基于遙感生態(tài)指數(shù)的土地利用程度與環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展研究
——以浙江省為例

朱悅，徐志紅，蔣曉敏，張嫣然，王建鋒，王善華，陳昱蓉，張豐*

（1.浙江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310027；2.浙江省自然資源調(diào)查登記中心，浙江 杭州 310012；3.杭州中房信息科技有限公司，浙江 杭州 310014）

土地利用與生態(tài)環(huán)境之間存在復(fù)雜的、非線性的動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系［1］。土地開(kāi)發(fā)利用應(yīng)充分考慮生態(tài)環(huán)境的承載能力［2］，生態(tài)文明建設(shè)亦需適度結(jié)合當(dāng)前土地利用結(jié)構(gòu)，兩者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展程度是衡量區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要標(biāo)準(zhǔn)。因此，定量評(píng)價(jià)土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量之間的耦合關(guān)系，有助于發(fā)現(xiàn)潛在的土地利用生態(tài)環(huán)境問(wèn)題［3］，為制定土地利用規(guī)劃、優(yōu)化土地利用模式、促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展提供重要依據(jù)［4］。

近年來(lái)，許多學(xué)者在土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)方面進(jìn)行了深入研究［5-7］，先針對(duì)土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量2 個(gè)子系統(tǒng)分別構(gòu)建指標(biāo)體系進(jìn)行評(píng)價(jià)，再結(jié)合耦合度計(jì)算模型進(jìn)行協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)［8］：選取土地利用投入、效益、土地承載力等層面指標(biāo)評(píng)價(jià)土地利用程度［9］；選取生態(tài)環(huán)境壓力、生態(tài)涵養(yǎng)能力、環(huán)境治理能力［10］、低碳環(huán)境［11］等層面指標(biāo)評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量；用主成分分析［12］、熵值法［13］計(jì)算指標(biāo)權(quán)重；用耦合度［14］、耦合協(xié)調(diào)度［15］等評(píng)價(jià)土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)狀況。

現(xiàn)有土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展研究，在生態(tài)環(huán)境質(zhì)量子系統(tǒng)中選取的指標(biāo)更傾向于環(huán)保投資力度與環(huán)境治理強(qiáng)度，這些指標(biāo)受城市發(fā)展與政策導(dǎo)向等因素的影響，更多表現(xiàn)為環(huán)保重視程度及可持續(xù)發(fā)展素養(yǎng)，并不能直觀反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。2006 年，我國(guó)生態(tài)環(huán)境部通過(guò)了《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范（試行）》，給出了生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)（ecological index，EI）的計(jì)算方法［16］，由于該方法主要依賴(lài)土地利用分類(lèi)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)收集上存在一定難度。文獻(xiàn)［17-19］基于遙感影像改進(jìn)了EI 的計(jì)算方法，借助主成分分析法結(jié)合綠度、干度、濕度、熱度4 個(gè)指標(biāo)創(chuàng)建了完全基于遙感影像的遙感生態(tài)指數(shù)（remote sensing ecological index，RSEI），證實(shí)了RSEI 與EI 存在較好的一致性。RSEI 使得生態(tài)質(zhì)量快速評(píng)價(jià)更容易實(shí)現(xiàn)，受到了許多學(xué)者的青睞。本文將RSEI 應(yīng)用于土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)研究，力求探索區(qū)域土地利用程度與實(shí)際生態(tài)環(huán)境質(zhì)量之間的耦合關(guān)系。

已有的對(duì)浙江省土地利用程度與生態(tài)協(xié)調(diào)性的評(píng)價(jià)［20-21］，數(shù)據(jù)大多來(lái)自統(tǒng)計(jì)年鑒，結(jié)構(gòu)單一，數(shù)據(jù)豐度、廣度不足?；诖?，本文將結(jié)合遙感數(shù)據(jù)、浙江省城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)性定量化研究，對(duì)2008，2013，2018 年浙江省縣域土地利用程度及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行分系統(tǒng)評(píng)價(jià)并研究其耦合協(xié)調(diào)狀況，探究二者時(shí)空變化的協(xié)調(diào)關(guān)系，為不同發(fā)展?fàn)顩r的區(qū)縣提供針對(duì)性建議。

1 研究區(qū)概況

浙江省地處我國(guó)東南沿海長(zhǎng)江三角洲南翼，地勢(shì)由西南向東北傾斜，地形復(fù)雜［22］。截至2018 年，浙江省共轄11 個(gè)地級(jí)市，89 個(gè)區(qū)縣，各區(qū)縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異較大。沿海地區(qū)人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定負(fù)面影響。內(nèi)陸地區(qū)（如衢州市、麗水市）由于地勢(shì)等原因未進(jìn)行過(guò)多開(kāi)發(fā)，生態(tài)環(huán)境狀態(tài)保持良好［23］。因此，以浙江省為案例地探索土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的時(shí)空演變特征具有典型意義。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

為定量評(píng)價(jià)土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的協(xié)調(diào)關(guān)系，在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，加入了調(diào)查數(shù)據(jù)與觀測(cè)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)主要來(lái)源于2009—2019 年《浙江省統(tǒng)計(jì)年鑒》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)統(tǒng)計(jì)年鑒）、浙江省城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)及基于谷歌地球引擎（Google earth engine，GEE）平臺(tái)下載的Landsat 遙感影像數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

2.2.1 土地利用程度評(píng)價(jià)模型

遵循整體性、科學(xué)性、層次性、可行性等原則構(gòu)建指標(biāo)體系［1］，同時(shí)參考相關(guān)研究［9-10，24］，從土地開(kāi)發(fā)利用的內(nèi)涵出發(fā)，選擇影響土地利用程度的主要因素：土地利用投入、土地利用結(jié)構(gòu)、土地承載力及土地利用效益，綜合考慮生產(chǎn)要素投入、產(chǎn)業(yè)布局、城鎮(zhèn)擴(kuò)張、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、人口/就業(yè)人口承載力、生產(chǎn)要素產(chǎn)出等因素構(gòu)建土地利用程度評(píng)價(jià)兩級(jí)指標(biāo)體系，如表1 所示。其中在城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)中補(bǔ)充了統(tǒng)計(jì)年鑒中缺失的土地利用結(jié)構(gòu)信息。

表1 土地利用程度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及數(shù)據(jù)來(lái)源Table 1 Evaluation index system and data source of land use degree

對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，用熵值法確定指標(biāo)權(quán)重，通過(guò)評(píng)價(jià)指標(biāo)的內(nèi)在信息確定其效用值，從而在一定程度上避免了主觀偏差［25］。將標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)值乘以權(quán)重，累加得到土地利用程度指數(shù)。

2.2.2 基于遙感生態(tài)指數(shù)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

將2008，2013 年Landsat 7 影像數(shù)據(jù)及2018 年Landsat 8 影像數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源。針對(duì)3 a 的影像，通過(guò)PIXEL_QA 字段進(jìn)行去云處理與質(zhì)量篩選，選取可用圖像的平均值進(jìn)行后續(xù)分析。綜合考慮植被生長(zhǎng)狀態(tài)、土壤濕度、土壤干化程度、建筑用地狀況、地表溫度等，選取綠度、濕度、熱度、干度4 個(gè)指標(biāo)因子構(gòu)建RSEI，評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境狀況。選用歸一化植被指數(shù)（NDVI）表征綠度指標(biāo)；選用廣泛應(yīng)用于生態(tài)監(jiān)測(cè)的纓帽變換濕度分量衡量地表植被、土壤濕度（WET）指標(biāo)；選取地表溫度（LST）表征熱度指標(biāo)；結(jié)合建筑指數(shù)（IBI）與裸土指數(shù)（SI），生成干度指標(biāo)（NDBSI）［26］。

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的NDVI、WET、LST、NDBSI 指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，選用第一主成分（PC1）構(gòu)建RSEI［27］。根據(jù)研究范圍尺度，在充分保留空間異質(zhì)性的前提下，以500 m×500 m 的格網(wǎng)進(jìn)行采樣求得區(qū)縣各指標(biāo)的平均值［28］，得到區(qū)縣總體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)：

2.2.3 耦合協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)指數(shù)

分別選取土地利用程度指數(shù)F(x)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)G(y)作為土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的定量評(píng)價(jià)指標(biāo)。土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的耦合度計(jì)算式為

其中，C 為耦合度，0≤C≤1，如果C 較大，則表示土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量之間耦合狀況良好。但耦合度只能反映雙方相互不分利弊作用的程度強(qiáng)弱，為能更深層次地反映土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的相互作用與綜合效益，構(gòu)建了用于定量描述協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r的耦合協(xié)調(diào)度，并以此作為土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量耦合狀況的評(píng)價(jià)依據(jù)［29］。土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的耦合協(xié)調(diào)度計(jì)算式為

其中，D 為耦合協(xié)調(diào)度，D 越大，表明土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量越協(xié)調(diào)；T 為土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的綜合調(diào)和指數(shù)，反映土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的整體協(xié)同效應(yīng)或貢獻(xiàn)；a，b 為待定系數(shù)，由于土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量同等重要，故取a=b=0.5。

3 結(jié)果與分析

由于研究時(shí)間跨度較大，其間浙江省行政區(qū)劃多次調(diào)整，計(jì)算單元均以2018 年行政區(qū)劃為準(zhǔn)。下文中的耦合協(xié)調(diào)度均指土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量之間的耦合協(xié)調(diào)度。

為體現(xiàn)時(shí)空差異，將土地利用程度和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量均分為低、較低、一般、較高、高5 個(gè)等級(jí)，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Classification standards of land use degree and ecological environment quality

3.1 土地利用程度綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

2008，2013，2018 年浙江省土地利用程度空間分布如圖1 所示。由圖1（a）可知，2008 年浙江省土地利用程度呈東高西低、北高南低的空間分布狀態(tài)，沿海區(qū)縣土地利用程度高于內(nèi)陸區(qū)縣。土地利用程度較高的區(qū)縣主要分布在杭州市和寧波市。溫州市、嘉興市、紹興市、金華市所轄區(qū)縣土地利用程度不均，涵蓋低、較低、一般3 個(gè)等級(jí)。湖州市、舟山市、臺(tái)州市、麗水市所轄區(qū)縣土地利用程度均為低和較低等級(jí)。衢州市所轄區(qū)縣土地利用程度均為低等級(jí)。2008 年浙江省各區(qū)縣土地利用程度差異較大，這與各區(qū)縣的經(jīng)濟(jì)水平、人口分布狀況等有關(guān)。

圖1 2008，2013，2018 年浙江省各區(qū)縣土地利用程度空間分布Fig.1 Spatial distribution of land use degree in Zhejiang province in 2008，2013 and 2018

由圖1（b）可知，2013 年浙江省土地利用程度總體仍呈東高西低、北高南低的空間分布狀態(tài)。土地利用程度較高的區(qū)縣主要分布在杭州市、寧波市、溫州市。嘉興市所轄區(qū)縣發(fā)展較為均衡，土地利用程度均為一般和較低等級(jí)。湖州市、紹興市、金華市、臺(tái)州市所轄區(qū)縣土地利用程度不均，涵蓋低、較低、一般3 個(gè)等級(jí)。衢州市、舟山市、麗水市所轄區(qū)縣土地利用程度均為低和較低等級(jí)。相較2008 年，2013 年浙江省土地利用程度總體有一定的提升，浙中地區(qū)有一定提高。其中寧波市、嘉興市、臺(tái)州市所轄區(qū)縣土地利用程度提升較明顯。

由圖1（c）可知，2018 年浙江省土地利用程度依舊呈北高南低的空間分布狀態(tài)，東高西低的趨勢(shì)越發(fā)顯著。土地利用程度較高的區(qū)縣主要分布在杭州市、寧波市、溫州市、嘉興市和紹興市。湖州市、舟山市所轄區(qū)縣相較2013 年有較大提升。金華市、臺(tái)州市、衢州市、麗水市所轄區(qū)縣土地利用程度與2013年水平相當(dāng)。

10 a 間，各區(qū)縣土地利用程度均有所提升。2008—2013 年，土地利用程度處于一般及以上水平的區(qū)縣發(fā)展較快，2013—2018 年，土地利用程度處于較低及以下水平的區(qū)縣發(fā)展較明顯，體現(xiàn)了浙江省在實(shí)現(xiàn)共同富裕道路上取得了一定成果。

3.2 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

2008，2013，2018 年浙江省各區(qū)縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量分布見(jiàn)圖2。由圖2（a）可知，2008 年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量空間分布與土地利用程度呈相反態(tài)勢(shì)，這也印證了城市發(fā)展會(huì)帶來(lái)一定的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，降低生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。在89 個(gè)區(qū)縣中，6 個(gè)區(qū)縣的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量為低等級(jí)，12 個(gè)區(qū)縣為較低等級(jí)，22 個(gè)區(qū)縣為一般等級(jí)，41個(gè)區(qū)縣為較高等級(jí)，8 個(gè)區(qū)縣為高等級(jí)。生態(tài)環(huán)境質(zhì)量為低和較低等級(jí)的區(qū)縣主要分布在杭州市、寧波市、溫州市、嘉興市、舟山市和臺(tái)州市。湖州市、紹興市、金華市所轄區(qū)縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量均為一般等級(jí)以上。衢州市和麗水市所轄區(qū)縣均為較高和高等級(jí)。

圖2 2008，2013，2018 年浙江省各區(qū)縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量空間分布Fig.2 Spatial distribution of eco-environmental quality in Zhejiang province in 2008，2013 and 2018

由圖2（b）可知，2013 年浙江省89 個(gè)區(qū)縣中，4 個(gè)區(qū)縣的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)為低等級(jí)，7 個(gè)區(qū)縣為較低等級(jí)，21 個(gè)區(qū)縣為一般等級(jí)，26 個(gè)區(qū)縣為較高等級(jí)，31 個(gè)區(qū)縣為高等級(jí)。相較于2008 年，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量低和較低的區(qū)縣數(shù)有所下降，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較高的區(qū)縣數(shù)上升。西南部地區(qū)生態(tài)優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯，土地利用程度較高的東北部地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量也有一定提升。

由圖2（c）可知，2018 年浙江省89 個(gè)區(qū)縣中，1 個(gè)區(qū)縣的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)為低等級(jí)，10 個(gè)區(qū)縣為較低等級(jí)，22 個(gè)區(qū)縣為一般等級(jí)，24 個(gè)區(qū)縣為較高等級(jí)，32 個(gè)區(qū)縣為高等級(jí)。與2013 年相比稍有變化，但變化并不明顯。

由于自然地理?xiàng)l件優(yōu)越，浙江省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體保持較高水平，在政策導(dǎo)向下堅(jiān)定不移踐行“兩山”理論［30］，10 a 來(lái)在生態(tài)文明建設(shè)中取得了較大成果。

3.3 耦合協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)結(jié)果

3.3.1 耦合協(xié)調(diào)度時(shí)空變化

參照文獻(xiàn)［31］，將耦合協(xié)調(diào)度分為6 個(gè)等級(jí)，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。2008，2013，2018 年浙江省各區(qū)縣耦合協(xié)調(diào)度分布見(jiàn)圖3。由圖3（a）可知，2008 年浙江省89 個(gè)區(qū)縣耦合協(xié)調(diào)度計(jì)算結(jié)果呈紡錘狀分布。其中，杭州市上城區(qū)、嘉興市秀洲區(qū)2 個(gè)區(qū)縣處于極度失調(diào)衰退等級(jí)，前者土地利用程度高，但生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較低。后者在土地利用程度較低的情況下生態(tài)環(huán)境質(zhì)量也處于中等偏下水平。21 個(gè)區(qū)縣處于中度失調(diào)衰退等級(jí)，包含麗水市67%的區(qū)縣、衢州市50%的區(qū)縣、紹興市33%的區(qū)縣、舟山市25%的區(qū)縣、杭州市23%的區(qū)縣、臺(tái)州市22%的區(qū)縣和金華市11%的區(qū)縣。除舟山市嵊泗縣的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量滯后于土地利用程度外，處于該等級(jí)的其他區(qū)縣土地利用程度均滯后于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。26 個(gè)區(qū)縣處于勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展等級(jí)，包含衢州市50%的區(qū)縣、金華市44%的區(qū)縣、湖州市40%的區(qū)縣、溫州市36%的區(qū)縣、紹興市33%的區(qū)縣、麗水市33%的區(qū)縣、寧波市30%的區(qū)縣、杭州市23%的區(qū)縣和臺(tái)州市22%的區(qū)縣。除杭州市下城區(qū)、溫州市洞頭區(qū)和龍灣區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量滯后于土地利用程度外，處于該等級(jí)的其他區(qū)縣土地利用程度均滯后于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。32 個(gè)區(qū)縣處于初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展等級(jí)，包括嘉興市86%的區(qū)縣、舟山市75%的區(qū)縣、寧波市60%的區(qū)縣、湖州市60%的區(qū)縣、臺(tái)州市56%的區(qū)縣、金華市33%的區(qū)縣、杭州市23%的區(qū)縣、溫州市18%的區(qū)縣和紹興市17%的區(qū)縣。除杭州市江干區(qū)、寧波市海曙區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量滯后于土地利用程度外，處于該等級(jí)的其他區(qū)縣土地利用程度均滯后于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。8 個(gè)區(qū)縣處于中度協(xié)調(diào)發(fā)展等級(jí)，包含杭州市23%的區(qū)縣、溫州市18%的區(qū)縣、紹興市17%的區(qū)縣和金華市11%的區(qū)縣。除杭州市拱墅區(qū)、濱江區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量滯后于土地利用程度外，處于該等級(jí)的其他區(qū)縣土地利用程度均滯后于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。無(wú)區(qū)縣處于優(yōu)良協(xié)調(diào)發(fā)展等級(jí)。總體來(lái)看，相比土地利用程度，2008 年浙江省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量處于較高水平。杭州市區(qū)、寧波市區(qū)、溫州市區(qū)的土地利用程度較高，在城市化進(jìn)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量造成一定負(fù)面影響。

圖3 2008，2013，2018 年浙江省各區(qū)縣耦合協(xié)調(diào)度空間分布Fig.3 Spatial distribution of coordination degree in Zhejiang province in 2008，2013 and 2018

表3 土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的耦合協(xié)調(diào)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Classification standard of coupling coordination degree between land use degree and ecological environment quality

由圖3（b）可知，2013 年浙江省89 個(gè)區(qū)縣中，4 個(gè)區(qū)縣的耦合協(xié)調(diào)度為極度失調(diào)衰退等級(jí)，16 個(gè)為中度失調(diào)衰退等級(jí)，19 個(gè)為勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展等級(jí)，32 個(gè)為初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展等級(jí)，14 個(gè)為中度協(xié)調(diào)發(fā)展等級(jí)，4 個(gè)為優(yōu)良協(xié)調(diào)發(fā)展等級(jí)。

杭州市31%的區(qū)縣處于發(fā)展不平衡區(qū)間，15%的區(qū)縣處于轉(zhuǎn)型區(qū)間，54%的區(qū)縣處于協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)間，杭州市城市化發(fā)展進(jìn)程較其他市快，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量大致保持良好狀態(tài)，超一半?yún)^(qū)縣的土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展，個(gè)別區(qū)縣（如上城區(qū)）生態(tài)環(huán)境質(zhì)量嚴(yán)重滯后于土地利用程度。

寧波市30%的區(qū)縣處于轉(zhuǎn)型區(qū)間，70%的區(qū)縣處于協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)間。溫州市18%的區(qū)縣處于發(fā)展不平衡區(qū)間，18%的區(qū)縣處于轉(zhuǎn)型區(qū)間，64%的區(qū)縣處于協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)間。寧波市、溫州市的土地利用程度處于一般及以上等級(jí)，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量保持良好，大部分區(qū)縣的土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展。

嘉興市所有區(qū)縣均處于協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)間。湖州市40%的區(qū)縣處于轉(zhuǎn)型區(qū)間，60%的區(qū)縣處于協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)間。紹興市33%的區(qū)縣處于轉(zhuǎn)型區(qū)間，67%的區(qū)縣處于協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)間。金華市11%的區(qū)縣處于發(fā)展不平衡區(qū)間，22%的區(qū)縣處于轉(zhuǎn)型區(qū)間，67%的區(qū)縣處于協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)間。舟山市25%的區(qū)縣處于轉(zhuǎn)型區(qū)間，75%的區(qū)縣處于協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)間。臺(tái)州市11%的區(qū)縣處于發(fā)展不平衡區(qū)間，33%的區(qū)縣處于轉(zhuǎn)型區(qū)間，56%的區(qū)縣處于協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)間。嘉興市、湖州市、紹興市、金華市、舟山市、臺(tái)州市的土地利用程度處于中等及一般及以下等級(jí)，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較好，大部分區(qū)縣的土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展。

衢州市67%的區(qū)縣處于發(fā)展不平衡區(qū)間，17%的區(qū)縣處于轉(zhuǎn)型區(qū)間，17%的區(qū)縣處于協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)間。麗水市89%的區(qū)縣處于發(fā)展不平衡區(qū)間，11%的區(qū)縣處于轉(zhuǎn)型區(qū)間。衢州市、麗水市的土地利用程度處于較低水平，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)良，大部分區(qū)縣土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量發(fā)展不平衡。

由圖3（c）可知，2018 年浙江省89 個(gè)區(qū)縣中，17 個(gè)區(qū)縣的耦合協(xié)調(diào)度為中度失調(diào)衰退等級(jí)，17 個(gè)為勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展等級(jí)，32 個(gè)為初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展等級(jí)，20 個(gè)為中度協(xié)調(diào)發(fā)展等級(jí)，3 個(gè)為優(yōu)良協(xié)調(diào)發(fā)展等級(jí)。

2008—2013 年耦合協(xié)調(diào)度轉(zhuǎn)移矩陣見(jiàn)圖4（a）。5 a 間，8 個(gè)區(qū)縣的耦合協(xié)調(diào)度等級(jí)下降，53 個(gè)區(qū)縣的耦合協(xié)調(diào)度等級(jí)保持不變，28 個(gè)區(qū)縣的耦合協(xié)調(diào)度等級(jí)提高，浙江省在土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展方面取得了較大成果。

圖4 2008—2013 年和2013—2018 年浙江省耦合協(xié)調(diào)度轉(zhuǎn)移矩陣Fig.4 Transfer matrix of coordination degree in Zhejiang province from 2008 to 2013 and from 2013 to 2018

2013—2018 年耦合協(xié)調(diào)度轉(zhuǎn)移矩陣見(jiàn)圖4（b）。5 a 間，3 個(gè)區(qū)縣的耦合協(xié)調(diào)度等級(jí)下降，67 個(gè)區(qū)縣的耦合協(xié)調(diào)度等級(jí)保持不變，19 個(gè)區(qū)縣的耦合協(xié)調(diào)度等級(jí)提高。在市級(jí)層面，杭州市、寧波市、溫州市、湖州市、衢州市、舟山市的耦合協(xié)調(diào)度有一定提高，其中衢州市提升幅度最大。

3.3.2 耦合協(xié)調(diào)度空間自相關(guān)分析

2008，2013，2018 年浙江省各區(qū)縣耦合協(xié)調(diào)度全局莫蘭指數(shù)分別為0.568，0.572，0.568，均通過(guò)1%的顯著性檢驗(yàn)。表明浙江省耦合協(xié)調(diào)度具有顯著的空間正相關(guān)性，存在明顯的空間集聚特征，且耦合協(xié)調(diào)度的空間集聚性呈先上升后下降的變化趨勢(shì)。這是由于2 個(gè)5 a 間各區(qū)縣發(fā)展重點(diǎn)與路線不同，導(dǎo)致土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的變化速率不同。

進(jìn)一步針對(duì)浙江省各區(qū)縣耦合協(xié)調(diào)度計(jì)算局部莫蘭指數(shù)，得到空間集聚圖（圖5）。

圖5 2008，2013，2018 年浙江省各區(qū)縣耦合協(xié)調(diào)度空間集聚圖Fig.5 Local indicators of spatial association map of coordination degree in Zhejiang province in 2008，2013 and 2018

在1%的顯著性水平下，以杭州市區(qū)、寧波市區(qū)、嘉興市區(qū)為中心向外形成高-高集聚區(qū)，區(qū)域自身與鄰域耦合協(xié)調(diào)度均處于較高水平，土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量均處于較高水平。在城市化進(jìn)程中，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量保持較高水平，且呈現(xiàn)城市群效應(yīng)，帶動(dòng)周邊城市發(fā)展，通過(guò)共享經(jīng)濟(jì)與人力實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)發(fā)展。

高-高集聚區(qū)外圍為低-高集聚區(qū)，主要是由于土地利用程度滯后于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。低-高集聚區(qū)的區(qū)縣具有較大發(fā)展?jié)摿?，可以通過(guò)周邊發(fā)展較快區(qū)縣帶動(dòng)其發(fā)展。值得注意的是，杭州市上城區(qū)位于低-高集聚區(qū)，其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量嚴(yán)重滯后于土地利用程度，耦合協(xié)調(diào)度較低，這是由杭州市城市發(fā)展中心的區(qū)域定位導(dǎo)致的。從杭州市整體城市建設(shè)看，土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量為協(xié)調(diào)發(fā)展。

以衢州市、麗水市為中心形成低-低集聚區(qū)，區(qū)域自身與鄰域協(xié)調(diào)度均處于較低水平。結(jié)合土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，這些地區(qū)尚未得到深度開(kāi)發(fā)，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量保持較優(yōu)水平，土地利用程度嚴(yán)重滯后于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量?？梢越柚渖鷳B(tài)優(yōu)勢(shì)，選擇合適的發(fā)展路線。

4 結(jié)論與討論

4.1在空間尺度上，浙江省土地利用程度呈東高西低、北高南低的分布狀態(tài)，各區(qū)縣發(fā)展差距較大。在時(shí)間尺度上，浙江省各區(qū)縣土地利用程度均有不同程度的提高，東高西低的趨勢(shì)越發(fā)顯著。

4.2浙江省由于自然地理?xiàng)l件優(yōu)越，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體保持較高水平，在政策導(dǎo)向下堅(jiān)定不移踐行“兩山”理論，10 a 來(lái)在生態(tài)文明建設(shè)中取得了較大成果。

4.3浙江省各區(qū)縣土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的耦合協(xié)調(diào)度差異較大。10 a 來(lái)土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量趨向協(xié)調(diào)發(fā)展：在土地利用開(kāi)發(fā)的同時(shí)兼顧生態(tài)文明建設(shè)；在生態(tài)環(huán)境保持優(yōu)良的同時(shí)發(fā)展旅游業(yè)，以獲取經(jīng)濟(jì)效益，二者相輔相成，協(xié)同向好。

4.4結(jié)合土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，浙江省由于自然地理?xiàng)l件優(yōu)越，大部分區(qū)縣的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)良，影響各區(qū)縣土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量耦合協(xié)調(diào)度的主要因素是土地利用程度。

綜上，建議由土地利用程度較高的區(qū)縣帶動(dòng)周?chē)鷧^(qū)縣發(fā)展，對(duì)于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量滯后于土地利用程度的區(qū)縣，可借鑒耦合協(xié)調(diào)度較高區(qū)縣的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新發(fā)展模式，在城市化進(jìn)程中注重生態(tài)文明建設(shè)，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展；對(duì)于尚未深度發(fā)展的區(qū)縣，可借助其身生態(tài)優(yōu)勢(shì)，選擇適合當(dāng)?shù)靥厣陌l(fā)展路線。

本文從土地利用投入、土地利用結(jié)構(gòu)、土地承載力及土地利用效益4 個(gè)層面建立了指標(biāo)體系，將遙感數(shù)據(jù)引入土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量耦合協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)，在一定程度上反映了浙江省土地利用水平、生態(tài)環(huán)境狀態(tài)及土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的耦合關(guān)系，但由于土地利用與生態(tài)環(huán)境之間的耗散體系是開(kāi)放的、動(dòng)態(tài)的，因此構(gòu)建一個(gè)更為全面科學(xué)的評(píng)價(jià)體系仍有一定難度。另外，本文針對(duì)土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的耦合度進(jìn)行了量化研究，將進(jìn)一步關(guān)注二者的交互響應(yīng)機(jī)制，深入剖析土地利用程度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的互動(dòng)機(jī)理，對(duì)區(qū)域未來(lái)發(fā)展提供更具針對(duì)性的建議。