黄河流域工业绿色水资源效率空间网络关联特征_王纪凯.pdf

王纪凯,张峰,油建盛,等.黄河流域工业绿色水资源效率空间网络关联特征 J.地理科学,2023,43(6):1032-1042.Wang Jikai,Zhang Feng,You Jiansheng et al.Cor-relation characteristics of spatial network of industrial green water resources efficiency in the Yellow River Basin.Scientia Geographica Sinica,2023,43(6):1032-1042.doi:10.13249/ki.sgs.2023.06.010黄河流域工业绿色水资源效率空间网络关联特征王纪凯，张峰，油建盛，陈嘉伟（山东理工大学管理学院，山东 淄博 255000）摘要摘要：利用考虑非期望产出 SE-SBM 模型测算黄河流域 77 个地级市 20102020 年工业绿色水资源效率，并借助修正引力模型以及社会网络分析法对效率空间网络关联结构特征进行综合评估。结果表明：黄河流域工业绿色水资源效率呈现“下游中游上游”格局，局部动态性特征与非均质性特征并存。黄河流域内部网络密度呈现自下游到中游再到上游逐级降低的态势。工业绿色水资源效率空间关联板块间并未形成良好的循环传递框架。工业绿色水资源效率网络 k-核结构呈现金字塔分布特征，且子群城市区位指向与择优特征明显，不利于缩小城际间发展差距。关键词关键词：工业绿色水资源效率；空间关联网络；黄河流域中图分类号中图分类号：X321;F429.9文献标识码文献标识码：A文章编号文章编号：1000-0690(2023)06-1032-11 黄河流域水资源短缺和生态脆弱已成为困扰整个流域生态保护和高质量发展的“最大矛盾”和“最大问题”。而工业用水不仅是仅次于农业的第二大用水户，也是造成黄河流域水质污染的重要来源之一，加快提高工业水资源效率迫在眉睫。新时期绿色发展理念对水资源效率的评估又提出了新要求，统筹兼顾水资源利用的资源承载力和生态环境容量约束，而这恰好与黄河流域生态保护和高质量发展的“最大矛盾”和“最大问题”具有直接性的对应关系。由此也诱发了新思考：建立在绿色发展理念下的工业水资源效率究竟是怎样的？与此同时，沿黄地区工业水资源效率是否也会出现与其资源配置和社会经济发展不平衡不充分相类似的现实状况？事实上，关于工业水资源效率问题的研究已经取得诸多有价值的见解，学术界起初通过使用工程经济学的技术原理展示其供需关系所带来的经济效应1，随着研究范围的不断深入其相关成果也趋于全面化，从效率评价体系构建以经济投入产出指标为主，到考虑资源成本2-3、人力资本4-5、技术支持6-7等综合性评价体系8，不同指标体系下的工业水资源效率往往存在较大差异，同时基于综合评价指标体系评估的方式难以有效规避指标之间共线性的问题。近年来，随着社会经济发展与城市交互联系日益趋向多元化与紧密化，城市空间联系对协调区域的可持续发展愈发关键9。随着区域间工业水权交易行为普遍增多，不同效率水平区域对邻近区域用水效率存在相应的积极与消极影响10。因而探究工业水资源效率的空间关联关系，突破以往空间效应以及聚类方式研究的局限，将有助于揭示各研究区域的内部联动结构11。现有空间关联研究多针对不同决策单元之间的空间异质性以及交互作用展开，探讨不同主体之间集聚、溢出作用12-13。而对于水资源效率空间关联网络研究，国内外研究学者大多使用引力模型等刻画微观空间联系14-15，以区域中心性分析描述核心网络节点特征10，以 QAP 模型16、ERGM 模型17与 STIRPAT 模型18等探究其网络驱动因素。综上所述，工业水资源效率研究愈加完善，水资源效率空间网络研究正成为热点，为本文研究提供了良好的依据，结合黄河流域水资源仍旧短缺的 收稿日期收稿日期：2022-07-13；修订日期修订日期：2022-11-04基金项目基金项目：国家自然科学基金项目(71904108、U1501253)资助。Foundation:National Natural Science Foundation of China(71904108,U1501253).作者简介作者简介：王纪凯（1996），男，山东临沂人，硕士研究生，主要从事管理系统工程研究。E-mail:通信作者通信作者：张峰。E-mail: 第 43 卷第 6 期地理科学Vol.43 No.62023 年 06 月Scientia Geographica SinicaJune,2023严峻形势，破解流域内工业水资源供需矛盾仍存在值得深入探讨的问题：其一，工业水资源效率的评估如何紧跟绿色发展理念下的时代步伐，城市间工业用水信息、技术以及经验的交互联系增多，其内部是否存在紧密相关的空间网络关联结构？其二，随着生态文明建设的大力推进，生态环境容量与资源承载力的硬性约束力逐渐增强，因此基于“资源环境”约束下的工业绿色水资源效率空间网络关联结构的完整性又存在怎样发展特征？其三，工业经济发展水平以及资源禀赋程度的差异性导致流域内各城市工业用水效率和节水减排能力存在较大差别，那么各城市节点在网络中的中心传导能力存在怎样的差距？各城市之间联系强度以及内部传递路径又是怎样的？鉴于此，本文以黄河流域各地级市为研究靶区，选取考虑非期望产出的 SE-SBM 模型测算工业绿色水资源效率，创新性的将资源与环境要素纳入引力模型构建流域工业绿色水资源效率网络，运用社会网络分析（SFA）从点线面 3 个维度对流域整体网络结构特征进行分析，以期为黄河流域城市群水资源管理体制建设、实现黄河流域城市协调可持续提供决策依据。1 研究方法与数据来源1.1研究区域概况研究区域概况黄河是中国的第二大河（图 1）。作为中国北方经济的重要支撑，其流域内经济发展水平明显偏低，近年来经济增速更出现显著的下滑趋势，截至2020 年，黄河流域 GDP 占北方区域的比重达到46.8%，但仅占全国的 1/519。与此同时，黄河流域作为中国北方重要的生态屏障，发挥着涵养水源、防治荒漠化和保持水土等重要的生态服务功能。但流域内部生态环境十分脆弱，受破坏后恢复难度较大。在黄河流域发展中的众多问题中，又以水资源供求矛盾最为突出，据2020 年中国水资源公报（http:/ 2.9%，成为制约经济发展的短板；另一方面，黄河流域作为中国重要的工业基地，用水量大，但工业发展水平较差，多数产业更多依靠资源拉动，工业发展的高耗能、高排放、低收益问题十分突出。1.2工业绿色水资源效率测度工业绿色水资源效率测度DEA 模型作为全要素生产率的基本测量模型被广泛使用，本文使用考虑非期望产出的 SE-SBM模型对其进行评价，可以有效解决较多决策单元效率排序模糊问题，且规避传统 BCC 模型径向与角度对测量结果的干扰，具体计算参见文献 20。1.3工业绿色水资源效率空间关联网络架构工业绿色水资源效率空间关联网络架构 1.3.1 修正引力模型新经济地理理论指出空间距离会限制城际间交互作用关系的发展，并遵循距离衰减原理21，但 酒泉市鄂尔多斯市榆林市巴彦淖尔市张掖市延安市乌兰察布市武威市陇南市包头市庆阳市南阳市忻州市吕梁市临汾市白银市定西市商洛市信阳市宝鸡市临沂市吴忠市晋中市潍坊市洛阳市天水市运城市大同市长治市烟台市中卫市渭南市兰州市菏泽市周口市驻马店市济宁市平凉市青岛市商丘市朔州市固原市德州市咸阳市西安市晋城市聊城市新乡市泰安市郑州市金昌市太原市呼和浩特市济南市滨州市西宁市三门峡市安阳市东营市银川市开封市淄博市平顶山市威海市日照市许昌市阳泉市枣庄市濮阳市焦作市铜川市石嘴山市漯河市鹤壁市济源市乌海市嘉峪关市图例上游中游下游0250500 kmN图 1 黄河流域概况Fig.1 Overview of the Yellow River Basin6 期王纪凯等：黄河流域工业绿色水资源效率空间网络关联特征1033 城际间双边流量并非相互独立，而是存在一定的空间相关性，每个城市均可作为流量源地与汇地22。引入引力模型考察黄河流域各地级市之间工业绿色水资源效率相互作用关系，表征城际间联系程度。为更好刻画工业绿色水资源效率网络关联特征，本文特将资源与环境要素引入模型当中。Lij=KEijwidi1TiPiwjdj1TjPjD2ij（1）Eij=PiPi+Pj（2）式中，Lij代表城市 i 对城市 j 的工业绿色水资源效率联系强度；K 为引力修正系数，用于调整数据量级；Eij代表城市 i 与城市 j 的引力系数，Pi与 Pj分别代表城市 i 与城市 j 的工业绿色水资源效率；wi与 wj分别代表城市 i 与城市 j 的工业用水总量，di与 dj分别代表城市 i 与城市 j 的工业污水排放量，以二者比值表征引力模型下水资源要素特征；Ti与Tj分别表示城市 i 与城市 j 的环境要素特征，其值由工业二氧化硫排放量、氨氮化物排放量工业固体废物产生量来衡量，通过熵权法将 3 类污染物合为Ti值；Dij代表城市 i 与城市 j 的距离。1.3.2 空间网络结构特征刻画本文采用总分形式对黄河流域工业绿色水资源效率空间网络结构特征进行剖析。首先利用整体网络密度与网络关联度阐述其整体网络特征，继而分别从“点线面”角度入手对其内部结构进行深入讨论。其中利用度数中心度、接近中心度与中间中心度分析黄河流域各城市节点特征；绘制各城市节点网络关联线，以此反映节点与节点之间引力关系强度；最后通过块模型以及凝聚子群分析对流域内城市群进行聚类处理具体计算参见文献 12。1.4指标选取及数据来源指标选取及数据来源借鉴汪克亮、张峰等相关研究成果6,23，评价体系指标数据多以工业领域为基准。工业绿色水资源效率评价体系包括投入指标层与产出指标层。投入要素包括资本、人力、资源投入，产出要素包括期望与非期望产出。其中以工业固定资产投资额、工业企业 R&D 经费支出、专利申请授权数表征资本投入中的资金与科研投入，以此反映流域内工业企业增长规模与节水减排技术水平；人力投入与资源投入分别以工业从业人员平均数与工业用水总量表示，以此反映研究期内工业从业人数情况与水资源消耗情况；期望产出以工业企业利润总额以及中水回用率表示，中水回用率代表的是各省份对中水工业链条式的利用能力，工业企业利润总额直接体现工业活动所创造的社会价值；以单一工业废水排放总量表征非期望产出体现强调出水资源因素在评价体系中的影响作用。因四川省已经纳入长江经济带范围内，且“东四盟”并不属于黄河流域重要经济社会文化关联区，故参考现有研究选取其余 8 个省（区）中的 77 个地级市作为研究样本24，同时基于工信部于 2010 年印发关于进一步加强工业节水工作的意见（工信部节 2010218 号）文件（http:/ 20102020 年为本文研究期。指标数据来源于中国城市统计年鉴19、各省水资源公报（http:/ ArcGIS 软件矢量化取得。2 结果与分析2.1效率时序分布特征效率时序分布特征本文借助 MAXDEA 软件使用考虑非期望产出的 SE-SBM 模型测度黄河流域 77 个地级市20102020 年工业绿色水资源效率，通过将流域划分为上中下游 3 部分研究区域，求得各区域工业绿色水资源效率时序分布折线图（图 2）。由图 2 可以看出，研究期内黄河流域工业绿色水资源效率呈现波动增长的趋势，上、中、下游效率梯度差值明显，效率整体呈现“下游中游上游”的格局，且上游地区始终处于较低效率水平。虽流域内工业绿色水资源效率总体提升显著但效率分化呈发散趋势，效率差异逐渐扩大。随着时间推移，黄河流域内部地级市之间因工业经济发展差异以及工业节水配置能力不同导致工业绿色水资源效率分化愈发明显。较高比重的低效率城市仍然是阻碍黄河流域工业绿色水资源效率均衡发展以及缩小城际间效率差距的瓶颈问题。1034地理科学43 卷 2019 年莱芜市并入济南市，故将 2020 年莱芜市与济南市数据进行合并处理统称济南市。2.2效率空间分布特征效率空间分布特征借助 ArcGIS 软件进行效率空间分布可视化处理，利用自然间断点法将工业绿色水资源效率划分为 5 个等级，依次为低效率、较低效率、中等效率、较高效率与高效率（图 3）。结果发现，黄河流域城际间工业绿色水资源效率空间分布存在局部动态性特征。从整体分布角度来看，研究期内黄河流域工业绿色水资源效率增加明显，达到高效率以及较高效率水平地区从 2010 年的 11 个增加到 2020 年的 31 个城市，效率覆盖城市约占全流域 40%，但效率增长地区多为中下游城市。从城市群分布角度来看，山东半岛城市群与中原城市群工业绿色水资源效率等级整体跃迁显著，高效率城市的辐射能力为周边效率薄弱城市起到良好的填补带动作用；关中平原城市群效率提升略缓于东部平原城市，但其仍存在较优的辐射能力；“几字弯”都市圈因其独特地理位势成为黄河流域少有的受益城市群体，相较于2010 年的普遍低效率现象，2020 年以榆林、吕梁为首的主要地区工业绿色水资源效率呈现迸发式增长态势；反观上游地区兰州、西宁等市工业率绿色水资源效率仍处于较低效率阶段，甚至出现效率停滞现象，工业节水技术要素配置不足以及较大规模经济差距对工业绿色水资源效率提升的限制作用仍处主导地位。2.3整体网络特征整体网络特征为展示黄河流域工业绿色水资源效率网络演化特征，选取样本初始年与期末年进行对比分析，借助 Ucinet6.560 软件分别对黄河上、中、下游以及流域全体测算工业绿色水资源效率网络密度、网络关联度以及网络关系条数。具体结果如表 1 所示。结合表 1 数据可知，2020 年黄河流域工业绿色水资源效率网络规模相较于 2010 年有所提升。从网络密度角度来看，黄河流域上、中、下游以及全流域视角下网络密度均发生不同幅度的提高，下游地区网络密度与网络关系条数增幅达到 73.79%和 73.86%，2020 年下游地区网络密度达到 0.610，表明该区域工业绿色水资源效率网络基数较大，网络结构趋于复杂性与紧密性；中游与上游地区网络密度增幅略小于下游地区，密度增加分别为42.18%、36.21%，但上游地区网络密度仍旧处于较低水平，密度仅为 0.158。究其原因，相对落后的经济发展水平以及地理位势毗邻西部导致各地区在信息、技术和资源方面的获取与传递能力较低，地区间工业水资源信息交互联系受行政壁垒阻断。从网络关联度角度来看，中游下游地区处于较高联系水平，上游地区网络关联度虽有小幅提高，仍未体现 0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.02010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020黄河流域工业绿色水资源效率年份上游中游下游均值图 2 黄河流域工业绿色水资源效率Fig.2 Industrial green water resource efficiencyin the Yellow River Basin a 2010年b 2013年d 2020年c 2016年行政边界图例黄河干流低效率较低效率中等效率较高效率高效率N500 km0图 3 20102020 年黄河流域工业绿色水资源效率空间分布Fig.3 Industrial green water resources efficiency in the Yellow River Basin in 201020206 期王纪凯等：黄河流域工业绿色水资源效率空间网络关联特征1035 出显著关联水平。结合网络关系条数来看，2020 年全流域网络关系条数相较 2010 年增长 23.12%，仅有 932 条网络关联关系，而全流域实际理论关系数为 5 852 个，仍存在较大提升空间。整体网络密度仅为 0.159，意味着黄河流域城际间整体存在一定程度的空间关联，整体关联程度处于较低水平，全流域网络结构稳定性以及跨区域工业水资源协调管理机制能力建设仍需进一步提高。2.4网络节点特征网络节点特征借助 Ucinet6.560 软件节点中心性分析工具，对黄河流域 2010 年、2020 年 77 个地级市进行中心度测算，分别得到各城市度数中心度（点出度、点入度）、接近中心度以及中间中心度，因样本数量较多无法逐一列举，故分别选取上游、中游和下游每年各类中心度排名前五城市结果进行展开分析，具体结果见表 2、表 3。2.4.1 度数中心度黄河流域工业绿色水资源效率网络作为一种有向网络，其中心度测量包括点出度与点入度，出度代表该节点城市对外的辐射程度，本文中则表示城际间的效率溢出效应，入度则相反，代表工业绿色水资源效率的吸收效应。对比表 2、表 3 可知，黄河流域 3 段流域度数中心度依次呈现“下游中游上游”形势，上游地区城市点出度与点入度数量始终处于较低水平，研究期末下游城市中心度明显高于中游城市。究其原因，中游地区中心城市凭借自身区位与交通优势，通过整合区域工业水资源信息、技术、经验，辐射带动其他城市，弥补周围低效率城市缺陷，缓解其内部工业用水矛盾，进而拉动区域整体网络联系。下游地区受益于固有经济与区位优势，其内部工业水资源信息可达性较高，成为下游地区工业绿色水资源效率网络绝对中心城市。2.4.2 接近中心度接近中心度大小表示该节点城市与网络内部其他成员的直接联系程度，数值越大表明该节点所在网络中扮演的中心行动者角色越明显。结合表 2、表 3 可知，接近中心度的排名与度数中心度排名较为相似。2020 年上游地区城市接近中心度变化较 表表 1黄河流域工业绿色水资源效率网络密度与关联度黄河流域工业绿色水资源效率网络密度与关联度Table 1 Network density and network correlation degree of indus-trial green water resource efficiency in the Yellow River Basin 年份上游中游下游全流域网络密度20200.1580.4180.6100.15920100.1160.2940.3510.129网络关联度20200.2500.5710.6270.34320100.2080.3840.5370.235网络关系条数202087143685932201064100394757 表表 22010 年黄河流域工业绿色水资源效率网络中心性年黄河流域工业绿色水资源效率网络中心性Table 2 Centrality of industrial green water resource efficiency network in the Yellow River Basin in 2010 流域划分度数中心度接近中心度中间中心度城市出度入度中心度城市中心度城市中心度上游银川市20160.180银川市11.603银川市0.593石嘴山市15200.175西宁市11.507中卫市0.489西宁市17150.160石嘴山市10.486固原市0.320固原市13170.150乌兰察布市10.475石嘴山市0.297中卫市17140.155陇南市10.444乌兰察布市0.285中游西安市32290.305西安市12.667西安市3.331咸阳市31290.300咸阳市12.486咸阳市3.006宝鸡市27280.275延安市11.801延安市2.259延安市27260.265宝鸡市11.562长治市2.193铜川市24250.245阳泉市11.36阳泉市1.829下游郑州市43400.415济南市14.273郑州市4.961济南市43390.410郑州市13.982青岛市3.964青岛市42360.390青岛市13.644济南市3.639焦作市34400.370淄博市13.594潍坊市2.970潍坊市34330.335焦作市13.369焦作市2.8261036地理科学43 卷 明显，鄂尔多斯市、庆阳市等排名跻身前五。中下游地区 2020 年相较于 2010 年排名前十城市中心传导能力略有加强。据此也可以看出，城市群的中心传导作用较为突出，关中平原城市群与中原城市群受益于空间分布的影响，地理位势处于相对核心位置，在空间关联网络下获取信息技术能力较强，工业水资源要素传递更为便捷。2.4.3 中间中心度中间中心度大小代表节点城市对其周边城市的控制强度，度数值越大表明控制能力越强，其在网络中的地位越高，同时高值点的数量也决定整体网络关联路径的完善程度。根据测算结果可知，中间中心度值从空间分布来看呈现东南高西北低的态势，上游地区较高中间中心度值城市变化相对较少。中游地区除关中平原城市群等固有高值地区外，榆林市、吕梁市、太原市等地区已然成为促进流域内工业绿色水资源效率空间网络交互作用的关键地带。下游地区中间中心度值普遍较高，扮演连接各地市信息技术交流的“中间人”角色。2.5网络关联线特征网络关联线特征根据修正引力模型测算得到 2010 年与 2020年黄河流域工业绿色水资源效率网络关联强度，借助 ArcGIS 软件绘制黄河流域工业绿色水资源效率网络图，剔除结果低于平均强度的地级市，为方便进一步观察绿色水资源效率网络衍生规律以及结构演化特征，通过自然间断法将城际间引力值划分 5个等级，其中一级网络代表城际间工业绿色水资源效率强连接效应，其余等级网络联系强度依次降低（图 4）。根据图 4 可以看出，20102020 年黄河流域工 a 2010年图例城市节点五级网络四级网络三级网络二级网络一级网络行政边界图例城市节点五级网络四级网络三级网络二级网络一级网络行政边界b 2020年NN0500 km 0500 km 图 4 2010 年、2020 年黄河流域工业绿色水资源效率空间联系网络Fig.4 Spatial connection network of industrial green water resources efficiency in the Yellow River Basin in 2010 and 2020 表表 32020 年黄河流域工业绿色水资源效率网络中心性年黄河流域工业绿色水资源效率网络中心性Table 3 Centrality of industrial green water resource efficiency network in the Yellow River Basin in 2020 流域划分度数中心度接近中心度中间中心度城市出度入度中心度城市中心度城市中心度上游银川市26220.240银川市16.818银川市1.253石嘴山市24220.230鄂尔多斯市16.519中卫市1.010乌海市21240.225石嘴山市15.539鄂尔多斯市1.006平凉市20240.220庆阳市15.425庆阳市0.994庆阳市23190.210陇南市15.334石嘴山市0.979中游西安市41410.410西安市23.020西安市2.969咸阳市41370.390咸阳市22.371榆林市2.796榆林市37400.385榆林市22.056咸阳市2.742吕梁市39370.380吕梁市21.444吕梁市2.727太原市36390.375临汾市20.569太原市2.697下游济南市54490.515济南市22.519郑州市6.715郑州市48530.505郑州市21.894济南市6.135青岛市50480.490开封市21.243开封市6.079开封市48500.490青岛市20.985潍坊市5.908焦作市47500.485潍坊市20.397焦作市4.9696 期王纪凯等：黄河流域工业绿色水资源效率空间网络关联特征1037 业绿色水资源效率网络演化存在以下 2 个特征：一是城际间整体空间网络等级以及网络关系数量规模提高明显。从网络等级来看，工业绿色水资源效率网络等级仍保持以低连接水平的 5 级网络为主的局面，但其余等级网络规模均有着较为明显地提高。2010 年工业绿色水资源效率一级网络数量较少，仅存在郑州焦作以及济南青岛两条网络关联线，主要分布在黄河下游工业经济规模与工业绿色水资源效率双高地区。而 2020 年效率一级网络关联线在原有基础上向外延伸，辐射范围包括山东半岛城市群以及中原城市群，并新增西安咸阳、榆林吕梁两条一级网络关联线。研究期内工业绿色水资源效率二、三级网络空间分布范围扩大显著，主要分布特点是围绕一级网络向邻接城市蔓延，其中太原、晋中、铜川、等地入围二级网络行列，极大地拓宽了高等级效率网络分布规模，而上游地区仅有乌海石嘴山银川一条三级网络关联线。二是工业绿色水资源效率网络非均衡性现状持续存在，且与效率空间分布较为相似。对比 2010 年与 2020 年工业绿色水资源效率空间联系网络图可以发现，黄河流域覆盖范围较广，但 2010 年效率网络强连接仅出现在下游地区极少数省会城市当中，直到 2020 年仅在中游地区多出两条一级网络关联线，上游地区仍未出现强连接关系。研究期内流域效率网络空间不均衡性始终存在，上游城市占全流域城市数量的31%，银川、石嘴山等城市网络连接能力较优，其余城市始终游离在网络边缘，占有较大比重的连接数量却始终保持极低的网络连接强度总和。2.6网络群特征网络群特征 2.6.1 块模型中板块类型划分借助 Ucinet6.560 对 2020 年黄河流域工业绿色水资源效率空间关联网络进行空间聚类分析。第一板块的成员有 18 个，该板块城市主要为青岛、济南、郑州、西安等工业经济规模较高，工业节水减排技术较优的一线省会城市。第二板块的成员有20 个，主要以洛阳、太原、铜川、东营、威海等城市，其分布特点多以板块一城市周边延申城市为主，且在强控制城市作用下展现出强劲的发展势头；第三板块成员有 16 个，主要是以黄河流域内经济发展水平较一般的城市构成，其主要城市特点为拥有较为丰富的人力资源，但是其工业水资源配置以及利用水平相对落后。第四板块的成员有 23 个，主要分布黄河流域上游地区以甘肃省、内蒙古自治区以及宁夏回族自治区城市为主，其主要特点为城市区位优势较差，经济发展相对滞后且工业水资源信息交流不畅通。由表 4 可知，板块一至板块四城市数量依次占黄河流域城市总数量 23%、26%、21%、30%。从接收板块外关系数来看，除板块二地区数量最高外，其余 3 个板块接收关系数量大致相当。从发出板块外关系数来看，板块二地区发出关系数遥遥领先与其他板块，其余板块发出关系数量依次为板块一、板块三、板块四。由此可见，板块一拥有较大内部联系数与发出板块外关系数，其核心作用较强，为双向溢出板块。板块二接收与发出关系数量最多且发出关系数大大超出自身接收关系数，故板块二为净溢出板块。板块三的接收与发出关系数量略低于板块一，且内部联系数小于外部联系，故板块三为经纪人板块。板块四因其接收板块外关系数均较大于自身发出板块外关系数，并且自身板块城市数量最多但取得最少内部联系数，所以四板块为净受益板块。2.6.2 板块间传递路径分析根据块模型测算黄河流域工业绿色水资源效率网络耦合协调板块密度矩阵，参考现有研究14，结合上述计算得到 2020 年整体网络密度为 0.129，若板块间密度大于整体网络密度，则说明在该板块工业绿色水资源效率溢出水平较优，在其镜像矩阵 表表 42020 年黄河流域工业绿色水资源效率网络空间联系板块溢出效应年黄河流域工业绿色水资源效率网络空间联系板块溢出效应Table 4 Spillover effect of industrial green water resource efficiency network space connection in the Yellow River Basin in 2020 耦合协调板块接受关系板块成员数目接收板块外关系数发出板块外关系数板块特征板块一板块二板块三板块四板块一13792424618167180双向溢出板块二97206696720191233净溢出板块三39491184916164137经纪人板块四31505310623162134净受益1038地理科学43 卷 中赋值为 1，反之则赋值为 0，以此展现各板块之间的效率传递情况。镜像矩阵结果见表 5，并以此绘制 4 个板块之间传递关系图 5。根据表 5 结果显示，镜像矩阵对角线上数值全部为 1，这说明各个板块分别是具有内生性质的子系统，其内部集聚效应较为突出。值得注意的是，板块四内部网络密度为 0.133，仅比流域整体网络密度高了 0.04，这也说明板块四内部工业绿色水资源效率网络不完备，效率传递水平较低。如图 5 所示，板块一主要向板块二与板块三进行工业绿色水资源效率传导，并且与板块二之间存在双向传导关系，这表明黄河流域一线省会城市对其临近城市工业水资源信息技术溢出影响较显著；板块二对板块三仅存在单向传导关系，且板块三仅接收来自一、二板块的效率溢出。2.6.3 凝聚子群分析本文借助 Ucinet 工具划分凝聚子群，凝聚子群意味着在网络生长过程中，节点城市会与某些相同特征的节点展开特别紧密的合作，从而在次区域空间形成强凝固性的子结构。黄河流域工业绿色水资源效率网络的 k-核分析结果见表 6。网络可以进行 4 种分区，其度数分别为 4、3、2、1。其中度数为 4（即 4-核）的分区包含济南、青岛、郑州等 8 个城市；3-核的子群共有 22个城市，不仅包括 4-核的 8 个城市，还包括了吕梁、威海、咸阳等度中心性统计值较低的 14 个城市；2-核的子群共有 50 个城市，包括 3-核的 22 个城市以及度数更低的 28 个城市；最后，1-核的子群共有73 个城市。总体来看。黄河流域工业绿色水资源效率网络的 k-核结构呈现出两个显著特征：一是凝聚 溢出收益收益溢出经纪人板块3大同、商丘、周口、驻马店、济宁、枣庄、信阳、南阳、延安、临汾等净溢出板块2洛阳、石嘴山、银川、太原、晋中、威海、东营、渭南、漯河、日照等溢出溢出收益收益溢出收益双向溢出板块1济南、青岛、郑州、西安、开封、烟台、咸阳、潍坊、榆林、焦作等图例效率溢出无效率溢出净受益板块4定西、陇南、嘉峪关、张掖、巴彦淖尔、金昌、平凉、固原、天水、武威等图 5 2020 年黄河流域工业绿色水资源效率网络板块间传递关系Fig.5 Transitive relation between industrial green water resource efficiency network segments in the Yellow River Basin in 2020 表表 52020 年黄河流域城市网络空间联系板块密度矩阵与镜像矩阵年黄河流域城市网络空间联系板块密度矩阵与镜像矩阵Table 5 Density matrix and mirror image matrix of urban network spatial connections in the Yellow River Basin in 2020 密度矩阵镜像矩阵板块一板块二板块三板块四板块一板块二板块三板块四板块一0.5830.4010.2450.101板块一1110板块二0.3890.6670.2870.125板块二1110板块三0.1270.1790.3310.113板块三0110板块四0.0560.0720.0890.133板块四00016 期王纪凯等：黄河流域工业绿色水资源效率空间网络关联特征1039 子群呈现“金字塔”式分布特征。其主要表现为度数较高的 k-核子群是度数较低的 k-核子群的组成部分，并且随着 k 值的逐渐下降，越来越多的城市加入低 k-核子群。这也意味着黄河流域工业绿色水资源效率网络链接强度层级分化明显。一方面济南、青岛、郑州、西安等 8 个区域城市群核心城市之间形成了较为紧密的工业水资源信息交互关系，另一方面黄河流域西北方向城市与城市之间关联程度较低。二是凝聚子群中城市区位指向和择优选择特征明显。中下游地区的城市存在活跃的网络联系，如山东省与河南省绝大多数城市出现在 4-核子群以及 3-核子群当中；而上游地区城市的联系强度较弱，兰州、西宁等省会城市仅仅出现在 1-核子群中。3 结论与政策建议本文采用考虑非期望产出的 SE-SBM 模型对黄河流域 20102020 年工业绿色水资源效率进行有效测度，并通过修正引力模型度量流域内各城市间工业绿色水资源效率联系强度，最终借助社会网络分析法探究黄河流域空间联系的网络特征，主要结论如下：1）研究期内黄河流域工业绿色水资源效率提升明显，效率分化呈发散趋势，区域间效率差异存在扩大趋势，效率整体呈现“下游中游上游”的格局。黄河流域中游、下游地区网络密度提高显著网络联动性较优，上游地区网络密度提高甚微内部联动性较低。2）黄河流域工业绿色水资源效率网络节点特征明显，整体呈现“下游中游上游”形势。上游地区网络辐射能力较差，网络中心性能较低，且高值区变化较少；中游地区城市中心传导能力增强，与其他网络成员直接联系能力取得较大提升；下游地区济南、青岛、郑州成为该区域网络绝对中心城市。3）研究期内工业绿色水资源效率网络等级始终以 5 级网络为主。前 3 级网络空间覆盖区域扩大显著，4 级网络已经成为黄河流域工业绿色水资源效率网络的基本框架。网络板块城市特征区别明显，网络城市子群分布呈金字塔式分布特征，网络扩张过程存在择优选择特征，拥有较大工业经济规模以及较为紧密工业水资源信息交互联系的城市为高核凝集子群的重要组成部分。基于本文结论，得出以下政策启示：1）黄河流域内不同城市工业绿色水资源效率的空间关联板块并未完全遵循上中下游地理区位分布特征，城市群以及龙头城市的带动作用成为其提升工业绿色水资源效率以及效率网络完备化的重要手段。因此，根据各网络关联板块中各城市网络地位和功能进行因城施策。不断巩固双向溢出以及净溢出板块的中心地位，优化其工业用水投入结构，积极推动重点城市工业领域有关水资源使用的人流、物流和信息流等要素的有效传递，主动与低效率地区进行交流反馈，加快对工业节能减排技术的推广溢出，实现各板块间效率溢出的最大化。另外，需要不断加强经纪人板块城市的中介作用，通过提升自身工业用水潜能，以此来拓宽与其他板块之间工业绿色水资源效率的关联性。2）有关工业绿色水资源效率的黄河流域各城市子群权力格局变化甚微，个别传统中心城市并未对改善空间网络关联格局起到促进作用，且存在城市网络的择优选择过程，这对全流域协调发展以及网络边缘城市工业绿色水资源效率的提高存在较大限制，且不利于缩小城市间的发展差距，此现象在上游地区表现明显。因此弱化网络链接层级，加强工业水资源富集、市场份额巨大、工业用水信息可达性较高的城市与网络边缘城市的联系，通过缩小流域内产业结构合理化程度以及信息化的水平的差距，逐步建立起互惠紧密的连接关系，为黄河流域工业绿色水资源效率提升创造更多空间传导路径。表表 62020 年黄河流域城市网络凝集子群年黄河流域城市网络凝集子群Table 6 Agglomeration subgroup of urban network inthe Yellow River Basin in 2020 k-核城市数量4-核 济南、青岛、郑州、西安、潍坊、烟台、榆林、开封8 3-核4-核城市、吕梁、威海、咸阳、东营、淄博、洛阳、太原、石嘴山、周口、咸阳、鄂尔多斯、临汾、呼和浩特、延安22 2-核3-核城市、银川、德州、临沂、平顶山、安阳、晋中、日照、滨州、济宁、濮阳、南阳、漯河、运城、驻马店、商丘、渭南、阳泉、焦作、聊城、菏泽、新乡、三门峡、枣庄、泰安、大同、鹤壁、许昌、信阳50 1-核2-核城市、固原、长治、晋城、朔州、中卫、忻州、包头、吴忠、庆阳、兰州、定西、乌兰察布、商洛、武威、宝鸡、西宁、铜川、金昌、陇南、乌海、白银、平凉、天水73 1040地理科学43 卷 参考文献（参考文献（References）：）：James L D,Lee R R.Economics of water resources planningJ.Economics of Water Resources Planning,1971,28(6):138.1 孙才志,姜坤,赵良仕.中国水资源绿色效率测度及空间格局研究