馬超群 何艷芬

摘要:運(yùn)用生態(tài)位理論分析區(qū)域內(nèi)城市間的競(jìng)爭(zhēng)程度及變化情況。采用生態(tài)位寬度模型、重疊度模型,計(jì)算1984年和2004年兩個(gè)時(shí)期關(guān)中地區(qū)各城市生態(tài)位寬度和生態(tài)位重疊度,并對(duì)比分關(guān)中城市競(jìng)爭(zhēng)力變化。結(jié)果表明:(1)生態(tài)位可以用來表征城市競(jìng)爭(zhēng)能力;(2)1984年關(guān)中地區(qū)城市生態(tài)位寬度窄,且重疊度高,城市競(jìng)爭(zhēng)激烈;2004年城市生態(tài)位寬度大大加寬,重疊度較低,城市競(jìng)爭(zhēng)緩和;關(guān)中地區(qū)各城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐漸合理,生態(tài)位寬度增大,重疊度減小,城市間競(jìng)爭(zhēng)程度大幅下降。

關(guān)鍵詞:城市生態(tài)位;生態(tài)位重疊;競(jìng)爭(zhēng);關(guān)中地區(qū)

中圖分類號(hào):F127文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-9107(2009)06-0049-05

一、研究概述

城市生態(tài)位研究主要是將生態(tài)學(xué)中的生態(tài)位概念引入城市研究領(lǐng)域,將城市視為活的有機(jī)體,而將城市存在所涉及到的自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)條件視作環(huán)境,一個(gè)城市通過其所占據(jù)的資源及形成的功能在多維系統(tǒng)中占據(jù)一定的位置形成生態(tài)位。

從目前來看,國(guó)內(nèi)城市生態(tài)位研究主要集中在對(duì)于城市生態(tài)位內(nèi)涵的界定與城市生態(tài)位的計(jì)算上,前者如王如松[1]、周鴻[2]、李自真[3]、韓秀娣[4]、胡春雷[5]、陳紹愿等[6]、曹嶸等[7]、丁圣彥等[8],他們分別從定義、內(nèi)涵、形成機(jī)理、計(jì)算方法、分類及評(píng)價(jià)系統(tǒng)建立等諸多方面對(duì)城市生態(tài)位進(jìn)行了研究;后者為當(dāng)前研究主流,如羅小龍等[9]將生態(tài)位理論引入城鄉(xiāng)結(jié)合部的研究,以南京為例進(jìn)行了實(shí)證研究;王勇等[10,11]對(duì)城市生態(tài)位在小城鎮(zhèn)發(fā)展及規(guī)劃等方面的作用進(jìn)行了分析,根據(jù)小城鎮(zhèn)資源環(huán)境的飽和程度、生態(tài)位重疊與競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,將我國(guó)小城鎮(zhèn)20世紀(jì)80年代以來的發(fā)展劃分為無競(jìng)爭(zhēng)、有限競(jìng)爭(zhēng)和全面競(jìng)爭(zhēng)三個(gè)發(fā)展階段;韓秀娣[4]建立了城市生態(tài)位評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,包括人均土地、大氣綜合指數(shù)、年均噪聲等級(jí)、人均壽命等7項(xiàng)具體指標(biāo)并以北京、上海等9個(gè)城市為研究單元,進(jìn)行了城市生態(tài)位定量評(píng)價(jià)的初步嘗試;楊國(guó)賢等[12]從城市生態(tài)位概念出發(fā),以提高“人的生命質(zhì)量”為前提建立了城市生態(tài)位指標(biāo)體系,在此基礎(chǔ)上測(cè)度了銀川的城市生態(tài)位,并與其他8個(gè)城市進(jìn)行了比較;李艷萍等[13]從生態(tài)位理論的角度出發(fā),選擇人口、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境3類因素根據(jù)超體積生態(tài)位概念,計(jì)算并分析了江蘇省沿江各個(gè)城市生態(tài)位指標(biāo);丁圣彥等[8]以開封市不同功能模塊為研究對(duì)象,探討近十年來開封市不同功能模塊生態(tài)位格局變化規(guī)律,并對(duì)變化的原因進(jìn)行了分析;王莉莉[14]選取了反映經(jīng)濟(jì)發(fā)展、基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)環(huán)境、居民健康和教育以及城市吸引力的5大類25項(xiàng)生態(tài)因子,構(gòu)建指標(biāo)體系,以江蘇省為研究區(qū)域,計(jì)算出13城市1999-2004年間的6大類生態(tài)位適宜度,并且運(yùn)用ArcGIS、SPSS進(jìn)行區(qū)域內(nèi)城市生態(tài)位的時(shí)空對(duì)比和相關(guān)性分析;孟德友,陸玉麒[15]將城市生態(tài)位劃分為城市生產(chǎn)位、城市生活位和城市環(huán)境位3個(gè)因素層次,選擇表征城市生態(tài)位的指標(biāo)因子,計(jì)算了2001-2004年河南省17個(gè)省轄市市區(qū)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),得出表征各城市生態(tài)位寬度的各因子的得分,分析了河南各省轄市城市生態(tài)位指標(biāo)因子值。

應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,生態(tài)位這一概念具有兩個(gè)基礎(chǔ)假設(shè):首先,在環(huán)境中的資源數(shù)量是稀缺的;其次,各生物對(duì)同一種資源產(chǎn)生需求。伴隨這兩個(gè)假設(shè)隨之而來的結(jié)論就是——競(jìng)爭(zhēng)。因此,生態(tài)位除反映生物在多維空間中所占據(jù)的位置外更多是要反映不同生物的競(jìng)爭(zhēng);而生態(tài)位的重疊可以反映競(jìng)爭(zhēng)程度:兩生物的生態(tài)位重疊度越高意味著生物在多維空間中占據(jù)的位置越接近,競(jìng)爭(zhēng)越強(qiáng)烈。在國(guó)內(nèi),從生態(tài)位這一角度反映城市競(jìng)爭(zhēng)的研究鮮見。本文即依據(jù)此種思想,運(yùn)用生態(tài)學(xué)中生態(tài)位及生態(tài)位重疊的計(jì)算方法分析關(guān)中地區(qū)各城市生態(tài)位寬度并計(jì)算其重疊度用以反映區(qū)域內(nèi)城市間的競(jìng)爭(zhēng)程度。

二、研究區(qū)概況及研究條件設(shè)定

關(guān)中地區(qū)位于陜西省中部,土地面積5.55×104公頃,包括5個(gè)地級(jí)市,總?cè)丝?219.27萬(截止2004年底)。地形以川原為主,地勢(shì)平坦,土地肥沃,生態(tài)環(huán)境良好。各地市之間產(chǎn)業(yè)聯(lián)系較緊密,且形成了自己的特色,構(gòu)成了一個(gè)比較完整和獨(dú)立的經(jīng)濟(jì)單元。關(guān)中地區(qū)的工業(yè)體系是“一五”、“二五”和“三線建設(shè)”時(shí)期高度集中的計(jì)劃體制下,依靠國(guó)家投資建設(shè)而成;其貫穿始終的主題是以機(jī)械、軍工為中心的重型工業(yè)建設(shè)。產(chǎn)業(yè)主要分布在西安、咸陽(yáng)、寶雞、銅川,渭南地區(qū)雖有零星分布,但集中在韓城、澄城等地礦區(qū)。這一時(shí)期關(guān)中地區(qū)工業(yè)發(fā)展迅速,形成了日后城市發(fā)展的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),但同時(shí)存在著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重復(fù)布局、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)性差等問題。隨著我國(guó)進(jìn)入改革開放時(shí)期,這些問題極大地限制了關(guān)中地區(qū)產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)及城市的發(fā)展。從20世紀(jì)80年代末至90年代初開始,關(guān)中地區(qū)也開始不斷深入地進(jìn)行改革,包括加快市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)制度建設(shè),推進(jìn)國(guó)有企業(yè)改革,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),進(jìn)行工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部改造、整合、升級(jí)等,促使地區(qū)經(jīng)濟(jì)逐漸擺脫了改革開放初期的不適應(yīng),恢復(fù)了關(guān)中地區(qū)城市的發(fā)展活力。至2004年關(guān)中地區(qū)基本擺脫了老工業(yè)基礎(chǔ)給城市發(fā)展帶來的困境。在這一變化歷程中,城市生態(tài)位也在不斷變化,為研究城市變遷提供了另一條可行之路。

城市是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng),發(fā)展涉及的資源類型多、數(shù)量大。運(yùn)用多維空間理論研究城市生態(tài)位,主要從城市發(fā)展所占據(jù)的空間、占有的資源、能源、市場(chǎng)出發(fā),以占有資源數(shù)量作為反映生態(tài)位寬窄程度,而不同城市對(duì)同類資源的占有則視為生態(tài)位重疊。研究以1984年、2004年生態(tài)位為研究對(duì)象,對(duì)研究范圍及研究領(lǐng)域做以下規(guī)定。

1.隨著歷史的進(jìn)步,現(xiàn)代城市已形成了門類眾多的產(chǎn)業(yè)類型,按照對(duì)于資源利用性質(zhì)的不同,大致可以分為一、二、三等三個(gè)產(chǎn)業(yè)大類,其中一、二產(chǎn)業(yè)以實(shí)體生產(chǎn)為主,需要消耗大量資源,第三產(chǎn)業(yè)中如零售業(yè)、物流業(yè)等諸多行業(yè)則對(duì)一、二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品再分配。因此,城市所占據(jù)的空間、資源等,主要以城市中所擁有的消耗資源性的產(chǎn)業(yè)為代表(國(guó)家產(chǎn)業(yè)分類第二產(chǎn)業(yè)中制造業(yè)的30個(gè)產(chǎn)業(yè)門類及采礦業(yè)和電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)六個(gè)門類在內(nèi)的共39個(gè)行業(yè)),第三產(chǎn)業(yè)中的行業(yè)暫不考慮。

2.生態(tài)系統(tǒng)中,不同生物對(duì)資源利用效率的差異會(huì)引起其生態(tài)位及競(jìng)爭(zhēng)能力的變化,經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中同樣存在相同的原則,資源利用效率越高生產(chǎn)單位競(jìng)爭(zhēng)能力越強(qiáng),同類行業(yè)也會(huì)因此產(chǎn)生生態(tài)位不一致的情況。為避免個(gè)體差異所引起的混亂,假設(shè)研究區(qū)內(nèi)同階段內(nèi)同類生產(chǎn)企業(yè)所采用的技術(shù)、工藝基本一致,單位產(chǎn)品或單位產(chǎn)值消耗的資源數(shù)量相等,同類企業(yè)、產(chǎn)品所針對(duì)的顧客群體相同。

通過規(guī)定簡(jiǎn)化后的研究區(qū)可以用較為明了、易得的產(chǎn)值數(shù)據(jù)替代空間、資源、能源等維度數(shù)據(jù),使研究不致迷失在分析進(jìn)出城市系統(tǒng)的物能數(shù)量上。

三、1984、2004年關(guān)中各城市生態(tài)位寬度變化

國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了不少生態(tài)位寬度計(jì)算公式(Levins,1968;Col瞱ell等,1971;Pielou,1972;Schoener,1974;Hurlbert,1978;Petraitis,1979,1981;Feinsinger等,1981;Thorman,1982;余世孝等,1994),也曾有人(余世孝等,1994;李德志等,2006)對(duì)其進(jìn)行過部分評(píng)述。[16,17]本文在計(jì)算時(shí),選擇最常使用的Levins(1968)模型(見公式(1)),采用1984年和2004年關(guān)中四地市(西安、咸陽(yáng)、寶雞、銅川等)工業(yè)產(chǎn)業(yè)中39個(gè)行業(yè)門類產(chǎn)值進(jìn)行計(jì)算,并以其計(jì)算結(jié)果作為生態(tài)位特征測(cè)度的初步依據(jù)。數(shù)據(jù)來源主要包括陜西省統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)和陜西省第一次經(jīng)濟(jì)普查數(shù)據(jù)公報(bào)兩部分。

玴璱=N璱N1+…+N璱+…+N璼(1)

獴=1ΣSi=1(P璱)2(2)

其中,玁i為地區(qū)玦行業(yè)產(chǎn)值與整個(gè)研究區(qū)域玦行業(yè)產(chǎn)值之比,代表某地玦行業(yè)中所占有的資源占整個(gè)研究區(qū)域的份額;根據(jù)假設(shè)(3),玃i代表玦行業(yè)中占用的資源在整個(gè)區(qū)域總耗用資源中的份額;獴為地區(qū)生態(tài)位寬度。通過計(jì)算得到關(guān)中不同地市生態(tài)位寬度及其變化(見表1)。

通過對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)關(guān)中地區(qū)四地市生態(tài)位變化有如下特征:

1.1984年四地市按照寬幅大小排列分別是西安、寶雞、咸陽(yáng)、銅川,生態(tài)位寬幅較窄,城市競(jìng)爭(zhēng)力較弱,除銅川外其余三城市分化不明顯,基本位于同一集團(tuán)中。

2.2004年四地市按照生態(tài)位寬度由大到小排列分別是西安、咸陽(yáng)、寶雞、銅川,其中西安生態(tài)位最大達(dá)到32.3836,銅川最小僅有3.0021,之間差值達(dá)到29.3815,四地市在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、構(gòu)成上差別很大,并引起對(duì)資源的占有差異很大。

3.從1984-2004年四地市生態(tài)位寬幅均有增加,其中西安市增幅最大達(dá)到18.9088,銅川最小,僅為0.4737,在區(qū)域系統(tǒng)內(nèi)各城市對(duì)于資源空間利用的寬度大大加強(qiáng),競(jìng)爭(zhēng)能力增加,同時(shí)地區(qū)城市形成了西安、寶雞——咸陽(yáng)、銅川三個(gè)競(jìng)爭(zhēng)力階層。

結(jié)合四個(gè)地級(jí)城市玁i值變化分析,從1984-2004年,關(guān)中地區(qū)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變化不大,同時(shí)結(jié)合生態(tài)位特征(生態(tài)位寬度主要與主體所占據(jù)的個(gè)資源空間結(jié)構(gòu)有關(guān))可以確定,關(guān)中等四地市城市中生態(tài)位寬度變化主要源于工業(yè)結(jié)構(gòu)變化較大,各地已經(jīng)由傳統(tǒng)的軍工、國(guó)防、重工業(yè)向多元化轉(zhuǎn)變,其中西安市結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變最大,銅川市由于屬于礦產(chǎn)資源型城市,受資源限制更多,轉(zhuǎn)變幅度最小。

四、關(guān)中地區(qū)四地市生態(tài)位重疊度

生態(tài)位重疊是生態(tài)位計(jì)測(cè)過程中的一個(gè)重要指標(biāo)。許多學(xué)者曾經(jīng)對(duì)此給出不同定義,如:兩個(gè)物種對(duì)某一資源的共同利用程度;兩個(gè)物種在同一資源狀態(tài)上的相遇頻率;一定資源狀態(tài)上物種的多樣性程度;兩個(gè)物種與其生態(tài)因子聯(lián)系上的相似性。[17]本文將城市生態(tài)位重疊定義為:兩個(gè)或多個(gè)城市在適應(yīng)環(huán)境和利用資源的實(shí)際幅度或潛在能力方面所表現(xiàn)出的共同性或相似性。對(duì)生態(tài)位重疊進(jìn)行計(jì)算主要采取非對(duì)稱α模型(Levins,1968;MacArthur,1972):

Е聯(lián)瓁,y=Σ玈i=1P瓁i〗P瓂iΣ玈i=1(P瓁i)2=Σ玈i=1P瓁i〗P瓂i(B瓁)(3)

根據(jù)公式(3)計(jì)算出關(guān)中四個(gè)地級(jí)城市兩個(gè)時(shí)期的生態(tài)位重疊矩陣(見表2、表3)及其變化矩陣(見表4)。

觀察后不難發(fā)現(xiàn),方法(3)得到的重疊矩陣是不對(duì)稱的,其原因顯然是因?yàn)椴煌闹丿B指數(shù)對(duì)等級(jí)不同的城市所產(chǎn)生的競(jìng)爭(zhēng)壓力是大不相同的,即Е義y≠α瓂x?。重刀热≈捣秶?1之間,值越靠近1,兩城市競(jìng)爭(zhēng)越激烈。以2004年西安和咸陽(yáng)的生態(tài)位重疊指數(shù)為例,西安對(duì)咸陽(yáng)的競(jìng)爭(zhēng)壓力為0.6862,高于咸陽(yáng)對(duì)西安的競(jìng)爭(zhēng)壓力為0.4353。[18,19]

另外表中總和Ⅰ為主動(dòng)生態(tài)位重疊度之和,體現(xiàn)區(qū)域內(nèi)城市對(duì)其他城市所施加的競(jìng)爭(zhēng)壓力?？偤廷?yàn)楸粍?dòng)生態(tài)位重疊度之和,體現(xiàn)城市承受其他城市的競(jìng)爭(zhēng)壓力。

通過生態(tài)位重疊度矩陣及變化矩陣(見表2、3、4)可以看出,關(guān)中地區(qū)四地市競(jìng)爭(zhēng)特征及其變化趨勢(shì):

1.1984年關(guān)中四地市生態(tài)位重疊程度較高,城市間存在較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)。重疊矩陣中,重疊度和最大可以達(dá)到12,以其半值作為競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)烈與否的分界點(diǎn),關(guān)中四地市重疊度和為6.1561,城市之間占據(jù)的資源空間有較大重合引起城市競(jìng)爭(zhēng)較為激烈。西安市在關(guān)中整體競(jìng)爭(zhēng)格局中處于絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位,生態(tài)位主動(dòng)重疊度值達(dá)2.0691,對(duì)其他城市產(chǎn)生壓力最強(qiáng)。城市之間形成較多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。定義重疊指數(shù)在0.5-1之間的城市為可能的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手[18],發(fā)現(xiàn):西安和咸陽(yáng)(0.8178)、西安和寶雞(0.8714)、咸陽(yáng)和寶雞(0.7362)、咸陽(yáng)和銅川(0.6354)城市生態(tài)位重疊值較高,互為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,特別是西安與寶雞、西安與咸陽(yáng)以形成強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì),西安如借助自身?xiàng)l件沿襲傳統(tǒng)發(fā)展,會(huì)對(duì)這兩個(gè)城市的發(fā)展形成限制。

2.2004年關(guān)中四地市生態(tài)位重疊度和僅為4.2817,重疊程度不高,城市間競(jìng)爭(zhēng)緩和。西安市在關(guān)中整體競(jìng)爭(zhēng)格局中雖仍處于優(yōu)勢(shì)地位,但優(yōu)勢(shì)性不強(qiáng)。西安和咸陽(yáng)(0.6862)、西安和寶雞(0.5874)、咸陽(yáng)和銅川(0.5716)城市生態(tài)位重疊值較高,互為可能的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

3.從1984年至2004年21年間,關(guān)中四地市生態(tài)位重疊度大幅下降,競(jìng)爭(zhēng)趨緩。各城市中工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨向多樣化,而且不同城市已形成不同的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。西安市在關(guān)中地區(qū)競(jìng)爭(zhēng)格局中的優(yōu)勢(shì)地位在逐漸削弱,21年間主動(dòng)重疊度之和下降0.4958,降幅很大,其余地市已經(jīng)逐漸脫離西安市競(jìng)爭(zhēng)范圍。形成競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的城市數(shù)量在下降,且競(jìng)爭(zhēng)激烈程度大幅降低。1984年互為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的城市共有4對(duì),生態(tài)位重疊度平均為0.7652,至2004年下降為3對(duì),且生態(tài)位重疊度平均為0.6151。

五、結(jié)語

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)制度由計(jì)劃向市場(chǎng)變的同時(shí),城市發(fā)展也擺脫傳統(tǒng)指令政策的控制,逐漸回歸自身發(fā)展規(guī)律。地區(qū)內(nèi)城市關(guān)系由競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)為合作、互補(bǔ),生態(tài)位逐漸加寬,競(jìng)爭(zhēng)減少,形成類似生態(tài)系統(tǒng)的等級(jí)全面、功能互補(bǔ)的城市系統(tǒng)。生態(tài)位的分離及生態(tài)位的擴(kuò)充都是緩解城市競(jìng)爭(zhēng)的有效途徑,現(xiàn)代城市應(yīng)當(dāng)通過錯(cuò)位競(jìng)爭(zhēng)、互惠共生來實(shí)現(xiàn)城市之間的共存共榮。[6]

然而,城市生態(tài)位概念的應(yīng)用仍有很大缺陷,盡管城市可以被看作是特殊的生命體,但它并不具備完全的生物屬性,城市發(fā)展所需要的資源數(shù)量及類別也遠(yuǎn)非單個(gè)生物物種可以比擬,同時(shí)大量如科技、信息、人際關(guān)系等非實(shí)體資源的存在,都會(huì)對(duì)城市生態(tài)位產(chǎn)生影響,這些有待于進(jìn)一步研究。但是隨著生態(tài)位理論的不斷完善,它將為以后城市與城市群研究理論和方法注入更多新鮮血液。[20]

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