基于熵權(quán)法和CRITIC算法的滇中城市群生態(tài)承載力綜合評(píng)價(jià)研究

孫萌萌,蔣瑜函,何云玲

(云南大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院,云南 昆明 650500)

生態(tài)承載力是生態(tài)系統(tǒng)在一個(gè)區(qū)域正常發(fā)展過(guò)程中對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)關(guān)系的可持續(xù)承載,是生態(tài)系統(tǒng)自我維持、自我調(diào)節(jié)以及自我發(fā)展的能力,并且是制約區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一[1]。近代以來(lái),全球工業(yè)化發(fā)展帶來(lái)的資源環(huán)境問(wèn)題加劇,給生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展都造成了不可估量的影響。嚴(yán)重的生態(tài)危機(jī)和環(huán)境挑戰(zhàn)迫使國(guó)內(nèi)外學(xué)者轉(zhuǎn)向更加系統(tǒng)化的生態(tài)承載研究,將人口、資源、環(huán)境等方面的相互作用納入研究體系。

國(guó)外對(duì)于生態(tài)承載力的研究歷史較久,研究方法豐富。Duan和Yang[2]提出生態(tài)承載力可以作為在資源、環(huán)境領(lǐng)域研究經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)系統(tǒng)之間關(guān)系的工具。M Cuadra等[3]借助生態(tài)足跡和能值分析的手段,從生態(tài)角度評(píng)估了尼加拉瓜熱帶農(nóng)作物的生態(tài)承載情況。Mehdi Salemi[4]等應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)分析法與“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”模型建立網(wǎng)絡(luò)模型,對(duì)伊朗北卡爾赫保護(hù)區(qū)生態(tài)旅游發(fā)展的生態(tài)承載力進(jìn)行了綜合評(píng)估。國(guó)內(nèi)學(xué)者的研究中,不同學(xué)者針對(duì)不同區(qū)域的生態(tài)承載力進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià),創(chuàng)新和拓展了相關(guān)的評(píng)價(jià)方法。其中,基于指標(biāo)體系的綜合評(píng)價(jià)法[5]基于其綜合性和實(shí)用性,應(yīng)用占比最大[6]：鄭欣[7]從生態(tài)彈性力、承載媒體支撐力及承載對(duì)象的壓力3個(gè)維度建立評(píng)價(jià)體系,以熵權(quán)法確定權(quán)重對(duì)鄂爾多斯市的生態(tài)承載力進(jìn)行綜合評(píng)估;丁文璐[8]等基于P-S-R和優(yōu)劣解距離法模型,對(duì)德安縣水生態(tài)承載力情況進(jìn)行了時(shí)空分異和障礙因素診斷;魏媛[9]等基于人地協(xié)同視角,運(yùn)用“驅(qū)動(dòng)力—壓力—狀態(tài)—影響—響應(yīng)”模型和障礙度模型對(duì)貴州省土地資源生態(tài)承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)及障礙因素診斷。學(xué)者的已有研究豐富了生態(tài)承載力研究體系,為認(rèn)識(shí)區(qū)域生態(tài)承載力演化機(jī)理提供了科學(xué)依據(jù)。但目前研究大部分還局限在區(qū)域的靜態(tài)研究中,生態(tài)承載力時(shí)空格局演變過(guò)程的多層次、多元化難以得到充分體現(xiàn)。

在針對(duì)滇中城市群承載力體系的研究中,袁輝鳳[10]等使用均方差決策法建立評(píng)價(jià)體系,對(duì)滇中城市群綜合承載力進(jìn)行評(píng)估;李琛[11]等通過(guò)建立指標(biāo)體系對(duì)滇中城市群城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力進(jìn)行了耦合協(xié)調(diào)研究,2000—2018年其城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)水平不斷上升。但目前生態(tài)承載力在地形復(fù)雜、生態(tài)系統(tǒng)豐富的云南地區(qū)研究數(shù)量較少,現(xiàn)有研究主要集中在對(duì)滇中城市群的綜合承載力、資源環(huán)境承載力及土地資源綜合承載力等領(lǐng)域,較少關(guān)注區(qū)域生態(tài)承載力的情況。

地處云南省的滇中城市群是國(guó)家“兩橫三縱”城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略格局的重要組成部分,對(duì)周邊地區(qū)的綜合輻射能力日益受到重視。本文以滇中城市群為研究對(duì)象,借助P-S-R模型構(gòu)建合適的生態(tài)承載力指標(biāo)體系,闡明滇中城市群2010—2021年生態(tài)承載力的時(shí)空分布格局,基于障礙度模型揭示影響生態(tài)承載力的主要因素。研究結(jié)果將為指導(dǎo)滇中城市群的總體規(guī)劃,合理利用資源,促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和參考建議,以便更好地發(fā)揮滇中城市群發(fā)揮區(qū)位優(yōu)勢(shì),引領(lǐng)云南現(xiàn)代化建設(shè)。

1 研究區(qū)概況

滇中城市群地處云南省中部,以昆明市為中心,包含了曲靖市、玉溪市和楚雄彝族自治州全境,土地面積94 558 km2。全域?qū)儆诤鑾r溶高原地貌,地形以山地和山間盆地為主,地勢(shì)起伏和緩[12],海拔116～4 282 m,氣候溫和濕潤(rùn),光照條件好,屬低緯度高原山地季風(fēng)氣候,水資源總量大,礦產(chǎn)資源豐富。滇中城市群以全省24%的國(guó)土面積,集聚了57.8%的地區(qū)生產(chǎn)總值,區(qū)域總?cè)丝谶_(dá)到1 698.7萬(wàn)人。隨著城鎮(zhèn)化的推進(jìn),人口膨脹、環(huán)境污染、水土流失、生物多樣性減少等問(wèn)題給區(qū)域發(fā)展帶來(lái)巨大的困境,提高城市群生態(tài)承載力水平成為高質(zhì)量發(fā)展的重要前提。研究區(qū)域地理位置如圖1。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

包括《云南省統(tǒng)計(jì)年鑒(2011—2022年)》《昆明市統(tǒng)計(jì)年鑒(2011—2022年)》《玉溪市統(tǒng)計(jì)年鑒(2011—2022年)》《曲靖市統(tǒng)計(jì)年鑒(2011—2022年)》《楚雄彝族自治州統(tǒng)計(jì)年鑒(2011—2022年)》《云南省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)(2011—2022年)》以及云南省人民政府、各州市的人民政府網(wǎng)站公開(kāi)數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

2.2.1 P-S-R模型

區(qū)域內(nèi)的資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展與環(huán)境密切相關(guān)[13]。本研究采取聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)與聯(lián)合國(guó)經(jīng)濟(jì)合作和發(fā)展組織(OECD)共同提出的“Pressure-State-Response(P-S-R)”,即壓力—狀態(tài)—響應(yīng)模型,反映生態(tài)環(huán)境中人地相互作用的鏈?zhǔn)疥P(guān)系,通過(guò)壓力、狀態(tài)和響應(yīng)3層指標(biāo)定量評(píng)估生態(tài)承載力。

2.2.2 熵權(quán)法

熵權(quán)法是一種將定性指標(biāo)和定量數(shù)值有機(jī)結(jié)合的客觀賦權(quán)方法,相對(duì)于主觀賦值精度較高、客觀性更強(qiáng),可以有效避免人為因素造成的誤差,使評(píng)價(jià)結(jié)果更接近實(shí)際。其過(guò)程如下[14]：

對(duì)原始數(shù)據(jù)的正負(fù)指標(biāo)使用歸一化進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,公式如下:

(1)

(2)

式中:Xij為原始數(shù)據(jù),為第i個(gè)指標(biāo)第j年的數(shù)值;X′ij為與Xij相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值;min(Xij)、 max(Xij)分別為第i個(gè)指標(biāo)在某時(shí)間序列上的最值;i為評(píng)價(jià)指標(biāo);i=1,2,…,n;j為年份,j=1,2,…,12。

計(jì)算各指標(biāo)的信息熵,公式如下:

(3)

(4)

式中:Pij為第i項(xiàng)指標(biāo)第j年的標(biāo)準(zhǔn)化值在整個(gè)時(shí)間序列中的比重(當(dāng)Pij=0時(shí),將Pij修正為Pij+0.0001);Ei為第i項(xiàng)指標(biāo)的信息熵值;k為常數(shù),k=(ln^m)^-1,k>0;m=12。

計(jì)算各指標(biāo)在各評(píng)價(jià)年份的權(quán)重值,公式如下:

(5)

式中:Wi為第i項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值;n為生態(tài)承載力評(píng)價(jià)體系總指標(biāo)數(shù),n=29。

2.2.3 CRITIC算法

CRITIC(Criteria Importance Though Intercriteria Correlation)算法是一種基于計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)的對(duì)比強(qiáng)度和沖突性,充分挖掘原始數(shù)據(jù)提供的信息來(lái)對(duì)確定各個(gè)指標(biāo)客觀權(quán)重的賦權(quán)方法[15-16]。其原理如下:

(6)

式中:Cj為第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的信息承載量,即第j個(gè)指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)體系的影響;σj為第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差;rij為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)與第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)。Cj的值越大,表示第j個(gè)指標(biāo)對(duì)生態(tài)承載力評(píng)價(jià)體系的影響越大,該指標(biāo)也就越重要。接下來(lái),利用信息承載量計(jì)算權(quán)重:

(7)

式中:ωj為生態(tài)承載力時(shí)間序列中第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

2.2.4 指標(biāo)體系的構(gòu)建

生態(tài)承載力是協(xié)調(diào)生態(tài)自然環(huán)境與社會(huì)發(fā)展的綜合概念,指標(biāo)選取過(guò)程應(yīng)該充分兼顧兩者間的協(xié)調(diào)關(guān)系。本研究中生態(tài)承載力綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建采用P-S-R模型,生態(tài)承載力為目標(biāo)層,記為A,將壓力層(B1)、狀態(tài)層(B2)和指標(biāo)層(B3)作為準(zhǔn)則層(B),分別在各個(gè)準(zhǔn)則層下設(shè)定代表主要影響層面的因素層C。其中,壓力層(B1)分為社會(huì)(C1)、經(jīng)濟(jì)(C2)及環(huán)境(C3)因素來(lái)展現(xiàn)人類(lèi)生產(chǎn)生活對(duì)自然環(huán)境增加的負(fù)荷;狀態(tài)層(B2)分為人類(lèi)活動(dòng)(C4)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展(C5)及生態(tài)自然(C6)因素描述在人類(lèi)正常生產(chǎn)生活條件下自然經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的狀態(tài);響應(yīng)層(B3)分為環(huán)境(C7)、生態(tài)(C8)和經(jīng)濟(jì)(C9)因素刻畫(huà)人類(lèi)為改善自然生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)所做出的積極反饋[17]。

在此基礎(chǔ)上,本文結(jié)合滇中城市群自然條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀,參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)專(zhuān)家學(xué)者的研究成果,基于科學(xué)性、系統(tǒng)性和可操作性等原則[18-20],在因素層下共選取了29個(gè)指標(biāo)作為指標(biāo)層D來(lái)評(píng)價(jià)滇中城市群的生態(tài)承載力情況。根據(jù)對(duì)生態(tài)承載力的影響性質(zhì),指標(biāo)分為正向(+)和負(fù)向(-)兩類(lèi)(表1)。

表1 滇中城市群生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)熵權(quán)法與CRITIC算法對(duì)2010—2021年各年份的指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行計(jì)算,最終權(quán)重依據(jù)兩者的平均值進(jìn)行確定,該處理可在客觀賦權(quán)過(guò)程既充分考慮各指標(biāo)數(shù)據(jù)的信息量大小,同時(shí)兼顧數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性與變異性。

2.2.5 綜合指數(shù)法

綜合指數(shù)法是在已知指標(biāo)體系下,將不同單位和不同性質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)換算為統(tǒng)一度量的指數(shù)。該方法既能反映各個(gè)單項(xiàng)數(shù)據(jù)的變化程度,也能夠準(zhǔn)確地說(shuō)明整體的變化情況。借助綜合指數(shù)法對(duì)各地州的生態(tài)承載力進(jìn)行評(píng)價(jià),具體公式如下[21]：

(8)

式中:X′ij為各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值;Wj為各指標(biāo)權(quán)重;Di為該地州生態(tài)承載力評(píng)價(jià)值。

2.2.6 障礙度模型

障礙度模型可以基于生態(tài)承載力的計(jì)算結(jié)果,給出地州某時(shí)間序列上的主要障礙因子。通過(guò)對(duì)各年份每個(gè)州市的障礙因子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和篩選,能夠在時(shí)空尺度上識(shí)別生態(tài)承載力的主要影響要素。具體計(jì)算公式如下[22]：

Iij=1-Xij

(9)

(10)

式中:Iij為指標(biāo)的偏離度;X′ij為原數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的值;Aij為各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)區(qū)域生態(tài)承載力指數(shù)的障礙度;Fij為因子貢獻(xiàn)度,即各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重值ωij。

3 滇中城市群生態(tài)承載力時(shí)空格局

3.1 生態(tài)承載力時(shí)間序列演變特征

從滇中城市群總體生態(tài)承載力情況來(lái)看(圖2),生態(tài)承載力總指數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)上升的趨勢(shì)。2010—2021年,生態(tài)承載力綜合得分指數(shù)由0.426上升到0.459,在2016年達(dá)到最高值0.495。生態(tài)承載力整體有明顯提升,但波動(dòng)變化明顯、穩(wěn)定性較弱。

圖2 滇中城市群總體生態(tài)承載力指數(shù)得分

以生態(tài)承載力的3個(gè)準(zhǔn)則層為不同維度進(jìn)行承載力指數(shù)的演變分析(圖3),狀態(tài)承載力指數(shù)整體上高于壓力和響應(yīng)承載力指數(shù),隨時(shí)間變化呈現(xiàn)波動(dòng)變化的“M”型走勢(shì)[23],壓力承載力指數(shù)和響應(yīng)承載力指數(shù)在研究時(shí)段內(nèi)波動(dòng)上升。在“十二五”及“十三五”生態(tài)文明建設(shè)背景下,云南省嚴(yán)格落實(shí)《云南省環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》,編制實(shí)施《云南省主體功能區(qū)規(guī)劃》,在“十三五”規(guī)劃綱要明確“一核、一圈、兩廊、三帶、六群”的空間發(fā)展格局[24],奠定了滇中城市群的生態(tài)保護(hù)優(yōu)勢(shì)。滇中城市群生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)持續(xù)向好,綠色發(fā)展緩解了人類(lèi)活動(dòng)壓力帶來(lái)的負(fù)面影響,實(shí)現(xiàn)了生態(tài)承載力水平的顯著提高。同時(shí),由于承載力水平波動(dòng)性依舊較大,今后需著重提高城市群自然生態(tài)系統(tǒng)的抗壓能力,加強(qiáng)滇中地區(qū)協(xié)調(diào),積極響應(yīng)國(guó)家宏觀綠色生態(tài)理念和各項(xiàng)生態(tài)環(huán)境政策[25]推進(jìn)生態(tài)恢復(fù)。

圖3 不同維度下的滇中城市群承載力指數(shù)

對(duì)滇中城市群4個(gè)州市的生態(tài)承載力指數(shù)演變情況進(jìn)行分析(圖4),整體而言,4個(gè)州市的生態(tài)承載力在研究時(shí)段內(nèi)變化差異顯著。其中,昆明市的生態(tài)承載力在近年來(lái)呈現(xiàn)降低趨勢(shì),由0.511下降至0.412;曲靖市生態(tài)承載力波動(dòng)變化中呈現(xiàn)穩(wěn)步上升,由0.316上升至0.464,超過(guò)了昆明市2021年的生態(tài)承載力指數(shù);楚雄州研究時(shí)段間的生態(tài)承載力不斷波動(dòng)上升,在2021年以0.563的指數(shù)得分位于4個(gè)州市首位;玉溪市生態(tài)環(huán)境治理能力相對(duì)其他3個(gè)州市差距明顯,在2010—2014年有所下降,經(jīng)過(guò)各項(xiàng)生態(tài)環(huán)境政策實(shí)施與積極舉措,其生態(tài)承載力指數(shù)在2015年之后呈現(xiàn)出了上升趨勢(shì),由2015年的0.352上升為2021年的0.397,但仍與其他州市存在一定的差距。

圖4 滇中城市群各州市2010—2021年生態(tài)承載力指數(shù)

為進(jìn)行4個(gè)州市各層次生態(tài)承載力指數(shù)的比較,選取2010年、2015年和2020年3個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的州市各單項(xiàng)生態(tài)承載力指數(shù)進(jìn)行分析(圖5)。昆明市的狀態(tài)承載力指數(shù)上升趨勢(shì)顯著,整體的生態(tài)承載力指數(shù)呈下降變化,說(shuō)明昆明市生態(tài)現(xiàn)狀相對(duì)穩(wěn)定,但需要在發(fā)展過(guò)程中采取更多措施對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行改善和恢復(fù)。曲靖市在研究時(shí)段內(nèi)的生態(tài)承載力指數(shù)大幅度上升,以響應(yīng)承載力指數(shù)提升最為顯著,由2010年的0.119提升至2020年的0.207,說(shuō)明曲靖市在生態(tài)環(huán)境政策實(shí)施過(guò)程效果較好,從整體上帶動(dòng)了其生態(tài)承載力的提高。玉溪市的生態(tài)承載力呈現(xiàn)出波動(dòng)上升趨勢(shì),壓力及響應(yīng)承載力指數(shù)有小幅上升,狀態(tài)承載力指數(shù)有一定下降,在未來(lái)發(fā)展中需要繼續(xù)提升生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[26],改變落后現(xiàn)狀。楚雄州在研究時(shí)段內(nèi)生態(tài)承載力指數(shù)上升趨勢(shì)明顯,壓力和狀態(tài)承載力指數(shù)提升顯著,其生態(tài)承載力提升主要依靠減少人類(lèi)活動(dòng)的壓力、提升系統(tǒng)穩(wěn)定性來(lái)實(shí)現(xiàn),而改善生態(tài)現(xiàn)狀效果較差,未來(lái)需要提升區(qū)域經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀的同時(shí)兼顧提升生態(tài)治理,保持生態(tài)高質(zhì)量發(fā)展。

圖5 不同維度的滇中城市群各州市承載力指數(shù)變化情況

3.2 生態(tài)承載力空間格局演變特征

借助ArcGIS 10.2軟件進(jìn)行生態(tài)承載力得分的可視化,結(jié)果如圖6。2010年,生態(tài)承載力的最高值在昆明市,楚雄州和玉溪市次之,曲靖市最低。2015年,生態(tài)承載力高值發(fā)生轉(zhuǎn)移,快速發(fā)展的曲靖市生態(tài)承載力最高,昆明市次之,楚雄州和玉溪市最低,形成了由東向西遞減的空間格局[27],相對(duì)2010年高值整體東移。2020年,楚雄州是生態(tài)承載力最高值,玉溪市依舊處于最低位,昆明市生態(tài)承載力得分相對(duì)2010年、2015年有所下降,形成中間低兩邊高的分布格局。綜合分析結(jié)果,昆明市的生態(tài)承載力高值地位被不斷削減,生態(tài)承載力空間格局由中心聚集向空間均衡發(fā)展。

(a)2010年

4 滇中城市群生態(tài)承載力影響因子的障礙度分析

計(jì)算2010年—2021年影響各地州生態(tài)承載力發(fā)展排序在前三位的指標(biāo)作為主要影響因子,結(jié)果如表2,括號(hào)中的數(shù)字代表某指標(biāo)在該年份對(duì)區(qū)域生態(tài)承載力的障礙度大小。不同因素的影響程度存在較大差異[28],且隨時(shí)間演變不斷變化。

昆明市生態(tài)承載力的主要制約因子為建成區(qū)面積比重(D11),12年中的出現(xiàn)頻次占比為27.7%,障礙度指數(shù)均達(dá)到6%以上。2010—2012年,主要障礙因素為狀態(tài)層和響應(yīng)層因子,以城鎮(zhèn)就業(yè)率(D17)、造林面積(D25)及建成區(qū)面積比重(D11)出現(xiàn)頻率最高,初期階段的建成區(qū)擴(kuò)張帶來(lái)一系列的生態(tài)問(wèn)題[29]。2013—2018年,工業(yè)廢氣治理設(shè)施處理能力(D20)及工業(yè)固體廢棄物利用率(D21)成為新的制約因子,昆明市需提升環(huán)境措施的保護(hù)力度,提高區(qū)域生態(tài)承載力水平。2019—2021年來(lái),制約昆明市生態(tài)承載力因子幾乎均為狀態(tài)層指標(biāo),環(huán)保措施投入和壓力緩解初見(jiàn)成效。面向未來(lái)區(qū)域性國(guó)際中心城市定位,昆明市要從對(duì)城區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)擴(kuò)張與生態(tài)治理的平衡入手,繼續(xù)提升城市發(fā)展韌性。

生態(tài)環(huán)境科技是國(guó)家科技創(chuàng)新體系的重要組成部分,是推動(dòng)解決生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的利器[30],環(huán)境治理領(lǐng)域的科研人員投入直接影響區(qū)域生態(tài)承載力的提升效率。曲靖市主要的制約因子是自然科學(xué)機(jī)構(gòu)中從事科技人員數(shù)(D28),出現(xiàn)頻次占比達(dá)到33.3%,障礙度指數(shù)達(dá)到近10%以上。2010—2013年及2020—2021年,重點(diǎn)影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)承載力水平的因子均為狀態(tài)層與響應(yīng)層指標(biāo)。壓力層指標(biāo)主要出現(xiàn)在2014—2019年,以經(jīng)濟(jì)密度(D3)為主,該階段經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與土地利用強(qiáng)度的增長(zhǎng)對(duì)曲靖市生態(tài)承載力起到主要制約作用。

影響玉溪市和楚雄州2010—2021年生態(tài)承載力的主要指標(biāo)依舊為自然科學(xué)機(jī)構(gòu)中從事科技人員數(shù)(D28),每年均居于前3位。只有不斷提升生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域科技人員從業(yè)水平,支持當(dāng)?shù)馗咝？蒲袡C(jī)構(gòu)研究開(kāi)發(fā),才能從根本上提升中小城市的綜合發(fā)展能力。玉溪市和楚雄州發(fā)展基礎(chǔ)相對(duì)較差,生態(tài)環(huán)境脆弱,影響兩者生態(tài)承載力的主導(dǎo)因子均為響應(yīng)層指標(biāo)。楚雄州的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)更弱,生態(tài)破壞較輕,生態(tài)承載力指數(shù)整體提升快;而玉溪市由于原生環(huán)境脆弱,生態(tài)承載力水平一直居于城市群末位。在未來(lái)發(fā)展中,中小城市需要平衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)的關(guān)系[31],提升發(fā)展質(zhì)量。

5 結(jié)論與討論

本研究從壓力、狀態(tài)、響應(yīng)3個(gè)層次入手,確定29個(gè)指標(biāo)構(gòu)建了滇中城市群生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,采用熵權(quán)法和CRITIC算法確定指標(biāo)權(quán)重,綜合評(píng)價(jià)2010——2021年滇中城市群生態(tài)承載力水平,最后從時(shí)空演變和障礙因子兩個(gè)層面探究滇中城市群各州市的生態(tài)承載力狀況。結(jié)論如下:

(1)時(shí)間變化上,滇中城市群生態(tài)承載力總指數(shù)波動(dòng)上升,狀態(tài)承載力指數(shù)整體占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。昆明市生態(tài)承載力呈現(xiàn)出波動(dòng)下降趨勢(shì),其響應(yīng)承載力指數(shù)下降明顯;楚雄州生態(tài)承載力提升顯著,在2021年上升至首位;曲靖市整體呈現(xiàn)波動(dòng)上升,各維度承載力指標(biāo)都有所提高;玉溪市整體生態(tài)承載力與其他3個(gè)州市差距明顯,需要進(jìn)一步提升各維度承載力的穩(wěn)定性。

(2)空間分異上,滇中城市群在研究時(shí)限內(nèi)的生態(tài)承載力空間格局由中心聚集逐漸向空間均衡發(fā)展。各州市在2010年、2015年及2020年的生態(tài)承載力區(qū)域分異明顯,變化幅度存在一定的差異,高值中心從昆明市向曲靖市、楚雄州依次轉(zhuǎn)移。

(3)影響因素上,不同因素對(duì)滇中城市群各州市的影響程度存在差異,城市在發(fā)展擴(kuò)張過(guò)程中對(duì)生態(tài)承載力影響呈現(xiàn)出階段性特征。2010—2021年間,昆明市主要障礙制約因子為建成區(qū)面積比重,而曲靖市、玉溪市及楚雄州的主要影響指標(biāo)均為自然科學(xué)機(jī)構(gòu)中從事科技人員數(shù),反映出大城市與中小型城市在發(fā)展過(guò)程中的差異:昆明市經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)完善,科研高校人才聚集,發(fā)展障礙主要依賴(lài)于建成區(qū)的飛速擴(kuò)張;而對(duì)于咎需提升綜合發(fā)展水平的其他州市來(lái)說(shuō),增加科技資金和人員投入可為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)提升提供關(guān)鍵支持。

本研究綜合生態(tài)學(xué)和地理學(xué)視角,從對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的壓力、狀態(tài)和響應(yīng)的角度建立指標(biāo)體系,對(duì)滇中城市群生態(tài)承載力的時(shí)空演變和影響因素進(jìn)行了分析。但由于城市生態(tài)系統(tǒng)是綜合自然、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)等不同因素的復(fù)雜系統(tǒng),生態(tài)承載力研究中存在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系難以全面反映影響因素、指標(biāo)因子彼此之間存在相互作用等問(wèn)題,還未能從全面的角度對(duì)生態(tài)承載力建立公認(rèn)的科學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng),這也是在未來(lái)研究中需要著重關(guān)注的方面。

致謝：本研究數(shù)據(jù)處理和分析過(guò)程中得到了項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員王莉、田蘊(yùn)涵和楊維桂的幫助,在此表示由衷的感謝!