论文快递｜刘建华等：黄河流域生态保护和高质量发展协同推进准则及量化研究

黄河流域生态保护和高质量发展协同推进准则及量化研究

刘建华1，2，黄亮朝1，左其亭2，3

（1.郑州大学 管理工程学院，河南 郑州 450001；2.郑州大学 黄河生态保护与区域协调发展研究院，河南 郑州 450001；3.郑州大学 水科学研究中心，河南 郑州 450001）

摘 要：为推进黄河流域生态保护和高质量发展国家重大战略的实施，需要研究制定一套协同推进准则及量化方法，提出了协同推进“四准则”，即生态环境健康、经济高质量发展、人水和谐共生、人民生活幸福；在“四准则”基础上，构建黄河流域生态保护和高质量发展协同推进量化指标体系；采用“单指标量化－多指标综合－多准则集成”方法，对黄河流域生态保护和高质量发展协同度进行定量评估。利用黄河流域2009—2018 年数据进行实例验证，结果表明：2009—2018 年黄河流域协同度呈现上升趋势，由“接近协同”向“较协同”转变，但整体协同度还不高，经济高质量发展和人民生活幸福子系统上升幅度较大，生态环境健康和人水和谐共生子系统发展相对缓慢。

关键词：黄河流域；生态保护和高质量发展；协同推进准则；指标体系；量化方法

黄河流域是我国重要的生态屏障和经济带，处理好生态保护和高质量发展之间的协同关系尤为重要［1］。一方面，生态文明建设强调人与自然不可分割的关系，以生态保护为先，将生态保护作为发展的重要背景和依据；另一方面，在经济结构调整、经济发展转向创新驱动的关键时期，区域经济发展应具有系统性、整体性、协同性，兼顾经济社会、生态环境、水资源、人民生活等方面稳步发展。只有协调好两者关系，才能使黄河流域作为我国重要的生态屏障和经济带的地位更加稳固，才能与京津冀、长三角、粤港澳等地区发展战略共同促进我国区域均衡发展，推动区域协调发展格局的形成。

随着黄河流域生态保护和高质量发展国家重大战略的提出，越来越多的学者聚焦这方面的研究。黄河生态保护研究主要集中于气候治理［2］、水资源利用［3］、湿 地 保 护［4］、三 角 洲 生 态 演 变［5］、水 战 略 布局［6］、综合治理和可持续发展［7］等方面；经济社会高质量发展研究集中于黄河发展战略的推进及支撑体系［8－9］、创新驱动［10］、中心城市和城市群发展［11－12］、产业布局［13］、高质量发展水平测度［14］、统筹协调［15］、黄河经济轴带建设［16］等方面；在生态保护和高质量发展协同推进方面，左其亭［17］指出对于生态保护和高质量发展的关系，需要用辩证的思维来解读，在保护中发展，在发展中保护，两者应和谐并举；金凤君［18］从“四大关系”“三区七群”等方面论述了黄河流域生态保护和高质量发展协同推进策略；王育宝等［19］对生态保护和经济高质量发展以往的研究进行论述分析，提出了协调发展和路径政策设计方向。关于协同度、耦合度、匹配度、和谐度等计算方法，Hideyasu S［20］提出一种处理协作和竞争的协同度计算方法；Mahmut P 等［21］提出基于最优控制和合作博弈的副产品协同系统分析方法；胡光伟等［22］构建了社会经济发展与水资源协同度评价模型；姜磊等［23］利用修正的耦合度模型计算了中国省域耦合度和协调度；范擎宇等［24］运用耦合协调度模型分析了长三角地区人口、土地和经济协调发展关系的时空演化特征；左其亭等［25］通过人水和谐量化方法对水资源利用与经济社会发展匹配度、和谐度进行量化研究。

综上所述，黄河流域生态保护和高质量发展研究已有一定的基础，但缺少协同量化方面的深入研究，且生态保护和高质量发展协同推进的研究大多还停留在理论探讨和实例分析阶段，单一地强调多系统相互促进、协调发展，没有形成统一的量化标准和度量方法，缺少基于综合理论分析、确定协同推进准则、构建指标体系、提出量化方法的系统协同量化理论研究。

1 协同推进准则

从科学及实践的意义上来看，量化准则是一种范例，融合了科学基准和研究内容相关的导则与规范，是在共识的基础上从理论到实践应遵循的行为准则。基于对黄河流域生态保护和高质量发展国家重大战略的理解，提出协同推进“四准则”，即生态环境健康、经济高质量发展、人水和谐共生、人民生活幸福。

（1）生态环境健康准则。生态保护和高质量发展涉及诸多因素间的相互联系，高质量发展离不开生态保护，高质量发展更有利于生态保护，生态保护的目的是高质量发展，黄河流域高质量发展的着力点应放在生态保护［15］。黄河流域构成我国重要的生态屏障，是连接青藏高原、黄土高原、华北平原的生态廊道，同时也是重要的能源和重化工产业基地［1］，坚持生态优先，走可持续发展道路是黄河流域高质量发展的基础［26］。

近几十年来，黄河流域经济社会在大发展的同时，流域内能源化工为主的单一产业体系产生了严重的环境污染，对生态环境本底、水生态、大气环境造成严重破坏，制约着流域经济高质量发展。一方面，黄河流域生态系统建设及修复还需加强，截至2018 年年底，黄河流域绿地面积仅占全国绿地总面积的23.3%，黄土高原45.4 万km2水土流失总面积中50%以上仍未得到有效治理，滑坡、泥石流等地质灾害以及66.7 万条侵蚀沟的针对性治理措施不足。另一方面，黄河流域污染物排放量相对较大，2018 年黄河流域9 个省区137 个水质监测断面中，劣V 类水占比达12.4%，高于全国6.7%的平均水平［1］，二氧化硫、氮氧化物、粉尘排放总量占全国总量的34.97%。因此，该准则主要体现在生态修复和环境保护两方面。从生态修复的角度判断，包括黄河流域水土流失的治理能力，湿地、森林及自然保护区的建设水平，生态系统可良性循环等；从环境保护的角度判断，包括污染物排放量减少、投资治理力度加大、监测 络完善、生态环境可持续发展等。

（2）经济高质量发展准则。黄河流域高质量发展不应只体现在经济发展速度的加快，更要注重发展质量、发展效益和发展的可持续，体现在经济发展稳定性、经济结构、经济调控能力等方面；同时创新驱动和对外开放作为高质量发展的基础，可以产生“乘数效应”，为黄河流域生态保护和高质量发展协同推进提供源源不断的内生动力。

目前黄河流域高质量发展存在以下几个问题：第一，黄河流域经济发展水平低，区域协调发展机制不尽合理。2018 年黄河流域生产总值仅占全国生产总值的26.5%，没有形成长江那样的经济带；下游河南、山东两省GDP 占整个黄河流域GDP 总量的52.2%，上中下游发展差距大。第二，作为重要的粮食产区和能源基地，产业结构落后、能源化工产业比重大。2018年黄河流域第三产业产值占全国的24.78%，高知识含量的战略新兴产业数量不足、规模较小。第三，黄河流域整体创新水平较低。在创新投入方面，2018 年黄河流域研发经费总投入仅占全国总量的20.58%；平均研发强度低于全国0.82 个百分点；在创新产出方面，发明专利授权量仅占全国总量的15.82%。第四，对外开放程度低，2018 年9 个省区进出口总额仅占全国总量的12.3%。因此，黄河流域经济高质量发展准则主要体现在能够依靠科技进步推动产业升级，构建高质量发展的动力系统，保障国家粮食和能源安全，推进双向开放、促进流域经济一体化，推进中心城市、城市群和都市圈建设，实现城乡协调发展等方面。

（3）人水和谐共生准则。水资源是推进生态保护和经济发展的基础，黄河作为中华民族的“母亲河”，承担了为流域内人民群众生产生活等供水任务。但黄河流域自然灾害频繁、水沙关系不协调、水资源匮乏、生态环境退化等因素导致社会经济发展滞后，主要原因是没有理顺水资源与经济发展及人类的关系［26］。人水和谐共生不仅仅是强调水资源环境状况，更多的是强调人类社会和水资源之间的关系，体现在水资源条件、水资源对人类社会产生的影响、水资源高效开发利用等方面。

经济社会的发展加大了生态保护力度、促进了水利设施投资，但同时也增加了用水量并产生污染物，黄河流域2018 年水资源总量仅占全国总量的21.49%，还要满足全国30.3%的人口和34.84%的耕地面积用水。黄河水资源开发利用率达到80%，远超40%的警戒线，经济社会发展与水资源之间的矛盾日益突出。因此，厘清人水关系、从人水和谐共生角度分析黄河流域生态保护和高质量的协同发展，可以更好地反映绿色发展这一核心理念，包括：以水定城、以水定产，不断提高水资源的利用效率；完善分水方案，推进水权交易；抑制不合理的水资源开发利用方式，缓解人水矛盾；加强水利基础设施建设，保障水生态系统安全稳定等。

（4）人民生活幸福准则。黄河流域生态保护和高质量协同发展最终点是要落到人民生活幸福上，打造属于人民的“幸福河”。保证黄河生态环境健康、经济社会发展带动生产生活生态良性循环，根治黄河水患、保障人水和谐共生，满足人民的物质需求的同时，也要满足精神方面的需求，人民才会产生幸福感。

影响流域内人民幸福感的因素主要有：①生活质量，包括收入水平、失业率等；②人口特征，即城镇化率、老龄化比例、受教育状况等；③公共服务和基础设施，即养老、医疗等公共服务项目和交通、信息等基础设施建设。2018 年黄河流域人均可支配收入低于全国平均水平5 209.29 元；平均城镇登记失业率高于全国0.18 个百分点。黄河流域是多民族聚集区，少数民族人数占总人口的10%，且贫困人口相对集中，医疗卫生机构床位数占全国总量的31.87%，互联 普及率低于全国平均水平5.37 个百分点。提升人民生活幸福水平、促进黄河流域协同发展，应着重于生活质量提高及人口特征的改善，完善基础设施、提高公共服务能力，保护传承弘扬黄河文化、注重人民精神生活，推进美丽乡村建设、实现乡村振兴，加快黄河滩区居民迁建、巩固脱贫攻坚成果，实现全民奔小康。

2 协同推进量化指标体系

以协同量化准则为基本框架，并考虑流域不同地区的空间差异和关键问题，有针对性地选取代表性指标，对生态保护和经济高质量发展协同状况进行多维度衡量。同时依据科学性、系统性、适用性、可获取性等原则，构建由“目标层、准则层（子系统层）、分类层、指标层”组成的量化指标体系，见表1。为便于指标的标记和选用，所有指标均采用Xabc 格式的编码。其中X 代表指标，即所有的指标编码均以X 开头；a 代表4个子系统层编号；b 代表各个子系统层对应的分类层编号；c 代表各个分类层对应的指标层编号。

根据对量化准则的分析，黄河流域生态保护和高质量发展能否协同发展，体现在生态环境健康、经济高质量发展、人水和谐共生、人民生活幸福4 个方面。因此，分别将生态环境健康、经济高质量发展、人水和谐共生、人民生活幸福作为4 个子系统，衡量其发展水平。①生态环境健康子系统，从生态修复和环境保护两方面体现。鉴于黄河流域河流含沙量高、水土流失严重，选取森林覆盖率、本年新增水土流失治理面积、湿地面积占辖区面积比重、自然保护区面积占辖区面积比重4 个指标反映生态修复；选取PM2.5 年均值、化肥施用量、污染治理投资额占比和Ⅰ～Ⅲ类水质功能区所占比例4 个指标反映环境保护。②经济高质量发展子系统需考虑经济基础、创新驱动和开放合作三方面。经济基础方面用人均GDP、人均财政收入、经济波动率、第三产业贡献率4 个指标来体现经济发展程度、经济调控能力、经济稳定性及经济结构；创新驱动方面用研发经费投入强度、万人从业人员中R＆D（Research and Development）人员数反映研发投入，用万人发明专利授权量反映研发产出；开放合作方面利用对外贸易依存度反映当地对国际市场的依赖程度，用外商直接投资依存度反映当地经济依赖于外商直接投资的程度，用对外直接投资依存度反映当地利用国际资源、开拓国际市场的程度。③人水和谐共生子系统主要体现人与资源环境间的和谐，尤其是人与水资源间的和谐，从水资源条件、水环境影响和水资源利用三方面来衡量，用人均水资源量、水库年末蓄水总量、供水综合生产能力反映水资源的条件状况，用洪涝灾害直接经济损失、水土流失面积占区域面积比例、污水日处理能力反映水环境影响状况，用万元GDP 水耗、水资源开发利用率、农田灌溉水有效利用系数反映水资源利用状况。④人民生活幸福子系统从生活质量、人口特征、公共服务三方面来体现，用城乡收入比、恩格尔系数、农村贫困人口和城镇登记失业率来反映生活质量，用城镇化率、老龄化比例和人均受教育年限来反映人口特征，用互联 普及率、人均城市道路面积、人均基本养老保险累计结余、每千人拥有卫生技术人员来反映公共服务水平。

表1 黄河流域生态保护和高质量发展量化指标体系

3 协同量化方法

左其亭于2008 年提出一种基于多指标－多准则的人水和谐定量评价方法——“单指标量化－多指标综合－多准则集成”评价方法（简称SMI－P 方法），该方法以人水和谐理论及数学模型为依据，在实践中进行了验证［25］。人水和谐共生是黄河流域生态保护和高质量发展协同量化的重要部分，且具有一定的相似性，因此笔者采用SMI－P 方法进行协同发展指数计算。

单指标量化采用分段模糊隶属度分析法，采用分段函数将各指标统一映射到［0，1］区间。根据指标与协同度的关系，将其分为正向指标和逆向指标，对应的单指标协同度变化曲线如图1 所示。指标函数分为5段，对应各个指标的5 个特征值，最差值（a）、较差值（b）、及格值（c）、较优值（d）、最优值（e），对应的协同度分别为0、0.3、0.6、0.8、1。

图1 单指标协同度变化曲线

单指标子协同度计算公式如下，其中式（1）代表正向指标，式（2）代表逆向指标：

针对生态环境健康、经济高质量发展、人水和谐共生、人民生活幸福4 个子系统层，采用多指标集成的方法，综合评估4 个子系统协同发展指数，计算式如下：

式中：Yi（T） 为某量化指标在T 时刻的值，其单指标量化结果为SHDi［Yi（T）］ ；SIEHD（T） 为T 时刻的整体协同发展指数；n 为生态环境健康、经济高质量发展、人水和谐共生、人民生活幸福4 个子系统量化指标的个数；wi为各量化指标的权重。

计算出整体协同度之后，按数值大小进行等级划分，共分为7 个等级，见表2。

表2 协同度等级划分标准

4 实例研究

指标数据收集结束后，需要确定各指标的特征值。结合黄河流域各省区数据及指标的属性，根据所选量化方法确定各个指标的5 个特征值。其中：以各省区各指标多年平均值为及格值；把最高值扩大10%作为最优值，其中达到100%的指标不再扩大；把最低值缩小10%作为最差值；较差值和较优值采用插值法确定［25］。各指标的节点特征值见表3。

表3 量化指标节点特征值

表4 各指标权重计算结果

依据SMI－P 方法，运用Matlab 计算2009—2018年黄河流域生态环境健康、经济高质量发展、人水和谐共生、人民生活幸福4 个子系统发展指数，再根据权重加权计算出总的协同度。黄河流域整体及各省区协同度计算结果分别见表5 和表6。

表5 黄河流域整体2009—2018 年协同度计算结果

表6 黄河流域各省区2009—2018 年协同度计算结果

（1）黄河流域整体协同度。总体而言，2009—2018 年协同度整体呈现上升趋势。总体协同度从2009 年的0.425 上升到2018 年的0.605，由“接近协同”向“较协同”转变，但整体协同度不高，2018 年刚达到“较协同”状态，这说明黄河流域生态保护和高质量发展不协同关系还是比较突出的。对比2009—2018年黄河流域整体4 个子系统协同发展指数，其趋势见图2。

图2 黄河流域各子系统协同发展指数变化趋势

整体来看，4 个子系统协同发展指数均呈上升趋势，经济高质量发展和人民生活幸福两子系统上升幅度较大，生态环境健康和人水和谐共生两子系统上升幅度较小，这与人口较多、资源量少、经济发展造成严重环境污染的实际情况是比较符合的。具体来看：生态环境健康子系统在较低水平缓慢发展，经济高质量发展与人民生活幸福两子系统稳健上升；2016—2018年生态环境健康子系统有上升的趋势，经济高质量发展子系统发展速度有所减慢，主要原因是从2016 年开始实施“十三五”规划，加强了对黄河流域环境的治理与保护，伴随一些重污染产业的转型升级处在过渡阶段，导致经济发展速度放缓；人水和谐共生子系统发展指数最高，但波动较为明显，说明水资源量、洪涝灾害、水土流失等因素造成的影响具有不稳定性，人水关系尚不协调。

（2）黄河流域各省区协同度。利用2009 年、2012年、2015 年、2018 年各省区协同度数据，按照2018 年协同度大小降序排列，绘制雷达图展示黄河流域各省区协同度变化情况，见图3。结合表6 可以看出，2009年协同度从高到低排序为青海、山东、四川、陕西、内蒙古、山西、甘肃、河南、宁夏，甘肃、河南、宁夏三省区的协同度小于0.4，处于“较不协同”的状态；到2018 年，四川成为协同发展水平最高的省份，协同度为0.687，其余省区排序为山东、陕西、青海、内蒙古、河南、山西、宁夏、甘肃，四川、山东、陕西、青海和内蒙古5 个省区达到了“较协同”状态，其余省区处于“接近协同”状态。整体而言，各省区的协同发展水平都在稳步提升，各年份雷达图逐渐趋近圆形，证明各个省区协同发展水平逐渐趋于平衡。

图3 黄河流域各省份协同度变化雷达图

5 结 语

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Synergetic Promotion Criteria and Quantitative Study of Ecological Protection and High?Quality Development of the Yellow River Basin

LIU Jianhua1，2， HUANG Liangchao1， ZUO Qiting2，3
（1.School of Management Engineering， Zhengzhou University， Zhengzhou 450001， China；2.Yellow River Institute for Ecological Protection ＆ Regional Coordinated Development， Zhengzhou University， Zhengzhou 450001， China；3.Center for Water Science Research， Zhengzhou 450001， China）

Abstract： It is necessary to study and formulate a set of synergetic promotion criteria and quantitative methods to promote major national strategies for ecological protection and high?quality development in the Yellow River Basin.The “four criteria” for synergetic promotion of ec?ological protection and high?quality development in the Yellow River Basin was put forward in this paper，namely，healthy ecological environ?ment， high?quality economic development， harmonious coexistence between human and water and the people live a happy life.Based on the“four criteria”， a quantitative index system for the synergetic promotion of ecological protection and high?quality development in the Yellow River Basin was established.The method of “single index quantification?multi index synthesis?multi criterion integration” was adopted to quantitatively evaluate the synergy degree between ecological protection and high?quality development of the Yellow River Basin.Then taking 9 provinces and autonomous regions in the Yellow River Basin as an example，the data from 2009 to 2018 were used for case verification.The results show that the synergy degree of the Yellow River Basin appears an upward trend from 2009 to 2018， but the overall synergy degree is not so high， the high?quality economic development subsystem and the people living a happy life subsystem have been increased rapidly， the development of the healthy ecological environment subsystem and the harmonious coexistence between human and water subsystem is relatively slower.

Key words：Yellow River Basin；ecological protection and high?quality development；synergetic promotion guidelines；index system；quanti?tative method

引用格式：刘建华,黄亮朝,左其亭.黄河流域生态保护和高质量发展协同推进准则及量化研究[J].人民黄河,2020,42(9):26-33.