多尺度視角下中國城鎮化與生態環境的交互關系

摘要：基于距離協調度模型、Tapio脫鉤模型和地理加權回歸模型對全國層面多尺度視角下城鎮化與生態環境的交互關系及其影響因子進行系統分析。結果表明，2008—2018年，城鎮化水平空間差異明顯，城鎮化水平較高地區呈“點”“團”狀分布，短期內城鎮化水平變化相對穩定；生態環境質量空間格局呈總體穩定、局部向好的特征。城鎮化與生態環境協調發展度總體呈上升趨勢，處于勉強協調水平，區域間協調水平差距縮小；協調發展度空間集聚特征明顯，高值區分布比較分散，區域間的脫鉤指數差距縮小。科技投入強度與城鎮化率對生態環境影響程度較大，且為全局正相關。珠三角城市群城鎮化與生態環境協調發展程度最高，黔中城市群協調水平有待提升，遼中南與哈長城市群城鎮化發展與生態環境保護相對滯緩。

關鍵詞：城鎮化；生態環境；交互關系；影響因素；城市群；多尺度

中圖分類號：F294.1；X22" " " " "文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2023）03-0104-12

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.03.018 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Interaction between urbanization and ecological environment in China

from a multi-scale perspective

CAO Wan-yun1， LU Fei-xia1， MA Pei-kun1， XIA Meng-ying1， LIU Yu-mei1， ZHAO Zhi-chuang1， SONG Yi-he2

（1.Shandong Huayu Aerospace Technology Co.，Ltd，Yantai" 264000， Shandong，China； 2.Inspur Software Technology Co.， Ltd，Jinan" 250100， China）

Abstract： Based on the distance coordination model， the Tapio decoupling model and the geographically weighted regression model， a systematic analysis of the interaction between urbanization and the ecological environment and its influencing factors at the national level was carried out. The results showed that， from 2008 to 2018， the level of urbanization had obvious spatial differences， areas with high levels of urbanization were distributed in “dots” and “clusters”， and the change of urbanization level was relatively stable in the short term. The spatial pattern of the ecological environment quality presented the characteristics of overall stability and partial improvement. The coordinated development degree of urbanization and the ecological environment was generally on the rise， basically at a barely coordinated level， and the gap in the level of coordination among regions had narrowed. The spatial agglomeration characteristics of coordination development degree were obvious， the distribution of high value areas was relatively scattered， and the gap of decoupling index among regions had narrowed. Science and technology investment intensity and urbanization rate had a great impact on the ecological environment， and they were positively correlated with the overall situation. The Pearl River Delta urban agglomeration had the highest degree of coordination between urbanization and ecological environment. The coordination development level of the central Guizhou urban agglomeration needed to be improved. The urbanization development and ecological environment protection of the central-southern Liaoning and Harbin-Changchun urban agglomerations were relatively slow.

Key words： urbanization； ecological environment； interaction relationship； influencing factors； urban agglomeration； multiscale

積極穩妥地推進城鎮化進程與穩步改善生態環境狀況是提升中國高質量發展水平的兩個關鍵議題。正確處理好城鎮化與生態環境（U-E）的協調關系不僅是中國新型城鎮化戰略的內在需要，也是實現“五位一體”總體布局的必然要求。以“土地開發”和“工業化”為推動力的城鎮化發展對生態系統造成了直接和潛在的脅迫，城鎮化快速推進與生態環境保護之間的矛盾愈發尖銳。聯合國助理秘書長沃利·恩道在《城市化的世界》闡明“城市化對于人類發展既是光明未來，亦是災難之源，這取決于人類的方式選擇”［1］。開展城鎮化與生態環境的交互關系研究，謀求區域可持續發展之道，已經成為國際地球系統科學與可持續性科學研究的熱點與前沿領域［2-4］。

城鎮化與生態環境之間客觀上存在極其復雜的交互耦合關系［5］，如何協調二者的關系是破解城鎮化與生態環境二元關系矛盾的重要著力點。諸多學者以此為出發點，進行了大量且細致的研究，其研究內容主要集中在兩個方面。一是城鎮化與生態環境耦合模擬方法與模型構建。城鎮化與生態環境交互耦合是涉及到多要素間影響機理復雜的開放巨系統［6］，學者對城鎮化與生態環境關系的解讀和定義始終以吳傳鈞［7］提出的“人地關系”理論為核心框架，并進行了一定的延伸和擴展［8，9］。方創琳等［10］通過梳理城鎮化與生態環境的耦合關系、交互方式以及類型，初步構建了城鎮化與生態環境耦合圈理論。任宇飛等［11］梳理了城鎮化與生態環境近遠程耦合關系理論、方法及其應用，認為其理論完整性和實踐性還需進一步驗證。這些研究進一步豐富了城鎮化與生態環境關系的體系構建和方法實踐，為中國城鎮化和生態環境關系研究提供了新的方向。城鎮化與生態環境耦合關系呈明顯的階段性和空間異質性規律［12］。因此，根據其變化規律對城鎮化與生態環境人地系統進行動態模擬和預測是當前的研究重點和未來的發展趨勢。城鎮化與生態環境耦合模擬主要涉及到的方法有系統動力學（SD）動態模擬技術、人工智能模擬技術、土地系統動態模擬技術、綜合集成模擬技術等［13］。二是不同空間尺度下城鎮化與生態環境關系探究。不同地域空間類型決定了城鎮化與生態環境耦合關系的特殊性，探究特定地區城鎮化與生態環境交互關系對提升區域可持續發展水平，緩解人地關系矛盾具有重要意義。國家尺度城鎮化與生態環境關系研究主要集中在國家總體變化趨勢演化［14］和針對省級單元之間的比較分析［15］兩個方面。中國幅員遼闊，區域自然環境、經濟社會發展狀況具有明顯的差異，上述研究雖然能反映出中國的總體變化趨勢，但不能準確地把握城鎮化與生態環境交互關系的區域特征。有學者注意到這一點，開始選取中觀及微觀尺度進行剖析，探究不同空間尺度下城鎮化與生態環境的耦合協調關系，主要空間單元涉及氣候區［16］、流域［17］、地形區［18］、經濟帶（區）［19，20］、城市群［21，22］以及單一省級單元和城市［23，24］等。綜合來看，學者通過比較分析不同空間尺度單元的城鎮化與生態環境關系來歸納其總體特征，但是由于學科背景、評價體系、研究區域的差異，使得其對區域城鎮化交互關系的現狀、演變以及趨勢表達出不同觀點。已有研究采用的研究思路和方法基本一致，但未形成統一的研究框架，因此有必要構建具有普適性的研究框架和評價體系，脫離單一區域角度，從全局層面對不同地域類型的城鎮化與生態環境交互關系進行統一比較分析［25］。

鑒于此，本研究以全國層面為研究基點，嘗試從地級單元、省級單元、城市群等不同尺度對中國城鎮化發展與生態環境質量演變與交互關系進行量化分析。首先，構建城鎮化和生態環境評價體系，定量測度城鎮化發展指數和生態環境質量指數。在此基礎上利用距離協調耦合度模型與Tapio脫鉤模型研究城鎮化與生態環境耦合協調和解耦脫鉤空間演變特征，同時構建優先度模型對研究單元發展類型進行識別劃分；其次，借助GWR模型分析城鎮化發展對生態環境質量影響的主導因子，最后根據上述研究結果提出相應的對策建議，以期為決策者在城鎮化與生態環境交互關系的相關決策方面提供參考。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究框架與指標體系

1.1.1 研究框架 以人地關系思想為指導，嘗試構建具有普適性的城鎮化與生態環境交互關系研究框架（圖1）。基于城鎮化與生態環境二元系統特點，通過建立指標評價體系對二元系統發展水平進行定量測算，運用多種方法模型對城鎮化與生態環境交互關系進行描述和劃分，在空間比較分析的基礎上依據區域特征給出具體的政策建議。

1.1.2 城鎮化綜合評價指標體系 參考人口學、地理學、經濟學、社會學等多學科對城鎮化的定義，構建包括人口城鎮化、空間城鎮化、經濟城鎮化、社會城鎮化4個維度17項具體指標的城鎮化綜合評價指標體系（表1）。運用主成分分析法對各指標權重進行量化（“1.1.3”同）。其中，土地開發強度計算方式為建成區面積占轄區面積比重；科技投入強度采用科學技術支出占財政支出比重來表征；居民消費水平采用人均社會零售品消費額來解釋。關于建成區人口密度指標的正、負向性目前存在爭議，過低和過高的建成區人口密度對城市發展來說都是不利的，但目前中國城鎮化發展正處于上升階段，建成區人口密度相較于發達國家仍處于較高水平，因此在本研究中將建成區人口密度定為負向指標。

1.1.3 生態環境綜合評價體系 借鑒較為成熟的PSR評價模型，從生態壓力、生態狀態、生態響應3個角度選取包含PM2.5平均濃度、空氣質量優良率、生活污水處理率等14項具體指標，構建生態環境綜合評價指標體系（表2）。其中，環境管理強度表示每萬人擁有的環保機構人員數。

1.1.4 指標預處理 為消除各項指標的數量級及量綱差異對計算結果的影響，運用極差標準化對指標進行預處理，以降低隨機因素干擾。根據指標性質采用不同的公式，如式（1）所示。

式中，i為指標序號；j為年份；[Xij]為原始數據值；[max（Xij）]和[min（Xij）]分別為第i個指標的最大值和最小值。經過標準化處理后，所有標準值均介于［0，1］，且越大越優。

1.1.5 研究區與數據來源 本研究區涉及中國337個行政單元，包括 4個直轄市、292個地級市、8個地區、30個自治州、3個盟，出于數據可獲取性，不包含臺灣省、香港特別行政區、澳門特別行政區、三沙市以及各省直轄縣。由于城鎮化與生態環境交互影響具有滯后性，因此選取2008年、2013年和2018年3個時間節點來探究城鎮化與生態環境的時空變化特征。建成區面積數據來源于歐洲空間局（ESACCI，http：//maps.elie.ucl.ac.be/CCI/viewer/download.php），數據分辨率為300 m×300 m；PM2.5平均濃度來源于Dalhousie University，Aaron van Donkelaar；其他數據來源于《中國城市統計年鑒》以及各省、市統計年鑒、統計公報、環境狀況公報。部分地市指標缺失值由省平均值和省內其他地市數據推算得出，或由相鄰年份數據插值補齊。本研究采用全市范圍數據進行分析，涉及人口的指標計算均采用地區常住人口數據。

1.2 研究方法

1.2.1 城鎮化與生態環境綜合評價 采用綜合指數法計算城鎮化與生態環境2個系統的評價值，具體過程如下。

式中，[U（x）]、[E（x）]分別為城鎮化發展評價指數和生態環境質量評價指數；[Wui]和[Wej]分別為城鎮化和生態環境指標的權重；[Aui]和[Aej]分別為城鎮化和生態環境指標的標準化值；n和m分別為城鎮化和生態環境指標數量。由極差標準化值性質可知，[U（x）]、[E（x）]∈［0，1］，且值越大代表水平越高，因此對于生態環境質量評價指數來說，生態環境壓力指數[[Ep（x）]]計算方法如下。

1.2.2 城鎮化與生態環境協調發展測算模型

1）耦合協調模型與優先度模型。耦合協調模型能定量表示城鎮化與生態環境交互程度，本研究運用改進的系統協調發展度模型［26］，以減少主觀因素干預。

設城市化與生態環境系統的理想協調狀態為[I]（可知[I]=1），即兩系統相互促進并處于同步發展狀態。以[v1t]、[v′1t]和[v2t]、[v′2t]分別表示城鎮化系統和生態環境系統第t年發展度的實際值和理想值，可知[（v′1t，v′2t）T]=[（v2t，v1t）T]。距離協調度公式如下［27］。

假定兩系統同等重要，取S1=S2=1，k=2，則城鎮化與生態環境系統距離協調度計算公式如下［28，29］。

式中，[ct]表示第t年的城市化與生態環境交互系統協調度，[ct]越大，城市化與生態環境系統的協調水平越高。基于距離協調度的系統協調發展度的計算公式如下［28］。

式中，[dt]表示第t年的系統協調發展度，且[dt∈[0，1]]。

2）優先度模型。由于原始數據的差別，本研究中[U（x）]、[E（x）]大小存在差異且[E（x）]＞[U（x）]，因此構建優先度模型來表征城鎮化與生態環境發展的優先順序。

根據彈性變化規律，當[P（x）]＞1.2時為生態優先型，當0.8≤[P（x）]≤1.2時為同步型，[P（x）]＜0.8時為城鎮化優先型［29］。

參照文獻［29］，依據協調發展度和優先度將城鎮化與生態環境系統的交互關系類型分為協調發展類、磨合發展類及失調發展類三大類，依據城鎮化與生態環境發展度水平差異以及研究區域實際情況進一步劃分為12種基本類型（表3）。

1.2.3 城鎮化與生態環境脫鉤模型構建 脫鉤來源于物理學領域，指具有相應關系的兩個或多個物理量之間的響應關系不存在。Tapio將彈性分析思想引入傳統脫鉤模型，通過比較相對變化率大小來刻畫經濟增長和生態環境壓力之間的互動關系。本研究采用Tapio脫鉤模型，結合協調發展度模型來進一步描述各時間段內中國城鎮化與生態環境交互關系的演變情況。

脫鉤指數（[DIt]）計算公式如下。

式中，[Ept]、[Ept-1]分別為第t年和第t-1年的生態環境壓力指數；[Ut]、[Ut-1]分別為第t年和第t-1年的城鎮化發展評價指數。以DI并參考生態環境質量評價指數增長率與城鎮化發展評價指數增長率正負情況，Tapio模型將脫鉤細分為強脫鉤、衰弱脫鉤、弱脫鉤、擴張連接、衰退連接、強負脫鉤、擴張負脫鉤、弱負脫鉤8類［30］（表4）。

1.2.4 地理加權回歸模型（GWR） 數據空間分析過程中普遍存在空間非平穩性，傳統的線性回歸模型會首先假定變量間的關系具有同質性，從而掩蓋變量之間的局部特征，因此結果具有“平均性”。Fortheringham等［30］基于“局部光滑”的思想，提出了地理加權回歸模型，將數據的空間位置嵌入到回歸參數中，利用局部加權最小二乘法進行逐點參數估計，優化后的模型更利于探索空間變異特征和空間規律，其模型表示如下。

式中，[yi]為全局因變量；[xik]為自變量；[（ui，vi）]為第i個樣本空間單元的地理區位坐標；[βk（ui，vi）]是連續函數[βk（u，v）]在i樣本空間單元的值；[εi]為隨機誤差項；[β0]和[β]為參數；k為單元數。

2 結果與分析

2.1 地級單元城鎮化與生態環境交互關系分析

2.1.1 城鎮化發展評價指數時空演變特征 將通過公式（2）計算出的城鎮化發展評價指數通過ArcGIS 10.2軟件進行可視化處理，運用Jenks自然間斷點法將其分為高水平、較高水平、中等水平、較低水平和低水平5個等級（生態環境質量評價指數同）（圖2）。從區域總體分布來看，2008—2018年，中國城鎮化水平空間分布格局基本保持穩定，并未發生較大改變，總體上呈東高西低的態勢。城鎮化發展評價指數高值城市空間集聚特征明顯，主要分布在京津唐、呼包鄂、遼中南、哈長、山東半島、長三角、粵浙閩沿海、珠三角等城市群；低值區主要聚集在青海、甘南、川北、貴州、廣西、滇南等地區。中國中部和西部地區，省會城市或經濟發達城市城鎮化水平明顯高于其周邊地區，如長沙、成都、武漢、鄭州、克拉瑪依等，這些城市所在省份城鎮化建設“兩極分化”特征比較明顯，省會城市聚集了大量的資金、勞動力以及政策優勢，城鎮化發展過程中“虹吸效用”比較明顯。

2.1.2 生態環境質量評價指數時空演變特征 2008—2018年，中國生態環境狀況空間格局呈總體穩定、局部向好的特征（圖3）。總體上看，中國生態環境狀況呈南方地區優于北方地區、東南地區優于西北地區。與城鎮化水平高值區呈“點”“團”狀聚集不同的是，生態環境高值區呈明顯的“區” “帶”狀分布，主要聚集在大小興安嶺、長江中下游、浙閩丘陵-南嶺、鄱陽湖周邊等地區。區域生態環境狀況呈不同變化趨勢。西部地區相較東部地區，生態環境質量逐漸惡化，水土流失、土地荒漠化等環境問題頻發；華北平原部分地區呈逐漸向好趨勢。

由于生態環境指標體系更加注重城市環境質量水平，因此城市生態環境和城鎮化水平在某種意義上存在一定關聯，轄區面積較小，經濟發展質量較高的東部沿海、旅游型城市生態環境質量明顯優于內陸、資源型城市。

2.1.3 城鎮化與生態環境協調發展度空間演變特征 以5年為一時間節點探究中國城鎮化和生態環境耦合協調發展水平后發現，中國城鎮化與生態環境協調發展度總體呈上升趨勢，由2008年的平均0.52上升至2018年平均0.57，處于勉強協調水平，區域間協調水平差距正在縮小（圖4）。協調發展度空間集聚特征明顯，低值區主要分布在青藏高原東部、云貴地區，為瀕臨失調狀態；高值區分布比較分散，基本位于省會以及經濟發達城市，如北京、上海、杭州、大連、廣州等地。雖然總體向好，但部分地區協調發展度水平出現波動，如安徽、江西以及湖南部分地區協調發展度呈先下降后上升的趨勢，黃河中游部分地區協調發展度呈下降態勢，這些地區需要處理好城鎮化建設和生態環境保護之間的關系，保持經濟社會平穩健康發展。

2.1.4 城鎮化與生態環境交互關系類型識別 由城鎮化發展和生態環境質量評價指數及協調發展度可知，2008—2018年，中國城鎮化與生態環境交互關系總體上呈積極態勢，但區域間差異和波動狀態明顯。因此，在上述兩種模型計算的基礎上引入優先度模型，對城市發展過程中城鎮化與生態環境的優先度進行判定。依據協調發展度和優先度對2008—2018年城市發展類型進行識別，能更加系統和詳細地刻畫城市發展狀態，剖析發展過程中存在的問題，為區域發展戰略制定和城市可持續發展提供一定參考。通過計算、分類結果（圖5）可知，2008年，大部分城鎮化與生態環境瀕臨失調地區基本為生態優先型，勉強協調地區優先型識別分地區聚集特征比較明顯；與2008年相比，2018城市總體發展格局基本保持不變，勉強協調類同步磨合型和生態優先型城市數量開始增多；在新型城鎮化快速推進過程中，2018年中國城鎮化水平較2013年有大幅提升，城鎮化與生態環境保護總體上積極向好，但仍處于初級協調狀態。

2.1.5 城鎮化與生態環境脫鉤指數評價 雖然協調發展度能較好地反映城鎮化和生態環境的同步關系，但是卻不能較為詳細地描繪出一段時期內城鎮化和生態環境的彈性互動關系。借助Tapio脫鉤模型，本研究計算2008—2013年和2013—2018年2個時間段內中國城鎮化與生態環境的脫鉤指數。由圖6可知，2008—2013年中國城鎮化與生態壓力脫鉤指數共有強脫鉤、衰弱脫鉤、弱脫鉤、擴張連接、擴張負脫鉤、強負脫鉤6種狀態。其中，強脫鉤地市有234個，占研究樣本總數的69.43%；寧波、舟山等85個城市為弱脫鉤狀態，占樣本總量的25.22%，為較理想狀態；金昌、廊坊、肇慶等9個城市為擴張連接狀態；鄭州、呂梁、揭陽等7個城市為擴張負脫鉤狀態，城鎮化水平提升帶來的紅利并不能彌補生態壓力帶來的損失；東莞、深圳2個城市為強負脫鉤狀態，表明生態壓力增大而城鎮化卻相對下降，人口和土地城鎮化快速擴張引起的生態壓力影響到城鎮化發展質量，為最不理想狀態。

與2008—2013年城鎮化與生態壓力脫鉤指數相比，2013—2018年僅有強脫鉤、弱脫鉤、擴張負脫鉤3種類型，表明2013—2018年城鎮化與生態環境動態交互關系向積極態勢轉變，區域間的脫鉤指數差距正在縮小。空間分布呈總體優化、局部退化的空間形態。新疆、西藏、青海和東北部分地區由強脫鉤向弱脫鉤以及擴張負脫鉤轉變，云南大部、東部沿海、陜西、山西、河南由弱脫鉤轉變為強脫鉤，生態壓力對經濟社會健康發展的影響減小。長江中下游部分城市城鎮化與生態環境脫鉤狀態基本保持不變。

2.2 省級單元城鎮化與生態環境交互關系探析

2.2.1 省級單元城鎮化發展評價結果 2008—2018年，中國省級單元城鎮化發展呈總體穩定向上、區域差異顯著的特征（圖7），大部分地區城鎮化水平明顯提升，但北京、上海、浙江、廣東出現了不同程度的回落，表明區域間的差距正在進一步縮小。空間上整體發展格局保持穩定，沿海地區城鎮化水平整體上優于內陸地區，而西南地區的城鎮化則需要進一步優化和提升。

2.2.2 省級單元生態環境質量評價指數 與城鎮化發展評價指數相比，生態環境質量評價指數呈變化明顯、波動顯著的特征，區域間生態環境的差距正在逐漸縮小（圖8）。山西、內蒙古、福建、貴州等地生態環境質量明顯好轉，而西北地區生態環境表現出強脆弱性特征。海南、福建、廣東是中國生態環境狀況較好地區，西北干旱、寒旱區劣勢比較明顯。

2.2.3 省級單元城鎮化與生態環境協調發展水平 從時間演變角度來看，城鎮化與生態環境協調發展度基本處于穩定狀態，并未有明顯提升，總體上處于一般水平，為勉強協調狀態（圖9）。區域間的差異狀況與城鎮化發展基本類似，東部沿海省市水平相對較高；西南地區、西北地區雖然協調發展水平偏低，但提升幅度比較明顯。

2.3 城市群地區城鎮化與生態環境的交互關系

目前，城市群已成為世界各國參與全球競爭與國際分工的全新地域單元［31，32］。國家“十四五”規劃也明確提出依托城市群、都市圈，積極推進以人為核心的新型城鎮化戰略。同時，城市群是城鎮化與生態環境關系十分激烈的地區。因此，通過深入比較分析城市群城鎮化與生態環境的交互關系，可為制定差異化的城鎮發展和生態保護措施提供一定參考。依據《國家新型城鎮化規劃（2014—2020年）》提出的未來穩步建設的19個城市群為案例區，參考《中國城市群地圖集》確定每個城市群的范圍。

相比于其他地區，城市群城市化與環境保護之間的關系更為錯綜復雜。通過比較2008—2018年19個城市群城鎮化、生態環境和協調發展度，各城市群之間存在較大差異（圖10）。

從城鎮化發展水平（圖10a）來看，珠三角城市群的發展水平最高，其次是呼包鄂榆城市群、天山北坡城市群；城鎮化水平相對滯后的有黔中城市群、成渝城市群、北部灣城市群以及滇中城市群，這4個城市群是中國貧困地區相對密集區域，經濟基礎相對薄弱，且該地區核心城市比較單一，對區域發展的龍頭帶動作用和競合效應相對有限，但也是今后中國城鎮化發展的潛力區。從城市群內部時間跨度來看，珠三角城市群、遼中南城市群和呼包鄂榆城市群2018年城鎮化發展評價指數與2008年相比出現不同程度的下降，而寧夏沿黃城市群和天山北坡城市群2008—2018年城鎮化水平提升最快。

從生態環境質量（圖10b）來看，東部沿海城市群要明顯優于內陸城市群。生態環境狀況一直較好的城市群有珠三角城市群、海峽西岸城市群、長三角城市群、北部灣城市群和山東半島城市群。沿海城市群一是擁有相對良好的生態環境本底條件，二是發達的經濟實力也能為生態環境治理和保護投入更多的資本。生態環境質量相對較差的城市群有蘭西城市群、寧夏沿黃城市群、晉中城市群和關中平原城市群，都集中在黃河中上游地區，其最大的環境問題是水土流失及環境污染，要強化對該地區的生態監管和保護。從時間尺度來看，2008—2018年19個城市群的生態環境質量均有不同幅度的提升。其中，黔中城市群生態環境質量提升最明顯，其次是呼包鄂榆城市群、滇中城市群、晉中城市群和蘭西城市群，上述地區均為中國生態環境脆弱性較高的地區。

從2008—2018年變化趨勢來看，中國城市群城鎮化與生態環境協調程度基本處于勉強協調和初級協調水平（圖10c）。協調程度最高的是珠三角城市群。呼包鄂榆城市群、天山北坡城市群、長三角城市群、遼中南城市群、山東半島城市群和京津冀城市群總體處于初級協調狀態；其他城市群基本處于勉強協調狀態。協調發展度變化空間分布趨勢基本與城鎮化變化趨勢相一致。從時間尺度來看，珠三角城市群由2008年的中級協調狀態下降為初級協調狀態，京津冀城市群除2013年為勉強協調狀態外，其余時間段內均為初級協調狀態，海峽西岸城市群也由初級協調狀態調整為勉強協調狀態，而寧夏沿黃城市群則由勉強協調狀態優化為初級協調狀態，其余城市群2008—2018年協調狀態未發生改變。

2.4 城鎮化與生態環境交互關系的影響因素識別

城鎮化對生態環境的影響主要表現在城鎮化進程中人口集聚、土地擴張以及經濟活動對生態環境的脅迫。本研究選取2018年城鎮化率、非農產業從業人員占比、建成區人口密度、土地開發強度、人均道路面積、人均建設用地面積、人均GDP、非農產業占比、科技投入強度、每萬人擁有公共汽車、人均固定資產投資11項指標數據作為自變量，生態環境質量評價指數作為因變量探究城鎮化對生態環境的影響機制。

在進行地理加權回歸分析之前，首先對各項指標進行共線性檢驗，結果顯示容差均小于1，方差膨脹系數（VIF）為1.207～6.235，表明因變量和各自變量之間不存在全局多重共線性，但借助ArcGIS10.2進行分析時發現，非農產業從業人員占比、非農產業占比2項指標與因變量之間存在局部多重共線性，因此將這2項指標剔除。以調整型空間核回歸為基礎，固定距離法 （FIXED）為核類型，采用最小信息準則法（AIC）計算帶寬。最終，GWR方法得到的結果是各影響因素對每個樣點產生一個特定系數，結合回歸系數及可視化結果分析各影響因子對生態壓力的空間異質性影響。

由GWR計算結果可知，建成區人口密度、人均GDP、人均建設用地面積和人均固定資產投資等因素與生態環境質量評價指數呈全局負相關，但作用程度不明顯。生態環境質量評價指數在空間上對城鎮化率和科技投入強度2項指標最為敏感，呈正相關關系。城鎮化率影響系數空間上由西向東遞減，人口集聚化發展會帶來資源集約利用，政府對生態環境治理和管理將更有效率，這對西部地區來說尤為重要，與之對應的是土地利用強度；而科技投入強度影響力分布則由東南向西北遞減。東南地區由于區位、經濟、政策等優勢，更加注重科技創新能力發展，西北地區由于產業結構相對偏向第一、第二產業，科技投入能力有限。人均道路面積與生態環境呈全局正相關關系，但聯系強度相對較小，由東北向西南遞減。人均建設用地面積與生態環境呈全局負相關關系，空間上總體呈東北高、西南低的特征，西南地區人均建設用地面積對生態環境的負向影響更加敏感。萬人公共汽車數量與生態環境并未呈現出明顯的全局關系，“胡煥庸線”以東地區基本上呈正相關關系，以西地區呈負相關關系。公共交通會極大緩解人口稠密地區城市交通壓力和生態環境壓力，減少更多的化石燃料消耗和汽車尾氣排放，總體來講，公共交通對生態環境的影響是正向的。固定資產投資對生態環境的影響呈全局負面作用，但作用強度不顯著，影響程度在空間上由西北向東南遞減。

3 小結與建議

3.1 小結

通過對中國31個省級單元19個城市群337個地級單元2008—2018年城鎮化與生態環境交互關系進行探究后得出如下結果。

1）2008—2018年，中國城鎮化水平空間分布格局基本保持穩定，并未發生較大改變，總體上呈東高西低的態勢，城鎮化水平較高地區呈“點”“團”狀分布，城市密集區城鎮化水平相對較高。中西部地區省會城市城鎮化水平明顯優于省內其他城市。生態環境狀況空間格局呈總體穩定、局部波動的特征。生態環境質量評價指數高值區呈明顯的“區”“帶”狀分布，主要聚集在大小興安嶺、長江中下游、浙閩丘陵-南嶺、鄱陽湖周邊等地區。從城市層面來看，轄區面積較小、經濟發展質量較高的東部沿海、旅游型城市生態環境質量明顯優于內陸、資源型城市。

2）2008—2018年，中國城鎮化與生態環境協調發展度總體上呈上升趨勢，基本處于勉強協調水平，區域間協調水平差距正在縮小。協調發展度空間集聚特征明顯，低值區主要分布在青藏高原東部、云貴地區，為瀕臨失調狀態；高值區分布比較分散，并未形成集聚效應，基本位于省會以及沿海經濟發達城市。瀕臨失調地區基本由生態優先型向城鎮優先型轉變，2013—2018年，城鎮化發展速度已經開始高于生態環境質量提升速度，但瀕臨失調類城市大幅減少，表明中國城鎮化與生態環境保護總體上積極向好，但仍處于勉強協調狀態。

3）從2013年及2018年脫鉤指數來看，中國城鎮化與生態環境動態交互關系向積極態勢轉變，區域間的脫鉤指數差距正在進一步縮小。從空間分布來看，新疆、西藏、青海以及東北部分地區由強脫鉤向弱脫鉤以及擴張負脫鉤轉變；云南大部、東部沿海、陜西、山西、河南由弱脫鉤轉變為強脫鉤；長江中下游部分城市城鎮化與生態環境脫鉤狀態基本保持不變；從城市層面來看，2013—2018年，城鎮化與生態環境交互關系呈總體優化、局部退化的空間形態，上海市、北京市由強脫鉤狀態轉變為擴張負脫鉤狀態，需重視城鎮化過程中帶來的生態環境問題。

4）由GWR分析結果可知，科技投入強度與城鎮化率對生態環境的影響程度最大，且為全局正相關；人均GDP與固定資產投資雖然與生態環境呈全局負相關，但作用強度不明顯。西北地區生態環境對城鎮化率、建城區人口密度、土地開發強度以及固定資產投資較為敏感；東北地區人均GDP、年均道路面積和人均建設用地面積對生態環境作用相對較強；科技投入強度、萬人公共汽車數量在東南地區影響顯著。

5）通過比較城市群地區城鎮化與生態環境交互關系發現，珠江三角洲城市群較好地處理了城鎮發展與生態保護二者間的關系，城鎮化水平和生態環境質量均處于較高水準。黔中城市群、成渝城市群、北部灣城市群需進一步提升城鎮化發展速度和質量；雖然蘭西城市群、寧夏沿黃城市群、晉中城市群和關中平原城市群生態環境質量相對較低，但2008—2018年生態環境質量有明顯改善。遼中南以及哈長城市群2008—2018年城鎮發展和生態保護相對滯緩，已經明顯落后于其他城市群。

3.2 建議

3.2.1 持續推進新型城鎮化戰略，實現布局協調的城鎮化空間新格局

1）重點關注薄弱區域，解決發展瓶頸問題。當前中國城鎮化發展仍面臨發展異質性、不充分的問題。加快云南、貴州、青藏高原中西部地區的城鎮化建設進程，逐步提升城鄉居民生活水平，布局完善交通體系建設。因地制宜建設一批交通樞紐型、旅游景點型、綠色產業型、工業園區型、商貿集散型、移民安置型等特色城鎮群，以點帶面，穩步發展。

2）以城市群發展為抓手，推進區域間協調發展。培育發展哈長、山西中部、 黔中、 滇中、蘭州-西寧、寧夏沿黃城市群，突破區域單核心發展模式，發揮區域中心城市的輻射帶動作用，形成分工合理、特色明顯、優勢互補的區域產業結構，構建多中心、多層級的網絡型城鎮發展格局。促進哈長城市群、遼中南城市群取得新突破，重視政府職能轉變、傳統優勢產業改造、對外形象重塑，實施更具吸引力的人才引進、聚集政策，實現重點突破。鼓勵京津冀城市群、長三角城市群、珠三角城市群、山東半島城市群、海峽西岸城市群優先發展，積極對標國際先進，進一步提升城鎮化水平，發揮創新要素集聚優勢，加快在創新引領上實現突破，率先實現高質量發展。

3.2.2 強化自然生態保護，穩步推進生態文明建設

1）加強重點區域生態保護，構建生態安全屏障。以生態脆弱區生態保護為重點，實施生態保護修復工程，加快推進西北風沙區、青藏高原、黃河中上游生態屏障建設；科學推進東北黑土區、長江上游與西南諸河區、西北風沙區、南方紅壤區、西南巖溶區等重點區域的水土保持工作和荒漠化、石漠化綜合治理；強化東北地區天然林、濕地保護。

2）重點關注城市污染問題，持續提升生態環境質量。合理規劃國家中心城市人口規模，緩解人口過度集中帶來的城市環境問題；積極推進東北地區污染防治行動，加快清潔取暖、流域水體污染治理。全面提升滇中南、黔中、青藏高原等地區環境基礎設施水平，構建集污水、垃圾、固廢處理設施和監測監管能力于一體的環境基礎設施體系。嚴密防控資源型城市生態風險監管，整治固體廢棄物、重金屬污水非法處理；淘汰優化高耗能、高污染企業，建立健全重點風險源評估預警和應急處置機制。

3）加快綠色發展進程，協調經濟發展和生態保護。全面提高資源利用效率，區域核心城市要在新技術、新能源等領域積極拓展，鼓勵高新技術企業進行能效提升；深化重點城市工業、建筑、交通等領域和公共機構節能。

4）實施國家節水行動。在河西走廊、新疆、青海等傳統農耕區開展農業節水增效行動，工業城市實行工業節水減排和城鎮節水降損。積極構建城鎮地區資源循環利用體系，強化工業“三廢”利用、垃圾分類回收。

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