生態壓力視角下福建省區域經濟協調發展研究

楊泓川，陳松林，

1.福建師范大學地理科學學院，福州 350007

2.福建省亞熱帶資源與環境重點實驗室，福州 350007

0 前言

2016年3月，福建省公布了《福建國民經濟與社會發展第十三個五年規劃》，該文件對新一輪省域經濟發展面臨的機遇和挑戰做出了判斷。一方面，政策效應將進一步顯現，“十二五”期間國家出臺了一系列支持福建加快發展的意見、規劃和方案，尤其是支持海峽西岸經濟區建設以及賦予自由貿易試驗區、21世紀海上絲綢之路核心區、福州新區建設等重大使命和任務，省域經濟發展迎來新的歷史機遇；另一方面，省域經濟發展在東部沿海省份中相對滯后，2017年，全省GDP總量分別占浙江、江蘇和廣東的62.46%、37.66%和36.04%；省域內部經濟發展高度不平衡，福州和廈漳泉兩大核心區GDP占全省地區生產總值的69.78%。區域發展內外不協調已經成為福建省實現跨越式發展的重大阻礙，鑒于此，在新形勢下謀劃福建省區域經濟協調發展策略勢在必行。國內學者就區域經濟協調發展進行了廣泛而深入的探索，已有研究涉及區域經濟的時空分異與驅動力[1-2]，趨勢與特征[3-4]、評價與優化[5]、機制及路徑[6]等諸多方面內容，囊括國際、國家、省際、省域和城市群多級尺度[7-10，3]，涵蓋經濟、社會、政治、文化與生態多維視角，豐富和發展了區域經濟協調發展領域的理論及實踐。2014年，國務院正式印發《關于支持福建省深入實施生態省戰略加快生態文明先行示范區建設的若干意見》，進一步明確了綠色發展對于福建省域經濟發展的重要性。隨著綠色發展的理念逐漸深入人心，區域經濟增長的目標從單一的效率優先向效率、和諧、可持續的多元化方向轉型，因此，從生態—經濟的復合視角探索區域經濟協調發展的策略具有相當的現實意義。生態壓力人口模型由趙立新提出，被認為能夠定量比較不同社會經濟條件下的人口對環境產生的壓力，有助于研究人口發展與經濟、社會和環境的協調性[11]，彭文英改進了該模型并從土地生態壓力視角提出了京津冀地區區域協同發展調控策略[12]。已有研究表明該模型對于從生態經濟復合視角指導區域經濟協調發展，構建多元化戰略目標具有一定的應用價值。然而，該模型的應用還存在一定局限性:第一，研究尺度不夠豐富，對于省域尺度的研究尚處于空白階段；第二，研究方法較為單一，缺少空間分析方法的介入，對生態壓力人口時空變化的可視化表達亟待優化；第三，能夠有效反映生態壓力內部特征的定量研究較少。鑒于此，本研究基于生態壓力人口模型，采用標準差橢圓分析、基尼系數法和基于最大值灰色關聯聚類等定量方法，分析福建省域生態壓力的時空變化情況和極化程度，根據不同的壓力水平劃分經濟區，并提出優化新時代福建省區域經濟協調發展“6化”調控策略。這對于落實黨的十八大以來關于加強生態文明建設的重大戰略部署，用生態文明統領區域經濟和社會發展具有重要意義[13]。

1 數據與方法

1.1 數據來源

測算福建省9大設區市“生態壓力人口”所需的4個變量分別為年末常住人口數(自然人口)、人口城市化水平、地區生產總值和生態用地面積。其中，前3個變量采集自《福建統計年鑒》(2011—2018)，生態用地面積從福建省土地利用變更調查成果(2010—2017)中統計得到。生態用地面積定義為耕地、園地、林地、草地、水域(河流、湖泊、水庫、坑塘)及灘涂(沿海灘涂、內陸灘涂)面積的總和。

1.2 研究方法

1.2.1 生態壓力人口模型

生態壓力人口模型是一個假想的標準人口單位，是按照全省平均的經濟發展水平、人口聚集程度和環境承載能力將各地區自然人口絕對量根據其變量水平的差異轉換得到的人口虛擬值。生態壓力人口和自然人口承載力是兩個既相關聯而又內涵迥異的概念。簡單來說，生態壓力人口是建立在“比較”基礎上的“絕對”，而自然人口承載力則是建立在“絕對”基礎上的“比較”。前者所反映壓力是相對的，脫離了參比對象無實際意義，但一旦被計算出來就能實際衡量各參比對象間生態壓力相對水平；后者所計算出的人口承載力數脫離比較對象仍有實際意義，但在衡量壓力時必須與區域實際人口承載量進行比較。生態壓力人口計算公式如下:

1.2.2 標準差橢圓

標準差橢圓(SDE)是一種能夠從多重角度揭示地理要素時空分布規律的常用空間統計方法，近年來在地理學研究中被廣泛的使用[14-16]。SDE的幾何中心反映了地理數據空間分布整體在二維空間上的相對位置；長軸表示地理數據空間分布整體在二維空間上的主趨勢，變化方向主要通過轉角來判斷；短軸表示地理數據空間分布整體在空間中的分布范圍；扁率反映地理數據空間分布整體的集聚程度或離散程度，扁率越大，地理要素分布越集聚，反之，則越均勻。本研究透過以上參數的年際變化動態刻畫各地區生態壓力的時間變化過程和空間分布格局。

1.2.3 生態壓力人口基尼系數

基尼系數由洛倫茲曲線推導而來，是國際上通用的衡量一國或某一地區居民收入差距的常用指標。國內學者運用該方法在收入差異[17-19]、城鄉差別[20]、產業集聚[21-24]、聚落格局[25]和資源消費[26]等諸領域進行了廣泛實踐。生態壓力人口基尼系數(EPPG)可用來定量測度福建省生態壓力人口分布的極化程度，并通過其時間序列變化反映福建省總體生態壓力人口極化狀況和演變過程。具體計算方法如下:

(1)按設區市等級劃分狀況(表1)由低到高對各年生態壓力人口數量進行匯總。

(2)將上述結果生成散點圖，擬合當年福建省生態壓力人口洛倫茲曲線(圖1)。

(3)根據式(6)計算當年生態壓力人口基尼系數值。

式中:EPPG指生態壓力人口基尼系數，用來表征生態壓力人口極化程度，SA是圖中A區域(右下三角形)面積(0.5)，用來表征生態壓力人口理想境界，SB是圖上 B區域的面積，即洛倫茲曲線在區間[0，1]上的積分值，用來表征生態壓力人口的實際分布。

1.2.4 基于最大值灰色聚類法

灰色關聯聚類法(GRC)最初由鄧聚龍創立，常用于對象評價和類型劃分的相關研究中[27-28]，其實質是將關聯度從一維空間延展到二維空間[29]。郭三黨利用多元統計學的最短距離法原理定義了不同類別之間的關聯度，構造出一種基于最大灰色關聯度的聚類方法，糾正了已有的灰色關聯聚類中聚類原則模糊不清的缺陷[30]。本研究引入基于最大值灰色關聯聚類法對研究期內各地區生態壓力人口時間序列進行系統聚類，方法如下:

表1 福建省設區市等級劃分Table 1 Classification of cities in Fujian Province

圖1 生態壓力人口洛倫茲曲線Figure 1 Eco-pressure population Lorenz curve

用εij表示設區市Xi和Xj之間的關聯度，Gi代表類別，用Eij表示Gi與Gj之間的關聯度。

定義:Gi與Gj的關聯度為兩類樣品的最大關聯度，即

設Gp與Gq合并成一個新類Gr，則任一個類Gk與Gr的關聯度為

2 結果及分析

2.1 生態壓力人口的時空變化格局

通過公式(1)—(5)得到各設區市不同年份生態壓力人口，借助ArcGIS軟件進行標準差橢圓分析以此來表征生態壓力的時空分布格局(圖2)。結果顯示:福建省生態壓力的重心位于泉州市內部并靠近經濟增長極—廈門市，從橢圓長、短軸看，生態壓力的空間分布整體沿福州—莆田—泉州—廈門—漳州一線，具備明顯的“山海分異”特征；生態壓力空間分布的方向性呈逆時針小幅偏轉，橢圓扁率明顯增加。綜合表明橢圓幾何重心的東北和西南兩側生態壓力均上升，且西南上升幅度較東北略高；生態壓力沿長軸擴散趨勢明顯，沿海地區生態壓力集聚程度得到進一步強化。以上變化的產生主要歸因于沿海次中心城市的加快發展，由于中心城市步入提質發展階段后經濟增速放緩，莆田、寧德，特別是漳州地區獲得了良好的發展機遇，通過承接產業轉移、擴大對外開放和發展特色產業，這些地區逐漸成為人口城市化、經濟發展新的增長點。

圖2 2010和2017年生態壓力人口標準差橢圓Figure 2 SDE of eco-pressure population in 2010 and 2017

2.2 自然人口與生態壓力人口的變化狀況

通過對比研究期內自然人口及生態壓力人口的變化情況(表2)，可以發現從數量上看生態壓力人口，即虛擬承載人口，要遠遠高于自然人口數量，這說明由于資源環境稟賦和經濟發展水平的“空間錯配”導致了福建省域遭受到了較大的生態壓力。與此同時，生態壓力人口與自然人口在各設區市的分布情況具有顯著的區別，自然人口的分布相對均衡而生態壓力人口的分布出現了嚴重的兩極分化。例如，2010年廈門市的自然人口數量不足全域自然人口數量的10%，但其生態壓力人口達省域總量的58.48%，而占自然人口總量 13%的漳州市，其生態壓力人口只占總量的2.9%。影響一個區域內自然人口數量的因素較多，但是在同一省域相同的社會制度當中，各設區市間人口差異則主要受轄區面積和經濟因素的影響，這兩類因素對于人口的影響均是線性的，因此自然人口的空間分布仍保持一個較均衡的狀態；然而生態壓力人口的影響因素當中，經濟發展與當地的自然環境承載力存在著此消彼長的非線性復雜關系，這也是造成生態壓力人口兩極分化嚴重的根源。

表2 各設區市自然人口及生態壓力人口變化情況Table 2 Changes in natural population and eco-pressure population in cities

2.3 生態壓力人口極化狀況定量分析

將表2中各設區市生態壓力人口按由低到高的順序標記在平面直角坐標系上，不難發現這些散點的排列順序與城市等級關系密切。借助生態壓力人口基尼系數(EPPG)定量描述福建省生態壓力人口極化程度及演化過程，測算結果(圖3)表明:研究期內EPPG介于0.504 3—0.525 7之間，參考國際通用的衡量收入差距的相關標準，可判定福建省生態壓力人口分布在不同的城市等級上顯著極化特征，從最高級城市到最低級城市生態壓力人口呈指數型遞減。EPPG的變化形態大致呈“波浪形”，以 2010和 2016年為拐點可分為三個階段。第一階段(2010—2011):鞏固福州、廈門、泉州的核心地位仍然是區域經濟發展規劃的主題，增長極產業升級和產業冗余的結構性矛盾突出，而次級中心城市承接產業轉移步伐依舊緩慢，人口和經濟的極化效應強于擴散效應，導致生態壓力人口極化程度加劇；第二階段(2011—2016):福建省“十二五”規劃綱要按照全省經濟合理布局的要求，提出加快實施主體功能區劃戰略，實施差異化的發展策略，推動福州、廈門、泉州等中心城區優化發展，推進沿海城鎮密集帶和內陸產業帶的重點開發成效明顯，扭轉了生態壓力的極化趨勢，驅動EPPG穩步下落。第三階段(2016—2017):中心城市產業優勢及綜合魅力在新時期得以顯現，經濟、人口的增長動力旺盛，綜合導致EPPG出現小幅回升。

圖3 2010—2017年福建省EPPG時序變化情況Figure 3 Changes in EPPG timing in Fujian Province(2010-2017)

3 基于生態壓力的區域經濟分區

采用最大灰色關聯度聚類將生態壓力最為相近的不同設區市劃為同一經濟區。根據參考文獻[30]提供的方法，具體步驟如下:

第1步:將各設區市的生態壓力人口時間序列輸入DPS軟件進行計算得到關聯度矩陣E(0)(表3)

第2步:因為一開始就將每個設區市作為一類，E(0)中的Gi表示第i個設區市Xi(i=1，2，3，4，5，6，7，8，9)且Eij=εij，找出E(0)中非對角線最大元素為:max{εij}=ε21=0.289

第3步:將G1=(福)和G2=(廈)合并成一個新類，記為G10=(福，廈)。

第4步:在E(0)中消去G1和G2對應的行和列后，加上G10與G3、G4、G5、G6、G7、G8、G9之間的關聯度所對應的行和列得到E(1)(表2)

表3 各設區市之間的關聯度E(0)Table 3 Relationship degree between each city E(0)

表4 1次合并后的E(1)Table 4 E(1) after 1 merger

找出E(1)中非對角線最大元素E4，7=0.195，參照第3步將G4=(三)和G7=(南)合并成一個新類，記為G11=(三，南)

第5步:參照第4步得到E(2)，找出E(2)中非對角線最大元素E3，9=0.125，重復第 3 步將G3=(莆)和G9=(寧)合并成一個新類記為G12(莆，寧)。

第6步:以關聯度0.1為閾值(本研究認為關聯度小于 0.1時，個體間的相似性弱)，繼續重復上述步驟，直至系統聚類完畢。

第7步:歸納上述聚類過程，列成聚類順序表。

將分區結果進行空間可視化，如圖4所示。其中，高壓經濟區包括福州市、廈門市和泉州市；中壓經濟區涵蓋漳州市、莆田市和寧德市；低壓經濟區包括三明市、南平市和龍巖市。

4 區域經濟協調發展調控策略

本研究基于各設區市的分區結果，綜合考慮區域發展水平、生態壓力、地理區位等因素，提出以“分區施策、區域聯動、整體共進”為原則的福建省區域協同發展“6化”調控策略(表7)。

高壓經濟區3市是福建省政治、經濟、文化的中心，既是省域內最具經濟實力的地區，同時也是人口最為集中、土地利用強度最大、生態壓力負荷最重的地區。即便如此，和長三角、珠三角地區的大型城市群相比仍存在全方位差距，因此在發展策略上必須堅持高壓經濟區增長極地位，走“穩增量，提質量”的優化發展道路，加快對非中心城市功能進行疏解，促進產業結構自主升級，向創新驅動要發展，向生態保護要未來。

表5 2次合并后的E(2)Table 5 E(2)after 2 mergers

表6 9大設區市最大關聯度法歸并序列表Table 6 The merging sequence of 9 cities by maximum correlation clustering

圖4 基于生態壓力的經濟分區情況Figure 4 Economic zoning based on eco-pressure

中壓經濟區 3市位于東部沿海地區，深水良港眾多，區位優勢明顯，所受生態壓力相對較小，區域經濟發展還蘊藏著較大潛力，應當依托對外開放優勢，落實“以港興城，工業強市”戰略，發揮特色產業比較優勢，強化自身作為沿海經濟軸線重要節點功能，為福建經濟發展注入新的活力。

低壓經濟區 3市處在閩西北山區，是福建省主體功能區劃“兩縱三橫”城市化戰略布局當中的第一縱，在經濟發展限制和生態環境優勢上共性明顯，應當借勢天然的地理廊道，加強閩西北綠色農業產業帶建設，擴大產業集聚規模，顯化閩西綠色增長軸，同時要防范生產要素的高速非農化風險，加大生態環境修復力度，牢牢守住耕地紅線和生態紅線，為區域可持續發展提供可靠的資源和生態保障。

高壓經濟區與中壓經濟區相互聯系密切，是省域“兩縱三橫”城市化布局中的第二縱，整體上應依托臨港面海的共同優勢顯化閩東藍色增長軸，擴大對外開放力度；發揮僑鄉投資、特區政策優勢，增加利用外資規模，優化利用外資結構；軸線上區域性中心城市向次級中心城市輻射出金融、人才、技術優勢的同時要注重生態壓力疏解，打造生態共建，優勢互補的福建省經濟轉型的攻堅梯隊。

中壓經濟區與低壓經濟區之間要走跨越式發展之路，應充分發揮中壓經濟區的良港優勢，為低壓經濟區綠色農產品“走出去”開辟道路，同時一定程度上驅動人口和其他經濟活動向中壓經濟區適度聚集，實現雙向互動。

高壓經濟區與低壓經濟區2區域是福建省經濟發展和生態壓力的兩極，高壓經濟區產業冗余、低層次產業轉移緩慢和低壓經濟區產業落后、勞動力流失的結構性矛盾并存，應當打破地理屏障的界限，加快由高壓經濟區向低壓經濟區產業轉移的步伐，內化產業承接帶，推動西北內陸就地城鎮化建設，逐步縮小區域經濟發展差距。

高壓經濟區、中壓經濟區和低壓經濟區(全域)范圍內要進一步深化經濟輻射網絡的構建，拓展在交通通達性，要素流動性，信息共享性上的深度和廣度，促進與海峽西岸經濟區其他城市互聯互通、共建共享，構建區域經濟發展與生態保護命運共同體。

5 結論與展望

5.1 結論

生態壓力人口是一個由城市化水平、經濟密度和生態用地數量三者構成的綜合性指標，它的時空分布差異和變化狀況，是福建省區域經濟格局發展現狀和變化趨勢的宏觀折射。通過研究得出以下主要結論:

表7 區域經濟協調發展調控策略Table 7 Regulation strategies for coordinated development of regional economy

(1)福建省域生態壓力的空間格局呈顯著的“山海分異”特征，即生態壓力的分布范圍主要集中于東南沿海一線，而西北部山區所受壓力較小。并且隨著沿海次中心城市在研究期內不斷發展，“山海分異”的格局得到進一步強化。

(2)研究期內，省域生態壓力人口分布體現了高度極化特征，從最高級城市到最低級城市生態壓力人口呈指數型遞減。考慮到生態壓力人口模型與經濟發展的內在邏輯，這說明省域經濟發展仍處于持續高度不平衡階段。研究期 3/4的時間里生態壓力基尼系數呈下降趨勢，省域經濟協調發展的基本面總體向好，但仍不穩定。

(3)9大設區市通過系統聚類可劃分為 3類:高壓經濟區(福州、廈門、泉州)，中壓經濟區(漳州、莆田、寧德)和低壓經濟區(三明、南平、龍巖)。為適應福建省“十三五”規劃綱要對區域協同發展的新要求，在維持福建省主體功能區劃的整體格局基礎上，亟需構建以優化增長極、強化增長點、 顯化增長軸、 內化承接帶、 外化活力港、 深化輻射網為內容的區域協調發展“6化”策略。

5.2 展望

從生態壓力視角揭示區域經濟協調發展現狀和問題并在空間聯系上尋求解決方案，對于用生態文明統領區域經濟和社會發展進行了初步探索，但仍有待完善，未來的研究可從以下三方面進行深入:

(1)研究方法上，生態壓力人口的模型內涵不夠豐富，僅僅通過城市化、地區生產總值和生態用地面積等指標尚不足以充分表征經濟發展狀況與其所造成的生態壓力，至少產業結構、和生態系統服務價值等都是值得考慮的因素，但如何權衡方法的簡潔性和全面性仍有待思考。

(2)研究內容上，缺少對生態壓力格局形成機制的定量分析，而這一方面的研究對于解決區域經濟協調發展所面臨的實際問題具有重要意義。

(3)研究尺度上，應深入到較微觀的縣域尺度。一方面，縣域經濟發展的內部差異更為巨大，存在的矛盾也更多；另一方面，縣域尺度的研究也能更好地銜接省域主體功能區戰略，為主體功能區戰略實施提供重要支持。