長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明水平測(cè)度及時(shí)空演變

馬 勇,黃智洵

湖北大學(xué)旅游發(fā)展研究院, 武漢 430062

長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明水平測(cè)度及時(shí)空演變

馬 勇*,黃智洵

湖北大學(xué)旅游發(fā)展研究院, 武漢 430062

長(zhǎng)江中游城市群在我國(guó)區(qū)域發(fā)展格局中占有重要地位,必須以生態(tài)文明為理念進(jìn)行城市群的建設(shè)。使用熵權(quán)TOPSIS綜合評(píng)價(jià)法測(cè)度長(zhǎng)江中游城市群2009至2013年的生態(tài)文明水平;利用環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線理論和障礙度模型解析城市群生態(tài)文明差異化格局的成因和重要影響因子;運(yùn)用空間全局自相關(guān)方法分析城市群整體生態(tài)文明水平的空間聚集程度;借助Jenks自然最佳斷裂點(diǎn)法對(duì)各地區(qū)生態(tài)文明狀況進(jìn)行聚類可視化分析。研究表現(xiàn)：(1)人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、人均居民社會(huì)消費(fèi)品零售額、服務(wù)業(yè)增加值占GDP比重、人均水資源總量、城鎮(zhèn)居民年人均可支配收入為5大影響長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明水平的重要因素。(2)武漢城市圈中武漢市生態(tài)文明水平頗佳,周邊城市圍繞武漢市呈圈層低值分布,“中心-外圍”模式明顯;環(huán)長(zhǎng)株潭城市群展現(xiàn)長(zhǎng)沙、株洲雙核模式,一定程度上帶動(dòng)臨近城市進(jìn)行生態(tài)文明建設(shè),但與相隔較遠(yuǎn)城市極化現(xiàn)象嚴(yán)重;環(huán)鄱陽(yáng)湖城市群各地市間生態(tài)文明差異較小,5年來(lái)生態(tài)文明水平進(jìn)步明顯。(3)2009至2013年長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明聚類特征由微弱的負(fù)相關(guān)向微弱的正相關(guān)演變,并于2012年呈現(xiàn)出較強(qiáng)的集聚傾向。(4)襄陽(yáng)市、宜昌市生態(tài)文明水平逐年下降,由生態(tài)文明庫(kù)茲涅茨曲線的上方跌落至曲線下方,經(jīng)濟(jì)刺激對(duì)生態(tài)文明貢獻(xiàn)偏低,九江市生態(tài)文明水平的保持與連續(xù)性較弱,波動(dòng)性較大。

生態(tài)文明;時(shí)空演變;熵權(quán);TOPSIS;障礙度模型;空間自相關(guān);城市群;長(zhǎng)江

構(gòu)建美好的生態(tài)文明即是促進(jìn)人、社會(huì)、自然三者共同協(xié)調(diào)發(fā)展[1]。在世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天,周圍環(huán)境狀況日益惡劣。因此,不能一味地把經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作為衡量一個(gè)城市發(fā)展水平的唯一標(biāo)準(zhǔn),人們應(yīng)意識(shí)到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的同時(shí)需兼顧環(huán)境的保育,將重心放在生態(tài)文明建設(shè)上,最終形成人與人、人與社會(huì)、人與自然和諧相處的美好局面。

我國(guó)已將生態(tài)文明建設(shè)納入中國(guó)特色社會(huì)主義事業(yè)五位一體總布局,把建設(shè)生態(tài)文明提高到一個(gè)前所未有的高度[2]。中共中央、國(guó)務(wù)院于2015年9月頒發(fā)《生態(tài)文明體制改革總體方案》,提出要加快建立系統(tǒng)完整的生態(tài)文明制度體系。在已有學(xué)術(shù)研究中,國(guó)外最早是由保羅·伯翰南在1971年預(yù)見了一種“后文明”即將出現(xiàn)[3];隨后威廉·萊斯指出必須建立“易于生存的社會(huì)”才可解決生態(tài)危機(jī)[4- 5];羅伊·莫里森把工業(yè)革命后的一種文明形式定義為生態(tài)文明[6]。國(guó)內(nèi)研究最早是由葉謙吉在1984年使用了生態(tài)文明的概念[7];近年來(lái),生態(tài)文明方面的研究成為熱點(diǎn),主要集中在生態(tài)文明概念和內(nèi)涵[8- 11]、構(gòu)建生態(tài)文明指標(biāo)體系[12- 15]、生態(tài)文明建設(shè)實(shí)踐[16- 17]等研究。因此,本研究緊跟黨和國(guó)家的戰(zhàn)略政策及研究前沿,通過(guò)時(shí)空的視角,結(jié)合數(shù)據(jù)分析和圖形可視化來(lái)呈現(xiàn)長(zhǎng)江中游城市群各地區(qū)的生態(tài)文明建設(shè)水平、造成各城市生態(tài)文明水平差異的影響因素、各城市在生態(tài)文明水平上的差異及逐年演變的趨勢(shì),為進(jìn)一步推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和發(fā)展提供決策指導(dǎo)。

長(zhǎng)江中游城市群是以武漢城市圈、環(huán)長(zhǎng)株潭城市群、環(huán)鄱陽(yáng)湖城市群為主體形成的特大型城市群,它承東啟西、連南接北,在我國(guó)區(qū)域發(fā)展格局中占有重要地位。同時(shí),在國(guó)土空間開發(fā)中,長(zhǎng)江中游城市群屬于重點(diǎn)開發(fā)區(qū),又是江河湖集聚區(qū),因此,在城市群建設(shè)過(guò)程中必須以生態(tài)文明為理念,著眼于推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)和提升可持續(xù)發(fā)展能力,這樣才能共同構(gòu)筑生態(tài)屏障,促進(jìn)城市群綠色發(fā)展,形成人與自然和諧發(fā)展的良好格局[18]。

1 研究方法

1.1 熵權(quán)TOPSIS法

熵權(quán)TOPSIS法共由兩部分組成：1)利用熵權(quán)法,基于指標(biāo)本身具有信息量的多少和數(shù)據(jù)間的差異性大小測(cè)算信息熵,客觀對(duì)指標(biāo)賦權(quán),可以很好的反映各指標(biāo)權(quán)重在時(shí)間上的變化情況[19],適用于時(shí)間序列的研究;2)使用TOPSIS法計(jì)算每個(gè)指標(biāo)值到理想指標(biāo)值的相對(duì)貼近度,即靠近正理想解和遠(yuǎn)離負(fù)理想解的程度,進(jìn)而得出各指標(biāo)的優(yōu)劣排序。流程如下[20- 22]：

創(chuàng)建p行×q列的原始數(shù)據(jù)矩陣A=(aij)p×q,p為研究樣本個(gè)數(shù),q為指標(biāo)個(gè)數(shù)。

1.1.1 標(biāo)準(zhǔn)化處理

為了排除單位的影響,將原始數(shù)據(jù)每個(gè)指標(biāo)數(shù)值經(jīng)過(guò)變換后最優(yōu)值為1,最劣值為0,即所有指標(biāo)數(shù)值均處于0—1之間。

使用極差法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理：

正指標(biāo)

(1)

逆指標(biāo)

(2)

1.1.2 指標(biāo)j的信息熵運(yùn)算

(3)

1.1.3 指標(biāo)j的熵權(quán)運(yùn)算

(4)

1.1.4 采用加權(quán)的TOPSIS法測(cè)算貼近度并按優(yōu)劣程度排序

理想解：

(5)

負(fù)理想解：

(6)

與理想解距離：

(7)

與負(fù)理想解距離：

(8)

利用貼近度Ci來(lái)描述理想距離與負(fù)理想距離的綜合效應(yīng),即Ci值越大,表示評(píng)價(jià)結(jié)果越優(yōu)良：

(9)

最終,將測(cè)算出的所有對(duì)象貼近度Ci按降序排列,進(jìn)而進(jìn)行優(yōu)劣評(píng)價(jià)。

1.2 障礙度模型

障礙度模型分析診斷主要采用因子貢獻(xiàn)度,指標(biāo)偏離度和障礙度3個(gè)指標(biāo),通過(guò)障礙度大小排序厘清各因子的主次關(guān)系及對(duì)長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明水平的影響程度[23- 27]。

因子貢獻(xiàn)度：

Gj=Wj

(10)

指標(biāo)偏離度：

Kj=1-Xij

(11)

障礙度：

(12)

式中,Wj為第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值,Xij為第i個(gè)城市第j個(gè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的值。

1.3 全局空間自相關(guān)

全局空間自相關(guān)方法用于分析整個(gè)區(qū)域間的空間聚類狀況,采用單一數(shù)值來(lái)衡量區(qū)域平均空間聚集程度。使用Global Moran′sI系數(shù)測(cè)度空間相鄰或空間相近的觀察值的相似程度[28-29]。

(13)

1.4 Jenks自然最佳斷裂聚類法

Jenks自然最佳斷裂聚類法是基于數(shù)據(jù)內(nèi)部的內(nèi)在聯(lián)系自然分組,使得組間差距最大化組內(nèi)相似值最優(yōu)化,分組點(diǎn)選在數(shù)據(jù)變量值出現(xiàn)相對(duì)最大變化處[30]。將使用熵權(quán)TOPSIS法計(jì)算出的2009—2013年各地區(qū)的Ci值通過(guò)ArcGIS 10.2軟件的Jenks自然間斷點(diǎn)分級(jí)功能分別聚類,并以Ci值的高低將聚類命名為生態(tài)文明極好地區(qū)、生態(tài)文明較好地區(qū)、生態(tài)文明一般地區(qū)、生態(tài)文明較差地區(qū)、生態(tài)文明極差地區(qū),最后將結(jié)果可視化。

2 構(gòu)建指標(biāo)體系和數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 指標(biāo)體系的構(gòu)建

參考著名生態(tài)學(xué)家馬世駿提出的社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與自然環(huán)境的綜合效益[31- 32],并根據(jù)生態(tài)文明的科學(xué)內(nèi)涵[33- 34],本文在構(gòu)建生態(tài)文明指標(biāo)體系時(shí)主要考量生態(tài)環(huán)境狀況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r。生態(tài)環(huán)境狀況主要由環(huán)境保護(hù)力度、環(huán)境污染治理狀況和地區(qū)資源稟賦、資源消耗情況構(gòu)成,并按照選取指標(biāo)具備代表性和可獲得性原則,綜合前人研究成果[35-39],以生態(tài)環(huán)境保護(hù)、資源環(huán)境狀況和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展構(gòu)建準(zhǔn)則層,以城區(qū)綠化覆蓋率、工業(yè)固體廢棄物綜合利用率、生活污水集中處理率、生活垃圾無(wú)害化處理率、人均水資源總量、單位GDP能耗、單位GDP水耗、單位GDP的SO2排放強(qiáng)度、人口密度、人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、服務(wù)業(yè)增加值占GDP比重、人均居民社會(huì)消費(fèi)品零售額、城鎮(zhèn)居民年人均可支配收入、農(nóng)民年人均純收入這14項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)建指標(biāo)層。其中劃分10項(xiàng)正指標(biāo)、4項(xiàng)逆指標(biāo),具體見表1。

表1 長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

各指標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)源于2010—2014年的《湖北省統(tǒng)計(jì)年鑒》、《江西省統(tǒng)計(jì)年鑒》、《湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《湖北省水資源公報(bào)》、《湖南省水資源公報(bào)》、《江西省水資源公報(bào)》,部分缺失數(shù)據(jù)通過(guò)各地級(jí)市2010—2014年地方統(tǒng)計(jì)年鑒補(bǔ)全。空間屬性數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家1∶400萬(wàn)基礎(chǔ)地形圖矢量化成果。

3 結(jié)果與分析

3.1 長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明指標(biāo)權(quán)重及影響因素探究

3.1.1 基于熵權(quán)法的權(quán)重確定

以表1構(gòu)建的長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系為基礎(chǔ),通過(guò)公式(1)—(4)逐一運(yùn)算出2009—2013年連續(xù)5a共14項(xiàng)指標(biāo)的信息熵值和權(quán)重,所得結(jié)果在表2中呈現(xiàn)。

表 2 各指標(biāo)熵值及權(quán)重變動(dòng)情況

Hj: 指標(biāo)信息熵(Comentropy)大小,Wj: 指標(biāo)的權(quán)重(Weight)值

按照信息熵及加權(quán)的基本原理,所得的信息熵Hj越小,各地區(qū)當(dāng)年對(duì)于該指標(biāo)的數(shù)值變異程度越大,該指標(biāo)進(jìn)行解釋需要的信息量就越小,即指標(biāo)本身含有的信息量越大,則該指標(biāo)的權(quán)重也應(yīng)越大[40]。反之,信息熵Hj越大,解釋需要的信息量就越大,指標(biāo)本身具有的信息量越小,因此該指標(biāo)的權(quán)重就越小。通過(guò)表2的數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果可以看出：

2009—2013年,X1、X11、X13、X14指標(biāo)權(quán)重逐年遞增,且增加幅度較大,說(shuō)明這些指標(biāo)在評(píng)價(jià)長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明水平上變得越來(lái)越重要。而X3、X4、X8、X10、X12的權(quán)重呈現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì),各指標(biāo)的信息熵逐年增加,則各地區(qū)對(duì)于相應(yīng)指標(biāo)值的變異程度降低,由此可知長(zhǎng)江中游城市群各地區(qū)在X3、X4、X8、X10、X12指標(biāo)上趨于穩(wěn)定。

縱觀各指標(biāo)權(quán)重5年來(lái)的平均水平,X10(0.1711)、X12(0.1403)、X5(0.1243)、X11(0.0989)、X13(0.0817)名列前5名,權(quán)重較大,其中X10、X12、X13是衡量一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r、評(píng)價(jià)當(dāng)?shù)鼐用袷杖牒唾?gòu)買力水平的重要指標(biāo);X5主要評(píng)價(jià)了當(dāng)?shù)氐乃Y源的稟賦情況;與第二產(chǎn)業(yè)中的制造業(yè)相比,服務(wù)業(yè)不論在資源消耗或是環(huán)境污染上都少得多,增加服務(wù)業(yè)的比重(X11)有助于促進(jìn)生態(tài)文明發(fā)展[38],通過(guò)熵權(quán)水平初步推測(cè)這5項(xiàng)指標(biāo)為影響長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明的重要因素,下文將利用障礙度模型進(jìn)行診斷和驗(yàn)證,進(jìn)一步識(shí)別該區(qū)域生態(tài)文明的影響因子。

3.1.2 障礙度診斷

引入障礙度模型,通過(guò)因子貢獻(xiàn)度、指標(biāo)偏移度和障礙度3個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析診斷,科學(xué)的確定制約區(qū)域生態(tài)文明發(fā)展的重要障礙因子。從長(zhǎng)江中游城市群年指標(biāo)層的障礙度大小(表3)和障礙因子出現(xiàn)的頻率排序(表4)[24]可知：2009—2013年5年來(lái),在指標(biāo)體系中存在普遍作用于眾多城市的重要影響因素,即出現(xiàn)在各城市單指標(biāo)障礙度排名前5名的平均頻數(shù)分別為X10(30次)、X12(29次)、X11(27次)、X5(24次)、X13(21次),覆蓋了2/3以上的地區(qū);無(wú)論是各年份障礙度大小排名還是障礙因子出現(xiàn)頻率排名,指標(biāo)X5、X10、X11、X12、X13均分列前5,因此這5項(xiàng)為影響長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明發(fā)展的重要因子。與前文通過(guò)權(quán)重預(yù)測(cè)的影響因子相契合,從而驗(yàn)證和診斷了前文得出的生態(tài)文明影響因素的準(zhǔn)確性和合理性。

從表3還可發(fā)現(xiàn),指標(biāo)X10、X12障礙程度較高,雖逐年數(shù)值百分比有所下降,仍是阻礙該區(qū)域生態(tài)文明發(fā)展的關(guān)鍵障礙因子;X11的障礙度5年來(lái)增長(zhǎng)幅度較大,至2013年障礙度排名已躍居第2名,因此各地區(qū)政府在進(jìn)行區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)時(shí)應(yīng)特別重視服務(wù)業(yè)增加值占GDP的比重,明確工作重心,實(shí)施“退二進(jìn)三”的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等方針政策。

表3 2009—2013年長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明指標(biāo)主要障礙因子障礙度

Table 3 Main obstacle factors′ degree of ecological civilization index in urban agglomeration on the middle reaches of the Yangtze River from 2009—2013

年份Year項(xiàng)目Item指標(biāo)排序Thesortofindicators123452009障礙因素X12X10X5X11X13障礙度/%22.4522.2112.738.935.902010障礙因素X10X5X12X13X11障礙度/%20.9519.3317.517.617.492011障礙因素X10X12X5X13X11障礙度/%23.6818.2712.2612.1110.272012障礙因素X11X5X10X12X1障礙度/%18.5118.1116.9513.7210.182013障礙因素X10X11X12X5X13障礙度/%17.3815.0314.5912.3011.56

表4 2009—2013年長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明主要障礙因子出現(xiàn)頻率

Table 4 Main obstacle factors′ frequency of ecological civilization in urban agglomeration on the middle reaches of the Yangtze River from 2009—2013

主要障礙因子Mainobstaclefactor排名Ranking出現(xiàn)次數(shù)Times出現(xiàn)頻率/%FrequencyX1013096.77X1222993.55X1132787.09X542477.42X1352167.74

3.2 TOPSIS綜合評(píng)價(jià)及成因分析

3.2.1 TOPSIS綜合評(píng)價(jià)

利用公式(5)—(9)逐一運(yùn)算出長(zhǎng)江中游城市群31個(gè)地區(qū)的指標(biāo)值與理想解和負(fù)理想解的歐式距離以及與貼近度Ci,將得到的Ci值按照降序進(jìn)行排列,即可得到長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明水平排名情況。

根據(jù)TOPSIS綜合評(píng)價(jià)法原理,Ci值越大,表明樣本離負(fù)理想解的距離越遠(yuǎn),離理想解的距離就越近,該地區(qū)生態(tài)文明的水平越好。Ci值越小,表明樣本距離負(fù)理想解越近,距離理想解越遠(yuǎn),該地區(qū)生態(tài)文明的水平越差。筆者測(cè)算出2009—2013年的Ci值并進(jìn)行排序,從表5中可以得到,各地級(jí)市生態(tài)文明水平的差異及5年來(lái)的變化情況。

表5 長(zhǎng)江中游城市群城市生態(tài)文明水平TOPSIS計(jì)算結(jié)果

Table 5 The calculation results of the ecological civilization level of urban agglomeration on the middle reaches of the Yangtze River by TOPSIS method

城市City20092010201120122013貼近度Ci排名Ranking貼近度Ci排名Ranking貼近度Ci排名Ranking貼近度Ci排名Ranking貼近度Ci排名Ranking長(zhǎng)沙市0.746910.692010.753410.668510.70541武漢市0.670420.641920.675420.623020.64312南昌市0.598930.580830.569830.567630.55023新余市0.509950.544740.541260.529340.52784株洲市0.502170.507360.550740.488960.49655景德鎮(zhèn)市0.483980.511650.493870.526450.48226鷹潭市0.4567100.483780.486180.476870.46587宜昌市0.528240.495870.542950.4243130.45678常德市0.4491110.4349130.4644110.456990.44729湘潭市0.4343140.4114180.4637130.4251120.439610撫州市0.4178200.4642100.4057220.4436100.436611九江市0.4302150.467590.4334150.457580.432012岳陽(yáng)市0.466590.4591110.483890.4428110.422713吉安市0.4155210.4330140.3861250.3999180.419314上饒市0.4286170.4452120.4234170.4123160.412215萍鄉(xiāng)市0.4214190.4084190.4029230.4064170.399716鄂州市0.4406130.3987200.4754100.3731200.394917仙桃市0.4421120.4138170.4234180.3599230.388518宜春市0.4037230.3794250.3950240.4128140.387319襄陽(yáng)市0.502860.4152160.4686120.3667210.385020咸寧市0.3847260.3972210.4420140.3473240.379921益陽(yáng)市0.3957240.3775260.4116200.4124150.379722衡陽(yáng)市0.3709280.3865230.4061210.3866190.371423黃石市0.4135220.3332290.4236160.3656220.371324荊門市0.3946250.3640270.3827260.3256270.370125潛江市0.4292160.3822240.4181190.3407250.354126天門市0.4258180.4235150.3567270.3137290.338427婁底市0.3282300.2994300.3500280.3270260.306528孝感市0.3227310.2982310.3007310.3256280.294329黃岡市0.3809270.3478280.3371300.2957310.280330荊州市0.3527290.3893220.3381290.3032300.260031

由排序可以直觀看出,自2009—2013年,長(zhǎng)沙市、武漢市、南昌市一直保持前3甲的位置未曾改變,生態(tài)文明的建設(shè)和保持較好。而婁底市、孝感市、黃岡市、荊州市排名5年來(lái)均位于尾列,生態(tài)文明水平低下并一直沒(méi)有起色。湖北省的襄陽(yáng)市、宜昌市的排序表現(xiàn)為逐年下降,近年來(lái)生態(tài)文明水平存在持續(xù)低走的趨勢(shì)。撫州市、鄂州市、吉安市5年來(lái)生態(tài)文明排名波動(dòng)性較大,分別于2010年及2012年、2010年及2013年、2009年及2011年排名達(dá)到較前的位置,但良好的生態(tài)文明水平無(wú)法長(zhǎng)年保持。

3.2.2 基于環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線理論的評(píng)價(jià)結(jié)果解析

針對(duì)前文的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果,引入環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線理論[41- 43],對(duì)造成長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明水平差異化格局的成因進(jìn)行解釋。環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線假說(shuō)認(rèn)為在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的早期,人均GDP與環(huán)境污染呈正相關(guān),環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于“兩難區(qū)間”;當(dāng)達(dá)到某個(gè)臨界值后,隨著人均GDP進(jìn)一步增長(zhǎng),環(huán)境狀況得到維護(hù)和改善,二者的關(guān)系進(jìn)入“雙贏區(qū)間”。由此理念構(gòu)建生態(tài)文明庫(kù)茲涅茨曲線,使用多項(xiàng)式函數(shù)進(jìn)行擬合,得到2009及2013年回歸曲線,擬合優(yōu)度R2分別為0.8511、0.7032(圖1,圖2)。

長(zhǎng)沙市、武漢市、南昌市位于曲線的右上端,位于“雙贏區(qū)間”,經(jīng)濟(jì)因素的邊際貢獻(xiàn)較高,顯著促進(jìn)生態(tài)文明水平的提升,并身為省會(huì)城市,人均收入水平到達(dá)較高層面,因此5年來(lái)生態(tài)文明水平穩(wěn)居前列;婁底市、孝感市、黃岡市、荊州市處于“兩難區(qū)間”,這些城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r較落后,多年來(lái)只注重經(jīng)濟(jì)的建設(shè)發(fā)展,導(dǎo)致點(diǎn)位橫向平移并落于生態(tài)文明庫(kù)茲涅茨曲線的下端,沒(méi)有保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源的意識(shí),致使生態(tài)文明水平進(jìn)一步降低,并逐漸偏離曲線發(fā)展;宜昌市和襄陽(yáng)市在2009年的生態(tài)文明庫(kù)茲涅茨曲線(圖1)中位于曲線的中上端,處于“雙贏區(qū)間”的兩城市生態(tài)文明水平較好,但近年來(lái)持續(xù)強(qiáng)調(diào)的“一主兩副”戰(zhàn)略快速促進(jìn)宜昌、襄陽(yáng)兩市的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),政府的工作重心集中在推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步,而忽略了經(jīng)濟(jì)高速運(yùn)行、城市化程度加劇對(duì)生態(tài)環(huán)境的極大破壞,這導(dǎo)致到了2013年(圖2),兩市跌落至生態(tài)文明庫(kù)茲涅茨曲線的下方,人均收入增加對(duì)生態(tài)文明水平的彈性變差,造成了兩市生態(tài)文明狀況逐年持續(xù)低走。

總體來(lái)看,位于長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明庫(kù)茲涅茨曲線上方的城市,隨著居民收入的增加,生態(tài)文明的回報(bào)較高,因此在不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下,可在近期主要將重心放于經(jīng)濟(jì)的建設(shè)和社會(huì)的發(fā)展;而位于曲線下方的城市,經(jīng)濟(jì)刺激對(duì)生態(tài)文明提升的貢獻(xiàn)甚微,需在自然資源的節(jié)約和保護(hù)、環(huán)境污染的治理等方面投入更多努力。

圖1 2009年長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明庫(kù)茲涅茨曲線Fig.1 Kuznets curve of urban agglomeration on the middle reaches of the Yangtze River ecological civilization in 2009

圖2 2013年長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明庫(kù)茲涅茨曲線Fig.2 Kuznets curve of urban agglomeration on the middle reaches of the Yangtze River ecological civilization in 2013

3.3 生態(tài)文明水平全局自相關(guān)分析

利用ArcGIS 10.2軟件,分別測(cè)算長(zhǎng)江中游城市群2009—2013年的Moran′sI值、Z得分和P值,如表6所示。由于所得的Z得分均未在-1.96—1.96之間,即未通過(guò)5%的顯著性檢驗(yàn),因此各地區(qū)間聚集程度不高。其中,2009年、2010年、2011年的Moran′sI值分別為-0.1121、-0.7556、-0.3604,表現(xiàn)為微弱的空間負(fù)相關(guān)性,即微弱的離散分布狀態(tài)。而2012年、2013年的Moran′sI值分別為0.1928、0.0574,表現(xiàn)為微弱的空間相關(guān)性,即微弱的集聚分布狀態(tài)?？傮w來(lái)看,從2009—2013年長(zhǎng)江中游城市群由微弱負(fù)相關(guān)向微弱正相關(guān)演變。尤其是2012年,所得的Z得分為1.647,接近臨界值1.96,雖為隨機(jī)分布,但具有較強(qiáng)的集聚分布傾向。

表6 長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明水平Moran′s I指數(shù)

3.4 Jenks自然最佳斷裂點(diǎn)聚類分析

因區(qū)域間聚集性不強(qiáng),只顯示了微弱的相關(guān)性,不適合做進(jìn)一步的局部自相關(guān)聚類分析,因此,本文采用Jenks自然最佳斷裂聚類分析法進(jìn)行可視化,對(duì)長(zhǎng)江中游城市群內(nèi)部生態(tài)文明差異進(jìn)行分析,并通過(guò)比對(duì)5年來(lái)的局部變化分析其演變情況。

根據(jù)表7可知,長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明整體水平不高,超過(guò)50%的城市處于生態(tài)文明水平一般和較差地區(qū),并結(jié)合圖3,對(duì)長(zhǎng)江中游城市圈內(nèi)部3大子城市群(武漢城市圈,環(huán)長(zhǎng)株潭城市群、環(huán)鄱陽(yáng)湖城市群)進(jìn)行分析。武漢城市圈中武漢市的生態(tài)文明水平表現(xiàn)為極好,并與其他周邊城市呈現(xiàn)兩極化發(fā)展的勢(shì)態(tài),驗(yàn)證了弗里德曼的“中心-外圍”理論,縱觀5年的時(shí)間推移,這種差異還在逐漸增大。環(huán)長(zhǎng)株潭城市群以長(zhǎng)沙市為中心,株洲市為副中心,帶動(dòng)周邊城市生態(tài)文明穩(wěn)步發(fā)展,滯后型城市遠(yuǎn)離中心分布,接收中心城市的輻射較弱,具有明顯的二元特征,此格局5年來(lái)未曾改變。環(huán)鄱陽(yáng)湖城市群區(qū)域間生態(tài)文明水平差異不大,5年來(lái)各地區(qū)生態(tài)文明水平變化波動(dòng)性較大,但整體來(lái)看,生態(tài)文明水平發(fā)生了本質(zhì)的變化和提升,大部分城市已經(jīng)從生態(tài)文明較差水平向生態(tài)文明水平一般轉(zhuǎn)變,并具有進(jìn)一步向較好以上演變的趨勢(shì),這主要得益于近年來(lái)江西省政府及地方政府對(duì)生態(tài)文明建設(shè)加以重視,共同努力將環(huán)境污染物的治理、生態(tài)資源的保護(hù),經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展做好,推進(jìn)江西省各區(qū)域生態(tài)文明整體實(shí)力向前一步發(fā)展。

表7 2009—2013年長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明水平自然最佳斷裂點(diǎn)聚類結(jié)果

Table 7 The clustering results of natural best breaking point the ecological civilization level of urban agglomeration on the middle reaches of the Yangtze River from 2009—2013

生態(tài)文明水平聚類Theclusteringoftheecologicalcivilizationlevel2009年2010年Ci值區(qū)間Interval城市Cities數(shù)量QuantityCi值區(qū)間Interval城市Cities數(shù)量Quantity生態(tài)文明極好地區(qū)Excellentareaofecologicalcivilizationlevel0.5989—0.7469長(zhǎng)沙市、武漢市20.6346—0.9380長(zhǎng)沙市、武漢市、南昌市3生態(tài)文明較好地區(qū)Betterareaofecologicalcivilizationlevel0.4665—0.5989南昌市、襄陽(yáng)市、宜昌市、株洲市、景德鎮(zhèn)市、新余市60.1928—0.6346宜昌市、株洲市、九江市、景德鎮(zhèn)市、鷹潭市、撫州市、新余市7生態(tài)文明一般地區(qū)Generalareaofecologicalcivilizationlevel0.4214—0.4665鄂州市、仙桃市、潛江市、天門市、岳陽(yáng)市、湘潭市、常德市、九江市、上饒市、鷹潭市100.1071—0.1928襄陽(yáng)市、仙桃市、潛江市、岳陽(yáng)市、湘潭市、常德市、上饒市、吉安市、萍鄉(xiāng)市9生態(tài)文明較差地區(qū)Worseareaofecologicalcivilizationlevel0.3709—0.4214荊門市、咸寧市、黃石市、黃岡市、益陽(yáng)市、宜春市、撫州市、吉安市、萍鄉(xiāng)市90.0748—0.1071荊門市、荊州市、咸寧市、鄂州市、潛江市、益陽(yáng)市、衡陽(yáng)市、宜春市8生態(tài)文明極差地區(qū)Worstareaofecologicalcivilizationlevel0.3226—0.3709孝感市、荊州市、婁底市、衡陽(yáng)市40.0541—0.0748孝感市、黃石市、黃岡市、婁底市4生態(tài)文明水平聚類Theclusteringoftheecologicalcivilizationlevel2011年2012年Ci值區(qū)間Interval城市Cities數(shù)量QuantityCi值區(qū)間Interval城市Cities數(shù)量Quantity生態(tài)文明極好地區(qū)Excellentareaofecologicalcivilizationlevel0.5698—0.7534長(zhǎng)沙市、武漢市20.5293—0.6685長(zhǎng)沙市、武漢市、南昌市3生態(tài)文明較好地區(qū)Betterareaofecologicalcivilizationlevel0.4938—0.5698南昌市、宜昌市、株洲市、新余市40.4436—0.5293株洲市、常德市、九江市、景德鎮(zhèn)市、新余市、鷹潭市6生態(tài)文明一般地區(qū)Generalareaofecologicalcivilizationlevel0.4334—0.4938襄陽(yáng)市、咸寧市、鄂州市、岳陽(yáng)市、湘潭市、常德市、景德鎮(zhèn)市、鷹潭市、80.3866—0.4436宜昌市、岳陽(yáng)市、湘潭市、益陽(yáng)市、上饒市、宜春市、萍鄉(xiāng)市、撫州市、吉安市9生態(tài)文明較差地區(qū)Worseareaofecologicalcivilizationlevel0.3567—0.4334荊門市、仙桃市、潛江市、黃石市、益陽(yáng)市、衡陽(yáng)市、九江市、上饒市、宜春市、撫州市、吉安市、萍鄉(xiāng)市120.3270—0.3866襄陽(yáng)市、咸寧市、黃石市、鄂州市、仙桃市、潛江市、衡陽(yáng)市7生態(tài)文明極差地區(qū)Worstareaofecologicalcivilizationlevel0.3007—0.3567孝感市、荊州市、天門市、黃岡市、婁底市50.2957—0.3270荊門市、孝感市、天門市、荊州市、黃岡市、婁底市6生態(tài)文明水平聚類Theclusteringoftheecologicalcivilizationlevel2013年Ci值區(qū)間Interval城市Cities數(shù)量Quantity生態(tài)文明極好地區(qū)Excellentareaofecologicalcivilizationlevel0.5502—0.7054武漢市、長(zhǎng)沙市2生態(tài)文明較好地區(qū)Betterareaofecologicalcivilizationlevel0.4658—0.5502南昌市、株洲市、景德鎮(zhèn)市、新余市4生態(tài)文明一般地區(qū)Generalareaofecologicalcivilizationlevel0.3997—0.4658宜昌市、岳陽(yáng)市、湘潭市、常德市、九江市、上饒市、鷹潭市、撫州市、吉安市9生態(tài)文明水平聚類Theclusteringoftheecologicalcivilizationlevel2013年Ci值區(qū)間Interval城市Cities數(shù)量Quantity生態(tài)文明較差地區(qū)Worseareaofecologicalcivilizationlevel0.3065—0.3997襄陽(yáng)市、荊門市、仙桃市、潛江市、天門市、咸寧市、鄂州市、黃石市、益陽(yáng)市、衡陽(yáng)市、宜春市、萍鄉(xiāng)市12

從局部來(lái)看,按照變化穩(wěn)定和變化波動(dòng)將局部特征及演變結(jié)果進(jìn)行分類闡述。對(duì)于變化穩(wěn)定的區(qū)域,長(zhǎng)沙市、武漢市一直處于生態(tài)文明極好的水平,雙核形體突出,這樣的格局5年來(lái)未曾改變。城市在生態(tài)文明的建設(shè)與保持方面做得相當(dāng)?shù)轿?南昌市的生態(tài)文明水平雖在5年中均處于較好以上,但表現(xiàn)略顯波動(dòng),與長(zhǎng)沙市與武漢市還有一定差距。相反,婁底市、孝感市、黃岡市、荊州市則連續(xù)5年來(lái)一直處于生態(tài)文明水平極差的狀態(tài)或是在生態(tài)文明極差與較差間徘徊,表現(xiàn)為城市在綠化、污水廢棄物的處理方面程度差,資源消耗強(qiáng)度大,人民生活水平低,政府未采取有效措施來(lái)提高當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)文明水平。湘潭市、株洲市、岳陽(yáng)市、景德鎮(zhèn)市及常德市的生態(tài)文明處于中流偏上水平,5年來(lái)均穩(wěn)定于一般至較好之間。

對(duì)于變化不穩(wěn)定的地區(qū),襄陽(yáng)市、宜昌市作為湖北省第二批次城市,生態(tài)文明逐年惡劣,生態(tài)文明水平由2009年的較好水平跌至2013年的一般偏下水平,主要因?yàn)榻陙?lái)地區(qū)政府遵照“一主兩副”戰(zhàn)略方針,全力發(fā)展GDP水平,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),忽略了生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與資源的合理利用。有些城市2009至2013年生態(tài)文明水平演變呈無(wú)規(guī)律狀態(tài),波動(dòng)性很大。九江市的生態(tài)文明水平5年來(lái)年經(jīng)歷了3個(gè)檔次變化,在生態(tài)文明較好、一般及較差水平間徘徊,并于2010年和2012年的生態(tài)文明表現(xiàn)最佳,均處于較好水平。表明當(dāng)?shù)卣诮ㄔO(shè)生態(tài)文明方面做出了努力,但維持和連續(xù)性差,城市好的生態(tài)文明狀態(tài)無(wú)法長(zhǎng)期保持,在取得良好的生態(tài)文明水平提升后次年立即出現(xiàn)大幅度下降。

4 結(jié)論與對(duì)策

通過(guò)分析,得到以下結(jié)論：1)長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明的5大影響因素為：人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、人均居民社會(huì)消費(fèi)品零售額、服務(wù)業(yè)增加值占GDP比重、人均水資源總量、城鎮(zhèn)居民年人均可支配收入。2)長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明整體水平不高,3大子城市圈形成差異化格局,其中武漢城市圈以武漢市為核心,與周邊城市極化現(xiàn)象明顯,并這種兩極化格局逐年加劇;環(huán)長(zhǎng)株潭城市群以長(zhǎng)沙為中心,對(duì)鄰近城市生態(tài)文明建設(shè)有一定帶動(dòng)能力,但對(duì)距離較遠(yuǎn)城市影響偏弱;環(huán)鄱陽(yáng)湖城市圈整體生態(tài)文明差異較小,5年來(lái)生態(tài)文明水平進(jìn)步明顯,但是演變過(guò)程不穩(wěn)定。3)2009—2013年長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明聚類特征由微弱的負(fù)相關(guān)向微弱的正相關(guān)演變,并于2012年存在較強(qiáng)的集聚傾向。4)作為長(zhǎng)江中游城市群第二批次城市,襄陽(yáng)市、宜昌市生態(tài)文明水平逐年下降,九江市生態(tài)文明建設(shè)持續(xù)性不夠,無(wú)法長(zhǎng)期維持良好的生態(tài)文明水平,起伏性較大。

針對(duì)以上結(jié)論,筆者提出幾點(diǎn)對(duì)策,共促長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明健康發(fā)展：1)在武漢城市圈中,由于武漢市周邊城市多數(shù)位于生態(tài)文明庫(kù)茲涅茨曲線下方,可利用武漢市先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)及豐富的資金、人才和教學(xué)資源帶領(lǐng)周邊城市進(jìn)行生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和治理。具體可采用新型清潔能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源,使用新型節(jié)水灌溉技術(shù)提高水資源的利用效率;通過(guò)制作環(huán)保主題宣傳海報(bào)和影片并開展環(huán)保系列教育講座,提高周邊城市居民環(huán)保理念和意識(shí);緩解兩極化格局,促進(jìn)武漢城市圈生態(tài)文明整體水平進(jìn)一步提高。襄陽(yáng)市和宜昌市政府應(yīng)改變觀念,需以綠色都市為主題理念進(jìn)行城市建設(shè),優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),促進(jìn)工業(yè)結(jié)構(gòu)的輕型化轉(zhuǎn)變[44];降低產(chǎn)能,鼓勵(lì)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)等環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè);轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式,由“大生產(chǎn)、大消耗、大排放”的工業(yè)化生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)化為“低消耗、少污染、可循環(huán)”的生態(tài)化生態(tài)方式[45]。并根據(jù)環(huán)境外部性理論[46],需健全生態(tài)補(bǔ)償、環(huán)境稅、環(huán)境責(zé)任險(xiǎn)、排污交易權(quán)、環(huán)境信貸等市場(chǎng)機(jī)制,促進(jìn)環(huán)境損失和資源消耗“內(nèi)部化”[45],逐步由“經(jīng)濟(jì)導(dǎo)向型”都市向“生態(tài)文明導(dǎo)向型”都市轉(zhuǎn)變。2)環(huán)長(zhǎng)株潭城市群各城市普遍處于生態(tài)文明庫(kù)茲涅茨曲線的上方,可適當(dāng)進(jìn)行社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè),提高居民的宜居度和生存舒適性。具體可建設(shè)點(diǎn)軸模式系統(tǒng),以主要鐵路干線京廣鐵路和洛湛鐵路為軸,建設(shè)形成京廣經(jīng)濟(jì)軸帶和洛湛經(jīng)濟(jì)軸帶,促進(jìn)沿線節(jié)點(diǎn)城市間的物資交流和信息傳遞,推動(dòng)各城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展,扭轉(zhuǎn)二元特征。3)環(huán)鄱陽(yáng)湖城市群5年來(lái)生態(tài)文明提升頗大,政府在堅(jiān)持原有政策方針的基礎(chǔ)上,應(yīng)進(jìn)一步扎實(shí)的遵照國(guó)家六部委批復(fù)的《江西省生態(tài)文明先行示范區(qū)建設(shè)實(shí)施方案》的各項(xiàng)要求,加快建設(shè)江西省生態(tài)文明先行示范區(qū)。注重生態(tài)文明制度創(chuàng)新,重點(diǎn)進(jìn)行中部地區(qū)綠色崛起先行區(qū)、大湖流域生態(tài)保護(hù)與科學(xué)開發(fā)典范區(qū)、生態(tài)文明體制機(jī)制創(chuàng)新區(qū)“三區(qū)建設(shè)”,構(gòu)建“一湖五河三屏”為主體的生態(tài)安全格局,打造“美麗中國(guó)”生態(tài)文明建設(shè)的“江西樣板”[47- 48]。

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Research on the state and spatiotemporal evolution of ecological civilization in the urban agglomeration on the middle reaches of the Yangtze River

MA Yong*, HUANG Zhixun

AcademyofTourismDevelopmentHubeiUniversity,Wuhan430062,China

With the rapid development of the global economy, the contradiction between economic development and environmental degradation becomes increasingly severe. People have started to realize the importance of environmental protection during the course of economic development. The urban agglomeration on the middle reach of the Yangtze River occupies an important place in China′s regional development, and it belongs to a key zone in territorial development. Development of the urban agglomeration must adhere to the concept and principles of ecological civilization. This article evaluates the state of ecological civilization in the urban agglomeration on the middle reaches of the Yangtze River between 2009 and 2013, using a combined entropy weight and TOPSIS method. This article analyzes the cause and key factors that make ecological civilization vary by using an Environmental Kuznets Curve and obstacle degree model. Using global spatial auto-correlation analysis, this article measures the degree of spatial agglomeration for the urban agglomeration on the middle reaches of the Yangtze River. In addition, this article conducts a visual cluster analysis of ecological civilization for different regions using the Jenks natural breaks classification method. The four main research findings are as follows: (1) The five key factors affecting the ecological civilization of the urban agglomeration on the middle reaches of the Yangtze River are: GDP per capita, per capita retail sales for social consumer goods, the service industry′s added value as a portion of GDP, total available water resources per person, and per capita annual disposable income for urban residents. (2) In the greater Wuhan megalopolis, Wuhan′s ecological civilization is maintained better than its surrounding cities; this ecological civilization gap between Wuhan and its surrounding cities is evident. The Changsha-Zhuzhou-Xiangtan urban agglomeration follows the Changsha-Zhuzhou dual-core model, partially driving the ecological civilization development of nearby cities, while exerting little effect on the ecological civilization of relatively remote cities. The ecological civilization of the cities and areas surrounding Poyang Lake differs slightly. Over the past five years, the ecological civilization of these cities and areas has been developing noticeably. (3) The clustering characteristics of the urban agglomeration on the middle reaches of the Yangtze River have changed from a weak negative correlation to a weak positive correlation between 2009 and 2013; in 2012, it started showing a strong tendency towards agglomeration. (4) The ecological civilization of Xiangyang and Yichang degrades year by year. It has fallen from the upper part of the ecological civilization Kuznets Curve to the lower part. Economic stimulus contributes little to ecological civilization. The sustainability of ecological civilization construction of Jiujiang is insufficient and has great volatility. It is unable to maintain a good level of ecological civilization over a long period.

ecological civilization; spatiotemporal evolution; entropy weight; TOPSIS; obstacle degree model; spatial auto-correlation; urban agglomeration; Yangtze River

國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金資助項(xiàng)目(14WGL002);湖北省社會(huì)科學(xué)基金重大項(xiàng)目(2009087)

2015- 11- 30;

2016- 05- 03

10.5846/stxb201511302398

*通訊作者Corresponding author.E-mail: mytcn@163.com

馬勇,黃智洵.長(zhǎng)江中游城市群生態(tài)文明水平測(cè)度及時(shí)空演變.生態(tài)學(xué)報(bào),2016,36(23):7778- 7791.

Ma Y, Huang Z X.Research on the state and spatiotemporal evolution of ecological civilization in the urban agglomeration on the middle reaches of the Yangtze River.Acta Ecologica Sinica,2016,36(23):7778- 7791.