2005—2019年遼寧省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量耦合協(xié)調(diào)時(shí)空分異及影響因子研究

郭力娜，王剛*，姜廣輝，趙艷霞，訾豐嬌，葉林，劉洪義

1.華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院

2.北京師范大學(xué)資源學(xué)院

3.德州市自然資源局

城鎮(zhèn)化是人類社會(huì)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，也是人類社會(huì)聚集程度的不可逆模式[1]。城鎮(zhèn)化率不斷提高，一方面反映出社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷增長(zhǎng)，城市進(jìn)入快速發(fā)展期，對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人口聚集都起到了積極作用；另一方面也面臨“城市病”多發(fā)的困擾，特別是城市空間的外延式擴(kuò)張，對(duì)城市邊緣其他空間的不斷擠壓，在一定程度上破壞了城市與周邊環(huán)境的生態(tài)平衡，加劇了生態(tài)環(huán)境壓力。研究城市發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的時(shí)空關(guān)系，并探究影響因子，可為城市可持續(xù)發(fā)展提供參考。

雖然城鎮(zhèn)化迄今為止沒有統(tǒng)一的含義[2]，但城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系一直是學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。學(xué)者普遍認(rèn)為城鎮(zhèn)化存在著城市人口聚集、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、空間擴(kuò)張和生活質(zhì)量提高等4個(gè)方面的特征[3-5]。在城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境關(guān)系研究中，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在以下方向進(jìn)行了宏觀性、大尺度、定性與定量相結(jié)合的多角度探索：1）城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)理論關(guān)系模型。早期Grossman等[6]研究發(fā)達(dá)國(guó)家兩系統(tǒng)關(guān)系時(shí)就提出了“環(huán)境庫茲涅茨曲線”，認(rèn)為城鎮(zhèn)化發(fā)展和生態(tài)環(huán)境之間不是單純的正負(fù)相關(guān)關(guān)系，而是生態(tài)環(huán)境伴隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展先下降后上升，呈現(xiàn)倒U形關(guān)系。2002年經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（Organization for Economic Co-operation and Development，OECD）提出的脫鉤理論，認(rèn)為生態(tài)環(huán)境壓力會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定階段時(shí)達(dá)到頂峰值隨后逐漸下降[7]。2）城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境關(guān)系靜態(tài)耦合。如聶艷等[8]認(rèn)為城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境相互作用的現(xiàn)象和結(jié)果即為耦合關(guān)系，二者之間影響的程度為城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合度。黃莘絨等[9-10]構(gòu)建城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，以定量的方法研究城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀特征。宋學(xué)峰等[11-12]總結(jié)了城鎮(zhèn)化通過人口性質(zhì)變更聚集，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)空間擴(kuò)張不斷擠壓生態(tài)環(huán)境空間，而生態(tài)環(huán)境依托著政府保護(hù)政策，排斥企業(yè)資本又限制著城鎮(zhèn)化發(fā)展。3）城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境關(guān)系動(dòng)態(tài)模擬。如楊亮潔等[13]將脫鉤模型應(yīng)用到成渝城市群地區(qū)研究上，發(fā)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境增長(zhǎng)率和城鎮(zhèn)化增長(zhǎng)率均為正，城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境以弱脫鉤和連接擴(kuò)張為主。馬艷[14]將城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)交互脅迫模型應(yīng)用在長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶，對(duì)2個(gè)子系統(tǒng)演變軌跡進(jìn)行了曲線擬合，驗(yàn)證了交互脅迫的關(guān)系。

但已有研究在區(qū)域選擇上，普遍關(guān)注大城市群或更大尺度的空間差異，一方面或是因?yàn)榇蟪鞘腥航?jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，或是研究區(qū)地處環(huán)境敏感和社會(huì)重點(diǎn)關(guān)注地帶。然而在新時(shí)期國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)背景下，省級(jí)及以下尺度城鎮(zhèn)空間生態(tài)環(huán)境問題已成為國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)內(nèi)容之一；同時(shí)，由于省域內(nèi)部城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量存在著比較明顯的空間異質(zhì)性，故在此背景下探究省域城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量關(guān)系和空間差異非常必要。基于此，筆者以遼寧省為研究區(qū)，基于多年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用定量方法，探究研究區(qū)城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的時(shí)空演變特征，以及二者耦合協(xié)調(diào)程度的空間分異及影響因子，以期為研究區(qū)城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展提供借鑒，為城市高質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展提供參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

遼寧省（118°53′E～125°46′E，38°43′N～43°26′N）位于東北地區(qū)南部，南臨黃海、渤海，西南與河北省接壤，西北與內(nèi)蒙古毗鄰，東北與吉林省為鄰，東南與朝鮮隔江相望（圖1）。東西兩廂為山地丘陵，向中部平原下降，呈馬蹄形向渤海傾斜[15]。目前，遼寧省下轄14個(gè)地級(jí)市，總面積為14.86萬 km2，截至2019年，遼寧省城鎮(zhèn)人口已達(dá)2 964萬人，城鎮(zhèn)化率為68.11%，高于全國(guó)60.6%的城鎮(zhèn)化率，統(tǒng)計(jì)信息來源于《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)（2019年）》。

圖1 研究區(qū)位及地勢(shì)Fig.1 Location and terrain of the study area

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究所需基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)主要包括行政區(qū)數(shù)據(jù)，從遼寧省自然資源廳收集。其他主要研究數(shù)據(jù)分別來自2005—2019年《遼寧省統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》和各市的《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》。

2 研究方法與模型構(gòu)建

2.1 研究方法

2.1.1 權(quán)重確定——熵權(quán)法

采用熵權(quán)法確定城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，相較于主觀賦權(quán)法，熵權(quán)法能避免人為因子所造成的偏差，更準(zhǔn)確地反映指標(biāo)的重要程度。由于指標(biāo)體系里各指標(biāo)含義與量綱不同，并且指標(biāo)在評(píng)價(jià)時(shí)其參與的評(píng)價(jià)變化方向不完全一致，會(huì)出現(xiàn)正、負(fù)2種指標(biāo)。為了使指標(biāo)數(shù)據(jù)具有可比性，采用極值標(biāo)準(zhǔn)化方法對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱處理[16]，得到無量綱處理的數(shù)據(jù)后，再通過熵權(quán)法[17-18]計(jì)算權(quán)重，計(jì)算公式如下。

第i個(gè)城市第j項(xiàng)指標(biāo)的比重（Yij）：

計(jì)算指標(biāo)信息熵（ej）：

計(jì)算信息熵冗余度（dj）：

計(jì)算指標(biāo)權(quán)重（Wj）：

式中：X′ij為第i個(gè)城市第j項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的指標(biāo)值；k=1/ln m；m為評(píng)價(jià)城市數(shù)；n為指標(biāo)數(shù)。

2.1.2 地理探測(cè)器影響因子分析法

地理探測(cè)器是探測(cè)空間差異性，以及探究主要關(guān)系背后驅(qū)動(dòng)力和影響因子的一種統(tǒng)計(jì)學(xué)方法[19-20]。因受到的制約條件較少，所以采用地理探測(cè)器分析法，定量探測(cè)耦合協(xié)調(diào)度的主要影響因子。計(jì)算公式如下：

式中：Pq,U為影響因子q的因子探測(cè)力；N為整個(gè)區(qū)域樣本數(shù)；Nq,l為次級(jí)區(qū)域樣本數(shù)；M為次級(jí)區(qū)域個(gè)數(shù)；為整個(gè)區(qū)域城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度的方差；為次級(jí)區(qū)域的耦合協(xié)調(diào)度方差。Pq,U的取值為[0，1]，Pq,U越大，說明因子q對(duì)耦合協(xié)調(diào)度的影響越大。

2.2 評(píng)價(jià)模型

2.2.1 耦合度模型

任何系統(tǒng)都不是單獨(dú)存在的，系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間、2個(gè)子系統(tǒng)之間或某一系統(tǒng)內(nèi)部各要素與另一系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間一定存在著某種關(guān)系，這種系統(tǒng)或要素之間的相互作用及影響的關(guān)系即耦合狀態(tài)，可用耦合度模型[21]來評(píng)價(jià)，計(jì)算公式如下：

式中：C為耦合度，取值為0～1；U(x)為城鎮(zhèn)化系統(tǒng)綜合分值；E(y)為生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)綜合分值。C越大，耦合程度越高，根據(jù)C的大小，可進(jìn)一步將系統(tǒng)耦合階段劃分為不同類型（表1）。

表1 基于耦合度的耦合類型劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Coupling type classification standard based on coupling degree

2.2.2 耦合協(xié)調(diào)度模型

耦合度只反映了城鎮(zhèn)化系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的相互影響程度，但不能區(qū)分耦合正負(fù)向，需要進(jìn)一步利用耦合協(xié)調(diào)度模型，測(cè)算研究對(duì)象之間的協(xié)調(diào)程度，以判斷其耦合水平，反映系統(tǒng)之間相互作用的協(xié)調(diào)程度[22]，計(jì)算公式如下：

式中：α、β為待定系數(shù)，α+β=1，本研究認(rèn)為城鎮(zhèn)化系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)對(duì)城市發(fā)展同等重要，因此α和β均取0.5；T為綜合指數(shù)；D為耦合協(xié)調(diào)度指數(shù)，取值為[0，1]，D越大，表明2個(gè)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)程度越高。根據(jù)已有的研究成果[23-24]，可將協(xié)調(diào)發(fā)展程度劃分為10個(gè)階段（表2）。

表2 耦合協(xié)調(diào)度類型和等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Coupling coordination degree types and grade classification criteria

3 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

城鎮(zhèn)化系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量系統(tǒng)是2個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，科學(xué)準(zhǔn)確地構(gòu)建2個(gè)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，是探究城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系和影響因子的關(guān)鍵。在前人研究[25-26]的基礎(chǔ)上，既考慮城鎮(zhèn)化和城市生態(tài)環(huán)境自身的特點(diǎn)，又綜合平衡各要素，考慮數(shù)據(jù)的可獲得性，構(gòu)建了城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。其中，城鎮(zhèn)化系統(tǒng)從人口、空間、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)4個(gè)子系統(tǒng)層和12個(gè)指標(biāo)層來反映城鎮(zhèn)化質(zhì)量；生態(tài)環(huán)境質(zhì)量系統(tǒng)主要從生態(tài)環(huán)境的狀態(tài)、壓力、治理3個(gè)子系統(tǒng)層和12個(gè)指標(biāo)層構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)，綜合體現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀和治理情況。基于熵值法賦權(quán)，最終得到各指標(biāo)權(quán)重。

4 結(jié)果與分析

4.1 城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果和時(shí)空變化

4.1.1 評(píng)價(jià)結(jié)果

城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系見表3。由表3可見，城鎮(zhèn)化系統(tǒng)層權(quán)重為經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化＞社會(huì)城鎮(zhèn)化＞人口城鎮(zhèn)化＞空間城鎮(zhèn)化，反映出經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化對(duì)城鎮(zhèn)化發(fā)展影響最大，空間城鎮(zhèn)化對(duì)城鎮(zhèn)化發(fā)展影響最小。生態(tài)環(huán)境質(zhì)量系統(tǒng)層權(quán)重為生態(tài)環(huán)境治理＞生態(tài)環(huán)境狀態(tài)＞生態(tài)環(huán)境壓力，反映出生態(tài)環(huán)境的治理對(duì)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)質(zhì)量貢獻(xiàn)最大。根據(jù)表3，采用綜合加權(quán)計(jì)算得到2005—2019年遼寧省城鎮(zhèn)化質(zhì)量指數(shù)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)（圖2），及其子系統(tǒng)層各評(píng)價(jià)指標(biāo)指數(shù)（圖3和圖4）。

表3 城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table 3 Evaluation index system of urbanization and ecological environment quality

從圖2可以看出，2005—2019年，遼寧省城鎮(zhèn)化指數(shù)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)均表現(xiàn)出增長(zhǎng)趨勢(shì)。其中，城鎮(zhèn)化質(zhì)量指數(shù)由2005年的2.44增至2019年的4.68，增長(zhǎng)率為91.8%，特別是2005—2012年呈直線上升趨勢(shì)，2013年和2016年有小幅波動(dòng)下降后依舊保持增長(zhǎng)趨勢(shì)。生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)增長(zhǎng)速率略低于城鎮(zhèn)化，由2005年的3.19增至2019年的4.79，增長(zhǎng)率為50.2%，2013—2015年，呈現(xiàn)微弱下降再上升趨勢(shì)。總體來看，遼寧省整體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不斷向好，特別是2016—2019年指數(shù)上升趨勢(shì)較大。

圖2 遼寧省城鎮(zhèn)化指數(shù)與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)年際變化Fig.2 Interannual changes of urbanization quality index and eco-environment quality index in Liaoning Province

從圖3可以看出，2005—2019年空間城鎮(zhèn)化和社會(huì)城鎮(zhèn)化指數(shù)持續(xù)上升，空間城鎮(zhèn)化指數(shù)由2005年的 0.48提高到 2019年的 0.93，增長(zhǎng)率為93.8%；社會(huì)城鎮(zhèn)化指數(shù)由2005年的0.66增加到2019年的1.38，增長(zhǎng)率為110%；人口城鎮(zhèn)化指數(shù)在2014年和2018年出現(xiàn)一定程度的向下波動(dòng)，但總體保持緩慢上升狀態(tài)；經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化指數(shù)起伏最大，2005—2012年上升趨勢(shì)較快，由0.23增至1.31，增長(zhǎng)率達(dá)469%，2014—2016年呈斷崖式下降趨勢(shì)，隨后又穩(wěn)步上升。這表明城市空間城鎮(zhèn)化、社會(huì)城鎮(zhèn)化呈穩(wěn)定增長(zhǎng)，人口城鎮(zhèn)化進(jìn)程較慢，經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化波動(dòng)性較大。反映的實(shí)際狀況是城市空間呈擴(kuò)張態(tài)勢(shì)，城市功能和社會(huì)服務(wù)不斷增強(qiáng)，但存在城市人口增長(zhǎng)乏力，經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)力不足等問題。

圖3 遼寧省城鎮(zhèn)化子系統(tǒng)各指標(biāo)演變趨勢(shì)Fig.3 Evolution trend of indicators of urbanization system in Liaoning Province

從圖4可以看出，2005—2019年遼寧省生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)變化不大，未見明顯增長(zhǎng)；生態(tài)環(huán)境狀態(tài)指數(shù)在2017—2019年有小幅度增長(zhǎng)，呈見好趨勢(shì)；生態(tài)環(huán)境治理指數(shù)在2005—2016年呈現(xiàn)緩慢波動(dòng)上升趨勢(shì)，在2016—2019年快速上升隨后緩慢下降。整體上，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有一定程度改善，主要得益于生態(tài)環(huán)境治理能力的提升。

圖4 遼寧省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量子系統(tǒng)各指標(biāo)演變趨勢(shì)Fig.4 Evolution trend of indicators of eco-environmental quality subsystem in Liaoning Province

4.1.2 時(shí)空變化

為進(jìn)一步分析城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量多年變化在空間上的分異，基于時(shí)空分布格局思想研究[27]和多年評(píng)價(jià)結(jié)果，選擇2005年、2010年、2015年和2019年4個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，以地級(jí)市為分級(jí)單元，利用ArcGIS軟件繪制了城鎮(zhèn)化指數(shù)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)時(shí)空分異圖（圖5和圖6）。

從圖5可以看出，城鎮(zhèn)化水平在空間上基本形成沈陽市和大連市城鎮(zhèn)化水平明顯高于其他地區(qū)的雙核心分布特征。2005—2019年各地級(jí)城市城鎮(zhèn)化指數(shù)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，且表現(xiàn)出沈陽市—大連市連線省域中部城市向周邊擴(kuò)散增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。城鎮(zhèn)化發(fā)展快慢在空間上也表現(xiàn)出明顯差異，2005—2015年，西部朝陽市和葫蘆島市、北部鐵嶺市城鎮(zhèn)化發(fā)展緩慢，城鎮(zhèn)化指數(shù)都處于0.2以下，但2015年后快速發(fā)展。城鎮(zhèn)化指數(shù)高于0.2的城市由2005年的5座增長(zhǎng)到2010年的10座、2015年的11座、2019年的14座。2005—2010年是遼寧省城鎮(zhèn)化發(fā)展的高峰期，城鎮(zhèn)化發(fā)展較快的城市主要分布在沈陽市周邊。

圖5 遼寧省城鎮(zhèn)化指數(shù)時(shí)空分異Fig.5 Spatial and temporal variation of urbanization index in Liaoning Province

從圖6可以看出，2005—2019年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體向好發(fā)展，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)高于0.2的城市由2005年的7座增至2010年的10座、2015年的11座、2019年的14座，特別是2005—2010年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善比較明顯。但從生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)變化上看，整體呈緩慢上升趨勢(shì)（由3.19升至4.79），生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)整體不高。在空間分異上表現(xiàn)出以沈陽市為高值中心，大連市次之，其他區(qū)域逐次緩慢改善的空間特征。

圖6 遼寧省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)時(shí)空分異Fig.6 Spatial-temporal pattern change of eco-environmental quality index in Liaoning Province

4.2 城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量耦合協(xié)調(diào)度時(shí)空分異

4.2.1 省級(jí)尺度耦合協(xié)調(diào)度態(tài)勢(shì)判定

2005—2019年遼寧省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量耦合度、耦合協(xié)調(diào)度見表4。

表4 2005—2019年遼寧省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量耦合度和耦合協(xié)調(diào)度Table 4 Summary of coupling coupling degree and coordination degree between urbanization and ecoenvironmental quality in Liaoning Province from 2005 to 2019

從表4可以看出，城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量耦合度呈勻速下降—緩慢上升—平穩(wěn)發(fā)展態(tài)勢(shì)，耦合協(xié)調(diào)度整體保持快速上升趨勢(shì)。2005—2019年，大部分年份耦合度均在0.9以上，城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量耦合程度高，耦合度子類型都處于耦合階段。2005—2013年耦合協(xié)調(diào)度快速上升，從0.100增長(zhǎng)到0.795，耦合協(xié)調(diào)度類型從失調(diào)狀態(tài)改善到初級(jí)協(xié)調(diào)，2013—2016年保持在中級(jí)、良好協(xié)調(diào)，2017年后改善為優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)。整體上，全省城鎮(zhèn)化水平與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量表現(xiàn)出較好的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，且持續(xù)向好。

4.2.2 市域尺度耦合協(xié)調(diào)度時(shí)空分異

由于不同地區(qū)城市發(fā)展存在差異，故進(jìn)一步從市域尺度分析城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量耦合協(xié)調(diào)度的時(shí)空差異。同樣選取2005年、2010年、2015年和2019年4個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，匯總整理各市的耦合度及耦合協(xié)調(diào)度（表5），并參考表2繪制耦合協(xié)調(diào)度類型時(shí)空分異圖（圖7）。

表5 遼寧省各市城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量耦合度和耦合協(xié)調(diào)度Table 5 Summary of coupling degree and coupling coordination degree between urbanization and ecoenvironmental quality in cities of Liaoning Province

從表5可以看出，2005—2019年除個(gè)別城市外，大部分城市的耦合度和耦合協(xié)調(diào)度呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，這與全省態(tài)勢(shì)一致。雖然城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度整體向好，然而在空間演化上，城市之間仍存在比較明顯的差異。由圖7、表5可以看出，2005—2010年，中、東部城市耦合協(xié)調(diào)度上升明顯，其中阜新、錦州、盤錦、鞍山等城市由瀕臨失調(diào)發(fā)展為勉強(qiáng)失調(diào)，鐵嶺、本溪、丹東等城市由輕度失調(diào)改善為瀕臨失調(diào)，這些城市城鎮(zhèn)化指數(shù)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)明顯增高；2010—2015年，西南部朝陽市、葫蘆島市耦合協(xié)調(diào)度升高（0.353～0.428），由輕度失調(diào)提升為瀕臨失調(diào)，2015年沈陽市改善為全省唯一良好協(xié)調(diào)的城市，得益于“十二五”期間沈陽市深入落實(shí)東北老工業(yè)基地振興和沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)新型工業(yè)化綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)國(guó)家戰(zhàn)略[28]，城鎮(zhèn)化經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)更注重生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和環(huán)境保護(hù)；2015—2019年耦合協(xié)調(diào)度變化不大，僅有朝陽、遼陽、本溪3座城市由瀕臨失調(diào)上升為勉強(qiáng)失調(diào)，逐步形成以沈陽市為大核心、大連市為小核心區(qū)域聚集發(fā)展格局，耦合協(xié)調(diào)度類型以瀕臨失調(diào)和勉強(qiáng)失調(diào)為主，尚無優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)。

圖7 遼寧省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量耦合協(xié)調(diào)度時(shí)空分異Fig.7 Spatial-temporal pattern change of coupling coordination degree between urbanization and eco-environmental quality in Liaoning Province

4.3 耦合協(xié)調(diào)度影響因子

選取2005年和2019年2個(gè)起始時(shí)間點(diǎn)，基于ArcGIS軟件將城鎮(zhèn)化系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)用自然斷點(diǎn)法進(jìn)行分類排序，將分組后的結(jié)果代入地理探測(cè)器模型公式，計(jì)算影響因子探測(cè)力值，并進(jìn)行耦合協(xié)調(diào)度影響因子分析，結(jié)果見表6。

因子的探測(cè)力越大，該因子對(duì)耦合協(xié)調(diào)度的影響越大。從表6可見，城鎮(zhèn)化系統(tǒng)中對(duì)耦合協(xié)調(diào)度影響力較大的指標(biāo)相較于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量系統(tǒng)較多，兩系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展中城鎮(zhèn)化起主導(dǎo)作用。2005年，子系統(tǒng)層對(duì)耦合協(xié)調(diào)度影響力為生態(tài)環(huán)境治理（2.299）＞社會(huì)城鎮(zhèn)化（2.226）＞經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化（1.987）＞空間城鎮(zhèn)化（1.808）＞人口城鎮(zhèn)化（1.747）＞生態(tài)環(huán)境狀態(tài)（1.487）＞生態(tài)環(huán)境壓力（1.319）；2019年，子系統(tǒng)層對(duì)耦合協(xié)調(diào)度影響力為生態(tài)環(huán)境治理（3.096）＞經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化（2.629）＞社會(huì)城鎮(zhèn)化（2.567）＞空間城鎮(zhèn)化（1.507）＞生態(tài)環(huán)境壓力（0.777）＞人口城鎮(zhèn)化（0.774）＞生態(tài)環(huán)境狀態(tài)（0.376）。2005—2019年，子系統(tǒng)層因子探測(cè)力上升最大的為生態(tài)環(huán)境治理，q增加了0.797，下降最大的是生態(tài)環(huán)境狀態(tài)，q減少了1.111。2005年和2019年，生態(tài)環(huán)境治理、經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化和社會(huì)城鎮(zhèn)化影響力度都較大，并且子系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層因子探測(cè)力值均較高，一定程度上說明生態(tài)環(huán)境治理、經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化和社會(huì)城鎮(zhèn)化是不同時(shí)期影響城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量耦合協(xié)調(diào)度的共性因素，未來遼寧省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展中，需著重考慮這3方面的影響因素。

表6 2005年和2019年耦合協(xié)調(diào)度影響因子探測(cè)結(jié)果Table 6 Detection results of influence factors of coupling coordination degree in 2005 and 2019

具體到指標(biāo)層，2005—2019年城鎮(zhèn)化系統(tǒng)中，城市人口密度、第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員比例和人均城市道路面積因子探測(cè)力下降較多，人均城市道路面積下降最多，達(dá)0.637，影響力減弱明顯；而建成區(qū)面積、人均GDP、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入、全社會(huì)固定資產(chǎn)投資、參加基本養(yǎng)老保險(xiǎn)人數(shù)和每萬人在校大學(xué)生數(shù)的因子探測(cè)力顯著增加，影響力增強(qiáng)。說明城鎮(zhèn)化發(fā)展后期影響城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量耦合協(xié)調(diào)度因子已經(jīng)從基礎(chǔ)的人口要素結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邔哟蔚慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)服務(wù)方面。在生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中，人均公園綠地面積的因子探測(cè)力下降最多，達(dá)0.589，建成區(qū)綠化覆蓋率減少次之，達(dá)0.256，2個(gè)因子影響力減弱明顯；而生活垃圾清運(yùn)量、生活垃圾無害化處理率和城市污水日處理能力的因子探測(cè)力都較高，且2019年較2005年均在升高。說明在生態(tài)環(huán)境發(fā)展后期，對(duì)于耦合協(xié)調(diào)度的影響因子已經(jīng)從簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)生態(tài)現(xiàn)狀要素轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)境的主動(dòng)治理和保護(hù)。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

（1）2005—2019年，遼寧省城鎮(zhèn)化指數(shù)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)均表現(xiàn)出增長(zhǎng)趨勢(shì)，但仍存在比較明顯的時(shí)空差異。城鎮(zhèn)化發(fā)展表現(xiàn)出城市空間和社會(huì)城鎮(zhèn)化呈穩(wěn)定增長(zhǎng)，人口城鎮(zhèn)化進(jìn)程較慢，經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化波動(dòng)性較大的整體特征，并且在空間上形成沈陽市和大連市城鎮(zhèn)化水平明顯高于其他地區(qū)的雙核心分布特征；雖然生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)整體呈改善趨勢(shì)，但其指數(shù)整體不高，在空間分異上亦表現(xiàn)出以沈陽市為高值中心，大連市次之，其他區(qū)域逐次緩慢改善的空間特征。

（2）遼寧省城鎮(zhèn)化水平與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量表現(xiàn)出持續(xù)向好的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，然而在空間演化上，城市之間仍存在比較明顯的差異，多數(shù)城市耦合協(xié)調(diào)度水平不高，呈現(xiàn)沈陽市—大連市連線為高值核心區(qū)域，東西部低的格局。2005—2019年，城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量耦合度呈勻速下降—緩慢上升—平穩(wěn)發(fā)展態(tài)勢(shì)，耦合度子類型基本處于耦合階段；耦合協(xié)調(diào)度整體保持快速上升趨勢(shì)，耦合協(xié)調(diào)度類型從失調(diào)狀態(tài)改善到初步協(xié)調(diào)，2013—2016年保持在中級(jí)、良好協(xié)調(diào)，2016年后改善為優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)。在空間上逐步形成以沈陽市為大核心，大連市為小核心區(qū)域聚集的發(fā)展格局，耦合協(xié)調(diào)度類型以瀕臨失調(diào)和勉強(qiáng)失調(diào)為主。

（3）根據(jù)地理探測(cè)器影響因子模型計(jì)算結(jié)果，生態(tài)環(huán)境治理、經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化和社會(huì)城鎮(zhèn)化子系統(tǒng)所涉及的影響因子指標(biāo)對(duì)不同時(shí)期耦合協(xié)調(diào)度貢獻(xiàn)較大，因子探測(cè)力值均在0.5以上，是影響耦合協(xié)調(diào)度的主要因素。具體來看，因子探測(cè)力值較高的主要有建成區(qū)面積、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入、全社會(huì)固定資產(chǎn)投資、參加基本養(yǎng)老保險(xiǎn)人數(shù)、每萬人在校大學(xué)生人數(shù)，以及生活垃圾清運(yùn)量和城市污水日處理能力等，未來在城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，社會(huì)基礎(chǔ)服務(wù)和城市生活環(huán)境治理方面需格外重視。

5.2 建議

（1）針對(duì)遼寧省各地區(qū)之間城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量差異明顯情況，實(shí)施區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略，以省會(huì)城市和大連沿海城市連線地區(qū)為輻射帶、動(dòng)力帶，引導(dǎo)周邊城市發(fā)展，加快西北部?jī)?nèi)陸城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，縮小地區(qū)間差異，把內(nèi)陸資源優(yōu)勢(shì)與沿海交通運(yùn)輸優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，進(jìn)一步促進(jìn)全省城鎮(zhèn)化進(jìn)程與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

（2）今后發(fā)展中政府應(yīng)繼續(xù)加大環(huán)境保護(hù)力度，加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管，加強(qiáng)生活垃圾和污水等治理，完善環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)和政策。同時(shí)遼寧省作為東北老工業(yè)基地，有著良好的工業(yè)基礎(chǔ)，今后發(fā)展中，一方面要注重老工業(yè)基地的振興，更要注重工業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提高，對(duì)高污染、高消耗企業(yè)實(shí)施嚴(yán)格管理措施，提倡低成本、高效率的發(fā)展措施。政府加大科技力量和資金投入，對(duì)企業(yè)進(jìn)行升級(jí)改造，引導(dǎo)企業(yè)向綠色、環(huán)保節(jié)能的產(chǎn)業(yè)方向轉(zhuǎn)變，減少工業(yè)廢氣排放，實(shí)現(xiàn)依托環(huán)境資源消耗的粗放發(fā)展類型向以技術(shù)效率驅(qū)動(dòng)的節(jié)約集約型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變。

（3）城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的同時(shí)對(duì)生態(tài)用地的侵蝕不容小覷，城市建設(shè)用地的發(fā)展，要先從自身用地效率考慮，不斷優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局，合理開發(fā)城市建設(shè)用地，對(duì)于城市內(nèi)的低效用地進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)行低效再利用措施，提高用地效率。省內(nèi)不同地區(qū)加強(qiáng)合作，結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)條件，統(tǒng)籌“山水林田湖草”一體化發(fā)展，走智慧、綠色、協(xié)調(diào)的城鎮(zhèn)化道路。