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2020 , Vol. 40 >Issue 5: 49 - 57

DOI: https://doi.org/10.15957/j.cnki.jjdl.2020.05.006

Level Measures and Temporal and Spatial Coupling Analysis of Ecological Environment and High Quality Development in the Yellow River Basin

  • CUI Panpan , 1, 3 ,
  • ZHAO Yuan , 1, 2, 3, ※ ,
  • XIA Siyou 1, 3 ,
  • YAN Jiyao 1, 3
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  • 1. School of Geography Science，Nanjing Normal University，Nanjing 210023，Jiangsu，China
  • 2. Jinling College，Nanjing Normal University，Nanjing 210097，Jiangsu，China
  • 3. Jiangsu Center for Collaborative Innovation in Geographical Information Resource Development and Application，Nanjing 210023，Jiangsu，China

Received date: 2019-12-26

  Revised date: 2020-03-11

  Online published: 2025-04-17

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Abstract

The coupling and coordination of ecological environment and high quality development in the Yellow River Basin defines the direction for innovating the path of ecological civilization construction in the Yellow River Basin, and is the fundamental goal and inevitable choice for the sustainable development for the Yellow River Basin. Based on the data of 9 provinces in the Yellow River Basin in 2012,2015 and 2017,the level of ecological environment and the high quality development in the Yellow River Basin are constructed,using the entropy method. The spatial and temporal coupling characteristics of ecological environment system and the high quality development were analyzed and evaluated by the elastic coefficient method. The results indicate that 1) In general,the ecological environment and the high quality development level have the evolution law of the rise first and then fall. While the ecological environment level in the space presents the "midstream depressed,upstream good and downstream normal" pattern,and the high quality development level has the spatial distribution characteristic of the "upstream backwardness,midstream rising and downstream developed". 2) The grade correspondence relationship between ecological environment and high quality development level is weak,and the relationship is different in space and has locking effect on time scale. 3) The same direction but not ideal "co-minus" change is the main coupling type,and there is a backward development trend,but the coupling relation between Shanxi,Henan,Gansu and Qinghai has a positive sign of development. Finally,according to the coupling relationship between ecological environment and high quality development level,a coupling and coordinated development strategy of overall management and taking measures suited to local conditions are put forward.

Key words： Yellow River Basin; ecological environment; high quality development; coupling relationship; green development; environmental governance

Cite this article

CUI Panpan , ZHAO Yuan , XIA Siyou , YAN Jiyao . Level Measures and Temporal and Spatial Coupling Analysis of Ecological Environment and High Quality Development in the Yellow River Basin[J]. Economic geography, 2020 , 40(5) : 49 -57 . DOI: 10.15957/j.cnki.jjdl.2020.05.006

党的十九大提出中国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，推动高质量发展是做好经济工作的根本要求与崭新的复杂研究课题。黄河流域是我国重要的生态屏障和经济地带，在我国生态安全和社会经济发展方面具有重要地位。然而其工业化、城镇化进程仍在继续，经济增长的资源环境代价仍然较大，面临着生态环境改善和高质量发展的双重任务。2019年习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上部署了黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略，明确强调生态保护与高质量发展需同步推进。
目前，学者对高质量发展的研究主要集中在内涵、指标体系构建思路、水平测度、内在机理等方面。其中，关于高质量发展内涵界定方面，金碚从经济学角度提出高质量发展是更加注重产品和经济活动的使用价值及其质量合意性，能够更好满足人民不断增长的真实需要的经济发展方式、结构和动力状态[1]；任保平等认为高质量发展就是经济总量与规模增长到一定阶段后，经济结构优化、新旧动能转换、经济社会协同发展、人民生活水平显著提高的结果[2]；而赵剑波等认为高质量发展不是简单指经济总量和物质财富数量层面的增长，而是在多个维度上的全面提升，需要着重解决经济、社会、环境发展中突出的不平衡、不充分问题[3]。可见，由于高质量发展内涵丰富，所涉领域宽泛，学者对此并未得到一致意见。在高质量发展构建思路方面，指标体系、政策体系、标准体系、统计体系、绩效评价体系、政绩考核体系则被认为是高质量发展的评判体系[2]。在水平测度方面，尚未形成一套公认的评价体系，但从不同角度出发建立多维度指标框架的思路得到学者的认可。如通过对高质量发展内涵的分析构建包括“高质量供给、高质量需求、发展效率、经济运行和对外开放”评价体系[4]；基于新时代社会主要矛盾变化构架涵盖“经济活力、创新效率、绿色发展、人民生活、社会和谐”指标框架[5-6]；遵循发展基础—发展途径—发展目标逻辑建立容纳“动力变革、效率变革和质量变革”的高质量发展指标体系[7]；基于五大发展理念从“创新、协调、绿色、开放、共享”维度切入，构建评价指标体系[8]。而在高质量发展的内在机理方面，主要是从供给和需求两个方面构建相互促进、相互转化、彼此依赖的动力体系[9]。总体看来，高质量发展具有鲜明的时代特征，是新时期重大研究课题，但由于其概念提出时间不长，学术界对其着墨仍然较少，目前处于理论完备性与系统性尚显薄弱的起步阶段。其中，高质量发展水平测度是学者关注与研究的焦点，但在已有的相关研究中定性居多，定量较少。此外，现有少数研究将生态环境与经济社会发展融为一体进行高质量发展水平测度，而本文认为生态环境与经济社会的高质量发展系统虽具有密切联系但又存在显著区别。
生态环境和高质量发展在时序上高度耦合，高质量发展的过程是对自然资本内化的过程，在生态环境系统的支撑与限制作用下，高质量朝着特定发展方向演进，而高质量发展对生态环境系统结构、功能、效用等也会产生强烈干预作用，是生态环境演化的重要推动力。一般来说，高质量发展的水平、方式、侧重点、目标不同，生态环境水平就不同，而良好的生态环境不仅可以促进地区高质量水平的显著提升，而且可以为优化高质量发展系统提供条件。因此，加强生态环境与高质量发展水平耦合关系的研究不仅可以定量反映区域生态环境与高质量发展相互作用、相互依存的耦合程度，还可以根据耦合状态的变化采取相应措施进行调控。但学界更多关注生态环境与社会经济发展的耦合协调关系，如环境污染与经济发展[10]，生态资产与经济贫困[11⇓-13]，水资源、沙漠化等生态环境要素与社会经济[14-15]，生态环境与城市化等[16⇓⇓-19]，对生态环境与高质量发展耦合关系的探索相对欠缺。
本文以黄河流域为例，构建生态环境与高质量发展评价指标体系，量化分析2012—2017年黄河流域生态环境与高质量发展水平，通过测算二者水平及弹性系数，辨析生态环境与高质量发展水平时空变化特征，研判二者耦合规律，以期为黄河流域生态环境与高质量的协调发展提供借鉴与参考。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

黄河流域是中国重要的能源基地和重工业基地，横跨东中西三大区域，西起青海，东至山东，涉及青海、四川、甘肃、宁夏、陕西、山西、内蒙古、河南、山东9省区，总面积约359.76万km2。流域内生态系统类型复杂多样，涵盖森林、草原、荒漠、湿地等，生态环境脆弱，森林覆盖率低、水土流失、草地退化等问题并存。矿产资源相对丰富，煤炭、石油、天然气和有色金属等储量较大，其中煤炭储量占全国一半以上，被称为“能源流域”。复杂的自然资源条件塑造了黄河流域社会经济发展的基本特征。截止到2017年底，流域内GDP超过22.12万亿元（现价），在全国GDP中的占比约为26.11%，产业结构为1.0∶5.2∶5.6，第二产值占全国第二产业总值的27.5%。目前，黄河流域的社会经济发展对生态环境具有较高的依存度，正面临着资源约束趋紧、环境污染、生态系统退化、产业结构畸形、经济发展效率整体不高、上中下游发展不平衡、区域协同发展机制不完善等诸多问题，人地矛盾突出，人地系统亟待优化。

1.2 指标体系构建

本文旨在揭示黄河流域9省区生态环境与高质量发展水平耦合特征的时空格局，因此需要构建能反映社会经济高质量发展特征的高质量发展系统和能刻画生态环境整体状况的生态环境系统。其中，高质量发展指标体系的构建参考任保平[20]对高质量发展的判断标准，包括有效性、协调性、创新性、稳定性和分享性五大维度。具体地，有效性主要采用投入产出效率来衡量，协调性关注产业结构和需求结构的协调发展，创新性涵盖制度创新和技术创新，稳定性考虑经济稳定和社会稳定，分享性纳入收入分配公平均等化、基本公共服务水平。生态环境指标体系构建主要基于以下思考：某一区域生态环境的优劣由区域内的生态环境现状所决定，而生态环境现状受到生态破坏与修护2个动态过程的影响。生态环境会对高质量发展产生正向或逆向响应，为削减其逆向响应而提高正向响应，需要在面对生态压力时提高抗逆水平，降低破坏与消耗程度，因此，在生态环境系统中加入压力水平与抗逆水平评估。根据此逻辑关系并结合前人的研究[21-22]，本文从资源环境水平、压力水平、抗逆水平3方面构建指标体系综合反映生态环境水平。其中资源环境水平包括资源禀赋及环境水平，压力水平包括资源消耗和环境代价，抗逆水平包括生态改善和污染治理。
在具体的指标选取过程中，更加注重综合运用投人产出、资源消耗等绩效标准，适度淡化总量增长指标，侧重考核质量效益类指标，并根据简洁性、通用性与可操作性原则选取描述性指标和评价性指标。其中生态环境系统包括21项指标，高质量发展系统包括17项指标，见表1、表2。
表1 生态环境水平指标体系

Tab.1 Index system of ecological environment level

目标层 准则层 次准则层 要素层 指标属性
生态环境水平 资源环境水平





 资源禀赋

 人均水资源量 （m3/人） 正向
森林覆盖率 （%） 正向
人均耕地面积 （hm2/人） 正向
环境水平


 人均碳排放量 （t） 负向
人均氮氧化物排放量 （t） 负向
人均烟尘排放量 （t） 负向
人均化学需氧排放量 （t） 负向
压力水平






 资源消耗


 单位GDP水资源消耗量 （m3/万元） 负向
单位GDP煤炭消费量 （t/万元） 负向
单位GDP天然气消费量 （m3/万元） 负向
单位GDP电力消费量 （kW·h/万元） 负向
环境代价


 废水排放强度 （t/万元） 负向
SO2排放强度 （t/万元） 负向
一般工业固体废物产生强度 （t/万元） 负向
碳排放强度 （t/万元） 负向
抗逆水平




 生态改善

 自然保护区面积占辖区面积的比重 （%） 正向
造林面积占辖区面积比重 （%） 正向
林业投资/GDP比重 （%） 正向
污染治理

 工业污染治理完成投资额/GDP （%） 正向
一般工业固体废物综合利用率 （%） 正向
生活垃圾无害化处理率 （%） 正向
表2 高质量发展水平指标体系

Tab.2 Index system of high quality development level

目标层 准则层 次准则层 要素层 指标属性
高质量发展水平 有效性
 投入产出效率
 综合能源利用率 （万元/tce） 正向
全要素增长率 （%） 正向
协调性

 产业结构
 产业结构高级化 正向
产业结构合理化 正向
需求结构 最终消费对GDP增长的贡献率 （%） 正向
创新性


 技术创新

 规模以上工业企业R&D经费 （万元） 正向
正向
正向
规模以上工业企业R&D人员全时当量 （人）
规模以上工业企业有效发明专利数 （件）
制度创新 市场化指数 正向
稳定性

 经济稳定性
 经济波动率 （%） 负向
居民消费价格指数 负向
社会稳定性 失业率 （％） 负向
分享性



 收入分配公平均等化
 城乡消费水平对比 （%） 负向
基尼系数 负向
基本公共服务水平

 每万人拥有卫生技术人员数 （人） 正向
每十万人口高等学校平均在校生数 （人） 正向
人均公路里程 （km） 正向
需要指出的是，高质量发展系统中部分指标不能直接获取，需要经过处理与测算，对其处理过程及方法进行以下补充说明：综合能源利用率为各省区GDP和综合能源消费量的比值；全要素增长率根据索罗残差法测得[23]；产业结构高级化采用第三产业与第二产业的比值表示，产业结构合理化指数是基于三次产业结构数据采用泰尔指数测得；最终消费对GDP增长的贡献率采用支出法核算的最终消费增加值与地区生产增加值的比例表示[24]；经济波动率为当年GDP增长率与上年GDP增长率比值与1的差值[25]；基尼系数采用各省市级层面的人均可支配收入数据及相关公式进行测算；城乡消费水平比为城镇居民和农村居民人均消费的比值。此外，文中所涉及的价格指标均采用价格指数换算为2012年为基期的可比价。

1.3 研究方法

1.3.1 熵权法

熵权法可以利用所选指标自身的统计性质确定各自权重，能够有效避免主观赋权的随意性，因此采用该方法对生态环境与高质量发展水平进行测度，具体计算步骤参考相关文献[26]。

1.3.2 弹性系数法

变异系数[27⇓-29]、灰色关联系数[30-31]、弹性系数等是构建耦合模型的常用方法。其中，弹性系数法不仅可以揭示系统间的时空耦合特征，还具有能反映系统变化方向及速度的优点，因此广泛应用于多个领域，如据此构建的劳耕弹性系数[32]、产劳弹性系数[33]、人口与土地城镇化弹性系数[34]等。借鉴该方法，建立生态环境与高质量发展水平弹性系数。具体公式如下：
β = E C R E H R = E C t - E C 0 / E C 0 E H t - E H 0 / E H 0
式中： β为生态环境与高质量发展水平弹性系数； E C R和 E H R分别表示某省区考察期内生态环境水平变化率和高质量发展水平变化率； E C t和 E C 0分别为t年和基年的生态环境水平； E H t和 E H 0分别为t年和基年的高质量发展水平。
根据EC与EH的增减变化及数值比较，参考相关文献[33]，将生态环境与高质量发展水平耦合关系划分为6种类型，见表3。
表3 生态环境与高质量发展水平耦合类型

Tab.3 Coupling types of ecological environment and high quality development level

类型 ECR EHR 弹性系数β 特征
增长型 ECR>0 EHR>0 β>1 生态环境水平增速快于高质量发展水平的提速
粗放型 ECR>0 EHR>0 0< β<1 生态环境水平增速慢于高质量发展水平的提速
滞缓型 ECR>0 EHR<0 β<0 生态环境水平提升，高质量发展水平下降
滞后型 ECR<0 EHR>0 β<0 生态环境水平降低，高质量发展水平提升
衰退型 ECR<0 EHR<0 0< β<1 生态环境水平降速慢于高质量发展水平的降速
衰落型 ECR<0 EHR<0 β>1 生态环境水平降速快于高质量发展水平的降速
在各种耦合模式中，生态环境与高质量发展同步提升的增长型耦合关系为最理想模式，生态环境改善速度小于高质量发展水平提升速度的粗放型仅次于增长型耦合模式；当二者关系为滞缓型及滞后型时，处于非同步的解耦状态，发展重心需要调整；而生态环境与高质量发展水平双收缩的衰退型和衰落型模式不利于区域的协调发展，且衰落型为最不理想模式。
本文所涉数据主要来源于2013、2016、2018年的《中国统计年鉴》《中国环境统计年鉴》《中国能源统计年鉴》以及各省区统计年鉴等。此外，市场化指数来源于《中国分省份市场化指数报告》，少数年份缺失数据采用均值法进行插补。

2 结果分析

2.1 生态环境与高质量发展水平时空格局

2.1.1 生态环境水平时空格局

①生态环境水平整体不高，呈先转好后恶化趋势，空间差异先缩小后扩大（图1）。研究期内黄河流域生态环境水平皆小于0.2324，2012、2015、2017年的中值分别为0.0944、0.1012、0.0961，分别提升和降低了7.20%、5.04%。3个年份中高值区及中高值区数量和占比分别为44.44%、55.56%、44.44%。可见黄河流域生态环境水平呈先升后降、总体小幅上升的波动变化特征，发展态势不容乐观。2012、2015、2017年生态环境最大值与最小值的比例分别为4.06、3.92、4.58，空间差异呈先小幅下降后显著提升变化趋势，这可能是因为流域生态资源禀赋及生态建设力度不平衡导致省区差异显著且具有进一步扩大趋势。
图1 黄河流域生态环境水平空间格局

Fig.1 Spatial pattern of ecological environment level in the Yellow River Basin

②生态环境水平纬向空间分异明显。上游生态环境整体状况较好。除宁夏外，青海、四川和甘肃的排名均位居前列，在空间上呈现典型高值区和中高值区组团状空间分布特征。这可能是因为上游地区生态环境脆弱，其更加重视生态环境保护与修复，此外，环保政策的不断完善和环保治理力度的不断提高，使其生态环境状态较好。中游凹陷，生态环境水平较低。其中，山西和陕西2省区，为低水平或中水平区，始终位居后列，中游地区为能源生产与消费大省，环境污染问题突出。下游居中，为中水平或中高水平区。山东和河南为相对发达地区，环境生态承载力能力有限，环境规制与管理水平仍然不高。从以上分析可以看出黄河流域上游地区生态环境状况较好，而中游和下游地区则需要进一步强调生态环境发展。
③空间格局相对稳定。多数省区未发生等级变动，四川、青海3年始终为高水平区，宁夏、山西均为低水平区，甘肃为中高水平区；此外，发生等级变化的省区也仅涉及2种水平，如陕西、河南在2012和2015年均为中水平区，在2017年分别转为低水平区和中高水平区，山东在前2年均为中高水平区，在2017年转为中水平区，而内蒙古的演化格局则为中—中高—中水平区。

2.1.2 高质量发展水平时空格局

①高质量发展水平先升后降，区域差异先缩小后扩大（图2）。2012、2015、2017年高质量发展水平中值分别为0.0700、0.0826、0.0635，与生态环境水平先升后降变化趋势一致，但其变化幅度较大，分别提升17.90%和降低23.14%，说明高质量变化速度快于生态环境。2012、2015、2017年流域内高质量发展水平最大值与最小值比分别为15.21、11.00、11.33，呈现出先大幅下降后小幅增加变化趋势，说明流域内高质量发展总体朝着均衡方向迈进。
图2 黄河流域高质量发展水平空间格局

Fig.2 Spatial pattern of high quality development level in the Yellow River Basin

②“东中西”阶梯状递减特征明显。高质量发展水平总体具有下游发达、中游崛起、上游落后特征。黄河下游地区的山东和河南为高水平区，在黄河流域高质量发展中具有一定地位，相对优势突出。这主要是因为在区位优势和政策优势的双重推动下，山东和河南技术优势相对凸显，经济增长方式转型升级从而促使其高质量发展水平遥遥领先于其他省区。而青海、甘肃、宁夏在全流域排名中垫底，构成了上游落后的事实，说明受限于较差的区位条件和落后发展阶段的约束，黄河上游地区高质量发展程度较弱，发展不全面、不充分问题突出。中水平和中高水平主要分布于中游地区，说明依托于丰富的资源与承东启西的区位条件，高质量发展水平已达到一定水平，但由于资源开发与消耗而形成的财富积累没有内化为区域发展动力，对于提升经济发展质量与人民生活水平的作用有限，仍存在经济发展与整体产业结构失调、社会发展滞后现象，但进一步提升的基础与潜力均较大。
③等级类型转换以正向为主。虽然研究期内波动与正向（等级未发生变化或呈正向发展）的等级类型转换并存，但正向转换比重达到88.89%。其中，内蒙古由2012年中水平区演变为2015年中高水平区，随后又恢复为中水平区，为流域内唯一高质量发展呈波动变化的省区。而四川、陕西、宁夏、山西、山东和河南在研究期内高质量发展水平相对稳定，未发生等级变化。青海和甘肃由低水平转化为中水平区，致使低水平区空间范围大幅缩小。整体看来，研究期内多数省区高质量发展状况逐渐改善，但其提升幅度依然较小，上游地区的青海、甘肃、宁夏是高质量未来发展与提高的重点区域，需要因地制宜进行改善，而山东和河南发展状况较好，可为未来发展的示范与引领区，中部地区为未来发展的关键区，需突破发展瓶颈，寻求进一步的发展与提升空间。

2.2 生态环境与高质量发展水平的空间叠加关系

高质量发展对生态环境的改善与损耗程度及生态环境对高质量发展的支撑与约束强度存在空间差异，进而形成了生态环境与高质量发展水平差异化的对应关系，即二者水平的匹配程度存在错位现象，而把握生态环境与高质量发展在空间上的对应关系可为揭示二者的耦合关系奠定基础。因此，根据前文对生态环境与高质量发展水平的等级划分，将2者进行空间叠加，共得出13种生态环境水平与高质量发展水平等级对应关系，详见表4。
表4 黄河流域生态环境与高质量发展水平等级对应关系类型

Tab.4 The grade correspondence relationship between the ecological environment and the high quality development level in the Yellow River Basin

对应关系类型 2012 2015 2017
低—低 宁夏 宁夏 宁夏
低—中 山西 山西 山西
低—中高 陕西
中—中 内蒙古 内蒙古
中—中高 陕西 陕西
中—高 河南 河南 山东
中高—低 甘肃 甘肃
中高—中 甘肃
中高—中高 内蒙古
中高—高 山东 山东 河南
高—低 青海 青海
高—中 青海
高—中高 四川 四川 四川

注：高、中高、中、低代指生态环境与高质量发展水平；表中耦合类型是指按照生态环境—高质量发展的顺序进行发展水平排序，如“低—中”为生态低水平发展、高质量中水平发展，以此类推。

①二者等级对应程度较弱，且生态环境劣于高质量发展。从位序上看，3个年份中生态环境位居榜首的均是青海，而高质量发展最佳的均是山东。从二者的水平对应关系类型上看，处于完全对应状态的省区数量较少，3年内仅占22.22%，包括“低—低”“中—中”“中高—中高”3种类型，主要分布于黄河流域中上游地区，涵盖宁夏和内蒙古2省区。其中，“低—低”类型出现次数最多，3个年份均有出现，但仅包含宁夏1省区；“中高—中高”类型出现次数最少，仅2015年的内蒙古属于该类型，“中—中”类型出现2次，2012和2017年的内蒙古属于该类型。这两方面的特征均反映出黄河流域生态环境与高质量发展水平并非呈同步发展，二者的空间对应关系较弱。而在13种对应关系类型中仅有5种类型为生态环境优于高质量发展水平，2012、2015、2017年的占比均为33%，具体类型包括“中高—低”“中高—中”“高—低”“高—中”“高—中高”。可见生态环境水平仅涵盖高和中高水平，即仅在生态环境水平处于相对优良状态时才会优于高质量发展。且在整个研究阶段内出现次数最多的类型中（即“低—低”“低—中”“中—高”“中高—高”“高—中高”，均出现3次），除“高—中高”类型外，其余4种类型均处于生态环境水平低于高质量发展状态。此外，3个年份生态环境和高质量发展最优等级的值分别落于0.2150~0.2324和0.3628~0.3947区间内，对应的比值始终稳定在1.65左右，进一步佐证了高质量发展水平高于生态环境水平，同时也说明生态环境对高质量的发展的支撑作用有限，高质量发展对资源环境投入的需求较大。
②二者等级对应关系在空间上存在差异性而在时间上具有锁定效应。3个年份中各省区均分属于不同类型，对应关系多样。这可能是受到自然资产本底、经济社会发展阶段、历史发展基础等因素的影响和制约以及不同政策取向的作用，两个系统的等级对应关系在空间上未出现趋同发展，存在显著空间差异。从类型演化上看，类型转换结构相对稳定。宁夏、山西、四川3省区在研究期内未发生类型转化，而其余各省区也均具有2年份等级对应关系相同的特征，说明生态环境与高质量发展在水平上保持相对稳定，在时间轴上的变化较小，具有显著锁定效应。

2.3 生态环境与高质量发展水平耦合关系

从总体的耦合水平来看，耦合关系多样，以同向变化为主，且不理想的“同减”变化类型居于主要地位（图3）。2012—2015、2015—2017年生态环境与高质量发展关系呈同步变化的省区数量比重为66.67%、77.78%，而在同步发展类型中“同减”比例分别达到66.67%、57.14%，可见黄河流域生态环境与高质量发展耦合状况较差，整体呈倒退发展趋势。
从耦合类型来看，高质量发展呈正向变化的增长型、粗放型、滞后型3种类型中，2012—2015年前段以滞后型为主，2015—2017年后阶段以粗放型为主。
图3 黄河流域生态环境与高质量发展水平耦合关系类型空间格局

Fig.3 Spatial pattern of the ecological environment and high quality development level coupling types in the Yellow River Basin

①增长型。前阶段的四川及后阶段的河南耦合程度较好，为生态环境与高质量发展水平均得到提高，且生态环境改善速度快于高质量发展的增长型。其中，四川省前阶段的技术创新水平显著提高，经济、社会运行情况显著转好，产业结构、城镇体系结构、人口结构等的优化不仅使生态环境压力降低，同时也为环境治理提供资金与技术基础，在生态环境抗压与压力相互抵消的作用下，生态环境水平得到显著改善，显示出该阶段四川高质量发展较好且兼顾了生态环境的改善。而河南在后阶段中，多项指标有所改善，如环境水平指标、污染治理指标均有提高，环境代价指标显著减小，为具有高环境要求的产业发展创造了条件，如旅游业等，从而为居民获得就业机会与提高收入水平提供了途径，保证了高质量发展的有效性与平稳性。同时，也说明生态环境改善成为高质量发展过程中高度关注的内容，二者呈正向协调发展。
②粗放型。前阶段的内蒙古及后阶段的甘肃、青海生态环境与高质量发展水平均呈正向发展，但生态环境改善速度小于高质量发展速度，属于粗放型。相对于2012年，内蒙古2015年的投入产出效率、最终消费对GDP的拉动作用显著提高，经济和社会的稳定发展也为高质量发展水平的大幅上升奠定基础，但高质量发展仍面临着资源消耗、环境污染等问题，绿色发展水平有待进一步提高，二者处于低级共生阶段。而甘肃和青海后阶段在投入产出效率提高、需求结构逐步合理、经济稳定运行、收入分配趋于公平均等化等的共同作用下其高质量发展的提升速度快于生态环境的改善速度。
③滞后型。生态环境水平降低而高质量发展水平提升的滞后型主要包括前阶段的青海、宁夏及后阶段的四川。前阶段的青海和宁夏2省区虽然资源消耗有所减少但其对于环境改善的能力有限，使其抗逆能力无法抵消环境压力，生态环境逐渐趋于恶化，而需求结构的逐渐合理化，经济、社会稳定性的显著提升，促使高质量发展在协调性和稳定性2个维度有所改善。相对于2015年，2017年四川高质量发展的有效性、稳定性及分享性虽有显著提高，但其产业结构、需求结构、制度创新等发展未能提高，对生态环境造成的负向作用较大，形成高质量发展与资源环境冲突的格局。
高质量发展水平呈负向变化的省区涵盖滞缓、衰退和衰落3种类型，前阶段以衰退型为主，后阶段衰退型和衰落型数量相当。
①衰退型。前阶段的山西、山东、陕西及后阶段的内蒙古和陕西为生态环境和高质量发展水平均下降，但生态环境下降速度小于高质量发展的衰退型。前阶段山西、山东投入产出效率的降低使高质量发展的环境成本上升，而环境改善能力的弱化使制度创新与技术创新缺乏动力，因此其耦合类型为衰退型。而后阶段内蒙古薄弱的制度创新和技术创新基础致使高质量发展的资源消耗量增大，生态环境与高质量发展的耦合状态不佳。陕西在整个研究期内环境质量较差，生态改善及污染治理水平始终较低，生态环境对高质量发展的制约、限制和负反馈作用日益突出，二者处于相互限制阶段。
②衰落型。前阶段的甘肃及后阶段的山东、宁夏处于生态环境和高质量发展均下降且生态环境下降速度更快的极端状态，属于衰落型。其中，甘肃在前阶段人均资源及污染治理水平不高且呈下降趋势，同时，制度创新、技术创新减弱，产业结构失调、投入产出效率减小，在此过程中，产业结构的失衡及投入产出效率的下降使资源消耗大幅上升，而污染治理水平的降低又弱化了制度创新与技术创新对高质量发展的驱动作用。山东自身高质量发展水平较高，提升难度较大，而宁夏高质量发展水平始终较低，提升动力有限，后阶段两省高质量发展所消耗的资源大幅增加，且其环境改善能力有限，压力大而抗压能力小，因此二者的耦合关系为最不理想的衰落型。
③滞缓型。前阶段的河南及后阶段的山西属于生态环境水平上升，高质量发展水平下降的滞缓型。前阶段河南的节能减排及污染治理取得了良好效果，但其投入产出效率降低、产业结构仍不合理，制度创新及技术创新举步维艰，收入分配及基本公共服务水平仍需进一步提高，反映出环境要素与高质量发展要素之间的互动关系较弱，耦合协调发展道路有待进一步调整。后阶段山西的资源节约、污染治理水平等显著提高使生态环境压力在一定程度上得到缓解和释放，而此时，经济社会发展的协调性、创新性及分享性均显著下降，说明此时山西的资源开发与利用对高质量发展的导向作用较弱，良好的资源环境优势并未转化为发展优势，需要资金及相关政策的支持。
从耦合关系的演变来看，多数省区的耦合关系类型发生了转变，省区间的耦合关系演化路径存在差异性与复杂性。其中，陕西省为唯一未发生类型转换的省区，始终属于衰退型；耦合状态显著转好、呈现良性发展迹象的省区包括山西、河南、甘肃、青海，均呈跳跃式转化，说明这些省区逐渐建立起了生态环境与高质量发展的联动路径，高质量发展与生态环境的协调性有所改善，且改善速度较快；耦合状态从相对协调转化为不甚协调的省区包括内蒙古、山东、四川、宁夏，其中，山东呈逐步转化，而内蒙古、四川、宁夏呈跳跃式转化，说明这4省区高质量发展助推生态环境改善的联动路径断裂，需要进一步完善二者的联通路径。

3 结论与讨论

3.1 主要结论

①黄河流域生态环境水平整体不高，呈现先升后降波动变化特征，空间上不均衡和相对稳定特征并存，具有中游低、上游高、下游居中的空间格局。而高质量发展水平变化趋势与生态环境变化相似，区域差异先缩小后扩大，在空间分布上具有东中西阶梯状递减特征，上游落后、中游崛起、下游发达，且多数省区类型转化呈正向发展。
②生态环境劣于高质量发展水平，等级水平空间错位现象突出，处于完全对应状态的省区数量较少，3年中仅占22.22%，且在空间上存在差异性而在时间尺度上具有锁定效应。
③黄河流域生态环境与高质量发展耦合关系以同向变化为主，但尚未出现大面积的增长型协调区域，不理想的“同减”变化类型居于主要地位，整体呈倒退发展趋势。当高质量发展呈正向变化时，前阶段以滞后型为主，后阶段以粗放型为主；当高质量发展水平呈负向变化时，先以衰退型为主，随后转为衰退型和衰落型数量相当的局势。此外，除陕西外，其余各省的耦合类型均发生显著变化，省区间的耦合关系演化路径存在差异性与复杂性。

3.2 对黄河流域协调发展的启示

近年来，流域作为带状经济区在我国区域经济发展中地位日益重要。积极探索流域生态环境与高质量发展的耦合关系，能为流域保护和治理及区域经济协调发展提供可复制、可推广的经验。通过本文的研究，主要得到以下启示：
①解决区域发展不平衡问题是黄河流域生态保护与高质量发展战略的一项重要任务。黄河流域作为一个整体，需要突破行政边界约束，制定整体生态环境与高质量发展的方向与目标，构建统一的体制机制。在此基础上进一步划分发展功能区、促进各类要素自由流动与高效配置，形成上中下游聚合发展、优势互补的高质量发展区域布局。此外，应进一步借鉴长江经济带的成功发展经验，并寻求与长江经济带的合作。
②不同耦合类型的省区应根据自身的发展现状、趋势及优势，因地制宜地推进生态环境与高质量的耦合协调发展。其中，增长型省区应以平稳增长与优势保持为根本目标。将生态财富与群众的生态环境需求相结合，搭建生态友好型产业发展平台，挖掘其中蕴涵的新动能，为高质量发展发挥“造血”功能，保障生态保护与高质量发展协同并进。粗放型和滞后型省区肩负着调整优化产业结构和防治污染、保护环境两方面的责任。通过淘汰落后产能、加快企业的技术改造，从而破除无效供给，推进产业的专业化整合与转型升级，达到降低资源利用与环境污染负荷的目的；同时开展生态修复工程，加大资金投入与政策约束。滞缓型省区应将加快高质量发展作为省区发展的首要目标。通过技术、制度的创新及人才、资金的引进，在保持生态环境良性发展优势的条件下，加快高质量发展规模、效率与层次的提高。衰落和衰退型省区需以解决突出生态环境问题、扩宽高质量发展路径为重点。逐步诊断生态环境问题，推动环境治理“末端控制”转向“源头控制”的纵深延展，在满足产业链发展匹配要求的基础上，将产能规模和布局调整到合理范围，把生态优先、绿色发展的导向与高质量发展对接，制定相关优惠政策，推动能获得技术、资金及发展经验支持的区域合作，并进一步寻求能促进二者协调发展的投资方向。

3.3 讨论

本研究在对黄河流域生态环境与高质量发展水平评估的基础上进行了二者耦合关系的分析，可以较好反映黄河流域9省区生态环境与高质量发展水平的协调状况，但由于数据可获性等原因，该研究还有较大继续提升的空间。未来研究中以下问题仍值得继续讨论：①判断维度仍需完善。本文虽提供了生态环境与高质量发展耦合状态的判断依据，但耦合的内涵丰富，其变化趋势、作用路径等均是反映生态环境与高质量发展耦合关系的重要方面，为了科学判断研究区域二者的耦合情况，仍需研究者和决策者从多个维度构建判断耦合关系的指标或方法。②生态环境与高质量发展之间的耦合机制尚不清晰。总体看来，黄河流域生态环境和高质量发展两系统的共振性较差，如何在保证高质量发展的同时改善生态水平、兼顾二者的协调发展仍需进一步研究。

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