黃河流域高質量發展水平時空演變與灰色關聯分析
——基于2000—2018年的實證

黃仁全

（1.西安外國語大學 經濟金融學院，陜西 西安 710128；2.西安外國語大學 金融科技創新研究中心，陜西 西安 710128）

2019年9月18日，習近平總書記在黃河流域生態保護和高質量發展座談會上指出：“黃河流域是我國重要的生態屏障和重要的經濟地帶，是打贏脫貧攻堅戰的重要區域，在我國經濟社會發展和生態安全方面具有十分重要的地位”。[1]當前，黃河流域生態環境脆弱、水資源保障形勢嚴峻、區域發展質量有待提高等突出問題，成為全面打贏脫貧攻堅戰、實現區域高質量協調發展的關鍵[2-3]。黃河流域高質量發展處于何種水平，在時間與空間上呈現出什么樣的特點規律，有哪些因素制約著黃河流域的高質量發展等，是實現黃河流域高質量發展必須首先回答的問題。

目前，在黃河流域高質量發展水平測度方面，已經取得了一定成果。徐輝等[4]從經濟發展、創新驅動、民生改善、環境狀況和生態狀況五個維度，構建了黃河流域高質量發展評價指標體系，通過研究表明黃河流域高質量發展水平基本呈現“兩邊高、中間低”的空間分布。張合林等[5]構建的指標體系包括經濟高質量發展、社會高質量發展、環境高質量發展3個一級指標，研究結果顯示：山東、河南、四川和陜西的高質量發展水平處于第一梯隊，內蒙古和山西的高質量發展水平處于第二梯隊，青海、寧夏和甘肅的高質量發展水平處于第三梯隊。石濤[6]根據創新、協調、綠色、開放、共享新發展理念，構建了黃河流域經濟高質量發展指數綜合評價體系，研究發現科技創新對于黃河流域經濟高質量發展具有重要作用。在高質量發展水平測度模型構建方面，上述研究運用熵值法確定指標權重，并構建黃河流域高質量發展綜合水平評估模型。

總體來看，目前針對黃河流域高質量發展水平測度的研究還存在以下不足：一是指標體系構建的系統性不夠，相關研究尚未系統全面體現黃河流域高質量發展內涵，特別是對科技創新在黃河流域高質量發展中的地位作用研究不夠。本文從系統論角度出發，探索黃河流域經濟發展、科技創新和生態環境三大系統相互作用原理，并在此基礎上構建高質量發展水平評價指標體系。二是研究方法不夠靈活且時間跨度短，部分研究僅從時間或空間單一維度探究黃河流域高質量發展呈現的特點規律，因指標體系的不同與時間跨度不一，得到的研究結論也各異。本文在同一指標體系下，采集2000—2018年黃河流域9省區數據，分別從時間與空間兩個維度探索其高質量發展規律。三是目前相關研究成果僅根據黃河流域指標體系對發展水平進行測度，而未進一步挖掘研究指標之間的相互作用關系。本文運用灰色關聯分析法，在黃河流域高質量發展水平測度基礎上，研究不同指標之間的關聯關系，從而分析制約高質量發展的關鍵因素。

1 黃河流域高質量發展評價指標體系

1.1 黃河流域高質量發展的內涵

習近平總書記多次指出，黃河流域高質量發展“要堅持綠水青山就是金山銀山的理念，堅持生態優先、綠色發展”[1]。生態保護是黃河流域高質量發展的底線，良好的生態環境是黃河流域可持續發展的基礎。因此，黃河流域的高質量發展是立足于生態環境保護基礎上的發展，決不能走以犧牲生態環境為代價的發展老路。2020年4月，習近平總書記在陜西考察時指出：要圍繞產業鏈部署創新鏈、圍繞創新鏈布局產業鏈，推動經濟高質量發展邁出更大步伐?？倳浿匾v話高屋建瓴、內涵深刻，為黃河流域高質量發展指明了道路。黃河流域高質量發展是一個復雜的系統工程，從系統論角度出發，其內涵是包括經濟發展、科技創新和生態環境等不同系統之間的協同發展[7]，如圖1所示。

圖1 黃河流域高質量發展三系統之間的關系

1.2 評價指標體系

基于黃河流域高質量發展內涵的理解，以經濟發展為基礎，科技創新為實現路徑，同時黃河流域的高質量發展不能以犧牲生態環境為前提。按照客觀性、全面性、系統性、數據可獲得性的原則，本文構建了基于經濟發展、科技創新和生態環境三個分系統的高質量發展評價指標體系[8-10]。將黃河流域高質量發展綜合評價指標進行逐層分解，分別構建目標層、準則層與指標層，如表1所示。

1.3 數據來源

本文選取黃河流域9省區2000—2018年期間的數據，相關數據來源于：中國統計年鑒、黃河流域9省區統計年鑒、中國（黃河流域9省區）科技統計年鑒、中國林業和草原統計年鑒、中國環境年鑒、中國金融年鑒、Wind數據庫、國家（黃河流域各省份）統計局官方網站以及部分期刊文獻。其中，個別年份有數據缺失，采用插值法和趨勢外推法獲得。

2 黃河流域高質量發展水平測度模型

2.1 數據標準化

本文構建的黃河流域高質量發展評價指標體系較復雜，由于不同指標的量綱、數量級均存在差異，因此需要先對各指標進行標準化處理，以消除量綱對評價結果造成的影響。此外，考慮到各指標對子系統的兩種作用[11-12]：即正向作用和負向作用，需要根據指標作用的不同采用不同的標準化方法，確定標準化的計算公式為：

表1 黃河流域高質量發展評價指標體系及權重

2.2 熵權法賦權

為了避免主觀因素帶來的偏差[13]，本文采用熵權法來分析各個指標間的相關程度，根據每個指標提供的信息量來決定指標權重。第i個地區（系統）的第j個指標對應的熵值為：

由此，得到第i個地區（系統）各個指標的信 息 熵 為(Hi1,Hi2,…,Hin)，各 指 標 熵 權 值 為：。設Wi為第i個地區（系統）各指標熵權值構成的熵權向量，記Wi=(wi1,wi2,…,win)，則黃河流域各指標綜合權重為：

對此，黃河流域在第t期的綜合評價模型為：

需要說明的是，上述模型為黃河流域高質量發展水平的時間測度模型，空間測度模型需要將下標j與t的含義互換，即j表示時間期數而t表示指標數量個數，計算方法相同。

2.3 灰色關聯模型

為研究黃河流域高質量發展各系統及其指標之間相互作用關系，本文引入灰色關聯模型?；疑P聯分析以灰色系統理論為基礎，利用序列曲線的幾何相似程度來判斷相應序列之間聯系程度[14]。令為被解釋變量構成的參考序列，影響系統行為的解釋變量構成比較序列為期數），則二者關聯系數為：

參考國內外學者針對關聯度的分類方法[15-16]，將其分為四種類型：(0,0.35]為低關聯，(0.35,0.65]為中等關聯， (0.65,0.85]為較高關聯，(0.85,1]為高關聯。關聯度值越大，關聯關系越強，解釋變量對被解釋變量的解釋作用越強，關聯度值越小，關聯關系越弱，解釋變量對被解釋變量的解釋作用越弱。

3 實證分析

3.1 空間演變

2000—2018年期間，黃河流域9省區高質量發展水平空間測度結果如表2所示。因篇幅所限，各省區經濟發展、科技創新和生態環境水平測度結果未列出。為深入探索黃河流域高質量發展的空間演變過程，論文利用ArcGIS 10.6軟件分別對2006年、2012年與2018年黃河流域9省區的綜合發展水平，2018年經濟發展水平、科技創新水平和生態環境水平進行了可視化處理，并應用軟件中的自然斷裂法將測度指標值從低到高依次劃分為五個層次展示，即低值區、中低值區、中值區、高值區、極高值區（圖2～圖7）。

表2 黃河流域高質量發展水平空間測度結果

從黃河流域9省區高質量發展綜合水平分析，各省區之間差異顯著?？傮w呈現“東高西低，南高北低”的格局，即黃河流域東部省份綜合值總體高于西部省份，黃河流域南部省份綜合值高于北部省份。以2006年為例，黃河流域9省區綜合值由高到低的排序為：山東（0.72）、四川（0.43）、河南（0.38）、陜西（0.37）、內蒙古（0.33）、山西（0.31）、青海（0.24）、寧夏（0.21）、甘肅（0.20），黃河流域綜合水平為0.36，如圖2所示。其中，山東處于極高值區，高質量發展水平遠高于其他省區；四川、河南、陜西處于高值區；內蒙古和山西處于中值區；青海處于中低值區；寧夏與甘肅處于極低值區。2018年，黃河流域9省區綜合值由高到低的排序為：山東（0.76）、四川（0.51）、河南（0.48）、陜西（0.43）、山西（0.29）、內蒙古（0.29）、青海（0.22）、甘肅（0.21）、寧夏（0.20），黃河流域綜合水平為0.38，如圖4所示。對比2006年與2018年各省份高質量發展排序以及空間分布情況，空間分布的格局沒有發生根本性變化。從各地區層次劃分來看，山東處于極高值區，一直保持領先的優勢，四川、河南、陜西仍處于高值區，山西和內蒙古依舊在中值區，甘肅與寧夏繼續保持在極低值區。

圖2 2006年黃河流域9省區綜合發展水平

圖3 2012年黃河流域9省區綜合發展水平

圖4 2018年黃河流域9省區綜合發展水平

圖5 2018年黃河流域9省區經濟發展水平

圖6 2018年黃河流域9省區科技創新水平

圖7 2018年黃河流域9省區生態環境水平

從黃河流域高質量發展三大分系統視角分析，各省資源稟賦特色明顯。以2018年為例，從經濟發展水平來看，黃河流域9省區經濟發展水平值由高到低的排序為：山東（0.82）、河南（0.60）、四川（0.52）、陜西（0.44）、內蒙古（0.33）、山西（0.31）、青海（0.26）、寧夏（0.20）、甘肅（0.19），黃河流域經濟發展水平為0.41，如圖5所示。經濟發展系統的空間格局基本保持與高質量發展格局一致，山東處于極高值區，經濟發展水平遠高于其他省區，河南、四川、陜西處于高值區，山西和內蒙古處于中值區，青海處于中低值區，寧夏與甘肅處于極低值區。從科技創新水平來看，黃河流域9省區科技創新水平值由高到低的排序為：山東（0.82）、四川（0.52）、河南（0.42）、陜西（0.37）、山西（0.22）、甘肅（0.12）、寧夏（0.10）、內蒙古（0.09）、青海（0.08），黃河流域科技創新水平為0.30，如圖6所示。其中，山東處于極高值區，科技創新水平優勢明顯，四川、河南、陜西處于高值區，山西處于中值區，甘肅處于中低值區，寧夏、內蒙古與青海處于極低值區，與其他省區的差距明顯。黃河流域9省區科技創新水平發展極不平衡，兩級分化較為嚴重。從生態環境水平來看，黃河流域9省區生態環境水平值由高到低的排序為：山東（0.67）、四川（0.59）、陜西（0.47）、河南（0.43）、山西（0.35）、甘肅（0.24）、寧夏（0.23）、內蒙古（0.22）、青海（0.20），黃河流域生態環境水平為0.38，如圖7所示。其中，山東和四川處于極高值區，且有兩個省區進入極高值區域，陜西、河南處于高值區，山西處于中值區，甘肅、寧夏、內蒙古處于中低值區，青海處于極低值區。

3.2 時間演變

為研究黃河流域9省區2000—2018年高質量發展時間演變規律，利用熵權法測度各指標平均權重見表1，高質量發展水平時間測度結果如表3所示。2000—2018年期間，黃河流域高質量發展綜合水平、經濟發展水平、科技創新水平和生態環境水平都保持了穩定的增長態勢，如圖8所示。其中，2000—2006年期間，生態環境指數較經濟發展和科技創新指數高。2007—2015年期間，經濟得到快速發展，其指數值高于科技創新和生態環境指數值。2016—2018年期間，科技創新指數高于經濟發展和生態環境指數值，科技創新引領作用逐漸體現。通過各系統指數演變說明：2000—2006年期間，黃河流域生態基礎較好，但此后生態環境發展被忽視，雖然經濟上取得了較大程度發展，但走的卻是以犧牲生態環境為代價粗放式發展的路子，黃河流域高質量發展必須依靠科技創新。

表3 黃河流域高質量發展水平時間測度結果

圖8 2000—2018年黃河流域高質量發展水平

指標權重。2000—2018年期間，黃河流域各系統指標權重均值為：經濟發展占44.85%，科技創新占34.98%，生態環境占20.17%。經濟發展占比最大，說明在整個黃河流域9省區中，對經濟發展最為重視；生態環境占比最小，說明忽視了生態環境保護工作。通過指標權重占比的差異，同樣說明黃河流域的經濟發展尚處于以犧牲生態環境為代價的粗放式發展階段?？萍紕撔抡急冗m中，但創新發展的引領作用不明顯，也是導致整個歷史時期黃河流域處于較低發展階段的重要原因。

綜合水平。2000—2018年期間，綜合水平評估值從0.18提升至0.76，年均增長速度為8.61%。以指數值每增長0.2為劃分，從0.1～0.3歷時7年時間（2000—2006年），平均增長速度為7.13%，低于整體年均增長速度，處于中低速增長階段；從0.3～0.5歷時5年時間（2007—2011年），平均增長速度為11.67%，為高速增長階段；從0.5～0.7歷時5年時間（2012—2016年），平均增長速度為8.71%，為中速增長階段；從0.7～0.9（尚未達到0.9）歷時2年時間（2017—2018年），平均增長速度為5.11%，為低速增長階段。

經濟發展水平。2000—2018年期間，經濟發展水平評估值從0.10提升至0.79，年均增長速度為12.33%。以指數值每增長0.2為劃分，從0.1～0.3歷時7年時間（2000—2006年），平均增長速度為17.37%，高于整體年均增長速度，處于高速增長階段；從0.3～0.5歷時4年時間（2007—2010年），平均增長速度為15.85%，為中高速增長階段；從0.5～0.7歷時5年時間（2011—2015年），平均增長速度為7.79%，為中低增長階段；從0.7～0.9（尚未達到0.9）歷時3年時間（2016—2018年），平均增長速度為5.08%，為低速增長階段。

科技創新水平。2000—2018年期間，科技創新水平評估值從0.11提升至0.85，年均增長速度為12.49%。以指數值每增長0.2為劃分，從0.1～0.3歷時9年時間（2000—2008年），平均增長速度為12.98%，高于整體年均增長速度，處于中高速增長階段，特別是2007年增速達到了32.60，與2006年國務院發布《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》密切相關，從中央到地方各級高度重視科技創新在發展中的重要作用。從0.3～0.5歷時5年時間（2009—2013年），平均增長速度為12.07%，為中速增長階段；從0.5～0.7歷時2年時間（2014—2015年），平均增長速度為16.32%，為高速增長階段；從0.7～0.9（尚未達到0.9）歷時3年時間（2016—2018年），平均增長速度為9.33%，為低速增長階段。

生態環境水平。2000—2018年期間，生態環境水平評估值從0.19提升至0.77，年均增長速度為8.17%。以指數值每增長0.2為劃分，從0.1～0.3歷時7年時間（2000—2006年），平均增長速度為5.27%，低于整體年均增長速度，處于低速增長階段；從0.3～0.5歷時7年時間（2007—2013年），平均增長速度為9.55%，為中高速增長階段；從0.5～0.7歷時3年時間（2014—2016年），平均增長速度為11.20%，為高速增長階段，黨的十八大以來，高度重視生態環境保護，黃河流域9省區積極響應黨中央號召，在環境保護方面增速顯著；從0.7～0.9（尚未達到0.9）歷時3年時間（2017—2018年），平均增長速度為7.48%，為中低速增長階段。

各省區具體情況。2000—2018年（共19年）期間，黃河流域9省區高質量發展水平值高于平均值（即黃河流域區域水平值）年份統計情況如表4所示。例如，山東在綜合水平、經濟發展、科技創新和生態環境水平上，分別有16、16、14、13年高于黃河流域平均水平，高質量發展優勢明顯，青海與寧夏在綜合水平、經濟發展和科技創新水平方面排名靠后，但其生態環境發展分別有12和15年高于平均水平。

表4 各省區高于均值發展水平統計結果（年數）

3.3 灰色關聯分析

為進一步研究黃河流域各系統之間的相互作用關系，以及制約黃河流域高質量發展的關鍵因素，在此分別從宏觀、中觀與微觀三個層面分析黃河流域高質量發展各系統之間的灰色關聯特性。

宏觀層面各系統之間關聯特性如圖9所示。其中，生態環境系統與綜合系統的關聯度值最高，說明生態環境與綜合系統同處于較低的發展層次，也是制約黃河流域高質量發展的關鍵因素。此外，經濟發展、科技創新與綜合系統之間關聯度為中等關聯，生態環境與綜合系統之間關聯程度為較高關聯，經濟發展、科技創新、生態環境與綜合系統之間的灰色關聯度值差異較大，說明三個系統之間的發展存在不協調、不匹配等問題。

圖9 宏觀層面各系統之間關聯特性

中觀層面各系統之間關聯特性如圖10所示，三個系統之間的灰色關聯度值都處于中等關聯程度。其中，科技創新與經濟發展（T-F）之間的關聯度值最高，其次為生態環境與科技創新（G-T）關聯程度，而生態環境與經濟發展（G-F）的關聯程度最低，說明生態環境在高質量發展中比較滯后，制約了黃河流域的高質量發展。

微觀層面各系統之間關聯特性如表5所示，分別從以下三個方面分析各指標之間關聯關系。

一是科技創新、生態環境對經濟發展的影響。從各指標關聯度均值分析，科技創新（T）和生態環境（G）各指標與社會發展（F4）平均關聯度最大為0.76，為較高關聯水平，而與經濟水平（F1）平均關聯度最小為0.53，處于中等關聯水平。從經濟發展指標解釋程度分析，科技創新資源（T1）與經濟水平（F1）關聯度最高為0.71，說明豐富創新資源有利于促進經濟水平的提高。同理，科技創新資源（T1）對產業結構（F2）、科技創新產出（T4）對國內外貿易（F3）、科技創新產出（T4）對社會發展（F4）的關聯度最高，即前者對后者具有較強的解釋作用。生態環境水平（G2）對經濟水平（F1）、科技創新產出（T4）對產業結構（F2）、科技創新資源（T1）對國內外貿易（F3）、科技創新資源（T1）對社會發展（F4）的解釋作用最低，說明前者可能是后者在高質量發展中應重點關注的短板弱項，二者之間存在不協調發展情況。因此，在黃河流域高質量發展中，科技創新對經濟發展具有重要的促進作用，是經濟發展的關鍵因素，通過科技創新引領可以達到事半功倍效果。

圖10 中觀層面各系統之間關聯特性

表5 各分系統指標之間灰色關聯度

二是經濟發展、生態環境對科技創新的影響。從各指標灰色關聯度均值分析，經濟發展（F）和生態環境（G）各指標與科技創新投入（T2）平均灰色關聯度最大為0.71，為較高關聯水平，而與科技創新資源（T1）平均關聯度最低為0.60，處于中等關聯水平。從科技創新指標解釋程度分析，產業結構（F2）對科技創新資源（T1）、生態環境水平（G2）對科技創新投入（T2）、國內外貿易（F3）對科技創新融資（T3）、國內外貿易（F3）對科技創新產出（T4）的灰色關聯度最高，即前者對后者具有較強的解釋作用。生態環境水平（G2）對創新資源（T1）、產業結構（F2）對科技創新投入（T2）、產業結構（F2）對科技創新融資（T3）、產業結構（F2）對科技創新產出（T4）的灰色關聯度最低，說明前者可能是后者在高質量發展中應重點關注的短板弱項。黃河流域高質量發展中，需要高度重視生態環境水平（G2）、產業結構（F2）以及國內外貿易（F3）的發展，良好的生態環境和合理的產業結構有利于促進科技創新的發展；同時，黃河流域9省區要依托國家“一帶一路”倡議，通過加強國內外貿易進一步提高科技創新水平。

三是經濟發展、科技創新對生態環境的影響。從各指標灰色關聯度均值分析，經濟發展（F）和科技創新（T）各指標與生態環境保護（G3）平均灰色關聯度最大，為0.78，為較高關聯水平，而與生態環境壓力（G1）平均灰色關聯度最小，為0.56，處于中等關聯水平。從生態環境指標解釋程度分析，科技創新資源（T1）對生態環境壓力（G1）、科技創新融資（T3）對生態環境水平（G2）、科技創新投入（T2）對生態環境保護（G3）的灰色關聯度最高，國內外貿易（F3）對生態環境壓力（G1）、產業結構（F2）對生態環境水平（G2）、產業結構（F2）對生態環境保護（G3）的灰色關聯度最低，說明前者可能是后者在高質量發展中應重點關注的短板弱項。因此在黃河流域生態環境發展中，科技創新對提高生態環境水平具有重要的促進作用，而產業結構（F2）已經成為制約黃河流域生態發展的關鍵因素，亟須依托科技創新升級適應各省區生態環境發展的產業結構。

4 結論與建議

4.1 研究結論

（1）黃河流域9省區高質量發展水平在空間格局上存在較大的差異。在黃河流域高質量發展的空間格局上，本文得到了與張合林[5]研究基本一致的結論：山東、河南、四川和陜西的高質量發展水平處于第一梯隊，內蒙古和山西的高質量發展水平處于第二梯隊，青海、寧夏和甘肅的高質量發展水平處于第三梯隊，上述結果與本文五個層級劃分方法得到基本一致結論。因此，黃河流域9省區高質量發展，在制定發展策略時要有針對性，不能搞一刀切，要充分考慮到各省區之間發展水平差異，根據各自發展特點制定規劃戰略。

（2）黃河流域9省區高質量發展水平保持了穩定增長態勢。2000—2018年期間，黃河流域高質量發展綜合水平、經濟發展水平、科技創新水平和生態環境水平都保持了穩定的增長態勢，且近年來科技創新引領作用逐漸凸顯。但從總體來看，黃河流域的經濟發展，仍處于以犧牲生態環境為代價的粗放式發展階段。此外，黃河流域經濟發展、科技創新和生態環境三大系統的增速，都低于2000—2018年這一歷史時期增速的平均值，目前處于低速增長階段。

（3）黃河流域經濟發展、科技創新和生態環境三大系統之間的發展存在不協調、不匹配等問題。一方面，從黃河流域高質量發展水平測度結果來看，無論是空間測度結果還是時間測度結果，經濟發展、科技創新和生態環境三大系統測度值都存在較大的差異，說明三大系統之間的發展耦合協調性不足。另一方面，從指標之間關聯關系來看，根據宏觀與中觀層灰色關聯特性，各類系統之間的關聯結果也存在較大差距，說明各系統之間的發展存在不匹配問題。

4.2 政策建議

根據本文研究，結合黃河流域高質量發展現實情況，為進一步提升黃河流域高質量發展水平，提出如下建議：

（1）充分利用陜西、河南地理優勢，培育新的高質量發展增長極。本文研究表明，山東和四川高質量發展的優勢明顯，在高質量發展方面已經取得初步成果，可充分發揮其在高質量發展中的引領作用。陜西與河南在黃河流域中地理優勢明顯，既處于黃河流域中部區域，又分別與四川、山東接壤，高質量發展基礎較好，可培育為黃河流域高質量發展新的增長極，通過輻射帶動周邊省區的高質量發展，進一步提升黃河流域高質量發展水平。

（2）要高度重視科技創新在黃河流域高質量發展中的支撐作用。黃河流域區域內經濟發展水平差別大、生態環境脆弱、少數民族和貧困地區集中，上述特點決定了黃河流域高質量發展必須依托科技創新的支撐。要創新產業發展，深入實施創新驅動發展戰略，加快黃河流域傳統產業的轉型升級，培育壯大清潔能源等產業，通過科技創新實現生態環境和經濟高質量發展的戰略目標。

（3）要重點解決制約黃河流域各系統、各指標發展的短板弱項。從系統之間關系分析，三大系統之間存在發展不協調、不匹配問題，其中生態環境系統是黃河流域高質量發展的短板。從各指標相互影響關系分析，產業結構已經成為制約黃河流域生態發展的關鍵因素，而產業結構的調整需要以科技創新作為支撐。此外，各系統指標同樣存在制約其發展的關鍵因素，要整體黃河流域高質量發展水平，則需把握制約其發展的短板弱項，探索破解高質量發展難題的新路徑。