中原城市群生態(tài)效率時(shí)空演變及影響因素

韓 燕,鄧美玲

1 蘭州交通大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,蘭州 730070

2 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所,經(jīng)濟(jì)地理與區(qū)域發(fā)展研究室,北京 100101

隨著我國區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境之間的矛盾日益突出,黨的十九大高度重視生態(tài)文明建設(shè),提出要把生態(tài)文明理念全面融入城市發(fā)展。2016年12月《中原城市群發(fā)展規(guī)劃》中要求把中原城市群建設(shè)為綠色生態(tài)發(fā)展示范區(qū)。中原城市群地處全國“兩橫三縱”城市化戰(zhàn)略格局的有利據(jù)點(diǎn),在人力資源、自然資源稟賦、城鎮(zhèn)體系建設(shè)等方面具有較強(qiáng)優(yōu)勢(shì),具有極強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿?但與此同時(shí),資源環(huán)境約束加劇、部分城市霧霾天氣、水資源短缺、資源配置效率低下等問題突出,給中原城市群的可持續(xù)發(fā)展帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。中原城市群處于加快崛起的關(guān)鍵階段,把生態(tài)文明理念全面融入中原城市群發(fā)展進(jìn)程中,對(duì)于實(shí)現(xiàn)其城市高效、綠色發(fā)展十分重要。因此,分析中原城市群生態(tài)發(fā)展現(xiàn)狀,測(cè)算其生態(tài)效率并探索中原城市群生態(tài)效率的時(shí)空演變及其影響因素,對(duì)于推動(dòng)中原城市群可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

“生態(tài)效率”因同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展和資源環(huán)境,為破解兩者矛盾提供了一個(gè)新的研究視角。生態(tài)效率[1]概念自1990年提出以來,不同尺度、不同領(lǐng)域的生態(tài)效率就引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛興趣,研究成果豐富。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)生態(tài)效率的研究主要集中在以下三個(gè)方面： 一是在研究區(qū)域和應(yīng)用領(lǐng)域方面,已有的研究開始由國家[2]、區(qū)域[3- 4]宏觀層面向產(chǎn)業(yè)發(fā)展[5-6]、政府管理[7]等微觀層面轉(zhuǎn)變；研究尺度逐漸細(xì)化,由國家、省域尺度[8]開始向市域、縣域尺度[9]轉(zhuǎn)變。二是在研究方法與影響因素方面,學(xué)者們常用的測(cè)算方法主要有指標(biāo)體系法[10-11]、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法[12-13]、能值分析法[14]、因子分析法[15]及生態(tài)足跡法[16]。分析影響因素時(shí)常用多元線性回歸分析法[17]、Tobit回歸模型[18]、門檻回歸[19]的方法。三是在研究?jī)?nèi)容方面,早期集中在概念辨析、效率測(cè)度及評(píng)價(jià)方面[20-21],目前更加關(guān)注生態(tài)效率的影響因素及其空間溢出效應(yīng)[22-23],如潘興俠運(yùn)用空間誤差模型,探討了影響我國省域生態(tài)效率的影響因素,結(jié)果表明利用外資、人力資源和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)生態(tài)效率影響顯著為正[24]。此外,研究表明經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口規(guī)模、技術(shù)創(chuàng)新、城鎮(zhèn)化等也對(duì)生態(tài)效率產(chǎn)生影響[25-26]。

通過梳理文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),鮮有文獻(xiàn)從城市群視角綜合研究中原城市群內(nèi)部多個(gè)城市的生態(tài)效率；指標(biāo)體系構(gòu)建及測(cè)度方法有待完善,傳統(tǒng)DEA(數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法,Data envelopment analysis)方法忽視了非期望產(chǎn)出,且其結(jié)果在0—1之間,多個(gè)決策單元效率值為1,很難對(duì)有效決策單元進(jìn)行排序；單一線性回歸方法在分析影響因素時(shí)忽略了區(qū)域間的空間關(guān)聯(lián)和空間依賴性,不利于探討多要素間的相互影響,研究生態(tài)效率的空間溢出效應(yīng)。與此同時(shí),基于地理時(shí)空二維視角,運(yùn)用GIS分析技術(shù)勾勒其時(shí)空演變路徑,實(shí)現(xiàn)學(xué)科交互融合的成果較少。鑒于此,本文基于城市群視角,考慮空間關(guān)聯(lián)性,采用Super-SBM(超效率SBM模型,Super slacks-based model)模型、空間自相關(guān)檢驗(yàn)和空間滯后模型,綜合測(cè)度了2003—2016年中原城市群29個(gè)地級(jí)市的生態(tài)效率,并利用GIS分析技術(shù),刻畫了生態(tài)效率的時(shí)空演變特征,力圖揭示經(jīng)濟(jì)社會(huì)變化過程中中原城市群各城市生態(tài)效率的區(qū)域差異,并在此基礎(chǔ)上深入分析生態(tài)效率變動(dòng)的影響因素,以期為實(shí)現(xiàn)中原城市群經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境三大系統(tǒng)協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 研究區(qū)域、研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)與數(shù)據(jù)來源

1.1.1研究區(qū)

本文的研究區(qū)域根據(jù)2016年12月經(jīng)國務(wù)院批復(fù)的《中原城市群發(fā)展規(guī)劃》中的規(guī)劃范圍確定,具體包括：河南全省17個(gè)省轄市(因濟(jì)源市數(shù)據(jù)缺失嚴(yán)重,被剔除),山西的晉城、長(zhǎng)治、運(yùn)城,河北的邯鄲、邢臺(tái),山東的聊城、菏澤,安徽的淮北、亳州、宿州、阜陽、蚌埠5省29個(gè)地級(jí)市(圖1)。2016年,中原城市群地區(qū)生產(chǎn)總值占全國經(jīng)濟(jì)總量的8.2%,年末總?cè)丝谡既珖側(cè)丝诘?3.6%,隨著城鎮(zhèn)化與工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn),能源資源消耗量大,碳排放量持續(xù)上升,環(huán)境資源承載壓力不斷增大,環(huán)境問題突出[27-28]。 2016年全國嚴(yán)重污染的24個(gè)城市中中原城市群占比45.8%,2016年74城市環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)排名相對(duì)較差的10個(gè)城市中有邢臺(tái)、邯鄲、鄭州三個(gè)城市[29],其經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境保護(hù)矛盾突出。

圖1 中原城市群區(qū)域圖

1.1.2指標(biāo)體系構(gòu)建與數(shù)據(jù)來源

參考以往學(xué)者構(gòu)建的區(qū)域生態(tài)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[25,30],并考慮市域數(shù)據(jù)可得性,以投入產(chǎn)出理論為基礎(chǔ),構(gòu)建中原城市群生態(tài)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。

表1 中原城市群生態(tài)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

投入指標(biāo)方面,勞動(dòng)、資本是經(jīng)濟(jì)學(xué)中最基本的生產(chǎn)要素。選取年末單位從業(yè)人員作為勞動(dòng)投入,由于城市固定資本存量數(shù)據(jù)在統(tǒng)計(jì)年鑒中無法直接獲取,根據(jù)永續(xù)盤存法計(jì)算,公式為：

Kt=Kt-1(1-δ)+It

(1)

其中Kt,Kt-1分別是t期和t-1期的資本存量；δ為折舊率；It為t期的投資,以固定資本形成總額替代；固定資產(chǎn)投資建設(shè)周期、固定資產(chǎn)投資價(jià)格總指數(shù)、折舊率和初始資本存量的計(jì)算借鑒參考文獻(xiàn)[31]。運(yùn)用熵值法計(jì)算各城市的其他資源投入(全社會(huì)用電量、城市建設(shè)用地面積和供水總量)綜合反映其他資源投入。熵值法具體計(jì)算步驟見參考文獻(xiàn)[32]。

產(chǎn)出指標(biāo)方面,選取地區(qū)生產(chǎn)總值作為期望產(chǎn)出,為消除價(jià)格因素影響,根據(jù)國內(nèi)生產(chǎn)總值指數(shù)折算為以2003年為基期的實(shí)際值。利用熵值法構(gòu)建環(huán)境污染指數(shù)(各地級(jí)市的工業(yè)廢水排放量、工業(yè)二氧化硫排放量和工業(yè)煙粉塵排放量)綜合反映非期望產(chǎn)出。

本文的原始數(shù)據(jù)來源于2004—2017年的《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》,部分缺失數(shù)據(jù)根據(jù)各市統(tǒng)計(jì)公報(bào)和官網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整補(bǔ)充。城市固定資本存量數(shù)據(jù)根據(jù)柯善咨和向娟的方法測(cè)算,由湖南大學(xué)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)研究中心提供。

1.2 研究方法

1.2.1生態(tài)效率測(cè)算方法—Super-SBM模型

傳統(tǒng)DEA模型使用徑向模型測(cè)算效率,未考慮投入產(chǎn)出的松弛變量,會(huì)高估決策單元效率。為此,Tone[33]提出一種非徑向、非角度的SBM模型,但是使用SBM模型計(jì)算效率時(shí),多個(gè)DMU(決策單元,Decision making unit)的效率值顯示為 1,無法區(qū)別出有效決策單元之間的效率差異。因此本文采用Tone[33]改進(jìn)的Super-SBM 模型進(jìn)行測(cè)算,解決了有效決策單元的排名問題,從而真實(shí)反映中原城市群生態(tài)效率的本質(zhì)。具體形式見公式(2)：

(2)

1.2.2空間自相關(guān)

空間自相關(guān)是用來檢驗(yàn)?zāi)骋粏卧挠^測(cè)值與其鄰居的觀測(cè)值是否具有空間關(guān)聯(lián)性。全局空間自相關(guān)是分析區(qū)域整體的空間關(guān)聯(lián)特征,采用莫蘭指數(shù)(Moran′I)來衡量,計(jì)算公式如下：

(3)

(4)

式中：xi為研究單元i的觀測(cè)值；Wij為空間權(quán)重矩陣,空間相鄰為1,不相鄰為0。如果Gi*值顯著為正,則表示i地區(qū)周邊的值相對(duì)較高,屬于熱點(diǎn)區(qū)；反之則為冷點(diǎn)區(qū)。

1.2.3空間計(jì)量模型

常用的空間計(jì)量模型有空間誤差模型和空間滯后模型[34]。

空間誤差模型(Spatial error model,SEM)側(cè)重考察隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)的空間影響,模型設(shè)定為：

yit=βxit+∈it,∈it=λwit∈it+γ

(5)

式中：yit為生態(tài)效率,β為各影響因素的回歸系數(shù),xit為各影響因素,∈it是獨(dú)立同分布的隨機(jī)誤差項(xiàng),λ為空間誤差系數(shù),wit為鄰接空間權(quán)重矩陣,λ∈it為空間自相關(guān)誤差項(xiàng),γ是誤差項(xiàng)的誤差項(xiàng)。

空間滯后模型(Spatial lag model, SLM)側(cè)重考察因變量的空間溢出效應(yīng),模型設(shè)定為：

yit=ρ∑wityit+βxit+∈it

(6)

式中：ρ為空間滯后項(xiàng)回歸系數(shù),其他字母含義同式(5)。

按照Anselin建議的空間計(jì)量模型選擇步驟[35],在對(duì)SLM和SEM模型估計(jì)前,需要先進(jìn)行Hausman檢驗(yàn)來確定使用固定效應(yīng)模型還是隨機(jī)效應(yīng)模型,然后進(jìn)行拉格朗日乘子及穩(wěn)健檢驗(yàn)方法最終確定使用的模型。

2 中原城市群生態(tài)效率的時(shí)空演變特征

2.1 時(shí)空特征

2.1.1時(shí)序演變特征

根據(jù)Super-SBM模型,計(jì)算2003—2016年中原城市群的生態(tài)效率,結(jié)果如圖2。

從圖2中可以看出,中原城市群生態(tài)效率整體上呈“階梯狀”的上升趨勢(shì),變異系數(shù)在0.22—0.36之間變化,區(qū)域差異呈“波浪形”變化趨勢(shì)。當(dāng)生態(tài)效率快速上升時(shí),區(qū)域差異擴(kuò)大；當(dāng)生態(tài)效率平穩(wěn)發(fā)展時(shí),區(qū)域差異不斷縮小。在整個(gè)研究期內(nèi),2003—2006年,2009—2011年,2015—2016年這三個(gè)時(shí)期生態(tài)效率快速上升,同時(shí)區(qū)域差異不斷擴(kuò)大。2006—2009年,2011—2015年這兩個(gè)時(shí)期生態(tài)效率平穩(wěn)發(fā)展,區(qū)域差異逐漸縮小。

圖2 2003—2016年中原城市群生態(tài)效率變化趨勢(shì)

出現(xiàn)這種變化特征可能的原因是：2003—2006年,2009—2011年這兩個(gè)時(shí)期,中原城市群經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的粗放式及部分行業(yè)產(chǎn)能過剩的影響逐漸顯現(xiàn),資源環(huán)境約束加劇,但其努力促進(jìn)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展,GDP導(dǎo)向型發(fā)展特征明顯,因此生態(tài)效率整體呈上升趨勢(shì)且增速較快。由于各市資源配置效率、經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)及環(huán)境污染治理力度等方面的差異,導(dǎo)致區(qū)域差異擴(kuò)大。而2006—2009年期間,由于受到全球金融危機(jī)的影響,中原城市群各省調(diào)整發(fā)展戰(zhàn)略,加強(qiáng)節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)境保護(hù),不斷淘汰落后產(chǎn)能,關(guān)閉重污染企業(yè),同時(shí)政府投資新技術(shù)產(chǎn)業(yè),更加注重經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)建設(shè)的一致性,推動(dòng)了綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,此期間生態(tài)效率平穩(wěn)發(fā)展,中原城市群內(nèi)部生態(tài)效率差異不斷縮小。2011—2015年,經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)時(shí)期,前期依靠資源要素驅(qū)動(dòng)及粗放式經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式帶來的弊端逐漸出現(xiàn),經(jīng)濟(jì)增速放緩,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,政府環(huán)境治理力度加大,致使這一時(shí)期生態(tài)效率平穩(wěn)發(fā)展,在此背景下,生態(tài)效率的區(qū)域差異逐漸縮小。而2015—2016年,經(jīng)過前期資源要素累積,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí),居民環(huán)保意識(shí)增強(qiáng),同時(shí)伴隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念的轉(zhuǎn)變,更加注重資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展,生態(tài)效率又開始快速上升,由于承接?xùn)|部地區(qū)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,城市間生態(tài)效率差異不斷擴(kuò)大。

2.1.2空間分異特征

為了更清楚地觀察生態(tài)效率的空間差異及格局演變特征,選取2003,2010,2016年的數(shù)據(jù),在參考相關(guān)研究的基礎(chǔ)上[30],將中原城市群的生態(tài)效率值(ρ*)劃分成三個(gè)等級(jí)：ρ*≥1為高效率,0.8≤ρ*<1為中等效率,ρ*<0.8為低效率,來探討其空間分異特征,結(jié)果見圖3。

總體來看(圖3)：(1)中原城市群不同等級(jí)的生態(tài)效率空間差異明顯,生態(tài)效率水平具有空間溢出性,生態(tài)效率水平相近的城市集中連片分布,總體上呈現(xiàn)出北部和南部高,中間低的空間分布格局。(2)2003、2010、2016年生態(tài)效率中高水平的城市比重逐漸增加,低效率水平的城市比重逐漸下降。

圖3 中原城市群生態(tài)效率空間格局

具體來看：(1)生態(tài)效率高值區(qū)主要分布在河南周口、許昌及安徽亳州。這幾個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)實(shí)力并不具有顯著優(yōu)勢(shì),但從投入產(chǎn)出指標(biāo)分析,發(fā)現(xiàn)其投入的勞動(dòng)力、資本、其他資源投入帶來的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益較高,同時(shí)非期望產(chǎn)出相對(duì)較少。(2)中等效率的空間范圍略有增加,主要分布在中原城市群北部的邯鄲及南部的洛陽、平頂山、南陽和駐馬店。其中,邯鄲和洛陽資本和其他資源投入冗余,平頂山在2010年勞動(dòng)力過剩,勞動(dòng)力資源利用率低,這些城市在帶來經(jīng)濟(jì)高產(chǎn)出的同時(shí),也造成非期望產(chǎn)出的大幅增加,減排壓力增大。而南陽和駐馬店的非期望產(chǎn)出都偏低,但是由于資源配置不合理,沒有促進(jìn)其生態(tài)效率的提高。如南陽的其他資源投入冗余,駐馬店的勞動(dòng)力和資本投入冗余。(3)低效率范圍區(qū)主要為中等效率和高效率之間的區(qū)域,集中分布在中原城市群西北和東北兩個(gè)片區(qū)。這些城市處于中等效率及高效率的邊緣,多數(shù)是資源型城市,由于過度強(qiáng)調(diào)資源的經(jīng)濟(jì)效益,忽視生態(tài)環(huán)境保護(hù)、缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃等原因,在發(fā)展過程中積累了很多問題。這些城市在追求經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出增加時(shí),對(duì)其他資源投入需求量較大,同時(shí)大量污染物排放量的增加,加重了生態(tài)環(huán)境的負(fù)擔(dān),導(dǎo)致其生態(tài)效率水平偏低。

分省來看：(1)河南省2003年生態(tài)效率高值區(qū)分布于亳州—許昌沿線,生態(tài)效率中等區(qū)集中分布于豫西南,生態(tài)效率低值區(qū)呈散點(diǎn)狀分布；2010年生態(tài)效率水平高和低的城市數(shù)量均減少,生態(tài)效率中等地區(qū)集中分部在豫北；2016年生態(tài)效率高和低的城市數(shù)量減少,中等水平的城市數(shù)量增加。(2)河北省的邯鄲和邢臺(tái)兩個(gè)城市在2003年為生態(tài)效率低水平,在2010年和2016年,邢臺(tái)上升為高效率水平。山西省的運(yùn)城在2006年由低效率水平上升為中等效率水平,晉城則在2016年由低效率水平上升為中等效率水平。山東省的聊城在2003和2010年均為中等效率水平,在2016年上升為高效率水平；菏澤在2003、2010和2016年均處于低效率水平。安徽省2003年高效率水平只有亳州市,2010年高效率和中等效率城市數(shù)量均增加,2016年中等效率城市數(shù)量增加。

2.2 空間關(guān)聯(lián)特征

將生態(tài)效率值作為變量,采用鄰接空間權(quán)重矩陣,得到的Moran′I值(表2)均為正值,且大多數(shù)年份都通過5%水平的顯著性檢驗(yàn),表明中原城市群生態(tài)效率存在正空間自相關(guān)性。

表2 2003—2016年生態(tài)效率的莫蘭指數(shù)

為進(jìn)一步揭示中原城市群生態(tài)效率的局部空間關(guān)聯(lián)格局,測(cè)度其局域關(guān)聯(lián)特征,利用Getis-Ord Gi*指數(shù)繪制中原城市群冷熱點(diǎn)演變趨勢(shì)圖(圖4)。由圖4可知：中原城市群生態(tài)效率的熱點(diǎn)區(qū)變化明顯,許昌、漯河、周口和阜陽形成穩(wěn)定的熱點(diǎn)區(qū),冷點(diǎn)區(qū)在中原城市群西北部地區(qū)動(dòng)態(tài)變化。熱點(diǎn)區(qū)范圍不斷擴(kuò)大,熱點(diǎn)區(qū)從條帶狀分布向斑塊狀聚集分布,最初集聚于阜陽—許昌沿線城市,然后蔓延至中原城市群南部的大部分地區(qū),其數(shù)量由2003年的5個(gè)增加到2016年的8個(gè)。次熱點(diǎn)區(qū)的大部分城市分布在熱點(diǎn)區(qū)周圍,其余幾個(gè)城市零星分布,其城市數(shù)量由2003的6個(gè)增加到2010年的9個(gè),然后在2016年又減少至6個(gè)。冷點(diǎn)區(qū)和次冷點(diǎn)區(qū)變化明顯,其中冷點(diǎn)區(qū)范圍略有增加,由2003年的4個(gè)變?yōu)?016年的5個(gè),次冷點(diǎn)區(qū)由2003年的15個(gè)減少至2016年的10個(gè)。

圖4 中原城市群生態(tài)效率冷熱點(diǎn)分布趨勢(shì)圖

“極化涓滴”效應(yīng)的作用,使生態(tài)效率通過近鄰擴(kuò)散機(jī)制達(dá)到最優(yōu)。中原城市群北部和南部生態(tài)效率相對(duì)較高,具有明顯的正向輻射效應(yīng),值得注意的是,鄭州的輻射帶動(dòng)作用并不明顯。雖然這在一定程度上可以縮小城市間的差異,但對(duì)整體生態(tài)效率的影響作用有限,所以局部空間格局變化不大。

3 影響因素分析

3.1 空間模型的設(shè)定及指標(biāo)選取

上文已知生態(tài)效率存在顯著的正空間自相關(guān)性，同時(shí)中原城市群生態(tài)效率的空間特征顯示了城市間生態(tài)效率水平具有空間溢出效應(yīng)。因此采用空間計(jì)量分析模型能更好地揭示經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象,也更加符合實(shí)際。在進(jìn)行面板空間固定效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng)的選擇時(shí),需要進(jìn)行Hausman檢驗(yàn),結(jié)果見表3。Hausman檢驗(yàn)結(jié)果中p值通過1%水平的顯著性檢驗(yàn),因此要選擇固定效應(yīng)。根據(jù)Anselin的空間計(jì)量模型分析流程[35],進(jìn)行拉格朗日乘子(Lagrange multipliers,LM)檢驗(yàn),結(jié)果表明穩(wěn)健的空間滯后模型的拉格朗日乘子檢驗(yàn)更加顯著,因此最終選擇固定效應(yīng)的空間滯后模型進(jìn)行建模分析。

表3 模型選擇檢驗(yàn)

區(qū)域生態(tài)效率的影響因素復(fù)雜,綜合已有研究對(duì)城市群生態(tài)效率影響因素的分析[19,30,36],在中原城市群市域數(shù)據(jù)可獲得基礎(chǔ)上,構(gòu)建影響因素指標(biāo)體系(表4)。選取經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城市規(guī)模、對(duì)外開放和科技水平五項(xiàng)指標(biāo),各指標(biāo)含義見表4。其中,經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和城市規(guī)模這兩個(gè)變量取對(duì)數(shù)。

表4 中原城市群生態(tài)效率影響因素

3.2 計(jì)量結(jié)果分析

對(duì)中原城市群生態(tài)效率的影響因素進(jìn)行分析,模型估計(jì)結(jié)果如表5所示。

回歸分析結(jié)果表明(表5)：空間滯后項(xiàng)回歸系數(shù)ρ(0.137),通過了5%水平的顯著性檢驗(yàn),說明中原城市群生態(tài)效率水平存在正向空間溢出效應(yīng),生態(tài)效率等級(jí)高和等級(jí)低的城市存在局部俱樂部收斂特征,即生態(tài)效率高(低)的城市,受其影響,其周圍城市生態(tài)效率也高(低)。

表5 空間滯后模型估計(jì)結(jié)果

經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的彈性系數(shù)在1%水平上顯著為正,即經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與生態(tài)效率存在正相關(guān)關(guān)系。說明經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高,經(jīng)濟(jì)越富裕,政府越有更充裕的財(cái)政資金用于治理環(huán)境污染,政府的環(huán)境調(diào)控能力也就越強(qiáng)；同時(shí),經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提高,有助于節(jié)能減排等新技術(shù)的廣泛應(yīng)用,提高資源利用效率,優(yōu)化治理環(huán)境污染手段,這都將促進(jìn)生態(tài)效率的提高。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)生態(tài)效率的影響在統(tǒng)計(jì)上不顯著。中原城市群的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)是裝備制造業(yè)和食品工業(yè),這類產(chǎn)業(yè)對(duì)勞動(dòng)力、水電等資源的需求量較大,資源的大量投入在帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),也造成資源浪費(fèi),污染物排放量增多,而第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展相對(duì)落后,難以彌補(bǔ)第二產(chǎn)業(yè)粗放經(jīng)營帶來的負(fù)面影響,對(duì)生態(tài)效率的促進(jìn)作用有限。

城市規(guī)模對(duì)生態(tài)效率的影響統(tǒng)計(jì)上不顯著。目前,中原城市群城鎮(zhèn)規(guī)模體系結(jié)構(gòu)中,缺少超大城市,其他規(guī)模等級(jí)的城市齊全,特大、大、中、小城市都占一定比例。根據(jù)城市規(guī)模劃分標(biāo)準(zhǔn),中原城市群特大城市只有鄭州一個(gè),大城市數(shù)量每年增加1個(gè),2016年達(dá)到18個(gè)；小城市數(shù)量由2015年的3個(gè)減少為2016年的2個(gè)。大城市數(shù)量的增加和小城市數(shù)量的減少,表明中原城市群的城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,人口吸納能力不斷增強(qiáng),城市密集,人口集聚程度不斷提高,但人口增加帶來的集聚效應(yīng)還沒有充分顯現(xiàn),社會(huì)分工專業(yè)化,經(jīng)濟(jì)、文化和技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)還未完全凸顯,因此對(duì)生態(tài)效率的積極影響不明顯。

對(duì)外開放水平的回歸系數(shù)通過5%水平的顯著性檢驗(yàn),即對(duì)外開放水平與生態(tài)效率存在正相關(guān)關(guān)系。對(duì)外開放水平包含地區(qū)發(fā)展外向型經(jīng)濟(jì)和利用外商企業(yè)發(fā)展本地區(qū)經(jīng)濟(jì)的能力兩大部分。外向型經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高,使得進(jìn)出口總額、實(shí)際利用外資規(guī)模增加,會(huì)刺激當(dāng)?shù)仄髽I(yè)提高生產(chǎn)率、加快資本積累、優(yōu)化資源配置,從而帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)。外商企業(yè)發(fā)展本地區(qū)經(jīng)濟(jì)能力提高,外商投資規(guī)模擴(kuò)大,給中原城市群帶來了就業(yè)和GDP的增長(zhǎng),同時(shí),在吸引境外資金的同時(shí),也可以學(xué)習(xí)境外先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)及清潔生產(chǎn)技術(shù)和理念,提高資源利用效率,有效地改善本地的生態(tài)環(huán)境,并通過技術(shù)溢出效應(yīng)帶動(dòng)其他企業(yè)進(jìn)行節(jié)能環(huán)保生產(chǎn),降低了城市的資源消耗量,改善了城市的環(huán)境質(zhì)量。這兩個(gè)方面綜合發(fā)揮作用,有助于提高中原城市群的生態(tài)效率。

科技水平的回歸系數(shù)通過了1%水平的顯著性檢驗(yàn),但該系數(shù)的影響方向與預(yù)期相反。這與持有“技術(shù)—環(huán)境悖論”觀點(diǎn)的學(xué)者[37]觀點(diǎn)一致,即技術(shù)同樣也會(huì)帶來嚴(yán)重的環(huán)境問題。分析原因可能是,中原城市群提升科技水平的主要目的可能更側(cè)重于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),忽視了經(jīng)濟(jì)、資源與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,科技水平提升帶來的環(huán)境負(fù)效應(yīng)超過了它帶來的經(jīng)濟(jì)正效應(yīng),因此對(duì)生態(tài)效率產(chǎn)生抑制作用。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

本文以中原城市群29個(gè)城市為研究對(duì)象,運(yùn)用Super-SBM模型測(cè)算了各市的生態(tài)效率,利用變異系數(shù)、莫蘭指數(shù)對(duì)測(cè)度結(jié)果進(jìn)行分析,并借助地理信息系統(tǒng)工具分析其時(shí)空演變特征,考慮到生態(tài)效率具有明顯的空間關(guān)聯(lián)特征,引入空間權(quán)重矩陣,利用空間滯后模型分析了生態(tài)效率的主要影響因素,得出如下結(jié)論：

(1)2003—2016年,中原城市群生態(tài)效率水平整體上呈“階梯狀”發(fā)展態(tài)勢(shì),城市間差異明顯,呈現(xiàn)北部和南部高,中間低的空間分布格局。2016年,周口、邢臺(tái)、亳州生態(tài)效率較高,淮北、鶴壁、信陽生態(tài)效率較低。

(2)中原城市群生態(tài)效率局部空間關(guān)聯(lián)性顯著,空間集聚程度逐步加強(qiáng),熱點(diǎn)區(qū)范圍擴(kuò)大,次熱點(diǎn)區(qū)范圍基本保持不變,冷點(diǎn)區(qū)范圍略增加,次冷點(diǎn)區(qū)范圍減少。

(3)考慮空間因素,引入空間鄰接權(quán)重矩陣,利用空間滯后模型(SLM)分析了生態(tài)效率的影響因素。結(jié)果表明：中原城市群生態(tài)效率具有正向空間溢出效應(yīng),經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和對(duì)外開放水平對(duì)生態(tài)效率的影響顯著為正,對(duì)生態(tài)效率有促進(jìn)作用?？萍妓綄?duì)生態(tài)效率的影響顯著為負(fù),對(duì)生態(tài)效率產(chǎn)生阻礙作用。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和城市規(guī)模對(duì)生態(tài)效率的影響未能通過顯著性檢驗(yàn),對(duì)生態(tài)效率的影響還未能充分顯現(xiàn)出來。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、對(duì)外開放水平和科技水平是影響中原城市群生態(tài)效率變動(dòng)的主要因素。

4.2 建議

針對(duì)上述實(shí)證結(jié)論,為提高中原城市群生態(tài)效率,推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展,提出幾點(diǎn)建議：

(1)中原城市群城市間生態(tài)效率差異顯著,提高生態(tài)效率的關(guān)鍵在于低投入、低排放實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)出,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。因此,生態(tài)效率高的城市可以通過資源調(diào)整、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、技術(shù)進(jìn)步實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,增加期望產(chǎn)出,減少非期望產(chǎn)出。中等效率的城市需要適當(dāng)調(diào)整資源投入比例,通過勞動(dòng)力、資本、土地及水電資源的使用規(guī)模和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化配置,實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約集約利用,提高資源利用率,同時(shí)可以采用新工藝新技術(shù),減少非期望產(chǎn)出。低效率的城市尤其是資源型城市,它的關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)變資源利用和消費(fèi)觀念,同時(shí)通過技術(shù)創(chuàng)新、管理優(yōu)化,在實(shí)現(xiàn)資源利用效率大幅提升的同時(shí),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

(2)中原城市群生態(tài)效率存在正向空間溢出效應(yīng),因此要加強(qiáng)中原城市群各級(jí)政府間的合作,跨越行政區(qū)劃限制,促進(jìn)各類要素在城市間自由流動(dòng)。生態(tài)效率高的城市要積極與生態(tài)效率低的城市分享先進(jìn)的資源利用及環(huán)境保護(hù)經(jīng)驗(yàn),加強(qiáng)在資源環(huán)境領(lǐng)域方面的交流與合作；生態(tài)效率低的城市,尤其是資源型城市,可以對(duì)其適當(dāng)提高資源稅、環(huán)境稅及排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn),在保護(hù)環(huán)境的同時(shí),達(dá)到合理開發(fā)利用資源,提高生態(tài)效率的目的。通過城市間的深度合作,使生態(tài)效率高的城市輻射帶動(dòng)周邊城市,促進(jìn)中原城市群整體生態(tài)效率的提升。

(3)計(jì)量結(jié)果顯示,經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、對(duì)外開放水平和科技水平是影響中原城市群生態(tài)效率的主要因素。因此,提高中原城市群生態(tài)效率,需要破解現(xiàn)階段生態(tài)效率的冷熱點(diǎn)的分布格局,突出鄭州的核心帶動(dòng)作用,把建設(shè)鄭州國家中心城市作為突破口,全面提升鄭州的發(fā)展力、輻射力,借助“集合城市”的力量,形成帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力源,形成鄭州大都市區(qū),打造引領(lǐng)中原城市群發(fā)展的核心增長(zhǎng)極[38]。各城市在追求GDP增長(zhǎng)的同時(shí),要探索適合自己發(fā)展的生態(tài)道路,持續(xù)提升對(duì)外開放水平,大力發(fā)展外向型經(jīng)濟(jì),提升外商企業(yè)發(fā)展本地區(qū)經(jīng)濟(jì)的能力,同時(shí)要加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,加強(qiáng)對(duì)土地、水電等資源的集約利用,并采用新技術(shù)、新工藝提高資源利用效率,減少資源浪費(fèi)。此外,要以科技引領(lǐng)綠色發(fā)展,釋放鄭洛新國家自主創(chuàng)新示范區(qū)的政策紅利優(yōu)勢(shì),發(fā)揮其示范和引領(lǐng)作用,同時(shí)要發(fā)揮企業(yè)科技研發(fā)推動(dòng)綠色發(fā)展的支撐性作用,促進(jìn)科技水平帶來的環(huán)境正效應(yīng)的提升,進(jìn)而提高中原城市群生態(tài)效率水平,推動(dòng)中原城市群實(shí)現(xiàn)內(nèi)生性綠色發(fā)展。