黃河上游地區(qū)（陜甘寧青）“三生空間”功能的演變特征及耦合協(xié)調(diào)分析

李玲慧 ，趙銳鋒 *，明思雨 ，韓梓佚 ，賈志斌

1.西北師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，蘭州 730070

2.甘肅省綠洲資源環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730070

國土空間作為人類生存與發(fā)展的載體，是生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能交互的復(fù)雜系統(tǒng)和場所（劉繼來等，2017；Zong et al，2018；黃安等，2020）。而三生功能之間相互影響，某一功能過度發(fā)展會對其他功能的發(fā)揮產(chǎn)生限制作用，導(dǎo)致生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間沖突的激化，影響區(qū)域生產(chǎn)-生活-生態(tài)復(fù)合系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可持續(xù)性（Gao et al，2016；Fang et al，2018）。十九大以來我國提出了促進(jìn)三生空間耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的總體要求，并將優(yōu)化國土空間開發(fā)格局作為有效推進(jìn)地區(qū)生態(tài)文明建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的重大舉措（金星星等，2018）。在此背景下，分析三生功能的演變特征，探索區(qū)域三生功能的協(xié)調(diào)發(fā)展，已成為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題。

國外學(xué)術(shù)界沒有明確界定三生功能的概念，而與之相關(guān)的是土地多功能的研究，主要是從土地多功能的概念（Wiggering et al，2006）、體系劃分（Fagioli et al，2017）、土地多功能格局變化（Rallings et al，2019）、土地利用多功能優(yōu)化（Rallings et al，2019）、土地多功能可持續(xù)發(fā)展（Liberati et al，2019）及評估（Callo-Concha and Denich，2014）等方面，分別在不同時空尺度研究土地多功能的動態(tài)變化。國內(nèi)學(xué)者主要是基于三生功能的國土空間研究，圍繞三生空間概念與內(nèi)涵（黃金川等，2017）、三生空間功能識別（李廣東和方創(chuàng)琳，2016）、三生空間功能評價及時空演化特征（Duan et al，2021）、三生空間功能優(yōu)化發(fā)展規(guī)律（張雄等，2021）以及三生功能耦合協(xié)調(diào)（Yang et al，2020）等方面展開研究。研究尺度包括國家、城市群、省、市、縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)多個尺度（劉繼來等，2017；Zhou et al，2017；李欣等，2019；張路路等，2019；Zou et al，2020）。研究方法主要采用土地利用類型歸并法和指標(biāo)體系測算法（Zhou et al，2017；Zou et al，2020），其中土地利用類型歸并法常用于圖斑尺度的研究，可以快速識別三生空間在“量”上的分布特征，但難以刻畫三生空間功能強(qiáng)弱的變化；指標(biāo)體系測算法主要應(yīng)用在宏觀尺度，且能夠反映空間“質(zhì)”和“量”的特征?？傮w來看，目前對于三生功能關(guān)系的研究主要圍繞三生功能在時空上的差異，較少關(guān)注三生功能之間的協(xié)調(diào)與權(quán)衡的關(guān)系，并且已有的研究對象均為東部和中部相對較為發(fā)達(dá)的區(qū)域，對于生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)的研究屈指可數(shù)。

2019年9月18日，習(xí)近平總書記在鄭州主持召開黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會并發(fā)表重要講話，強(qiáng)調(diào)黃河流域是我國重要的生態(tài)屏障和經(jīng)濟(jì)地帶，在我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和生態(tài)安全方面具有十分重要的地位，并將黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展提升為國家戰(zhàn)略，這為黃河上游地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)指明了發(fā)展道路。要實(shí)現(xiàn)黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展，必須將黃河上游地區(qū)作為重要切入點(diǎn)，充分發(fā)揮其重要作用。黃河上游地區(qū)是一個革命老區(qū)、民族老區(qū)和“一帶一路”疊加交織的地域系統(tǒng)（劉小鵬等，2020），大部分處于高原地區(qū)，生態(tài)環(huán)境脆弱，水土流失嚴(yán)重，環(huán)境承載力差。但作為黃河發(fā)源地，上游地區(qū)肩負(fù)著涵養(yǎng)水源的重大使命，隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的快速發(fā)展，其生產(chǎn)、生活與生態(tài)功能發(fā)展之間處于一種不平衡的狀態(tài)，嚴(yán)重威脅到黃河流域的可持續(xù)發(fā)展（齊曉娟和童玉芬，2008），因此該地區(qū)如何在未來實(shí)現(xiàn)可持續(xù)與高質(zhì)量的發(fā)展尤為重要。本研究通過構(gòu)建三生功能綜合評價指數(shù)以探究三生功能發(fā)展趨勢及耦合協(xié)調(diào)的演變規(guī)律，以期為黃河上游制定提升三生功能、促進(jìn)三生功能協(xié)調(diào)發(fā)展的相關(guān)策略提供參考。

1 研究區(qū)概況

黃河上游地區(qū)包括陜西省、甘肅省、青海省、寧夏回族自治區(qū)，總面積達(dá)144.20萬km2，約占全國土地面積的15%（汪一鳴，1985）（圖1），屬于溫帶季風(fēng)氣候和溫帶大陸性氣候，降水自東向西、自南向北遞減。自然環(huán)境條件較為嚴(yán)酷，土地貧瘠，地貌復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境相對脆弱。2017年末，該區(qū)域的常住人口達(dá)到7743萬人，常住人口城鎮(zhèn)化率為53.08%，比全國常住人口城鎮(zhèn)化率低5.44%。改革開放以來，經(jīng)濟(jì)重心逐漸由農(nóng)業(yè)向工業(yè)和服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)移，第一產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重逐年下降，2017年占比僅為9.26%。隨著城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的快速發(fā)展，城鄉(xiāng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展差距大，全年常住居民人均可支配收入為0.81萬元，僅為城鎮(zhèn)常住居民平均水平的30.69%；同時面臨城市發(fā)展中工業(yè)污染物排放、化肥使用量增加等問題，對脆弱的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極大的壓力（徐輝等，2020）。因此在黃河上游地區(qū)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展過程中，識別三生功能之間的時空演化規(guī)律和耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，對實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。

圖1 研究區(qū)概況Fig. 1 Location of study area

2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

所用數(shù)據(jù)來源于《陜西統(tǒng)計(jì)年鑒》（1999 —2018年）、《甘肅發(fā)展年鑒》（1999 — 2018年）、《寧夏統(tǒng)計(jì)年鑒》（1999 — 2018年）、《青海統(tǒng)計(jì)年鑒》（1999 — 2018年）、《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》（1999 — 2018年）及陜西省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報（1998 — 2017年）、甘肅省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報（1998 — 2017年）、寧夏回族自治區(qū)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報（1998 — 2017年）、青海省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報（1998—2017年）。其中各省區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒相關(guān)數(shù)據(jù)均通過中國經(jīng)濟(jì)大數(shù)據(jù)研究平臺獲?。╤ttps://data.cnki.net/HomeNew/index /），統(tǒng)計(jì)公報均通過中國統(tǒng)計(jì)信息網(wǎng)（http://www.tjcn.org/tjgb/30nx /）獲取。

2.2 指標(biāo)體系構(gòu)建及綜合評價法

科學(xué)合理的指標(biāo)體系可以客觀評價一個區(qū)域的生產(chǎn)-生活-生態(tài)功能的協(xié)調(diào)水平，因此構(gòu)建評價指標(biāo)體系是研究黃河上游地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。本研究在考慮研究區(qū)域?qū)嶋H情況，總結(jié)Zhou et al（2017）和李欣等（2019）相關(guān)研究成果及考慮數(shù)據(jù)可獲取性的基礎(chǔ)上提出適合黃河上游地區(qū)的三生功能評價體系（表1）。

表1 黃河上游地區(qū)三生功能指標(biāo)體系及權(quán)重Tab. 1 The weight and index system of production-living-ecological function in the upper reaches of the Yellow River

本研究使用熵值法確定指標(biāo)權(quán)重，以消除確定權(quán)重的主觀因素（Wang et al，2015；Hussain et al，2020）。通常來講，某個指標(biāo)的信息熵越小，表明指標(biāo)的變異程度越大，所提供的信息量越多，在綜合評價中起到的作用越大，其權(quán)重也越大。根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)的熵值大小并確定權(quán)重，從而得到三生功能的綜合值。公式如下：

式中：Zij代表第i指標(biāo)在j年的標(biāo)準(zhǔn)值，wi代表第i指標(biāo)的權(quán)重，PFI代表生產(chǎn)功能指標(biāo)值，LFI代表生活功能指標(biāo)值，EFI指的是生態(tài)功能指標(biāo)值。

2.3 三角模型

三角模型（triangle model）是由美國農(nóng)業(yè)部提出的根據(jù)土壤中沙土、壤土和黏土的含量和比例來確定土壤類型的分析方法（Xu et al，2006）。在土壤粒度分布的三角模型中，沙土、壤土和黏土含量互充，以百分比表示它們的相對含量之和等于1（Wang et al，2008）。然而在本研究中三生功能指數(shù)（生產(chǎn)功能指數(shù)、生活功能指數(shù)、生態(tài)功能指數(shù)）在三角形模型中不一定具有互補(bǔ)關(guān)系，在三角模型中不能表現(xiàn)。因此參考Zhou et al（2017）和姚嵐等（2015）的研究，引進(jìn)了兩個指標(biāo)：一是非生產(chǎn)功能指數(shù)（“非生產(chǎn)功能指數(shù)=1 - PFI”），二是非生態(tài)功能指數(shù)（“非生態(tài)功能指數(shù)= 1 - EFI”），從而在三角形模型中表征生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能之間相互影響的狀態(tài)和發(fā)展趨勢（圖2），并分為A、B、C、D、E五個不同的等級（表2）。同時根據(jù)三個指數(shù)的相對比例變化，在三角模型內(nèi)（不包括邊界）有七個可能的發(fā)展趨勢，三生功能可能會向任何給定的方向發(fā)展（表3）。

表2 三生功能相互作用發(fā)展?fàn)顟B(tài)評價Tab. 2 Evaluation of the development status of the interaction of production-living-ecological function

表3 三生功能相互作用演變趨勢評價Tab. 3 Evaluation on the evolution trend of the interaction of production-living-ecological function

圖2 基于非生產(chǎn)-生活-非生態(tài)構(gòu)建的三角模型Fig. 2 A triangle model based on non-production-living-nonecological functions

2.4 耦合協(xié)調(diào)度模型

三生功能之間存在著相互促進(jìn)、相互脅迫的耦合互動關(guān)系，參考相關(guān)研究成果，并結(jié)合本研究實(shí)際情況，構(gòu)建三生功能耦合度（Li et al，2012；王成和唐寧，2018）測量模型，具體如下：

式中：C為三生功能耦合度，其值越大說明三生功能之間的相互影響越強(qiáng)烈；參考相關(guān)研究成果（張旺等，2013；Tang，2015），將耦合度劃分為四種類型（表4）。

表4 三生功能耦合度類型劃分Tab. 4 Classification of coupling degree types of production-living-ecological function

（續(xù)表1 Continued Tab. 1）

（續(xù)表1 Continued Tab. 1）

三生功能間存在著相互促進(jìn)、相互拮抗的關(guān)系，為了進(jìn)一步探究三生功能是在高水平之間促進(jìn)或者低水平上相互制約，引入耦合協(xié)調(diào)度指數(shù)構(gòu)建三生功能耦合協(xié)調(diào)模型（Li et al，2012；王琦和湯放華，2015），耦合協(xié)調(diào)程度越高，三生空間功能之間的協(xié)同推進(jìn)作用就越強(qiáng)，具體如下：

式中：D指的是三生空間功能耦合協(xié)調(diào)度，T表示生活、生產(chǎn)、生態(tài)功能的綜合協(xié)調(diào)指數(shù)，α、β、γ分別為生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能的系數(shù)，且α+β+γ= 1，為生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能貢獻(xiàn)率的待定系數(shù)，由于三者對經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的貢獻(xiàn)同等重要，定為α=β=γ= 1/3。并結(jié)合相關(guān)研究成果（張玉萍等，2014；王琦和湯放華，2015）將耦合協(xié)調(diào)度劃分為五種類型（表5），其值越低，生產(chǎn)、生活和生態(tài)功能之間沖突越大。

表5 三生功能耦合協(xié)調(diào)度類型的劃分Tab. 5 Classification of coupling coordination degree types of production-living-ecological function

3 結(jié)果與分析

3.1 黃河上游地區(qū)三生功能發(fā)展特征

如圖3a所示，在1998 — 2017年黃河上游地區(qū)三生功能總體均呈上升趨勢，但生產(chǎn)、生活功能發(fā)展速度較快，而生態(tài)功能變化趨勢平緩，增長速度相對較慢。在1998 — 2011年生態(tài)功能占主導(dǎo)地位，生產(chǎn)與生態(tài)功能差距較大，但隨著城鎮(zhèn)化和經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，生產(chǎn)和生活功能均趨于增加，且增長趨勢十分明顯，與生態(tài)功能之間差距逐漸變??；2012 — 2014年，生產(chǎn)、生活功能增長速度較快，由生態(tài)功能主導(dǎo)向生產(chǎn)功能主導(dǎo)轉(zhuǎn)變，生產(chǎn)、生活與生態(tài)功能之間差距變?。?015 — 2017年生產(chǎn)、生活功能增長速度較快，而生態(tài)功能呈緩慢、波動式增加，生產(chǎn)功能處于生活、生態(tài)功能上方，占主導(dǎo)地位。1998年以來政府出臺的《國務(wù)院關(guān)于實(shí)施西部大開發(fā)若干政策措施的通知》、《關(guān)于促進(jìn)西部地區(qū)特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》、《西部大開發(fā)“十一五”規(guī)劃》（魏后凱，2011）及《推動共建絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶和21世紀(jì)海上絲綢之路的愿景與行動》等政策，通過發(fā)揮陜西、甘肅綜合經(jīng)濟(jì)文化和寧夏、青海民族人文優(yōu)勢，打造西安內(nèi)陸型改革開放新高地，加快蘭州、西寧開發(fā)開放，推進(jìn)寧夏內(nèi)陸開放型經(jīng)濟(jì)試驗(yàn)區(qū)建設(shè)，促進(jìn)了黃河上游地區(qū)生產(chǎn)、生活功能快速發(fā)展，但同時也給環(huán)境帶來了巨大的壓力。

在圖3b — 3e中，1998 — 2017年各省區(qū)三生功能表現(xiàn)出差異化發(fā)展趨勢，其中生產(chǎn)、生活功能上升趨勢明顯，而生態(tài)功能總體均呈波動式上升趨勢。在1998 — 2011年，除青海生態(tài)功能上下浮動外，其他省區(qū)生態(tài)功能均居于主導(dǎo)地位，這主要是1999年政府率先在陜西、甘肅等區(qū)域進(jìn)行退耕還林試點(diǎn)，并在2002年制定《退耕還林條例》和《國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步完善退耕還林政策措施的若干意見》等措施來緩解生態(tài)環(huán)境壓力。同時，西部大開發(fā)的實(shí)施，促進(jìn)了各省區(qū)生產(chǎn)、生活功能的發(fā)展，雖然在2003年、2008年分別受到SARS事件和金融危機(jī)的影響，但均在短期內(nèi)恢復(fù)，整體上還是呈現(xiàn)上升趨勢；在2012 — 2014年，各省區(qū)生產(chǎn)、生活功能增長速度較快，生態(tài)功能增長水平處于中間，因此三生功能之間開始交織變化，均呈上升趨勢。在2015 — 2017年，各省區(qū)生產(chǎn)、生活功能增長速度較快且占主導(dǎo)地位，生態(tài)功能處于增長階段，經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康增長，生態(tài)環(huán)境改善，三生功能快速穩(wěn)健發(fā)展。

圖3 1998 — 2017年黃河上游地區(qū)的三生功能變化趨勢Fig. 3 The variation trend of production-living-ecological function indexes in the upper reaches of the Yellow River during 1998 — 2017

3.2 黃河上游地區(qū)三生功能相互作用的變化特征

由圖4a可知：黃河上游地區(qū)三生功能發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，1998 — 2011年三生功能之間相互作用十分微弱且由E區(qū)向D區(qū)發(fā)展，表示由極低水平過渡到低水平；2012 — 2014年三生功能相互作用略微增強(qiáng)，位于C區(qū)（中等水平）；在2015 — 2017年三生功能相互作用總體呈上升趨勢，整體發(fā)展水平較高，處于B區(qū)（高等水平）。

在研究期間其三生功能可持續(xù)狀態(tài)存在三個明顯趨勢，即一般發(fā)展趨勢（T1）、極強(qiáng)發(fā)展趨勢（T2）、一般發(fā)展趨勢（T3）。1998 — 2011年，在T1和T3方向波動發(fā)展；2012 — 2014年，在T3方向發(fā)展；2015 — 2017年向T2發(fā)展，表明三生功能相互作用上升到極高水平（A區(qū)域）的態(tài)勢。黃河上游地區(qū)在1998 — 2017年三生功能相互作用從極低水平發(fā)展到高等水平，整個發(fā)展趨勢由單一功能主導(dǎo)向生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能并列發(fā)展，相互作用增強(qiáng)，三生功能向更可持續(xù)的方向發(fā)展。

根據(jù)圖4b — 4e可知：四省區(qū)三生功能在1998 — 2011年的相互作用較弱，由E區(qū)向D區(qū)發(fā)展，意味著發(fā)展?fàn)顟B(tài)從極低水平向低水平過渡；在2012 — 2014年，除陜西在2014年處于B區(qū)，其他省區(qū)均處于C區(qū)（中等水平）；在2015 — 2017年，三生功能相互作用總體呈上升趨勢，除陜西在2017年達(dá)到A區(qū)（極高水平），其他省區(qū)均處于B區(qū)（高等水平）。表明各省區(qū)三生功能由極低水平向高等水平發(fā)展，但陜西發(fā)展水平高于其他省區(qū)，主要是由于各省區(qū)自然條件、政策差異所導(dǎo)致。陜西地處我國內(nèi)陸腹地，是大西北的門戶，具有承東啟西、連接南北的區(qū)位優(yōu)勢，同時也是中華民族文化和華夏文化的重要發(fā)祥地，曾長期是我國的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，使得陜西旅游資源得天獨(dú)厚；此外，陜西出臺《陜西省優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)“九五”發(fā)展計(jì)劃實(shí)施方案》，加快六大優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)（機(jī)電工業(yè)、能源化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、建筑業(yè)、旅游業(yè)及果業(yè)）的發(fā)展；加之陜西國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展“十五”、“十一五”、“十二五”、“十三五”規(guī)劃以及2008年成立陜西省生態(tài)文明建設(shè)促進(jìn)會，同時促進(jìn)了生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能發(fā)展。然而，甘肅不僅自然條件較差，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)脆弱，且地理區(qū)位封閉，開放步伐緩慢；寧夏區(qū)位和自然環(huán)境差，基礎(chǔ)設(shè)施較為落后，加之產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化能力較弱，經(jīng)濟(jì)涉外能力不足等；青海則是山脈眾多，平均海拔3000 m以上，并且有三江源自然保護(hù)區(qū)。在生態(tài)脆弱、工業(yè)發(fā)展嚴(yán)重受限制等情況下，即使采取了一系列措施以提高三生功能發(fā)展水平，但依舊低于陜西。因此，未來需要政府采取差異化的措施，以促進(jìn)各省區(qū)三生功能相互作用更好的發(fā)展（Wang et al，2018）。

圖4 黃河上游地區(qū)三生功能相互作用的三角模型Fig. 4 A triangle model of production-living-ecological functional interaction in the upper reaches of the Yellow River

3.3 黃河上游地區(qū)三生功能耦合協(xié)調(diào)的演變特征

由圖5可知：耦合度由0.08增加到0.53，耦合協(xié)調(diào)度由0.09增加到0.71，耦合度及耦合協(xié)調(diào)度均呈增長趨勢。在1998 — 2011年，三生功能耦合度從低耦合向拮抗時期過渡，耦合協(xié)調(diào)度處于嚴(yán)重失調(diào)水平向中度失調(diào)發(fā)展；2012 — 2014年其耦合度進(jìn)入了拮抗性發(fā)展，耦合協(xié)調(diào)度在2012年到達(dá)基本協(xié)調(diào)水平，并在2013 — 2014年向中度協(xié)調(diào)階段發(fā)展；2015 — 2017年三生功能發(fā)展速度提升，三生功能耦合度由拮抗到磨合階段發(fā)展，耦合協(xié)調(diào)度處于中度協(xié)調(diào)水平，在此階段三生功能進(jìn)入了磨合發(fā)展的狀態(tài)。1998—2017年，研究區(qū)耦合協(xié)調(diào)水平逐漸提升至中度協(xié)調(diào)階段，但距離高度協(xié)調(diào)還有一定差距。

圖5 1998 — 2017年黃河上游地區(qū)三生功能耦合度和耦合協(xié)調(diào)度演變Fig. 5 Coupling degree and coupling coordination degree of production-living-ecological function in in the upper reaches of the Yellow River during 1998 — 2017

圖6可知：1998—2017年，陜西的三生功能耦合度從0.11增加到0.52，耦合協(xié)調(diào)度從0.13增加到0.69，由嚴(yán)重失調(diào)水平向中度協(xié)調(diào)水平發(fā)展，總體呈線性增長，但在1999年、2000年出現(xiàn)小幅下滑，主要與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能較弱及生態(tài)保護(hù)措施不夠完善有關(guān)。但總體發(fā)展較好是因?yàn)樨S富的旅游資源、相對完善的公共基礎(chǔ)設(shè)施，其生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能向相互協(xié)調(diào)、共贏的方向發(fā)展。

圖6 1998 — 2017年陜甘寧青三生功能耦合度和耦合協(xié)調(diào)度Fig. 6 Coupling degree and coupling coordination degree of production-living-ecological function in Shaanxi, Gansu, Ningxia and Qinghai during 1998 — 2017

1998 — 2017年，甘肅的三生功能耦合度上升了0.42，耦合協(xié)調(diào)度從0.10 上升到0.68，由嚴(yán)重失調(diào)水平上升到中度協(xié)調(diào)水平，發(fā)展較為平穩(wěn)，僅在2002年出現(xiàn)輕微下滑。主要與污染處理率指標(biāo)下降、農(nóng)用化肥施用量指標(biāo)增大有關(guān)，表明在《甘肅省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十個五年計(jì)劃綱要》促進(jìn)下，甘肅省社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的承載能力提出更高的要求，但甘肅生態(tài)環(huán)境本底較為脆弱，一定程度上限制了生產(chǎn)與生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1998 — 2017年，青海的三生功能耦合度由0.09增加到0.51，耦合協(xié)調(diào)度從0.11增加到0.68，由嚴(yán)重失調(diào)水平上升到中度協(xié)調(diào)水平，但在2001年和2006年出現(xiàn)輕微下滑。2001年主要與每萬人擁有醫(yī)院床位數(shù)、城鄉(xiāng)居民收入水平對比等指標(biāo)值的降低有關(guān) ；2006年還與人均水資源指標(biāo)值降低有關(guān)。另外耦合協(xié)調(diào)水平總體呈線性增長，主要是《關(guān)于促進(jìn)西部地區(qū)特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》等政策的支持，大力發(fā)展畜牧業(yè)、旅游業(yè)等產(chǎn)業(yè)。

1998 — 2017年，寧夏的三生功能耦合度由0.10增加到0.51，耦合協(xié)調(diào)度從0.11上升到0.66，從嚴(yán)重失調(diào)水平上升到中度協(xié)調(diào)水平，但在2002年、2003年出現(xiàn)連續(xù)下滑，這主要是由于糧食單位面積產(chǎn)量、旅游總收入等指標(biāo)值下降。但整體發(fā)展?fàn)顩r較為平穩(wěn)，主要是由于《關(guān)于進(jìn)一步促進(jìn)寧夏經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的若干意見》及《國務(wù)院關(guān)于寧夏內(nèi)陸開放型經(jīng)濟(jì)試驗(yàn)區(qū)規(guī)劃的批復(fù)》等政策的支持，保障了該地區(qū)社會文化進(jìn)步，生態(tài)環(huán)境保護(hù)進(jìn)一步發(fā)展，從而達(dá)到中度協(xié)調(diào)水平。

各省區(qū)在研究期間耦合協(xié)調(diào)水平的發(fā)展趨勢存在差異，在1998 — 2011年，各省區(qū)處于波動發(fā)展?fàn)顟B(tài)，陜西的耦合協(xié)調(diào)水平先下降后上升，而寧夏、青海處于曲折發(fā)展?fàn)顩r，呈先上升后下降再上升的變化趨勢，甘肅一直呈現(xiàn)上升趨勢；在2012 — 2014年，四省區(qū)均呈上升發(fā)展趨勢，且陜西的耦合協(xié)調(diào)水平均高于其他省區(qū)，而甘肅、寧夏、青海發(fā)展速率比較一致；在2015 — 2017年，各省區(qū)的耦合協(xié)調(diào)水平發(fā)展趨勢較為一致，均呈上升趨勢，但陜西領(lǐng)先其他省區(qū)?？傊魇^(qū)三生功能耦合協(xié)調(diào)水平大體上均呈線性增長趨勢，從嚴(yán)重失調(diào)發(fā)展到中度協(xié)調(diào)階段，這與Zhou et al（2017）的研究結(jié)果存在差異，其發(fā)現(xiàn)杭州灣城市群在2013年已經(jīng)達(dá)到了中等協(xié)調(diào)水平以上，寧波甚至已經(jīng)達(dá)到極高協(xié)調(diào)水平。主要受各省區(qū)地理位置、自然環(huán)境本底的影響，尤其是在1979 — 1990年向東傾斜的不平衡發(fā)展階段，導(dǎo)致發(fā)展動力不足，同時對生態(tài)環(huán)境保護(hù)不徹底，導(dǎo)致耦合協(xié)調(diào)水平發(fā)展存在差異。

3.4 子功能對三生功能耦合協(xié)調(diào)水平的貢獻(xiàn)分析

利用變異系數(shù)分析導(dǎo)致黃河上游地區(qū)耦合協(xié)調(diào)水平產(chǎn)生差異的主要因子（圖7），可以看出文化教育、就業(yè)安全、居住、社會保障、娛樂、交通功能的變異系數(shù)均大于0.1，屬于中等變異性，其中文化教育功能的變異系數(shù)最大，表明該功能對于各省區(qū)耦合協(xié)調(diào)水平差異產(chǎn)生的影響程度最大。而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)、生態(tài)維持、生態(tài)凈化功能的變異系數(shù)均小于0.1，是弱變異性，表示各功能對于各省區(qū)耦合協(xié)調(diào)水平差異幾乎沒有影響。同時文化教育、就業(yè)安全、居住、社會保障、娛樂、交通功能對于黃河上游地區(qū)的耦合協(xié)調(diào)水平的貢獻(xiàn)度比較小，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)、生態(tài)維持、生態(tài)凈化功能的貢獻(xiàn)度反而比較大，這主要是生產(chǎn)、生態(tài)功能對于整個三生功能耦合協(xié)調(diào)水平的貢獻(xiàn)起到了主導(dǎo)作用。

圖7 子功能對三生功能耦合協(xié)調(diào)的重要性及其變異性分析Fig. 7 Analysis on the importance and variability of subfunctions in coupling coordination of production-livingecological function

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

（1）黃河上游地區(qū)的三生功能整體上均呈上升趨勢，其中生產(chǎn)、生活功能發(fā)展速度較快并且趨勢相對接近，這主要取決于其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)、娛樂等子功能的發(fā)展水平。而生態(tài)功能發(fā)展速度相對較慢，但也處于上升發(fā)展?fàn)顟B(tài)，生態(tài)凈化及維持功能均起到重要作用。

（2）黃河上游地區(qū)三生功能狀態(tài)隨時間從極低水平發(fā)展到高等水平，生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能之間相互作用由弱變強(qiáng)。

（3）黃河上游地區(qū)三生功能耦合協(xié)調(diào)水平呈現(xiàn)由嚴(yán)重失調(diào)發(fā)展到中等協(xié)調(diào)發(fā)展的特征，生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能之間的協(xié)同作用不斷加強(qiáng)，但各省區(qū)的耦合協(xié)調(diào)水平發(fā)展存在差異，主要受到文化教育、就業(yè)安全、居住、社會保障、娛樂、交通功能的影響，可以看出生產(chǎn)、生態(tài)功能之間的協(xié)調(diào)發(fā)展是制約三生空間可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

4.2 建議

（1）積極融入共建“一帶一路”、新時代西部大開發(fā)、長江經(jīng)濟(jì)帶、黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展等策略，采取區(qū)域內(nèi)外聯(lián)動互助發(fā)展模式，如關(guān)中平原城市群作為引領(lǐng)西北地區(qū)發(fā)展的重要增長極，以西安國家中心城市為載體，以溝通西北主要經(jīng)濟(jì)區(qū)的綜合性運(yùn)輸通道建設(shè)為支撐，加快人口、資本、科技等發(fā)展要素集聚，輻射帶動西北及周邊地區(qū)發(fā)展。并推進(jìn)蘭西城市群建設(shè)，深化區(qū)域內(nèi)部的分工與合作，從而推動陜甘青寧的產(chǎn)業(yè)鏈向中高端邁進(jìn)，促進(jìn)區(qū)域一體化和良性互動發(fā)展。

（2）因地制宜，制定差異化區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展政策。對于集聚能力突出的陜西要繼續(xù)發(fā)揮空間集聚優(yōu)勢，大力發(fā)展科技與旅游等優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，圍繞兩大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，構(gòu)建新的綜合產(chǎn)業(yè)體系，并積極帶動其他省區(qū)發(fā)展。對于市場化水平較低的甘肅，實(shí)施強(qiáng)工業(yè)行動，構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)興省、工業(yè)強(qiáng)省，圍繞強(qiáng)龍頭、補(bǔ)鏈條、聚集群，推動質(zhì)量變革、效率變革、動力變革，打好產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化攻堅(jiān)戰(zhàn)，提高經(jīng)濟(jì)質(zhì)量效益和綜合競爭力。青海在加大政府財政支持的同時，發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)以帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展，著力發(fā)展牦牛、藏羊、青稞、油菜、冷水魚等農(nóng)牧業(yè)特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，建設(shè)綠色有機(jī)農(nóng)畜產(chǎn)品示范省；同時推動大區(qū)域、大流域旅游聯(lián)動發(fā)展；延伸發(fā)展旅游產(chǎn)業(yè)鏈，積極發(fā)展紅色旅游、鄉(xiāng)村旅游；推動特色輕工深度嵌入旅游產(chǎn)業(yè)鏈，提升旅游要素保障水平。而寧夏則以產(chǎn)業(yè)園區(qū)為支撐、以特色發(fā)展為目標(biāo)、以市場需求為導(dǎo)向，優(yōu)品類、提品質(zhì)、打品牌，做實(shí)做強(qiáng)特色現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，建設(shè)國家農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展先行區(qū)，同時建設(shè)中部封育保護(hù)區(qū)，加強(qiáng)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)修復(fù)，因地制宜建設(shè)喬灌草相結(jié)合的防護(hù)林體系，鞏固防沙治沙和荒漠化，從而促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。