摘 要:【目的】生態(tài)文明建設(shè)是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要基石,區(qū)域整體發(fā)展與生態(tài)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)對(duì)提高區(qū)域韌性具有重要的引導(dǎo)意義。通過(guò)對(duì)湖南省地級(jí)市生態(tài)系統(tǒng)與區(qū)域發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)水平的時(shí)空分異分析,揭示影響地區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展差異和發(fā)展制約因素,為湖南省生態(tài)可持續(xù)、區(qū)域穩(wěn)定協(xié)調(diào)發(fā)展提供參考路徑?!痉椒ā繌捻g性視角出發(fā)構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)—區(qū)域發(fā)展協(xié)調(diào)理論框架與指標(biāo)體系,采用線(xiàn)性加權(quán)綜合評(píng)價(jià)和耦合協(xié)調(diào)度分析了2010—2020年湖南省生態(tài)系統(tǒng)與區(qū)域發(fā)展水平的時(shí)空演變,然后基于地理探測(cè)器、主成分回歸分析、障礙度模型等方法進(jìn)一步對(duì)兩者耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的影響機(jī)制進(jìn)行探究?!窘Y(jié)果】2010—2020年湖南省各市州的生態(tài)系統(tǒng)—區(qū)域發(fā)展的綜合評(píng)分、耦合協(xié)調(diào)度均處于上升趨勢(shì),大致呈現(xiàn)“U”字形空間格局。在地區(qū)發(fā)展差異上,隨著省域綜合發(fā)展由東向西梯級(jí)推進(jìn),2020年耦合協(xié)調(diào)度形成東高西低的空間格局,發(fā)展差異先增后減,洞庭湖區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)和大湘西地區(qū)的區(qū)域發(fā)展評(píng)分仍為四大板塊最末。在系統(tǒng)協(xié)調(diào)上,湖南省十年間從瀕臨失調(diào)發(fā)展提升為初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展,然而生態(tài)系統(tǒng)的增長(zhǎng)仍滯后于區(qū)域發(fā)展,大部分地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)未充分發(fā)揮生態(tài)基底優(yōu)勢(shì)?!窘Y(jié)論】這十年間湖南省綜合發(fā)展水平總體趨向均衡,但長(zhǎng)株潭地區(qū)和大湘西地區(qū)差距依然明顯。韌性視角下,生態(tài)網(wǎng)絡(luò)和城市活動(dòng)聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同發(fā)展有助于提升區(qū)域耦合協(xié)調(diào)度水平。人均綠地面積、生態(tài)連通性、城市夜間活力與耦合協(xié)調(diào)度提升具有較強(qiáng)關(guān)聯(lián),生態(tài)連通性、固體廢棄物綜合利用率、人均實(shí)際使用外商投資額則是重要阻礙因子。
關(guān)鍵詞:耦合協(xié)調(diào);生態(tài)網(wǎng)絡(luò);可持續(xù)發(fā)展;時(shí)空特征;湖南省
中圖分類(lèi)號(hào):S788.2;F291.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1673-923X(2024)05-0203-12
基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(52278059);湖南省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(2023JJ30148);湖南省自然資源科技計(jì)劃項(xiàng)目(2021-44);邵陽(yáng)市社會(huì)科學(xué)成果評(píng)審委員會(huì)一般課題(22YBB06)。
Spatio-temporal evolution and influencing mechanism of ecology and regional development in Hunan province from the perspective of resilience
OU Linzhi1,2, SONG Mingxing1, JIAO Sheng1
(1. School of Architecture and Planning, Hunan University, Changsha 410082, Hunan, China; 2. School of Civil Architecture Engineering, Shaoyang University, Shaoyang 422000, Hunan, China)
Abstract:【Objective】The construction of ecological civilization is an important cornerstone of regional sustainable development, and the coordination between the overall development of the region and the ecosystem has important guiding significance for improving regional resilience. Through the analysis of the spatio-temporal differentiation of the coupling and coordination level between the ecosystem and regional development of prefecture level cities in Hunan province, the differences and development constraints affecting regional coordinated development were revealed, providing a reference path for the ecological sustainability and regional stable coordinated development of Hunan province.【Method】From the perspective of resilience, the theoretical framework and index system of the coordinated development of ecosystem and regional development were constructed. Linear weighted comprehensive evaluation and coupling coordination analysis were used to examine the level of ecosystem and regional development in Hunan Province from 2010 to 2020, as well as the spatio-temporal evolution of the coupling between the two systems. Then, the influence mechanism of regional coupled coordinated development was further explored based on the methods of Geodetector, principal component regression analysis and obstacle degree model.【Result】From 2010 to 2020, the comprehensive evaluation and coupling coordination degree of ecosystem regional development in various cities and prefectures of Hunan province were on the rise, showing a roughly U-shaped spatial pattern. In terms of regional development differences, with the gradual advancement of provincial comprehensive development from east to west, the coupling coordination degree formed a spatial pattern of high in the east and low in the west in 2020. The development differences first increased and then decreased, and the ecological system of the Dongting Lake area and the regional development score of the western of Hunan were still rated as the last of the four major sectors. In terms of system coordination, Hunan province had upgraded from near unbalanced development to primary coordinated development in the past decade. However, the growth of the ecosystem still lagged behind regional development, and most regions had not fully utilized their ecological base advantages.【Conclusion】Over the past decade, the overall level of comprehensive development in Hunan province has tended to be balanced, but the gap between the Changsha-Zhuzhou-Xiangtan area and the Western of Hunan is still significant. From the perspective of resilience, the coordinated development of ecological networks and urban activity contact networks can help improve the level of regional coupling and coordination. The improvement of coupling coordination degree is strongly related to indicators such as per capita green space area, ecological connectivity, and urban nighttime vitality. Ecological connectivity, comprehensive utilization rate of solid waste, and per capita actual use of foreign investment are important obstacles factors.
Keywords: coupling coordination; ecological network; sustainable development; spatio-temporal characteristics; Hunan province
區(qū)域發(fā)展與自然生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的協(xié)調(diào)是韌性城市發(fā)展的重點(diǎn)問(wèn)題,協(xié)調(diào)發(fā)展作為新時(shí)代新型城鎮(zhèn)化的重點(diǎn)內(nèi)容,在解決我國(guó)長(zhǎng)期區(qū)域發(fā)展不平衡、城市發(fā)展與生態(tài)保護(hù)沖突等問(wèn)題具有顯效。
Norgaard[1]提出了協(xié)調(diào)發(fā)展理論,并指出兩個(gè)系統(tǒng)間的循環(huán)反饋可以促進(jìn)兩者的共同發(fā)展。協(xié)調(diào)發(fā)展是系統(tǒng)中各子系統(tǒng)與要素的相互適應(yīng)、相互協(xié)作并共同推進(jìn)的動(dòng)態(tài)發(fā)展,在系統(tǒng)中,交通結(jié)構(gòu)在一定程度上可以表征物質(zhì)的流動(dòng)[2]。城市與區(qū)域系統(tǒng)要素現(xiàn)多歸為生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)三類(lèi)。江孝君等[3]構(gòu)建了生態(tài)—經(jīng)濟(jì)—社會(huì)EES系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展理論框架和指標(biāo)體系,揭示了我國(guó)地級(jí)市系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的時(shí)空差異特征以及發(fā)展的動(dòng)力機(jī)制。眾多學(xué)者展開(kāi)了對(duì)各省市的城市化/城市發(fā)展—生態(tài)文明、經(jīng)濟(jì)—生態(tài)—旅游等方面的耦合協(xié)調(diào)演化研究,以探究子系統(tǒng)之間相互耦合的效應(yīng),并進(jìn)一步通過(guò)灰色GM(1.1)模型對(duì)區(qū)域系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行預(yù)測(cè)[4-7]。
僅根據(jù)靜態(tài)要素分析不足以科學(xué)指導(dǎo)城市系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展。在氣象災(zāi)害等自然災(zāi)害的席卷下,不少城市暴露了應(yīng)對(duì)突發(fā)災(zāi)害能力不足的問(wèn)題,沖擊著城市的可持續(xù)發(fā)展。而韌性涵蓋了抗擾性、自組織性、流動(dòng)性、多樣性等特性[8-9],經(jīng)歷了“工程韌性→生態(tài)韌性→演進(jìn)韌性”的演變,逐步契合區(qū)域系統(tǒng)復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)[10-11],因而有必要將韌性相關(guān)要素融入系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展綜合評(píng)估。
從研究角度來(lái)看,區(qū)域系統(tǒng)協(xié)調(diào)研究多涉及生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)系統(tǒng)三大系統(tǒng)的獨(dú)立或融合分析,但是鮮少有從韌性視角出發(fā)對(duì)生態(tài)與區(qū)域發(fā)展協(xié)調(diào)的實(shí)證研究。在數(shù)據(jù)來(lái)源方面,以往指標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)源多為統(tǒng)計(jì)年鑒,數(shù)據(jù)較單薄,對(duì)區(qū)域的高質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展的分析不夠全面。在研究?jī)?nèi)容上,前人研究側(cè)重系統(tǒng)整體協(xié)調(diào)性,對(duì)子系統(tǒng)間的交互作用關(guān)注較少,且偏于空間格局的靜態(tài)研究,對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之間的相關(guān)性和系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)探究較為薄弱。本研究基于湖南省14個(gè)市(州) 42項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù),打破靜態(tài)面板數(shù)據(jù)局限,從韌性視角下融合風(fēng)險(xiǎn)自適應(yīng)與流動(dòng)性等特性構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)—區(qū)域發(fā)展系統(tǒng)評(píng)價(jià)模型,結(jié)合耦合協(xié)調(diào)度模型分析2010—2020年湖南省兩者發(fā)展水平和系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)的時(shí)空演變,揭示區(qū)域系統(tǒng)運(yùn)行與耦合協(xié)調(diào)調(diào)控機(jī)制,較精確推算出區(qū)域系統(tǒng)協(xié)調(diào)影響因素和各市州耦合協(xié)調(diào)的障礙因子,為提升中部城市系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展水平提供參考路徑。
1 理論框架與研究方法
1.1 理論框架
城市系統(tǒng)發(fā)展是一個(gè)如生命體動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程,需在各系統(tǒng)要素相互適應(yīng)與協(xié)作下共同推動(dòng)城市的穩(wěn)定前進(jìn)。人類(lèi)系統(tǒng)構(gòu)建的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)之間的相互作用影響著區(qū)域復(fù)雜系統(tǒng)發(fā)展[12],人的活動(dòng)對(duì)環(huán)境存在物質(zhì)(生態(tài)、城市)和精神(經(jīng)濟(jì)、社會(huì))上的建設(shè)、破壞和利用,城市與生態(tài)環(huán)境則為人提供資源并制約人類(lèi)活動(dòng)能力和效率,兩者相互作用并共同影響城市的發(fā)展。另一方面,結(jié)合系統(tǒng)理論和“流空間”理論,城市是網(wǎng)絡(luò)與流形成的復(fù)雜系統(tǒng),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和景觀連通性被納入生態(tài)安全格局優(yōu)化[13],生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建是生態(tài)韌性的重要一環(huán),同時(shí)城市與外界的交流聯(lián)系能夠降低區(qū)域脆弱性,因而在韌性視角下城市系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的指標(biāo)表征中,有必要融入生態(tài)網(wǎng)絡(luò)與城市活動(dòng)聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)因子,以組成復(fù)合系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
其中,生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)以“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”所構(gòu)建的PSR模型為基礎(chǔ),結(jié)合城市人居環(huán)境需求和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,包括生態(tài)基礎(chǔ)、生態(tài)壓力、生態(tài)響應(yīng)和環(huán)境質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)[14],以體現(xiàn)人類(lèi)活動(dòng)與生態(tài)環(huán)境間的相互作用關(guān)系。其中生態(tài)基礎(chǔ)反映人類(lèi)環(huán)境的資源水平和地理環(huán)境等物質(zhì)基礎(chǔ),生態(tài)壓力為人類(lèi)活動(dòng)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的干擾和惡化,生態(tài)響應(yīng)則體現(xiàn)人類(lèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)及其結(jié)果[15],環(huán)境質(zhì)量包括空氣質(zhì)量、溫度、降水變化率等對(duì)人體直觀影響的因子。
區(qū)域發(fā)展由經(jīng)濟(jì)實(shí)力、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城市活力和開(kāi)放發(fā)展構(gòu)成,分別主要表征城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、三產(chǎn)比重與外商投資情況、城市發(fā)展?jié)摿?、城市間的聯(lián)系強(qiáng)度、現(xiàn)代化建設(shè)程度等帶動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的主要及潛在因素。
1.2 指標(biāo)體系構(gòu)建與數(shù)據(jù)來(lái)源
本研究參考前人相關(guān)研究[3,16-18],從科學(xué)、全面、韌性角度出發(fā),結(jié)合本研究的理論框架,最終選取8項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)、42項(xiàng)二級(jí)指標(biāo),以構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)—區(qū)域發(fā)展協(xié)調(diào)水平指標(biāo)體系,并使用熵值法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重(表1)。
以上指標(biāo)中所涉及數(shù)據(jù)主要來(lái)源于2010—2020年《湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》、各地級(jí)市(自治州)相關(guān)統(tǒng)計(jì)年鑒、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)等。行政邊界等地理信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家地理信息中心數(shù)據(jù)庫(kù);空氣質(zhì)量等氣象數(shù)據(jù)來(lái)自NCDC(美國(guó)國(guó)家氣候數(shù)據(jù)中心);城市夜間活力以城市夜間燈光指數(shù)為參照,通過(guò)NOAA國(guó)家環(huán)境信息中心與珞珈一號(hào)衛(wèi)星獲??;歸一化植被指數(shù)(NDVI)采用當(dāng)年6月MODIS數(shù)據(jù)波段計(jì)算出的平均值;凈初級(jí)生產(chǎn)力NPP來(lái)源于MODIS的MOD17A3HGF產(chǎn)品;生態(tài)連通性是通過(guò)土地利用數(shù)據(jù)和Conefor26軟件計(jì)算得來(lái)。
各指標(biāo)的權(quán)重是基于湖南省各市州2010、2015、2020年指標(biāo)數(shù)據(jù)并采用熵值法獲得[19]。本研究認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)與區(qū)域發(fā)展同等重要,將兩者各自?xún)?nèi)部指標(biāo)權(quán)重之和設(shè)為0.5。最后采用線(xiàn)性加權(quán)綜合評(píng)價(jià)模型計(jì)算出各地區(qū)的復(fù)合系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)值。
1.3 耦合協(xié)調(diào)評(píng)價(jià)方法
耦合度描述系統(tǒng)間相互作用、相互影響的強(qiáng)度大小,耦合協(xié)調(diào)度多用來(lái)描述多個(gè)系統(tǒng)之間相互影響的程度[20]。本研究利用下列公式來(lái)測(cè)度兩個(gè)及兩個(gè)以上系統(tǒng)的相互作用和協(xié)調(diào)發(fā)展程度。
對(duì)于給定n≥2個(gè)系統(tǒng),耦合度(C)計(jì)算公式可表示為:
本研究參考相關(guān)文獻(xiàn)[21-22]給出的耦合度、耦合協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),其中耦合度越高,系統(tǒng)越有序發(fā)展,而低于0.3為低水平耦合,即系統(tǒng)缺乏協(xié)調(diào),無(wú)法長(zhǎng)久穩(wěn)定。耦合協(xié)調(diào)度階段劃分見(jiàn)表2。
1.4 影響因素分析模型
1)地理探測(cè)器。地理探測(cè)器原理參考王勁峰等[23]的闡釋?zhuān)渲小耙蜃犹綔y(cè)器”探究各影響因素對(duì)子系統(tǒng)的影響程度大小,因子解釋力值q越高的因子,其影響程度越大。
2)主成分回歸分析(principle component regression,PCR)。此模型是以主成分為自變量與各指標(biāo)之間進(jìn)行多元回歸分析,以此對(duì)耦合協(xié)調(diào)度的主要影響因素進(jìn)行探究,分析流程參考文獻(xiàn)[24-25]。
3)障礙度模型。用以測(cè)算各指標(biāo)的障礙度,獲取阻礙地區(qū)發(fā)展和耦合協(xié)調(diào)度提升的負(fù)面因子[26],公式見(jiàn)文獻(xiàn)[27]。
2 研究區(qū)概況
湖南省位于我國(guó)中南部,地處長(zhǎng)江中游南岸(108°47′~114°15′E,24°38′~30°08′N(xiāo)),轄13個(gè)地級(jí)市和1個(gè)自治州,形成了四大經(jīng)濟(jì)板塊,包括長(zhǎng)株潭地區(qū)(長(zhǎng)沙、株洲、湘潭)、洞庭湖區(qū)(岳陽(yáng)、常德、益陽(yáng))、湘南地區(qū)(衡陽(yáng)、郴州、永州)和大湘西地區(qū)〔湘西土家族苗族自治州(簡(jiǎn)稱(chēng)湘西州)、張家界、懷化、邵陽(yáng)、婁底〕。
經(jīng)歷了近四十年的長(zhǎng)株潭一體化和十余年的“四化兩型”建設(shè),湖南省經(jīng)濟(jì)和人口穩(wěn)步增長(zhǎng),2010—2020年GDP均位于全國(guó)前十。同時(shí),全省持續(xù)推動(dòng)自然保護(hù)修復(fù)與生態(tài)環(huán)境建設(shè),并形成了“一江一湖三山四水”的生態(tài)格局,但生態(tài)壓力釋放較慢等問(wèn)題依然較為顯著。另一方面,湖南省發(fā)展在中部地區(qū)具有重要輻射價(jià)值,并對(duì)西南部發(fā)揮強(qiáng)力帶動(dòng)作用。在全面落實(shí)“三高四新”戰(zhàn)略定位、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的方略下,省域協(xié)調(diào)發(fā)展需要各地區(qū)協(xié)同以及內(nèi)部要素的合理調(diào)配,而生態(tài)環(huán)境與區(qū)域發(fā)展的協(xié)調(diào)是人地關(guān)系各要素協(xié)同的核心。
3 結(jié)果與分析
3.1 區(qū)域系統(tǒng)發(fā)展時(shí)空格局分析
在空間分布上,2020年湖南省東部及湘西州的生態(tài)系統(tǒng)—區(qū)域發(fā)展綜合評(píng)分高于均值,長(zhǎng)沙、郴州、株洲和湘西州的綜合評(píng)分處于前列,而西南部、北部和婁底低于均值,邵陽(yáng)最接近均值,整體上呈現(xiàn)以長(zhǎng)沙為原點(diǎn)向西南、西北階梯遞減,并至湘西陡升的“U”字形空間格局(圖1)。根據(jù)湖南省四大板塊的區(qū)域劃分來(lái)看,2020年綜合評(píng)分處于首位的為長(zhǎng)株潭地區(qū),其后依次為湘南地區(qū)、洞庭湖區(qū)、大湘西地區(qū)。生態(tài)系統(tǒng)評(píng)分最高的為長(zhǎng)株潭地區(qū),洞庭湖區(qū)則最低;區(qū)域發(fā)展評(píng)分最高的依然為長(zhǎng)株潭地區(qū),大湘西地區(qū)則最低。
在時(shí)序變化上,湖南省在2010—2020年區(qū)域發(fā)展大幅增長(zhǎng)(提升115.32%),特別是前五年增長(zhǎng)迅猛(提升86.89%),生態(tài)系統(tǒng)的增長(zhǎng)速度則相對(duì)遲緩(提升68.34%),前五年增長(zhǎng)率僅為38.99%。后五年湖南省更著重生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展,而區(qū)域發(fā)展增速驟降并被生態(tài)系統(tǒng)超過(guò),特別是2020年區(qū)域發(fā)展受到了新冠疫情沖擊,但GDP比全國(guó)平均增長(zhǎng)率仍高出1.5%,與2015—2019年相當(dāng),說(shuō)明湖南省經(jīng)濟(jì)實(shí)力在全國(guó)增長(zhǎng)趨勢(shì)中保持較高的韌性。綜合發(fā)展評(píng)分較前五年增長(zhǎng)率也有所下落,其中落差最大的為邵陽(yáng)(從76.81%降至14.89%),其次為張家界和永州。
從增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)來(lái)看,十年間生態(tài)系統(tǒng)評(píng)分增長(zhǎng)率較高的為長(zhǎng)株潭地區(qū),分城市則為湘潭、長(zhǎng)沙和永州,增長(zhǎng)率均超過(guò)100%(圖2)。此間長(zhǎng)株潭建設(shè)“兩型社會(huì)”從起步到初見(jiàn)成效,其生態(tài)系統(tǒng)評(píng)分增長(zhǎng)了137.86%。具體而言,長(zhǎng)沙提升了生態(tài)響應(yīng)和環(huán)境質(zhì)量,特別是環(huán)保產(chǎn)業(yè)單位數(shù)、生態(tài)連通性和空氣質(zhì)量等指標(biāo),湘潭加強(qiáng)了生態(tài)基礎(chǔ)建設(shè),并減少了廢水廢氣排放和單位GDP能耗等生態(tài)壓力,且兩市的人均綠地面積大幅提升;緊隨其后的永州提升了環(huán)境質(zhì)量且緩解了生態(tài)壓力,即人均公園綠地面積增加、空氣質(zhì)量提升、日均城市生活用水和單位GDP能耗減低、人民環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)帶來(lái)了生態(tài)保護(hù)內(nèi)在驅(qū)動(dòng)。而生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展最慢的為大湘西地區(qū),特別是懷化和湘西州,兩市(州)人均公園綠地面積較低,環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展一直處于較低水平,生態(tài)基礎(chǔ)良好但保護(hù)措施薄弱。
生態(tài)系統(tǒng)與區(qū)域發(fā)展水平提升具有空間交錯(cuò)特征,區(qū)域發(fā)展較快的為邵陽(yáng)、永州、常德和益陽(yáng),增長(zhǎng)率均超過(guò)150%。其中邵陽(yáng)的城市活力在十年間迅速攀升,在于著重加強(qiáng)了對(duì)外經(jīng)濟(jì)合作,“十三五”期間外貿(mào)出口量年均增長(zhǎng)了30%以上。永州人口也大幅增加,增速僅次于長(zhǎng)沙,得益于實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展,承接了大量產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和勞動(dòng)力,使得人口增長(zhǎng)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相生相成。張家界、長(zhǎng)沙、郴州和湘潭在2010—2020年的區(qū)域發(fā)展水平增長(zhǎng)率相對(duì)落后,長(zhǎng)沙是由于基數(shù)大,而張家界在于發(fā)展基礎(chǔ)較差;郴州則與前期第二、三產(chǎn)從業(yè)人員比重偏低有關(guān),資源型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型較慢,人均固定資產(chǎn)投資額逐漸落后,人均社會(huì)消費(fèi)品零售額受到影響,經(jīng)濟(jì)實(shí)力和城市活力延展欠缺;湘潭的高速公路建設(shè)緩慢、對(duì)外經(jīng)濟(jì)合作低迷等指標(biāo)影響了地區(qū)開(kāi)放發(fā)展。
從綜合評(píng)分的地區(qū)差異來(lái)看,湖南省生態(tài)系統(tǒng)評(píng)分的變異系數(shù)與極值均呈下降趨勢(shì),即各市州生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展趨向均衡;而區(qū)域發(fā)展評(píng)分的變異系數(shù)和極值逐步增大。總體而言,這十年間湖南省各市州綜合評(píng)分的差異經(jīng)歷了先減小后增大的過(guò)程,但綜合發(fā)展水平總體上趨向均衡,區(qū)域發(fā)展水平的地區(qū)差異擴(kuò)大趨勢(shì)也逐步放緩。但四大板塊之間的差距依然明顯,2020年長(zhǎng)株潭地區(qū)綜合評(píng)分平均值比大湘西地區(qū)高出52.20%。
3.2 耦合協(xié)調(diào)發(fā)展時(shí)空特征
湖南省生態(tài)系統(tǒng)與區(qū)域發(fā)展的交互關(guān)系通過(guò)耦合協(xié)調(diào)度模型以進(jìn)一步闡釋?zhuān)?010—2020年兩者間相互作用緊密,且為高水平耦合(C>0.8),呈不同發(fā)展水平下協(xié)同一致的演變態(tài)勢(shì)。同時(shí),湖南省耦合協(xié)調(diào)度不斷提升(圖4),從瀕臨失調(diào)發(fā)展(D=0.439 2)轉(zhuǎn)為勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展(D=0.557 6),再到初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展(D=0.606 0)。
從不同時(shí)段來(lái)看,2010年湖南省整體耦合協(xié)調(diào)水平較低,由西向東形成“U”字形空間格局,僅長(zhǎng)沙為勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展,中間帶的益陽(yáng)、邵陽(yáng)、永州和婁底處于輕度失調(diào)衰退,其余均為瀕臨失調(diào)發(fā)展(圖5)。近八成地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)或區(qū)域發(fā)展失調(diào)嚴(yán)重,其中長(zhǎng)沙、湘潭和岳陽(yáng)的生態(tài)系統(tǒng)滯后,主要在于生態(tài)響應(yīng)和環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)落后,而益陽(yáng)、永州和婁底等生態(tài)系統(tǒng)、區(qū)域發(fā)展均滯后。株洲、衡陽(yáng)、郴州處于瀕臨失調(diào)發(fā)展,但未出現(xiàn)系統(tǒng)滯后,主要由于株洲生態(tài)基礎(chǔ)較好,而后兩者的生態(tài)基礎(chǔ)和生態(tài)響應(yīng)相關(guān)指標(biāo)均較高。分四大板塊來(lái)看,洞庭湖區(qū)占有湖南省北部重要的生態(tài)地理區(qū)位,但其耦合協(xié)調(diào)度最低,特別是益陽(yáng),不僅區(qū)域發(fā)展指標(biāo)落后,生態(tài)響應(yīng)也匱缺。
與2010年相比,2015年湖南各地區(qū)的耦合協(xié)調(diào)水平均有提升,但其間的差距有些微增大。長(zhǎng)株潭地區(qū)整體提升為初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展,另外三大板塊仍為勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展,其中長(zhǎng)沙仍居全省耦合協(xié)調(diào)度首位,并提升為中級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展。2010年處于瀕臨失調(diào)發(fā)展的市州于2015年均遞升為勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展型,郴州則躍升為初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展(0.619 9)。岳陽(yáng)和湘潭的耦合協(xié)調(diào)度從全省第十、十一位分別躍居第四、五位,分別在于生態(tài)響應(yīng)的增強(qiáng)和生態(tài)壓力的緩解,但生態(tài)系統(tǒng)增長(zhǎng)依然落后于區(qū)域發(fā)展。而永州、婁底和益陽(yáng)仍位于末尾,永州的區(qū)域發(fā)展滯后,主要在于工業(yè)規(guī)模和利潤(rùn)增長(zhǎng)乏力、第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯緩;婁底和益陽(yáng)依然生態(tài)系統(tǒng)、區(qū)域發(fā)展均滯后,婁底在于企業(yè)個(gè)數(shù)減少而人均廢氣排放與生活用水等生態(tài)壓力升高;益陽(yáng)處于人均綠地面積等生態(tài)基礎(chǔ)指標(biāo)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)單位數(shù)等生態(tài)響應(yīng)指標(biāo)偏低以及經(jīng)濟(jì)實(shí)力欠缺的階段。
2020年湖南省耦合協(xié)調(diào)度大致呈現(xiàn)由西向東梯級(jí)增高的空間格局。長(zhǎng)株潭地區(qū)轉(zhuǎn)為中級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展,湘南地區(qū)達(dá)到初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展,洞庭湖區(qū)和大湘西仍處于勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展。半數(shù)市州達(dá)到初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展,而半數(shù)尚處于過(guò)渡區(qū)間,地區(qū)差異也略微增大。益陽(yáng)、婁底、懷化、張家界耦合協(xié)調(diào)度低于0.55,特別是張家界依舊為瀕臨失調(diào)發(fā)展且生態(tài)系統(tǒng)與區(qū)域發(fā)展均滯后。2010—2020年,長(zhǎng)株潭地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)、區(qū)域發(fā)展水平提升存在較大差距(分別提升了137.86%、83.49%),在于其生態(tài)響應(yīng)發(fā)展較快,環(huán)境質(zhì)量大幅提升,而經(jīng)濟(jì)基數(shù)大,提升幅度不明顯。而其余三大板塊的區(qū)域發(fā)展水平提升率比生態(tài)系統(tǒng)均高出80%以上,特別是大湘西的兩者差距顯著(提升率之差達(dá)到了292.32%),且耦合協(xié)調(diào)度居于末尾,作為旅游型發(fā)展地區(qū),大湘西城市化水平落后,人均公園綠地面積等環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)有待提升,城市活力與開(kāi)放發(fā)展提高受阻。
從這三次截面數(shù)據(jù)來(lái)看,邵陽(yáng)耦合協(xié)調(diào)度增長(zhǎng)率最高,從輕度失調(diào)衰退提升為初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展,生態(tài)系統(tǒng)—區(qū)域發(fā)展基本同步,而張家界的增長(zhǎng)率最低且滯后嚴(yán)重。長(zhǎng)沙的耦合協(xié)調(diào)度在十年間增長(zhǎng)幅度最高,進(jìn)一步證實(shí)了“強(qiáng)省會(huì)”戰(zhàn)略乃形勢(shì)所趨,但區(qū)域發(fā)展增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)減緩。整體而言,湖南省生態(tài)系統(tǒng)—區(qū)域發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度較高,生態(tài)系統(tǒng)未出現(xiàn)滯后,但除了長(zhǎng)株潭和婁底,其他地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展面臨挑戰(zhàn),未充分發(fā)揮生態(tài)基底優(yōu)勢(shì),生態(tài)系統(tǒng)與區(qū)域發(fā)展的良性協(xié)調(diào)受到阻礙。從空間上看,湖南省耦合協(xié)調(diào)度的提升具有圈層效應(yīng),以長(zhǎng)沙為中心,郴州為次中心,逐步向南北、向西梯級(jí)推展,即長(zhǎng)沙、郴州→株洲、岳陽(yáng)、湘潭、衡陽(yáng)、邵陽(yáng)→常德、益陽(yáng)、婁底、永州、湘西州→懷化、張家界。湖南省在發(fā)展的過(guò)程中依然存在地區(qū)發(fā)展不均衡、系統(tǒng)發(fā)展不協(xié)調(diào)等韌性不足的風(fēng)險(xiǎn)。
3.3 系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的影響機(jī)制
3.3.1 影響因子分析
運(yùn)用地理探測(cè)器初步分析生態(tài)系統(tǒng)—區(qū)域發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)度影響因素和指標(biāo)間的關(guān)系。在P<0.05的條件下,結(jié)果(表3)顯示,2010年湖南省耦合協(xié)調(diào)度的空間分異主要與生態(tài)基礎(chǔ)和城市活力有關(guān),而生態(tài)系統(tǒng)受到城市活力的牽制,區(qū)域發(fā)展則受到生態(tài)壓力的限制以及環(huán)境質(zhì)量因素的推動(dòng),環(huán)境質(zhì)量較好的城市,通常更能吸引人才帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)。2015年湖南省耦合協(xié)調(diào)度與生態(tài)響應(yīng)有較強(qiáng)關(guān)聯(lián),生態(tài)響應(yīng)一方面包含了生態(tài)補(bǔ)償措施及效果,另一方面也展現(xiàn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展盈余,是生態(tài)系統(tǒng)—區(qū)域發(fā)展協(xié)調(diào)的效力體現(xiàn)。生態(tài)系統(tǒng)受到了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)通過(guò)用地類(lèi)型的轉(zhuǎn)化對(duì)生態(tài)空間產(chǎn)生直接影響,區(qū)域發(fā)展則受到生態(tài)響應(yīng)的波動(dòng)影響。2020年,湖南省耦合協(xié)調(diào)度的提升主要受到生態(tài)響應(yīng)和開(kāi)放發(fā)展的推進(jìn),開(kāi)放發(fā)展在區(qū)域發(fā)展平緩階段產(chǎn)生。生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展受到開(kāi)放發(fā)展的推進(jìn),說(shuō)明城市加強(qiáng)對(duì)外合作、引進(jìn)高新技術(shù)企業(yè)的同時(shí),通常注重生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化。
將2010、2015和2020年三年指標(biāo)綜合進(jìn)行因子探測(cè),得出此十年間湖南省耦合協(xié)調(diào)度與生態(tài)基礎(chǔ)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力聯(lián)系密切,即受到環(huán)境的容量、自然資源的豐富度以及資源利用效用的影響。城市活力、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和開(kāi)放發(fā)展對(duì)生態(tài)穩(wěn)定發(fā)展均有潛在影響,盡管經(jīng)濟(jì)發(fā)展往往伴隨剝奪生態(tài)空間、增大生態(tài)壓力[28],但整體上湖南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展也帶動(dòng)著生態(tài)響應(yīng)的增強(qiáng),并促進(jìn)地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量提升。可見(jiàn),生態(tài)系統(tǒng)—區(qū)域發(fā)展內(nèi)部聯(lián)系緊密,對(duì)湖南省系統(tǒng)協(xié)調(diào)和子系統(tǒng)發(fā)展水平的提高起著關(guān)鍵性作用。
由此可知,在湖南省耦合協(xié)調(diào)度相關(guān)性較高的指標(biāo)中,生態(tài)系統(tǒng)的人均綠地面積和單位GDP能耗以及區(qū)域發(fā)展中的城市夜間活力和城鎮(zhèn)化率對(duì)耦合協(xié)調(diào)度的影響最大。
3.3.2 障礙因子分析
采用障礙度模型分析湖南省2010、2015和2020年各地區(qū)耦合協(xié)調(diào)度的負(fù)向因素并將其排序,篩選出一個(gè)一級(jí)指標(biāo)、兩個(gè)二級(jí)指標(biāo)為主要障礙因子,結(jié)果如表4所示。
根據(jù)障礙因子的出現(xiàn)頻次,長(zhǎng)株潭地區(qū)耦合協(xié)調(diào)度的重要障礙因子為開(kāi)放發(fā)展、固體廢棄物綜合利用率(x14)和生態(tài)連通性(x16);開(kāi)放發(fā)展、人均綠地面積(x2)和人均實(shí)際使用外商投資額(x31)是湘南地區(qū)的重要障礙因子;開(kāi)放發(fā)展、固體廢棄物綜合利用率(x14)和人均實(shí)際使用外商投資額(x31)為洞庭湖地區(qū)的重要障礙因子;開(kāi)放發(fā)展、人均實(shí)際使用外商投資額(x31)和固體廢棄物綜合利用率(x14)則是大湘西地區(qū)的主要障礙因子。綜合來(lái)看,2010—2020年湖南省生態(tài)系統(tǒng)—區(qū)域發(fā)展耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的重要障礙因子為開(kāi)放發(fā)展,二級(jí)指標(biāo)從2010年的人均實(shí)際使用外商投資額(x31)、人均綠地面積(x2)和固體廢棄物綜合利用率(x14)變更為生態(tài)連通性(x16)、固體廢棄物綜合利用率(x14)、人均實(shí)際使用外商投資額(x31)。
3.3.3 網(wǎng)絡(luò)韌性與區(qū)位
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是影響區(qū)域韌性與協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一,較高的生態(tài)連通性能促進(jìn)物種的遷移和流動(dòng),提高生態(tài)系統(tǒng)的抗干擾性,緊密的城市網(wǎng)絡(luò)亦能增強(qiáng)區(qū)域系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)健性,共同促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。
生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)中,生態(tài)連通性和人均綠地面積指標(biāo)權(quán)重均為生態(tài)系統(tǒng)前三位,生態(tài)響應(yīng)和生態(tài)基礎(chǔ)也是影響湖南省耦合協(xié)調(diào)度和區(qū)域發(fā)展的重要影響因素(表4),且生態(tài)連通性對(duì)于生態(tài)韌性有直接的影響。湖南省除了長(zhǎng)沙和株洲,其余市州的耦合協(xié)調(diào)度和生態(tài)連通性變化相似,增速均經(jīng)歷了先上升后下降的波動(dòng)過(guò)程,可見(jiàn)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的連通性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和耦合協(xié)調(diào)度具有先發(fā)效應(yīng)。而作為長(zhǎng)江中下游重要生態(tài)節(jié)點(diǎn)的洞庭湖,對(duì)湖南省北部生態(tài)環(huán)境和生態(tài)安全有重要影響,但洞庭湖區(qū)中部生態(tài)斑塊存在較大空缺(圖6),生態(tài)系統(tǒng)評(píng)分和生態(tài)連通性至 2020 年為四大板塊最末;湘南地區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)較好,但生態(tài)連通性提升最慢,且中部生態(tài)斑塊較破碎,其耦合協(xié)調(diào)度增長(zhǎng)緩慢。
以快速交通網(wǎng)絡(luò)為代表的區(qū)域發(fā)展聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)關(guān)系著系統(tǒng)要素流動(dòng)效率的提高和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)影響范圍的擴(kuò)大,高效的區(qū)域聯(lián)系和完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為地區(qū)提供更高的韌性,對(duì)耦合協(xié)調(diào)度起重要作用。如岳陽(yáng)和郴州分別是湖南省南北門(mén)戶(hù),受到武漢和廣東的輻射,特別是郴州,其2010年耦合協(xié)調(diào)度僅次于長(zhǎng)沙,明顯高于大湘西地區(qū);而至2020年,隨著各市州高鐵線(xiàn)路的完善,兩市的區(qū)位優(yōu)勢(shì)有所削弱。從各市州與其他地區(qū)的聯(lián)系來(lái)看,長(zhǎng)沙與省內(nèi)外的高鐵車(chē)次頻多,耦合協(xié)調(diào)度也遠(yuǎn)高出省內(nèi)其他地區(qū),車(chē)次較高的衡陽(yáng)、郴州和岳陽(yáng),其耦合協(xié)調(diào)度均高于湖南省平均水平。
進(jìn)一步檢驗(yàn)區(qū)域聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)與耦合協(xié)調(diào)度的關(guān)系,將湖南省耦合協(xié)調(diào)度與區(qū)域聯(lián)系進(jìn)行相關(guān)性模擬,其中地區(qū)間的聯(lián)系通過(guò)百度遷徙規(guī)模表征,結(jié)果如圖7所示。2019、2020 年百度遷徙數(shù)據(jù)與系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的相關(guān)性分析均通過(guò)顯著性檢驗(yàn)且呈現(xiàn)對(duì)數(shù)擬合,可見(jiàn)湖南省系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展與區(qū)域間的聯(lián)系存在較強(qiáng)相關(guān)性(R2>0.7)。
4 結(jié)論與建議
本研究從韌性視角出發(fā),從省域和地區(qū)內(nèi)部?jī)蓚€(gè)層面對(duì)2010—2020年湖南省生態(tài)系統(tǒng)、區(qū)域發(fā)展情況及其耦合協(xié)調(diào)水平進(jìn)行了辨析并探究其影響因素,據(jù)此得出以下主要結(jié)論:
2010—2020年湖南省各市州的綜合評(píng)分均有提升,區(qū)域發(fā)展差異先增后減,呈現(xiàn)“U”字形空間格局,但綜合發(fā)展水平仍存在明顯空間層級(jí)分異。在此十年間,湖南省區(qū)域發(fā)展水平大幅增長(zhǎng),而生態(tài)系統(tǒng)的增長(zhǎng)速度相對(duì)較慢。湖南省各市州系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)上升趨勢(shì),2020年整體為初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展,洞庭湖區(qū)和大湘西仍處于勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展,且空間分異特征凸顯。耦合協(xié)調(diào)度的提升以長(zhǎng)沙為中心,由東逐步向西梯級(jí)推展,具有圈層效應(yīng),從2010年的由西向東形成“U”字形空間格局到2020年由西向東梯級(jí)增高的空間格局。通過(guò)分析湖南省生態(tài)系統(tǒng)、區(qū)域發(fā)展耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的影響因子和障礙因子,更具體地揭示了其影響因素:企業(yè)發(fā)展與對(duì)外經(jīng)濟(jì)、污染與能耗、環(huán)境保護(hù)與設(shè)施建設(shè)、產(chǎn)業(yè)低碳化為主變量;人均綠地面積、生態(tài)連通性和城市夜間活力是促進(jìn)耦合協(xié)調(diào)度提升的主要指標(biāo)因子;生態(tài)連通性、固體廢棄物綜合利用率、人均實(shí)際使用外商投資額是重要阻礙因子。韌性視角下,生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的連通性和城市活動(dòng)聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)的完善度對(duì)耦合協(xié)調(diào)度具有先發(fā)效應(yīng)。
綜上所述,推進(jìn)湖南省生態(tài)系統(tǒng)—區(qū)域發(fā)展協(xié)調(diào)進(jìn)程需要生態(tài)網(wǎng)絡(luò)和城市活動(dòng)聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)“雙網(wǎng)”的協(xié)同發(fā)展,區(qū)域韌性的提升在重視各類(lèi)要素的不斷轉(zhuǎn)化和流動(dòng)中實(shí)現(xiàn)。對(duì)于長(zhǎng)株潭等經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)地區(qū),可進(jìn)一步提升工業(yè)科技含量,增強(qiáng)國(guó)際宣傳力,同時(shí)因地制宜調(diào)整土地利用類(lèi)型,增加公園綠地面積,提升生態(tài)響應(yīng),保障生態(tài)基礎(chǔ),避免“雙網(wǎng)”沖突;對(duì)于生態(tài)滯后地區(qū),特別是洞庭湖區(qū)的常德和益陽(yáng),該及時(shí)采取生態(tài)修復(fù)和治理措施,提高環(huán)境質(zhì)量,完善生態(tài)網(wǎng)絡(luò),并加強(qiáng)居民生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí);對(duì)于大湘西等區(qū)域發(fā)展滯后地區(qū),亟須培育、引進(jìn)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè),加大開(kāi)放發(fā)展力度,推動(dòng)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。從省級(jí)層面上,引導(dǎo)資源流動(dòng)并發(fā)揮長(zhǎng)株潭的輻射帶動(dòng)作用和涓滴效應(yīng),通過(guò)持續(xù)的產(chǎn)業(yè)梯度轉(zhuǎn)移帶動(dòng)落后地區(qū),實(shí)現(xiàn)均衡發(fā)展,共享發(fā)展收益。
受到數(shù)據(jù)獲取的限制,本研究未能細(xì)化到區(qū)縣一級(jí),對(duì)地區(qū)發(fā)展差異性刻畫(huà)不夠精細(xì),時(shí)間上,僅分析了三個(gè)時(shí)間截面的發(fā)展水平,未對(duì)發(fā)展變化展開(kāi)更細(xì)致的研究。如何更精細(xì)分析城市高質(zhì)量發(fā)展和進(jìn)行跨學(xué)科研究,以深入支持城市韌性規(guī)劃及實(shí)踐路徑探索是未來(lái)將補(bǔ)充之處。
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[本文編校:謝榮秀]