陜西省城鎮化與生態環境質量時空交互關系研究

安騏岷,員學鋒,陳錦鴻,趙雨

(1.長安大學土地工程學院,西安 710064;2.長安大學地球科學與資源學院,西安 710054;3.陜西省土地整治重點實驗室,西安 710064)

城鎮化作為研究人地關系必不可少的環節,是一個國家和地區實現工業化和現代化的必由之路,但快速城鎮化進程也帶來了日益嚴峻的資源環境保障問題[1]。建設用地擴張、城市人口激增給自然生態環境帶來了巨大的壓力,環境污染、資源浪費、生態破壞等問題逐漸凸顯[2]。二十大提出要“推動綠色發展,促進人與自然和諧共生”,對經濟發展提出了新的要求:要加快發展方式綠色轉型,實施全面節約戰略,發展綠色低碳產業,推動形成綠色低碳的生產方式和生活方式。在生態文明建設和城鎮化建設背景下,如何實現城鎮化建設與生態環境的良性互動和協調發展是人地關系可持續性發展的關鍵。

城鎮化與生態環境關系作為人地關系研究的重要內容一直受到國內外學者的關注。Grossman和Krueger通過研究環境污染程度的關系提出了“庫茲涅茨倒U型曲線”[3];OECD提出了脫鉤理論,認為隨著經濟的發展,環境壓力會先增大后減小,最終實現脫鉤[4]。國內學者在研究二者關系的基礎上,更加注重二者耦合關系的理論分析和實證研究。在理論研究方面,方創琳等[5-7]提出了城鎮化與生態環境的交互耦合作用機制、耦合系統演化的主要階段以及耦合系統所遵循的定律,并構建出特大城市群地區城鎮化與生態環境交互耦合效應的理論框架和技術路徑[8],為后續的研究奠定了理論基礎。在實證研究方面,國內外學者從國家[9-10]、城市群[11]、省域[12]、城市[13]等多尺度進行了相關研究,研究方法包括耦合協調度模型[14]、VAR 模型[15]、回歸分析[16]、模糊綜合評價等[17],如黃茂興等[18]通過構建耦合協調度模型以及回歸模型分析了福建省生態文明建設和城鎮化耦合協調的時空格局以及影響因素;王雅俊[19]利用PVAR 模型分析了中國西部地區工業化、城鎮化以及產業生態化三者之間的關系。關于城鎮化與生態環境耦合協調關系的研究內容豐富,當前主要研究思路是考慮兩個系統的耦合,但對于二者的協調分析大多是基于面板統計數據構建指標進行評價,缺乏時空動態演化規律及機制研究。

陜西省自1999年實施退耕還林生態工程以來,森林覆蓋率由1999年的30.92%增長到2020年末的46.39%,生態環境得到較大改善,但仍面臨土地空廢化、生態環境污損化、農業勞動主體老弱化等問題,為回應二十大對生態文明建設與鄉村振興的要求,踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念,探索出一條生態和鄉村經濟協調發展、人與自然和諧共生之路,本文以陜西省為研究區域,利用土地利用、人口和經濟等柵格數據對城鎮化進行評價,并利用MODIS數據,基于Google Earth Engine云平臺建立生態環境指數,在此基礎上分析探索2000—2020年陜西省城鎮化、生態環境的演變特征及二者的耦合協調關系,以期為陜西省區域可持續發展提出建議。

1 研究區概況

陜西省位于中國西北地區,全省下轄10個地級市、30個市轄區、5 個縣級市、72 個縣(圖1)。截至2020年11月1日零時,陜西省常住人口3 952萬人。城鎮化率達到62.66%;GDP為26 181.86億元,占全國2.58%。地跨黃河、長江兩大水系,總面積2.056×105km2,地勢整體南北高,中間低。按照地形特征可以將陜西省劃分為陜北黃土高原、關中平原和陜南秦巴山區。陜北地區地處黃土高原,土地利用以草地、耕地為主,依托其豐富的煤礦資源,經濟發展水平較高。截至2020年末,陜北地區人口為5 907 331人,占全省人口的14.94%,GDP為5 691.15億元,占全省GDP的21.74%;關中地區總體地勢平坦,土地利用類型多以耕地、建設用地為主,依托產業、技術、政策等原因,其社會經濟發展水平最高。截至2020年末,關中地區人口為25 875 539人,占全省人口的65.46%,GDP為16 901.87億元,占全省GDP 的64.56%;陜南地區地形主要為山地丘陵,主要土地利用類型為林地、草地,是我國重要的生態保護區,加之受其地形特點和地理位置,經濟發展水平較低。陜南地區人口為7 746 129人,占全省人口的19.60%,全年GDP為3 421.63億元,占全省GDP的13.70%。

圖1陜西省行政區劃及高程Fig.1 Administrative division and elevation map of Shaanxi Province

2 研究方法及數據來源

2.1 數據來源

本文的研究數據包括土地利用數據、人口數據、經濟數據、MODIS遙感數據產品(表1)。其中土地利用數據來自中國科學院空天資訊創新研究院研究員劉良云團隊發布的全球30 m 地表覆蓋精細分類產品,經濟密度數據來自中國科學院資源環境科學與數據中心,人口密度數據來自Open Spatial Demographic Data and Research中國區的人口密度,MODIS遙感數據產品來源于Google Earth Engine(GEE)。本文所采用的投影坐標系均為Krasovsky_1940_Albers坐標系,通過重采樣統一分辨率為1 km×1 km。

表1 數據來源及說明Table 1 Data sources and description

2.2 研究方法

2.2.1 城鎮化綜合評價模型 城鎮化是一個包括人口、經濟、社會和土地城鎮化的復雜系統,以人口為核心,經濟為動力,土地為保障[20]。由于數據的可得性,本文暫不考慮社會城鎮化指標,參考相關研究[21],結合陜西省社會、經濟發展情況及城鎮化標準,本文擬選擇人口密度、城鎮經濟密度和建設用地面積3個指標來確定城鎮化綜合評價模型。由于人口、經濟和空間城鎮化同等重要,且各城鎮化系統由單一指標表征,因此權重均設定為1/3是合理的[22],采用極差標準化法[23]進行標準化后再等權重加權計算得到綜合城鎮化發展。極差標準化公式及權重加權公式如下:

Xij為正向指標時:

Xij為負向指標時:

人口、經濟和土地城鎮化評價:

綜合城鎮化評價:

式中:Aij為指標的標準化值;Xij表示i年第j項指標的值;min(Xij)為標準值最小值;max(Xij)為標準值的最大值;Zij表示人口城鎮化、經濟城鎮化和土地城鎮化的評價;ωij表示該項指標的權重,本文采用等權重加權,即ωij=1/3;S為綜合城鎮化評價得分,即人口城鎮化、經濟城鎮化、土地城鎮化的得分之和。

2.2.2 遙感生態指數(Remote Sensing-based Ecological Index,RSEI 參考相關研究[24-25],采用遙感生態指數來表征陜西省生態環境質量是可行的。RSEI是由徐涵秋[26]于2013年提出的一個完全基于遙感技術,以自然因子為主的遙感生態指數對城市的生態情況進行快速監測與評價的方法。該指數利用主成分分析技術(Principal Components Analysis,PCA)集成了植被指數、濕度、地表溫度和建筑指數4個評價指標,即:

式中:各指標計算方法[27]見表2。

表2 遙感生態指數各指標計算方法Table 2 Calculation methods of each index of RSEI

2.2.3 耦合協調度模型 耦合是指兩個及以上系統通過相互作用彼此影響以達到協調一致的現象[28]。協調度是指兩者相互影響的程度,耦合協調度值越大,則表明兩系統之間的耦合情況越好,且整個系統結構越趨于穩定,反之則表明兩系統之間的耦合情況越差且整個系統趨于無序。計算公式為:

式中:C為城鎮化與生態系統的耦合度,U1表示城鎮化綜合評價值;U2表示生態環境價值綜合評價值;D為耦合協調度;T為兩系統綜合評價指數,以反映兩系統發展情況對耦合協調水平的整體貢獻。表示兩系統之間的權重,本文認為兩系統之間同樣重要,因此賦值α=β=1/2。

參照已有研究[29],將陜西省耕地利用生態效率和城鎮化的耦合度、協調度計算結果劃分成4 個等級、10大類型,具體分類見表3。

2.2.4 雙變量空間自相關模型 一般來說,簡單的耦合關系也可以用相關性來描述,全局自相關可分析研究區范圍內各研究單元屬性值的整體空間集聚特性及差異特征,局部自相關可以彌補全局自相關分析不能具體刻畫局部空間聚集效應的問題[30]。因此,本文采用雙變量空間自相關模型來確定綜合城鎮化與生態環境指數之間的空間關系,并檢驗兩者關系間的有效性,Moran′sI∈[-1,1],Moran′sI＞0表示正相關,Moran′sI＜0表示負相關。Moran′sI=0表示屬性值是隨機分布的。全局空間自相關是用來判定研究區域內是否存在集聚狀況,但無法明確集聚狀況發生的具體地點,而局部區域自相關正好是處理和展示高值聚類(H—H)、低值聚類(L—L)、高低集聚(H—L)和低高集聚(L—H)的具體位置,可以反映城鎮化和生態環境在空間上的依賴性和關聯性。

3 結果與分析

3.1 2000-2020年陜西省城鎮化發展進程

2000—2020年陜西省城鎮化水平變化情況如圖2所示,20年間陜西省綜合城鎮化水平提高了111.45%。其中,人口城鎮化水平由2000年的172.94人/km2增加至2020年的191.56人/km2,提升幅度為10.77%;土地城鎮化水平均值由2000年的1.24%增加至2020年的2.65%,提升幅度為113.71%;經濟城鎮化水平均值由2000年的83.09萬元/km2提升至2020年的1 209.89萬元/km2,提升幅度為1 356.12%。

圖2 2000-2020年陜西省各城鎮化水平分布情況Fig.2 Distribution of urbanization levels in Shaanxi Province during 2000-2020

從城鎮化指標的時空變化來看,人口城鎮化、土地城鎮化和經濟城鎮化空間差異性顯著,變化速率和方向也不盡相同。2000—2020年陜西省86.06%地區的人口城鎮化水平有所增加,13.94%的地區人口密度有所下降,人口密度上升的區域主要分布在關中地區的西安市、咸陽市和銅川市等地區,均處于西安都市圈內,是關中平原城市群的核心區域,也是我國西部地區發展條件好,經濟人口承載力最強的區域之一,隨著時間的推移,人口密度提升顯著,20年間商洛市和渭南市人口密度略有下降,這主要與當地大力發展勞務輸出有關。2000—2020年陜西省人口城鎮化水平高值區(800人/km2以上)主要分布在關中地區的西安市、渭南市、咸陽市和寶雞市,陜南地區的漢中市、商洛市和安康市內87%以上的區域人口密度處于200人/km2以下,陜北地區地廣人稀,延安市和榆林市內95%以上的區域人口密度低于200人/km2。2000—2020年陜西省土地城鎮化水平普遍呈現上升的趨勢,其中提升幅度最大的地區位于關中地區的西安市、咸陽市以及漢中市市區,提升幅度達到了45%以上。關中地區的土地城鎮化水平最高。經濟城鎮化作為3個城鎮化指標中變化速率最大的指標,20年間,陜西省經濟城鎮化水平呈現穩步增加的態勢,增加的區域主要分布在各個市區以及周邊地區,經濟城鎮化水平高值區(10 000 萬元/km2以上)主要集中在關中地區的西安市、咸陽市和寶雞市,其中關中地區提升幅度最大的地區位于西安市的碑林區、新城區、蓮湖區、雁塔區,陜北地區提升幅度較大的地區位于榆林市的神木縣、府谷縣、榆陽縣。陜南地區提升幅度較大的地區位于漢中市漢臺區、安康市漢濱區。整體來看,陜西省經濟城鎮化水平呈現出顯著的空間差異性,經濟城鎮化水平變化速率呈現出關中＞陜北＞陜南的格局。

從變化速率來看,經濟城鎮化水平變化速率＞土地城鎮化水平變化速率＞人口城鎮化水平變化速率。相較而言,雖然土地城鎮化和人口城鎮化初始水平較高,但增長趨勢較為平緩,尤其是人口城鎮化,存在滯后性。因此,應秉承集約高效原則,促進城鎮空間合理布局,加快勞動力、資金、技術、產業合理集聚,發揮規模效應。

2000—2020年陜西省綜合城鎮化水平時間變化情況如圖3所示,從時間序列來看,20年間,綜合城鎮化水平上邊緣值呈波動上升的趨勢,上邊緣最低值出現在2000年為0.759 6,持續上升至上邊緣最高值,出現在2015年為0.899 5,隨后在2020年小幅下降至0.891 9。綜合城鎮化水平下邊緣值呈波動上升的趨勢,下邊緣最低值出現在2000年,為0.162 1,持續上升至下邊緣最高值,出現在2010年為0.251 7,隨后的10年內持續小幅下降,直至2020年為0.211 6。綜合城鎮化水平中位數呈穩步上升趨勢,中位數最低值出現在2000年為0.502 3,隨后穩步上升至2020年,最高值為0.690 3?？偟膩砜?陜西省綜合城鎮化水平總體呈穩步上升趨勢,經歷了“低水平發展—加速推進—減速推進”階段。其中,2000—2010年,為快速增長時期,綜合城鎮化水平由0.499 5上升到0.638 9,經濟發展為主要驅動力;2010—2020年,城鎮化水平穩步發展,綜合城鎮化水平由0.638 9穩步上升到0.658 9,但增長速度有所減緩,這是提速轉為提質的體現,從追求效果到追求精細化的可持續發展。

圖3 2000-2020年陜西省綜合城鎮化水平時間變化情況Fig.3 Changes of comprehensive urbanization in Shaanxi Province during 2000-2020

2000—2020年陜西省綜合城鎮化空間變化情況如圖4所示,從空間分布上來看,陜西省的綜合城鎮化水平呈現“中間高四周低”的分布格局,空間差異明顯。關中地區綜合城鎮化水平最高,關中城市群為陜西省經濟發展的核心區域,依靠區位優勢發展迅速;陜南地區的綜合城鎮化水平次之,陜北地區的綜合城鎮化水平最低,這主要是因為陜北地區人口密度較低,建設用地面積較少。整體來看,陜西省綜合城鎮化水平呈現出顯著的空間差異性,綜合城鎮化水平呈現出關中＞陜南＞陜北的格局。

圖4 2000-2020年陜西省綜合城鎮化水平空間變化情況分布Fig.4 Spatial change of comprehensive urbanization level in Shaanxi Province,2000-2020

3.2 陜西省生態環境時空分布格局變化分析

研究以2000—2020年5年為時間間隔共五期遙感影像數據對其RSEI進行了定量反演,表4可以看出:(1)研究區整體的特征值PC1的貢獻率均達到了90%以上,且PC1特征值未出現明顯的下降,說明RSEI用來表征陜西省的生態環境質量是可行的。(2)分析PCI中的4個指標的貢獻率可知,NDVI綠度和WET 濕度為正值,LST熱度和NDBSI干度為負值,說明綠度和濕度對生態環境質量有促進作用,熱度和干度對生態環境質量有抑制作用,與實際情況相符。

表4 2000-2020年陜西省RSEI主成分分析指標Table 4 Principal component analysis index of RSEI Shaanxi Province in 2000-2020

圖5為2000—2020年陜西省各生態環境質量等級面積占比及變化情況,從空間分布來看,陜西省生態質量等級為“中”和“良”的面積較大;每年生態質量等級在“中”以上的綜合面積占比均超過了61%。整體呈現“北低南高”的分布格局,其中陜南地區的漢中市、安康市和商洛市行政范圍內的大部分區域生態環境以及關中地區的寶雞市、西安市和渭南市南部區域生態環境等級為良或優;寶雞市東部、西安市北部、咸陽市南部、渭南市中北部以及延安市北部地區的生態環境等級為“中”;生態環境較差的區域主要集中于陜北地區的榆林市,遙感生態指數較低,生態環境較差。整體來看,陜西省生態環境雖有所改善,但在陜北地區部分經濟快速發展區域仍存在生態環境退化的情況,如何在保障經濟高速發展的同時實現對生態環境的保護與改善仍是今后需要重點關注的問題。

圖5 2000-2020年陜西省生態環境質量等級分布Fig.5 Distribution of RSEI quality levels in Shaanxi Province in 2000-2020

圖6為2005—2020年陜西省生態環境質量等級轉移矩陣?；鶊D,從時間序列來看,2000—2005 年,生態質量等級提高的面積共有8.03萬km2,生態質量等級下降的面積有2.68萬km2,提高面積比退化面積多出26.03%,其中中轉優(4.5萬km2)、較差轉良(1.96萬km2)、差轉較差(1.45萬km2)貢獻較大;2005—2010年生態質量等級提高的面積共有3.48萬km2,生態質量等級下降的面積有2.05萬km2,提高面積比退化面積多出6.96%,其中較差轉良(1.32萬km2)、中轉優(1.44 萬km2)貢獻較大;2010—2015年生態質量等級提高面積共有3.05萬km2,生態質量等級下降的面積有1.23萬km2,提高面積比退化面積多出8.86%,其中中轉優(2.09 萬km2)貢獻較大,此階段陜西省生態環境質量仍然呈現變好的趨勢,但變化速率略有下降;2015—2020年生態質量等級提高的面積共有1.37萬km2,生態質量等級下降的面積有1.94萬km2,提高面積與退化面積基本持平,此階段陜西省生態環境質量逐漸趨于穩定。

圖6 2000-2020年陜西省生態環境質量等級轉移矩陣?；鶊DFig.6 Sanji diagram of the transfer matrix of ecological environment quality grade in Shaanxi Province from 2000 to 2020

3.3 2000-2020年陜西省城鎮化與生態環境耦合協調分析

為探究城鎮化系統與生態環境系統兩者間的耦合協調關系,本文選取2000 年、2005 年、2010 年、2015年、2020年五期數據,利用耦合協調度模型計算陜西省生態環境與城鎮化發展水平之間的耦合協調度(圖7)。從時間序列上來看,2000—2020年,陜西省城鎮化與生態環境耦合協調度整體處于提升階段。陜西省城鎮化與生態系統耦合協調度平均值從2000年的0.169 提高至2020 年的0.240。其中,2000—2005年,耦合協調度均值處于(0.1,0.2]區間,為低水平耦合階段。2010—2020年,耦合協調度平均值上升到(0.2,0.3]區間,為拮抗階段;2000年耦合協調度最低值出現在榆林市定邊縣為0.057,最高值出現在西安市碑林區為0.619。2020年耦合協調度最低值出現在延安市吳起縣為0.088,最高值出現在西安市碑林區為0.766。20年間,關中地區西安市相關區縣由中級協調類型進入到耦合協調階段,其他區域基本保持穩定或略有提升;陜南地區的漢中市和安康市部分地區出現了集聚性的高值區域,均位于漢江流域附近,可見耦合協調度與水資源關系密切,2010 年開始,漢中市境內的耦合協調度有了較為明顯的變化,耦合協調類型由極度失調轉變為重度失調,說明在保護生態環境的前提下,陜南地區的經濟發展水平有了進一步的提升;陜北地區由于地形地貌的限制,生態環境較差,地廣人稀,除榆林市部分區縣煤炭資源豐富之外,其他區縣經濟發展相對落后,研究早期除各區縣主城區外,主要耦合協調類型為極度失調,從2015年開始陜北地區的耦合協調類型出現了明顯的轉變,耦合協調高值區域不斷擴大,到2020年陜北大部分地區有所好轉,這主要是因為退耕還林政策的實施,以及三北防護林建設、京津風沙源治理等工程,植被覆蓋度不斷提高,有效地改善了生態環境。

圖7 2000-2020年陜西省城鎮化與生態環境協調度發展空間演變格局Fig.7 Spatial evolution pattern of coordinated development of urbanization and Eco-environment in Shaanxi Province,2000-2020

從空間分布上看,耦合協調度呈現出關中＞陜南＞陜北的分布趨勢,其中耦合協調度的高值區域主要分布在關中地區的西安市及其周邊地區,關中地區是陜西省的經濟發展中心,城鎮化水平較高,同時關中平原地勢平坦,土壤肥沃,氣候溫暖,農業發達,生態環境較好,城鎮化與生態環境的耦合協調度最高,關中地區以瀕臨失調、勉強失調和初級協調為主要協調類型;陜南地區屬于城鎮化發展滯后型,陜南地區地處秦嶺以南,區域內自然資源豐富,生態環境良好,但是該地區經濟基礎相對薄弱,經濟發展受生態保護限制較大,兩者的耦合協調度相較于關中地區而言更低;陜北地區屬于生態環境滯后型,陜北地區是黃土高原的中心部分,水土流失嚴重,生態環境較差,城鎮化與生態環境的耦合協調度較低,隨著退耕還林等一系列的政策的實施,陜北地區的生態環境正在逐漸變好,二者之間的耦合協調度也有所提高。

整體來看,陜西省城鎮化與生態環境耦合協調度較高的地區,如關中地區主要得益于關中平原區經濟發展迅速,農村人口具有更多就近就業的機會,收入渠道的增加減少了農戶對土地依賴的壓力,進而促進了當地的生態環境質量往好的方向發展。而例如陜北地區由于一系列生態環境修復工程的實施,生態環境得以改善,越來越多的耕地轉為林地、草地,農戶的土地經營性收入減少,導致更多勞動力流向城市等經濟更發達的地方,人口城鎮化水平提高,導致某些鄉村出現土地空廢化現象,從而對當地生態環境質量又起負向抑制作用。陜南地區由于經濟城鎮化水平相對較低,雖然區域本身自然資源豐富,但由于土地破碎化,山區耕地利用水平較低,導致農戶為了追求耕地效益而減少對生態環境的重視,對生態環境質量起負向作用。因此,本文認為城鎮化水平與生態環境質量二者之間既表現出互相抑制作用又表現出相互促進作用。

3.4 城鎮化與生態環境耦合協調度空間自相關分析

為進一步揭示城鎮化與生態環境之間的空間互動關系,借助ArcGIS 10.7進行空間自相關分析(圖8)。在1%的顯著性水平下,2000 年、2005 年、2010年、2015年、2020年的城鎮化與生態環境之間的莫蘭指數分別為:0.908 4,0.905 4,0.895 5,0.874 2,0.895。說明陜西省城鎮化與生態環境之間存在極強的正相關性。2000—2020年陜西省全局Moran′sI指數略有下降,整體變化不大,說明陜西省空間聚集格局相對穩定。2000—2020年陜西省城鎮化與生態環境耦合協調度的集聚特征在空間格局上基本保持一致,其中城鎮化與生態環境H—H 區域占陜西省總面積的13%左右,主要分布在關中地區的西安市、咸陽市、寶雞市、渭南市和漢中市的漢臺區、勉縣等區域,其他零星分布于陜北和陜南各區縣主城區。2000—2020年H—H 分布面積減少了1.32%,L—L區分布面積減少了15.72%。L—L 區主要分布在陜北地區和陜南漢中市和安康市的部分區縣,陜北地區生態環境較脆弱,人口密度小,嚴重制約了城鎮化的發展進程。研究期間陜北地區的黃龍、黃陵、志丹、子長、延川、神木和府谷等區縣均由L—L區轉變為了不顯著區,說明這些地區的城鎮化水平或生態環境水平有了不同程度的提高。2000—2020年H—L區分布面積增加了0.05%,L—H 區分布面積減少了0.02%,在空間布局上基本維持穩定。整體來看,陜西省內部各縣域的生態環境與城鎮化耦合協調發展長期存在明顯差距,但隨著時間推移發展協調的地區逐漸增多。

圖8 2000-2020年陜西省城鎮化與生態環境之間的局部LISA圖Fig.8 Local LISA map of the relationship between urbanization and ecological environment in Shaanxi Province,2000-2020

4 討論與結論

4.1 討論

本文通過對陜西省生態環境質量和綜合城鎮化水平的實證分析,探究了陜西省城鎮化水平和生態環境質量耦合協調關系,但仍存在以下問題值得探討:在構建城鎮化評價指標體系時,主要從人口城鎮化、經濟城鎮化和土地城鎮化3個方面構建指標,后續可增加社會城鎮化、生態城鎮化進行研究;其次,本文構建的耦合協調度模型盡管能夠較為直觀地刻畫陜西省在城鎮化推進過程中與生態環境的耦合變化及時空變化情況,但對其背后的機理及驅動力缺乏更深層次的探討,所提出的方法能否有效地反映現實問題需要進一步進行檢驗。未來進一步協調兩系統可持續發展與優化,特提出以下建議:

從陜西省城鎮化與生態環境質量相對發展狀況來看,各地區發展水平差異較為顯著。城鎮化水平較高的區域,如關中地區的西安市、咸陽市和銅川市等地區,均處于西安都市圈內,是關中平原城市群的核心區域。生態環境質量在空間分布上存在明顯的差異性。陜南地區的漢中市、安康市和商洛市行政范圍內的大部分區域及關中地區的寶雞市、西安市和渭南市南部區域由于位于亞熱帶地區,降水充沛,氣候適宜,為植被的生長提供了天然的條件,秦嶺山地正是位于這片區域,植被豐富,自然資源豐富,生態環境質量較好;陜北地區的榆林市處于黃土高原和毛烏素沙地的交界處,氣候寒冷,水土流失比較嚴重,遙感生態指數較低,生態環境較差。因此,對人地矛盾突出的地區應提升城鎮化質量,引導人口向周邊經濟較為發達的區域中心城區聚集,優化城鎮布局,促進城市集約高效發展。

從陜西省城鎮化與生態環境質量水平及兩者耦合協調情況來看,陜西省整體處于生態環境較為滯后的水平,盡管生態環境質量水平發展協調的地區逐漸增多,但仍有提升空間。應逐漸突破薄弱環節,重視生態脆弱地區的綜合管理,對生態環境較差的區域,如陜北地區的榆林市,在生態優先的原則下,除了嚴格控制建設用地規模、嚴禁擅自改變生態用地和基本農田之外,應積極開展城鄉建設用地的空間整理,實施異地城鎮化戰略,生態環境脆弱的地區,可以嘗試推行生態移民的方式,適當進行遷村并點。

4.2 結論

本文以陜西省為研究對象,在分析2000—2020年每隔5 a陜西省城鎮化與生態環境質量時空格局演變的基礎上,采用耦合協調度模型和雙變量空間自相關模型剖析了二者耦合關系及時空變化特征,主要結論如下:

(1)2000—2020年陜西省城鎮化水平總體呈現穩步上升趨勢,其中綜合城鎮化率提高了111.45%,從空間分布上來看,陜西省的城鎮化水平呈現“中間高四周低”的分布格局,空間差異明顯。關中地區城鎮化水平最高,陜南地區的城鎮化水平次之,陜北地區的城鎮化水平最低。

(2)2000—2020年陜西省整體RSEI均值呈穩步上升趨勢,生態環境呈現出好轉的態勢,但地區間的差異依舊顯著,整體呈現“北低南高”的分布格局,且發展的空間異質性逐漸趨于強化,其中,陜北地區神木市、榆林市的生態環境質量有所好轉。關中地區生態環境質量等級由中轉良、由良轉優的地區不斷增多,如寶雞市、西安市和渭南市南部部分區域。陜南地區良轉優的地區范圍逐漸增多,如陜南地區的漢中市、安康市和商洛市部分行政范圍。

(3)基于綜合城鎮化率和RESI指數構建的耦合度模型能效地識別出陜西省城鎮化和生態環境狀況的耦合協調程度,整體來看,陜西省內部各縣域的生態環境與城鎮化耦合協調發展長期存在明顯差距,但隨著時間推移發展協調的地區逐漸增多。2010—2020年兩者經歷了“重度失調—初級協調”的轉變,協調程度不高但等級趨于不斷優化。區域內部各地區耦合協調度均處于不斷提升的狀態,其中陜北地區神木市、府谷市耦合協調程度有所好轉,關中地區良好協調地區范圍逐漸擴大,陜南地區重度失調地區逐漸減少?？臻g格局上,以關中地區為核心總體呈現“中部高兩邊低”的分布特征,耦合協調度的空間差異在逐漸減小。