与上游地区（甘肃、宁夏、青海）国内生产总值（GDP）的差距由64216.2亿元（为计算方便，黄河下游GDP由山东、河南GDP之和近似表示，黄河上游GDP由甘肃、宁夏、青海GDP之和近似表示）扩大到123841.4亿元，增加了近一倍。

（三）城市群和都市圈发展滞后，中心城市带动协同发展的作用不显著

从夜间灯光遥感数据看，黄河流域七个国家级城市群与长三角、珠三角等城市群相比，集聚度较低，发展尚不成熟。基于夜间灯光遥感数据，分别计算20 0 0年-2020年黄河流域二城市指数、四城市指数及十一城市指数（系描述一个国家或地区城市规模结构的指标）结果显示，三个指标值呈现波动向上趋势，但增长幅度均较小，二城市指数在0.98-1.24区间内波动，四城市指数在0.28-0.43区间内波动，十一城市指数在0.26-0.35区间内波动（如图1）。这表明黄河流域内各城市经济发展规模等级差距较小，发展能级落差不大。一方面，二城市指数相对较低，说明灯光亮度首位城市与排名第二的城市没有明显等级差距；另一方面，二城市指数和十一城市指数较低，说明从黄河流域城市的整体看，既缺乏具有明显发展优势和强大引领功能的龙头城市，也缺少能够聚集人口和科技等区域优质资源、辐射带动周边地区的超大城市、特大城市，而是以中小型城市为主。

图1 2000年—2020年黄河流域基于夜间灯光数据的城市首位度变化

（四）区域经济整体联系较弱

基于夜间灯光数据，计算20 0 0年-2020年黄河流域的莫兰指数（Moran'sI，通常研究城市之间的空间依赖程度，I的取值范围是-1～1，I大于0表示空间分布是正相关的，即灯光值高的点在空间上呈现聚集分布；I小于0表示空间分布是负相关的，即灯光值分布存在空间上的差异），并根据莫兰指数将流域划分为“高高”“高低”“低高”“低低”经济对外联系度（指与除本地区外黄河流域其他地区的联系程度，下同）由高到低的四个等级地区，以此分析黄河流域的整体经济发展联系度。数据显示，从期初到期末，“高高”集聚区域增长有限，而“低低”集聚区有小幅扩大趋势，表明近20年黄河流域整体经济联系度并未出现增强。具体看，对外联系度最低的“低低”集聚区集中在黄河上游大部分地区以及一些省际交界区，如运城、临汾、安阳、菏泽、商丘等地。对外联系度较低的“低高”集聚区多集中在黄河中游部分省会城市的周边地区，如阿拉善、乌兰察布、吕梁等地。此外，黄河流域各大省会城市均处于“高低”集聚区，表明还未形成具有较高区域协同发展效应的都市圈经济。

黄河流域协同发展水平不高的主要原因

通过建立地理加权回归（GWR）模型，定量分析和判断黄河流域经济协同发展的影响因素后发现，产业分工协作、科技创新协同、交通基础设施联通、协同治理机制等是对当前黄河流域协同发展影响较大的因素（借助ArcGIS10.2软件计算模拟整个样本期间各变量对黄河流域经济协同发展影响因素，由于各年份回归结果差异不大，限于篇幅不一一列出，仅以时效性较好的2020年回归结果进行重点分析，并将相应回归系数自然断裂为5个等级进行分级色彩渲染，其中青海省的玉树、海南、黄南三地因数据缺失严重，不参与回归分析）。

（一）产业分工协作不够紧密

黄河流域资源与地理分布梯度差异明显，中上游地区矿产、电力、劳动力等资源富集，下游地区现代制造业较发达，但流域上中下游产业发展缺乏统筹规划，地区之间产业分工有待优化，互补性亟须加强，还未形成全流域紧密衔接的产业链条。产业的同质化竞争问题较为突出，如黄河中游地区山西、陕西及河南部分地区都以能源与重化工业为主，相互之间竞争大于合作，不利于共同打造国家级高水平能源产业集群。下游地区的山东等地在推进新旧动能转换过程中，与上中游地区之间协调不够，尚未形成推进整个流域发展动能转换与升级的合力。

（二）科技创新协同不足

受制于历史发展、地理条件等因素，黄河流域整体科技创新基础薄弱。近年来，虽然黄河中下游地区的西安、郑州、济南、青岛等城市立足自身优势，大力推进科技创新，取得了长足的进展，但整体看，黄河流域覆盖新产品和服务创新的全链条、多层次、各阶段的风险投资机构较少，科技成果的跨区域产业转化渠道不畅。资源富集、创新能力较强的西安、青岛等地的科技创新成果对流域其他地区的输出与转化落地较少。同时，流域各地区科技创新发展存在同质化、无序竞争、强弱不均等问题，导致流域整体科技创新能力较低，制约着流域内产业链向高端化、数字化、智能化发展。

（三）基础设施互联互通有待提升

黄河流域地貌复杂，不利于交通建设。数据显示，黄河流域交通通达度呈现东南方向西北方递减态势。总体看，黄河流域交通廊道与京津冀、长三角、东部沿海、边境口岸的衔接不够，黄河流域中心城市与城市群其他地区之间的交通连通性不强，交通廊道和设施对沿黄中心城市和城市群发展的支撑不足。如缺少连接黄河流域七大城市群核心城市的高铁干线，部分上游城市群各主要城市间还未通高铁；黄河流域缺少通航达海的水上通道贯通连接流域各地区。由于交通设施支撑不足，既制约了山东省向中上游地区开放和辐射，也影响了郑州中欧班列枢纽的腹地拓展。

（四）协同治理机制不够完善

黄河流域横跨9 个省区，从横向看，流域协同发展的体制机制还不够完善，缺少统一的协同发展组织机构，跨界治理权责不清，责任共担和利益共享机制不够健全，有效的跨区域、跨部门、多层次的协商机制还未建立，许多区域合作仍停留在协议层面，行之有效的硬举措不多。从纵向看，涉及黄河流域经济协同发展的水利、财税、自然资源等行政部门的管理协同还不够紧密。

推动黄河流域协同发展的政策建议

（一）加强产业协作，构建流域现代产业体系

鼓励黄河流域上中下游地区发挥各自优势，因地制宜发展特色优势产业，形成特色竞争力。加强流域上中下游地区产业发展规划的统筹协调，开展跨区域产业协作，避免同质竞争和重复建设。支持流域不同城市之间共建产业园区、转移和承接产业项目，推进流域产业一体化发展。在全流域跨区域构建产业链、供应链、价值链，形成健康合理的流域产业生态圈。鼓励搭建流域供需对接、协同配合的产业发展合作平台和信息系统。深化要素市场改革，加快建设流域统一市场，引导技术、人才、资金等生产要素优化配置。

（二）深化协同创新，共建流域创新共同体

鼓励黄河流域高校、科研机构和企业开展科技创新合作，共同申报和承担国家科技合作类项目。面向高端农业、先进制造业、绿色低碳等领域的共性研发需求，鼓励联合开展“对外发榜、全国揭榜”，吸引全国知名高校、科研机构和高科技企业与流域内创新主体共同解决关键技术难题。支持流域共建共享产业创新中心、工程研究中心等科技创新平台。依托山东省技术成果交易中心，加快建设黄河技术转移中心，推动技术要素市场建设和科技创新成果跨区域对接、转化。利用好国家对口支援、转移支付等政策，加大流域发达地区对欠发达地区的人才、技术和资金支援，鼓励双方共建人才培训和实习基地，共同培养能够满足各地区发展实际需要的各类人才。鼓励共享引才渠道，联合开展人才招引活动，吸引和集聚全球高层次科技创新人才。

（三）强化规划引领，大力推进基础设施互联互通

加强黄河流域便捷、智能、绿色、安全的现代交通网络一体化规划建设。以增强流域各城市群及各中心城市之间的空间联系为重点，建设沿黄地区的高铁网络。加快推进“八纵八横”高铁网络中北京至兰州、青岛至银川高铁建设，打造流域东西轴向的两大通道。加快推进郑州—济南高铁，实现黄河流域山东半岛和中原地区两大核心经济发展引擎的联通，增强其核心带动作用。加快将流域中心城市和重点城市建设成为全国性综合交通枢纽，推进以城市群和都市圈轨道交通、大站快车干线为主的区域内部交通支线建设，连通沿黄主要经济区。优化流域高速公路网，推动高速公路、省内公路跨省对接。在有条件的中小城市建设一批多功能民用机场，形成全流域规模适度、结构合理的机场体系。加快推进黄河全流域恢复通航工程，建设现代化水上运输新通道，实现黄河流域通航达海。

（四）树立“大治理”理念，完善协同治理机制

借鉴长三角一体化、粤港澳大湾区建设、大东京湾发展等国内外跨区域治理经验，推动构建黄河流域利益相关方共同参与的现代新型跨区域治理体系，形成政府、企业、社会组织、个人等各类主体共同参与的跨区域“大治理”模式。加强水利部黄河水利委员会职能，更好发挥其进行顶层设计和宏观指导协调的作用。建立和完善沿黄九省区从省级到县级的多层级沟通协商机制、信息共享机制，保持政府层面的密切互动。充分发挥行业组织和社会组织的作用，吸收相关代表参与区域协同治理重大决策和行动，使治理决策反映多方利益诉求，推动沿黄各地区之间的紧密互动。

（五）加快发展城市群，发挥中心城市带动作用

依托“陇海—兰新”和“郑州—济南—青岛”综合交通通道，串联兰西城市群、关中城市群、中原城市群和山东半岛城市群，建设“兰西郑济青”沿黄城镇带，推进黄河流域城市群融合发展。发挥山东半岛城市群的龙头带动作用，提升“兰西郑济青”沿黄城镇带的发展能级，提高黄河流域在全国区域战略格局中的地位。支持济南、西安、郑州建设国家中心城市，大力提升城市发展位势，将其打造成为全流域的龙头发展城市。支持太原、西宁、呼和浩特等建设区域中心城市，增强其对区域发展的带动和辐射作用。

资料链接：

目前，全球范围可获得的夜光遥感影像有两类：一类是美国军事气象卫星计划（DMSP）搭载的线性扫描业务系统（OLS）发布的DMSP/OLS年平均夜光遥感影像，其空间分辨率为1千米；另一类是基于极地环境业务卫星（S-NPP）搭载的可见红外成像辐射仪（VIIRS）发布的2012年至今的NPP/VIIRS月平均夜光遥感影像，其空间分辨率为500米。夜间灯光影像能反映城市和区域发展的综合性表现，NPP-VIIRS在模拟社会经济参量上具有时效性较好、辐射范围较广、分辨率较高、灯光总量和灯光面积与经济数据的相关性较强等优势，本文选取NPP/VIIRS数据来表征黄河流域经济发展情况。

夜间灯光指数表征经济发展情况有两种常见方法：一种是采用灯光总指数（TDN），即统计对象区域内所有栅格总值；另一种是平均灯光指数（ANLI），即TDN与栅格总数之比，本文采用后一种方法。