長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市土地利用效率與生態(tài)系統(tǒng)健康耦合時(shí)空格局分析

王文麗, 張安錄, 劉蒙罷

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 公共管理學(xué)院, 武漢 430070; 2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 生態(tài)與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究所, 武漢 430070)

生態(tài)系統(tǒng)是人類得以生存繁衍的自然本底與支撐條件，城鎮(zhèn)化則驅(qū)動(dòng)著人類社會(huì)的發(fā)展演化。然而，城鎮(zhèn)化時(shí)機(jī)與生態(tài)環(huán)境的健康狀況并不完全一致，即兩系統(tǒng)之間難以實(shí)現(xiàn)完全的協(xié)調(diào)發(fā)展，區(qū)域之間也不會(huì)絕對(duì)協(xié)同，而是在有序與無(wú)序、穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)的動(dòng)態(tài)漲落中進(jìn)行復(fù)雜演化[1]。無(wú)序的系統(tǒng)則會(huì)出現(xiàn)土地利用低效、生態(tài)環(huán)境受損退化等問(wèn)題，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。相關(guān)研究表明，中國(guó)城鎮(zhèn)化水平每提高1%所消耗的能源及所占用的建設(shè)用地面積呈比例增長(zhǎng)，生態(tài)重建難度也越來(lái)越大[2]。在人與自然和諧共生的基本方略下，厘清城鎮(zhèn)化過(guò)程中的人地關(guān)系以推進(jìn)我國(guó)高效集約的健康可持續(xù)城鎮(zhèn)化發(fā)展是未來(lái)研究的重難點(diǎn)。城市土地作為城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境的空間載體，其利用效率(Urban Land Use Efficiency, ULUE)一定程度上表征著區(qū)域城鎮(zhèn)化過(guò)程中社會(huì)、經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展水平，是衡量城鎮(zhèn)化是否集約高效的關(guān)鍵性指標(biāo)。生態(tài)系統(tǒng)健康(Ecosystem Health, EH)被視為環(huán)境管理的基礎(chǔ)和最終目的，結(jié)構(gòu)和功能完整的生態(tài)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本前提[3]，因此生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)估是可持續(xù)發(fā)展研究中至關(guān)重要的一環(huán)。從人地和諧的發(fā)展視角來(lái)看，高質(zhì)量可持續(xù)的城鎮(zhèn)化道路要求城市土地利用效率高效的同時(shí)，其生態(tài)系統(tǒng)健康亦能保持穩(wěn)定。因此，城市土地利用效率與生態(tài)系統(tǒng)健康的協(xié)調(diào)性研究理應(yīng)納入城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)研究系統(tǒng)中，這對(duì)于定量化評(píng)估人地關(guān)系、推進(jìn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)有序發(fā)展具有重要的指導(dǎo)價(jià)值。

當(dāng)前學(xué)術(shù)界對(duì)于城市土地利用效率或生態(tài)系統(tǒng)健康單方面的研究相對(duì)較多。在城市土地利用效率方面，已有的研究主要集中從城鎮(zhèn)化水平、產(chǎn)業(yè)整合、資源環(huán)境約束、區(qū)域差異及收斂等[4-7]視角對(duì)城市土地利用效率進(jìn)行度量和評(píng)價(jià)；在研究方法上主要包括參數(shù)分析(如隨機(jī)前沿分析)和非參數(shù)分析(如數(shù)據(jù)包絡(luò)分析)兩類主流定量分析方法，其中DEA-SBM模型因其考慮了松弛變量以及能夠有效處理非期望產(chǎn)出問(wèn)題等優(yōu)勢(shì)逐漸成為測(cè)度城市土地利用效率的代表性方法。生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)研究主要針對(duì)單一生態(tài)系統(tǒng)或景觀/區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)開(kāi)展，活力-組織-彈性模型(VOR模型)是最常用的評(píng)估方法[8]，也有學(xué)者基于人類社會(huì)活動(dòng)與自然環(huán)境之間的互動(dòng)關(guān)系采用壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型(PSR模型)或從自然-社會(huì)-經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)的角度建立綜合指標(biāo)體系評(píng)價(jià)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)。如歐維新等[9]基于VOR模型動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)了長(zhǎng)三角地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康的時(shí)空演變特征；徐燁等[10]以PSR模型與景觀格局指數(shù)相結(jié)合的方式構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)雄安城區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)；Meng等[11]從資源、環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的角度采用綜合指標(biāo)模型對(duì)江蘇省農(nóng)村生態(tài)系統(tǒng)健康及其空間分異進(jìn)行了探討。隨著城市生態(tài)文明建設(shè)思想的逐步深入，也有學(xué)者基于實(shí)證分析了城市土地利用效率與生態(tài)系統(tǒng)健康兩者間的關(guān)系，如Xie等[12]以中國(guó)31個(gè)省(自治區(qū)、市)為研究對(duì)象，對(duì)兩者之間耦合協(xié)調(diào)程度進(jìn)行了初步研究，發(fā)現(xiàn)中國(guó)大部分地區(qū)由輕微失調(diào)向中度協(xié)調(diào)發(fā)展轉(zhuǎn)變，地區(qū)之間耦合協(xié)調(diào)類型差異也較大。

綜上所述，當(dāng)前已有研究均為本文提供了重要的借鑒意義，但仍有進(jìn)一步可拓之處。城市土地利用效率與生態(tài)系統(tǒng)健康耦合機(jī)理的系統(tǒng)分析是后續(xù)實(shí)證檢驗(yàn)的基礎(chǔ)，而城市內(nèi)部活動(dòng)最為集聚的市域尺度更能準(zhǔn)確反映兩者的耦合關(guān)系，同時(shí)對(duì)耦合結(jié)果進(jìn)行問(wèn)題區(qū)域識(shí)別也可進(jìn)一步明晰協(xié)調(diào)發(fā)展水平不高的城市問(wèn)題所在?；诖?，本文在已有研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建城市土地利用效率與生態(tài)系統(tǒng)健康耦合機(jī)理框架，并以橫跨中國(guó)東中西部、具有典型區(qū)域分異特征的長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶108個(gè)市域作為研究基本單元，分析該區(qū)域2005—2018年城市土地利用效率與生態(tài)系統(tǒng)健康之間的關(guān)系及其二者之間的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展格局，并識(shí)別協(xié)調(diào)發(fā)展問(wèn)題區(qū)域，為進(jìn)一步協(xié)調(diào)耦合長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶土地利用效率與生態(tài)系統(tǒng)健康以推動(dòng)區(qū)域統(tǒng)籌發(fā)展提供直接參考依據(jù)。

1 理論框架

1.1 城市土地利用效率理論內(nèi)涵

從系統(tǒng)角度講，城市土地利用是土地利用系統(tǒng)與城市系統(tǒng)之間進(jìn)行的物質(zhì)循環(huán)與能量交換，同時(shí)也包含土地利用系統(tǒng)內(nèi)部各要素間的相互作用，因此ULUE是在土地利用系統(tǒng)自發(fā)過(guò)程與人類活動(dòng)擾動(dòng)下共同作用結(jié)果的體現(xiàn)。而ULUE的測(cè)度需要從更為直觀的角度理解城市土地利用，即人類主體為滿足自身需求將城市土地在不同部門和項(xiàng)目上進(jìn)行分配的活動(dòng)，土地的稀缺性、邊際報(bào)酬遞減等特性要求合理配置并高效利用城市土地。基于效率內(nèi)涵，ULUE可以理解為城市土地及其所承載的資本、勞動(dòng)力等投入要素與所產(chǎn)出的效益之間相互關(guān)系的體現(xiàn)。而經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)政策以及環(huán)境治理能力等的不同使得地區(qū)間ULUE存在差異，ULUE評(píng)價(jià)結(jié)果則可為差異化城市土地政策制定以及提升ULUE水平提供更有針對(duì)性的參考及建議。投入產(chǎn)出是人地系統(tǒng)中最基本的雙向作用過(guò)程[13]，ULUE測(cè)度也都基于此種投入產(chǎn)出的關(guān)系建立指標(biāo)體系。最初的ULUE評(píng)價(jià)偏重于以經(jīng)濟(jì)效益為主的單一測(cè)度指標(biāo)，而較易忽略土地利用所帶來(lái)的生態(tài)效益，后隨著可持續(xù)發(fā)展意識(shí)的提高，城市社會(huì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等內(nèi)容逐漸被納入U(xiǎn)LUE評(píng)價(jià)指標(biāo)中，最明顯的特征即在產(chǎn)出指標(biāo)中，將由土地利用所帶來(lái)的生態(tài)負(fù)效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益并重納入“投入+期望產(chǎn)出+非期望產(chǎn)出”ULUE測(cè)算模型之中，其所追求的是經(jīng)濟(jì)收益和社會(huì)產(chǎn)出最大化及環(huán)境治理最優(yōu)化。

1.2 生態(tài)系統(tǒng)健康理論內(nèi)涵

EH的概念并不是明晰且唯一的，相關(guān)學(xué)者從生態(tài)系統(tǒng)生理、人類健康、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等不同角度對(duì)生態(tài)系統(tǒng)健康的內(nèi)涵進(jìn)行探討[14]，其中Costanza和Rapport兩位學(xué)者提出的概念內(nèi)涵被學(xué)術(shù)界廣泛認(rèn)同。Costanza[15]認(rèn)為，系統(tǒng)活力、組織和彈性是健康生態(tài)系統(tǒng)的必要條件，同時(shí)該系統(tǒng)不受外界脅迫，表現(xiàn)為穩(wěn)定且持續(xù)的活躍狀態(tài)；Rapport等[16]則認(rèn)為僅強(qiáng)調(diào)生態(tài)方面的內(nèi)涵是不夠全面的，EH既指維持自身組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及自我調(diào)節(jié)修復(fù)能力，也包含能夠持續(xù)地滿足人類社會(huì)合理需求的能力。基于此，后續(xù)的EH研究大多從結(jié)構(gòu)與功能兩方面在生態(tài)系統(tǒng)活力、組織和彈性3個(gè)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展與豐富。其中，人類作為生態(tài)系統(tǒng)的一部分，量化人類活動(dòng)、生態(tài)變化與人類健康之間的聯(lián)系也是EH研究的一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)。

盡管對(duì)EH的討論尚未形成統(tǒng)一的觀點(diǎn)，但本質(zhì)上是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)特征的一個(gè)系統(tǒng)性診斷結(jié)果，由于城市系統(tǒng)與土地利用系統(tǒng)相互作用的過(guò)程中會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的影響，如何基于生態(tài)學(xué)視角評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過(guò)程中的生態(tài)響應(yīng)，即量化這種人為干擾下生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的完整性應(yīng)是EH評(píng)估的主要內(nèi)容。此外，由于健康是基于人類主觀期望的一個(gè)相對(duì)概念，而無(wú)絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，因此，EH評(píng)估應(yīng)側(cè)重于生態(tài)系統(tǒng)健康的時(shí)空動(dòng)態(tài)與空間差異，比較不同節(jié)點(diǎn)下地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的健康狀態(tài)能為地區(qū)發(fā)展提供更合理、更實(shí)用的依據(jù)。

1.3 城市土地利用效率與生態(tài)系統(tǒng)健康耦合機(jī)理

耦合協(xié)調(diào)是指兩個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)之間或系統(tǒng)內(nèi)部相互作用而彼此影響、制約，最后達(dá)成一種良性互動(dòng)的協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系，其產(chǎn)生的基本前提是相互耦合的各因子間有一定的聯(lián)系。圖1為ULUE與EH之間交互耦合的能量與信息流通過(guò)程。ULUE由投入、期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出三部分共同決定，其組合關(guān)系通過(guò)資源利用與污染物排放對(duì)區(qū)域EH產(chǎn)生脅迫或改善作用；區(qū)域EH水平所決定的資源承載、生活環(huán)境等生態(tài)服務(wù)信息會(huì)不斷反饋到?jīng)Q策部門，通過(guò)政策干預(yù)對(duì)城市土地利用起到承載或約束作用，同時(shí)與投入產(chǎn)出的效益水平通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制共同影響對(duì)ULUE水平有重要作用的地區(qū)投資競(jìng)爭(zhēng)力，最終形成耦合系統(tǒng)的協(xié)調(diào)或失調(diào)發(fā)展循環(huán)。具體表現(xiàn)在以下兩方面：

圖1 ULUE與EH交互耦合機(jī)理

一方面，ULUE與EH相互支撐。高水平的ULUE意味著城市土地利用過(guò)程中較低的投入獲取了較高的收益和較少的非期望產(chǎn)出，較高的社會(huì)效益下會(huì)有更多的財(cái)政支持與環(huán)保投資用于增加城市綠化與推廣應(yīng)用綠色生產(chǎn)技術(shù)以直接或間接改善區(qū)域EH；而健康的生態(tài)系統(tǒng)其完整的結(jié)構(gòu)與功能無(wú)需外部的政策干預(yù)保護(hù)，政策環(huán)境相對(duì)寬松，生態(tài)系統(tǒng)良好的資源與環(huán)境容量可承載更多的生產(chǎn)要素和提供較多的生態(tài)服務(wù)推動(dòng)綠色土地利用方式的轉(zhuǎn)變以提升ULUE；另外，低投入高收益的用地模式與污染較少且生態(tài)良好的優(yōu)質(zhì)環(huán)境，一定程度上使得相應(yīng)的市場(chǎng)地租上升，在市場(chǎng)機(jī)制作用下，高投入低產(chǎn)出的低效產(chǎn)業(yè)被迫轉(zhuǎn)型升級(jí)或被低投入高產(chǎn)出的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)取代，同時(shí)也會(huì)吸引更多投資與勞動(dòng)力，集聚優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)要素，為區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)提供支持，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化帶來(lái)的技術(shù)效應(yīng)可有效降低城市土地利用過(guò)程中的非期望產(chǎn)出和顯著提升污染凈化水平，既保證了生態(tài)系統(tǒng)不受外部環(huán)境脅迫，亦能推動(dòng)ULUE的進(jìn)一步提升，以此形成ULUE與EH相互促進(jìn)的良性循環(huán)。

另一方面，ULUE與EH相互制約。低效粗放的城市土地利用，意味著土地利用過(guò)程中出現(xiàn)了土地、資本等生產(chǎn)要素的浪費(fèi)以及污染物排放過(guò)量等問(wèn)題，未得到充分利用的建設(shè)用地?cái)D占了生態(tài)用地空間，生態(tài)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)受到外界脅迫，抵抗外部干擾與自我修復(fù)等生態(tài)服務(wù)功能受損，同時(shí)污染物的過(guò)量排放進(jìn)一步加大了生態(tài)系統(tǒng)壓力，而資本冗余制約著社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提高，用于生態(tài)系統(tǒng)管理與修復(fù)的財(cái)政和技術(shù)支持減少，限制了解決生態(tài)系統(tǒng)需求的能力，區(qū)域EH受損；而較弱的區(qū)域EH水平面臨生態(tài)要素支撐能力的下降以及環(huán)境容量的縮減，生態(tài)系統(tǒng)自身功能下降的同時(shí)，也會(huì)引發(fā)生產(chǎn)、生活空間的環(huán)境惡化等問(wèn)題，為保護(hù)生態(tài)環(huán)境會(huì)有必要的政策干預(yù)城市土地利用需求，限制企業(yè)選址、嚴(yán)肅企業(yè)生產(chǎn)等措施制約著城市發(fā)展與ULUE的提升；政策環(huán)境的限制與環(huán)境舒適度的下降，對(duì)城市投資環(huán)境競(jìng)爭(zhēng)力產(chǎn)生負(fù)面影響，通過(guò)“劣幣驅(qū)逐良幣效應(yīng)”[17]，阻礙對(duì)生態(tài)環(huán)境有著更高要求的優(yōu)質(zhì)企業(yè)與專業(yè)人才入駐，流失優(yōu)質(zhì)資金與技術(shù)儲(chǔ)備，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)困難，在生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)功能下降且ULUE提升受限的情況下較多的污染物無(wú)法得到及時(shí)凈化又進(jìn)一步脅迫區(qū)域EH，形成ULUE與EH互相制約的惡性循環(huán)。

總體而言，ULUE與EH在相互支撐、相互制約的競(jìng)合之中形成了緊密聯(lián)系的復(fù)雜耦合系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)耦合系統(tǒng)整體演化影響較大的子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，推動(dòng)各子系統(tǒng)在對(duì)立統(tǒng)一中相互包容最終趨于協(xié)調(diào)發(fā)展。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 研究方法

P={(x,ye,yn)|x≥Xλ,ye≤Yeλ,yn≥Ynλ,λ≥0}

(1)

構(gòu)建SBM-Undesirable公式如下：

(2)

基于城市土地利用過(guò)程中的投入產(chǎn)出關(guān)系，參考已有研究成果[19-20]，構(gòu)建ULUE評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。投入指標(biāo)方面，除土地、資本和勞動(dòng)力外，將同樣會(huì)影響到地區(qū)經(jīng)濟(jì)效率和競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)要素也納入其中；產(chǎn)出指標(biāo)的選擇綜合了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)三方面效益，其中綠地生態(tài)資產(chǎn)是基于城市綠地所產(chǎn)生的非市場(chǎng)價(jià)值(即生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值)的考量[21]，在考慮生態(tài)正向產(chǎn)出的同時(shí)將工業(yè)廢水排放量、工業(yè)二氧化硫排放量以及工業(yè)煙粉塵排放量作為非期望產(chǎn)出指標(biāo)，基于綠色發(fā)展角度綜合測(cè)度ULUE。

表1 ULUE評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.1.2 VOR模型 VOR模型基于生態(tài)活力(V)、組織(O)和彈性(R)3個(gè)層面對(duì)生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量與完整性進(jìn)行評(píng)估?；盍κ侵干鷳B(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)活動(dòng)中的物質(zhì)與能量，代表生態(tài)系統(tǒng)功能；組織是指描述生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，體現(xiàn)景觀多樣性和人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響；彈性是指生態(tài)系統(tǒng)對(duì)自然災(zāi)害或人類活動(dòng)等外部干擾的抵抗能力或生態(tài)系統(tǒng)受損后自我調(diào)節(jié)的復(fù)原能力。公式如下：

(3)

由EH內(nèi)涵可知，EH評(píng)估應(yīng)從生態(tài)系統(tǒng)本身出發(fā)，建立能夠表征生態(tài)系統(tǒng)的整體功能狀態(tài)的指標(biāo)體系才是評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的核心內(nèi)容和根本途徑，而人為控制的環(huán)境變量本質(zhì)上是從公共衛(wèi)生的視角出發(fā)，不足以闡述生態(tài)系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)狀態(tài)。因此，本研究基于生態(tài)學(xué)視角，構(gòu)建與生態(tài)系統(tǒng)本身密切相關(guān)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，綜合評(píng)估EH狀況。

其中，歸一化植被指數(shù)(NDVI)被廣泛地應(yīng)用于評(píng)估植被的初級(jí)生產(chǎn)力，其值越大，生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力越高，可用來(lái)量化生態(tài)系統(tǒng)活力；

生態(tài)系統(tǒng)組織的量化通常從景觀異質(zhì)性(LH)、景觀連通性(LC)和景觀形狀(LS)3個(gè)方面選取景觀指標(biāo)。參考已有研究[22-23]，本文使用香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)、香農(nóng)均勻度指數(shù)(SHEI)和面積加權(quán)分維數(shù)(AWMFDI)來(lái)計(jì)算景觀異質(zhì)性，用景觀分割指數(shù)(DIVISION)、景觀散布并列指數(shù)(IJI)和景觀蔓延度指數(shù)(CONTAG)計(jì)算景觀連通性，用邊緣面積分維數(shù)(PAFRAC)計(jì)算景觀形狀。各指標(biāo)采用熵值法賦權(quán)，生態(tài)系統(tǒng)組織計(jì)算公式如下：

O=0.34LH+0.49LC+0.17LS

=0.14SHDI+0.15SHEI+0.05AWMFDI+

0.08DIVISION+0.12IJI+0.29CONTAG+

0.17PAFRAC

(4)

生態(tài)系統(tǒng)彈性的評(píng)估可基于其對(duì)外界干擾的抵抗力(R1)與自我修復(fù)的復(fù)原力(R2)兩方面考慮，參照相關(guān)研究[23-24]，生態(tài)系統(tǒng)彈性計(jì)算公式如下：

R=0.6·R1i·∑Pi+0.4·R2i·∑Pi

(5)

式中:Pi為各景觀類型面積比；R1i和R2i分別為第i種景觀類型的抵抗力系數(shù)和復(fù)原力系數(shù),系數(shù)設(shè)置見(jiàn)表2。

表2 土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)彈性系數(shù)

2.1.3 耦合協(xié)調(diào)度模型 基于ULUE與EH耦合機(jī)理分析可知，兩系統(tǒng)彼此獨(dú)立又相互作用。因此，本研究借助物理學(xué)中容量耦合系數(shù)模型，以揭示城市土地利用系統(tǒng)與生態(tài)健康系統(tǒng)之間的相互影響的內(nèi)在耦合機(jī)制?；谝延醒芯?，構(gòu)建耦合協(xié)調(diào)度模型[25-26]，即式(5—7)：

(6)

式中:C為ULUE與EH的耦合度,更多的用來(lái)反映兩系統(tǒng)要素的相似性;a,b分別為ULUE與EH的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)值。

T=ma·nb

(7)

式中:T為ULUE與EH之間的綜合協(xié)調(diào)指數(shù);m,n為對(duì)應(yīng)要素權(quán)重,考慮到生態(tài)文明建設(shè)的逐步深入,未來(lái)將更加重視生態(tài)環(huán)境保護(hù),長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶“共抓大保護(hù)、不搞大開(kāi)發(fā)”的戰(zhàn)略導(dǎo)向也表明生態(tài)系統(tǒng)健康具有更高的權(quán)重,參考相關(guān)研究[12,27],本研究將m,n分別賦值0.4,0.6。

(8)

式中:D為ULUE與EH之間的耦合協(xié)調(diào)度,0≤D≤1,D越大表明耦合協(xié)調(diào)水平越高。參考相關(guān)研究[27-28],二者之間的耦合協(xié)調(diào)類型可以分為表3中的幾種基本類型。

表3 耦合協(xié)調(diào)類型及劃分依據(jù)

2.2 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來(lái)源

2.2.1 研究區(qū)概況 長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶是在長(zhǎng)江流域的基礎(chǔ)上考慮行政區(qū)劃完整性而劃定的區(qū)域，包含滬、浙、蘇、皖、贛、鄂、湘、渝、川、黔和滇9省2市，共占據(jù)21%的國(guó)土面積，截至2018年末，其人口總量和地區(qū)生產(chǎn)總值均超全國(guó)四成。然而，由于在發(fā)展過(guò)程中高投入、高能耗的傳統(tǒng)土地利用模式，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶廢水和廢氣排放量已達(dá)到全國(guó)總量的44.54%，35.7%[29]，長(zhǎng)期累積的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題已不容忽視。在“共抓大保護(hù)，不搞大開(kāi)發(fā)”的發(fā)展導(dǎo)向和生態(tài)文明建設(shè)背景下，量化評(píng)估其土地利用效率與生態(tài)質(zhì)量對(duì)推動(dòng)區(qū)域高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義?；跀?shù)據(jù)可獲得性與連貫性，本研究選取長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶108個(gè)地級(jí)及以上城市為基本研究單元，其中上游41個(gè)，中游36個(gè)，下游31個(gè)。

2.2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理 研究所需的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于2005—2018年《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》以及相關(guān)省份統(tǒng)計(jì)年鑒，部分缺失數(shù)據(jù)通過(guò)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)、生態(tài)環(huán)境局官網(wǎng)等數(shù)據(jù)庫(kù)補(bǔ)充，仍有個(gè)別缺失的數(shù)據(jù)采用相鄰年份移動(dòng)平均法進(jìn)行處理；其中，為保證數(shù)據(jù)可比性，以2005年為基期，對(duì)二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值以及地方財(cái)政科學(xué)支出等指標(biāo)進(jìn)行平減處理，其中資本存量數(shù)據(jù)是對(duì)固定資產(chǎn)投資額進(jìn)行平減處理后通過(guò)永續(xù)盤存法計(jì)算得出。土地利用覆被數(shù)據(jù)和歸一化植被指數(shù)(NDVI)數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源與環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http:∥www.resdc.cn)，時(shí)間節(jié)點(diǎn)為2005年、2010年、2015年和2018年，其中土地利用覆被數(shù)據(jù)經(jīng)重分類為6種土地利用類型，分別為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地，精度為30 m；NDVI數(shù)據(jù)基于SPOT/VEGETATION NDVI衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，在月數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上采用最大值合成法生成的年度植被指數(shù)數(shù)據(jù)集。

3 結(jié)果與分析

3.1 城市土地利用效率

基于DEA Solver Pro15.0軟件，測(cè)度長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶108個(gè)城市2005—2018年ULUE指數(shù)(圖2)。總體來(lái)看，2005—2018年，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶年均ULUE為0.746，整體處于較高水平，其中下游地區(qū)年均效率值達(dá)0.800，其次為上游、中游地區(qū)，分別為0.750，0.689；從圖形走勢(shì)上看，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶及其各流域ULUE在研究前中期均有較明顯的波動(dòng)，隨后呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢(shì)，主要原因可能是因?yàn)辄h的十八大提出要把生態(tài)文明建設(shè)理念融入于城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個(gè)層面，以促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展，該舉措一定程度上促進(jìn)了城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，城市土地利用過(guò)程中的非期望產(chǎn)出得到有效控制。從增長(zhǎng)幅度上看，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶ULUE整體增長(zhǎng)5.72%，其中上游地區(qū)ULUE提升最為明顯，由2005年的0.642提高到2018年的0.881，增幅達(dá)37.23%，中下游地區(qū)變化幅度較小，分別為-4.02%，1.35%。

圖2 2005-2018年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶ULUE演變趨勢(shì)

為更加直觀地反映長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶ULUE的空間演變特征，以2005年、2010年、2015年以及2018年作為典型年份，借助ArcGIS空間分析模塊，基于自然間斷點(diǎn)分級(jí)法(Jenkes)[30]，將ULUE測(cè)度結(jié)果分為5個(gè)等級(jí)：低效、較低、一般、較高以及高效。如圖3所示，2005—2018年，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶大多城市在不同程度上實(shí)現(xiàn)了自身ULUE水平的提升，并在上游、下游地區(qū)形成高值集聚區(qū)，區(qū)域間分異較為明顯。其中，下游地區(qū)ULUE高值區(qū)主要集聚在蘇浙滬區(qū)域，該部分城市地理位置優(yōu)越，發(fā)展水平相對(duì)較高，虹吸效應(yīng)下集聚了大量?jī)?yōu)質(zhì)資本及生產(chǎn)技術(shù)，能夠有效地處理城市土地利用過(guò)程中的投入產(chǎn)出關(guān)系，基本實(shí)現(xiàn)城市產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展。而上游地區(qū)由于遠(yuǎn)離經(jīng)濟(jì)中心，整體發(fā)展水平相對(duì)較低，大多城市處于低投入低產(chǎn)出的土地利用模式，在2005年時(shí)區(qū)域內(nèi)ULUE水平整體偏低，隨著長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展戰(zhàn)略的提出，以成渝為中心的城市群抓住政策機(jī)遇推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)，優(yōu)化土地投入結(jié)構(gòu)，帶動(dòng)上游地區(qū)實(shí)現(xiàn)了ULUE水平的顯著提升；同時(shí)，云南省因其區(qū)域自然與人文資源的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，城市發(fā)展對(duì)建設(shè)用地投入依賴程度小，旅游業(yè)發(fā)展迅速，大大提高了區(qū)域資源整合利用效率，至2018年基本實(shí)現(xiàn)了省域內(nèi)城市土地高效利用。與其他兩個(gè)地區(qū)ULUE水平集聚性的特征相比，中游地區(qū)ULUE水平內(nèi)部差異顯著且波動(dòng)明顯。原因可能是在促進(jìn)中部崛起的政策扶持下，長(zhǎng)中游城市群集聚了大量的生產(chǎn)要素，在資源配置效率與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)水平存在差異的情況下，同等條件下的高投入勢(shì)必帶來(lái)不同的投入冗余與非期望產(chǎn)出問(wèn)題，如武漢、南昌與長(zhǎng)沙等中心城市雖能保持高效的土地利用水平，但未能帶動(dòng)周邊城市形成如長(zhǎng)三角城市群、成渝城市群等城市圈形式的高效集聚區(qū)。建設(shè)“兩型社會(huì)”的提出，武漢城市群與環(huán)鄱陽(yáng)湖城市群被確定綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)，至2018年，環(huán)鄱陽(yáng)湖城市群ULUE水平有明顯提升，而武漢周邊城市仍需加強(qiáng)城市群內(nèi)部技術(shù)交流與產(chǎn)業(yè)流通，提高資源配置效率，提升自身ULUE水平。

圖3 2005-2018年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶ULUE空間格局

3.2 生態(tài)系統(tǒng)健康

參照已有研究[25-26]，本研究將EH評(píng)估結(jié)果劃分為5種健康狀態(tài)：脆弱[0.000～0.200)、較弱[0.200～0.400)、一般[0.400～0.600)、良好[0.600～0.800)、健康[0.800～1.000]。由圖4可知，在過(guò)去的13 a間，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶EH得分均值為0.473，呈小幅波動(dòng)趨勢(shì)，整體穩(wěn)定在一般健康狀態(tài)。分流域看，中上游地區(qū)EH得分超過(guò)整體均值，且有穩(wěn)步提升的趨勢(shì)；下游則處于較弱的狀態(tài)，在時(shí)間上呈較穩(wěn)定的“V”型變化趨勢(shì)。這主要是因?yàn)橹猩嫌未蟛糠值貐^(qū)在《全國(guó)主體功能區(qū)規(guī)劃》中屬于限制開(kāi)發(fā)區(qū)與禁止開(kāi)發(fā)區(qū)，在其城市土地利用開(kāi)發(fā)過(guò)程中更注重兼顧生態(tài)環(huán)境，而城市發(fā)展較快的下游地區(qū)受到的人為干擾相對(duì)較多，對(duì)地區(qū)EH影響較大。

圖4 2005-2018年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶EH得分

從空間演變上看(圖5)，2005—2018年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶EH整體變化不大，空間上呈較明顯的“南高北低”分異特征。其中，下游地區(qū)EH南北差異最為明顯，以六安—寧波沿線為界，沿線以北城市EH狀況處于一般水平以下，同時(shí)也是整個(gè)研究區(qū)中EH得分的低值區(qū)，主要原因在于該部分區(qū)域經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)，城鎮(zhèn)化與工業(yè)化程度較高，生產(chǎn)、生活空間對(duì)生態(tài)空間的擠占更為嚴(yán)重，其生態(tài)系統(tǒng)組織與彈性相對(duì)較弱；而沿線以南區(qū)域自然條件相對(duì)優(yōu)越，在城市規(guī)劃中也注重生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整性，其EH狀態(tài)明顯優(yōu)于北部市域，部分城市生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到健康狀態(tài)。中游地區(qū)EH基本穩(wěn)定在一般與良好狀態(tài)，且外圍城市EH要優(yōu)于城市群內(nèi)部，武漢、南昌等中心城市生態(tài)系統(tǒng)由于面臨的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張與人口壓力相對(duì)較大，生態(tài)用地的減少使其EH狀況也弱于周邊城市，因此未來(lái)城市的發(fā)展應(yīng)更加強(qiáng)調(diào)集約利用建設(shè)用地，加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)工程與綠化建設(shè)以緩解城市生態(tài)壓力。上游地區(qū)EH狀態(tài)的提升主要體現(xiàn)在成渝部分城市生態(tài)環(huán)境的改善以及云南省部分市域EH水平的進(jìn)一步提升，而四川省北部有少部分健康得分低值區(qū)，主要因?yàn)樵摬糠值貐^(qū)以山地為主的地形起伏度增加，一定程度上加劇了景觀破碎化程度，影響了景觀連通性。

圖5 2005-2018年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶EH空間格局

總體而言，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶EH狀況所表現(xiàn)出的“南高北低”空間分異特征，一方面在于區(qū)域南部的植被覆蓋度較北部更高，生態(tài)系統(tǒng)活力與彈性較優(yōu)；另一方面，城鎮(zhèn)化水平相對(duì)較高、人為干擾較大的城市多位于區(qū)域中北部，生態(tài)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)完整性受到相對(duì)更多的影響，從而EH狀況相對(duì)弱于南部城市。

3.3 城市土地利用效率與生態(tài)系統(tǒng)健康耦合協(xié)調(diào)程度

3.3.1 時(shí)空動(dòng)態(tài)演進(jìn) 基于前文對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶ULUE以及EH的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，采用耦合協(xié)調(diào)模型計(jì)算兩者的耦合協(xié)調(diào)度。結(jié)果表明，2005—2018年間，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶ULUE與EH耦合協(xié)調(diào)均值穩(wěn)定在[0.611,0.624]，表現(xiàn)出小幅增長(zhǎng)趨勢(shì)，整體穩(wěn)定在中級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展水平。其中，中游地區(qū)年均耦合協(xié)調(diào)度最高(0.640)，其次為上游(0.632)、下游(0.585)。對(duì)各研究年份的協(xié)調(diào)發(fā)展程度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)(表4)，研究期間，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶ULUE與EH耦合協(xié)調(diào)程度處于輕度協(xié)調(diào)衰退與優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展之間。至2018年，92.62%的市域?qū)崿F(xiàn)了協(xié)調(diào)發(fā)展，僅7.47%的市域處于失調(diào)狀態(tài)。其中，實(shí)現(xiàn)良好及優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展及水平的城市數(shù)量占比達(dá)20.37%，較2005年增加4.63%，該部分市域主要分布在上游地區(qū)成渝城市群及云南省域；中級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展水平的市域由2005年的36.11%提升至2018年的39.81%，主要分布在中游地區(qū)湖南、江西兩省部分市域。同時(shí)，下游北部地區(qū)有少量市域仍處于輕度失調(diào)衰退階段?？傮w而言，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市土地利用與生態(tài)系統(tǒng)之間相互影響、相互促進(jìn)的程度正逐步深化，交互耦合過(guò)程中形成的復(fù)合系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)發(fā)展。

表4 2005-2018年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶ULUE與EH耦合協(xié)調(diào)等級(jí)市域個(gè)數(shù)及占比

3.3.2 空間格局演化與問(wèn)題區(qū)域識(shí)別 從圖6A—D可以看出，基于ArcGIS軟件空間分析模塊，對(duì)2005—2018年4個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶ULUE與EH協(xié)調(diào)發(fā)展的空間演變情況進(jìn)行分析。同時(shí)，為進(jìn)一步明晰兩系統(tǒng)交互耦合過(guò)程中部分市域協(xié)調(diào)發(fā)展水平不高的問(wèn)題所在，參照已有研究[29]，通過(guò)設(shè)立相關(guān)判別標(biāo)準(zhǔn)(表5)，對(duì)2018年ULUE，EH及其耦合協(xié)調(diào)度D計(jì)算結(jié)果進(jìn)行判定并分類，識(shí)別協(xié)調(diào)發(fā)展問(wèn)題區(qū)域，為推動(dòng)地區(qū)協(xié)同發(fā)展提供更有針對(duì)性的依據(jù)。

表5 問(wèn)題區(qū)域類型及判定標(biāo)準(zhǔn)

整體上，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶ULUE與EH耦合協(xié)調(diào)類型在研究初期分布相對(duì)隨機(jī)，而后逐漸形成“南高北低”的空間特征，該種特征差異在下游地區(qū)較為明顯。較高的ULUE水平與良好的EH狀況，以浙江省為主的南部區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了良好協(xié)調(diào)發(fā)展，其中麗水市在2015年以后更是達(dá)到了優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，逐步形成以麗水市為原點(diǎn)向北呈扇形式遞降的空間格局；北部市域由于受EH制約，耦合協(xié)調(diào)度主要處于初級(jí)協(xié)調(diào)水平，部分ULUE水平較低的邊緣城市則瀕臨失調(diào)或處于輕度失調(diào)衰退狀態(tài)，也是整個(gè)研究區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展水平最低的區(qū)域。對(duì)2018年協(xié)調(diào)發(fā)展問(wèn)題區(qū)域識(shí)別結(jié)果(圖6E)表明，該部分區(qū)域主要存在以下兩類問(wèn)題：一類是ULUE或EH單方面的滯后問(wèn)題，在當(dāng)前狀態(tài)下未對(duì)城市發(fā)展產(chǎn)生較大影響但潛在影響不可忽視，表現(xiàn)為初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展水平或?yàn)l臨失調(diào)的城市大多存在該類問(wèn)題，且協(xié)調(diào)發(fā)展水平在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)未有明顯的提升；一類是ULUE與EH單方面滯后或同步滯后并對(duì)城市協(xié)調(diào)發(fā)展產(chǎn)生了一定影響，僅個(gè)別市域存在該類問(wèn)題，如安徽阜陽(yáng)與浙江嘉興兩市的EH滯后問(wèn)題引起了協(xié)調(diào)發(fā)展滯后，而亳州市因同時(shí)存在ULUE滯后與EH滯后問(wèn)題處于輕度失調(diào)衰退階段。中上游地區(qū)ULUE與EH之間的耦合均處于初級(jí)協(xié)調(diào)至良好協(xié)調(diào)發(fā)展之間，區(qū)域間差異較小，整體呈現(xiàn)穩(wěn)步提升的趨勢(shì)，且南部市域協(xié)調(diào)發(fā)展水平的提升更為明顯。其中，中游地區(qū)整體協(xié)調(diào)發(fā)展水平的漸變提升主要是南部處于初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展水平的城市向中級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展水平轉(zhuǎn)變的驅(qū)動(dòng)，至2018年，具有良好EH水平的湖南與江西兩省基本實(shí)現(xiàn)中級(jí)及以上協(xié)調(diào)發(fā)展水平，而EH水平多處于一般或較弱狀態(tài)的湖北中部市域受ULUE滯后影響大多處于初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展水平；此外，中心城市協(xié)調(diào)發(fā)展水平高于周邊城市也是中部地區(qū)尤其是湖北省域內(nèi)耦合協(xié)調(diào)空間格局的特點(diǎn)之一，同時(shí)該地區(qū)在ULUE與EH空間格局上也存在相同或相反的分布特點(diǎn)，這在一定程度上說(shuō)明其在城市土地利用與生態(tài)保護(hù)之間未能達(dá)到良好平衡，中心城市與周邊城市之間聯(lián)系也不夠緊密，如何加強(qiáng)地區(qū)間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，解決勞動(dòng)力、資本等外部投入冗余問(wèn)題以及提升污染凈化與環(huán)境治理水平以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展應(yīng)是該地區(qū)城市未來(lái)發(fā)展的共同努力方向。而上游地區(qū)整體協(xié)調(diào)發(fā)展水平在ULUE與EH同步提升的雙驅(qū)動(dòng)下進(jìn)一步向良好協(xié)調(diào)發(fā)展邁進(jìn)，主要體現(xiàn)在成渝地區(qū)由初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展向中級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展的轉(zhuǎn)變提升，以及云南省基本實(shí)現(xiàn)良好協(xié)調(diào)發(fā)展，形成一個(gè)小范圍耦合協(xié)調(diào)度高值區(qū)，這主要得益于其顯著提升的ULUE水平與穩(wěn)定的EH狀態(tài)；此外，貴州與四川兩省有少數(shù)市域存在單方面的ULUE滯后或EH滯后問(wèn)題，資源稟賦和地理位置條件的制約，導(dǎo)致其發(fā)展的可持續(xù)性較低以及協(xié)調(diào)性不高，未來(lái)發(fā)展應(yīng)探索新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式以提高經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平，同時(shí)整合現(xiàn)有自然資源調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以緩解或消除阻礙地區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展水平提升的潛在影響。

圖6 2005-2018年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶ULUE與EH耦合協(xié)調(diào)度空間格局

4 討論與結(jié)論

4.1 討 論

針對(duì)當(dāng)前文獻(xiàn)對(duì)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合體系研究中多采用綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系開(kāi)展研究的情況，本研究從ULUE與EH角度出發(fā)構(gòu)建耦合機(jī)理框架，基于市域尺度研究了耦合巨系統(tǒng)中兩個(gè)子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系。研究尺度差異以及評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇等因素使得本研究中ULUE與EH的耦合結(jié)果與已有研究[12]中對(duì)應(yīng)區(qū)域相比內(nèi)部差異較大，但在空間格局上也有相似之處，如中上游地區(qū)之間差異較小而下游地區(qū)內(nèi)部之間差異較大，此外，“南高北低”的EH空間分異特征也均有體現(xiàn)。盡管如此，區(qū)域的協(xié)同發(fā)展仍需更精細(xì)尺度上的研究以便為縮小地區(qū)內(nèi)部發(fā)展差異提供更直接的參考依據(jù)。此外，研究仍有需要討論與改進(jìn)之處：(1) ULUE測(cè)度指標(biāo)體系仍需完善，一方面是在選取生態(tài)效益層面指標(biāo)時(shí)，考慮到以往研究多采用的城市綠地等生態(tài)用地的面積或覆蓋率本質(zhì)上應(yīng)歸為投入要素，因此參考相關(guān)研究測(cè)算的城市綠地當(dāng)量因子將其非市場(chǎng)價(jià)值轉(zhuǎn)化為生態(tài)資產(chǎn)，事實(shí)上該種非市場(chǎng)價(jià)值可從更精細(xì)的角度進(jìn)行測(cè)算，這也是后續(xù)科學(xué)建立ULUE評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究中重點(diǎn)考量之處；另一方面是在非期望產(chǎn)出層面只考慮了工業(yè)“三廢”對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)向影響，缺乏對(duì)城市土地利用過(guò)程中碳排放的考量。(2) 在EH評(píng)估中，生態(tài)系統(tǒng)活力指標(biāo)相對(duì)單一，后續(xù)研究可考慮基于邁阿密模型、桑斯維特模型等經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵约癈ASA模型相結(jié)合的形式計(jì)算生物生產(chǎn)量與植被生產(chǎn)力以更貼合地量化生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力及其潛力，同時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)彈性系數(shù)的設(shè)定未能達(dá)到完全客觀，未來(lái)應(yīng)探索新的方式更科學(xué)的量化生態(tài)系統(tǒng)彈性。(3) 研究只對(duì)ULUE與EH耦合的時(shí)空格局做了定性層面的研究，人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的相互作用仍有待更深入地分析，整合自然與社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，深入剖析耦合系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)機(jī)制與制約因素應(yīng)是未來(lái)本研究繼續(xù)探討的重點(diǎn)內(nèi)容。

4.2 結(jié) 論

(1) 2005—2018年，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶ULUE年均值達(dá)0.746，整體呈波動(dòng)式緩慢上升趨勢(shì)，空間集聚特征較為顯著。年均ULUE指數(shù)表現(xiàn)為下游>上游>整體>中游，其中上游地區(qū)ULUE增幅達(dá)37.23%，遠(yuǎn)高于中下游地區(qū)；空間集聚效應(yīng)主要體現(xiàn)在泛長(zhǎng)三角城市群、成渝城市群以及云南省域的ULUE高值區(qū)，中游地區(qū)存在中心城市ULUE水平高于周邊城市的空間特征。

(2) 2005—2018年，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶EH得分均值為0.473，整體呈小幅波動(dòng)趨勢(shì)，地理空間上呈現(xiàn)顯著的南北分異特征。EH得分均值表現(xiàn)為中游>上游>整體>下游，除下游地區(qū)呈較穩(wěn)定的“V”型變化外，其余地區(qū)均有穩(wěn)步提升趨勢(shì)；空間分異主要體現(xiàn)在長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶全局較明顯的“南高北低”分化格局，且下游地區(qū)最為顯著，中游地區(qū)部分省域存在中心城市EH狀況弱于周邊城市的空間特征。

(3) 2005—2018年，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶ULUE與EH的耦合協(xié)調(diào)均值在0.611～0.624區(qū)間內(nèi)小幅增長(zhǎng)，空間格局表現(xiàn)為由“相對(duì)隨機(jī)”向“南高北低”的分布轉(zhuǎn)變，至2018年，92.62%的市域?qū)崿F(xiàn)了協(xié)調(diào)發(fā)展，僅7.47%的市域處于失調(diào)狀態(tài)。研究期間，耦合協(xié)調(diào)度的提升主要體現(xiàn)中級(jí)及以上協(xié)調(diào)發(fā)展水平城市數(shù)量的增加；“南高北低”的空間分異特征在下游地區(qū)更為明顯，中上游地區(qū)內(nèi)部差異則較??；城市土地利用效率與生態(tài)系統(tǒng)健康耦合協(xié)調(diào)問(wèn)題區(qū)域主要存在于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶中下游部分市域，主要原因在于城市土地利用效率或生態(tài)系統(tǒng)健康單方面滯后抑制了城市協(xié)調(diào)發(fā)展水平的提升，其中ULUE滯后問(wèn)題區(qū)域主要集中在中游城市群外圍城市，而EH滯后問(wèn)題區(qū)域主要聚集在下游中北部城市。

4.3 建 議

(1) 以綠色發(fā)展和集約節(jié)約為導(dǎo)向，加強(qiáng)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革，提升土地利用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)出。研究表明，存在ULUE滯后問(wèn)題的市域尤其是中游地區(qū)相關(guān)城市主要源于土地、勞力等生產(chǎn)要素投入冗余與非期望產(chǎn)出過(guò)量，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)與污染凈化水平仍有較大的優(yōu)化、提升潛力。對(duì)此，在未來(lái)的城市土地利用過(guò)程中，優(yōu)先考慮“存量?jī)?yōu)化”，開(kāi)發(fā)閑置低效土地，推動(dòng)生產(chǎn)要素的合理配置，降低土地系統(tǒng)的投入冗余率，從內(nèi)部提高ULUE水平；加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)，提高知識(shí)與技術(shù)對(duì)生產(chǎn)發(fā)展的貢獻(xiàn)度，完善落后產(chǎn)能糾偏和退出機(jī)制與經(jīng)營(yíng)主體節(jié)能減耗機(jī)制，著力發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)，提升城市綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。

(2) 深入貫徹生態(tài)文明建設(shè)，基于資源本底與發(fā)展現(xiàn)狀管理生態(tài)系統(tǒng)健康。研究表明，在下游北部城市發(fā)展較快的地區(qū)所存在的EH滯后問(wèn)題，生產(chǎn)、生活空間對(duì)生態(tài)空間的擠占是脅迫區(qū)域生態(tài)的主要原因。因此，城市發(fā)展既要合理規(guī)劃各類用地空間，避免人類活動(dòng)超過(guò)生態(tài)承載范圍，也要注重城市綠化建設(shè)，可結(jié)合地區(qū)優(yōu)勢(shì)重視森林、濕地和生態(tài)廊道等自然或半自然生態(tài)用地的保護(hù)性建設(shè)，通過(guò)生態(tài)廊道等工程與自然保護(hù)區(qū)有機(jī)結(jié)合以增加景觀與生物多樣性，實(shí)現(xiàn)城市發(fā)展支撐區(qū)域生態(tài)；上游地區(qū)個(gè)別城市所存在EH滯后問(wèn)題主要在于地理位置相對(duì)較差，該地區(qū)應(yīng)適度限制建設(shè)用地拓展并推行生態(tài)型土地整治，同時(shí)依托自身資源稟賦與少數(shù)民族文化優(yōu)勢(shì)，將自然生態(tài)與地區(qū)文化優(yōu)勢(shì)有機(jī)結(jié)合形成具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的內(nèi)生產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)城市發(fā)展與生態(tài)系統(tǒng)的良性互動(dòng)。

(3) 區(qū)域統(tǒng)籌與分區(qū)施策并重，推動(dòng)區(qū)域一體化發(fā)展。研究結(jié)果表明，在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶ULUE與EH的交互耦合基本實(shí)現(xiàn)了協(xié)調(diào)發(fā)展，但地區(qū)之間仍存在較明顯的差異，部分地區(qū)仍面臨失調(diào)衰退威脅。一方面，響應(yīng)區(qū)域一體化戰(zhàn)略，開(kāi)展協(xié)調(diào)發(fā)展協(xié)同機(jī)制研究，加強(qiáng)地區(qū)之間以及城市群內(nèi)外部之間的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)，建立土地利用與環(huán)境治理等經(jīng)驗(yàn)技術(shù)共享機(jī)制，推進(jìn)市域之間技術(shù)與創(chuàng)新合作，通過(guò)以點(diǎn)帶線、以強(qiáng)帶弱實(shí)現(xiàn)城市間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，促進(jìn)區(qū)域協(xié)同發(fā)展；另一方面，各地區(qū)之間應(yīng)從自身協(xié)調(diào)發(fā)展特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)于協(xié)調(diào)發(fā)展水平較高的地區(qū)應(yīng)進(jìn)一步關(guān)注城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合巨系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，發(fā)揮其示范與帶動(dòng)作用，對(duì)于存在協(xié)調(diào)發(fā)展問(wèn)題或協(xié)調(diào)發(fā)展水平較低的地區(qū)，應(yīng)重點(diǎn)調(diào)控對(duì)耦合系統(tǒng)整體演化發(fā)展影響較大或存在潛在影響的環(huán)節(jié)，逐步實(shí)現(xiàn)城市土地利用效率與生態(tài)系統(tǒng)健康協(xié)調(diào)發(fā)展。