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2021 , Vol. 41 >Issue 10: 143 - 153

DOI: https://doi.org/10.15957/j.cnki.jjdl.2021.10.016

中国地理学会经济地理专业委员会成立60周年和《经济地理》创刊40周年特辑论文

黄河流域高质量发展分区分级分类调控策略研究

  • 苗长虹 , 1, 2 ,
  • 张佰发 , 1, 2, ※
展开
  • 1.河南大学 黄河文明与可持续发展研究中心/黄河文明省部共建协同创新中心，中国河南 开封 475000
  • 2.河南大学 地理与环境学院，中国河南 开封 475000
※张佰发（1994—），男，河南济源人，博士研究生，研究方向为人文地理。E-mail：

苗长虹（1965—），男，河南鄢陵人，博士，教授，研究方向为经济地理与区域发展。E-mail：

收稿日期: 2021-09-23

  修回日期: 2021-09-24

  网络出版日期: 2025-04-24

基金资助

国家自然科学基金项目(41430637)

收起

Regulation Strategy of Zoning-Gradation-Classification for High-quality Development in the Yellow River Basin

  • MIAO Changhong , 1, 2 ,
  • ZHANG Baifa , 1, 2, ※
Expand
  • 1. Key Research Institute of Yellow River Civilization and Sustainable Development & Collaborative Innovation Center of Yellow River Civilization Provincial Co-construction，Henan University，Kaifeng 475000，Henan，China
  • 2. The College of Geography and Environmental Science，Henan University，Kaifeng 475000，Henan，China

Received date: 2021-09-23

  Revised date: 2021-09-24

  Online published: 2025-04-24

Fold

摘要

科学实现黄河流域生态保护和高质量发展，确保生态安全、粮食安全和流域安全，需要在生态安全基础上对其不同地域空间进行合理功能定位，探索建立分区分级分类调控的新体系。通过构建包括生态、经济和社会等维度的指标体系，使用SPSS聚类分析，对黄河流域91个地市、739个区县进行功能的分区、分级、分类识别和调控方向分析，结果如下：①立足黄河流域生态保护、粮食生产和资源储存三大功能，使用单位生态面积、单位耕地面积以及采矿业从业人数占比进行分区，可以划分为粮食生产区、资源储藏区和生态保护区。②从经济功能入手，使用经济和人口指标，从市区和市域两方面出发，将91个地市进行等级划分，其中西安、郑州、济南和青岛经济发展好、分类级别高，是流域中心性城市，带动着整个流域的发展；兰州、呼和浩特和太原经济发展较好，等级较高，三者可作为区域中心性城市，带动周边区域发展。③综合考虑生态、人口、经济、农业和资源，对区县进行分类，同时与主体功能区划进行对比，立足生态保护和粮食生产，将739个区县划分为8种类型，分别为发展核心区、适度开发区、生态保障区、限制开发区、粮食保障下的重点开发区、粮食保障下的适度开发区、生态保护下的重点开发区以及生态保护下的适度开发区。黄河流域高质量发展必须将生态保护和粮食生产作为前提条件，协调好三者的关系是调控的核心任务之一。

关键词： 高质量发展; 分区分级分类; 调控; 主体功能区划; 生态保护; 粮食安全; 中心城区

本文引用格式

苗长虹 , 张佰发 . 黄河流域高质量发展分区分级分类调控策略研究[J]. 经济地理, 2021 , 41(10) : 143 -153 . DOI: 10.15957/j.cnki.jjdl.2021.10.016

Abstract

To scientifically realize the ecological protection and high-quality development of the Yellow River basin,and ensure the ecological security,food security and watershed security,it is necessary to make a reasonable functional positioning of its different territorial spaces on the basis of ecological security,and to explore the establishment of a new regulation system of zoning-gradation-classification for high-quality development. By constructing the index system including ecological,economic and social dimensions, and using SPSS cluster analysis,this article identifies the functions of 91 prefecture-level cities and 739 districts and counties in the Yellow River basin and analyzes its zoning,gradation,classification and the direction of regulation. The results are as follows: 1) Based on the three functions of ecological protection,grain production and resources storage,the Yellow River basin can be divided into grain production area,resource storage area and ecological protection area by using the three indexes of unit ecological area,unit cultivated land area and proportion of mining industry employees. 2) Focusing on economic function and using economic and population indexes,91 cities are classified from the two aspects of city proper and municipal area. There have better economic development and higher classification level in Xi'an, Zhengzhou, Jinan and Qingdao,which can be used as the central cities of the river basin,so as to drive the economic development of the whole river basin. There have high-level economic development in Lanzhou,Hohhot and Taiyuan,which can be used as regional central cities to drive the development of surrounding areas. 3) Taking ecology,population,economy,agriculture and resources into consideration,the cities and counties are classified and compared with the main function zoning. Based on ecological protection and food production,739 districts and counties are divided into 8 types which are development core zone,moderate development zone,ecological security zone,restricted development zone,key development zone based on food security,moderate development zone based on food security,key development zone based on ecological protection,and moderate development zone based on ecological protection. Ecological protection and grain production must be considered as the precondition for the high-quality development of the Yellow River basin. Coordinating their relationships is one of the core tasks of regulations.

Key words： high-quality development; zoning-gradation-classification; regulation; major function zoning; ecological protection; food security; central urban area

黄河是中华民族的母亲河，自古以来黄河流域是国家经济和文化中心，同时又是流域治理的重点和难点[1]。一方面，黄河流域的自然资源极为丰富，不仅是我国主要的生态保育区，同时也是重要的粮食主产区和能源富集区[2]。另一方面，黄河流域又面临着严峻的生态环境问题，包括了洪涝灾害、水土流失、旱灾和水污染等[3]。自2019年9月18日习近平总书记在郑州主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会并宣布黄河流域生态保护和高质量发展是重大国家战略之后，黄河流域迎来了新的发展契机，同时有关黄河流域高质量发展的研究也日益增多。从研究对象来看，包括了全流域[4-5]、城市群[6-8]和重要节点城市[9-11]等多种尺度，研究内容则涉及到生态[12-13]、经济[14-16]、旅游[17-18]等多个方面。
黄河流域高质量发展的研究目前多集中在空间格局的揭示上。如蔡舒[19]系统分析1990—2006年黄河流域经济空间分异的态势，结果表明黄河流域经济空间分异主要表现为流域东部与中西部之间日趋加剧的经济分异。张可云[20]利用泰尔系数和偏离份额法从黄河流域上中下游、七大城市群和73个地市三个不同尺度对2009—2018年黄河流域的区域经济差异演变进行研究，结果表明2009—2018年黄河流域上中下游内经济差异的贡献超八成，但绝对差异呈逐年缩小态势，同时黄河流域城市间的经济差异逐年缩小。薛明月[21]以黄河流域91个地市（州、盟）为研究单元，选取2005、2009、2013、2017年截面数据，采用ESDA、空间变差函数等方法探究黄河流域旅游经济的空间分异格局，结果显示黄河流域旅游经济具有较强的空间依赖性，下游为高值集聚区，且差异在不断缩小。杨开忠[22]运用偏离—份额分析法及其空间拓展模型，分别从全流域、上中下游和城市层面初步探究2001—2017年黄河流域经济兴衰的原因，结果显示黄河流域经济兴衰与产业结构调整有着密不可分的关系。覃成林[23]则跳出经济空间视角，运用多极网络空间组织思想研究了黄河流域空间发展格局的演进特征，认为黄河流域已经初步形成了以青岛、济南为核心的山东半岛增长极，以郑州为核心的中原增长极和以西安为核心的关中增长极，同时建议构建“三极引领，五点支撑，轴带衔接，网络互联”的黄河流域多极网络空间发展格局。
整体而言，黄河流域高质量发展的研究不仅包含了全流域的测度分析，而且对流域城市群和重要节点城市也有相关讨论。但现有研究仍存在一个问题，即由整体到局部、由流域到区县的系统分析较为匮乏，尤其是对黄河流域不同地域空间的功能分区、城市功能的等级划分以及区县的主体功能分类的研究有待加强；同时研究视角多从经济切入，未充分考虑生态安全和粮食生产等问题。因此，以保障黄河流域生态安全、粮食安全和流域安全为主要目标，坚持“两山理论”，通过构建包括生态、耕地、资源、经济和人口等多维度的指标体系，从流域尺度进行分区调控确定黄河流域不同地域空间的功能分区，从地市尺度进行分级调控确定流域中心性城市以及区域中心性城市，从区县尺度进行分类调控并与主体功能区划进行对比，将黄流流域739个区县的主体功能进行细化分类，可为推动黄河流域高质量发展提供新的调控策略和决策参考。

1 研究区概况、指标体系与数据来源

1.1 研究区概况

本研究以行政角度定义黄河流域范围，研究区以黄河干流流经的省区为主体，共包含山东、山西、河南、陕西、宁夏回族自治区、内蒙古自治区（不含赤峰市、通辽市、兴安盟和呼伦贝尔市）、甘肃以及青海8个省级行政单元，91个市级行政单元和739个区县行政单元（图1），总面积为255万km2。
图1 黄河流域范围图

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（2020）4630号）绘制，底图无修改。

Fig.1 Research area of Yellow River basin in China

黄河流域不仅是重要的生态保障区，同时也包含了山东、河南和内蒙古3个粮食主产区。除此之外，无论是经济、人口还是工农业发展，黄河流域始终在全国占据重要地位。图2a显示，1978—2017年间，黄河流域总人口占全国比重始终维持在1/4左右，波动极小。同时随着时间发展，GDP占全国比重呈现波动上升趋势，由1978年的19.4%增加至2017年的22.4%，但人均GDP仍低于全国平均水平。其中2006—2008年在国际金融危机诸多因素的影响下，GDP占全国比例有显著的下降，但2009年之后在扩内需政策拉动下又迅速回升，并在2012年我国经济进入新常态以来呈现出GDP占全国比重逐步下降的态势。
图2 黄河流域基本指标占全国比重

Fig.2 Proportion of basic indicators of the Yellow River basin in China

在工业发展方面（图2b），1978—1994年呈现波动下降趋势，工业产值占比由1978年的21.1%降低至1994年的17.5%；而后在1994—2002年处于平稳上升阶段，由17.5%缓慢增加至18.4%；2002—2017年，黄河流域工业产值占全国比重则呈现“倒U型”变化，由18.4%快速增加至2012年的24.8%随后又逐渐下降至2017年的18.9%。相较于工业占比，黄河流域农业产值占全国比重变化较小，多年间处于稳定状态，且高于工业产值占全国比重，始终维持在25%左右，1978年农业产值占比为23.6%，2017年农业产值占比增加至25.6%。人口、经济、农业产值和工业产值占比变化表明黄河流域是我国重要的人口集聚区、经济发展区，同时又承担着重要的工业发展和农业保障任务。

1.2 指标体系构建

黄河流域进行分区分级分类调控，本质上是一种空间管制行为，而空间管制的手段是多种多样的，主要包括编制和实施空间布局规划、制定和落实区域政策和区域法规等[24-25]。早在2007年，樊杰[26]在分析地域功能基本属性的基础上，首次提出了区域发展的空间均衡模型，并从法律、规划和政策构成的空间管治制度安排层面，对主体功能区划的定位、实施和协调进行了讨论。而后，他的团队通过组织系列研究项目，研制了由水资源、土地资源、生态重要性、生态脆弱性、环境容量、灾害危险性、经济发展水平、人口集聚度和交通优势度等9类可定量指标以及战略选择作为定性指标构成的地域功能识别指标体系，将县级行政单元划分为优化开发区、重点开发区、限制开发区和禁止开发区4类主体功能[27]。除此之外，针对不同省份[28-30]、市域[31-32]和县域[33-34]的主体功能区划方案研究也屡见不鲜，但以流域为研究区进行功能分区还较为匮乏。针对指标体系，现有研究多从人口、经济、资源和环境[35-38]等方面进行考虑。基于此，立足黄河流域既是粮食主产区，又是资源富集区和生态保障区这一特点，以保障黄河流域生态安全、粮食安全和流域安全为主要目标，坚持绿水青山就是金山银山的理念，从绿色、低碳、循环等高质量发展内涵出发，在人口、经济、农业、生态和资源等维度进行指标收集（表1），对流域—地市—区县三尺度进行分区、分级、分类识别和调控方向分析。概括而言，分区、分级和分类调控是从不同角度和尺度对黄河流域生态保护和高质量发展进行地域功能分析，三者既有一定的独立性但又密不可分。分区调控以整个流域为对象，从生态安全、粮食安全以及资源保障三大功能出发，实现功能片区的划分；分级调控则以经济发展为核心，划分城市能级，确定经济增长极；分类调控需要综合分区调控和分级调控，既要考虑生态、农业和资源，同时又要兼顾经济发展，最终在区县尺度实现分类调控（图3）。
表1 黄河流域分区分级分类指标体系

Tab.1 Index system of zoning-gradation-classification of the Yellow River basin

类别 尺度 一级指标 二级指标 指标说明
分区 地市 生态 单位生态面积（km/km²） 每平方千米的生态用地面积
农业 单位耕地面积（km/km²） 每平方千米的耕地面积
资源 采矿业从业人数占比（%） 采矿业人数与总人数比值
区县 生态 单位生态面积（km/km²） 每平方千米的生态用地面积
农业 单位耕地面积（km/km²） 每平方千米的耕地面积
分级 地市 人口 市域常住人口（万人）；市区常住人口（万人） 从市域和市区两方面测度人口数量
经济 市域GDP（亿元）；市区GDP（亿元） 从市域和市区两方面测度经济发展
区县 人口 县域常住人口（万人） 县域常住人口
经济 县域GDP（亿元） 县域经济发展总量
分类 地市 生态 单位生态面积（km/km²） 每平方千米的生态用地面积
农业 单位耕地面积（km/km²） 每平方千米的耕地面积
人口 城镇常住人口（万人） 城镇常住人口
经济 灯光亮度总值；城区GDP（亿元） 灯光反映全域经济概况
工业 单位工矿面积（km/km²） 每平方千米的工矿用地面积
资源 采矿业从业人数占比（%） 采矿业人数与总人数比值
文化 重点文物保护单位个数（个） 国家级重点和省级重点文物单位
潜力 高等学校在校人数（万人） 高等学校在校生人数
区县 生态 单位生态面积（km/km²） 每平方千米的生态用地面积
农业 单位耕地面积（km/km²） 每平方千米的耕地面积
人口 县域常住人口（万人） 县域常住人口
经济 灯光亮度总值 灯光反映全域经济概况
资源 单位工矿面积（km/km²） 每平方千米的工矿用地面积
图3 黄河流域地域功能调控技术路线图

Fig.3 Technology route of territorial function regulation for the Yellow River basin

分区指标体系构建：黄河流域分区调控主要目的是根据指标体系将91个地级市与739区县进行不同功能片区的划分，立足黄河流域既是我国重要的粮食生产区，同时又是生态保育区和能源储藏区这一特点，在地级市尺度上使用单位生态面积（每平方千米的生态用地面积）、单位耕地面积（每平方千米的耕地面积）以及采矿业从业人数占比；县域尺度则从生态和耕地两个角度考虑，使用单位生态面积和单位耕地面积进行分区。
分级指标体系构建：从经济功能入手，以人口与经济两方面对不同城市和县域的发展能级进行划分。在地级市尺度，不仅要考虑到全域经济与人口，同时兼顾市区发展状况，因此从市区和市域两个层面出发，利用市辖区GDP和市辖区常住人口确定不同地市的市区发展水平等级，使用全市GDP和全市常住人口确定不同地市的市域发展水平等级，最终两者结合对地市能级进行分级划定。在县域尺度，与地级市类似，使用县域常住人口和县域GDP对县域发展水平等级进行确定。
分类指标体系构建：黄河流域分类调控是高质量发展调控的具体呈现，通过指标体系对不同地市和区县的功能进行具体划分，确定每个地市和区县的功能定位，为黄河流域高质量发展精准调控提供参考。在地市尺度，综合考虑生态、农业和经济，从人口、经济、生态、农业、资源、工业、历史文化以及发展潜力8个维度选择城镇常住人口、灯光亮度总值和城区GDP、单位生态面积、单位耕地面积、采矿业从业人数占比、单位工矿用地面积、重点文物保护单位个数、高等学校在校人数9个指标对黄河流域91个地市进行功能划分。在县域尺度，从人口、经济、农业、生态和工业5个维度选择常住人口、灯光亮度总值、单位耕地面积、单位生态面积以及单位工矿面积5个指标对547个县域（非市辖区）进行主体功能的划分。最终将分类结果与主体功能区划对比，形成黄河流域区县分类调控图。
通过构建指标体系，使用K-均值聚类方法（K-Mean Cluster）实现黄河流域分区分级分类地域功能划分。K均值聚类法是基于距离的聚类算法，采用距离作为相似性的评价指标，对于给定的聚类数目K，随机创建一个初始划分，然后采用迭代方法通过将聚类中心不断移动来尝试着改进划分[39-41]。K均值聚类应用广泛，收敛快，效率高；同时该算法确定的K个划分可确保平方误差最小，当聚类是密集的且类与类之间区别明显时，效果较好。因此本文使用K均值聚类进行分区分级分类的划分。

1.3 数据来源

研究数据主要来源于5个方面：①黄河流域省级、市级和县级行政单元区划依据中国科学院资源环境科学数据中心提供的中国1∶25万基础地理数据。共包含8个省级行政单元，91个市级行政单元和739个区县行政单元。②主体功能区划的依据主要来源各省区人民政府发布的省级主体功能区划的通知。③黄河流域2015年土地利用数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心。该数据以Landsat-MSS、Landsat TM/ETM和Landsat 8为主要信息源解译完成，分辨率为30m。其土地利用分类系统为2级，6个一级土地利用类型，分别为耕地、林地、草地、水域、城乡居民点工矿用地、未利用土地，25个二级土地利用类型。④NPP夜间灯光数据由美国国家海洋和大气管理局（NOAA）网站提供的全球2015年年度NPP-VIIRS夜间灯光遥感数据，其分辨率为500 m。⑤GDP、人口等社会经济数据均来源于《中国城市统计年鉴》和《中国县域统计年鉴》。以上数据均为2015年当年数据。

2 黄河流域地域功能识别与调控策略

2.1 分区识别与调控

黄河流域作为重要的生态保育区、矿产资源区和粮食主产区，科学划分功能分区有利于实现黄河流域高质量发展的分区化、精细化管理。基于此，在地级市尺度上使用单位生态面积、单位耕地面积以及采矿业从业人数占比进行分区识别（图4a）；县域尺度则从生态和耕地两个角度考虑，使用单位生态面积和单位耕地面积进行分区识别（图4b）。
图4 黄河流域城市和县域功能分区

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（2020）4630号）绘制，底图无修改。图5~图7同。

Fig.4 Function zoning of prefecture-level cities and counties in the Yellow River basin

在地市尺度，黄河流域分区调控分为3类，分别是粮食主产区、矿产资源区以及生态保障区。从数量来看，91个地级市中共有32个粮食主产区、21个矿产资源区以及38个生态保障区。从空间分布来看，粮食主产区集中分布于黄河流域下游的河南和山东两省，其中河南18个地市中有13个、山东17个地市中有16个，表明鲁豫两省是黄河流域重要的粮食主产区；矿产资源区主要分布在山西和陕西北部，其中山西仅有太原与运城未被划分为矿产资源区，其余9个地市均为矿产资源区，陕西北部的榆林、延安以及铜川，内蒙古的鄂尔多斯，甘肃的平凉、庆阳形成了集中连片的矿产资源区，除此之外河南的鹤壁、濮阳、平顶山和三门峡也是重要的矿产资源区。生态保障区集中分布在青海、甘肃、宁夏以及内蒙古，整个上游地区均为重要的生态保障区。
在区县尺度，将192市辖区单列，作为经济发展核心区。其余547个县域中共有236个粮食主产区和311个生态保障区。粮食主产区同样集中分布在河南和山东两省，两省分别有91、85个。生态保障区则广泛分布于其它6省区，其中青海、甘肃、宁夏和内蒙古四省区更是重要的生态保障区。

2.2 分级识别与调控

从经济功能入手，以经济和人口角度出发对黄河流域进行分级调控，识别不同城市和县域经济发展水平等级，确定经济发展较好地市、县域和经济增长极，为合理布局黄河流域经济高质量发展增长极、促进都市圈和城市群一体化发展和协同发展提供空间组织支撑。
为准确地对黄河流域地市进行分级识别，从市域和市区两个角度进行测度。在市域层面（图5a），91个地级市被分为三个等级，分别是实力较强、实力中等以及实力较弱，三种类型的地市个数分别是13、31和47个。从空间分布来看，经济实力较强、等级较高的地市集中分布在山东和河南两省，包括了济南、青岛、郑州、洛阳等12个地市，陕西的西安同样也为实力较强区域；市域实力中等地市不仅集中分布在山东、河南两省，在山西和陕西也形成了集中连片区；市域实力较弱的地市则广泛分布于青海、甘肃、宁夏和内蒙古四省区。在市区层面（图5b），各地市发展水平差距较大、能级差异更加明显，同样将91个地市分为市区实力较强、市区实力中等以及市区实力较弱三种类型，数量分别是4、6和81个。其中市区实力较强、等级较高的地市分别为西安、郑州、济南和青岛，市区实力中等的地市分别为兰州、呼和浩特、包头、太原、淄博和东营。综合市域分级和市区分级并对比合并（图5c），结果表明：①西安、郑州、济南和青岛经济发展最好、等级最高，是流域中心性城市，带动关中、中原、山东半岛三大城市群的一体化发展和整个流域经济发展。②兰州、呼和浩特和太原经济发展较好，等级较高，三者可作为区域性中心城市，带动其都市圈和周边区域发展。③从整个流域来看，下游的河南和山东整体经济发展较好、各地市多处于较高等级，中游地区的山西和陕西各城市发展处于中等水平，上游的青海、甘肃、宁夏和青海各城市发展水平较低，城市能级尚弱小。
图5 黄河流域城市和县域发展分级

Fig.5 Development gradation of prefecture-level cities and counties of the Yellow River basin

在县域尺度上（图5d），除192个市辖区之外，547个县域共分为三种类型，分别是县域实力较强、县域实力中等以及县域实力较弱。其中县域实力较强个数为29个，集中分布在山东和河南两省，山东共有21个，河南有5个；县域实力中等个数为145个，同样集中分布在鲁豫两省，两省分别有58和63个；县域实力较弱个数为373个，广泛分布于青海、甘肃、宁夏和山西。

2.3 分类识别和调控

为进一步将黄河流域高质量发展地域调控方案具体化，对不同地域空间的主体功能进行细致划分，根据所收集的包括生态、农业以及资源矿产在内的指标体系对91个地级市进行分类识别（图6）。
图6 黄河流域地市主体功能分类

Fig.6 Main function classification of prefecture-level cities in the Yellow River basin

将91个地市依次划分为2种类型、6种类型和9种类型。在2种类型中，19个地市人口、经济、文化、农业和发展潜力等指标较好，因此被划分为发展核心市，其余72个地市生态和资源指标更为突出，则被划分为生态资源市。19个发展核心市中包含了黄河流域8省区的省会城市，除此之外其余11个发展核心市均位于鲁豫两省，包括河南的洛阳和南阳，山东的青岛、烟台、德州、潍坊、淄博、泰安、临沂和济宁，表明河南、山东两省为黄河流域发展核心区。在6种类型中，各城市功能被进一步细化，西安、郑州、济南和青岛为流域中心城市，太原、烟台为流域次发达城市，西宁、兰州、银川、呼和浩特作为区域中心城市，被划分为中等发达城市，洛阳、潍坊、临沂和济宁发展较好，同样被划分为中等发达城市。以农业为主的15个地市中鲁豫两省共包含12个，其中河南省有7个，山东省有5个，证明两省在发展经济的同时，又是重要的粮食主产区。资源城市主要集中在山西和陕西两省，山西11个地市中7个为资源城市，陕西10个地市中则有6个地市为资源城市，表明晋陕两省为黄河流域重要的资源富集区。作为重要的生态保育区，黄河流域共有35个生态型城市，集中分布在青海、甘肃、银川和内蒙古四省区。在9种类型中，城市功能等级更加细化，但流域中心城市仍为西安、郑州、济南和青岛，与6种分类相异的是中等发达城市、资源城市和生态城市被进一步细化。
为更全面、细致地对黄河流域进行地域功能分类调控，进一步对739个区县进行聚类划分，并与官方所颁布的主体功能分区进行对比分析（图7）。
图7 黄河流域区县功能分类与主体功能区划

Fig.7 Function classification and main function zoning of districts and counties in the Yellow River basin

为与主体功能区划分相对应，将县域划分四类（图7a）。黄河流域739个区县中有192个市辖区，市辖区往往是经济发展核心，因此将其单独作为一类。根据指标体系，将其余547个县域进行划分，其中67个县域为发达县域，此类县域经济发达、人口密集同时农业发展也较好；185个县域为中等发达县域，其经济发展较好、人口较为集中、农业较好，同时兼顾一定的生态保育功能；数量最多的则为生态县域，共有295个。从空间分布来看，67个发达县域均集中在河南、山东两省，其中河南有34个，山东有33个，进一步表明鲁豫两省作为黄河流域经济发展增长极的重要性和必要性。中等发达县域也主要集中在鲁豫两省，在陕西和甘肃，以省会为中心形成了集中连片的中等发达县域区。生态县域主要分布在青海、甘肃、宁夏、内蒙古以及山西五省区。
从主体功能区划分来看（图7b），739个区县中有262个区县为重点开发区，42个为优化开发区，227个为农产品主产区，208个为生态功能区。在空间分布上，重点开发区以省会地区为核心形成集中连片的经济发展区，优化开发区则全部分布在山东省内。227个农产品主产区中有121个分布在河南、山东两省，再度表明鲁豫两省在大力发展经济的同时也要承担主要的粮食生产任务。生态保障区个数最多，面积最广，其主要分布在青海、甘肃、宁夏和内蒙古等省区。
为更加科学和准确地对黄河流域739个区县进行功能定位，将聚类所划分的县域功能与官方所发布的主体功能区进行对比，最终形成黄河流域县域功能分类调控方案。在对比过程中，认定主体功能区划中的重点开发区和优化开发区均为经济发展较好区县，与聚类中的市辖区和发达县域相对应，主体功能区划中的生态功能区和功能聚类中的生态县域相对应。基于此，将两种分类进行对比分析，对比结果可分为三种情况：“一致”“差异”和“相似”。在“一致”情况下，有212个区县在主体功能区划中是重点开发区或优化开发区，同时在聚类结果中是市辖区或发达县域；除此之外，170个区县在主体功能区划是生态功能区，且在聚类结果中为生态县域。因此，认定382个区县聚类结果和主体功能区划分结果一致。在“差异”情况下，48个区县在主体功能区划时为重点开发区，但在聚类结果中为生态县域；8个县域在主体功能区划中是生态保障区，但在聚类结果中为发达县域。因此认定56个区县在聚类和主体功能区划分间存在较大差异。在“相似”情况下，77个区县在主体功能区划中是农产品主产区，在聚类结果中则是生态县域；30个区县在主体功能区划中是生态保障区，在聚类中则是中等发达县域；39个区县在主体功能区划中是农产品主产区，聚类结果中为发达县域；44个区县在主体功能区中是重点开发区或优化开发区，在聚类中则是中等发达县域；111个区县在主体功能区中为农产品主产区，但在聚类中为中等发达县域。发达县域与中等发达县域均为经济发展好同时单位耕地面积又大，因此认定301个区县聚类结果和主体功能区划分结果为“相似”，但也是需重点且详细进行分类调控的区县。总体而言，聚类结果与主体功能区划分结果差异不大，但仍有几点需要注意：①56个区县在聚类和主体功能区划分间存在较大差异。②有301个区县结果“相似”，其中有111个区县在主体功能区中为农产品主产区，但在聚类中为中等发达县域。此类区县经济较为发达、人口比较集中且单位耕地面积较大，是综合发展的区域。③黄河流域的粮食保障区往往也是经济发达区，高质量发展需要在保障粮食安全的前提下，科学协调生态、农业和经济三者关系。
基于聚类结果与主体功能区划分结果之间存在的“一致”“相似”和“差异”的不同情况，综合考虑到“黄河流域经济发达区往往又是农产品主产区”这一特点，对黄河流域739个区县的地域功能进行最终分类识别和调控（图8）。通过对比与合并，立足生态保护和粮食生产，将原有为4类的主体功能区划细分为8种类型，分别为发展核心区、适度开发区、生态保障区、限制开发区、粮食保障下的重点开发区、粮食保障下的适度开发区、生态保护下的重点开发区以及生态保护下的适度开发区。从数量和对应关系来讲，发展核心区共有212个，其对应的是聚类结果中的市辖区或发达县域，同时主体功能区划分中是重点开发区或优化开发区的县域；适度开发区为44个，此类县域在聚类中是中等发达县域，而在主体功能区划分中是重点开发区或优化开发区；生态保障区为170个，与在聚类结果中为生态县域且在主体功能区划分中是生态功能区的县域一一对应；限制开发区为77个，此类县域在聚类结果中是生态县域但在主体功能区划中是农产品主产区；粮食保障下的重点开发区有39个，其与在聚类结果中为发达县域但在主体功能区划中是农产品主产区的县域一一对应；粮食保障下的适度开发区共有111个，此类县域在聚类中为中等发达县域而主体功能区中为农产品主产区；生态保护下的重点开发区有56个，包含了48个在聚类结果中为生态县域而在主体功能区划分中为重点开发区的县域，以及8个在聚类结果中为发达县域但在主体功能区划分中是生态保障区的县域；生态保护下的适度开发区共有30个，此类区县聚类中是中等发达县域但在主体功能区划中是生态保障区。
图8 黄河流域区县主体功能分类

Fig.8 Main function classification of districts and counties in the Yellow River basin

从空间分布来看，发展核心区和适度开发区集中在鲁豫两省，其余省份则以市辖区为主零散分布。生态保障区和限制开发区则集中分布在青海、甘肃、宁夏和内蒙古四省区。粮食保障下的重点开发区和适度开发区也均集中分布在河南和山东两省。生态保护下的重点开发区和适度开发区则零散分布在8省区。总体而言，黄河流域上中下游差异性较为显著，上游地区承担着主要的生态保育功能，中游地区则是主要的矿产资源富集区，下游地区不仅仅作为黄河流域经济发展的核心区，更要担负粮食安全的重任。

3 结论与讨论

黄河流域不仅是我国主要的经济发展地带，又是重要的粮食主产区、生态保障区，保护黄河作为事关中华民族伟大复兴的千秋大计，不仅对生态保护、粮食安全起着重大作用，同时对缩小我国南北差距、促进流域空间一体化发展起到至关重要的作用。推进黄河流域高质量发展的一个关键问题就是对黄河流域的地域功能进行精准识别和调控。科学实现黄河流域生态保护和高质量发展，确保生态安全、粮食安全和流域安全，需要在生态安全基础上对不同地域空间进行合理功能定位，探索建立分区分级分类调控的新体系。基于此，本文以生态安全、粮食安全和流域安全为目标，通过构建包括生态、经济和社会等维度的指标体系，使用SPSS聚类分析，对黄河流域91个地市、739个区县的地域功能进行由区域到地市再到区县的分区分级分类识别和调控。结果如下：
①在分区识别和调控中，粮食生产区主要分布在下游地区的山东和河南两省，资源储藏区分布在山西和陕西，上游的青海、甘肃、宁夏和内蒙古则承担着主要的生态保护功能。从数量来看，91个地级市中共有32个粮食主产区、21个矿产资源区以及38个生态保障区。从空间分布来看，河南和山东分别有13个、16个粮食主产市；矿产资源区主要分布在山西和陕西北部，其中山西仅有太原与运城未被划分为矿产资源区；生态保障区集中分布在青海、甘肃、宁夏以及内蒙古，整个上游地区均为重要的生态保障区。
②在分级识别和调控中，从市域和市区两个角度进行测度。在市域层面，91个地级市被分为3个等级，分别是实力较强、实力中等以及实力较弱，3种类型的地市个数分别是13、31和47个；在市区层面，各地市发展水平差距较大、城市能级分异更为明显，91个地市分为市区实力较强、市区实力中等以及市区实力较弱3种类型，3种个数分别是4、6和81个。综合市域分级和市区分级结果，发现西安、郑州、济南和青岛经济发展好、分类级别高，是流域中心性城市；兰州、呼和浩特和太原经济发展较好，等级较高，三者可作为区域性中心城市。
③在分类识别和调控中，综合考虑人口、经济、农业、资源和生态，对区县进行分类，同时与主体功能区划进行对比。在区县分类中，739个区县共分为4种类型：市辖区、发达县域、中等发达县域以及生态县域，个数分别为192、67、185和295个。在主体功能区划中，739个区县中有262个区县为重点开发区，42个优化开发区，227个农产品主产区和208个生态功能区。对比区县分类与主体功能区划分，将739区县划分结果为3种情况：“一致”“差异”和“相似”。“一致”表现为有212个区县在主体功能区划分中是重点开发区或优化开发区，同时在聚类结果中是市辖区或发达县域；除此之外，170个区县在主体功能区划分中是生态功能区，在聚类结果中为生态县域。“差异”表现为48个区县在主体功能区划时为重点开发区，但在聚类结果中为生态县域；8个县域在主体功能区划中是生态保障区，但在聚类结果中为发达县域。“相似”表现为5种对应关系，共301个区县，此类县域个数较多，包括了生态和经济等多种功能，是高质量发展过程中所必须重视的一类县域。融合区县分类与主体功能区划，形成最终的区县地域功能分类识别和调控方案，共分为8种类型：发展核心区、适度开发区、生态保障区、限制开发区、粮食保障下的重点开发区、粮食保障下的适度开发区、生态保护下的重点开发区以及生态保护下的适度开发区，其个数分别为212、44、170、77、39、111、56和30个。
④黄河流域高质量发展分区调控应针对资源富集区、粮食主产区和生态保障区有针对性制订生态环境保护、粮食安全和能源资源安全保障、新旧动能转换、现代产业体系建设、体制机制改革等系统性方案，维护好流域的生态安全、粮食安全、能源资源安全。分级调控应以西安、郑州、济南和青岛四大流域中心性城市为核心，以关中平原城市群、中原城市群、山东半岛城市群为载体，着力提升人口和经济承载能力和全球化竞争力，带动全流域经济的高质量发展；要以兰州、呼和浩特和太原等区域中心性城市为核心，以兰西城市群、呼包鄂榆城市群、晋中城市群为载体，加快都市圈构建，着力提升经济发展活力和可持续发展能力，带动区域经济向高质量发展迈进。分类调控应深化细化主体功能区划，除重点开发区和优化开发区之外，作为农产品主产区和生态保障区的县域在承担粮食生产和生态保护功能的同时也需推进经济的高质量发展；对于粮食保障下的重点开发区、粮食保障下的适度开发区、生态保护下的重点开发区、生态保护下的适度开发区，这些县域在保障粮食安全和生态安全的同时，要给予特别支持政策，着力提升县域经济实力。
⑤黄河流域的一大特点是粮食生产对维护国家粮食安全地位突出，高质量发展调控体系构建中，一定要协调好粮食生产与经济发展的关系，如山东、河南不仅仅是重要的粮食主产区同时又是整个流域经济发展的核心，鲁豫两省应该把提供粮食保障和以不牺牲农业、生态和环境为前提的经济高质量放在更加突出地位。黄河流域另一特点则是拥有较大面积的生态保障区，黄河流域必须在生态保护基础上着力推进绿色、低碳和循环发展，大力发展生态产业。
⑥黄河流域应加强各省区、上中下游、城市群间的联动发展，打破行政分割和市场统一壁垒，促进区域经济协调发展和经济提质增效升级。要强化中心城市、都市圈和城市群的辐射带动作用，提高西安、郑州、济南、青岛等中心城市在世界城市体系和国家城市体系中的位置；加强中心城市与周边城市区域的优势互补和协同发展；突出兰西、关中、黄河几字弯、中原、山东半岛等城市群在国家城市群中的作用。

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