山西省城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)性耦合關(guān)系判別及空間演化

呂宇豪，張仲伍

山西師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，山西 臨汾041000

0 引言

城市化的發(fā)展是地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的具體表現(xiàn)［1］，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和城市化水平的逐步提高［2］，城市中人們的生活方式正發(fā)生著潛移默化的改變，城市化認(rèn)識(shí)也得以深化.21 世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)城市化進(jìn)入到快速發(fā)展階段［3］，截至2017 年底，我國(guó)城市化率達(dá)58.52 %［4］.與此同時(shí)，資源不合理利用、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等問(wèn)題愈演愈烈.生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的解決成為制約城市化發(fā)展的重要因素，在黃河流域高質(zhì)量發(fā)展背景下，將生態(tài)環(huán)境保護(hù)與地區(qū)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展有機(jī)結(jié)合起來(lái)［5，6］，協(xié)調(diào)城市化與生態(tài)環(huán)境的互動(dòng)共贏成為地理研究與發(fā)展的重要問(wèn)題.

城市化與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系研究是現(xiàn)代人與自然和諧相處中的重要內(nèi)容之一［7］.國(guó)外學(xué)者從不同角度對(duì)城市化與生態(tài)環(huán)境進(jìn)行研究.例如，20 世紀(jì)提出的環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線(EKC)，認(rèn)為污染環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間是一種先增長(zhǎng)后減的“倒U 型曲線”［8，9］;Odum H T 等揭示了城市與環(huán)境演變的作用機(jī)理［10］.我國(guó)學(xué)者黃金川等采用庫(kù)茲涅茲曲線和對(duì)數(shù)曲線進(jìn)行復(fù)合，以浙江省為例，對(duì)城市化與生態(tài)環(huán)境的交互耦合機(jī)制進(jìn)行分析［11］.在研究分析方法:通過(guò)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、權(quán)重系數(shù)(AHP、熵權(quán)法)、地理信息技術(shù)(GIS)、耦合協(xié)調(diào)度模型、預(yù)測(cè)模型等.例如:崔木花基于耦合協(xié)調(diào)模型，研究了中原城市群城市化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)關(guān)系［12］;蔡文靜、夏詠等運(yùn)用熵權(quán)法、耦合協(xié)調(diào)模型、GIS 工具和灰色預(yù)測(cè)模型對(duì)西北5 省區(qū)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展進(jìn)行分析［13］;宋學(xué)鋒、劉耀彬建立了江蘇省城市化與生態(tài)環(huán)境動(dòng)力學(xué)模型，并進(jìn)行情景模擬預(yù)測(cè)［14］.在城市化與生態(tài)環(huán)境的研究尺度上，大尺度:中國(guó)30 個(gè)地區(qū)［15］、中國(guó)省級(jí)［16］、西北5 省區(qū)［17］、長(zhǎng)江中游城市群［18］等，中小尺度:寧夏5 個(gè)地級(jí)市［19］江蘇省［20］重慶市38 個(gè)區(qū)縣［21］西安市［22］等.

以上基本涉及的主要是城市化與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系協(xié)調(diào)性的研究，對(duì)于非協(xié)調(diào)性耦合的研究相對(duì)較少.城市化與生態(tài)環(huán)境二者之間在相互作用發(fā)展、演化過(guò)程中所表現(xiàn)出非良性互動(dòng)現(xiàn)象［23～25］，本文以山西省為例，在對(duì)山西省城市化與生態(tài)環(huán)境水平綜合測(cè)評(píng)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建起非協(xié)調(diào)性向協(xié)調(diào)性耦合發(fā)展之路，并分析山西省城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)耦合關(guān)系時(shí)空演化格局，以期為山西省城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展提供參考.

1 研究基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)與方法來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

山西省，簡(jiǎn)稱“晉”，轄區(qū)地理坐標(biāo)為北緯(34°34' ～40°44')東經(jīng)(110°14' ～114°33').地勢(shì)呈東北斜向西南的平行四邊形，是中國(guó)內(nèi)陸省份，地處黃河中游東段，華北平原西面黃土高原上.截至2019 年底，下轄11 個(gè)設(shè)區(qū)市，119 個(gè)縣(市、區(qū))，總?cè)丝? 729.22 萬(wàn)，地區(qū)生產(chǎn)總值14 873 億元，第三產(chǎn)業(yè)占地區(qū)生產(chǎn)總值比重為53.5 %，城鎮(zhèn)居民可支配收入同比增長(zhǎng)6.5 %.戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)增加值增長(zhǎng)10 %，全省森林面積321.1 萬(wàn)公頃，森林覆蓋率20.5 %.

1.2 指標(biāo)選取

為了準(zhǔn)確衡量城市化與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，在以往的相關(guān)研究成果［26，27］的基礎(chǔ)上，結(jié)合山西省的實(shí)際情況，在科學(xué)性、典型性、可操作性等原則上構(gòu)建了城市化水平綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)，其中城市化水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系從人口(P)、經(jīng)濟(jì)(E)和空間(S)三個(gè)維度構(gòu)建，生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系根據(jù)20 世紀(jì)提出的PSR 模型，從生態(tài)環(huán)境壓力(Pressure)—狀態(tài)(State)—響應(yīng)(Response)構(gòu)建［28］.

表1 城市化與生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及信息熵、冗余度與權(quán)重Tab.1 Evaluation index system，information entropy，redundancy and weight of urbanization and ecological environment

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

在判斷研究山西省城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)耦合關(guān)系時(shí)，本文所采用的數(shù)據(jù)來(lái)源于1999 年～2017年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》和《山西省統(tǒng)計(jì)年鑒》，在數(shù)據(jù)使用之前對(duì)其原始指標(biāo)進(jìn)行數(shù)量極化無(wú)量綱化處理，方法采用極差的標(biāo)準(zhǔn)化:

正向指標(biāo):

負(fù)向指標(biāo):

1.3.1 熵值法確定權(quán)重

計(jì)算第j 項(xiàng)指標(biāo)下第i 各樣本指標(biāo)值占該指標(biāo)的比重(1);計(jì)算第j 項(xiàng)指標(biāo)的熵值(2);計(jì)算信息熵冗余度(3);利用信息熵計(jì)算第j 個(gè)各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重(4).

其中:pij為樣本指標(biāo)所占比重，zij為標(biāo)準(zhǔn)化值

其中xij為標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù).令s1為城市化綜合分值，為生態(tài)環(huán)境綜合分值.

1.3.3 非協(xié)調(diào)耦合度

耦合是兩個(gè)事物之間存在一種相互作用、相互影響的表征，耦合度是表征系統(tǒng)之間相互影響的程度.經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的過(guò)程成為交互耦合時(shí)空函數(shù)關(guān)系.

(1)利用物理學(xué)中的容量耦合系數(shù)模型計(jì)算出城市化與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)度.

通常耦合度C 取值位于0 ～1 之間，當(dāng)C 越大時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)之間的耦合度達(dá)到最大，反之亦然.

(2)計(jì)算協(xié)調(diào)耦合度.耦合度C 是城市化與生態(tài)環(huán)境耦合的時(shí)序狀態(tài)，不能充分反映城市化與生態(tài)環(huán)境的整體功效和協(xié)同效應(yīng).因此，本文利用耦合協(xié)調(diào)度來(lái)判定城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)耦合關(guān)系，計(jì)算模型如下:

式中D 為耦合協(xié)調(diào)系數(shù);ND 為非協(xié)調(diào)耦合系數(shù)，T 為城市化與生態(tài)環(huán)境兩大系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù);α、β 為待定系數(shù)，本文α、β 取1/2.

(3)協(xié)調(diào)耦合關(guān)系判定標(biāo)準(zhǔn).本文將城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)耦合度分為4 個(gè)階段，①0 ≤D ＜0.4:低水平耦合階段，②0.4 ≤D ＜0.5:拮抗時(shí)期，③0.5 ≤D ＜0.8:磨合階段，④0.8 ≤D ＜1:高水平耦合階段;非協(xié)調(diào)耦合ND 劃分如下:①0 ≤ND ＜0.2:低水平非協(xié)調(diào)耦合，②0.2 ≤ND ＜0.5 拮抗非協(xié)調(diào)耦合，③0.5≤ND ＜0.8:磨合非協(xié)調(diào)耦合，④0.8 ≤ND ＜1:高水平非協(xié)調(diào)耦合.

2 山西省城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)性耦合時(shí)序演變特征

利用模型計(jì)算城市化與生態(tài)環(huán)境的熵權(quán)值和權(quán)重(表1)，利用模型計(jì)算城市化與生態(tài)環(huán)境的綜合得分、綜合評(píng)價(jià)指數(shù)、耦合協(xié)調(diào)及非耦合協(xié)調(diào)系數(shù)(表2).

表2 1999 年～2017 年山西省城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)性耦合評(píng)價(jià)值Tab.2 Coupling evaluation value of urbanization and ecological environment in Shanxi Province from 1999 to 2017

2.1 城市化綜合水平

從表2 的得分中可以看出，在1999 年到2017 年，山西省城市化發(fā)展水平基本呈持續(xù)上升的增長(zhǎng)曲線，由1999 年的0.115 增長(zhǎng)到2017 年的0.919，增幅達(dá)669.13 %;表1 中權(quán)重可以看出，平均每千人口擁有衛(wèi)生技術(shù)人員數(shù)、旅游總收入、城鎮(zhèn)居民可支配收入、道路面積、第三產(chǎn)業(yè)占GDP 比重、城市人口密度、第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員比重、機(jī)耕地面積權(quán)重系數(shù)較高，對(duì)提升山西省城市化水平影響作用較大，但城鎮(zhèn)人口比重、第二產(chǎn)業(yè)占GDP 比重、城市燃?xì)馄占奥实臋?quán)重系數(shù)較低，對(duì)于提升城市化水平貢獻(xiàn)較小.

通過(guò)以上分析可知，山西省城市化水平增長(zhǎng)很快，原始指標(biāo)中第三產(chǎn)業(yè)占GDP 比重由初始的43.3 %增長(zhǎng)為2017 年的51.7 %，第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員比重由1999 年的26.9 %增長(zhǎng)為2017 年的44.9 %，第二產(chǎn)業(yè)占GDP 比重由1999 年47.1 %下降到2017 年的43.7 %，從這點(diǎn)可以看出第三產(chǎn)業(yè)成為城市就業(yè)崗位的主要來(lái)源之一，旅游業(yè)作為第三產(chǎn)業(yè)的新型產(chǎn)業(yè)對(duì)于帶動(dòng)城市化的進(jìn)程具有積極的推動(dòng)作用，第二產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)后逐漸降低.

2.2 生態(tài)環(huán)境綜合水平

從表2 可知，在這段時(shí)段內(nèi)，生態(tài)環(huán)境發(fā)展水平與城市化具有類似的階段特征，2003 年、2006 年和2010 年有所起伏，但整體水平得到了較大的增長(zhǎng)，從1999 年生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)為0.207 到2017 年為0.716，增長(zhǎng)幅度為2.5 倍，尤其是2012 年到2017 年出現(xiàn)持續(xù)性增長(zhǎng).說(shuō)明生態(tài)環(huán)境綜合水平向高水平前進(jìn)，表1 中的指標(biāo)權(quán)重表明廢氣排放量、建成區(qū)面積、城市綠地面積、生活垃圾清運(yùn)量及清掃保潔面積是其主要的指標(biāo)，但廢水排放總量、煤炭消費(fèi)量及造林總面積的權(quán)重較低，說(shuō)明近年來(lái)山西省重視城市內(nèi)在生態(tài)環(huán)境的建設(shè)與治理，在環(huán)境治理與投入提供了一定的保障，但在發(fā)展工業(yè)的過(guò)程中破壞了城市生態(tài)環(huán)境.因此，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)水平的進(jìn)一步提高，生態(tài)環(huán)境的保護(hù)加強(qiáng)，向綠色低耗能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)綜合發(fā)展.

2.3 城市化與生態(tài)環(huán)境非耦合協(xié)調(diào)度

依據(jù)圖1 可知，山西省城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)耦由1999 年的0.723 下降到2017 年的0.363，下降幅度達(dá)49.79 %，二者階段性特征十分明顯.根據(jù)曲線的下降幅度可以將城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)耦合關(guān)系劃分為三個(gè)階段:

首先，1999 年～2005 年期間，山西省城市化與生態(tài)環(huán)境耦合系數(shù)C 介于0.2 ～0.4 之間，處于低水平耦合階段.其非協(xié)調(diào)耦合度由1999 年的0.723 下降到2006 年的0.620，年均降幅為1.78 %，屬于磨合非協(xié)調(diào)耦合階段.說(shuō)明城市化的發(fā)展遠(yuǎn)超于生態(tài)環(huán)境壓力，山西省在此期間注重對(duì)重工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程發(fā)展較快，導(dǎo)致山西省城市化與生態(tài)環(huán)境不協(xié)調(diào)的情況，生態(tài)環(huán)境污染較為嚴(yán)重，對(duì)生態(tài)環(huán)境的重視程度不夠.

圖1 山西省城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)耦合曲線Fig.1 Uncoordinated coupling curve of urbanization and ecological environment in Shanxi province

其次，2006 年～2011 年期間，山西省城市化與生態(tài)環(huán)境耦合系數(shù)C 介于0.4 ～0.5 之間，步入拮抗時(shí)期.其非協(xié)調(diào)耦合度由2006 年的0.595 下降到2011 年的0.501，年均降幅為2.63 %，仍處于磨合非協(xié)調(diào)耦合階段. 此階段仍然是城市化水平高于生態(tài)環(huán)境綜合水平，注重城市化發(fā)展、資源的開(kāi)采的同時(shí)加強(qiáng)環(huán)境的保護(hù)，開(kāi)發(fā)與保護(hù)并重.二者都呈現(xiàn)快速提高的階段，兩者的系統(tǒng)協(xié)調(diào)耦合度關(guān)系明顯向好.

最后，2012 年～2017 年協(xié)調(diào)耦合系數(shù)C 介于0.508 ～0.637 之間，進(jìn)入磨合階段，山西省城市化與生態(tài)環(huán)境為拮抗非協(xié)調(diào)耦合階段.從圖1 可以看出，2011 年二者出現(xiàn)交叉，耦合曲線上升，非耦合曲線下降，說(shuō)明山西省城市化與生態(tài)環(huán)境開(kāi)始向協(xié)調(diào)方向轉(zhuǎn)變.長(zhǎng)期以來(lái)，在踐行“綠水青山金山銀山”理念推動(dòng)下，加快城市化的同時(shí)又減少環(huán)境的破壞，從而促進(jìn)城市化與生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào).

3 山西省城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)耦合空間類型研究

3.1 山西省地市城市化和生態(tài)環(huán)境水平空間分布格局

以山西省2005 年、2010 年和2017 年作為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，從11 個(gè)地級(jí)市出發(fā)分析山西省城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)耦合狀況.

3.1.1 山西省11 個(gè)地級(jí)市城市化水平空間分布狀況

根據(jù)城市化測(cè)評(píng)結(jié)果顯示:山西省地級(jí)市城市化水平整體呈上升趨勢(shì)，但區(qū)域差異存在，從2005 年～2017 年城市化水平差異正在減小.山西省城市化水平呈東部高于西部地區(qū)，北部、中部和南部高于西部地區(qū)，中部地區(qū)高于周?chē)渌貐^(qū)的空間分布特征，整體區(qū)域城市化水平有縮小的趨勢(shì).2005 年地區(qū)差異明顯，太原市處于較高等城市化水平，朔州市、忻州、呂梁和晉城處于低等城市化水平，其他市處于較低等城市化水平;2010 年地區(qū)差異顯著增大，開(kāi)始出現(xiàn)高等城市化水平和中等城市化水平，太原市已成為高等城市化水平，北部大同市、東部晉中市、長(zhǎng)治市和南部運(yùn)城市處于中等城市化水平;2017 年城市化水平進(jìn)一步提高，區(qū)域差異差距減小，中等城市化水平及以上基本覆蓋，城市化水平較高的地區(qū)以晉中地區(qū)太原市和晉中市及晉北大同市為主(圖2).

圖2 山西省城市化水平空間分布圖Fig.2 Horizontal spatial distribution of urbanization in Shanxi province

由此可見(jiàn)，城市化水平與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)，晉中和晉北地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，地區(qū)資源豐富、科技創(chuàng)新發(fā)展能力強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平相對(duì)較高.與此同時(shí)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、地區(qū)政策扶持、城市建設(shè)空間用地和服務(wù)業(yè)旅游歷史文化水平的發(fā)展促進(jìn)城市化綜合水平的提高;對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)落后的東部南部等地區(qū)產(chǎn)業(yè)升級(jí)與轉(zhuǎn)型相對(duì)遲緩，工業(yè)化、服務(wù)業(yè)等產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一，城市公共服務(wù)建設(shè)水平不高，導(dǎo)致城市化水平發(fā)展水平較低.但總體而言，隨著經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展這種差距在逐漸減小.

3.1.2 山西省11 個(gè)地級(jí)市生態(tài)環(huán)境空間分布狀況

根據(jù)生態(tài)環(huán)境測(cè)評(píng)結(jié)果顯示，山西省11 個(gè)地級(jí)市生態(tài)環(huán)境發(fā)展水平空間分布與城市化發(fā)展水平具有一定相似程度:11 個(gè)地級(jí)市生態(tài)環(huán)境發(fā)展水平總體呈上升趨勢(shì)，其間有出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境變差的時(shí)期，生態(tài)環(huán)境發(fā)展水平區(qū)域差異總體縮小.生態(tài)環(huán)境水平總體呈中部高于周?chē)貐^(qū)，東部和北部地區(qū)高于西部地區(qū)的空間分布特征.2005 年生態(tài)環(huán)境除陽(yáng)泉市以外，總體呈現(xiàn)中等城市化水平，太原市為較高等城市化水平;2010 年陽(yáng)泉市轉(zhuǎn)為中等生態(tài)環(huán)境水平，生態(tài)環(huán)境水平有所提高，太原市、大同市及東部長(zhǎng)治市和晉城市保持中等生態(tài)環(huán)境水平，其他市出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境水平下降的趨勢(shì);2017 年太原市生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步提高，成為高等生態(tài)環(huán)境水平，除呂梁市之外，其他地級(jí)市生態(tài)環(huán)境水平都有所提高(圖3).

由此可以看出生態(tài)環(huán)境水平與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān)，山西省經(jīng)歷了粗放式經(jīng)濟(jì)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以犧牲環(huán)境為代價(jià)，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境水平出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，后經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型與發(fā)展、公共綠地設(shè)施建設(shè)等，轉(zhuǎn)變?yōu)楸Ｗo(hù)生態(tài)環(huán)境為主.太原市作為高等生態(tài)環(huán)境水平的城市，積極投身于城市綠色建設(shè)，生態(tài)環(huán)境水平顯著提高，呂梁市產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后，以傳統(tǒng)能源為主的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，生態(tài)環(huán)境水平發(fā)展較低.另一方面，中北部區(qū)域和南部區(qū)域自然環(huán)境基礎(chǔ)較好，導(dǎo)致該地區(qū)優(yōu)于東部地區(qū).

3.2 山西省11 個(gè)地級(jí)市非協(xié)調(diào)性耦合空間分布

根據(jù)非協(xié)調(diào)性耦合關(guān)系研究顯示:山西省城市化城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)性耦合度整體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，兩者的非協(xié)調(diào)耦合度由高水平非協(xié)調(diào)耦合向拮抗非協(xié)調(diào)耦合轉(zhuǎn)變，城市化與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系變好.2005 年山西省非協(xié)調(diào)耦合關(guān)系為高水平非協(xié)調(diào)耦合階段和磨合非協(xié)調(diào)耦合階段，呈中部太原市、北部大同市和東部長(zhǎng)治市由于其他地區(qū)的空間格局.太原市城市化發(fā)展優(yōu)于生態(tài)環(huán)境狀況，大同市及東部地區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況優(yōu)于城市化發(fā)展，城市化與生態(tài)環(huán)境不平衡;2010年山西省城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)耦合度分為高水平非協(xié)調(diào)耦合、磨合非協(xié)調(diào)耦合和拮抗非協(xié)調(diào)耦合階段.太原市進(jìn)入拮抗非協(xié)調(diào)耦合階段，晉城市進(jìn)入磨合非協(xié)調(diào)耦合階段，其他市與2005 年保持不變.城市化與生態(tài)環(huán)境之間基本得到改善;2017 年城市化與生態(tài)環(huán)境分為磨合非協(xié)調(diào)耦合和拮抗非協(xié)調(diào)耦合階段，除太原市為拮抗非協(xié)調(diào)耦合階段，其他均已進(jìn)入磨合非協(xié)調(diào)耦合階段.城市化水平高于生態(tài)環(huán)境水平，城市化與生態(tài)環(huán)境間非良性互動(dòng)關(guān)系改善，且城市化對(duì)環(huán)境的保護(hù)的空間格局具有促進(jìn)作用(圖4).

圖3 山西省生態(tài)環(huán)境水平空間分布圖Fig.3 Spatial distribution of ecological environment level in Shanxi province

3.3 山西省城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)耦合空間格局形成機(jī)制

山西省城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)耦合空間格局的形成，是由城市化與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系的一系列因素構(gòu)成的.生態(tài)環(huán)境為城市化水平的發(fā)展提供基礎(chǔ)條件，城市化在發(fā)展過(guò)程中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生破壞、依托及保護(hù)，二者共同構(gòu)成城市化與生態(tài)環(huán)境之間相互影響機(jī)制.依據(jù)山西省城市化發(fā)展進(jìn)程和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)耦合研究，山西省城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)耦合空間格局的影響因素有自然條件、資源稟賦、科技進(jìn)步、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、資源環(huán)境承載力、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等不同因素共同構(gòu)成.形成中部地區(qū)工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型下城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)性耦合空間格局整體驅(qū)動(dòng)機(jī)制框架.

4 結(jié)論與討論

(1)山西省1999 年到2017 年城市化綜合水平呈明顯的上升趨勢(shì)，增幅達(dá)669.13 %，生態(tài)環(huán)境水平表現(xiàn)為基本上升趨勢(shì)，與城市化水平相比自身具有明顯的階段性特征，其1999 年～2002 年為上升趨勢(shì)，2003 年～2012 年為上下浮動(dòng)階段，2013 年～2017 年為上升階段.

(2)山西省1999 年到2017 年城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)耦合特征表現(xiàn)為持續(xù)下降曲線，下降幅度為49.79 %，在該階段處于磨合非協(xié)調(diào)耦合階段和拮抗非協(xié)調(diào)耦合階段，二者階段性關(guān)系明顯.城市化的發(fā)展以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價(jià)，2011 年二者出現(xiàn)交叉，城市化與生態(tài)環(huán)境開(kāi)始向協(xié)調(diào)方向轉(zhuǎn)變，但還有很長(zhǎng)的一段路程來(lái)實(shí)現(xiàn).

圖4 山西省城市化和生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)耦合空間分布圖Fig.4 Spatial distribution of the uncoordinated coupling between urbanization and ecological environment in Shanxi province

(3)山西省11 個(gè)地級(jí)市城市化與生態(tài)環(huán)境水平總體呈上升趨勢(shì)，城市化水平呈晉中部、晉北地區(qū)優(yōu)于其他地區(qū)的空間格局，且其面積區(qū)域不斷擴(kuò)大.生態(tài)環(huán)境水平出現(xiàn)浮動(dòng)趨勢(shì)，其后逐漸變好，地區(qū)生態(tài)環(huán)境水平整體呈上升趨勢(shì)，呂梁市相對(duì)滯后，空間分布有由南北差異向中部與周?chē)鷧^(qū)域演變. 綜合山西省1999 年～2017 年城市化與生態(tài)環(huán)境非協(xié)調(diào)耦合時(shí)空演化特征，自然條件、資源稟賦、科技進(jìn)步、城鄉(xiāng)規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、資源環(huán)境承載力、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等是影響空間分異的主要因素.對(duì)近數(shù)據(jù)變化中可以看出城市化與生態(tài)環(huán)境的變化發(fā)展從不匹配到逐漸匹配，從不協(xié)調(diào)到慢慢協(xié)調(diào)，由磨合非協(xié)調(diào)耦合變?yōu)檗卓狗菂f(xié)調(diào)耦合階段.但在城市化與生態(tài)環(huán)境的發(fā)展過(guò)程中呈現(xiàn)出波動(dòng)變化，不利于山西省城市化的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù).

本文提出以下建議:加速調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)變能源開(kāi)發(fā)利用模式.加快向高效、多元、綠色的可持續(xù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，加快產(chǎn)業(yè)升級(jí)促進(jìn)機(jī)制，加快推進(jìn)重要領(lǐng)域改革，增強(qiáng)城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)力.晉中晉北地區(qū)加強(qiáng)重要城市的輻射帶動(dòng)作用，帶動(dòng)周?chē)貐^(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化;加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和能源技術(shù)革命，積極發(fā)展清潔能源，深化生態(tài)文明體制，建設(shè)美麗山西;踐行城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)，提高城市化水平.塑造以生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展為導(dǎo)向，轉(zhuǎn)變城市發(fā)展方式，在發(fā)展的過(guò)程中尊重自然順應(yīng)自然，建設(shè)高品質(zhì)、美麗宜居的公園城市.