少數(shù)民族聚集區(qū)“三生空間”功能耦合協(xié)調(diào)度時空演變及與人類活動強度關(guān)系
——以貴州省少數(shù)民族自治州為例

張雪松，徐梓津,3

(1.華中師范大學(xué) 地理過程分析與模擬湖北省重點實驗室,武漢 430079; 2.華中師范大學(xué) 城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,武漢 430079;3.貴州財經(jīng)大學(xué),貴陽 550025)

中國是一個統(tǒng)一的多民族國家，全國第七次人口普查數(shù)據(jù)顯示，我國少數(shù)民族人口占總?cè)丝诘?.89%，其分布廣泛但主要集中在西部及邊疆地區(qū)。少數(shù)民族因其獨特的民俗文化具備其獨有的特點。在國家民族共同繁榮政策及鄉(xiāng)村振興背景下，怎樣深入挖掘少數(shù)民族集聚區(qū)發(fā)展過程中存在的問題，如何協(xié)調(diào)少數(shù)民族集聚區(qū)發(fā)展與宜居、發(fā)展與保護(hù)之間的關(guān)系，成為當(dāng)下研究的重點。明確少數(shù)民族集聚區(qū)生產(chǎn)空間、生活空間、生態(tài)空間在功能上的協(xié)調(diào)發(fā)展水平及其與人類活動強度之間的關(guān)系，探索解決少數(shù)民族集聚區(qū)在發(fā)展振興過程中的問題，進(jìn)一步提升我國少數(shù)民族地區(qū)新型城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量，促進(jìn)少數(shù)民族集聚區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，成為區(qū)域發(fā)展面臨的重大命題[1]。

國內(nèi)已有的“三生空間”研究多集中在概念的定義和內(nèi)涵的界定、時空格局演變研究、分類與功能評價、耦合協(xié)調(diào)性研究、對“三生空間”的子空間進(jìn)行了相關(guān)研究等。其中，黃金川等[2]對“三生空間”的概念和內(nèi)涵做了詳細(xì)的界定；陳錢錢等[3]對江西省三生空間結(jié)構(gòu)時空格局進(jìn)行了多尺度分析；高星等[4]做了基于“三生空間”的雄安新區(qū)土地利用功能轉(zhuǎn)型與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究；劉鵬飛等[5]對中國城市生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間質(zhì)量水平格局與相關(guān)因素進(jìn)行分析；王成等[6-8]開展了重慶市鄉(xiāng)村三生空間功能耦合協(xié)調(diào)的時空特征與格局演化方面的研究，并且對“三生空間”的子系統(tǒng)生產(chǎn)空間進(jìn)行了有序性和適應(yīng)性評價方面的研究。

國外在“三生空間”的研究方面?zhèn)戎赜谥贫ê瓦\用空間規(guī)劃，并將空間區(qū)劃的最新理論用于指導(dǎo)實際工作。歐盟各國以及日本等發(fā)達(dá)國家與地區(qū)展開了多輪空間規(guī)劃工作[9-10]。德國在推進(jìn)空間規(guī)劃的實際工作中，不斷演化相關(guān)理論發(fā)展；荷蘭的空間規(guī)劃結(jié)合邊遠(yuǎn)地區(qū)開發(fā)、勞動就業(yè)以及產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)等區(qū)域特點制定措施[11-12]。

通過相關(guān)文獻(xiàn)梳理可以看出，“三生空間”研究主要集中在基于現(xiàn)狀的土地利用識別、國土空間規(guī)劃、空間子系統(tǒng)的研究。大部分研究僅針對單個零散城市及發(fā)達(dá)地區(qū)城市的研究展開，對少數(shù)民族集聚區(qū)的“三生空間”功能評價研究較少，尤其缺少對西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)少數(shù)民族集聚區(qū)的生產(chǎn)空間、生活空間、生態(tài)空間功能與人類活動強度相互作用與協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合研究。

基于此，本文從地市級空間尺度出發(fā)，選擇貴州省少數(shù)民族自治州為研究樣區(qū)，建立符合當(dāng)?shù)貙嶋H的“三生空間”功能水平評估指標(biāo)體系，結(jié)合數(shù)據(jù)可獲取性及權(quán)威性對研究樣區(qū)2012—2018年生產(chǎn)空間、生活空間、生態(tài)空間功能水平進(jìn)行綜合評價，利用耦合—協(xié)調(diào)度模型測算研究區(qū)城市發(fā)展協(xié)調(diào)水平，并與當(dāng)?shù)厝祟惢顒訌姸冉Y(jié)合分析，揭示少數(shù)民族集聚區(qū)國土空間功能時空演變與當(dāng)?shù)厝祟惢顒訌姸鹊姆之愐?guī)律，為少數(shù)民族集聚的區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供理論支撐與實踐依據(jù)。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

貴州省共有3個少數(shù)民族自治州，分別是黔東南州苗族侗族自治州(東經(jīng)107°17′—109°35′，北緯25°19′—27°31′)、黔南布依族苗族自治州(東經(jīng)106°12′—108°13′，北緯25°04′—27°29′)、黔西南布依族苗族自治州(東經(jīng)104°35′—106°32′，北緯24°38′—26°11′)[13]。各州2020年統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)顯示黔東南州苗族侗族自治州少數(shù)民族人口占總?cè)丝跀?shù)的81.70%[14]、黔南布依族苗族自治州少數(shù)民族人口占總?cè)丝跀?shù)的60.10%[15]、黔西南布依族苗族自治州少數(shù)民族人口占總?cè)丝跀?shù)的49.80%[16]。研究區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)見表1。

表1 研究區(qū)土地利用結(jié)構(gòu) %

研究區(qū)土地資源特點：(1)山地丘陵多，壩區(qū)平地少，巖溶分布廣；(2)土地資源呈立體分布，分布的垂直帶幅寬，自然坡度大，耕地分布自然坡度多在15°～25°；(3)土地類型破碎且復(fù)雜。

1.2 數(shù)據(jù)來源

由于貴州省2012年以前的經(jīng)濟(jì)社會數(shù)據(jù)統(tǒng)計口徑不一致，2012年之前和之后的數(shù)據(jù)不具備可對比性。2019年的經(jīng)濟(jì)社會數(shù)據(jù)還未正式公布，所以本研究選取2012—2018年的研究數(shù)據(jù)進(jìn)行測算。研究中涉及的經(jīng)濟(jì)社會數(shù)據(jù)來源于《中國縣域統(tǒng)計年鑒(縣市卷)》、《貴州省統(tǒng)計年鑒》、《貴州省國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展公報》、貴州省各地州市年鑒；環(huán)境污染數(shù)據(jù)來源于貴州省統(tǒng)計局網(wǎng)站；其中個別缺失數(shù)據(jù)由2012—2018年平均增長差值計算代替。研究區(qū)的空間數(shù)據(jù)來源于地理國情檢測云平臺。

2 指標(biāo)體系及模型構(gòu)建

參考已有文獻(xiàn)，結(jié)合欠發(fā)達(dá)地區(qū)實際，構(gòu)建欠發(fā)達(dá)地區(qū)“三生空間”功能評價指標(biāo)體系，所有數(shù)據(jù)均標(biāo)準(zhǔn)化處理，采用熵權(quán)法確定各指標(biāo)權(quán)重，測算2012—2018年研究區(qū)“三生空間”功能系統(tǒng)水平及耦合協(xié)調(diào)度評價值進(jìn)行對比分析。同時，測算研究區(qū)2012—2018年的人類活動強度值，引入響應(yīng)指數(shù)對兩者的相關(guān)性進(jìn)行科學(xué)分析。

2.1 “三生空間”功能評價

2.1.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 “三生空間”功能評價測算的數(shù)據(jù)涉及到經(jīng)濟(jì)、社會、空間、生態(tài)等各類數(shù)據(jù)，為了使各類數(shù)據(jù)具有可比性，需要消除變量間的量綱關(guān)系，所以本研究的數(shù)據(jù)均先進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法為：

2.1.2 熵權(quán)法 熵權(quán)法以整體的觀念去度量各變量所包含的不確定性，能最大限度地消除評價分析中的不確定性，使評價更具有客觀性[17]。本研究中“三生空間”功能評價指標(biāo)體系中各指標(biāo)權(quán)重由該算法確定。其計算公式為：

式中：Rij為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的值；ej為各指標(biāo)的熵值；gi=1-ej。

2.1.3 “三生空間”功能評價模型 利用“三生空間”功能系統(tǒng)評價模型[18]對研究區(qū)生產(chǎn)空間、生活空間、生態(tài)空間功能系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平進(jìn)行評價，以明確研究區(qū)“三生空間”功能系統(tǒng)綜合發(fā)展水平。其計算公式為：

式中：Qk為k子系統(tǒng)的功能評價值，k=1,2,3；Q1，Q2，Q3分別為生產(chǎn)空間功能系統(tǒng)評價值、生活空間功能系統(tǒng)評價值、生態(tài)空間功能系統(tǒng)評價值。

2.1.4 “三生空間”功能評價指標(biāo)體系 研究區(qū)“三生空間”功能系統(tǒng)是一個綜合的復(fù)合系統(tǒng)，分為生產(chǎn)空間功能子系統(tǒng)、生活空間功能子系統(tǒng)、生態(tài)空間功能子系統(tǒng)。參考已有的研究成果，考慮研究數(shù)據(jù)的權(quán)威性和可獲取性，生產(chǎn)空間功能子系統(tǒng)評價主要由經(jīng)濟(jì)水平和生產(chǎn)用地比重體現(xiàn)。本研究選取人均GDP、生產(chǎn)總值增長率、固定資產(chǎn)投資增長率、人均可支配收入和生產(chǎn)用地比重5個指標(biāo)；生活空間功能子系統(tǒng)評價主要由交通環(huán)境、教育環(huán)境、衛(wèi)生環(huán)境、居住環(huán)境和生活用地比重體現(xiàn)，選取了路網(wǎng)密度、人均專任教師數(shù)、人均衛(wèi)生機(jī)構(gòu)床位數(shù)、人口密度和生活用地比重5個指標(biāo)；生態(tài)空間功能子系統(tǒng)評價主要從生態(tài)環(huán)境污染、生態(tài)環(huán)境治理和生態(tài)用地比重體現(xiàn)，選取二氧化硫排放量、人均廢水排放量、人均公共綠地面積、工業(yè)固體廢物綜合利用率、生活垃圾無害化處理率和生態(tài)用地比重共留個指標(biāo)。結(jié)合研究區(qū)實際，構(gòu)建“三生空間”功能評價指標(biāo)體系，指標(biāo)層權(quán)重由前述熵權(quán)法確定。由于各子系統(tǒng)對區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的貢獻(xiàn)目前無法定量計算，按照同等重要性確定權(quán)重各為1/3[19](表2)。

表2 “三生空間”功能系統(tǒng)評價指標(biāo)體系

2.2 耦合協(xié)調(diào)度模型

耦合協(xié)調(diào)度是從物理學(xué)中引入，是描述兩個或兩個以上系統(tǒng)相互作用影響的程度，耦合作用和協(xié)調(diào)程度決定了系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r[20]。其計算方法為：

式中：C為系統(tǒng)的耦合度，其值在0～1，C越趨近于1，說明“三生空間”系統(tǒng)的3個子系統(tǒng)耦合度越高。但耦合度只能說明“三生空間”系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)相互作用的強弱及其相關(guān)性大小[21]，無法反映系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)調(diào)發(fā)展水平的高低。因此，引入耦合協(xié)調(diào)度模型，以分析研究區(qū)“三生空間”系統(tǒng)中3個子系統(tǒng)交互耦合的協(xié)調(diào)程度。其模型為：

式中：D為“三生空間”系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度，D值越高，代表耦合協(xié)調(diào)程度越高，D值越低，代表耦合協(xié)調(diào)程度越低。

2.3 人類活動強度測算模型

人類活動強度是表征人類對陸地表層影響和作用程度的綜合指標(biāo)[22]。陸地表層人類活動強度的計算公式為：

式中：HAILS為陸地表層人類活動強度；SCLE為建設(shè)用地當(dāng)量面積；S為研究區(qū)總面積；SLi為第i種土地利用/覆被類型的面積；CIi為第i種土地利用/覆被類型的建設(shè)用地當(dāng)量折算系數(shù)；n為區(qū)域內(nèi)土地利用/覆被類型數(shù)。

建設(shè)用地當(dāng)量(CLE)是指一種用于比較不同人類活動方式對陸地表層作用程度的，且通過土地利用/覆被類型得到反映的度量單位[23]。參考已有文獻(xiàn)的研究[24-25]，不同土地利用類型的建設(shè)用地當(dāng)量折算系數(shù)(CI)[26]見表3。

表3 不同土地利用類型的建設(shè)用地當(dāng)量折算系數(shù)

2.4 “三生空間”功能耦合協(xié)調(diào)度對人類活動強度的響應(yīng)模型

相關(guān)性分析是對兩個或多個變量通過數(shù)理統(tǒng)計分析，以衡量變量因素之間的密切程度[27]。為定量評價“三生空間”功能協(xié)調(diào)耦合度對人類活動強度的響應(yīng)過程，本研究借鑒經(jīng)濟(jì)學(xué)中點彈性公式，引入“響應(yīng)指數(shù)”表示“三生空間”功能協(xié)調(diào)耦合度對人類活動強度的影響程度。具體計算方法為：

式中:dD為“三生空間”功能耦合協(xié)調(diào)度的導(dǎo)數(shù);dHAILS為是人類活動強度的導(dǎo)數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 “三生功能”系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度測算

根據(jù)對研究區(qū)各地州市“三生空間”功能系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的測算，研究區(qū)2012—2018年“三生空間”功能系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度總體呈現(xiàn)出向好水平，其中黔東南州苗族侗族自治州的“三生空間”功能系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度出現(xiàn)大幅波動；黔西南布依族苗族自治州2013年“三生空間”功能系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度出現(xiàn)低值；黔南布依族苗族自治州“三生空間”功能系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度在2012—2018年總體穩(wěn)定增強。黔南布依族苗族自治州、黔西南布依族苗族自治州2014年“三生空間”功能系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度開始高于0.5；黔東南州苗族侗族自治州“三生空間”功能系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度2014年開始高于0.5，2015年達(dá)到峰值后回落，自2016年開始重新穩(wěn)步提升(圖1)。

圖1 研究區(qū)2012-2018年“三生空間”功能耦合協(xié)調(diào)水平

研究區(qū)“三生空間”功能系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的測算結(jié)果顯示黔東南苗族侗族自治州在2012—2016年“三生空間”功能系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度劇烈波動，顯示出該地在2012—2016年人地矛盾突出，生產(chǎn)空間功能系統(tǒng)、生活空間功能系統(tǒng)、生態(tài)空間功能系統(tǒng)發(fā)展不平衡；黔西南布衣族苗族自治州在2012—2014年波動劇烈，該地在此期間快速城鎮(zhèn)化，引起當(dāng)?shù)亍叭臻g”轉(zhuǎn)型和重構(gòu)，表現(xiàn)出“三生空間”功能水平發(fā)展不協(xié)調(diào)、不充分。黔南布依族苗族自治州“三生空間”功能耦合協(xié)調(diào)水平在2012—2018年較為穩(wěn)定，無明顯劇烈波動；所以在少數(shù)民族集聚區(qū)，雖然少數(shù)民族語言溝通及民族習(xí)俗有別于其他地區(qū)，但是在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展過程中，考慮少數(shù)民族的特點，因地制宜地開展規(guī)劃引導(dǎo)和給予政策支持，可以緩解少數(shù)民族地區(qū)人地關(guān)系矛盾，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會健康有序發(fā)展。

3.2 人類活動強度測算

研究區(qū)2012—2018年人類活動強度測算結(jié)果顯示，黔東南州苗族侗族自治州、黔南布依族苗族自治州、黔西南布依族苗族自治州人類活動強度較弱。研究區(qū)人類活動強度雖然在個別年份略有浮動，但是總體在持續(xù)加強(圖2)。

圖2 研究區(qū)2012-2018年人類活動強度測算結(jié)果

2012—2018年，黔東南苗族侗族自治州、黔南布依族苗族自治州、黔西南布依族苗族自治州由于土地破碎化嚴(yán)重、喀斯特地貌分布廣泛且可利用性有限和少數(shù)民族特有民俗文化等原因，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡并表現(xiàn)出人類活動強度較弱?？偟膩砜?，研究區(qū)人類活動強度雖然在個別年份略有浮動，但是隨著區(qū)域發(fā)展規(guī)劃的不斷優(yōu)化，城鎮(zhèn)化加速，社會經(jīng)濟(jì)活動增強，研究區(qū)人類活動強度總體在持續(xù)加強。

3.3 “三生空間”功能耦合協(xié)調(diào)度對人類活動強度響應(yīng)的測算

響應(yīng)指數(shù)R為正數(shù)，表示人類活動強度與“三生空間”功能耦合協(xié)調(diào)度之間呈現(xiàn)正響應(yīng)關(guān)系，人類活動強度對“三生空間”功能耦合協(xié)調(diào)度具有正面影響；R為負(fù)數(shù)時，表示“三生空間”功能耦合協(xié)調(diào)度與人類活動強度之間呈現(xiàn)負(fù)響應(yīng)關(guān)系，人類活動強度對“三生空間”功能耦合協(xié)調(diào)度具有負(fù)面影響；當(dāng)R為0時，表示人類活動強度與“三生空間”功能耦合協(xié)調(diào)度之間在理論上沒有產(chǎn)生影響。

測算結(jié)果顯示，2014年之前研究區(qū)“三生空間”功能耦合協(xié)調(diào)度對人類活動強度的響應(yīng)程度無明顯規(guī)律，相互之間的關(guān)系紊亂；在人類活動強度對生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間脅迫的同時，也存生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間人類活動強度的約束；黔東南苗族侗族自治州在2013年、2014年兩年出現(xiàn)負(fù)響應(yīng)，說明2013年與2014年該地人地關(guān)系發(fā)展不協(xié)調(diào)，表現(xiàn)為人類活動強度與生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間系統(tǒng)的矛盾突出；2014年以后研究區(qū)“三生空間”功能耦合協(xié)調(diào)度對人類活動的響應(yīng)程度趨于穩(wěn)定(圖3)。

圖3 研究區(qū)“三生空間”耦合協(xié)調(diào)度對人類活動強度的響應(yīng)

4 結(jié) 論

(1)2012—2018年，貴州省少數(shù)民族地區(qū)的政策導(dǎo)向促進(jìn)了當(dāng)?shù)亍叭臻g”功能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，其中生產(chǎn)空間功能(經(jīng)濟(jì)發(fā)展)與生態(tài)空間功能(生態(tài)保護(hù))之間的平衡是提高可持續(xù)發(fā)展能力的難點和重點。在平衡兩者的過程中會引起區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和生態(tài)保護(hù)水平之間的波動。

(2)貴州省少數(shù)民族地區(qū)2012—2018年人類活動強度持續(xù)不斷增強，與當(dāng)?shù)亍叭臻g”功能系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度具有一定的相關(guān)性。

(3)2012—2018年，貴州省少數(shù)民族地區(qū)“三生空間”功能系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度與人類活動強度兩者在劇烈的相互影響中趨于穩(wěn)定，2014年以前貴州省少數(shù)民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展過快和過強帶來嚴(yán)重的人地矛盾。但是，當(dāng)?shù)卣粩嗾{(diào)整發(fā)展思路，在學(xué)習(xí)東中部地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展經(jīng)驗的同時，嘗試符合研究區(qū)實際的發(fā)展辦法，有力地緩解了人地矛盾。

本文從“三生空間”功能的視角探究欠發(fā)達(dá)地區(qū)“三生空間”功能系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)情況，構(gòu)建了適用于貴州省少數(shù)民族地區(qū)“三生空間”功能評價指標(biāo)體系；嘗試并實現(xiàn)了欠發(fā)達(dá)地區(qū)“三生空間”功能系統(tǒng)研究的定量表達(dá)，豐富了少數(shù)民族地區(qū)“三生空間”功能系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。然而，少數(shù)民族地區(qū)生產(chǎn)空間、生活空間、生態(tài)空間系統(tǒng)是一套具有綜合性、復(fù)雜性和開放性的人地關(guān)系系統(tǒng)，而少數(shù)民族本身有具有獨特的民風(fēng)習(xí)俗，進(jìn)一步探究少數(shù)民族地區(qū)不同民族特點下“三生空間”功能系統(tǒng)時空演變的內(nèi)在規(guī)律及作用機(jī)制，以實現(xiàn)少數(shù)民族聚集區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，是下一步研究的重要方向。