京津冀城市群生態(tài)效率的空間收斂性研究

孫 鈺，梁一燦，齊艷芬，崔 寅

(1.天津商業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，天津 300134；2.天津大學(xué)管理與經(jīng)濟學(xué)部，天津 300072；3.天津社會科學(xué)院，天津 300191）

京津冀城市群作為中國北方最大的城市群，經(jīng)濟總量占全國的近10%1），是國家核心增長極和高質(zhì)量發(fā)展的“潛力股”。自京津冀協(xié)同發(fā)展上升到國家戰(zhàn)略層面以來，其生態(tài)一體化理念逐漸深入人心。2020 年北京市出臺的《關(guān)于建立更加有效的區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展新機制的實施方案》強調(diào)要圍繞“生態(tài)環(huán)境保護(hù)聯(lián)動”而繼續(xù)打破行政壁壘并深化區(qū)域合作機制，生態(tài)協(xié)同發(fā)展將成為推動“2035 年京津冀世界級城市群構(gòu)架基本形成”的重要維度。然而，該區(qū)域仍然存在與之不相適應(yīng)的環(huán)境質(zhì)量差距，尤以河北各市落后于京津為突出表現(xiàn)。2019 年，北京和天津在全國168 個主要城市空氣質(zhì)量中處于上游地帶，而河北省近一半城市均位于倒數(shù)10 名內(nèi)2）。同時，京津第二產(chǎn)業(yè)比重（分別占16.5%和35.2%）較低，而河北鋼鐵、煤炭、水泥、焦化等高耗能高污染產(chǎn)業(yè)仍占據(jù)經(jīng)濟主導(dǎo)地位3），更拉低了區(qū)域治污的整體水平。區(qū)域環(huán)境發(fā)展不平衡成為影響京津冀城市群生態(tài)效率提升的制約因素。生態(tài)效率(Ecological efficiency)涉及經(jīng)濟發(fā)展、資源消耗和環(huán)境保護(hù)等綜合層面。結(jié)合任宇飛等的研究［1］，本文將其定義為最小的資源環(huán)境投入與最大經(jīng)濟與環(huán)境效益產(chǎn)出之間的對比關(guān)系。探析京津冀13 個城市間生態(tài)效率的空間差異和非均衡程度，進(jìn)而求解生態(tài)效率提升的策略，應(yīng)具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。

1 文獻(xiàn)綜述

“生態(tài)效率”的研究方法涉及熵值法［2］、層次分析法和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)等［3］，尤以DEA 相關(guān)方法（如三階段DEA［4］、超效率DEA［5-6］、非期望產(chǎn)出SBM 模型）為主流［7-9］。本研究借助非期望產(chǎn)出SBM 模型對生態(tài)效率展開基本的測度評價之外［10-11］，更加關(guān)注區(qū)域的生態(tài)效率差異以及空間收斂對生態(tài)效率產(chǎn)生的影響。

1.1 區(qū)域差異與生態(tài)效率

眾多學(xué)者在生態(tài)效率測算的基礎(chǔ)上，以省域或市域為尺度，對生態(tài)效率區(qū)域差異進(jìn)行了深入探討。在全國省域范圍，屈小娥［12］、任梅等［13］、韓增林等［14］、沈偉騰等［15］學(xué)者均發(fā)現(xiàn)，中國30 個省份生態(tài)效率整體上表現(xiàn)為“東高西低、兩極分化”的地區(qū)分異特征，呈現(xiàn)出由東部沿海發(fā)達(dá)地區(qū)向中西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)遞減的階梯狀空間分布格局；汪艷濤等［16］研究指出中國全部省份生態(tài)效率偏低且東、中、西部地區(qū)發(fā)展不均衡、區(qū)域差異明顯；ZHANG X X 等［17］對中國海洋牧場的生態(tài)效率進(jìn)行差異分析后發(fā)現(xiàn)，不同海域表現(xiàn)為“黃海＞東海＞渤海＞南海”的地區(qū)差異格局。在局部省域范圍，易杏花等［18］指出西部地區(qū)11 省份的生態(tài)效率顯現(xiàn)“東高西低”的地區(qū)分異態(tài)勢；顧榮華等［19］研究發(fā)現(xiàn)江蘇省的生態(tài)效率顯示出自南向北降低的地區(qū)分異格局。由于中國省級以上區(qū)域的生態(tài)效率存在顯著差異，越來越多的學(xué)者進(jìn)而鎖定區(qū)域小范圍，對城市等局部地理單元進(jìn)行了更精細(xì)化的刻畫，例如長三角城市群［2,20-21］、長江經(jīng)濟帶城市群［22-23］、中原城市群［24］、黃河流域城市群等［25-26］。同時，鑒于京津冀區(qū)域污染情況日益受到社會廣泛關(guān)注，有關(guān)京津冀城市群生態(tài)效率的研究也逐漸增多，但主要集中于效率評價及時空演變特征分析［27-28］。

1.2 空間收斂與生態(tài)效率

為進(jìn)一步挖掘區(qū)域差異的程度及空間非均衡性，學(xué)者們進(jìn)行了空間收斂性分析。在全國層面，前人多聚焦于某一行業(yè)生態(tài)效率的空間收斂性研究。比如侯孟陽等［29］就中國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的生態(tài)效率引入空間效應(yīng)因素進(jìn)行了空間β 收斂性檢驗，研究得出中國農(nóng)業(yè)生態(tài)效率存在顯著的空間收斂性并且條件β收斂速度快于絕對β 收斂速度的結(jié)論，表明各城市的農(nóng)業(yè)生態(tài)效率將會隨時間的推移趨近其各自的穩(wěn)定狀態(tài)；張文彬等［30］探討了中國能源領(lǐng)域生態(tài)效率的空間收斂性，發(fā)現(xiàn)全國均存在空間絕對β 收斂和條件β 收斂趨勢，表明其能源生態(tài)效率的差距在縮小。在省域范圍，關(guān)偉等［31］指出遼寧省工業(yè)生態(tài)效率存在顯著的空間α 收斂、絕對β 收斂和條件β 收斂，其離散程度總體在縮小。在城市群范圍，于偉等［32］對長三角、珠三角等八個城市群總體及內(nèi)部的空間收斂性特征進(jìn)行了檢驗，也指出八大城市群均存在絕對β 收斂和條件β 收斂，表明各城市群內(nèi)部城市的生態(tài)效率將向各自的穩(wěn)定狀態(tài)收斂，其中，珠三角城市群收斂速度最快。

前人的學(xué)術(shù)成果為本文研究奠定了堅實的基礎(chǔ)，然而仍存在一些薄弱環(huán)節(jié)尚待進(jìn)一步夯實：第一，就研究區(qū)域而言，現(xiàn)有成果多為以省域為決策單元的生態(tài)效率研究，無法清晰地體現(xiàn)出各城市之間的不均衡性，且針對京津冀城市群各個城市差異性的研究鮮見；第二，就研究角度而言，現(xiàn)有研究大多以面板數(shù)據(jù)的時間序列為觀測依據(jù)展開縱向角度測量，往往忽略橫向?qū)Ρ确治?；第三，就空間收斂性而言，多數(shù)學(xué)者對某一行業(yè)或領(lǐng)域的生態(tài)效率進(jìn)行了空間收斂性檢驗，但針對京津冀城市群的空間非均衡性、收斂性趨勢研究尚顯留白。

在現(xiàn)有成果基礎(chǔ)上，本文將從以下三個方面進(jìn)行拓展：第一，將京津冀13 個城市作為研究區(qū)域，以求深度聚焦和刻畫該地區(qū)生態(tài)效率的非均衡性；第二，從橫向角度切入，探索性地將該地區(qū)以城市為單位劃分為四大生態(tài)區(qū)，以求全面揭示京津冀城市群整體、區(qū)域內(nèi)和區(qū)域間生態(tài)效率的差距；第三，基于空間視角，借助變異系數(shù)法和空間杜賓模型檢驗京津冀生態(tài)效率的σ 收斂、β 收斂和俱樂部收斂，以探析該地區(qū)生態(tài)效率差距的空間變動趨勢，進(jìn)而為縮小京津冀生態(tài)發(fā)展差距、提升生態(tài)效率水平提供策略選擇。

2 研究區(qū)域、方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 研究區(qū)域

京津冀城市群位于環(huán)渤海地區(qū)和東北亞核心地帶，是中國三大核心城市群之一，范圍涵蓋“一省兩市”，具體包括北京市、天津市以及河北省全域城市等13 個決策單元，地理區(qū)位如圖1 所示。該區(qū)域的地域面積占全國2.25%，卻承載著占全國8.07%的人口4），地少人多的局面使得經(jīng)濟發(fā)展與資源環(huán)境消耗之間的矛盾愈發(fā)凸顯，提升生態(tài)效率就成為解決相關(guān)問題的突破口。本文截取2009—2019 年的數(shù)據(jù)對京津冀城市群生態(tài)效率進(jìn)行測算與分析。

圖1 研究區(qū)域范圍

2.2 研究方法

2.2.1 基于非期望產(chǎn)出的超效率SBM 模型

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(DEA)是一種通過規(guī)劃求解的形式測度決策單元(DMU)效率的非參數(shù)方法。本文借鑒Tone［33］的研究，運用擴展的DEA 模型，構(gòu)建非徑向、非角度的超效率SBM 模型來測度京津冀生態(tài)效率，致力于客觀區(qū)分該地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)環(huán)境等方面的效率差異。將松弛變量納入目標(biāo)函數(shù)，既可以避免非期望產(chǎn)出的缺陷，也能夠進(jìn)一步對處于生產(chǎn)前沿面的決策單元(DMU)進(jìn)行排序和對比評價，提升結(jié)果的準(zhǔn)確性。模型構(gòu)建為：

式中，假設(shè)有n個DMU，每個DMU 由投入m，期望產(chǎn)出r1和非期望產(chǎn)出r2構(gòu)成，x、yd、yu為相應(yīng)的投入矩陣、期望產(chǎn)出矩陣和非期望產(chǎn)出矩陣中的元素，ρ為生態(tài)效率值且大于0。

2.2.2 Dagum 基尼系數(shù)

本文借鑒Dagum 基尼系數(shù)分析京津冀城市群生態(tài)效率的地區(qū)差異［34］，相比傳統(tǒng)基尼系數(shù)和Theil指數(shù)，該方法按照子群進(jìn)行劃分，既能有效追溯其生態(tài)效率差距的主要來源，也避免了樣本間的重復(fù)問題。公式如（3）：

2.2.3 收斂性檢驗

為進(jìn)一步分析京津冀生態(tài)效率地區(qū)差異情況及空間非均衡性，需進(jìn)行收斂性檢驗。收斂性檢驗可分為σ 檢驗和β 檢驗。

⑴σ 收斂。σ 收斂是指區(qū)域生態(tài)效率的差距隨著時間的演進(jìn)逐漸減小，通常采用變異系數(shù)法進(jìn)行考證。若變異系數(shù)隨時間的推進(jìn)而減小，即表明京津冀城市群生態(tài)效率存在σ 收斂。計算公式如下：

⑵β 收斂。β 收斂包括絕對β 收斂和條件β收斂，絕對β 收斂表示京津冀生態(tài)效率較低的城市比效率較高的城市擁有更快的增長率，條件β 收斂表示京津冀生態(tài)效率隨時間的推移向各自的穩(wěn)定狀態(tài)趨近。京津冀協(xié)同發(fā)展的縱深推進(jìn)使各地的經(jīng)濟聯(lián)系愈發(fā)緊密，存在一定的空間依賴性，本文引入空間杜賓模型，建立其生態(tài)效率β 收斂的絕對β收斂和條件β 收斂模型。分別為：

⑶俱樂部收斂。俱樂部收斂的本質(zhì)是京津冀城市群生態(tài)效率水平相似的城市有差距縮小的趨勢?；谏鲜錾鷳B(tài)效率β 收斂的空間杜賓模型以及京津冀13 個城市的分組情況，繼續(xù)對該區(qū)域生態(tài)效率的俱樂部收斂進(jìn)行實證分析。

2.3 數(shù)據(jù)來源

截取2009—2019 年的數(shù)據(jù)對京津冀地區(qū)共計13 個城市的生態(tài)效率進(jìn)行實證評價，原始統(tǒng)計數(shù)據(jù)主要來自于《中國城市統(tǒng)計年鑒》《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》《中國區(qū)域經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》《北京統(tǒng)計年鑒》《天津統(tǒng)計年鑒》《河北經(jīng)濟年鑒》、各地市統(tǒng)計年鑒以及京津冀各個城市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報、環(huán)境質(zhì)量狀況公報、統(tǒng)計局官網(wǎng)，部分指標(biāo)數(shù)據(jù)由作者計算整理得到。無法收集的缺失數(shù)據(jù)用插值法（計算缺失數(shù)據(jù)前后兩年的均值）補齊以體現(xiàn)科學(xué)性。

3 京津冀城市群生態(tài)效率評價指標(biāo)體系建構(gòu)

根據(jù)生態(tài)效率的內(nèi)涵，京津冀城市群評價指標(biāo)應(yīng)是投入和產(chǎn)出的指標(biāo)組合。借鑒學(xué)者們的相關(guān)研究［14,27,35-37］，遵循系統(tǒng)性、科學(xué)性、可操作性等指標(biāo)選取原則，構(gòu)建京津冀城市群生態(tài)效率評價指標(biāo)體系?？紤]到當(dāng)前京津冀地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有待升級、資源消耗現(xiàn)象突出、生態(tài)效率亟待提升等現(xiàn)實情況，同時參考《關(guān)于統(tǒng)籌和加強應(yīng)對氣候變化與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相關(guān)工作的指導(dǎo)意見》、《關(guān)于構(gòu)建現(xiàn)代環(huán)境治理體系的指導(dǎo)意見》、《綠色發(fā)展指標(biāo)體系》及世界可持續(xù)發(fā)展工商業(yè)委員會(WBCSD)給出的區(qū)域環(huán)境指標(biāo)，選取的評價指標(biāo)共包含14 項：投入指標(biāo)涵蓋資本投入、土地投入、能源投入（用水、用電消耗）、勞動力投入及環(huán)保投入五大維度；期望產(chǎn)出指標(biāo)涉及經(jīng)濟增長、財政收入和城市綠化；在非期望產(chǎn)出框架下，還加入人們不期望看到的非期望產(chǎn)出，指標(biāo)包括廢水排放、工業(yè)廢氣排放及空氣污染。其中，除共性指標(biāo)外，鑒于京津冀地區(qū)高污染產(chǎn)業(yè)相對較多、大氣污染較為嚴(yán)重的特殊情況，本文將“空氣污染指數(shù)(API)”作為符合該區(qū)域?qū)嶋H情況的特性指標(biāo)納入非期望產(chǎn)出分析框架。該指數(shù)結(jié)果由各城市各年度氮氧化物、二氧化硫及PM10污染分指數(shù)的最大值而得，數(shù)值越大說明空氣污染狀況越嚴(yán)重。三種污染物排放量的原始數(shù)據(jù)來源于《中國城市統(tǒng)計年鑒》及中國空氣質(zhì)量在線監(jiān)測分析平臺。如上現(xiàn)有指標(biāo)對于評價京津冀城市群生態(tài)效率水平具有較強的參考價值，如表1 所示。

表1 京津冀城市群生態(tài)效率評價指標(biāo)體系

4 生態(tài)效率測算及地區(qū)差異分析

4.1 京津冀城市群四大生態(tài)區(qū)劃分

2014 年，國家發(fā)改委為京津冀城市群初步劃定“四區(qū)”5），旨在培育首都經(jīng)濟圈空間新格局。隨著“十四五”規(guī)劃大序幕的拉開，推進(jìn)京津冀縱深縱寬拓展更需要下好生態(tài)協(xié)同發(fā)展這步“先手棋”。因此，在國家發(fā)改委分區(qū)的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步打破京津冀地域界限，落實“在生態(tài)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域率先取得突破”的時代新要求，同時更精準(zhǔn)地識別其生態(tài)效率的差異來源，以優(yōu)化空間全域生態(tài)保護(hù)格局，依據(jù)該區(qū)域自然地形地貌特點、近10 年平均經(jīng)濟總量和環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)6），參考楊桐彬等［2］對長三角城市群的分區(qū)介紹，對京津冀城市群的區(qū)域劃分進(jìn)行探索性延伸，設(shè)定為中、東、南、北四大生態(tài)區(qū)：中部生態(tài)區(qū)涵蓋北京、天津、廊坊和保定，地處京津冀核心區(qū)及延伸地帶，環(huán)境空氣綜合質(zhì)量和經(jīng)濟發(fā)展水平普遍較高且穩(wěn)定；東部生態(tài)區(qū)涵蓋唐山和滄州，兩地緊傍渤海，第二產(chǎn)業(yè)和臨港經(jīng)濟較發(fā)達(dá)，但由此造成的大量工業(yè)污染致使空氣綜合質(zhì)量欠提升；南部生態(tài)區(qū)為石家莊、衡水、邢臺和邯鄲，大多城市遠(yuǎn)離首都核心區(qū)，經(jīng)濟功能有待進(jìn)一步開發(fā)，并且西鄰太行山脈，污染物不易排出，導(dǎo)致經(jīng)濟發(fā)展和空氣質(zhì)量綜合水平普遍不樂觀；北部生態(tài)區(qū)涵蓋張家口、承德和秦皇島，位于燕山山脈和壩上高原之間，植被覆蓋率較大，環(huán)境空氣綜合質(zhì)量高，然而，因地形地勢阻隔，經(jīng)濟聯(lián)系受限且發(fā)展相對吃緊。具體的區(qū)域劃分（如圖2 所示）為京津冀各生態(tài)區(qū)之間生態(tài)效率的測度及橫向?qū)Ρ确治龅於嘶A(chǔ)。

圖2 京津冀城市群四大生態(tài)區(qū)

4.2 京津冀城市群生態(tài)效率測度

基于以上生態(tài)區(qū)的劃分，使用非徑向(Non-Oriented)、規(guī)模報酬可變(VRS)的超效率SBM 模型(Super-SBM-V)測算出2009—2019 年京津冀城市群各生態(tài)區(qū)城市的生態(tài)效率均值，如表2 所示。

表2 2009—2019 年京津冀城市群生態(tài)效率均值

由表2 的測算結(jié)果可知，京津冀城市群生態(tài)效率差距較大，生態(tài)效率值最高的北京是效率值最低的承德的5.6 倍。由圖3 可知，2009—2019 年京津冀生態(tài)效率整體上大致處于中間水平7），存在較大的進(jìn)步空間，進(jìn)一步觀察其四大生態(tài)區(qū)變動趨勢可得：

圖3 2009—2019 年京津冀生態(tài)效率水平變動趨勢

⑴整體上中部生態(tài)區(qū)生態(tài)效率相對較高，而北部生態(tài)區(qū)生態(tài)效率較低，這與京津冀城市群經(jīng)濟發(fā)展實際情況相符合。⑵分階段來看，以2015 年為轉(zhuǎn)折，該城市群之前的生態(tài)效率處于波動上升態(tài)勢，2012 年黨的十八大“把生態(tài)文明建設(shè)放在突出地位”提供了前進(jìn)方向，2014 年京津冀協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略提供了前進(jìn)動力，京津冀地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)由此取得顯著成效；而之后的生態(tài)效率則有所降低，盡管2016年后逐漸緩慢回升，但隨著經(jīng)濟轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，生態(tài)效率提升速度有所放緩。⑶分區(qū)域來看，中部生態(tài)區(qū)、東部生態(tài)區(qū)以及南部生態(tài)區(qū)絕大多數(shù)年份的生態(tài)效率差距相對較小，變動趨勢在整體平均值水平以上；反之，北部生態(tài)區(qū)的提升潛力和起伏最大，表明京津冀低生態(tài)效率城市的效率提升彈性往往比高效率城市更大。

4.3 京津冀城市群生態(tài)效率的差異性分析

4.3.1 總體基尼系數(shù)

2009—2019 年京津冀城市群生態(tài)效率的總體及分區(qū)域基尼系數(shù)如表3 所列。樣本觀察期內(nèi)其生態(tài)效率的基尼系數(shù)總體上呈現(xiàn)波動下降態(tài)勢，2009 年為0.213 5，2019 年為0.162 1，下降幅度達(dá)24.07%，表明該城市群整體的生態(tài)效率差距正在縮小，變動狀態(tài)趨于平衡，同時存在收斂的可能性，需進(jìn)一步進(jìn)行收斂性檢驗。

表3 2009—2019 年京津冀城市群生態(tài)效率基尼系數(shù)及其分解

4.3.2 區(qū)域內(nèi)基尼系數(shù)

由表3 中區(qū)域內(nèi)基尼系數(shù)所示，不論是基尼系數(shù)數(shù)值大小的橫向?qū)Ρ冗€是變動趨勢的縱向分析，京津冀四大生態(tài)區(qū)內(nèi)差異均各有其特點。橫向?qū)Ρ瓤芍?，四大生態(tài)區(qū)基尼系數(shù)均值的排名由小到大依次為東部生態(tài)區(qū)（0.058 2）、中部生態(tài)區(qū)（0.087 2）、南部生態(tài)區(qū)（0.162 8）和北部生態(tài)區(qū)（0.306 1），表明東部生態(tài)區(qū)生態(tài)效率差距最小而北部生態(tài)區(qū)相對最大；縱向分析可知，中部生態(tài)區(qū)、東部生態(tài)區(qū)和北部生態(tài)區(qū)的生態(tài)效率基尼系數(shù)總體呈波動下降的態(tài)勢，而南部生態(tài)區(qū)的生態(tài)效率基尼系數(shù)低高起伏、差距較大。具體而言，四大生態(tài)區(qū)基尼系數(shù)發(fā)展差距由小到大依次為中部生態(tài)區(qū)、東部生態(tài)區(qū)、北部生態(tài)區(qū)和南部生態(tài)區(qū)。由基尼系數(shù)分析可見，中部生態(tài)區(qū)生態(tài)效率“內(nèi)核實力強勁”；東部生態(tài)區(qū)生態(tài)效率差距小但需繼續(xù)提質(zhì)增效；南部生態(tài)區(qū)生態(tài)效率差距較大且“先天薄弱、后天不足”；而北部生態(tài)區(qū)雖生態(tài)效率基礎(chǔ)差但有進(jìn)步趨勢。這正印證了前文對于京津冀生態(tài)效率“中東領(lǐng)先，南北落后”整體格局的描述。

4.3.3 區(qū)域間基尼系數(shù)

由表3 橫向?qū)Ρ瓤芍胁俊辈可鷳B(tài)區(qū)的基尼系數(shù)最高（均值為0.606 5），這是由于中部生態(tài)區(qū)內(nèi)的城市經(jīng)濟繁榮和生態(tài)協(xié)同融合構(gòu)成了相得益彰的“組合優(yōu)勢”，遠(yuǎn)高于北部生態(tài)區(qū)，致使兩個區(qū)域間資源合理配置和環(huán)境保護(hù)治理的差距懸殊；縱向分析可發(fā)現(xiàn)，2009—2019 年間，京津冀城市群局部區(qū)域間發(fā)展不均衡現(xiàn)象凸顯。在基尼系數(shù)上升的區(qū)域間，以中部—北部生態(tài)區(qū)基尼系數(shù)的差異最大，而在基尼系數(shù)下降的區(qū)域間，中部—東部生態(tài)區(qū)降幅最大，年均降低率為55.6%8）。這兩大生態(tài)區(qū)內(nèi)的城市本身即擁有最高的經(jīng)濟發(fā)展度和生態(tài)協(xié)同度，加之具備得天獨厚的地緣優(yōu)勢以及發(fā)達(dá)的沿海經(jīng)濟，使區(qū)域內(nèi)的城市之間在經(jīng)濟聯(lián)系和要素流動方面最為密切，由此帶來生態(tài)效率差距的迅速縮小也就不言而喻。

4.3.4 差異來源及其貢獻(xiàn)率

由表3 報告的京津冀城市群生態(tài)效率差異來源及其貢獻(xiàn)率可發(fā)現(xiàn)，區(qū)域間差異的貢獻(xiàn)率最高，平均貢獻(xiàn)率為68.90%，表明區(qū)域間差異是京津冀城市群生態(tài)效率差距的主要來源；用于識別區(qū)域間城市交叉重疊問題的超變密度貢獻(xiàn)率次之，平均貢獻(xiàn)率為18.62%，且11 年間下降趨勢明顯，表明城市交叉重疊現(xiàn)象正在逐漸消失；區(qū)域內(nèi)差異貢獻(xiàn)率最低，平均貢獻(xiàn)率為12.48%，表明各區(qū)域內(nèi)部的差異對京津冀生態(tài)效率的總體差異貢獻(xiàn)較小?？梢?，要著重從縮小區(qū)域間差異的角度出發(fā)解決生態(tài)效率的區(qū)域不平衡問題。

5 生態(tài)效率空間收斂性分析

5.1 變量選取

在前文基于基尼系數(shù)呈現(xiàn)出京津冀城市群生態(tài)效率差異大小及來源的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步驗證其空間非均衡性，接下來進(jìn)行空間收斂性檢驗。借鑒李瓊等［38］、羅能生等人［39］的研究成果，選取經(jīng)濟、技術(shù)、環(huán)境等層面的6 個代表性指標(biāo)作為控制變量來考察京津冀生態(tài)效率的空間收斂性及差距的成因：1）城市化率(URB)。較高的城市化水平是經(jīng)濟發(fā)展的重要標(biāo)志，但是易對大氣環(huán)境、水環(huán)境和生物環(huán)境等帶來負(fù)面影響，因此選取城市化率這一變量來反映京津冀經(jīng)濟增長活力和對其環(huán)境產(chǎn)生的影響；2）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(IND)。第二產(chǎn)業(yè)包括鋼鐵、采礦等各類工業(yè)，是生態(tài)環(huán)境的主要污染來源，選取第二產(chǎn)業(yè)增加值占地區(qū)GDP 的比重這一變量衡量京津冀地區(qū)的工業(yè)發(fā)展情況以反映該地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理度及對生態(tài)的威脅度；3）人口發(fā)展(PD)。人口發(fā)展和集聚會對經(jīng)濟環(huán)境造成雙重的影響，本文用人口密度，即常住人口數(shù)與城市區(qū)域面積的比重來表示；4）對外開放程度(FDI)。對外開放已達(dá)成全球性共識，有利于吸收發(fā)達(dá)國家提升生態(tài)效率的先進(jìn)技術(shù)或管理經(jīng)驗。用當(dāng)年實際使用的外資金額占城鎮(zhèn)從業(yè)總?cè)藬?shù)的比重來刻畫；5）科技進(jìn)步(SCI)?？茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，科技創(chuàng)新和進(jìn)步有利于促進(jìn)資源集約利用及高端綠色產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而人才資源是其核心推動力，選取科學(xué)研究、技術(shù)服務(wù)和地質(zhì)勘查業(yè)從業(yè)人數(shù)占城鎮(zhèn)從業(yè)總?cè)藬?shù)的比重來表示科技進(jìn)步；6）環(huán)境規(guī)制(ENV)。政府通過對工業(yè)企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督，采取有效的工具手段治理大氣污染，選取工業(yè)二氧化硫去除率來表示其排污程度及規(guī)制強度，從而影響生態(tài)效率。如表4 所示。

表4 京津冀城市群生態(tài)效率控制變量

5.2 收斂性檢驗

5.2.1 σ 收斂性檢驗

表5 報告了樣本觀察期內(nèi)根據(jù)變異系數(shù)測算的京津冀城市群生態(tài)效率的σ 收斂系數(shù)。從京津冀城市群整體層面來看，2009—2019 年間，該區(qū)域生態(tài)效率的σ 收斂系數(shù)總體趨于震蕩下降態(tài)勢，狀態(tài)傾向穩(wěn)定，意味著具有σ 收斂特征；從局部生態(tài)區(qū)來看，中部、東部及北部生態(tài)區(qū)的σ 收斂系數(shù)表現(xiàn)為波動下降趨勢，呈σ 收斂特征，而南部生態(tài)區(qū)則反之，整體離散程度較大。其中，東部生態(tài)區(qū)的σ 收斂系數(shù)最小，平均值為0.164 5，而北部生態(tài)區(qū)具有最大的σ 收斂系數(shù)（平均值為0.737 4），離散程度最大，這與上文所述的區(qū)域內(nèi)基尼系數(shù)差異的結(jié)果保持一致，檢驗有效。

表5 2009—2019 年京津冀城市群生態(tài)效率σ 收斂系數(shù)

5.2.2 β 收斂性檢驗

⑴空間相關(guān)性檢驗

本文運用GeoDa 軟件計算京津冀各年份各城市生態(tài)效率值的全局Moran's Ⅰ指數(shù)，檢驗其生態(tài)效率的空間相關(guān)性。由于各城市間存在公共邊界，選用rook 空間鄰接權(quán)重矩陣對生態(tài)效率的空間相關(guān)系數(shù)進(jìn)行測度，結(jié)果顯示該城市群生態(tài)效率存在顯著的空間正相關(guān)關(guān)系（如表6 所示）。

表6 京津冀城市群各年生態(tài)效率莫蘭指數(shù)

⑵β 收斂實證分析。由上述分析知，京津冀城市群生態(tài)效率存在空間相關(guān)性，應(yīng)采用空間計量模型進(jìn)一步考察。由于東部生態(tài)區(qū)兩個城市不存在鄰近關(guān)系無法構(gòu)建鄰接權(quán)重矩陣，本文構(gòu)建經(jīng)濟距離權(quán)重矩陣（利用兩市之間人均GDP 年均值絕對差值的倒數(shù)表示矩陣的元素）進(jìn)行絕對β 收斂和條件β 收斂檢驗。

1）生態(tài)效率的絕對β 收斂。表7 顯示了京津冀城市群生態(tài)效率的絕對β 收斂檢驗結(jié)果。Hausman 檢驗結(jié)果表明應(yīng)選擇空間固定效應(yīng)模型，后采用極大似然法對固定效應(yīng)空間杜賓模型進(jìn)行估計。觀察可知，β 收斂系數(shù)在1%的水平下顯著為負(fù)，表明京津冀城市群生態(tài)效率呈現(xiàn)明顯的絕對β 收斂趨勢，這意味著京津冀各城市生態(tài)效率終將收斂于穩(wěn)定形態(tài)，低生態(tài)效率城市的追趕速度相比高效率城市更快，城市間的差距逐步拉近；同時，生態(tài)效率的空間自回歸系數(shù)和空間滯后項系數(shù)ρ 均顯著為正，表明其生態(tài)效率存在明顯的空間溢出效應(yīng)，這意味著鄰近城市間更容易互相借鑒提高。其中，中部生態(tài)區(qū)生態(tài)效率空間滯后項系數(shù)ρ 顯著為負(fù)，表明該生態(tài)區(qū)具有空間負(fù)相關(guān)性，城市間可能存在內(nèi)部競爭關(guān)系，應(yīng)進(jìn)一步加強協(xié)作。

表7 京津冀及四大生態(tài)區(qū)絕對β 收斂檢驗結(jié)果

2）生態(tài)效率的條件β 收斂。如表8 所示，在將產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化水平等要素作為控制變量后，京津冀城市群β 收斂系數(shù)依舊在1%的水平下顯著為負(fù)，表明該地區(qū)生態(tài)效率呈顯著的條件β 收斂趨勢，各城市間生態(tài)效率將逐漸向各自的穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展。由控制變量的回歸結(jié)果可知，對外開放程度、科技進(jìn)步和環(huán)境規(guī)制對生態(tài)效率產(chǎn)生顯著的正向影響，這表明開放的大門能夠為該區(qū)域帶來先進(jìn)的管理經(jīng)驗、人才等優(yōu)質(zhì)資源，并且科技進(jìn)步和環(huán)境治理是提升生態(tài)效率的有力武器；而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口密度和城市化率則反向變動，表明京津冀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重第二產(chǎn)業(yè)、人口等資源承載壓力大等現(xiàn)實情況阻礙生態(tài)效率進(jìn)步，警示其發(fā)展不可只關(guān)注GDP、城市發(fā)展等經(jīng)濟指標(biāo)，應(yīng)積極轉(zhuǎn)變生產(chǎn)生活方式，走集約高效、環(huán)境友好的綠色發(fā)展之路。

表8 京津冀及四大生態(tài)區(qū)生態(tài)效率條件β 收斂檢驗結(jié)果

⑶俱樂部檢驗。進(jìn)一步觀察表7和表8可以發(fā)現(xiàn)，四大生態(tài)區(qū)生態(tài)效率的絕對β 收斂和條件β 收斂系數(shù)均顯著為負(fù)，表明區(qū)域內(nèi)城市存在俱樂部收斂特征。然而其收斂速度各異，南部生態(tài)區(qū)絕對β 收斂系數(shù)以及南部、北部生態(tài)區(qū)條件β 收斂系數(shù)較大，意味著南部、北部生態(tài)區(qū)生態(tài)效率收斂速度較快，而中部、東部生態(tài)區(qū)則相反。這表明生態(tài)效率水平較低的南北部生態(tài)區(qū)城市相比水平較高的中部、東部生態(tài)區(qū)城市而言，盡管差距明顯，但是具有更大的差距縮小彈性和空間，提升潛力較大。

6 結(jié)論與建議

6.1 結(jié)論

將京津冀13 個地級及以上城市劃分為四大生態(tài)區(qū)，截取2009—2019 年間的面板數(shù)據(jù)，構(gòu)建基于非期望產(chǎn)出的超效率SBM 模型測算其生態(tài)效率，在運用Dagum 基尼系數(shù)描述其差異及來源后，進(jìn)一步借助變異系數(shù)法和空間杜賓模型對其生態(tài)效率進(jìn)行空間收斂分析。研究結(jié)論如下：

⑴從時序演進(jìn)的特征看，京津冀城市群生態(tài)效率總體上潛藏降低風(fēng)險，提升動力不足，四大生態(tài)區(qū)之間顯現(xiàn)一定差距。中部生態(tài)效率居于突出地位而北部生態(tài)區(qū)排名末位，這與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的客觀水平一致。與此同時，生態(tài)區(qū)之間的差距有縮小的勢頭，但多年的發(fā)展基礎(chǔ)致使“中部領(lǐng)先、北部落后”的現(xiàn)狀仍未改變。

⑵從區(qū)域差異的橫縱分析看，總體基尼系數(shù)的趨勢呈波動式下降，表明“趨于平衡、差距縮小”的區(qū)域生態(tài)效率狀態(tài)逐漸顯現(xiàn)，然而其內(nèi)部生態(tài)效率發(fā)展并不均衡，表現(xiàn)為區(qū)域間差異貢獻(xiàn)率最高，超變密度貢獻(xiàn)率次之，區(qū)域內(nèi)差異貢獻(xiàn)率最低，說明區(qū)域間差異是京津冀生態(tài)效率非均衡性的主要來源。

⑶從空間收斂性研究看，京津冀城市群整體均存在顯著的σ 收斂、β 絕對收斂、β 條件收斂特征和明顯的空間溢出效應(yīng)；四大生態(tài)區(qū)多半（除南部生態(tài)區(qū)離散程度較大之外）具有σ 收斂特征，而β 絕對收斂、β 條件收斂、俱樂部收斂以及空間溢出效應(yīng)在四大生態(tài)區(qū)均呈現(xiàn)顯著特征。

6.2 京津冀城市群生態(tài)效率提升建議

根據(jù)前文生態(tài)效率差異和空間收斂性分析結(jié)果，京津冀地區(qū)應(yīng)采取積極合理的措施來提升其生態(tài)效率，推動可持續(xù)發(fā)展。

⑴強化內(nèi)生動力，規(guī)避生態(tài)效率降低的潛在風(fēng)險。其一，京津冀13 市應(yīng)自覺將生態(tài)一體化建設(shè)融入國家戰(zhàn)略全局，樹牢“一盤棋”意識。其二，以提升生態(tài)效率為抓手，在城市化建設(shè)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、科技進(jìn)步和環(huán)境規(guī)制等方面構(gòu)建和強化共建共治新機制，“共建”應(yīng)以從城市環(huán)保機制和環(huán)境規(guī)制角度完善區(qū)域生態(tài)補償機制、環(huán)境承載能力網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測預(yù)警和污染防治區(qū)域聯(lián)動機制的制度建設(shè)為基礎(chǔ)，“共治”應(yīng)以從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和科技角度優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、增強科技創(chuàng)新能力為保障，驅(qū)動“外生變量”轉(zhuǎn)化為“內(nèi)生發(fā)力”。

⑵四大生態(tài)區(qū)要“抱團取暖”“同頻共振”。其一，中部和東部先進(jìn)生態(tài)區(qū)應(yīng)繼續(xù)發(fā)揮核心都市圈污染防治的生態(tài)溢出效應(yīng)以及沿海經(jīng)濟圈的臨港運輸優(yōu)勢，將大氣污染防治、生態(tài)修復(fù)補償?shù)拳h(huán)境治理經(jīng)驗以及前沿技術(shù)向南北部生態(tài)區(qū)傳播推廣。其二，南部北部滯后生態(tài)區(qū)也應(yīng)“奮起直追”，積極學(xué)習(xí)借鑒“中東部”生態(tài)區(qū)的長處，重點加大張承地區(qū)壩上草原生態(tài)防護(hù)區(qū)、燕山—太行山水源涵養(yǎng)區(qū)等生態(tài)保護(hù)重點區(qū)域的養(yǎng)護(hù)力度，推動四大生態(tài)區(qū)“抱團取暖”、形成合力和均衡發(fā)展。

⑶打造富有活力的京津冀“綠色創(chuàng)新谷”，推動整個區(qū)域綠色轉(zhuǎn)型。其一，應(yīng)推動綠色轉(zhuǎn)型進(jìn)入“快車道”，大力支持綠色低碳能源、循環(huán)經(jīng)濟等領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)興旺，以培育綠色發(fā)展新動能鞏固和促進(jìn)京津冀生態(tài)效率收斂速度進(jìn)一步加快。其二，依托京津兩市一流高校和科研機構(gòu)，輻射帶動整個區(qū)域?qū)嵤┥鷳B(tài)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新驅(qū)動，將綠色創(chuàng)新技術(shù)作為新的空間溢出點以外溢至河北省各個城市，展開京津冀生態(tài)研發(fā)領(lǐng)域深度合作，致力于共同支持科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化綠色生態(tài)空間，規(guī)范形成生態(tài)應(yīng)用研究、綠色低碳技術(shù)研究的區(qū)域創(chuàng)新鏈，為我國其他類似區(qū)域提供最佳實踐范式。

注釋：

1)數(shù)據(jù)由2020 年《中國統(tǒng)計年鑒》中數(shù)據(jù)計算得出。

2)參照2019 年《中國生態(tài)環(huán)境狀況公報》中城市空氣質(zhì)量排名。

3)數(shù)據(jù)來源于2019 年北京、天津和河北國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報。

4)數(shù)據(jù)由2019 年京津冀三地國民經(jīng)濟發(fā)展公報中各地的地域面積和人口數(shù)計算得出。

5)“四區(qū)”分別是指中部核心功能區(qū)(包括北京、天津、廊坊、保定)、冀中南功能拓展區(qū)(包括石家莊、衡水、邢臺、邯鄲)、臨海文化發(fā)展區(qū)(覆蓋天津、唐山、滄州)和北部生態(tài)功能區(qū)(覆蓋張家口、承德、北京、秦皇島、保定)。引自于中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會官方網(wǎng)站https://www.ndrc.gov.cn/。

6)數(shù)據(jù)來源于2009—2019 年京津冀各地市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展公報以及北京、天津、河北省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量公報。

7)參照常新鋒等學(xué)者的研究,生態(tài)效率值處于區(qū)間(0.5,0.9］為中等效率。來源于文后參考文獻(xiàn)［21］。

8)由2019 年和2009 年中部生態(tài)區(qū)—東部生態(tài)區(qū)的基尼系數(shù)計算而得。