甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度

韓 燕, 張玉婷

(1.蘭州交通大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院, 蘭州 730070;2.中國科學(xué)院 地理科學(xué)與資源研究所 中國科學(xué)院區(qū)域可持續(xù)發(fā)展分析與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100101)

城鎮(zhèn)化是我國社會經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)健康發(fā)展的巨大潛力和動力。目前，我國正處于城鎮(zhèn)化加速發(fā)展時期，城鎮(zhèn)化在帶來人口集聚、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及經(jīng)濟(jì)快速增長等積極效應(yīng)的同時，不可避免的加重了城市的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，從而引起自然生態(tài)系統(tǒng)破壞及生態(tài)服務(wù)功能下降等負(fù)面影響。一定程度上，生態(tài)環(huán)境也正在成為制約城鎮(zhèn)化發(fā)展的一大因素。如何協(xié)調(diào)好城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系、推動區(qū)域可持續(xù)發(fā)展備受關(guān)注。

對于城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展，國內(nèi)外有大量學(xué)者對其進(jìn)行研究，主要集中在以下幾個方面：(1) 兩者耦合的基礎(chǔ)理論及變化規(guī)律 西方國家城鎮(zhèn)化進(jìn)程早于我國，且其發(fā)展水平較高。1989年，E Howard認(rèn)為實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展應(yīng)從理性規(guī)劃的角度出發(fā)，同時提出“田園城市”理念。Grossman & Krueger，Shafik & Bandyopadhyay等提出了環(huán)境庫茲涅茨曲線，認(rèn)為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)倒“U”型演變規(guī)律[1-2]；國內(nèi)學(xué)者主要就兩者相互作用的機(jī)理以及兩者協(xié)調(diào)發(fā)展路徑進(jìn)行探討。黃金川、方創(chuàng)琳將物理學(xué)中的系統(tǒng)耦合引入兩者的研究，對城鎮(zhèn)化對數(shù)曲線和環(huán)境庫茲涅茨曲線進(jìn)行邏輯復(fù)合，揭示城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的耦合規(guī)律，歸納兩系統(tǒng)相互脅迫影響的階段[3-4]。劉猛海通過提出“耦合魔方(CHNC)”分析框架來解釋城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合機(jī)理[5]。方創(chuàng)琳總結(jié)出了城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合的10種關(guān)系和交互方式，創(chuàng)建了城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合圈理論，同時構(gòu)建出45種不同城市發(fā)展階段耦合圖譜，其中“S”型曲線耦合圖譜所代表的城市類型，其發(fā)展模式為最佳耦合狀態(tài)[6]。(2) 兩者耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平的評價 國內(nèi)多名學(xué)者對我國西南[7]、京津冀[8]、中原城市群[9]、長三角[10]、珠三角等[11]城市群及長江經(jīng)濟(jì)帶[12]、黃河流域[13]、絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶等[14]區(qū)域與全國多個省的城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合進(jìn)行實(shí)證研究。王少劍等通過定量分析城市化與生態(tài)環(huán)境的耦合過程與演進(jìn)趨勢，得出京津冀地區(qū)協(xié)調(diào)類型從嚴(yán)重不協(xié)調(diào)—城市化受阻發(fā)展到高級協(xié)調(diào)—生態(tài)環(huán)境滯后[15]。張引等認(rèn)為，重慶全市及區(qū)縣級新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境均處于高水平耦合，但重慶市各區(qū)縣新型城鎮(zhèn)化質(zhì)量與生態(tài)環(huán)境承載力差異明顯[16]。朱海強(qiáng)等認(rèn)為絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶核心區(qū)城鎮(zhèn)化水平高于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，其發(fā)展協(xié)調(diào)度趨于上升且空間分異明顯，兩系統(tǒng)間的耦合模式為磨合、拮抗型，協(xié)調(diào)度由失調(diào)轉(zhuǎn)向協(xié)調(diào)[14]。孫平軍認(rèn)為吉林省城鎮(zhèn)化進(jìn)程中生態(tài)資源投入效率明顯較低，生態(tài)環(huán)境各項(xiàng)指標(biāo)整體水平增長，且呈現(xiàn)出明顯的先升后降再升的階段性特征[17]。(3) 兩者協(xié)調(diào)發(fā)展的路徑研究 裴瑋認(rèn)為優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及空間形態(tài)、加強(qiáng)城市環(huán)境及社會建設(shè)、節(jié)約資源改善體質(zhì)等是推進(jìn)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的重要舉措[18]。田文富等認(rèn)為構(gòu)造生態(tài)和諧的高水平城鎮(zhèn)化城市，要將傳統(tǒng)注重經(jīng)濟(jì)總量擴(kuò)張的規(guī)劃思路，變?yōu)橐愿纳迫司迎h(huán)境為目標(biāo)的觀念，同時根據(jù)主體功能區(qū)生態(tài)資源不同有針對性地制定政策法規(guī)[19]。

綜上所述，學(xué)者對城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)關(guān)系的理論和實(shí)證都進(jìn)行了比較豐富的研究，并取得一定成果。但從地域來看，現(xiàn)有研究大多基于我國中部、東部、東北部及西南部地區(qū)省域及城市群，關(guān)于西北部尤其是城鎮(zhèn)化進(jìn)程相對滯后的甘肅省少有研究。從研究層面看，學(xué)者們對于兩者耦合協(xié)調(diào)度動態(tài)對比多基于時序分析，而對其時空格局演變的研究尤其是驅(qū)動因素分析相對不足。故本文選取甘肅省12個地級市為研究對象，基于熵權(quán)耦合協(xié)調(diào)模型，分別從時間、空間兩個維度定量分析其2009—2018年城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展水平演變特征，同時采用地理探測器模型，對耦合協(xié)調(diào)度的影響因素進(jìn)行分析。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

甘肅省簡稱“甘”或“隴”，位于我國版圖西北方，地處黃河中上游，地域遼闊，但地形呈狹長狀，地貌較復(fù)雜。其作為我國能源礦產(chǎn)及原材料工業(yè)基地，礦產(chǎn)資源及土地資源較豐富，有多條江河干流及支流都流經(jīng)省境內(nèi)，流域面積大、水利條件優(yōu)越。但流域內(nèi)絕大部分地區(qū)為黃土覆蓋，植被稀疏，水土流失嚴(yán)重，河流含沙量大。截至2018年末，全省常住人口2 637.26萬，其中城鎮(zhèn)人口1 257.71萬，城鎮(zhèn)化率為47.69%。人均生產(chǎn)總值3.1萬元，城鎮(zhèn)居民人均可支配收入2.9萬元，其值均滯后于我國整體平均水平。甘肅省城鎮(zhèn)化起步較晚，省內(nèi)各市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異較大，且城鎮(zhèn)人口基數(shù)小，城鎮(zhèn)化率大幅落后于全國平均水平，存在城鎮(zhèn)化結(jié)構(gòu)不均衡、地區(qū)差異性明顯等問題。近年來，隨著我國“一帶一路”、“經(jīng)濟(jì)絲綢之路”等政策的實(shí)施，甘肅省成為黃河經(jīng)濟(jì)帶及絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶黃金段上的重要節(jié)點(diǎn)省份，城鎮(zhèn)化水平發(fā)展較快，且其城鎮(zhèn)化進(jìn)程與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)共同發(fā)展的重要性愈發(fā)凸顯。

本文選取甘肅省12個地級市：蘭州、嘉峪關(guān)、金昌、白銀、天水、武威、張掖、平?jīng)?、酒泉、慶陽、定西及隴南為研究對象(剔除部分?jǐn)?shù)據(jù)缺失的臨夏回族自治州及甘南藏族自治州兩地)，收集整理了2009—2018年10 a間城市城鎮(zhèn)化及生態(tài)環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)，分析評估了甘肅省城鎮(zhèn)化水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r，為調(diào)整其生態(tài)環(huán)境和城鎮(zhèn)化協(xié)調(diào)發(fā)展提供參考。本文所用數(shù)據(jù)來源于2009—2018年甘肅省及各市統(tǒng)計(jì)年鑒、包括《甘肅發(fā)展年鑒》、《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》及各地環(huán)境保護(hù)網(wǎng)站。其中極少數(shù)缺失的數(shù)據(jù)，本文通過借鑒前后年份平均計(jì)算得來。

2 研究方法

2.1 指標(biāo)選取及評價體系構(gòu)建

城鎮(zhèn)化系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是兩個復(fù)雜的系統(tǒng)，能夠較科學(xué)、有針對性地構(gòu)建其指標(biāo)評價體系，是探討甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)關(guān)系的基本前提。在相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)[17,20-22]上，根據(jù)《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014—2020年)》的新型城鎮(zhèn)化評價框架及《中共中央國務(wù)院關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見》相關(guān)文件[23]，結(jié)合甘肅省發(fā)展現(xiàn)狀及定位，構(gòu)建了如下指標(biāo)評價體系(表1)，該指標(biāo)系統(tǒng)包括城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境兩大子系統(tǒng)。城鎮(zhèn)化是受多因素影響的復(fù)雜過程，主要表現(xiàn)在人口聚集、經(jīng)濟(jì)增長、城市空間拓展和社會生活水平提高4個方面，參考方創(chuàng)琳、崔木花等的研究，構(gòu)建的城鎮(zhèn)化系統(tǒng)從人口、經(jīng)濟(jì)、空間、社會城鎮(zhèn)化4個方面，用人口城鎮(zhèn)化、經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化、基礎(chǔ)建設(shè)水平、公共服務(wù)水平4項(xiàng)指標(biāo)及其12項(xiàng)子指標(biāo)表征甘肅省城鎮(zhèn)化水平[24-25]。生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)則考慮影響人類生存的水、土地、能源等資源條件以及人類活動影響自然生態(tài)環(huán)境的排放及治理方面，從生態(tài)環(huán)境壓力、生態(tài)環(huán)境水平、資源環(huán)境保護(hù)、資源環(huán)境利用4個維度進(jìn)行探討，構(gòu)建的12項(xiàng)子指標(biāo)體現(xiàn)了國土空間開發(fā)、生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)、資源節(jié)約高效使用、自然生態(tài)環(huán)境治理力度等情況。

表1 甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)體系

2.2 研究方法

(1) 熵權(quán)法。評價體系中各指標(biāo)重要性的衡量主要通過為其設(shè)定權(quán)重來實(shí)現(xiàn)，相較于層次分析法、專家評估法等主觀賦權(quán)法，熵權(quán)法賦值能夠避免人為因素所導(dǎo)致的偏差，更客觀的反映指標(biāo)的相對重要程度，故采用熵值法為各項(xiàng)指標(biāo)確定權(quán)重。為統(tǒng)一正逆向指標(biāo)，且方便對甘肅省數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向時間差異分析及對各城市數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向時空對比，要對數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，計(jì)算公式如下：

正向指標(biāo)：

xij=(Xij-minXij)/(maxXij-minXij)

(1)

逆向指標(biāo)：

xij=(maxXij-Xij)/(maxXij-minXij)

(2)

式中：xij為標(biāo)準(zhǔn)化處理后得到的數(shù)據(jù)；Xij為指標(biāo)原始數(shù)據(jù)；maxXij與minXij分別為原始數(shù)據(jù)的兩極值。得到經(jīng)過無量綱化標(biāo)準(zhǔn)化處理的數(shù)據(jù)后,首先選取平移幅度ω=1,對xij進(jìn)行坐標(biāo)平移得：

(3)

之后通過熵權(quán)法計(jì)算出其權(quán)重，計(jì)算公式如下：

(4)

(5)

(6)

式中：Pij為第i個城市第j指標(biāo)的比重；eij為j指標(biāo)的信息熵；wi為該指標(biāo)的權(quán)重。

(2) 耦合度模型。耦合常指兩個及兩個以上系統(tǒng)的相互作用影響[26]，由于各系統(tǒng)中無序參量相互協(xié)同作用，使得系統(tǒng)從無序走向有序，構(gòu)建耦合度模型來衡量這種協(xié)同作用如下：

C=[U(x)×E(y)]1/2/|U(x)+E(y)|

(7)

式中：C為城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境兩系統(tǒng)耦合度；U(x)，E(y)分別代表城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的綜合功效，由前文得到的權(quán)重和各項(xiàng)數(shù)據(jù)計(jì)算得出；n和m為城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)指標(biāo)數(shù)，計(jì)算公式如下：

(8)

耦合度C∈[0,1]，當(dāng)C=0時，兩系統(tǒng)間無關(guān)，隨著C的增大，兩系統(tǒng)彼此促進(jìn)、協(xié)同程度越高，系統(tǒng)從無序向有序發(fā)展，借鑒方創(chuàng)琳等相關(guān)研究[3-4]，將其等級劃分見表2。

表2 耦合度階段劃分

(3) 耦合協(xié)調(diào)度模型。耦合度映射了城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境兩系統(tǒng)相互影響程度，但有時很難精準(zhǔn)體現(xiàn)兩者間協(xié)同發(fā)展程度，因此本文引入耦合協(xié)調(diào)模型對不同子系統(tǒng)間耦合協(xié)調(diào)發(fā)展程度進(jìn)行測算，計(jì)算公式如下：

T=αU(x)+βE(y)

(9)

(10)

式中:D為耦合協(xié)調(diào)度；T為兩者間綜合協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)；α，β均為待定系數(shù),α+β=1。本文認(rèn)為城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境對城市發(fā)展同等重要,故此處取值為α=β=0.5。借鑒相關(guān)研究,將城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度劃分成3個等級(表3)。

(4) 地理探測器。地理探測器是王勁峰等人提出的一種具有地理特性的數(shù)學(xué)分析方法，可用來探測空間異質(zhì)性的驅(qū)動力因子[27]。運(yùn)用地理探測器可以直接探測耦合協(xié)調(diào)度分布特征的驅(qū)動力因子大小，因此本文利用地理探測器的因子探測法來研究所選取的各個因子對耦合協(xié)調(diào)度分布的解釋力的大小，其公式如下。

(11)

表3 耦合協(xié)調(diào)度等級劃分

3 結(jié)果與分析

3.1 城鎮(zhèn)化系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)綜合水平分析

根據(jù)表1的甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境評價體系指標(biāo)，通過熵權(quán)法賦權(quán)，將權(quán)重及數(shù)據(jù)代入公式(8)，分別計(jì)算得出2009—2018年甘肅省12個地級市城鎮(zhèn)化系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的綜合指數(shù)(圖1)。

3.1.1 城鎮(zhèn)化水平演變 從城鎮(zhèn)化系統(tǒng)綜合指數(shù)來看，甘肅省及其各地級市城鎮(zhèn)化發(fā)展水平呈穩(wěn)步小幅度上升的趨勢。首先，甘肅省城鎮(zhèn)化綜合指數(shù)由2009年的0.217增長至2017年的0.327，表明甘肅省城鎮(zhèn)化近年來取得一定進(jìn)展，人民生活質(zhì)量不斷提高，但其整體水平仍然偏低。2018年該指標(biāo)值有所下降，主要由于占權(quán)重較大的城市人口密度及人均社會消費(fèi)品零售總額等指標(biāo)有所下降。其次，各地級市2009年和2018年城鎮(zhèn)化綜合指數(shù)均值分別為0.266,0.355，增長率達(dá)到33%，標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.11,0.13，變異系數(shù)分別為0.43,0.39。這表明伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展與城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，各市城鎮(zhèn)化水平絕對差距逐漸增大，但相對差距逐漸縮小，這也使得城鎮(zhèn)化的空間兩極化現(xiàn)象得到緩解。2009年，除蘭州、嘉峪關(guān)、金昌為中等城鎮(zhèn)化水平地區(qū)外，其余所有地級市均為低城鎮(zhèn)化水平地區(qū)，整體城鎮(zhèn)化水平偏低。2018年，蘭州、嘉峪關(guān)在原有基礎(chǔ)上成為較高城鎮(zhèn)化水平地區(qū)，此外，天水、慶陽也躋身中等城鎮(zhèn)化水平城市。原有的低水平城鎮(zhèn)化城市10 a間其城市城鎮(zhèn)化水平均大幅增長，其中定西甚至達(dá)到181%，但由于其初始水平低，雖較其自身增幅顯著，但整體水平仍較低。

圖1 2009-2018年甘肅省各市城鎮(zhèn)化指數(shù)與生態(tài)環(huán)境指數(shù)

3.1.2 生態(tài)環(huán)境水平演變 從生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)來看，首先甘肅省整體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量除在2011年有一次波動外，10 a間不斷向好，表明甘肅省整體近年來生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識增強(qiáng)，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到較大改善。尤其是2011—2014年，其值上升趨勢較大，主要得益于人均公園綠地面積、建成區(qū)綠化覆蓋率大幅提高，同時大力加強(qiáng)環(huán)境資源保護(hù)，各類生活垃圾、工業(yè)廢料無害化處理率上升。近5 a來上升較為平緩，在保持之前環(huán)境治理成果的同時，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量仍然緩步提高。各地級市2009年和2018年生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)均值分別為0.356,0.410，增長率達(dá)到15%，標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.091,0.079，變異系數(shù)分別為0.255,0.193。這表明伴隨城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，各市生態(tài)環(huán)境水平絕對差距與相對差距都在逐漸縮小，這也使得生態(tài)環(huán)境的空間兩極化現(xiàn)象得到緩解。2010年，除隴南處于低生態(tài)環(huán)境水平外，其余城市均處于中等生態(tài)環(huán)境水平。隴南市排名最后主要?dú)w咎于其較低的建成區(qū)綠化覆蓋率，同時城鎮(zhèn)生活污水處理、生活垃圾無害化處理以及一般工業(yè)固體廢物綜合利用率水平均不高，這也導(dǎo)致2018年時，其生態(tài)環(huán)境仍處于低水平階段。10 a間，省會城市蘭州生態(tài)環(huán)境發(fā)展來回波動數(shù)次后，穩(wěn)定在較高生態(tài)環(huán)境水平。其余各市生態(tài)環(huán)境水平雖未突破等級，但均有一定幅度增長，各市生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識逐年提升，資源環(huán)境保護(hù)能力不斷增強(qiáng)，生態(tài)環(huán)境水平穩(wěn)步向好。

3.2 城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合度時空格局分析

根據(jù)耦合度模型，將數(shù)據(jù)帶入公式(7)計(jì)算得出2009—2018年甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的耦合度。同時，參考耦合類型劃分標(biāo)準(zhǔn)(表2)，將城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合度劃分為4個等級，通過ArcGIS軟件將不同時間段耦合度的空間分布可視化(圖2)。

圖2 2009年、2018年甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合度時空格局

從整體看，10 a間甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合度呈現(xiàn)“S”型上升曲線，經(jīng)歷先增長后下降的過程。2009—2013年，其值呈小幅度增長，2013年起，隨著甘肅省城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，其耦合度增長速率加快，2016年達(dá)到頂峰后，其值略有下降。甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合度10 a間均處于拮抗階段，即生態(tài)環(huán)境破壞程度較小，承載城鎮(zhèn)化發(fā)展的能力逐步減弱，兩者處于對抗?fàn)顟B(tài)，并逐步向磨合的方向發(fā)展。分地區(qū)看，各地區(qū)耦合度在2009—2018年整體處于上升趨勢。2009年，定西、隴南兩市因資源利用粗放導(dǎo)致耦合度較低，均處于分離階段，其余各市處于拮抗階段，此時城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重失衡。生態(tài)環(huán)境限制了城鎮(zhèn)化的進(jìn)程，阻礙其可持續(xù)發(fā)展。2018年時，蘭州、嘉峪關(guān)兩市進(jìn)入磨合階段，定西、隴南兩市由分離階段發(fā)展至拮抗階段，其余各市雖耦合度均有小幅度提升，但仍處于拮抗階段。雖然甘肅省地貌多樣，生態(tài)資源較豐富，具有一定優(yōu)勢。但是，其城鎮(zhèn)化發(fā)展過程中利用生態(tài)環(huán)境資源較粗放，不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)以及其承載能力，在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中對生態(tài)環(huán)境施加過多壓力，故而處于拮抗階段。

3.3 城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度時空格局分析

2009—2018年，甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度整體呈現(xiàn)極緩慢上升的趨勢，水平處在0.33～0.41。2009—2015年，處于輕度失調(diào)發(fā)展階段；2015—2017年，處于瀕臨失調(diào)發(fā)展階段；2018年耦合協(xié)調(diào)程度輕微回落，又回到輕度失調(diào)階段。雖然甘肅省部分城市城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)度勉強(qiáng)達(dá)到協(xié)調(diào)狀態(tài)，但其總體耦合協(xié)調(diào)度仍處在輕度失調(diào)狀態(tài)，不過近十年來其一直保持小幅上升趨勢(圖3)。

圖3 2009-2018年甘肅省城鎮(zhèn)化、生態(tài)環(huán)境、耦合度、耦合協(xié)調(diào)度指數(shù)

參考耦合協(xié)調(diào)類型劃分標(biāo)準(zhǔn)(表3)，對城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度等級進(jìn)行劃分，通過ArcGIS軟件將不同時間段各市耦合協(xié)調(diào)度可視化(圖4)。2009年，隴南處于城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重失調(diào)發(fā)展階段，同時屬于生態(tài)環(huán)境滯后型。隴南生態(tài)系統(tǒng)綜合指數(shù)低，生態(tài)資源利用及環(huán)境污染治理不理想，導(dǎo)致一定程度阻礙其城鎮(zhèn)化發(fā)展。定西與平?jīng)鎏幱谥卸仁д{(diào)發(fā)展階段，蘭州與嘉峪關(guān)處于瀕臨失調(diào)階段，其余各市均處于輕度失調(diào)階段。2011年蘭州進(jìn)入勉強(qiáng)協(xié)調(diào)階段，2014年嘉峪關(guān)也步入勉強(qiáng)協(xié)調(diào)階段，兩市穩(wěn)定保持在此階段且耦合協(xié)調(diào)度持續(xù)上升。2018年，金昌與慶陽由輕度失調(diào)發(fā)展為瀕臨失調(diào)階段，其余各市仍保持輕度失調(diào)階段?？傮w而言，甘肅省省會城市蘭州城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)水平相對較高，且部分資源型城市以及化工業(yè)城市，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相對多樣、替代產(chǎn)業(yè)豐富、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級能力較強(qiáng)，城鎮(zhèn)化進(jìn)程中能夠較為高效地利用生態(tài)環(huán)境資源，從而耦合協(xié)調(diào)度也相對較高。其余農(nóng)業(yè)城市，由于人口城鎮(zhèn)化及經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化相對落后，且生態(tài)資源開發(fā)利用方式較為粗放低效，導(dǎo)致其耦合協(xié)調(diào)度相對較低。

圖4 2009年、2018年甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度時空格局

3.4 城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度影響因子分析

利用ArcGIS軟件將各地級市城鎮(zhèn)化及生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)采用自然段點(diǎn)法分類排序后，利用地理探測器對甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度演變的驅(qū)動因素進(jìn)行分析。其中Y為兩系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度，X1—X12分別代表城鎮(zhèn)化系統(tǒng)中的12個三級指標(biāo)(非農(nóng)業(yè)人口占比、二、三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員比重、城鎮(zhèn)人口密度、人均GDP、人均社會消費(fèi)品零售總額、第三產(chǎn)業(yè)GDP占比、城建用地占市區(qū)面積比重、每萬人擁有市轄區(qū)建成區(qū)面積、每萬人擁有醫(yī)生數(shù)、每萬人中大學(xué)生數(shù)、人均擁有移動電話數(shù)、人均擁有公交車輛數(shù))，X13—X24則為生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中的12個三級指標(biāo)(人均工業(yè)廢水排放量、人均工業(yè)煙(粉)塵排放量、人均工業(yè)SO2排放量、建成區(qū)綠化覆蓋率、人均水資源總量、人均耕地面積、人均綠地面積、城鎮(zhèn)生活污水處理率、生活垃圾無害化處理率、一般工業(yè)固體廢物綜合利用率、人均煤氣(人工天然氣)供量、人均液化石油氣供量指標(biāo))。

對于耦合協(xié)調(diào)度時空分布影響因素選取2009年、2018年2個時間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，結(jié)果見表4?？傮w來看，10 a間各影響因子對耦合協(xié)調(diào)度空間分布的決定力變化幅度較大。其中，人均社會消費(fèi)品零售總額、人均耕地面積、人均擁有市轄區(qū)建成區(qū)面積與人均擁有公交車輛數(shù)等指標(biāo)對耦合協(xié)調(diào)度空間分布的解釋力較大；第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重、建成區(qū)綠化覆蓋率等指標(biāo)對其空間分布的解釋力度較小。2009年人均擁有公交車輛數(shù)、人均日生活用水量、人均社會消費(fèi)品零售總額、非農(nóng)業(yè)人口占總?cè)丝诒戎氐戎笜?biāo)是影響耦合協(xié)調(diào)度空間分布的主導(dǎo)因子，10 a來隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快以及生態(tài)環(huán)境資源高效利用，甘肅省非農(nóng)人口快速增長，人民生活用水情況好轉(zhuǎn)，人民物質(zhì)文化生活水平大幅提高，社會商品購買力增強(qiáng)，與之相關(guān)的指標(biāo)對耦合協(xié)調(diào)度的決定力逐年下降。伴隨甘肅省整體耦合協(xié)調(diào)度等級的提升，決定其是否能協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的重心已經(jīng)從基礎(chǔ)城鎮(zhèn)化及生態(tài)環(huán)境治理轉(zhuǎn)向城鎮(zhèn)化中、高級階段及生態(tài)環(huán)境綠色治理。2018年主導(dǎo)因子成為二、三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員比重、人均工業(yè)廢水排放量、市轄區(qū)人均醫(yī)生個數(shù)、人擁有市轄區(qū)建成區(qū)面積等指標(biāo)，其余大多數(shù)指標(biāo)的決定力q值均有不同幅度上升，對甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度影響程度進(jìn)一步加深。

表4 2009年、2018年耦合協(xié)調(diào)度驅(qū)動因素因子探測結(jié)果

4 討論與結(jié)論

(1) 2009—2018年，甘肅省城鎮(zhèn)化系統(tǒng)綜合指數(shù)穩(wěn)定增長，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)綜合指數(shù)波動較大，但總體呈增長趨勢，相對發(fā)展水平以城鎮(zhèn)化滯后為主?？臻g分布上，兩系統(tǒng)高值區(qū)均為省會城市及工業(yè)城市，低值區(qū)集中于東部傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)城市。甘肅省城鎮(zhèn)化發(fā)展起步晚水平低，城鎮(zhèn)化和生態(tài)文明建設(shè)發(fā)展不充分、不平衡。10 a間，甘肅省兩系統(tǒng)的耦合度從拮抗階段進(jìn)入磨合階段。雖然整體呈現(xiàn)穩(wěn)步上升狀態(tài)，但其耦合程度仍然較低，生態(tài)環(huán)境資源低效利用限制了城鎮(zhèn)化的發(fā)展。

(2) 2009—2018年，甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)“S”型曲線變化，在波動中上升，協(xié)調(diào)類型從嚴(yán)重失調(diào)(不可接受)發(fā)展到瀕臨失調(diào)(勉強(qiáng)接受)階段，表明兩系統(tǒng)向著良性有序方向發(fā)展?？臻g上看，不同地級市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平差異顯著，從瀕臨失調(diào)階段到中度失調(diào)階段均有分布，空間集聚特征不明顯。高值區(qū)主要位于省會城市及產(chǎn)業(yè)動力充足的工業(yè)城市，低值區(qū)主要分布在經(jīng)濟(jì)發(fā)展較落后、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量差的農(nóng)業(yè)城市。

(3) 2009—2018年，驅(qū)動甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度發(fā)展的主導(dǎo)因素變化較大。地理探測器探測結(jié)果表明，人均社會消費(fèi)品零售總額、人均耕地面積、人擁有市轄區(qū)建成區(qū)面積、二、三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員比重、人均工業(yè)廢水排放量等指標(biāo)對耦合協(xié)調(diào)度驅(qū)動力較大。10 a間城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境兩系統(tǒng)大多數(shù)因子對耦合協(xié)調(diào)度驅(qū)動力呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢，在甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境發(fā)展過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注這些影響因子，不斷提升甘肅省城鎮(zhèn)化發(fā)展的質(zhì)量，綠色高效地進(jìn)行資源環(huán)境的治理，從而提出適合甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展的對策和建議。

當(dāng)前，有關(guān)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展關(guān)系既決定城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量優(yōu)劣，又成為區(qū)域是否可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。從本文分析研究來看，甘肅省整體城鎮(zhèn)化滯后，且省內(nèi)各市經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式及自然環(huán)境資源分布差異較大。甘肅省應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的不同特點(diǎn)，有針對性地制定發(fā)展策略。首先，通過合理拓展城鎮(zhèn)人口及土地空間范圍、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推動產(chǎn)城融合，實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)化“高水平、高質(zhì)量”發(fā)展。同時做好生態(tài)文明建設(shè)，充分發(fā)揮生態(tài)環(huán)境對城鎮(zhèn)化發(fā)展帶來的特殊效益。生態(tài)環(huán)境水平較高的地區(qū)，應(yīng)充分發(fā)揮自然稟賦優(yōu)勢，合理開發(fā)利用生態(tài)資源，依托旅游、文化等產(chǎn)業(yè)，建立持續(xù)發(fā)展的長效機(jī)制。生態(tài)環(huán)境水平較低的地區(qū)，應(yīng)首先調(diào)整發(fā)展方式，轉(zhuǎn)變資源利用觀念，加強(qiáng)環(huán)境問題及生活垃圾的治理，在實(shí)現(xiàn)生態(tài)資源利用效率提升的同時，保護(hù)好綠水青山。其次，城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度高的地區(qū)，近年來發(fā)展快速，但向周邊城市的輻射能力并不強(qiáng)，應(yīng)加強(qiáng)甘肅省各地區(qū)政府間深度合作，城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度高的城市應(yīng)與城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度低的城市分享經(jīng)驗(yàn)，在甘肅省“一體兩翼”發(fā)展戰(zhàn)略的帶領(lǐng)下，使耦合協(xié)調(diào)度高的城市輻射帶動周邊城市，促進(jìn)甘肅省整體城鎮(zhèn)化進(jìn)程、生態(tài)環(huán)境水平以及兩者協(xié)同發(fā)展水平的提升，逐步縮小各地區(qū)間發(fā)展差異。再者，在資源環(huán)境承載力基礎(chǔ)上，穩(wěn)步推動城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程的同時，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注驅(qū)動兩者協(xié)調(diào)發(fā)展的主導(dǎo)因素，因地制宜因勢利導(dǎo)，有方向有目的性地制定城鎮(zhèn)化系統(tǒng)及生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)發(fā)展策略，從而提出適合甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展的對策和建議。