浙江省城鎮化與地質災害耦合協調度分析

收稿日期：2023-04-08；接受日期：2023-10-16

基金項目：浙江農林大學國家重點實驗室開放基金項目（KF201706）；國家社會科學基金項目（17BGL134）

作者簡介：徐婷，女，碩士研究生，研究方向為水土資源利用與生態修復。E-mail：1264093452@qq.com

通信作者：

齊善忠，男，教授，博士生導師，博士，主要從事環境災害與土地利用變化及資源管理研究。E-mail：shzhqi@sdnu.edu.cn

Editorial Office of Yangtze River. This is an open access article under the CC BY-NC-ND 4.0 license.

文章編號：1001-4179（2024） 03-0134-07

引用本文：徐婷，齊善忠.浙江省城鎮化與地質災害耦合協調度分析［J］.人民長江，2024，55（3）：134-140.

摘要：

為定量化揭示城鎮化與地質災害之間的內在規律，促進城鎮化可持續發展，采用TOPSIS法和耦合協調度模型，分析2010～2020年浙江省11個市城鎮化與地質災害綜合水平的變化趨勢和耦合協調度的時空變化。結果表明：① 2010～2020年各市的城鎮化綜合水平持續提高，差距不斷縮小。② 各市地質災害綜合水平根據變化趨勢可分為波動型、中間波動型、平緩型和倒“S”型4類。前期各市的地質災害綜合水平較低且增長緩慢，2017年所有城市都達到了歷年最高水平，之后開始下降并逐漸保持平穩。③ 大多數地級市的耦合協調度與時間變化呈正相關，在2017年達到峰值，耦合協調度的差距不斷縮小。2010～2020年浙江省的耦合協調度發展階段以勉強協調發展為主，空間格局上浙北最優，浙中其次，浙西南最差。研究結果可為浙江省城鎮發展和地質災害防治工作提供參考。

關鍵詞：城鎮化； 地質災害； 耦合協調度； 浙江省

中圖法分類號： P694

文獻標志碼： A" " " " " " " " DOI：10.16232j.cnki.1001-4179.2024.03.018

0引 言

城鎮化是走向現代化的必經之路，地質環境是人類生存和發展所依賴的自然環境之一，隨著城鎮規模擴大和人口增加，城鎮經濟發展、空間開發和居住生活已成為主要的地質動因，在一定程度上共同作用于地質環境，破壞現有的平衡［1］。在部分地區隨著城鎮化速度的加快，地質災害變得越來越嚴重［2］。地質災害會限制城鎮化的規模和速度，對城鎮化的可持續發展產生負面影響［3］。

國內外學者對于城鎮化與地質災害關系的研究主要集中在3個方面：① 關于城鎮化建設對地質災害的誘發作用，如Zhou等［1］對中國城鎮化引發的地質災害進行了總結；Zou等［4］基于遙感影像、地方統計數據、土地利用數據和地質災害分布數據，采用空間回歸模型對不同建設活動對地質災害的影響進行量化；Rohan等［5］利用道路密度作為城鎮化的指標計算城鎮化對滑坡敏感性的影響。② 地質災害對城鎮化發展的制約作用，如王占禮［6］定性分析了地質災害對中國城鎮化發展造成的影響；Chen等［7］利用動態耦合協調度模型分析了汶川地震前后都江堰人口-經濟-空間城鎮化的變化。③ 對城鎮化與地質災害之間的相互作用分析［2-3，8-10］。

總體來說，目前對城鎮化和地質災害的研究大多集中在區域單因素的分析上，對子系統之間多因素耦合協調性的時空分布特征和動態機制的定量研究很少，而城鎮化與地質災害耦合協調性研究是促進城鎮可持續發展的重要組成部分。其次，對城鎮化和地質災害的耦合協調度研究主要集中在全國層面，缺乏省域層面的研究。

浙江省山地丘陵廣布，地質環境條件復雜，是地質災害易發和頻發地區［11］。由于人多地少，浙江省城鎮化不斷向山地丘陵推進；大量的建設工程增加了研究區的地質環境隱患，加劇了地質災害的發生［12］。因此，本文以浙江省的11個地級市為研究對象，定量分析了各市2010～2020年的城鎮化與地質災害耦合協調度的動態變化機制和時空分布，以期為區域城鎮化的可持續發展和地質災害防災減災工作提供重要的理論依據。

1研究區概況與數據來源

1.1研究區概況

浙江省地處中國東南沿海，山地丘陵面積廣大，經濟發展水平高，2020年城鎮化率達到72.17%，比全國高約9個百分點。改革開放以后，浙江省有80%以上的突發性地質災害與不規范的人類活動有關［13］。根據有關學者研究，在全國地質災害高發育縣數量統計排名中，浙江省位居第六位［14］。2010～2020年間，平均每年發生地質災害417次，且地質災害發生時間較為集中［12，15］，造成大量人員傷亡和巨額經濟損失。當前，地質環境惡化已成為浙江省經濟發展的重大制約因素［16］。

1.2指標體系與數據來源

城鎮化與地質災害是兩個復雜的系統，根據以往學者的研究成果［2-3，9，17］，將城鎮化系統劃分為人口城鎮化、經濟城鎮化、社會城鎮化和空間城鎮化4個子系統，地質災害系統分為地質災害發生、地質災害損失、地質災害防治3個子系統。兩個系統共16個指標（見表1）。

數據來源于《浙江統計年鑒（2010～2020）》《中國城市建設統計年鑒（2010～2020）》《浙江自然資源與環境統計年鑒（2010～2020）》。

2研究方法

2.1AHP-熵權法組合權重

層次分析法是一種定量和定性分析相結合的方法［18］，利用層次分析法計算出主觀權重ω′j。熵權法通過分析各指標間的關聯程度以及各指標的信息量來確定指標的權重［19］，可以消除確定賦權過程中人為主觀因素的影響［20-21］。步驟如下：

（1） 構建評估矩陣Xijn×m（i=1，2，3，…，n；j=1，2，3，…，m）。

（2） 標準化處理。.

正向指標：X′ij=Xij-minXijmaxXij-minXij（1）

負向指標：X′ij=maxXij-XijmaxXij-minXij（2）.

將標準化數據進行平移［21］：.

由于層次分析法具有較高的主觀性，熵權法太過于依賴客觀數據，受數值波動影響很大，兩者都具有一定的缺陷，因此參考文獻［22］，采用線性公式將二者相結合，利用AHP-熵權法組合權重作為指標的最終權重，組合權重的公式如下：.

主客觀權重的距離函數：.

最終方程組為.

式中：κ和γ為權重分配系數，ω′j為主觀權重，ω″j為客觀權重。

最終得到的指標權重如表2所列。

2.2TOPSIS評價法

TOPSIS評價法中的最優方案是與正理想方案距離最小，與負理想方案距離最大的方案［23］。計算步驟如下。

（1） 建立加權規范化矩陣R：.

（2） 計算指標到正負理想解的歐式距離［2］：.

式中：rij為加權標準化數值，r+j為正理想解，r-j為負理想解，Di為歐氏距離。

（3） 計算評價指數：.

式中：U為城鎮化總評價值，地質災害總評價值G按同樣步驟計算。USymbolNC@［0，1］，值越大，表明城鎮化及地質災害綜合水平越高。

2.3耦合協調度模型

耦合協調度模型在不同系統之間關系的研究中被廣泛使用［24-26］，是一種較為成熟的研究方法。公式為.

式中：耦合度C描述了系統或系統要素之間相互作用的程度，耦合協調度D可以更加科學準確地反映系統之間的融合程度［27］，T是系統綜合評價指數，反映兩者整體協同效應。α和β為待定系數，分別代表城鎮化和地質災害對綜合系統的貢獻份額，α+β=1，假定城鎮化系統和地質災害系統同等重要，則令α=β=0.5［28］。參考已有研究［3，29-30］將耦合協調度進行等級劃分，如表3所列。

3結果分析

3.1城鎮化與地質災害綜合水平分析

3.1.1城鎮化綜合水平分析

根據圖1可知，2010～2020年11市的城鎮化綜合水平全部都有所提高。杭州市和寧波市的城鎮化綜合水平位列前兩名，波動幅度最小，變異系數分別為0.078和0.087，高城鎮化水平與其發達的經濟直接相關。麗水市的城鎮化綜合水平最低，原因是地處浙江省西南地區，山嶺廣布，城市建設用地和人均擁有道路面積小，經濟和城鎮化發展受限，但增長速度最快，2010～2020年城鎮化指數由0.15增加至0.35，增長率為129%。2010～2014年，城市之間的差距增大，2014年后隨著麗水市、衢州市等的產業結構不斷優化，第三產業占GDP的比重不斷上升，城鎮居民人均可支配收入不斷增長，城鎮化加速發展，差距不斷縮小，說明各地級市城鎮化發展更加協調，兩極化得到了緩解。

3.1.2地質災害綜合水平分析

不同類型的地質災害綜合水平變化趨勢如圖2所示。由圖2可知，各市的地質災害綜合水平變化差異較大，可以分為4類：

（1） 第一類：波動型（見圖2（a）），溫州市的波動范圍為各市之最，根據《浙江自然資源與環境統計年鑒》可知，2017年溫州市僅發生地質災害1例，無人員傷亡，直接經濟損失很小，地質災害防治項目和防治資金均為全省之最，使得2017年的地質災害指數急劇升高。麗水市與杭州市的變化趨勢較為相似，麗水市地處浙西南山區，杭州市地處杭嘉湖平原與浙西丘陵山地的交接地帶，兩個城市都是地質災害多發地區，不同年份的地質災害發生次數變化大，兩市防治投入差別是造成地質災害綜合水平差異的主要原因。

（2） 第二類：中間波動型（見圖2（b）），紹興市、金華市、臺州市在2016年之前平緩小幅度波動，2016～2017年出現上升，之后迅速回落并趨于穩定，三市在2017年出現指數上升的原因是地質災害防治投入的增加。

（3） 第三類：倒“S”型（見圖2（c）），寧波市和衢州市分別在2013年和2011年發生地質災害300多次，且防治水平低，造成了地質災害綜合水平的大幅度下跌，2017年增加了防治投入，使得綜合水平有小幅度上升，2017年以后伴隨著防治投入的減少而產生回落。

（4） 第四類：平緩型（見圖2（d）），舟山市、嘉興市和湖州市地質災害指數變化非常平緩。舟山市11 a來無地質災害傷亡人員，能很好地根據地質災害發生情況進行有效的地質災害防治工作（見圖3）。嘉興市位于浙北平原區，是突發性地質災害不易發區，地質災害防治投入較少。湖州市總體發生次數較少且嚴重性較低。

綜合來看，各市前期的地質災害綜合水平較低且增長緩慢，2017年所有城市都達到了歷年最高水平，之后開始下降并逐漸保持平穩。

3.2城鎮化與地質災害耦合協調度分析

3.2.1耦合協調度時間變化分析

根據圖4可知，大多數地級市的耦合協調度與時間變化呈正相關，各市耦合協調度的差距不斷縮小。杭州市、寧波市、紹興市的耦合協調度高，城鎮化與地質災害之間的相互影響作用強；麗水市、衢州市的耦合協調度較低。絕大部分城市的耦合協調度在2017年左右達到峰值，原因是2017年浙江省啟動開展地質災害隱患綜合治理“除險安居”三年行動（2017～2019年），各地級市實現了地質災害人員“零傷亡”，地質災害防治投資和項目數為歷年最高，絕大多數城市的地質災害綜合水平大幅度提升，同時隨著城鎮化水平不斷提高，耦合協調水平在2017～2018年達到了最優。2019年浙江省遭遇了臺風“利奇馬”的襲擊，1 a內發生地質災害488次，造成嚴重危害，且地質災害防治投入下降，除舟山市、嘉興市外，其余城市的耦合協調度降低。2019～2020年大多數城市的耦合協調度出現回升趨勢。

舟山市、嘉興市、湖州市11 a間較平穩地小幅度增長。2016年之前，除2011年外，麗水市的耦合協調度始終為最低，除了城鎮化水平低的因素外，還由于麗水市多次遭受地質災害重創，在“除險安居”三年行動中，當地政府和有關部門轉變防御思路，從被動到主動，在全省率先啟動并實施，使得2017～2019年間地質災害綜合指數均位居全省前列，極大地提高了耦合協調度，成為增長速度最快的城市。

除寧波市和溫州市外，其他地級市的擬合R2均大于0.7，擬合準確度較好，杭州市的擬合曲線為倒“U”形，隨著時間的發展耦合協調度先上升后降低，與其2017年后城鎮化水平增長緩慢且地質災害綜合水平降低有關。

3.2.2耦合協調度空間變化分析

圖5反映了2010～2020年11 a間浙江省各地級市的城鎮化和地質災害耦合協調度發展階段的空間格局變化，結合耦合協調發展階段的城市數量（見圖6）來看，2010～2012年以輕度失調衰退和勉強協調發展為主，輕度失調衰退分布在浙西南、浙東和浙北地區。2013～2020年勉強協調發展占據主導，輕度失調衰退主要集中在浙西南，2016年杭州市實現了初級協調發展，2019～2020年所有城市為勉強協調發展。綜合來看2010～2020年浙江省的耦合協調度發展階段以勉強協調發展為主，2016～2018年存在初級協調發展城市，輕度失調衰退的城市數量逐漸減少并消失，空間上浙北的耦合協調度水平最高，浙中其次，浙西南最差。

4結 論

本文通過對浙江省各地級市的城鎮化與地質災害綜合水平以及耦合協調度的時空變化進行分析，得到如下結論：

（1） 在2010～2020年間各市的城鎮化綜合水平也持續提高，中間有小幅度波動。杭州市、寧波市的水平最高，麗水市、衢州市的水平低但增長速度快，城鎮化水平差距不斷縮小，兩極化得到了緩解。

（2） 由于地質災害發生和防治情況不同，各市地質災害綜合水平變化差異較大，可分為波動型、中間波動型、平緩型和倒“S”型4類。綜合來看，各市前期的地質災害綜合水平較低且增長緩慢，2017年所有城市都達到了歷年最高水平，之后開始下降并逐漸保持平穩。

（3） 大多數地級市的耦合協調度與時間變化呈正相關，2017年左右達到峰值，各市耦合協調度的差距不斷縮小。2019～2020年大多數城市的耦合協調度出現回升趨勢。2010～2020年浙江省的耦合協調度發展階段以勉強協調發展為主，2016～2018年存在初級協調發展城市，輕度失調衰退的城市數量逐漸減少并消失。空間格局上浙北最優，浙中其次，浙西南最差。

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（編輯：劉 媛）