資源型城市國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力時(shí)空耦合特征及驅(qū)動(dòng)要素解析
——以馬鞍山市為例

朱曉青, 黃志豪, 章天成, 高偉俊

(1.浙江工業(yè)大學(xué) 城鄉(xiāng)發(fā)展與人居環(huán)境研究中心, 杭州 310014; 2.北九州大學(xué) 國(guó)際環(huán)境工學(xué)部, 日本 北九州 808-0135)

在快速工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的背景下，資源型城市國(guó)土空間開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的不協(xié)調(diào)、不可持續(xù)性矛盾日益凸顯，長(zhǎng)期粗放式的發(fā)展模式亟需結(jié)構(gòu)性、根本性的革新[1-2]。

在資源型城市長(zhǎng)期演化進(jìn)程中，由于其主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)強(qiáng)烈的資源依賴性以及生產(chǎn)過程的特殊性，國(guó)土空間開發(fā)多呈現(xiàn)“點(diǎn)密、線長(zhǎng)、面廣”的分散式格局，造成土地資源大面積浪費(fèi)、生態(tài)環(huán)境無底線破壞等嚴(yán)峻問題。針對(duì)新常態(tài)下供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革與全域生態(tài)文明建設(shè)，探討并揭示資源型城市國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，尋找切實(shí)可行的導(dǎo)控路徑是推進(jìn)資源型城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

關(guān)于國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的相關(guān)研究，國(guó)外研究側(cè)重于兩者相互作用形式及內(nèi)在聯(lián)系機(jī)制探討，Beardsley等[3]通過研究認(rèn)為，城市空間擴(kuò)展首先對(duì)土地、生物資源產(chǎn)生影響，緊湊增長(zhǎng)情景下對(duì)生態(tài)環(huán)境負(fù)面作用最??；Hasse等[4]認(rèn)為分散而低效的城市空間開發(fā)將會(huì)造成基本農(nóng)田流失、天然濕地喪失以及自然森林環(huán)境破壞等現(xiàn)象，且當(dāng)資源環(huán)境受到的脅迫程度達(dá)到“質(zhì)”的突變時(shí)，開發(fā)建設(shè)活動(dòng)必將受到生態(tài)環(huán)境的強(qiáng)烈約束。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)主要關(guān)注國(guó)土空間開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的耦合響應(yīng)關(guān)系與優(yōu)化調(diào)控策略。劉艷軍等[5]通過定量分析近15 a間中國(guó)區(qū)域開發(fā)強(qiáng)度與資源環(huán)境水平的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)兩者耦合協(xié)調(diào)發(fā)展程度不斷提高，其中國(guó)土開發(fā)效率提升是最主要驅(qū)動(dòng)力；李強(qiáng)等[6]采用差分廣義矩估計(jì)方法研究城市蔓延影響環(huán)境污染的內(nèi)在機(jī)理及其效應(yīng)，判定我國(guó)正處于環(huán)境庫(kù)茲涅茨(EKC)倒“U”形曲線的左側(cè)，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展仍將加劇環(huán)境污染，制定差異化的區(qū)域城鎮(zhèn)化和生態(tài)文明建設(shè)策略是現(xiàn)階段最主要任務(wù)；趙亞莉等[7]從資源消耗、污染物排放和生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值3方面構(gòu)建生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的指標(biāo)體系，對(duì)我國(guó)省會(huì)城市國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，闡釋了城市開發(fā)強(qiáng)度較低時(shí)就需預(yù)見生態(tài)環(huán)境保護(hù)的必要性。總體而言，當(dāng)下相關(guān)研究多聚焦于全國(guó)[8]、省域[9-10]、城市群[11-14]等大中空間尺度，較少涉及鎮(zhèn)域等小尺度格局；多注重以量化的方式探究?jī)烧唏詈习l(fā)展的時(shí)空分異特征，忽視了耦合分異格局產(chǎn)生的內(nèi)在邏輯與機(jī)理；多集中于城際間或區(qū)域間兩者耦合度的差異性研究，而缺乏對(duì)城市內(nèi)部?jī)烧唏詈戏之悪C(jī)制的剖析與探討。

本文研究區(qū)域?yàn)轳R鞍山市域(東經(jīng)117°53′—118°52′，北緯31°24′—32°02′)，位于安徽省東部、蘇皖交匯地區(qū)，橫跨長(zhǎng)江，現(xiàn)轄3區(qū)3縣，國(guó)土總面積4 049 km2。1956年，馬鞍山于隨“馬鋼”的興建而設(shè)市，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的蛻變，逐步發(fā)展成為以冶煉、電力、化工、建材為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的典型礦產(chǎn)資源型城市。2018年，全市戶籍總?cè)丝?29.11萬人，城鎮(zhèn)化率49.86%，地區(qū)生產(chǎn)總值達(dá)到1 918.10億元，三產(chǎn)比重為4.5∶53.6∶41.9，其中礦業(yè)經(jīng)濟(jì)增加值仍占工業(yè)增加值的44%，可見第二產(chǎn)業(yè)仍為支柱產(chǎn)業(yè)，礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)力依舊強(qiáng)勁?！笆濉币詠?，一帶一路、長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶、皖江城市帶承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移示范區(qū)等一系列區(qū)域戰(zhàn)略政策的疊合效用逐漸顯現(xiàn)，馬鞍山市作為《全國(guó)主體功能區(qū)規(guī)劃(2010年)》“兩橫三縱”城市化戰(zhàn)略格局中的重點(diǎn)開發(fā)地區(qū)以及合肥、南京都市圈的核心層城市，如何協(xié)調(diào)“開發(fā)”與“保護(hù)”的關(guān)系成為重中之重。因此，本文以馬鞍山市各鎮(zhèn)域?yàn)檠芯繂挝?包括建制鎮(zhèn)、街道、主城區(qū))，以2008—2018年為研究時(shí)段，運(yùn)用耦合協(xié)調(diào)度模型，結(jié)合ESDA和GWR等空間分析方法，揭示其國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的總體態(tài)勢(shì)、空間格局及驅(qū)動(dòng)要素，旨在為此類城市開發(fā)建設(shè)與生態(tài)保護(hù)戰(zhàn)略決策提供意見參考。

1 指標(biāo)體系構(gòu)建與研究方法

1.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

本研究從國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力兩方面選取指標(biāo)，依據(jù)樊杰著作《資源環(huán)境承載能力和國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)方法指南》中的技術(shù)規(guī)程及林堅(jiān)[15]、葉菁[16]與金悅[17]等相關(guān)研究成果進(jìn)行初步指標(biāo)統(tǒng)計(jì)與篩選。由于資源型城市的發(fā)展過程通常伴隨著大規(guī)模、高強(qiáng)度的資源開發(fā)，其生態(tài)系統(tǒng)面臨巨大挑戰(zhàn)，為準(zhǔn)確反映資源型城市國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力協(xié)同發(fā)展的特有內(nèi)涵和運(yùn)行機(jī)制，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度核算僅側(cè)重于土地?cái)U(kuò)張程度，而忽視轉(zhuǎn)型期過程中人口集聚與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，并在強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)整體支撐水平與調(diào)節(jié)能力的同時(shí)，更需關(guān)注工礦產(chǎn)資源開采、冶煉、利用所帶來生態(tài)壓力的變化。本文結(jié)合馬鞍山市經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段、內(nèi)部資源稟賦以及公共基礎(chǔ)設(shè)施等實(shí)態(tài)特征，通過資源型城市的建設(shè)規(guī)模、承載容量、經(jīng)濟(jì)效益等相應(yīng)指標(biāo)衡量國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度，并以污染物排放量、人均資源擁有量及除污能力等指標(biāo)對(duì)生態(tài)承載力進(jìn)行測(cè)度，進(jìn)而構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。

表1 國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

注：+為正向指標(biāo)，-為負(fù)向指標(biāo)。

本文的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括2008—2018年馬鞍山市36個(gè)鎮(zhèn)域單元的土地利用數(shù)據(jù)、資源環(huán)境現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)年鑒與歷史文獻(xiàn)資料。其中，土地利用數(shù)據(jù)來源于市自然資源局提供的歷年土地調(diào)查數(shù)據(jù)；環(huán)境數(shù)據(jù)(大氣環(huán)境、水環(huán)境等方面的指標(biāo)數(shù)據(jù))來自歷年環(huán)境狀況公報(bào)以及市環(huán)保局提供的污染物排放數(shù)據(jù)；經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)根據(jù)近10 a統(tǒng)計(jì)年鑒及所轄縣(區(qū))的統(tǒng)計(jì)資料得出。針對(duì)馬鞍山市多次行政區(qū)劃調(diào)整問題，本文以2018年最新行政區(qū)劃結(jié)果對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸并整合，確保各數(shù)據(jù)間的準(zhǔn)確性與可比性。所用矢量數(shù)據(jù)來源于地理國(guó)情普查平臺(tái)。部分缺失數(shù)據(jù)采用相鄰年份插值法補(bǔ)齊。

1.2 研究方法

1.2.1 綜合評(píng)價(jià)指數(shù)模型 為消除不同指標(biāo)量綱與量級(jí)帶來的影響，采用極值法[18]對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，使各項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值為[0,1]，計(jì)算公式為：

(1)

(2)

式中：Xmax為第i項(xiàng)指標(biāo)的最大值；Xmin為第i項(xiàng)指標(biāo)的最小值。

評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重采用熵值法[18]計(jì)算得出，并運(yùn)用線性加權(quán)法計(jì)算樣本各區(qū)域國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力的綜合指數(shù)，方法如下：

(3)

(4)

1.2.2 耦合協(xié)調(diào)度模型 “耦合”通常解釋為多系統(tǒng)或多要素之間通過交互作用進(jìn)而彼此影響乃至聯(lián)合協(xié)調(diào)的現(xiàn)象[19]。本文引入耦合協(xié)調(diào)度模型來揭示國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，其優(yōu)勢(shì)在于，一方面能夠綜合測(cè)度兩系統(tǒng)間相互作用的強(qiáng)弱程度，另一方面能準(zhǔn)確反映系統(tǒng)間和諧一致、良性配合的關(guān)系，表達(dá)式如下：

(5)

式中：D為國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力的耦合協(xié)調(diào)度；α，β為待定參數(shù)，反映兩系統(tǒng)的相對(duì)重要程度，鑒于國(guó)土空間開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)同等重要，且設(shè)定α=β=0.5[20-21]。通常情況下，根據(jù)耦合協(xié)調(diào)度D大小劃分為6大類[22-23](表2)。

(6)

(7)

表2 耦合協(xié)調(diào)度類型及其劃分標(biāo)準(zhǔn)

1.2.4 地理加權(quán)回歸模型 為探尋不同影響因子在不同地理位置的空間分異特征及規(guī)律，本文引入地理加權(quán)回歸模型(GWR)，該方法是在最小二乘法(OLS)模型基礎(chǔ)上改進(jìn)，將數(shù)據(jù)的空間屬性融入模型計(jì)算中，以便更好地刻畫局部參數(shù)空間位置分布及演化特征，其模型[25]如下：

(8)

式中：Yi為觀測(cè)值；(Ui，Vi)是i點(diǎn)地理坐標(biāo)；α0(Ui，Vi)為常數(shù)項(xiàng)；αk(Ui，Vi)為i點(diǎn)第k個(gè)解釋變量的回歸系數(shù)；xik為i點(diǎn)第k個(gè)解釋變量；εi為殘差項(xiàng)。

2 國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合發(fā)展的時(shí)空特征

2.1 國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力綜合指數(shù)比對(duì)

采用綜合評(píng)價(jià)指數(shù)模型，以2008年、2013年、2018年為典型時(shí)間節(jié)點(diǎn)，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)，繪制樣本城市國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)圖(圖1)。

國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度呈現(xiàn)快速的上升趨勢(shì)且空間異質(zhì)性愈加凸顯。從整體演變趨勢(shì)看，3個(gè)年份各鎮(zhèn)域國(guó)土開強(qiáng)度均值分別為0.215 6，0.431 9，0.538 6，年均增長(zhǎng)率達(dá)到14.98%，10 a間大規(guī)模、高強(qiáng)度的重工業(yè)發(fā)展帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)配套設(shè)施用地需求不斷增加，導(dǎo)致城市人口與產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)加強(qiáng)、建設(shè)用地規(guī)模迅速擴(kuò)張。從區(qū)域內(nèi)部看，3個(gè)年份各鎮(zhèn)域國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差依次為0.078 4，0.107 4，0.121 4，空間異質(zhì)特征逐步顯現(xiàn)。高值區(qū)包括博望、姑孰與太白等“經(jīng)濟(jì)重鎮(zhèn)”，主要分布于長(zhǎng)江(馬鞍山段)兩岸及中部城鎮(zhèn)發(fā)展軸，恰與城市“十字廊架”發(fā)展結(jié)構(gòu)相契合，該區(qū)域依托于得天獨(dú)厚的區(qū)位、政策優(yōu)勢(shì)，人口與產(chǎn)業(yè)集聚態(tài)勢(shì)持續(xù)增強(qiáng)，城鎮(zhèn)建成區(qū)面積迅速拓展。相較之下，湖陽(yáng)鎮(zhèn)、大隴鄉(xiāng)3個(gè)年份國(guó)土空間開發(fā)強(qiáng)度均值僅達(dá)到0.229 2，這與其經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱、礦產(chǎn)資源不足、地形地貌限制等密切相關(guān)。

生態(tài)承載力呈現(xiàn)平穩(wěn)的上升趨勢(shì)且空間差異不明顯。從總體發(fā)展特征看，3個(gè)年份各鎮(zhèn)域生態(tài)環(huán)境承載指數(shù)均值分別為0.420 2，0.460 9，0.489 5，年均增長(zhǎng)率僅為1.65%。由此可見，資源型城市生態(tài)環(huán)境水平的提升更趨于循序漸進(jìn)的過程，并且治污減霾、生態(tài)修復(fù)等活動(dòng)缺乏足夠重視，導(dǎo)致生態(tài)承載指數(shù)增長(zhǎng)緩慢，甚至部分鎮(zhèn)域存在波動(dòng)。從空間屬性看，3個(gè)年份各鎮(zhèn)域生態(tài)環(huán)境承載指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)值為0.089 4，0.090 4，0.089 7，可見空間差異不大且基本保持穩(wěn)定，呈現(xiàn)以長(zhǎng)江(馬鞍山段)為界，西部略高于東部的空間分布特征。究其原因：江東片區(qū)作為承接南部產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的主戰(zhàn)場(chǎng)，忽視資源環(huán)境容量問題，缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)科學(xué)規(guī)劃，造成生態(tài)壓力較大；江西片區(qū)大部分鎮(zhèn)域?qū)儆谑〖?jí)主體功能區(qū)劃層面下的限制開發(fā)區(qū)[26]，資源環(huán)境支撐力相對(duì)較高，但生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)力稍顯不足。

2.2 國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力總體時(shí)序耦合態(tài)勢(shì)

國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)水平是資源型城市轉(zhuǎn)型的重要標(biāo)志，根據(jù)耦合協(xié)調(diào)度模型，計(jì)算得到2008—2018年馬鞍山市各鎮(zhèn)域國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)度均值及其協(xié)調(diào)發(fā)展類型(表3)。10 a間耦合協(xié)調(diào)度均值由0.383 2增至0.502 4，保持連續(xù)上升的趨勢(shì)，由2008年的中度失調(diào)階段逐步過渡至2018年的低度協(xié)調(diào)階段。隨著資源型城市更新迭代的步伐加快，國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力呈現(xiàn)愈加緊密的協(xié)調(diào)發(fā)展態(tài)勢(shì)。依據(jù)耦合協(xié)調(diào)度所處水平可將其大致分為3個(gè)階段：(1) 2008—2009年處于(0.3，0.4]的中度失調(diào)階段，國(guó)土開發(fā)與生態(tài)環(huán)境接近無序發(fā)展，且二者自身綜合發(fā)展水平較低，導(dǎo)致耦合協(xié)調(diào)性差。(2) 2010—2015年，二者耦合協(xié)調(diào)度有所提高，上升至(0.4，0.5]的輕度失調(diào)階段，該階段馬鞍山市注重整體產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度持續(xù)上升，以主體功能區(qū)控制、新型城鎮(zhèn)引入與經(jīng)濟(jì)社會(huì)品質(zhì)要求等新時(shí)代理念引領(lǐng)高質(zhì)量國(guó)土空間開發(fā)的趨勢(shì)愈加顯著，兩系統(tǒng)的互動(dòng)結(jié)構(gòu)也不斷趨于合理，二者耦合協(xié)調(diào)性取得明顯成效。(3) 2016—2018年逐漸步入(0.5，0.6]的低度協(xié)調(diào)階段，隨著礦產(chǎn)資源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型步伐加快，生態(tài)績(jī)效考核落到實(shí)處，在長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)機(jī)遇下，“因鋼立市”到“以港興城”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移以及長(zhǎng)江(馬鞍山段)“1515”基準(zhǔn)線的劃定，使得國(guó)土開發(fā)規(guī)模擴(kuò)張減緩，集約利用程度增加，國(guó)土開發(fā)與環(huán)境保護(hù)的協(xié)同之勢(shì)增強(qiáng)。

圖1 國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力綜合指數(shù)測(cè)度

表3 國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)發(fā)展類型

通過對(duì)兩者耦合協(xié)調(diào)類型發(fā)展態(tài)勢(shì)的基本研判，為更好地解析耦合協(xié)調(diào)度的動(dòng)態(tài)演化進(jìn)程及內(nèi)在聯(lián)系，結(jié)合表3數(shù)據(jù)，進(jìn)行可視化處理。根據(jù)圖2曲線可知，耦合協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)迅猛增長(zhǎng)階段Ⅰ(2008—2014年)與穩(wěn)步增長(zhǎng)階段Ⅱ(2015—2018年)“兩段式”演化路徑。第Ⅰ階段，耦合協(xié)調(diào)度快速增長(zhǎng)，年均增長(zhǎng)率達(dá)到4.89%。馬鞍山市依托自身資源稟賦以政策優(yōu)勢(shì)，著重發(fā)展以資源能源為核心的城市產(chǎn)經(jīng)體系，借助土地?cái)U(kuò)張、人口集聚與產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度的快速提升，然而資源配置效率低下、生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化等隱患隨之而來。第Ⅱ階段耦合協(xié)調(diào)度穩(wěn)步增長(zhǎng)，保持良好的上升態(tài)勢(shì)，年均增長(zhǎng)率為0.34%。該趨勢(shì)顯現(xiàn)出樣本城市由傳統(tǒng)高能耗、高污染的工礦資源型城市逐步向綠色生態(tài)、智慧共享的可再生型城市轉(zhuǎn)變，國(guó)土空間更加注重系統(tǒng)化、精細(xì)化開發(fā)，環(huán)保治污力度空前，兩者自身綜合水平也在日益提升，協(xié)同效應(yīng)愈趨良好。這與“十三五”以來，“五大發(fā)展理念”提出、國(guó)家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革與生態(tài)文明體系推行等新時(shí)代可持續(xù)發(fā)展觀密切相關(guān)。

圖2 國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)度變化趨勢(shì)

2.3 國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力鎮(zhèn)域空間耦合特征

2.3.1 耦合協(xié)調(diào)類型的空間分布梯度 為進(jìn)一步細(xì)化國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力的空間耦合特征，采用3個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)各鎮(zhèn)域的耦合協(xié)調(diào)度數(shù)據(jù)，繪制耦合協(xié)調(diào)類型的空間梯度演化圖(圖3)。整體上看，馬鞍山市國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力的耦合協(xié)調(diào)水平呈現(xiàn)出中部高兩側(cè)低的空間分布梯度，具體類型分為：(1) 中度協(xié)調(diào)型。全市僅有主城區(qū)達(dá)到中度協(xié)調(diào)狀態(tài)，憑借區(qū)位、政策的相對(duì)優(yōu)勢(shì)，更易吸納社會(huì)投資，擴(kuò)大城市土地規(guī)模，提高經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展效益，且作為全市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的龍頭地區(qū)，環(huán)境保護(hù)工作已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性實(shí)施階段。(2) 低度協(xié)調(diào)型。由長(zhǎng)江(馬鞍山段)沿岸向中部重點(diǎn)城鎮(zhèn)發(fā)展軸上延展，3個(gè)年份鎮(zhèn)域數(shù)量占比分別為2.78%，19.44%，47.22%，且大多由輕度失調(diào)類型演化而來，預(yù)示著整體朝著良性方向發(fā)展。(3) 輕度失調(diào)型。2008年、2013年、2018年分別有11個(gè)、26個(gè)、18個(gè)鎮(zhèn)域，主要分布于含山縣、和縣以及當(dāng)涂縣南部鎮(zhèn)域，該地區(qū)未來主導(dǎo)戰(zhàn)略的精準(zhǔn)定位是資源型城市破解當(dāng)前困境的關(guān)鍵所在。(4) 中度失調(diào)型。2008年鎮(zhèn)域數(shù)量較多，主要以雞籠山保護(hù)區(qū)及石臼湖濕地為核心向周邊擴(kuò)散，至2013年，僅有石楊鎮(zhèn)、年陡鎮(zhèn)與善厚鎮(zhèn)，地域生態(tài)敏感性較強(qiáng)、城鎮(zhèn)空間難擴(kuò)張等是限制兩者協(xié)同發(fā)展的重要原因。

圖3 國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)類型的空間梯度演化

2.3.2 耦合協(xié)調(diào)水平的空間聚類格局 為揭示樣本區(qū)域國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)水平的空間集聚特征，通過測(cè)算全局Moran′sI指數(shù)，衡量?jī)烧唏詈蠀f(xié)調(diào)水平的空間自相關(guān)程度(表4)。結(jié)果顯示，3個(gè)年份的Moran′sI值均為正值，且均通過顯著性檢驗(yàn)，表明馬鞍山市國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力的耦合協(xié)調(diào)水平具有顯著的空間正相關(guān)性。2008—2013年，Moran′sI指數(shù)基本保持穩(wěn)定；2013—2018年，Moran′sI指數(shù)輕微上浮，耦合協(xié)調(diào)水平的空間自相關(guān)性不斷增強(qiáng)，數(shù)值較高地區(qū)與較低地區(qū)的空間集聚態(tài)勢(shì)愈加顯著。

表4 國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)水平的全局空間自相關(guān)分析

圖4 國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)水平的空間聚類演化

3 國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合發(fā)展的驅(qū)動(dòng)要素

3.1 驅(qū)動(dòng)要素指標(biāo)選取及模型構(gòu)建

國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)發(fā)展受到資源環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)及宏觀政策等多重因素綜合影響[10]，尤其是資源型城市的工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、轉(zhuǎn)型結(jié)構(gòu)及其演化周期對(duì)土地綜合開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的影響更為深入，進(jìn)而選取人均GDP、城鄉(xiāng)居民可支配收入、人口密度、常住人口城鎮(zhèn)化率、第三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重、地均規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值、地均固定資產(chǎn)投入、地均財(cái)政支出8項(xiàng)指標(biāo)作為解釋變量。同時(shí)為避免各指標(biāo)間的多重共線性對(duì)擬合結(jié)果產(chǎn)生影響，運(yùn)用SPSS的描述性統(tǒng)計(jì)功能將預(yù)選指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化處理，并利用回歸分析方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)變量進(jìn)行共線性檢驗(yàn)，剔除方差膨脹因子大于10的指標(biāo)選項(xiàng)，保留人均GDP、人口密度、第三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重及地均財(cái)政支出4項(xiàng)指標(biāo)分別表征經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段EDS、資源集聚程度DRA、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平ISL、政府調(diào)控能力GRA。

基于ArcGIS 10.2地理加權(quán)回歸模塊中“Adaptive”核函數(shù)類型及AICc帶寬方法，構(gòu)建馬鞍山市國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合發(fā)展驅(qū)動(dòng)要素GWR模型，模型結(jié)構(gòu)為：

Yi=α0(Ui,Vi)+α1(Ui,Vi)EDSi+α2(Ui,Vi)DRAi+α3(Ui,Vi)ISLi+α4(Ui,Vi)GRAi+εi

(9)

式中：Yi為第i個(gè)地域空間的國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)度；(Ui，Vi)是第i個(gè)地域空間單元的地理坐標(biāo)；α1(Ui，Vi)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段回歸系數(shù)；α2(Ui，Vi)為資源集聚程度回歸系數(shù)；α3(Ui，Vi)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平回歸系數(shù)；α4(Ui，Vi)為政府調(diào)控能力回歸系數(shù)。

通過計(jì)算得出GWR模型檢驗(yàn)結(jié)果(表5)，3個(gè)年份的擬合系數(shù)R2分別為0.779 6，0.680 4，0.719 8，調(diào)整后的擬合系數(shù)R2分別為0.696 9，0.579 7，0.625 0，說明GWR模型能夠較好地?cái)M合各要素對(duì)兩者協(xié)調(diào)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)程度。

表5 國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)發(fā)展驅(qū)動(dòng)要素GWR模型結(jié)果

3.2 驅(qū)動(dòng)要素時(shí)空分異特征解析

通過計(jì)算整合樣本區(qū)域2008年、2013年、2018年各驅(qū)動(dòng)要素的平均回歸系數(shù)(表6)，可知各要素對(duì)國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)程度存在一定差異。全域驅(qū)動(dòng)作用由大到小依次為：產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型>經(jīng)濟(jì)發(fā)展>政府調(diào)控>資源集聚，平均值分別為0.742 4，0.601 2，0.567 7，0.532 2。從時(shí)序演變上看，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型因子3個(gè)年份均是驅(qū)動(dòng)兩者協(xié)調(diào)發(fā)展的首要因素，2008年資源集聚與政府調(diào)控發(fā)揮了重要作用；而2013年與2018年主要受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)水平等要素影響。由此可見，馬鞍山市長(zhǎng)期倚靠的不可持續(xù)、不可復(fù)制的資源開發(fā)模式難以為繼，新型工業(yè)化、城鎮(zhèn)化內(nèi)涵下的結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行。在大力追求經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，更注重生態(tài)、環(huán)境效應(yīng)，尤其是提高生態(tài)經(jīng)濟(jì)比例。而具體到各基層實(shí)操層面，缺乏精細(xì)化、具體化的指標(biāo)導(dǎo)控機(jī)制，上級(jí)行政命令難以得到有效貫徹等問題逐步顯現(xiàn)。

表6 國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)發(fā)展驅(qū)動(dòng)要素平均回歸系數(shù)

結(jié)合回歸系數(shù)的可視化結(jié)果(圖5)，分析各要素驅(qū)動(dòng)作用空間分異性的演化趨勢(shì)：

(1) 經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段(圖5A—C)。2008年、2013年經(jīng)濟(jì)發(fā)展的回歸系數(shù)高值區(qū)集中分布于馬鞍山市轄區(qū)，具有顯著的空間集聚特征，低值主要分布于含山縣南部；2018年經(jīng)濟(jì)發(fā)展的回歸系數(shù)呈現(xiàn)西低東高的分布格局，高值區(qū)為博望區(qū)及當(dāng)涂東南部鎮(zhèn)域。由此可見，馬鞍山市域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)更加注重國(guó)土空間有序開發(fā)及生態(tài)環(huán)境綜合治理，經(jīng)濟(jì)水平的提升對(duì)兩者耦合發(fā)展具有較強(qiáng)驅(qū)動(dòng)力，而欠發(fā)達(dá)地區(qū)由于自身經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，對(duì)生態(tài)資源保護(hù)的關(guān)注度較低，經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)兩者耦合發(fā)展的驅(qū)動(dòng)作用不明顯。

(2) 資源集聚程度(圖5D—F)。2008年資源集聚的回歸系數(shù)呈現(xiàn)中部高而東西兩側(cè)低的“凸”字型格局，和縣北部地區(qū)(石楊、善厚、香泉3鎮(zhèn))尤為突出；2013年和2018年資源集聚的驅(qū)動(dòng)作用較強(qiáng)的鎮(zhèn)域主要集中于雞籠—褒禪山生態(tài)功能區(qū)。根據(jù)上述觀察，全市生態(tài)保護(hù)重點(diǎn)區(qū)域國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)度整體較低，人力、基礎(chǔ)設(shè)施等資源分布相對(duì)欠缺，對(duì)資源集聚要素敏感性強(qiáng)，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，因地制宜得頒布相應(yīng)的人口、產(chǎn)業(yè)政策。

(3) 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平(圖5G—I)。3個(gè)年份產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)回歸系數(shù)的空間分布變動(dòng)較大，2008年系數(shù)較大區(qū)域?yàn)槔褬?、白橋及含山縣中部鎮(zhèn)域(包括環(huán)峰、清溪兩鎮(zhèn))，而花山、雨山、博望3區(qū)系數(shù)均較?。?013年高值區(qū)域則在市域東南部的黃池鎮(zhèn)及周圍地區(qū)；2018年呈現(xiàn)出以主城區(qū)為高值核心，向東西兩側(cè)逐步降低的分布格局?！笆濉逼陂g，花山、雨山區(qū)等部分地區(qū)通過產(chǎn)業(yè)能級(jí)提升，引領(lǐng)綠色革命，摒棄過去高能耗、高排放的粗放型產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展路徑，走新型低能耗、低排放的節(jié)約型城市發(fā)展模式，進(jìn)而提高國(guó)土空間開發(fā)效率，降低資源環(huán)境約束強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)國(guó)土開發(fā)與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)協(xié)同發(fā)展。

(4) 政府調(diào)控能力(圖5J—L)。2008年高值主要分布于長(zhǎng)江(馬鞍山段)以南及含山北部地區(qū)，低值區(qū)則位于和縣各鎮(zhèn)域，呈現(xiàn)中部低而東西兩側(cè)高的“凹”字形分布格局；2013年回歸系數(shù)呈現(xiàn)由北到南逐漸遞減的分布格局，尤其是毗鄰南京市的鎮(zhèn)域回歸系數(shù)較高；2018年系數(shù)較大的區(qū)域主要位于城市中部發(fā)展軸上，最大值落在歷陽(yáng)鎮(zhèn)，最小值落在石楊鎮(zhèn)。整體上看，政府為緩和人地壓力，積極發(fā)揮政策的調(diào)控力，干預(yù)國(guó)土空間開發(fā)及資源環(huán)境保護(hù)，對(duì)兩者耦合協(xié)調(diào)發(fā)展起重要作用。從歷年高值區(qū)分布格局及回歸系數(shù)演變上看，充分響應(yīng)了馬鞍山市2011年行政區(qū)劃調(diào)整后一江兩岸協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略。

圖5 國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)發(fā)展驅(qū)動(dòng)要素的空間異質(zhì)性演化

綜上，資源型城市國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)要素具有顯著的時(shí)空異質(zhì)性，各地域宜結(jié)合自身發(fā)展軌跡，提出應(yīng)變性、多樣性的國(guó)土開發(fā)路徑及生態(tài)資源管控模式。

如圖6所示，兩者的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展是基于各驅(qū)動(dòng)要素間的交互耦合進(jìn)程，形成資金流、信息流、技術(shù)流等要素流引導(dǎo)下的驅(qū)動(dòng)路徑，進(jìn)而促進(jìn)國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度降速提質(zhì)與生態(tài)承載力降壓提效，并達(dá)到對(duì)驅(qū)動(dòng)要素的優(yōu)化反饋與適應(yīng)調(diào)整的目的。從具體實(shí)操系統(tǒng)上看，國(guó)土開發(fā)層面主要利用區(qū)域資源優(yōu)化配置、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型更新、優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)鏈條延伸等“存量發(fā)展”策略，生態(tài)承載層面通過循環(huán)利用技術(shù)提升、生態(tài)環(huán)境修復(fù)與生態(tài)文明制度約束等“綠色發(fā)展”路徑，降低國(guó)土空間開發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境的脅迫程度，減弱資源環(huán)境對(duì)開發(fā)建設(shè)的約束效應(yīng)，從而促進(jìn)資源型城市國(guó)土空間開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的耦合演化關(guān)系不斷改善，以至于兩者達(dá)到協(xié)同共生狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)地域的可持續(xù)性發(fā)展。

圖6 資源型城市國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)機(jī)理

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié) 論

(1) 通過綜合評(píng)價(jià)指數(shù)模型計(jì)量，反映出2008—2018年馬鞍山市國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度快速上升，空間異質(zhì)性愈加凸顯，高值聚于長(zhǎng)江(馬鞍山段)兩岸及中部城鎮(zhèn)發(fā)展軸，低值以點(diǎn)狀形式分布于生態(tài)敏感區(qū)內(nèi)；生態(tài)承載力平穩(wěn)上升，空間差異不大且基本保持穩(wěn)定，呈現(xiàn)以長(zhǎng)江(馬鞍山段)為界，西部略高于東部的空間分布特征。長(zhǎng)期以來，資源型城市以犧牲自然環(huán)境為代價(jià)，大力推動(dòng)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程，導(dǎo)致開發(fā)強(qiáng)度快速上升，而生態(tài)承載力整體緩慢提升。

(2) 基于耦合協(xié)調(diào)度模型測(cè)算，10 a間，樣本區(qū)域國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)度保持連續(xù)上升的趨勢(shì)，由中度失調(diào)階段逐步過渡到低度協(xié)調(diào)階段。隨著資源型城市更新迭代的步伐加快，國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力呈現(xiàn)愈加緊密的協(xié)調(diào)發(fā)展態(tài)勢(shì)。空間上，耦合協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)中部高兩側(cè)低的分布格局，且空間集聚態(tài)勢(shì)愈加顯著，冷點(diǎn)區(qū)主要位于馬鞍山市東南部，次冷點(diǎn)集中于含山縣下轄鄉(xiāng)鎮(zhèn)；次熱點(diǎn)區(qū)分布于主城區(qū)外圍圈層；熱點(diǎn)區(qū)始終以市轄區(qū)范圍為界(博望鎮(zhèn)除外)。由此可見，資源型城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度的區(qū)域空間分異特征明顯，且“高值”與“低值”的空間分布較穩(wěn)定。

(3) 利用地理加權(quán)回歸模型分析，顯示出樣本城市國(guó)土開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)要素具有顯著的時(shí)空異質(zhì)性。關(guān)鍵要素驅(qū)動(dòng)作用由大到小依次為：產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型>經(jīng)濟(jì)發(fā)展>政府調(diào)控>資源集聚，3個(gè)年份產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型均是最主要的驅(qū)動(dòng)要素。經(jīng)濟(jì)發(fā)展驅(qū)動(dòng)系數(shù)的高值區(qū)由市轄區(qū)范圍向博望區(qū)及當(dāng)涂東南部鎮(zhèn)域轉(zhuǎn)移；資源集聚的回歸系數(shù)由中部高而東西兩側(cè)低的“凸”字型格局演變?yōu)楸备吣系偷碾A梯狀分布格局；產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型系數(shù)的高值鎮(zhèn)域呈現(xiàn)由市域西南部、東南部逐漸向主城區(qū)周邊集聚的趨勢(shì)；政府調(diào)控的驅(qū)動(dòng)作用由中部低東西兩側(cè)高的“凹”字形格局向北高南低的階梯狀格局演化，且城市中部發(fā)展軸上驅(qū)動(dòng)系數(shù)較大。著眼于資源型城市的演化歷程，國(guó)土開發(fā)與生態(tài)保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展是基于多種驅(qū)動(dòng)要素交互耦合作用的結(jié)果。

4.2 建 議

對(duì)于資源城市多年計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制影響下的“頑疾”應(yīng)對(duì)，既不能單停留于“靜態(tài)化”的數(shù)理模型解析，也必須避免“普遍化”的轉(zhuǎn)型更新模式套用，其關(guān)鍵更重于多維度辨析各載體實(shí)態(tài)特征，并進(jìn)行“具體而微”的實(shí)施操作：(1) 探尋“騰籠換鳥”的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)路徑。通過淘汰整治、搬遷集聚、改造提升、兼并重組等方式，加快落后產(chǎn)能的騰退和淘汰步伐，加大新興產(chǎn)業(yè)培育力度，有利于從根本上解決資源型城市經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中長(zhǎng)期累積的結(jié)構(gòu)性、素質(zhì)性矛盾與問題。(2) 優(yōu)化“增存掛鉤”的建設(shè)指標(biāo)分配體系。針對(duì)資源型城市土地粗放利用、生態(tài)環(huán)境功能衰退、土地復(fù)墾難度大等突出矛盾，采取建設(shè)用地增量供應(yīng)指標(biāo)與存量土地利用狀況相掛鉤的獎(jiǎng)懲機(jī)制，制定以批而未供與閑置存量用地為“靶向”的新增建設(shè)用地計(jì)劃，有利于消除國(guó)土低效利用現(xiàn)象，激發(fā)存量空間再利用潛能，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與新增建設(shè)用地指標(biāo)逐漸“脫鉤”的“減量化”發(fā)展。(3) 建立“橫縱并施”的生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償機(jī)制。生態(tài)補(bǔ)償是礦產(chǎn)資源區(qū)生態(tài)化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵舉措，涵蓋補(bǔ)償定價(jià)、補(bǔ)償實(shí)施和監(jiān)督保障三方面，具體落實(shí)時(shí)，應(yīng)強(qiáng)化識(shí)別各資源城市發(fā)展階段特質(zhì)，增強(qiáng)“橫向轉(zhuǎn)移支付”與“縱向轉(zhuǎn)移支付”的協(xié)同效應(yīng)，從而體現(xiàn)出區(qū)域間經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的分工關(guān)系以及生態(tài)服務(wù)價(jià)值的市場(chǎng)交換能力，最終為資源型城市地域更新、生態(tài)修復(fù)提供持續(xù)動(dòng)力。(4) 重塑“全域統(tǒng)籌”的多元要素互聯(lián)格局?；诘赜蛑黧w功能定位與發(fā)展戰(zhàn)略導(dǎo)向特征，打破固有空間區(qū)劃下“各自為營(yíng)”的競(jìng)爭(zhēng)模式，統(tǒng)籌謀劃人口分布、產(chǎn)業(yè)布局、生態(tài)建設(shè)和政策措施，完善“目標(biāo)性、實(shí)效性”的多元要素互聯(lián)協(xié)調(diào)機(jī)制，推動(dòng)全域“綜合化、精細(xì)化”的資源管控模式營(yíng)建。