黃河三角洲人地關(guān)系協(xié)調(diào)度時(shí)空演變及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制

朱紋君, 韓 美, 魏丹妮, ALI Muhammad, 王佳煒, 孫金欣

(山東師范大學(xué) 地理與環(huán)境學(xué)院, 濟(jì)南 250014)

人地關(guān)系指人類(lèi)活動(dòng)與自然環(huán)境之間的關(guān)系[1]，是地域系統(tǒng)的核心理論。其核心目標(biāo)是協(xié)調(diào)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與自然環(huán)境間的矛盾，達(dá)到人與自然環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展[2]。工業(yè)革命以來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的影響不斷加深[3]。自然資源稀缺、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降、地表圈層功能退化等[4-5]生態(tài)環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻，人地關(guān)系日漸緊張[6]。中國(guó)是世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度最快的國(guó)家之一。黨的“十八大”報(bào)告明確指出生態(tài)文明建設(shè)與環(huán)境問(wèn)題是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的焦點(diǎn)問(wèn)題[7]。在過(guò)去的三十年里，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展使得自然環(huán)境系統(tǒng)的脆弱性增加，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞，阻礙可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程[8]。因此，為使自然資源滿(mǎn)足人類(lèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的同時(shí)保證生態(tài)環(huán)境安全，就必須實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的前提就是要實(shí)現(xiàn)人地協(xié)調(diào)[9]。

人地協(xié)調(diào)是經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)歷史時(shí)期演變得出的人地關(guān)系理論。不同時(shí)期由于生產(chǎn)力水平的不同，人與自然環(huán)境關(guān)系的內(nèi)涵不同。實(shí)質(zhì)上，人地關(guān)系包含人的主觀能動(dòng)性和自然環(huán)境的制約性，人地關(guān)系理論的差異性表現(xiàn)在對(duì)人或自然的主體地位強(qiáng)調(diào)不同。早期人地關(guān)系的研究對(duì)自然環(huán)境地位強(qiáng)調(diào)性較高，認(rèn)為人地關(guān)系的演進(jìn)主要受自然力量的驅(qū)動(dòng)[10]。因此，大多學(xué)者通過(guò)環(huán)境因素的變化反映人地關(guān)系[11]。工業(yè)革命以來(lái)，社會(huì)生產(chǎn)力得到極大發(fā)展，人地關(guān)系的研究開(kāi)始傾向于人的主體地位。從人類(lèi)活動(dòng)角度出發(fā)構(gòu)建經(jīng)濟(jì)指標(biāo)體系，評(píng)估區(qū)域人地關(guān)系逐漸成為主流思想[12-13]。該時(shí)期社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展使生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重的破壞，20世紀(jì)60年代后，國(guó)際社會(huì)開(kāi)始不斷反思與探尋經(jīng)濟(jì)社會(huì)與自然環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的途徑，以期保證資源環(huán)境在滿(mǎn)足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不被破壞[14-15]。自此，可持續(xù)發(fā)展正式提出，人地協(xié)調(diào)發(fā)展得到高度重視。新時(shí)期人地關(guān)系的研究將自然環(huán)境與人視為同等地位，要求人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展[16-17]。在現(xiàn)代人地協(xié)調(diào)觀的要求下，人地關(guān)系的評(píng)估需綜合考量人對(duì)自然環(huán)境的影響和自然環(huán)境對(duì)人的制約性?；诖耍瑖?guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)構(gòu)建雙向指標(biāo)體系，借助DFSR[18](驅(qū)動(dòng)力—狀態(tài)—響應(yīng))、VSD[19](暴露—敏感—適應(yīng))、SD[20](人地系統(tǒng)動(dòng)力學(xué))、PRED[21](人口、資源、環(huán)境、發(fā)展)和EF[22](生態(tài)足跡)等模型量化人地關(guān)系，旨在探求區(qū)域人地關(guān)系的協(xié)調(diào)程度，調(diào)節(jié)人地矛盾。

黃河三角洲是黃河下游典型的生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)。近年來(lái)，受區(qū)域內(nèi)人類(lèi)活動(dòng)顯著影響，人地關(guān)系日趨緊張[23]。在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略指導(dǎo)下，探究人地關(guān)系協(xié)調(diào)度的時(shí)空演變及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制，對(duì)黃河三角洲實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展有重要意義。因此，本文依據(jù)新時(shí)期人地關(guān)系的內(nèi)涵并結(jié)合相關(guān)研究[24]，運(yùn)用人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度[25]與生態(tài)承載力[26]構(gòu)建人地協(xié)調(diào)度計(jì)算模型，測(cè)算黃河三角洲人地協(xié)調(diào)度時(shí)空演變特征，同時(shí)應(yīng)用地理探測(cè)器對(duì)其驅(qū)動(dòng)機(jī)制進(jìn)行分析，以期對(duì)黃河三角洲高質(zhì)量發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 研究區(qū)概況

黃河三角洲(東經(jīng)118°07′—119°18′，北緯37°09′—38°12′)地處海陸生態(tài)環(huán)境過(guò)渡帶，以其豐富的資源和生態(tài)環(huán)境的脆弱性而著名。主體位于黃河入?？谔帲詫幒轫旤c(diǎn)，南抵支脈河河口，西起套兒河口，地處渤海灣與萊州灣之間，地勢(shì)西南高東北低，地形起伏度較小，總面積達(dá)6 445 km2。研究區(qū)隸屬典型暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，夏季盛行西南風(fēng)，冬季盛行西北風(fēng)，四季分明，雨熱同期，多年平均溫度12.9℃，多年平均降水量約為585 mm。近年來(lái)，由人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致的濕地生態(tài)系統(tǒng)退化[27]、環(huán)境質(zhì)量下降等[28]問(wèn)題嚴(yán)重影響黃河三角洲生態(tài)系統(tǒng)安全與可持續(xù)發(fā)展?；谘芯磕康呐c數(shù)據(jù)的可獲取性，本研究區(qū)域?yàn)闁|營(yíng)區(qū)、河口區(qū)、墾利區(qū)和利津縣。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

本研究采用USGS提供的1998年、2004年、2011年、2018年4期Landsat TM/OLI數(shù)據(jù)，分辨率為30 m。應(yīng)用ENVI對(duì)影像進(jìn)行幾何精校正、大氣校正、輻射校正、裁切等預(yù)處理，控制校正誤差在1個(gè)像元以?xún)?nèi)，使用面向?qū)ο蠓诸?lèi)法，經(jīng)人機(jī)交互修正后提取土地利用空間位置分布信息。依據(jù)《中國(guó)土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)》將研究區(qū)土地利用類(lèi)型分為草地、林地、水域、建設(shè)用地、未利用地和耕地6個(gè)一級(jí)類(lèi)型以及13個(gè)二級(jí)類(lèi)型(表1)。通過(guò)實(shí)地考察并結(jié)合高分辨率影像(Google Earth)獲取450個(gè)校正樣本驗(yàn)證解譯精度，均在90%以上，符合研究需要。

表1 土地利用類(lèi)型分類(lèi)

本文依據(jù)指標(biāo)選取的全面性、主導(dǎo)性、代表性以及資料可獲取性原則，結(jié)合專(zhuān)家知識(shí)以及黃河三角洲的特性從自然、經(jīng)濟(jì)社會(huì)方面選取與人地協(xié)調(diào)度變化聯(lián)系較大的指標(biāo)，構(gòu)建影響因子指標(biāo)體系[29-31]。人地協(xié)調(diào)的指標(biāo)體系系統(tǒng)層包括人類(lèi)活動(dòng)與自然環(huán)境兩個(gè)方面，其中人類(lèi)活動(dòng)系統(tǒng)層包括人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、居民收支水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)4個(gè)表達(dá)層，自然環(huán)境系統(tǒng)包括自然資源稟賦、自然環(huán)境特征兩個(gè)表達(dá)層?；诖耍绊懸蜃舆x取人口、GDP、城鎮(zhèn)化率、財(cái)政支出、固定投資總額、第一二三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、人均耕地面積、人均水資源、人均建設(shè)用地面積、DEM、坡度、年均蒸發(fā)量、年均降水量、植被覆蓋度等16個(gè)指標(biāo)(表2)。在上述數(shù)據(jù)處理時(shí)，人文數(shù)據(jù)按行政區(qū)劃整合，自然數(shù)據(jù)按柵格單元整合。相關(guān)研究數(shù)據(jù)均源于1998—2018年的《東營(yíng)市年鑒》、《河口年鑒》、《利津年鑒》、《墾利年鑒》、《東營(yíng)區(qū)年鑒》以及中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心。

2.2 研究方法

2.2.1 人地協(xié)調(diào)度模型 人地協(xié)調(diào)度的計(jì)算包含“人”與“地”兩個(gè)方面的協(xié)調(diào)[32-33]。因此，本文通過(guò)人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度HAILS與生態(tài)承載力ECC兩個(gè)變量構(gòu)建人地協(xié)調(diào)度的計(jì)算模型。其中，人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度是衡量區(qū)域人類(lèi)活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的影響程度[34]，代表人地系統(tǒng)中“人”對(duì)“地”的影響；生態(tài)承載力代表自然環(huán)境對(duì)人類(lèi)活動(dòng)的耐受能力[35]，即“地”對(duì)“人”的制約性。經(jīng)過(guò)無(wú)量綱化處理后，計(jì)算兩個(gè)變量間的協(xié)調(diào)程度即代表人地協(xié)調(diào)度。

① 建設(shè)用地當(dāng)量法。人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度的計(jì)算采用徐勇等[25]提出的建設(shè)用地當(dāng)量(CLE, Construction land equivalent)模型和土地利用/土地覆被類(lèi)型的建設(shè)用地當(dāng)量折算系數(shù)(CI, Conversion index of construction land equivalent)算法，其公式如下：

(1)

(2)

式中:HAILS(Human activity intensity of land surface)指地表人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度;SCLE為建設(shè)用地當(dāng)量面積;S為研究區(qū)域總面積;SLi為第i種土地利用/土地覆被類(lèi)型面積;CIi為該種土地利用/覆被類(lèi)型的折算系數(shù)(表3);n為研究區(qū)域內(nèi)土地利用類(lèi)型的總數(shù)。

表2 黃河三角洲人地協(xié)調(diào)度時(shí)空演變影響因子體系

在人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算過(guò)程中，不同土地利用/覆被類(lèi)型設(shè)定折算系數(shù)不同。按照人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地表改造程度的大小依次為建設(shè)用地、耕地、水域、林地、草地、未利用地，分別設(shè)定其當(dāng)量折算系數(shù)(表3)。其中，水域包括水庫(kù)、鹽田、坑塘、河流和灘涂4個(gè)部分，分別對(duì)應(yīng)折算系數(shù)為0.6，0.6，0.067，0，0。

表3 黃河三角洲不同土地利用類(lèi)型建設(shè)用地當(dāng)量折算系數(shù)

② 產(chǎn)量、均衡因子法。黃河三角洲生態(tài)承載力的計(jì)算采用產(chǎn)量、均衡因子法。由于區(qū)域特征的差異，生物生產(chǎn)能力不同，因此，區(qū)域生態(tài)承載力的計(jì)算需經(jīng)過(guò)均衡化處理，將其轉(zhuǎn)化為相同生產(chǎn)力的生產(chǎn)土地面積，以便加總。參考黃河三角洲區(qū)域特征，結(jié)合生態(tài)足跡模型、統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)以及FAO數(shù)據(jù)庫(kù)，確定其產(chǎn)量因子與均衡因子(表4)，其計(jì)算公式如下：

(3)

式中：ECCi為區(qū)域i的生態(tài)承載力；Yi，Bi分別為區(qū)域的產(chǎn)量因子和平衡因子；Si為該區(qū)域的面積，在計(jì)算生態(tài)承載力時(shí)，扣除12%生物多樣性保護(hù)。

表4 不同土地利用類(lèi)型的產(chǎn)量因子和均衡因子

③ 人地協(xié)調(diào)度計(jì)算方法。人地協(xié)調(diào)度計(jì)算通過(guò)測(cè)度人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度與生態(tài)承載力的耦合程度來(lái)表示。模型計(jì)算結(jié)果主要包括耦合度、協(xié)調(diào)度、協(xié)調(diào)系數(shù)3個(gè)部分，計(jì)算公式如下：

(4)

(5)

(6)

式中：HAILSi是區(qū)域i的人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度；ECCi為i區(qū)的生態(tài)承載力。Ci為黃河三角洲人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度與生態(tài)承載力的耦合度，取值在0到1之間。Ti表示綜合協(xié)調(diào)系數(shù)，α和β分別為兩個(gè)不定參數(shù)(α+β=1)，由于在人地系統(tǒng)中人與自然的同樣地位，確定α=β=0.5。Di為人地協(xié)調(diào)度，Di∈[0,1]。參考相關(guān)研究[36]將協(xié)調(diào)度D計(jì)算結(jié)果分為嚴(yán)重失調(diào)(0～0.2)、相對(duì)失調(diào)(0.2～0.4)、低等協(xié)調(diào)(0.4～0.6)、良好協(xié)調(diào)(0.6～0.8)、優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)(0.8～1)。

2.2.2 地理探測(cè)器 地理探測(cè)器探測(cè)研究變量的空間分異性，并揭示其時(shí)空演變驅(qū)動(dòng)力的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法。主要包括分異因子探測(cè)、交互作用探測(cè)、生態(tài)探測(cè)以及風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)4個(gè)部分[37]。本文應(yīng)用地理探測(cè)器模型中分異因子探測(cè)器與交互作用探測(cè)器，對(duì)黃河三角洲人地協(xié)調(diào)度時(shí)空演變的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行分析。分異因子探測(cè)器可對(duì)人地協(xié)調(diào)度的空間分異性及所選影響因子對(duì)人地協(xié)調(diào)度的解釋程度，其計(jì)算公式如下：

(7)

(8)

SST=Nσ2

(9)

式中：q是各影響因素對(duì)人地協(xié)調(diào)度的時(shí)空演變解釋力；σ2為所選因子的離散方差；N為區(qū)域單元數(shù)；L為因子種類(lèi)數(shù)量；Nh和σh為區(qū)域h的樣本量和離散方差。q取值范圍[0～1]，q值越大表明影響因子對(duì)人地協(xié)調(diào)度時(shí)空演變的解釋力越大。

交互作用探測(cè)器可識(shí)別兩個(gè)不同影響因子的共同作用對(duì)人地協(xié)調(diào)度的解釋力，即通過(guò)對(duì)比單變量q值和雙變量q值的大小關(guān)系來(lái)判斷兩變量共同作用時(shí)是否會(huì)增加或減弱對(duì)因變量Y的影響程度，是該方法區(qū)別于傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的最大特點(diǎn)，判斷依據(jù)見(jiàn)表5。

3 結(jié)果與分析

3.1 黃河三角洲人地協(xié)調(diào)模型計(jì)算結(jié)果與分析

3.1.1 黃河三角洲人地協(xié)調(diào)度時(shí)空演變分析 黃河三角洲人地協(xié)調(diào)度計(jì)算結(jié)果表明(表6)，研究時(shí)段內(nèi)區(qū)域內(nèi)人地協(xié)調(diào)度水平不斷提升：失調(diào)區(qū)域面積下降顯著，協(xié)調(diào)區(qū)域面積逐漸上升。研究初期，黃河三角洲人地關(guān)系較為緊張，人地協(xié)調(diào)度整體水平較低，主要人地關(guān)系特征為良好協(xié)調(diào)，區(qū)域面積達(dá)2 847.57 km2，占研究區(qū)總面積的44.15%。但相對(duì)失調(diào)與嚴(yán)重失調(diào)區(qū)域面積仍較高，面積分別為1 123.91 km2，1 209.67 km2。較為特殊的是1998—2004年研究區(qū)人地協(xié)調(diào)度水平顯著下降，人地關(guān)系失調(diào)的區(qū)域面積呈上升趨勢(shì)，其中相對(duì)失調(diào)區(qū)域面積上升最為顯著，較1998年面積上升了807.24 km2，低等協(xié)調(diào)與良好協(xié)調(diào)面積均有下降。自2004年后人地協(xié)調(diào)度逐步上升，低等協(xié)調(diào)、良好協(xié)調(diào)、優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)區(qū)域面積逐步增加，人地關(guān)系逐漸緩和。

表6 1998-2018年不同等級(jí)人地協(xié)調(diào)度區(qū)域面積變化 km2

從空間分布格局來(lái)看(圖1)，研究時(shí)段內(nèi)黃河人地協(xié)調(diào)度時(shí)空分布特征大致為內(nèi)陸協(xié)調(diào)水平較高，沿海協(xié)調(diào)水平較低。其中協(xié)調(diào)水平高值區(qū)存在明顯擴(kuò)張現(xiàn)象，良好協(xié)調(diào)區(qū)域與優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)區(qū)域越發(fā)集中連片，主要分布于內(nèi)陸近黃河地區(qū)；失調(diào)區(qū)域逐步向沿海消退，最終縮減至自然保護(hù)區(qū)兩個(gè)分區(qū)處。黃河三角洲內(nèi)陸為人類(lèi)居住和活動(dòng)的主要場(chǎng)所，研究時(shí)段內(nèi)，各地區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)基本完善并逐步開(kāi)始恢復(fù)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，因此良好協(xié)調(diào)區(qū)域和優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)區(qū)域主要分布于內(nèi)陸區(qū)域并呈擴(kuò)張趨勢(shì)；由于自然災(zāi)害與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型等原因，沿海生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)域承載過(guò)度人類(lèi)活動(dòng)[38]，因此處于失調(diào)狀態(tài)。但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與相關(guān)政策的調(diào)節(jié)，人地矛盾逐步緩和，沿海區(qū)域協(xié)調(diào)水平逐漸提升。

圖1 1998-2018年黃河三角洲人地協(xié)調(diào)度時(shí)空分布

3.1.2 黃河三角洲各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人地協(xié)調(diào)度等級(jí)時(shí)空演變分析 1998—2018年，黃河三角洲各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人地協(xié)調(diào)度等級(jí)空間格局變化顯著(圖2)，總體呈自黃河沿岸向周?chē)f減的空間分布特征。整體上看，黃河三角洲各鄉(xiāng)鎮(zhèn)協(xié)調(diào)度等級(jí)較低，低協(xié)調(diào)等級(jí)區(qū)域分布最為廣泛。研究初期，大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)處于失調(diào)狀態(tài)，部分沿黃河鄉(xiāng)鎮(zhèn)人地協(xié)調(diào)等級(jí)較高。2004年，研究區(qū)西部和南部各鄉(xiāng)鎮(zhèn)協(xié)調(diào)等級(jí)有所下降，除黃河口鎮(zhèn)外，東部沿海及其周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)仍處于失調(diào)狀態(tài)。至2018年，研究區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要人地關(guān)系等級(jí)仍為低協(xié)調(diào)，但各鄉(xiāng)鎮(zhèn)協(xié)調(diào)度水平均有提升，人地關(guān)系有所改善。高等級(jí)協(xié)調(diào)區(qū)域逐步向研究區(qū)中部至黃河兩岸匯集，表明在政府與國(guó)家政策的宏觀調(diào)控下，沿黃河各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人地關(guān)系均有所改善且政策響應(yīng)良好[39]。

圖2 1998-2018年黃河三角洲各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人地協(xié)調(diào)度等級(jí)分布

黃河三角洲各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人地協(xié)調(diào)度測(cè)算結(jié)果(表7)表明，1998年以來(lái)黃河三角洲各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人地協(xié)調(diào)水平較高，平均值在0.5(良好協(xié)調(diào))上下波動(dòng)，協(xié)調(diào)水平較為穩(wěn)定。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)協(xié)調(diào)度水平差異顯著。研究初期鄉(xiāng)鎮(zhèn)協(xié)調(diào)度極差值為0.51，至2018年縮減至0.24，表明研究時(shí)段內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人地協(xié)調(diào)水平差距逐步縮減，總體協(xié)調(diào)水平有提升趨勢(shì)?？傮w來(lái)看，1998—2018年間鄉(xiāng)鎮(zhèn)協(xié)調(diào)度水平呈下降趨勢(shì)，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)協(xié)調(diào)度演變差異明顯。六合鎮(zhèn)、勝坨鎮(zhèn)、墾利街道、永安鎮(zhèn)、河口街道、六戶(hù)鎮(zhèn)以及鹽窩鎮(zhèn)人地協(xié)調(diào)度呈上升趨勢(shì)，其中六合鎮(zhèn)、勝坨鎮(zhèn)、墾利街道和永安鎮(zhèn)增長(zhǎng)水平最為顯著，增長(zhǎng)值分別為0.27，0.26，0.25，0.24；新戶(hù)鎮(zhèn)人地協(xié)調(diào)度雖有波動(dòng)但近20年間無(wú)明顯變化；其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)協(xié)調(diào)水平均呈下降趨勢(shì)，汀羅鎮(zhèn)、東城街道、刁口鄉(xiāng)、郝家鎮(zhèn)、黃河路街道、牛莊鎮(zhèn)和史口鎮(zhèn)協(xié)調(diào)水平下降最為明顯，下降值分別為0.24，0.17，0.17，0.16，0.13，0.12，0.12，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)下降幅度較小。

3.2 地理探測(cè)器結(jié)果與分析

3.2.1 分異因子探測(cè)器結(jié)果與分析 地理探測(cè)器因子探測(cè)結(jié)果表明(圖3)，黃河三角洲人地協(xié)調(diào)度水平與人均水資源密切相關(guān)?？傮w來(lái)看，1998—2018年人均水資源、年均降水量、植被覆蓋率與人口數(shù)量是人地協(xié)調(diào)度時(shí)空演變的主導(dǎo)因素，但不同因子的解釋力q值不高。2018年各因子對(duì)人地協(xié)調(diào)度時(shí)空分異的解釋能力順序?yàn)椋喝司Y源(1.121 3)、植被覆蓋率(0.074 2)、年均降水量(0.066 2)、人均建設(shè)用地面積(0.061 2)、人均耕地面積(0.047 1)、DEM(0.034 7)、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值(0.034 7)、人口數(shù)量(0.033 8)、固定投資總額(0.032 1)、城鎮(zhèn)化率(0.030 7)、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值(0.030 6)、財(cái)政收入(0.026 6)、年均蒸發(fā)量(0.025 2)、GDP(0.024 9)、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值(0.017 7)、坡度(0.000 7)。其中，人均水資源、植被覆蓋率和年均降水量對(duì)人地協(xié)調(diào)度影響最大，因此，修復(fù)與保護(hù)區(qū)域自然環(huán)境是黃河三角洲人地協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)鍵途徑。

表7 1998-2018年黃河三角洲各鄉(xiāng)鎮(zhèn)協(xié)調(diào)度變化

近20年來(lái)，各影響因子對(duì)黃河三角洲人地協(xié)調(diào)度的解釋力變化顯著，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、自然資源稟賦和自然環(huán)境特征在人地協(xié)調(diào)度演進(jìn)中重要程度逐步上升(表8)。其中，人均建設(shè)用地面積、DEM、人均水資源、年均蒸發(fā)量、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與城鎮(zhèn)化率q值增長(zhǎng)最為顯著，較1998年分別上升了0.026 7，0.018 2，0.012 3，0.011 8，0.010 2，0.010 1。建設(shè)用地的擴(kuò)張是人類(lèi)活動(dòng)系統(tǒng)中經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要表現(xiàn)形式，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類(lèi)活動(dòng)輻射范圍逐步增加，對(duì)區(qū)域自然環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)。尤其在1998—2018年，黃河三角洲經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，擴(kuò)張建設(shè)用地等人類(lèi)活動(dòng)對(duì)其周?chē)匀画h(huán)境特征與資源稟賦改造作用加深，加深區(qū)域人地矛盾。因此研究時(shí)段內(nèi)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、自然資源稟賦和自然環(huán)境特征對(duì)研究區(qū)人地協(xié)調(diào)度的解釋力逐步上升。

3.2.2 交互作用探測(cè)器結(jié)果與分析 人地協(xié)調(diào)度的空間分異是由多個(gè)因子綜合作用的結(jié)果，各影響因子交互探測(cè)的結(jié)果表明(圖4)，1998—2018年各因子間交互作用對(duì)研究區(qū)人地協(xié)調(diào)度解釋力均呈增強(qiáng)趨勢(shì)。影響因子間交互作用方式主要包括非線性增強(qiáng)、雙因子增強(qiáng)與單因子非線性減弱。

研究時(shí)段內(nèi)，大部分因子間交互作用方式主要為非線性增強(qiáng)，雙因子增強(qiáng)作用方式逐漸增多。特殊的是1998年間，坡度分別與第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值和城鎮(zhèn)化率的交互作用呈現(xiàn)單因子非線性減弱作用方式，表明其交互作用對(duì)人地協(xié)調(diào)度的解釋力不高。1998—2004年部分自然資源稟賦、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和自然環(huán)境特征指標(biāo)因子間交互作用為雙因子增強(qiáng)，例如人均耕地面積分別與人均建設(shè)用地面積和年均降水量交互作用、DEM分別與人均耕地面積、城鎮(zhèn)化率、GDP和年均降水量交互作用、年均降水量與GDP交互作用、人均建設(shè)用地面積和植被覆蓋率交互作用等。至2018年，人均水資源與除人均耕地面積和第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值外其他因子，人均建設(shè)用地面積與人口、DEM與人均耕地面積、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、財(cái)政收入、人口交互作用結(jié)果均為雙因子增強(qiáng)，表明自然資源稟賦、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與自然環(huán)境特征因子間交互作用對(duì)人地協(xié)調(diào)度影響程度逐步提升，人均水資源、人均建設(shè)用地面積、DEM與其他部分因子間交互作用對(duì)人地協(xié)調(diào)度解釋力越來(lái)越高。

4 討論與結(jié)論

4.1 討 論

本文基于耦合協(xié)調(diào)度模型與地理探測(cè)器探討了1998—2018年黃河三角洲人地協(xié)調(diào)度時(shí)空分布，發(fā)現(xiàn)近20年來(lái)黃河三角洲人地協(xié)調(diào)度水平較低，但整體呈上升趨勢(shì)。部分學(xué)者應(yīng)用區(qū)域開(kāi)發(fā)強(qiáng)度RDI與資源環(huán)境水平指數(shù)REI之間的耦合協(xié)調(diào)度[40]，反映黃河三角洲地區(qū)人地協(xié)調(diào)度。雖選取進(jìn)行耦合評(píng)估的變量有所差異，但研究結(jié)果均一致表明黃河三角洲人地關(guān)系處于低級(jí)協(xié)調(diào)水平以及良性發(fā)展的趨勢(shì)。

人地協(xié)調(diào)度是人類(lèi)活動(dòng)與自然環(huán)境之間相互作用的結(jié)果，是對(duì)區(qū)域人地關(guān)系與可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)狀的定量評(píng)價(jià)。黃河三角洲人地協(xié)調(diào)度空間分布結(jié)果表明，隨著黃河流域以及黃河三角洲相關(guān)政策的規(guī)劃，人地矛盾逐步緩和。驅(qū)動(dòng)力結(jié)果表明自然環(huán)境相關(guān)因子在其演化過(guò)程中占主體地位，隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，人類(lèi)活動(dòng)在人地協(xié)調(diào)關(guān)系中的重要程度不斷上升，有逐步占據(jù)主體地位的趨勢(shì)。根據(jù)人地關(guān)系的基本理論演進(jìn)過(guò)程，人類(lèi)活動(dòng)與自然環(huán)境在人地關(guān)系中的主體地位是不斷變化的，即從自然環(huán)境占主體地位—人類(lèi)活動(dòng)占主體地位—人與環(huán)境地位平等?？梢钥闯鲅芯繒r(shí)段內(nèi)黃河三角洲人地關(guān)系處于第一階段到第二階段的過(guò)渡時(shí)期，雖人地關(guān)系逐步緩和，但距人地協(xié)調(diào)發(fā)展仍有一段距離。

圖3 1998-2018年黃河三角洲人地協(xié)調(diào)度空間分異影響因子探測(cè)結(jié)果

屆時(shí)研究區(qū)域內(nèi)人地協(xié)調(diào)度仍處于較低水平，人地關(guān)系等同于工業(yè)革命前后人類(lèi)活動(dòng)逐步占據(jù)主體地位時(shí)期。為提高人地協(xié)調(diào)度水平，可提高人均水資源擁有量、植被覆蓋率，同時(shí)控制人口數(shù)量增長(zhǎng)、平衡產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。在今后的人地關(guān)系發(fā)展中，需保持自然環(huán)境主體地位的同時(shí)合理控制人類(lèi)活動(dòng)增長(zhǎng)趨勢(shì)，根據(jù)區(qū)域發(fā)展現(xiàn)狀以及主要人類(lèi)活動(dòng)方式制定合理政策進(jìn)行宏觀調(diào)控，從而加速人地關(guān)系進(jìn)程。同時(shí)，在未來(lái)的人地關(guān)系研究中，應(yīng)用耦合協(xié)調(diào)度模型對(duì)人地關(guān)系的量化評(píng)估前，可先對(duì)區(qū)域人地關(guān)系現(xiàn)狀進(jìn)行初步評(píng)估以確定α與β值，由于不同研究區(qū)域人地關(guān)系發(fā)展階段不同，人類(lèi)活動(dòng)與自然環(huán)境的主體地位也不同，恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整α，β參數(shù)值，可更加確切的反映區(qū)域內(nèi)人地關(guān)系的變化。

4.2 結(jié) 論

(1) 1998—2018年黃河三角洲人地協(xié)調(diào)度格局演變劇烈，失調(diào)區(qū)域面積逐步下降，協(xié)調(diào)區(qū)域面積逐漸上升，整體呈良好協(xié)調(diào)水平。其中良好協(xié)調(diào)區(qū)域面積增加幅度最大，共增加512.44 km2。嚴(yán)重失調(diào)區(qū)域面積縮減最為顯著，至2018年減少至493.63 km2，共減少了715.06 km2。人地協(xié)調(diào)度空間格局呈自?xún)?nèi)陸向沿海遞減的特點(diǎn)，協(xié)調(diào)區(qū)域逐漸擴(kuò)張且愈發(fā)集中連片，人地關(guān)系逐步緩和。

(2) 研究時(shí)段內(nèi)，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)協(xié)調(diào)度水平等級(jí)較高，協(xié)調(diào)水平變化較為穩(wěn)定，但鄉(xiāng)鎮(zhèn)間協(xié)調(diào)等級(jí)差異明顯且協(xié)調(diào)水平差距逐漸減小。1998年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人地協(xié)調(diào)度極差值達(dá)0.51，至2018年縮減至0.24。其中六合鎮(zhèn)、勝坨鎮(zhèn)、墾利街道、永安鎮(zhèn)、河口街道、六戶(hù)鎮(zhèn)以及鹽窩鎮(zhèn)協(xié)調(diào)水平呈上升趨勢(shì)，除新戶(hù)鎮(zhèn)外，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)協(xié)調(diào)水平均呈下降趨勢(shì)，下降幅度不大。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)協(xié)調(diào)度空間分布特征呈自黃河沿岸向四周遞減的分布特征，且逐漸有上升趨勢(shì)。

表8 1998-2018年黃河三角洲人地協(xié)調(diào)度影響因子變化

圖4 1998-2018年黃河三角洲人地協(xié)調(diào)度因子交互作用探測(cè)結(jié)果

(3) 黃河三角洲人地協(xié)調(diào)度演變的主要影響因子是人均水資源、年均降水量、植被覆蓋率與人口數(shù)量。研究時(shí)段內(nèi)各影響因子對(duì)人地協(xié)調(diào)度空間分異的解釋能力變化明顯，GDP、人均建設(shè)用地面積、城鎮(zhèn)化率、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、人均水資源、DEM、年均蒸發(fā)量與年均降水量q值呈上升趨勢(shì)，其余因子q值結(jié)果均下降。其中，人均建設(shè)用地面積、DEM、人均水資源q值增長(zhǎng)最為顯著，較1998年分別上升了0.026 7，0.018 2，0.012 3。

(4) 1998—2018年各因子間交互作用對(duì)研究區(qū)人地協(xié)調(diào)度的解釋力均呈增強(qiáng)趨勢(shì)，主要作用結(jié)果有非線性增強(qiáng)、雙因子增強(qiáng)和單因子非線性減弱3種方式。大部分因子間交互作用為非線性增強(qiáng)，僅在1998年間出現(xiàn)單因子非線性減弱作用。2004—2018年，雙因子增強(qiáng)作用逐步增多。至2018年，人均水資源與除人均耕地面積和第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值外的其他因子；人均建設(shè)用地面積與人口；DEM與人均耕地面積、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、財(cái)政收入、人口交互作用結(jié)果均為雙因子增強(qiáng)。