经济增长动能转换与绿色发展耦合协调的时空格局演化分析

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本站小编 Free考研考试/2021-12-29

盖美^,¹^,², 秦冰^,¹^,², 郑秀霞³

1. 教育部人文社科重点研究基地海洋经济与可持续发展研究中心,大连 116029

2. 辽宁师范大学海洋可持续发展研究院,大连 116029

3. 辽宁师范大学附属职业中专,大连 116029

The evolution of the spatiotemporal pattern of the coupling and coordination between economic growth kinetic energy conversion and green development

GAI Mei^,¹^,², QIN Bing^,¹^,², ZHENG Xiuxia³

1. Key Research Base of Humanities and Social Sciences of the Ministry of Education, Center for Studies of Marine Economy and Sustainable Development, Dalian 116029, Liaoning, China

2. Institute of Marine Sustainable Development. Liaoning Normal University, Dalian 116029, Liaoning, China

3. The Vocational School Attached to Liaoning Normal University, Dalian 116029, Liaoning, China

通讯作者: 秦冰（1997-）, 女,山东临沂人,硕士,主要研究方向为区域经济学。E-mail: qbing6@163.com

收稿日期:2020-07-24接受日期:2021-04-29

基金资助:

辽宁省社会科学规划基金重点项目(L20ATJ001)

Received:2020-07-24Accepted:2021-04-29
作者简介 About authors
盖美（1971-）,女,辽宁大连人,博士,教授,硕:士生导师,主要研究方向为区域经济与可持续发展。E-mail: gaimei71@163.com

摘要
绿色发展与动能转换之间联系密切,研究根据二者内涵构建综合评价指标体系,基于耦合协调相对发展度模型、空间自相关、重心和标准差椭圆模型分析中国31个省市（不含港澳台）2008—2018年两系统耦合协调的时空格局演变特征,得出以下结论：① 绿色发展和动能转换综合指数均呈波动上升趋势,但空间异质性显著,东部沿海地区水平最高。② 各省绿色发展与动能转换的耦合协调度逐年提升,逐步形成东部沿海地区为轴带向中西部地区扩散的“川”字阶梯型发展格局。③ 绿色发展与动能转换的耦合协调度具有显著的空间正相关性,位于“低-低”类型区域的省份最多,高值和低值区域趋于两极集聚分布。④ 2008—2018年耦合协调度的重心主要向西南方向迁移,耦合协调度呈向西南方向分散的态势。东、中、西部地区绿色发展与动能转换耦合协调的空间格局演变特征存在差异,东部地区呈西南方向迁移的分散态势,中部地区呈西南方向迁移的集聚态势,西部地区呈东南方向迁移的集聚态势。
关键词： 绿色发展;动能转换;耦合协调;中国

Abstract

There is a close connection between green development and kinetic energy conversion. A comprehensive evaluation index system is constructed based on the connotations of the two. The study analyzes the evolution characteristics of the spatiotemporal pattern of the coupling and coordination of the two systems in China’s 31 provinces （autonomous regions and municipalities, excluding Hong Kong, Macao and Taiwan） from 2008 to 2018, using the coupling coordination relative development model, spatial autocorrelation, center of gravity and standard deviation ellipse model. And the following conclusions are drawn: （1） Both the comprehensive index of green development and kinetic energy conversion fluctuate and rise, but show a pronounced spatial heterogeneity, with the highest level in the eastern coastal area. （2） The degree of coupling and coordination between green development and kinetic energy conversion in various provinces has been improved year by year, gradually forming a Ⅲ-shaped tiered development pattern, with the eastern coastal area as the axis spreading to the central and western regions. （3） The degree of coupling and coordination between green development and kinetic energy conversion has a remarkable positive spatial correlation. The majority of the provinces fall into the "low-low" category, and the high-value and low-value areas tend to be polarized. （4） From 2008 to 2018, the center of gravity of the coupling coordination degree mainly moved to the southwest, and the coupling coordination degree dispersed to the southwest. The spatial pattern evolution characteristics of the coupling and coordination between green development and kinetic energy conversion in the eastern, central and western regions are different. The eastern region shows a dispersed trend of moving in the southwest direction, the central region shows a centralized trend of moving in the southwest direction, and the western region shows a gathering trend of migration in the southeast direction.

Keywords：green development;kinetic energy conversion;coupling coordination;China

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本文引用格式
盖美, 秦冰, 郑秀霞. 经济增长动能转换与绿色发展耦合协调的时空格局演化分析[J]. 地理研究, 2021, 40(9): 2572-2590 doi:10.11821/dlyj020200702
GAI Mei, QIN Bing, ZHENG Xiuxia. The evolution of the spatiotemporal pattern of the coupling and coordination between economic growth kinetic energy conversion and green development[J]. Geographical Research, 2021, 40(9): 2572-2590 doi:10.11821/dlyj020200702

1 引言

改革开放以来,全国追求经济的高速发展,粗放式的发展模式产生了巨大的矛盾,如重视经济发展的速度和规模,从而忽视了资本、土地、资源和生态环境的消耗,能源资源转化效率低下^[1]。导致淡水资源紧缺、森林破坏、人地矛盾加剧等,引起国家的高度重视。党的十八大提出中国已进入高质量发展阶段。绿色发展是高质量发展的重要理念,为动能转换提供方向和物质支持,动能转换是经济高质量发展的主要力量,为绿色发展提供动力和保障。二者的协调推进在资源约束趋紧、生态环境退化的现实背景下,对中国地区经济增长、人民获得感的提升具有重要的现实意义^[2]。因此,正确认识中国动能转换与绿色发展的耦合互动关系,探讨二者的耦合机制对推动高质量发展有重要的意义。

随着绿色发展和动能转换上升为国家战略,引起了国内外****的广泛关注,分别从不同的角度进行了探讨。

绿色发展方面：① 研究对象选择。当前绿色发展的研究主要集中在全球、国家、主要省份、城市、经济群及企业等方面。如Hasan Rüstemo lu等利用生态容量和生态足迹数据对德国进行了生态足迹分析^[3]。Shuai Shao等围绕上海市对绿色全要素生产率进行测算研究^[4]。周亮等、Peizhen Jin等、季永月等致力于对城市绿色发展绩效进行评估^[5,6,7]。黄跃等综合分析中国城市群绿色发展的时空格局演化^[8]。Yu Bai等研究企业绿色发展效率及其构成的影响因素^[9]。② 指标体系构建。绿色发展指标体系主要围绕经济系统、社会系统和生态系统三方面展开。具体表现形式为国外的经合组织（OECD）指标框架^[10]和联合国环境规划署（UNEP）指标框架^[11],国内的“经济-生态-社会”三维体系^[12],动力、压力、状态、影响和响应五维度的DPSIR模型^[13]及美丽家园、生产消费、高端发展三维体系^[14]。

动能转换方面。① 概念发展。十八大以来,多次提到动能转换问题。十九大报告再次强调了实现新旧动能转换的重要性。部分****围绕十九大报告,对新旧动能相关问题进行了阐述,认为创新及由创新带来的产业结构的新业态和新模式是主要的动能来源^[15],并将新动能架构分解为“压力-市场”、“动力-利益”“活力-创新”“张力-开放”四个层次^[16]。② 测度评估。当前对动能转换的研究较少,且多偏重于理论探索,构建动能转换指标体系并进行测度分析的研究更为少见。王珍从动力转换、市场活力、结构优化、成果共享四个维度构造动能转换指标体系^[17]。孙秀梅等分别从质量效益、创新发展、对外开放、环保民生等四个方面评价动能转换水平^[18]。③ 实现路径与优化方案。创见、创新、创业和创造是动能转换的重要实现路径^[19],此外消费环境、投资增速、中小微企业经营融资和外贸等因素也对新旧动能转换产生影响^[20,21]。

耦合协调关系。当前对绿色发展与动能转换耦合协调发展方面的研究多为动能转换对绿色发展单向影响的理论研究,且多研究某一动能与绿色发展的作用关系。① 创新方面。创新与绿色发展互动关系的研究主要集中在以下方面：一是创新对绿色发展的影响研究,认为科技创新为绿色发展的实现提供了路径支持,对绿色增长绩效存在显著正向影响^[22];二是系统探讨绿色发展与科技创新的耦合辩证关系^[23];三是着眼于绿色创新效率的测度研究^[24]。② 产业方面。部分研究从产业结构调整及产业集聚视角,探究其对区域绿色发展的影响,如李子豪等^[25]。另有研究通过构建产业绿色发展指标体系,对产业绿色发展水平进行评估^[26,27]。③ 其他相关动能方面。实现绿色发展的提质,同样需要重视发展规划、治理体系完善等方面^[28]。

总体来看,随着绿色发展与动能转换的不断发展,学术界在不断探索中取得了优异的成绩,但现有研究仍存在以下不足：① 绿色发展指标体系。当前多从经济,生态和社会三大系统构建绿色发展指标体系,缺乏有关政府治理的指标,且生态系统中对资源子系统和环境子系统的划分并不明确,因此,本文在深入把握经济、资源、环境、社会和政府治理五个系统协调作用的基础上,构建绿色发展指标体系。② 动能转换概念发展及指标体系。当前对动能转换的理论研究集中在新动能的探索,对动能转换概念进行界定并系统论述的研究较少,对动能转换指标体系进行构建并测度的研究更为少见,因此,本文在深入研究动能转换内涵的基础上,着眼于当前较为重要的开放提质、创新驱动和产业升级三个新动能,构建动能转换指标体系,并运用Topsis模型进行科学系统的测度研究。③ 绿色发展与动能转换的耦合协调关系。当前多从理论或定性方面来探究绿色发展与动能转换的耦合互动关系,缺乏实证数据的分析和研究,且多数****仅从单一视角或单一属性考察了动能转换对绿色发展的单向影响,忽视了动能转换与绿色发展之间双向作用的研究。因此,本文选取全国31个省市区（因部分数据缺失,本文研究范围不包括港澳台）2008—2018年数据,借助耦合协调相对发展度、重心及标准差椭圆模型及空间自相关等分析与研究方法,从动态分析的角度,对2008—2018年绿色发展与动能转换的耦合发展及其整体趋势进行研究和分析。

2 研究理论和评价模型构建

2.1 经济增长动能转换与绿色发展的耦合机制

2.1.1 内涵界定绿色发展作为高质量发展背景下的一种新型发展模式和战略路径,其内涵得到不断的拓展和深化。胡鞍钢等认为,作为可持续发展理念的拓展,绿色发展具有以下特点：第一,绿色发展注重社会、生态和经济系统的协调性;第二,绿色发展强调经济进步与耗资排污脱钩;第三,倡导全球参与^[29]。唐啸等认为,中国绿色发展包括在经济层面实现绿色生产;在发展道路中改变经济发展路径,提前实现发展与资源消耗、污染排放脱钩;在发展愿景层面实现人与生态和谐互进^[30]。秦书生等认为绿色发展强调经济社会和生态环境的协调互动;要求以人与自然良好共生为价值目标,通过创新科技促成绿色经济增长和生活方式^[31]。通过研究当前****对绿色发展内涵的解读,本文认为,绿色发展作为一种新型发展理念,是可持续发展与协调发展的扩展和深化,强调经济绿色增长,资源绿色消耗,环境绿色发展,人民绿色生活与全球治理,最终实现系统间的整体性与协调性,实现经济发展的可持续,实现人与生态和谐共生。

“动能”一词是物理学基本概念,指的是因为运动而获得的能量,引用到经济学的研究中,表示推动经济增长的能量。动能转换不是盲目追求高科技产业和新的发展模式,仍要改革传统产业和传统模式,随着新动能的不断发展,逐渐淘汰落后产能。我们原来的旧动能主要有两个方面,一是大规模的要素投入,主要包括大量的能源、环境与资本的粗放性投入,在这样的阶段,只能发展中低端产业;二是出口、投资和消费“三驾马车”,出口产品大多是中低端产品。而新动能主要包括创新、转型升级和改革开放,其中创新是推动动能转换的主要力量,通过创新改革当前部分产业落后的生产技术和管理模式,加速产业转型升级,形成新的经济形态,进而出口高端产品,优化出口结构,增强国家竞争力。

2.1.2 经济增长动能转换与绿色发展的相互作用机制动能转换为绿色发展提供动力和保障：① 创新驱动。创新是推动绿色发展的重要能量。在创新驱动发展战略下,可再生能源技术、节能减排技术的创新实现废弃物的循环利用和污染物的排放治理,清洁能源和绿色能源的使用改善环境的污染状况,能够促进绿色经济与绿色财富的协调可持续。通过创新生产的高效绿色的生活用产品,如新能源汽车、新型建筑材料等推动着人类出行、生活方式向着环保、绿色转变^[32],有利于绿色社会的发展进步。② 产业升级。产业升级包括产业结构合理化与高级化两个部分。首先,产业结构高级化有助于降低对能源资源的消耗和对环境的污染。传统的依靠大量要素投入的产业往往会产生大量的污染及消耗,而依靠知识和技术等投入的新兴高技术及新能源产业对环境及能源的消耗极少。产业高级化的过程同样也是对能源环境削减损耗的过程。产业结构合理化有助于提高生产效率和要素利用效率。高耗能高污染产业,如工业占比过高会阻碍绿色发展。若各类型产业的分布不平衡,产业之间联系薄弱,那么各产业之间无法通过多层次的技术等的关联,实现节能减排任务的分解与落实^[33]。③ 开放提质。中国在对外开放的过程中越来越注重对先进技术、知识和管理经验的吸收借鉴。外商投资带来的技术、管理方式等,有利于经济发展与生态消耗的脱钩,逐步实现绿色经济。并且,开放带来的绿色发展思想变革着居民的生活方式和理念,推动绿色社会的健康发展,从而实现对资源的合理配置和使用。同时,中国国际影响力的显著增强,推动了旅游业的发展,结合具体国情,借鉴吸收国外旅游资源绿色管理的成功案例,也可以促进旅游业绿色发展的协调可持续。

绿色发展理念是新动能研发和旧动能改革的根本要求,对动能转换提出发展方向：① 绿色经济。绿色经济倡导经济增长与生态消耗脱钩,实现绿色可持续的增长模式。绿色经济的发展模式对创新驱动、产业结构、开放投资和经济发展方式等提出绿色化要求。同时,经济与生态的协调可持续可以节省大量的财力和精力,用以研发新动能,生产新技术、新工艺,构建科学的产业结构,提升对外开放质量。② 绿色财富。绿色财富是生物生存和发展所依赖的自然因素的总和,为动能转换提供重要的物质基础。资源的稀缺现状和绿色化发展要求,有利于淘汰传统的高耗能、高污染产业,加速创新绿色技术,促进产业结构的合理化和高级化,是产业升级、创新变革的重要助推力量,也是质量和效率提升的重要助力。③ 绿色社会。中国社会主要矛盾已转变为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾,实现人与自然和谐共生的绿色社会要求是促进动能转换的重要推动力量。同时,良好的生态环境和生活质量促使人们追求更高质量的生活水平,人民素质提高,环保意识增强,能够为新动能的研发提供良好的环境和持续的人才积累（见图1）。

图1

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图1绿色发展与动能转换的耦合机制

Fig. 1Coupling mechanism between green development and kinetic energy conversion

2.2 评价模型

2.2.1 研究方法

（1）耦合协调相对发展度模型。引入耦合协调度模型,反映经济增长动能转换与绿色发展的耦合协调程度,同时,借鉴刘浩等人的研究,引入相对发展系数E,评价二者的相对发展状况,公式如下^[34]：

（1）

C = {\{{\frac{μ_{1 i} ∙ μ_{2 i}}{[\frac{(μ_{1 i} + μ_{2 i})}{2}]}}^{2}\}}^{1 / 2}

（2）

D = \sqrt[]{C \times T}

（3）

T = χ μ_{1 i} + γ μ_{2 i}

（4）

E = \frac{μ_{1 i}}{μ_{2 i}}

式中：C表示耦合度;μ₁_i表示i省经济增长动能转换的综合得分;μ₂_i表示i省绿色发展的综合得分;D表示耦合协调度;T表示经济增长动能转换与绿色发展两个子系统的综合协调指数;

χ

、

γ

表示重要程度,在研究二者的协调关系时,认为两者同样重要,因此

χ

、

γ

各取0.5;参考刘浩等人对耦合协调度及相对发展系数划分的研究,以0.2、0.4、0.5、0.6和0.8为分界点,将耦合协调度D划分为严重、中度、濒临失调,勉强、良好和优质耦合协调6种类型区域,D越大,表明二者耦合协调作用越强;E表示绿色发展与动能转换的相对发展度,当

0 < E \leq 0.8

时,表示动能转换滞后,制约绿色发展,当

0.8 < E < 1.2

时,表示二者同步发展,当

E \geq 1.2

时,表示绿色发展滞后,制约动能转换。

（2）空间自相关模型。空间自相关模型是研究某区域内某一属性空间关联性的重要方法之一。

① 全局空间自相关。在整个研究区域内对某属性进行空间特征性描述,计算公式为^[35]：

（5）

Moran's I = \frac{n ∙ \overset{n}{\sum_{i = 1}} \overset{m}{\sum_{j = 1}} w_{ij} (x_{i} - \overset{?}{x}) (x_{j} - \overset{?}{x})}{\overset{n}{\sum_{i = 1}} \overset{m}{\sum_{j = 1}} w_{ij} \overset{n}{\sum_{i = 1}} {(x_{i} - \overset{?}{x})}^{2}} Z = \frac{I - E （ I ）}{\sqrt[]{VAR （ I ）}}

式中：n为省域数;m为i省域邻近省域数;w_ij为空间权重矩阵W中的元素,当省域i挨着省域j时,w_ij=1,反之w_ij=0;x_i、x_j为耦合协调度在省域i和j上的值;

\overset{?}{x}

为耦合协调度均值;标准化Z值用于检验全局Moran′s I的显著性水平;E（I）、VAR（I）分别表示Moran′s I的期望值和方差。

② 局部空间自相关。测量属性的每个省域与相邻省域之间的相关程度,计算公式如下^[36]：

（6）

Moran's I_{i} = \frac{x_{i} - \overset{?}{x}}{S^{2}} ∙ \overset{m}{\sum_{j = 1}} w_{ij} (x_{j} - \overset{?}{x}) S^{2} = \frac{1}{n - 1} {\overset{m}{\sum_{j = 1, j \neq i}} (x_{i} - \overset{?}{x})}^{2}

式中：x_i、

\overset{?}{x}

、x_j、m、w_ij、n的含义上同;S²表示方差。

（3）重心及标准差椭圆模型。重心及标准差椭圆模型是研究某区域内某属性时空格局演变的重要方法。

①重心模型。用来刻画区域内某种属性的重心移动方向和移动距离,公式如下^[37]：

（7）

X = \frac{\overset{n}{\sum_{i = 1}} P_{i} {\overset{?}{X}}_{i}}{\overset{n}{\sum_{i = 1}} P_{i}} Y = \frac{\overset{n}{\sum_{i = 1}} P_{i} {\overset{?}{Y}}_{i}}{\overset{n}{\sum_{i = 1}} P_{i}}

（8）

θ_{i - j} = \frac{n π}{2} + \arctan [\frac{(y_{i} - y_{j})}{(x_{i} - x_{j})}]

（9）

D_{i - j} = C ∙ \sqrt[]{{(y_{i} - y_{j})}^{2} + {(x_{i} - x_{j})}^{2}}

式中：X、Y分别为某一区域绿色发展或动能转换的重心;n为省域数;

{\overset{?}{X}}_{i}

、

{\overset{?}{Y}}_{i}

为该区域第i个省域的地理坐标;P_i为该省域绿色发展或动能转换值;

θ_{i - j}

为重心移动角度,（x_i,y_i）,（x_j,y_j）为i,j年份绿色发展或动能转换的重心坐标,

θ = 0 °

时,重心移向正东;D_i-j为重心移动距离;C为地理坐标计算为投影坐标时的转换率,一般采用111.111 km。

②标准差椭圆。主要包括转角

θ

、沿主轴（长轴）的标准差和沿辅轴（短轴）的标准差。椭圆面积表示地理要素在空间上的分布范围,转角

θ

表示分布的主要方向（即从正北方向沿顺时针到椭圆主轴所形成的角度）,主轴表示要素在主要方向上分散的情况^[38]。

2.2.2 指标体系构建从绿色发展与动能转换的内在联系出发,依据对绿色发展与动能转换的内涵界定,基于科学性、综合性和可操作性等原则设计动能转换与绿色发展的指标体系（见表1,表2见第2578页）。

Tab. 1
表1
表1动能转换综合指标体系
Tab. 1Comprehensive index system of kinetic energy conversion

子系统	准则层	要素层	指标层
动能转换	开放提质	规模扩张	进出口总额占比
			外商直接投资占比
		质量提升	高技术产品出口占比
			外商独资企业进出口额占比
		领域延伸	国际旅游外汇收入占比
			国外技术引进合同金额占GDP比重
	创新驱动	人力投入	每万劳动力中R&D人员占比
		资本投入	R&D经费投入强度
		创新效益	万人发明专利授权量
			规模以上工业企业新产品销售收入占比
		创新环境	人均拥有公共图书馆藏量
			教育支出占比
	产业升级	产业结构合理性	修正后的泰尔指数
		产业结构高级性	产业结构高级化指数

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Tab. 2
表2
表2区域绿色发展综合指标体系
Tab. 2A comprehensive indicator system for green development

子系统	准则层	要素层	指标层	作用力方向
绿色发展	绿色经济	经济质量	人均GDP	+
			城乡收入差距比	-
			登记失业率	-
		绿色增长	万元GDP能耗	-
			单位GDP废气排放量	-
			单位GDP废水排放量	-
			单位GDP工业固体废物排放量	-
		绿色产业	第三产业增加值占比	+
			第三产业固定资产投资占比	+
	绿色财富	资源禀赋程度	人均耕地面积	+
			人均水资源量	+
			人均森林面积	+
		生态环境质量	空气质量优良天数比	+
			地表水达到或好于Ⅲ类水体比例	+
			单位耕地面积化肥施用量	-
			湿地总面积占比	+
		生态环境建设	污水处理率	+
			建成区绿化覆盖率	+
			生活垃圾无害化处理率	+
	绿色社会	人类发展	社会保障和就业支出占比	+
			每十万人口高等学校平均在校生数	+
			居民消费水平	+
		绿色消费	人均用水量	-
			人均用电量	-
			每万人公共汽电车客运量	+
		设施完善	每万人拥有职业医师数	+
			一级等级公路里程占比	+
			社区服务机构覆盖率	+
			互联网普及率	+

注：“+”表示正向指标,“-”表示负向指标。

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动能转换子系统包括3个准则层,9个要素层和14个指标层：第一,创新驱动,从人力投入、资本投入、创新效益和创新环境四个角度全面反映经济发展过程中创新能力的培养与成果;第二,开放提质,包括规模扩张、质量提升和领域延伸,综合反映对外开放通过大规模进出口带来发展动力下,在进出口质量和领域方面展现出的新的发展活力;第三,产业升级,采用干春晖等改进后的泰尔指数衡量产业结构合理性,采用产业结构高级化值衡量产业结构高级化程度。

绿色发展子系统包括3个准则层,9个要素层和29个指标层：第一,绿色经济,包括经济质量、绿色产业和绿色增长,反映经济增长的安全性和生产效率,以及经济增长与生态消耗实现脱钩的程度;第二,绿色财富,根据程钰等^[12]对绿色发展系统的研究,生态环境容量和资源承载力是绿色财富的重要表现,主要涉及资源禀赋程度、生态环境质量和生态环境建设,其中,资源禀赋程度从水、土、森林三个方面选取指标进行衡量,生态环境质量从水、土、气和湿地四个方面选取指标衡量,全面反映在经济发展和人民生活的影响下资源和环境的现状及采取的措施;第三,绿色社会,全面反映在经济发展和生态环境现状下人们的生活福利水平,涉及人类发展、绿色消费和设施完善,其中,人类发展衡量人类生存及福利现状,绿色消费衡量社会生活中对资源环境的消耗,设施完善衡量生活中基础设施的健全情况。

2.2.3 数据处理

（1）修正后的泰尔指数,计算公式^[39]：

（10）

TL = \overset{n}{\sum_{i = 1}} (\frac{Y_{i}}{Y}) \ln [\frac{(\frac{Y_{i}}{L_{i}})}{(\frac{Y}{L})}]

式中：TL表示泰尔指数;Y表示总产值;L表示总就业;i表示产业部门;n表示产业部门数;Y_i/Y表示产出结构;Y/L表示人均产值。当经济处于均衡状态时,TL值为零,且TL值越大,产业结构越不合理。

（2）产业结构高级化值W,计算步骤如下^[40]：首先根据三次产业划分将GDP分为三个部分,每一个部分增加值占GDP的比重作为空间向量的一个分量,从而构成一组三维向量x₀=（x_1,0, x_2,0, x_3,0）;然后分别计算x₀与产业由低层次到高层次排列的向量x₁=（1, 0, 0）,x₂=（0, 1, 0）,

x_{3} = （ 0, 0, 1 ）

的夹角

θ_{1}

、

θ_{2}

、

θ_{3}

和W,W值越大,产业结构高级化程度越高。

（11）

θ_{j} = \arccos [\frac{\overset{3}{\sum_{i = 1}} (x_{i, j} ∙ x_{i, 0})}{({(\overset{3}{\sum_{i = 1}} {x^{2}}_{i, j})}^{\frac{1}{2}} ∙ {(\overset{3}{\sum_{i = 1}} {x^{2}}_{i, 0})}^{\frac{1}{2}})}] (j = 1, 2, 3)

（12）

W = \overset{3}{\sum_{k = 1}} \overset{k}{\sum_{j = 1}} θ_{j}

2.3 数据来源

本文对31个省、自治区、直辖市（除港澳台）2008—2018年的绿色发展与动能转换水平进行测算研究。指标所需原始数据来源于《中国统计年鉴》《中国人口和就业统计年鉴》《中国能源统计年鉴》《中国环境统计年鉴》《中国第三产业统计年鉴》、各省生态环境状况公报及统计年鉴,采用插值法处理得出部分缺失数据。

3 经济增长动能转换与绿色发展水平分析

首先对各指标标准化处理,基于熵权法和AHP测算指标权重w_j,以避免主观意识的影响,随后基于Topsis法得到2008—2018年经济增长动能转换与绿色发展的综合指数（见表3）。

Tab. 3
表3
表3中国动能转换与绿色发展的综合评价指标值
Tab. 3The comprehensive evaluation index value of kinetic energy conversion and green development

年份	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018
动能转换	0.198	0.206	0.212	0.219	0.223	0.223	0.225	0.223	0.228	0.227	0.269
绿色发展	0.310	0.292	0.296	0.289	0.301	0.295	0.343	0.343	0.348	0.350	0.375

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3.1 经济增长动能转换水平分析

由表3可知,2008—2018年中国动能转换水平整体上升且波动较小,由2008年的0.198提升到2018年的0.269。运用ArcGIS软件的自然断裂法,将计算得到的2008—2018年绿色发展与动能转换的综合指数划分为四个层次（见图2）。

图2

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图2全国动能转换与绿色发展的空间分布

注：此图基于国家自然资源部标准地图服务系统的标准地图（审图号：GS（2019）1825号）绘制,底图无修改。
Fig. 2The spatial distribution of national kinetic energy conversion and green development

各省份动能转换水平差异显著,且整体偏低。上海、广东、北京、浙江和江苏位于第一层次,动能转换指数分别为0.533、0.523、0.513、0.453、0.417。其中,广东拥有众多港口资源,近年来货物进出口总额及旅游收入等均超过北京和上海,所以其开放提质指数（0.482）远超北京（0.396）和上海（0.429）,动能转换指数位居全国第二。天津、山东、福建和湖北位于第二层次,动能转换指数分别为0.357、0.310、0.300、0.274。其中天津、山东和福建依托沿海地区便利的交通,开放提质水平一直处于良好态势。湖北作为中部的科教大省,科技活动投入在中部占有优势,每万劳动力中R&D人员占比一直处于中部之首,因此其动能转换水平位于第二层次。位于第三层次的有重庆、四川、湖南、安徽、河南、陕西和辽宁。辽宁虽拥有优越的地理位置,但其传统产业效能低,并未形成新的经济形态,产业结构高级化指数为6.672,位居全国第13,因此其动能转换综合指数并不理想。除辽宁外的六个省份开放提质水平虽受到地理位置的制约,但其创新各指标均处于全国中等水平,因此动能转换水平居于中游。剩余省份多位于西部地区,交通极不便利,开放提质及创新水平均较差,动能转换水平最低。

3.2 绿色发展水平分析

2008—2018年绿色发展水平呈现波动上升的态势,由2008年的0.310上升至2018年的0.375（见表3）。各省份绿色发展水平差异明显,上海、北京、广东、天津、浙江等经济强省绿色发展水平高,新疆、西藏、山西、宁夏、甘肃等经济落后省份绿色发展水平较低（见图2）。位于第一层次的为上海、北京和广东,绿色发展指数分别为0.692、0.625、0.485。天津、浙江、江苏、山东、福建、重庆、海南稍次,分别为0.422、0.413、0.400、0.374、0.360、0.359、0.356。海南生态资源丰富,空气、水环境质量和人均森林面积均位于前列,绿色财富发展具有显著优势。剩余六个省份反映绿色经济的人均GDP等指标较好,且居民福利水平高,污水处理率、每十万人口高等学校平均在校生数等指标处于高水平。其中天津作为直辖市,虽然其资源、设施等总量存量排名并不理想,但万人公共汽电车客运量、一级等级公路里程占比等位居全国第2和第4,社会绿色化水平优异。位于第三层次的省份有湖北、辽宁、黑龙江、湖南、四川、内蒙古、吉林、陕西、安徽,其中黑龙江和内蒙古自然资源丰富,黑龙江人均森林面积和湿地面积占比位居全国第四,内蒙古人均耕地面积位居全国第二,空气质量良好,因此,二者绿色发展水平位于第三层次。其余省份绿色经济和绿色社会相关指标均不理想,因此绿色发展水平较差,位于第四层次。

4 经济增长动能转换与绿色发展耦合协调的时空格局演化分析

4.1 耦合协调相对发展度分析

为探究绿色发展与动能转换之间的相互耦合关系,对二者的耦合协调相对发展度进行测算分析。从耦合度来看,2008—2018年,各省绿色发展与动能转换的耦合度均超过0.8,处于高度耦合阶段,两者相互影响程度较强。从协调度来看,根据耦合协调判定标准,将2008—2018年耦合协调度值划分为七个区间（见图3）。样本期末,不同水平地区包含省份如下：

图3

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图3绿色发展与动能转换耦合协调度

注：此图基于国家自然资源部标准地图服务系统的标准地图（审图号：GS（2019）1825号）绘制,底图无修改。
Fig. 3Coupling degree of coordination between green development and kinetic energy conversion

（1）优质耦合协调。研究期内,上海绿色发展与动能转换的协调发展一直处于高水平状态,演化特征为优质-良好-优质。2008年,上海作为长江经济带的龙头城市,依托长江入海口,且处于南北海岸线的中心,地理位置优越,其绿色发展与动能转换水平均位居全国第一位,位于优质耦合协调阶段。但是2013年,在快速发展的过程中,上海人均耕地面积减少,城乡收入差距增大。绿色财富和绿色社会发展均不理想,绿色发展水平并不能良好的支撑动能转换的快速发展,降为良好耦合协调阶段。2018年,上海万元GDP能耗降低,空气和水环境质量得到改善,环境建设成效显著,绿色经济、绿色财富和绿色社会系统均得到良好的发展,绿色发展对动能转换的驱动作用加强,重新回到优质耦合协调阶段。

（2）良好耦合协调。2018年广东、北京、浙江、江苏、天津、重庆和山东处于该水平阶段。其中重庆和山东演化特征为勉强-勉强-良好,其他省份演化特征为良好-良好-良好。除重庆外,该发展阶段的省份均位于东部沿海地区。作为国际交流的交通枢纽,对先进技术和管理经验的吸收借鉴要比内陆地区省份频繁,R&D经费等科技投入较多,创新驱动和对外开放水平领先,产业结构更为合理。同时,人均GDP一直处于领先地位,公共汽电车、社区服务机构等基础设施完备,绿色经济发展水平和人民福利水平较高,因此绿色发展与动能转换水平及二者的协调演进一直优于其他省份。重庆是长江上游重要的生态屏障,“一带一路”开始后,通过开放格局和合作领域的拓展,不仅开放提质水平大幅提升,更是成为旅游“网红城市”,绿色发展和动能转换水平提升迅速,二者的协调发展呈现向好态势。

（3）勉强耦合协调。2018年福建、湖北、四川、安徽、湖南、陕西、河南和辽宁处于该水平阶段。其中福建、湖北演化特征为勉强-勉强-勉强,其余六个省份演化特征为濒临失调-濒临失调-勉强。该发展阶段的省份绿色发展和动能转换均位于全国中上游水平,但两系统的同步发展程度较低,虽处于协调阶段,但并不理想。

（4）濒临失调。剩余省份均位于濒临失调阶段。其中西藏、青海和新疆演化特征为中度失调-中度失调-濒临失调,其余省份演化特征均为濒临失调-濒临失调-濒临失调。该发展阶段的省份大多位于中西部地区。西部地区是资源富集区,拥有丰富的矿产和土地等资源,但受地形等因素的影响,交通等基础设施薄弱,技术落后,因而动能转换水平较差,与绿色发展不协调。如内蒙古和黑龙江,绿色发展水平位居全国第16和13,而动能转换水平位于第28和27。

可以看出,各省绿色发展与动能转换的耦合协调程度都在不同程度的提升中,但耦合协调度的空间分异显著,整体来看,2008年东中西部地区依次处于勉强耦合协调阶段、濒临失调阶段和中度失调阶段,2018年依次提高为良好耦合协调、勉强耦合协调和濒临失调阶段,耦合协调度呈“川”字阶梯型发展,逐步形成以东部沿海地区为轴带,向内陆地区扩散的发展格局。

从相对发展度来看（见表4）,除重庆外,各省相对发展度类型并未发生明显的变化。整体来看,样本期末,未有省份位于绿色发展滞后阶段,绝大部分省份处于动能转换滞后阶段,处于同步发展阶段的省份有八个,且除重庆外均位于东部沿海区域。

Tab. 4
表4
表4绿色发展与动能转换相对发展度
Tab. 4The relative degree of development between green development and the transformation of growth drivers

相对发展度类型	2008年省份	2018年省份
动能转换超前	无	无
同步发展	广东浙江上海山东江苏北京天津	广东浙江上海山东江苏北京天津重庆
动能转换滞后	剩余省份	剩余省份

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（1）动能转换滞后,即动能转换水平滞后于区域绿色发展水平,制约绿色发展。西部、中部和东北部地区省份均位于该阶段,他们创新等水平处于全国弱势地位,动能转换基础薄弱,但自然资源较为丰富,因此动能转换水平无法满足区域绿色发展的要求。

（2）同步发展,即动能转换与区域绿色发展趋于同步发展,相互促进,系统优化。2008—2018年广东、浙江、上海、山东、江苏、北京和天津一直处于该发展阶段,重庆绿色发展与动能转换的协调发展水平不断提升,由动能转换滞后阶段发展为同步发展阶段。

（3）动能转换超前,即动能转换超前于区域绿色发展,促进绿色发展。研究期内未有省份位于该发展阶段,这说明,中国当前并未形成动能转换环境优势,还应采取措施加强动能转换对绿色发展的促进影响作用。

4.2 耦合协调度的空间关联性分析

4.2.1 全局空间自相关分析由绿色发展与动能转换耦合协调度的全局Moran′s I指数结果可知（见表5）。研究期内全局Moran′s I指数均大于0,P值小于0.05,Z值大于1.96,均通过了显著性检验。这表明,2008—2018年绿色发展与动能转换的耦合协调度具有显著的空间正相关性,呈集聚态势。

Tab. 5
表5
表52008—2018年耦合协调度全局Moran's I指数及检验
Tab. 5Global Moran's I index and test for coupling coordination degree from 2008 to 2018

年份	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018
Moran's I	0.231	0.205	0.258	0.271	0.285	0.254	0.265	0.243	0.244	0.251	0.228
Z	2.281	2.072	2.492	2.585	2.691	2.422	2.518	2.324	2.344	2.404	2.221
P	0.023	0.029	0.017	0.016	0.009	0.016	0.014	0.022	0.018	0.015	0.026

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2008年的金融危机导致大量工厂停业,工人被迫返乡,为当地发展带来人力和资本,提高了当地动能转换与绿色发展的水平,二者耦合协调度的聚集程度有所降低,并于2009年达到最低0.205。随后在国家金融危机大量政策的作用下,2009—2012年全局Moran′s I指数提高,空间分布趋于集聚。2012—2018年全局Moran′s I指数波动下降,主要是因为中西部地区受西部大开发、中部崛起等国家战略的影响,发展迅速,重庆、湖北等依托一系列国家政策发展强势,强大的虹吸效应导致邻近地区人力资本等大量流失,内部省份差距不断拉大,导致全局空间自相关的分散态势不断增强。

4.2.2 局部空间自相关分析由Moran散点图可知（见图4）,绿色发展与动能转换耦合协调度的局部空间自相关指数在四个象限均有分布,大多分布于第一、三象限,属于“高-高”“低-低”类型集聚区,表现为显著的局部空间正相关性;位于第二、四象限,即“低-高”和“高-低”类型集聚区的省份较少,表明耦合协调度高值和低值区域趋于两极集聚分布。2008—2018年,发生类型跃迁的省份有3个,约占观测省份的9.677%,说明区域绿色发展与动能转换耦合协调关系的空间格局较为稳定。

图4

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图4绿色发展与动能转换局部Moran′s I指数散点分布

Fig. 4Local Moran′s I index scatter diagram of green development and kinetic energy conversion

为更为清楚的揭示局部空间自相关的空间分布特征,将各省份的属性与位置相匹配绘制LISA集聚图（见图5）。

图5

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图5耦合协调度局部空间自相关LISA集聚分布

注：此图基于国家自然资源部标准地图服务系统的标准地图（审图号：GS（2019）1825号）绘制,底图无修改。
Fig. 5LISA cluster diagram of coupling coordination degree local spatial autocorrelation

（1）“高-高（H-H）”类型集聚区,即本省域和相邻省域耦合协调度均较高,表现为高水平耦合协调度集聚区,具有正向影响关系。2008年,该类型区域主要集中在东部靠海区域,包括北京、天津、江苏、上海、浙江和福建,2018年,山东由“高-低”类型发展为该类型区域省份,安徽由“低-高”类型发展为该类型区域省份,显露出向中部地区蔓延的迹象。表明耦合协调度较高区域通过先进的科技和管理经验等的辐射作用,带动了邻近区域的发展进步。

（2）“高-低（H-L）”类型集聚区,即本省域耦合协调度较高,相邻省域耦合协调度较低,空间相关性为负。该类型区域较少且离散分布于中南部地区,2008年山东、重庆、湖北和广东位于该类型区域,2018年四川省由“低-低”类型发展为该类型区域省份。应充分发挥该类型区域中中心耦合协调度较高省份的辐射作用,实现中心省份与周围区域的互促互进。

（3）“低-高（L-H）”类型集聚区,即本省域耦合协调度较低,而相邻省域耦合协调度较高。2008年湖南、河北、广西、江西和安徽位于该类型区域,2018年仅包含湖南、河北、广西和江西。该类型区域省份与“高-高”类型集聚区相邻,人力、财力等资源大量流失,不利于本地发展,因此,形成低谷区。

（4）“低-低（L-L）”类型集聚区,即本省域和相邻省域耦合协调度均较低,表现为耦合协调度低值区域集聚区,具有显著的空间正相关性。该类型区域集中分布于西部和中部部分省份,2008年含有15个省份,2018年缩减至14个。该类型区域属于内陆地区,受交通等条件的阻碍,科技创新和对外开放水平不理想,且自然环境恶劣,人民福利水平较低,制约耦合协调水平的提升。

4.3 耦合协调度的空间格局演变分析

4.3.1 重心迁移分析运用ArcGIS10.2相关模块,基于重心模型测度各时期绿色发展与动能转换的耦合协调度重心及其迁移的距离和方向,并绘制轨迹图（见图6）。

图6

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图62008—2018年全国绿色发展与动能转换耦合协调度重心及标准差椭圆分布

注：此图基于国家自然资源部标准地图服务系统的标准地图（审图号：GS（2019）1825号）绘制,底图无修改。
Fig. 6The center of gravity and standard deviation ellipse distribution of coupling coordination degree of national green development and kinetic energy conversion from 2008 to 2018

自2008年以来,耦合协调度的重心主要位于河南省境内,总位移43.40 km,整体呈现向西南方向迁移的趋势。2008—2013年,重心主要向南迁移13.04 km。随着东北振兴战略的提出,东北地区的发展取得了较大的进步,但是其动能结构仍然存在问题,大量依靠要素投入的传统产业转型升级缓慢,动能转换与绿色发展水平均不理想,而南部地区风光旖旎,旅游资源丰富,而且21世纪海上新丝路、粤港澳大湾区与北部湾经济区对接再一次提高了对外合作水平,为当地动能转换注入发展活力。2013—2018年,重心向西南方向迁移51.24 km,主要是因为东部沿海地区虽发展较为强势,但近几年人地矛盾加剧,经济发展与资源环境产生冲突,贫富差距拉大,导致人们的生活水平跟不上经济发展的节奏,而随着中西部地区的崛起,绿色发展与动能转换的耦合协调性不断优化,相对于东部地区,中西部地区对二者耦合协调的拉动作用增强。

4.3.2 标准差椭圆分析运用ArcGIS10.2,基于标准差椭圆模型计算并识别各时期绿色发展与动能转换耦合协调度的标准差椭圆各参数,绘制标准差椭圆变动图（见图6）。

图6可看出,标准差椭圆的变动具有一定的方向性,且与重心的移动具有一定的关联。2008—2018年,转角θ逐渐增大,呈现东北-西南格局,表明椭圆轴线西南方向省份的绿色发展与动能转换协调发展速度快于位于椭圆轴线东北方向的省份。从椭圆的分布范围上看,2008—2013年,其主轴标准差和辅轴标准差分别减少28.14 km和16.75 km,呈现向南迁移的集聚态势,绿色发展与动能转换耦合协调的空间分异特征显著。2013—2018年其主轴标准差增加30.40 km,辅轴标准差减少4.59 km,标准差椭圆的面积增加92640.84 km²,表明耦合协调度在东西方向上扩张,南北方向上收缩,呈向西南方向迁移的分散态势。这意味着绿色发展与动能转换的耦合协调在东西方向上的空间集聚程度呈现下降的趋势,中西部地区与东部沿海地区巨大的发展差距正在逐渐缩小。

4.3.3 三大区域内部耦合协调度空间动态分析由上文分析可看出,绿色发展与动能转换耦合协调度空间差异明显,东中西部呈“川”字阶梯型发展,为更有对比性的研究各区域内部的空间演变规律,对东中西部地区耦合协调度的重心及标准差椭圆变动趋势进行分析（见图7）。

图7

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图72008—2018年三大区域内部标准差椭圆及重心转移

注：此图基于国家自然资源部标准地图服务系统的标准地图（审图号：GS（2019）1825号）绘制,底图无修改。
Fig. 7Internal standard deviation ellipse and center of gravity shift of the three regions of China from 2008 to 2018

（1）东部地区耦合协调度的重心在2008—2018年向南迁移29.23 km,标准差椭圆呈东北-西南分布,主轴标准差未有明显变化,辅轴标准差呈扩张趋势,椭圆面积增加12681.29 km²。这表明,东部地区耦合协调度呈现西南方向迁移的分散态势,区域异质性减弱,南部地区绿色发展与动能转换水平在近几年提升迅速,相对于东北部地区对二者耦合协调的拉动增强。

（2）研究期内中部地区湖北、湖南等发展增速,拉动重心向西南方向迁移,总位移62.81 km。标准差椭圆呈东北-西南分布,主轴标准差和辅轴标准差持续下降,椭圆面积不断减小,空间集聚增强,趋于极化分布。

（3）2008—2018年西部地区耦合协调度的重心主要在四川内移动,向东迁移45.67km,向南迁移30.77 km,呈现向东南迁移的显著态势。标准差椭圆呈西北-东南分布,主轴标准差和辅轴标准差均呈收缩趋势,椭圆面积减小,这说明西部地区绿色发展与动能转换耦合协调度的空间分布呈集聚态势,空间异质性增强。

5 结论与讨论

5.1 结论

在构建绿色发展与动能转换指标体系下,基于全国31个省市（不含港澳台）2008—2018年的数据资料,运用耦合协调相对发展度、空间自相关、重心和标准差椭圆等方法,对绿色发展与动能转换耦合协调的时空演变特征进行研究,主要有以下发现和结论：

（1）2008—2018年中国绿色发展和动能转换水平均呈波动上升态势,绿色发展由2008年的0.310上升至2018年的0.375,动能转换由0.198上升至0.269,且二者空间分布格局较为吻合,空间分布不均衡且整体偏低,东南沿海地区经济发达省份二者水平均较高,西部地区经济欠发达省份二者水平较低。

（2）各省耦合协调度都在不同程度的提升中,但耦合协调度的空间分异显著且整体偏低,呈“川”字阶梯型发展,其中中西部省份（除重庆）处于动能转换滞后阶段,东部沿海地区部分省份处于同步发展阶段,研究期内未有省份处于动能转换超前阶段。

（3）从空间关联性来看,耦合协调度空间正相关性显著,局部空间格局较为稳定,低水平和高水平类型集聚区趋于东、西两极集聚分布。从空间格局演变来看,2008—2018年耦合协调度的重心主要向西南方向迁移,标准差椭圆也呈东北-西南分布,耦合协调度具有向西南方向移动的分散态势。从三大区域来看,东部地区重心整体向南迁移,标准差椭圆呈东北-西南态势,扩张趋势明显;中部地区重心向西南方向移动,标准差椭圆呈东北-西南分布,具有空间集聚态势;西部地区重心向东迁移,标准差椭圆呈西北-东南分布,空间分布呈集聚态势。

5.2 讨论

本文通过对绿色发展与动能转换耦合协调时空演变特征的研究,发现二者耦合协调水平虽得到提高,但空间异质性显著,整体水平较低。针对当前研究现状,本文提出以下政策建议：

对于东南沿海地区耦合协调水平较高的区域,应持续发挥其高技能劳动力和经济发展水平存在的优势,淘汰低效高耗的产业,削减资源匮乏、人口密度大、就业困难带来的发展劣势,同时,发挥高技能劳动力流动带动的知识和技能等要素的溢出效应,带动本地和周围地区绿色发展与动能转换耦合协调水平的提高。

中部地区耦合协调水平中等的区域,与东部沿海地区经济发达省份相邻,位于发展的“低谷区”。对外应利用其资源及交通枢纽优势,依托长江及“一带一路”等提高开放水平,开展多方面区域合作。对内应充分发挥其人力资源带来的发展优势,激发消费市场发展潜力,提高城镇化水平。同时还应加强内部各省的经济合作,形成发展合力,推进区域一体化发展。

西部地区耦合协调水平较差的区域,应充分发挥资源优势带动地区发展,提高地区市场化水平,同时,政府应根据每个省份自身发展现状,制定合适的政策发挥两个系统的相互促进作用,逐渐缩小差距。

致谢:

真诚感谢匿名评审专家在论文评审中所付出的时间和精力,评审专家对本文综述的补充、评价体系的指标选取构建、影响因素方法选择、结论梳理方面的修改意见,使本文获益匪浅。

参考文献原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子

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黄娅娜, 邓洲. 新时代经济高质量发展的内涵、现状、问题和对策
中国井冈山干部学院学报, 2019, 12（5）:23-30.