劉丹丹,黃安民,* ,楊德偉,林劍藝,崔一付

1 浙大城市學(xué)院商學(xué)院，杭州 310015 2 華僑大學(xué)旅游學(xué)院,泉州 362021 3 西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院,重慶 400715 4 中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所,城市環(huán)境與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廈門 361021

2020年10月29日剛剛結(jié)束的中國(guó)共產(chǎn)黨第十九屆五中全會(huì)指出中國(guó)已轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段,但發(fā)展不平衡不充分問(wèn)題仍然突出,城鄉(xiāng)收入差距明顯,生態(tài)環(huán)保任重道遠(yuǎn),民生保障存在短板,社會(huì)治理還有弱項(xiàng)[1]。這些復(fù)雜的綜合問(wèn)題需要通過(guò)多因素分析方法進(jìn)行綜合研究。早期的社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法主要采用層次分析法和德爾菲法[2]。在后期,學(xué)者們主要關(guān)注模型和理論的應(yīng)用,如DPSIR模型[3]、全排列多邊形綜合指標(biāo)法[4]、支持向量機(jī)[5]、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析[6]、TOPSIS模型[7—8]和生態(tài)位等。生態(tài)位植根于生態(tài)學(xué)和地理學(xué)領(lǐng)域,被認(rèn)為是人類尋求解決當(dāng)代社會(huì)問(wèn)題的科學(xué)理論之一[9],是指生物群落中物種的空間和作用[10],它反映了某一物種與外界環(huán)境的相互作用關(guān)系。同樣的,城市研究中的多因素方法也受益于生態(tài)位理論[11—12]。城市生態(tài)位是指城市在區(qū)域中的地位、功能和作用,涵蓋城市邊界內(nèi)外的自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等方面[9,13]。城市生態(tài)位作為一種新興的跨學(xué)科視角,使我們能夠理解人類主導(dǎo)系統(tǒng)中的社會(huì)生態(tài)過(guò)程,幫助社會(huì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

生態(tài)位理論起源于生物學(xué)領(lǐng)域,最早由Grinnell[14—15]提出,此后Elton[16]、Gause[17]、Hutchinson[18]、Odum[19]等對(duì)生態(tài)位概念都做出了各自的闡述,經(jīng)歷了空間生態(tài)位、功能或營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位、多維生態(tài)位和超體積生態(tài)位等發(fā)展過(guò)程。國(guó)內(nèi)學(xué)者王如松從復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā),將生態(tài)位引入到城市研究中,認(rèn)為城市是自然-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),把城市生態(tài)位定義為城市提供給人們利用的各種生態(tài)因子和生態(tài)關(guān)系的總和[9,13,20]。此后,城市生態(tài)位理論在城市生態(tài)學(xué)、人類生態(tài)學(xué)、土地利用、旅游競(jìng)爭(zhēng)力方面取得了廣泛應(yīng)用[21—26]。朱春全提出了生態(tài)位態(tài)勢(shì)理論與擴(kuò)充假說(shuō),認(rèn)為自然和社會(huì)中的生物單元都具有態(tài)和勢(shì)兩個(gè)方面的屬性[27]。胡春雷等進(jìn)一步總結(jié)了城市生態(tài)位態(tài)勢(shì)理論、生態(tài)位適宜度理論、生態(tài)位擴(kuò)充理論和生態(tài)位重疊與分離理論在城市研究中的應(yīng)用[28]。秦立春等通過(guò)生態(tài)位理論分析長(zhǎng)株潭城市群的發(fā)展情況,為長(zhǎng)株潭城市群協(xié)調(diào)發(fā)展提供理論借鑒與指導(dǎo)[29]。申雅楠等以京津冀地區(qū)為例探索城市擴(kuò)展與生態(tài)位的空間變化的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系[30]。孫麗文等從生態(tài)位理論入手,構(gòu)建了我國(guó)文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[31]。在研究方法上,有生態(tài)位寬度、生態(tài)位重疊度、生態(tài)位體積和生態(tài)位維度。其中生態(tài)位寬度和生態(tài)位重疊度是生態(tài)位的重要質(zhì)量指標(biāo)。生態(tài)位寬度有Levins公式[32]、Schoener公式[33]、Hurbert公式[34]、Smith公式[35]和態(tài)勢(shì)公式[27]等。生態(tài)位重疊度的計(jì)算公式有曲線平均法、對(duì)稱α法[36]、王剛公式[37]等。目前,生態(tài)位理論仍在不斷發(fā)展,各種測(cè)量公式也在不斷完善。尤其是生態(tài)位寬度的定量計(jì)算,每種公式都有其優(yōu)缺點(diǎn),選擇適合研究?jī)?nèi)容與數(shù)據(jù)的公式尤其重要。

從空間尺度的角度來(lái)看,城市生態(tài)位的研究包括區(qū)域尺度[29,38]、省級(jí)尺度[39]、城市尺度[21,40]和鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度[41]。尺度是生態(tài)學(xué)和地理學(xué)當(dāng)中的基本概念,也是研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)[42]。對(duì)事物選取不同的觀測(cè)和分析尺度會(huì)出現(xiàn)不同的特征和現(xiàn)象,此為尺度效應(yīng)[43—44]。尺度效應(yīng)普遍存在于地理尺度當(dāng)中,尺度選擇過(guò)大,研究區(qū)域內(nèi)部信息會(huì)被忽略,尺度選擇過(guò)小,則無(wú)法宏觀把握研究信息,尺度的不同帶來(lái)的是千差萬(wàn)別的結(jié)果[45]?，F(xiàn)有的城市生態(tài)位研究雖然涉及面廣,但大多集中在城市尺度,對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度的指標(biāo)構(gòu)建和測(cè)度研究不足,鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為城市體系金字塔的基礎(chǔ)和節(jié)點(diǎn),在中國(guó)城市的崛起中發(fā)揮著獨(dú)特的作用。中國(guó)數(shù)千個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)通過(guò)物質(zhì)、能源和信息流的供應(yīng),培育了梯度城市。將生態(tài)位理論引入到鄉(xiāng)鎮(zhèn)研究中,有助于在更微觀的尺度上理解城市的發(fā)展?jié)摿?。其?城市生態(tài)位在區(qū)域的研究當(dāng)中,極少關(guān)注尺度效應(yīng)的作用,城市生態(tài)位在尺度效應(yīng)的作用下是否會(huì)突出單一維度和功能,在不同尺度下突出的信息是否有區(qū)別,研究迫切需要在同一區(qū)域下的橫向?qū)Ρ取?/p>

基于此,本文運(yùn)用生態(tài)位理論,分析鄉(xiāng)鎮(zhèn)-區(qū)縣-地市三級(jí)尺度的區(qū)域發(fā)展現(xiàn)狀和空間差異,探討未來(lái)空間格局的發(fā)展策略,在一定程度上拓展了生態(tài)位研究的新視角。其次衡量鄉(xiāng)鎮(zhèn)-區(qū)縣-地市三個(gè)不同尺度在城市生態(tài)位中表現(xiàn)的異同點(diǎn),了解尺度轉(zhuǎn)換過(guò)程中研究區(qū)域突出的特征和要素。最后對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)-區(qū)縣-地市生態(tài)位空間格局的原因進(jìn)行了探討,以便為區(qū)域各尺度高質(zhì)量發(fā)展的宏觀規(guī)劃提供依據(jù)。

1 指標(biāo)體系與研究方法

1.1 研究區(qū)城市生態(tài)位指標(biāo)體系構(gòu)建

基于城市生態(tài)位,結(jié)合適宜的指標(biāo)體系,將區(qū)域生態(tài)位劃分為三個(gè)層次：系統(tǒng)層、要素層和指標(biāo)層。系統(tǒng)層包括環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生態(tài)位,指標(biāo)層包括相應(yīng)生態(tài)位的單項(xiàng)指標(biāo)。環(huán)境生態(tài)位反映了研究區(qū)域在自然生態(tài)系統(tǒng)的資源條件和保護(hù)以及環(huán)境污染狀況。本研究主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行分析：(1)自然生態(tài)。生態(tài)環(huán)境是人與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。水域面積、濕地面積和植被覆蓋率都是重要的自然資源,對(duì)于氣候變化、保持水土、防風(fēng)防沙、維持生物多樣性等發(fā)揮著重要作用。(2)環(huán)境污染。研究選取了大氣污染指數(shù)的重要指標(biāo)細(xì)顆粒物(PM2.5)代表環(huán)境污染狀況。2013年,“霧霾”成為中國(guó)的年度關(guān)鍵詞。此后,空氣質(zhì)量在中國(guó)引起極大重視,PM2.5也成為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境污染情況的硬性指標(biāo)。PM2.5是一個(gè)負(fù)面指標(biāo),越小越好。經(jīng)濟(jì)生態(tài)位反映研究區(qū)域在經(jīng)濟(jì)發(fā)展放的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì),是區(qū)域發(fā)展的基礎(chǔ)指標(biāo)。本研究從兩個(gè)方面進(jìn)行概述：(1)經(jīng)濟(jì)規(guī)模。包括人均工業(yè)總產(chǎn)值和人均財(cái)政收入。由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度級(jí)別較小,數(shù)據(jù)收集困難,官方無(wú)公開鎮(zhèn)域生產(chǎn)總值,而浙江省鎮(zhèn)域經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),鎮(zhèn)域經(jīng)濟(jì)是縣域經(jīng)濟(jì)和城市經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),其中鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)的發(fā)展是重要基石。而地方財(cái)政收入很大部分是第三產(chǎn)業(yè)稅收,代表著第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r,因此通過(guò)人均工業(yè)總產(chǎn)值和人均財(cái)政收入兩個(gè)指標(biāo)在一定程度上代表了研究區(qū)域的第二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)規(guī)模狀況。(2)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。這是加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要手段,它代表著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)狀態(tài),因此用工業(yè)企業(yè)個(gè)數(shù)占企業(yè)個(gè)數(shù)比重來(lái)反映研究區(qū)域第二產(chǎn)業(yè)的占比,用第三產(chǎn)業(yè)的各類設(shè)施數(shù)量表明研究區(qū)域第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模。社會(huì)生態(tài)位反映了研究區(qū)域在基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)、社會(huì)保障方面的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì),它代表著人類的福祉。本文分析了社會(huì)生態(tài)位的以下幾個(gè)方面：(1)基礎(chǔ)設(shè)施。包括了交通設(shè)施、體育場(chǎng)館、公園等居民的生活設(shè)施發(fā)展。(2)教育設(shè)施。由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)別基本沒(méi)有高等教育,并且由于教育資源的聚集和適齡兒童的減少,很多鄉(xiāng)鎮(zhèn)并沒(méi)有初、高中,因此只能計(jì)算幼兒園、小學(xué)個(gè)數(shù)來(lái)放映研究區(qū)域的教育設(shè)施。(3)醫(yī)療衛(wèi)生。由醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)個(gè)數(shù)來(lái)說(shuō)明。(4)文化娛樂(lè)。通過(guò)圖書館、文化站、影劇院個(gè)數(shù)放映當(dāng)?shù)鼐用裎幕瘖蕵?lè)生活,也是人類福祉當(dāng)中很重要的公共服務(wù),如表1所示。

正向指標(biāo)：

(1)

負(fù)向指標(biāo)：

(2)

(3)

(4)

1.2 研究方法

(1)生態(tài)位寬度

生態(tài)位寬度又稱生態(tài)位大小,各個(gè)生態(tài)學(xué)者對(duì)其定義各有不同,一般是物種對(duì)環(huán)境和資源利用程度的總和。生態(tài)位寬度越大,生存適應(yīng)性越強(qiáng)[34]。研究采用自然突變點(diǎn)分類法將生態(tài)位寬度劃分為五個(gè)等級(jí)。數(shù)值越大,生態(tài)位寬度越大,其城市發(fā)展水平越好。本文采用改進(jìn)的Shannon-Wiener公式來(lái)測(cè)算生態(tài)位寬度,計(jì)算公式為：

(5)

其中,Bi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)i的生態(tài)位寬度,Pij為鄉(xiāng)鎮(zhèn)i利用j資源的比例,即為鄉(xiāng)鎮(zhèn)i對(duì)j資源的利用程度,S為指標(biāo)個(gè)數(shù)[46—47]。

表1 研究區(qū)城市生態(tài)位指標(biāo)體系

(2)生態(tài)位分異指數(shù)

為了比較研究區(qū)域內(nèi)各子系統(tǒng)的生態(tài)位差異,構(gòu)建了生態(tài)位分異指數(shù),以了解區(qū)域內(nèi)生態(tài)位子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變化[38]。計(jì)算公式如下

(6)

(3)生態(tài)位重疊度

生態(tài)位重疊度是指兩個(gè)不同物種對(duì)同一資源的利用程度。生態(tài)位的重疊度越大,說(shuō)明區(qū)域之間對(duì)同種資源的競(jìng)爭(zhēng)程度越大,有限的資源會(huì)加劇區(qū)域之間的競(jìng)爭(zhēng)和沖突。因此,生態(tài)位重疊度越高,說(shuō)明兩個(gè)研究區(qū)域的資源競(jìng)爭(zhēng)越激烈。本文采用Pianka模型對(duì)區(qū)域生態(tài)位重疊度進(jìn)行測(cè)算[48]：

(7)

其中Pij和Pik表示第j種和第k種使用第i種資源的比例。

(4)引力模型

引力模型能夠比較城市間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的密切程度和合作機(jī)會(huì),因此本研究基于生態(tài)位寬度,對(duì)引力模型公式進(jìn)行了改進(jìn),來(lái)探討距離影響下各城市之間合作特征,如下所示：

(8)

其中,Gij代表兩個(gè)研究區(qū)域之間的合作機(jī)會(huì),Dij是兩個(gè)區(qū)域之間的重心距離。

2 研究對(duì)象與數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 研究對(duì)象

浙江省位于中國(guó)東南沿海,長(zhǎng)江三角洲南翼。面積10.55萬(wàn)km2,下轄11市,截止2019年末全省常住人口5850萬(wàn)人。2019年浙江省生產(chǎn)總值為62352億元,人均生產(chǎn)總值為107624元,2019年10月,入選國(guó)家數(shù)字經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展試驗(yàn)區(qū)。研究選取浙江省主要城市的鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為研究對(duì)象之一,剔除了街道這一行政級(jí)別,考慮到建制鎮(zhèn)數(shù)據(jù)可得性和可比性,主要關(guān)注825個(gè)建制鄉(xiāng)鎮(zhèn),71個(gè)區(qū)縣和11個(gè)地市,研究區(qū)基本情況如表2所示。

表2 研究區(qū)基本情況

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

(1)年鑒數(shù)據(jù)

研究所采用的指標(biāo)數(shù)據(jù)(表1：人均工業(yè)總產(chǎn)值、人均財(cái)政收入、工業(yè)企業(yè)個(gè)數(shù)占企業(yè)個(gè)數(shù)比重、體育場(chǎng)館、公園及休閑健身廣場(chǎng)、幼兒園(托兒所)、小學(xué)數(shù)、醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)、圖書館、文化站、劇場(chǎng)、影劇院)來(lái)源于中國(guó)縣域統(tǒng)計(jì)年鑒2017(鄉(xiāng)鎮(zhèn)卷)、浙江省第三次全國(guó)農(nóng)業(yè)普查分鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)據(jù)以及杭州市統(tǒng)計(jì)年鑒(2017年)等11個(gè)相關(guān)城市統(tǒng)計(jì)年鑒。

(2)POI數(shù)據(jù)

POI數(shù)據(jù)(Point of Interest)是具有空間坐標(biāo)的地理數(shù)據(jù),包括學(xué)校、醫(yī)院、銀行、餐飲、娛樂(lè)等等。它可以反應(yīng)研究地的公共設(shè)施分布情況及供給情況。研究采取的原始數(shù)據(jù)主要爬取于谷歌地圖,為浙江省2017年P(guān)OI數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)去重、篩選,挑選出825個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的餐飲/住宿/購(gòu)物/娛樂(lè)設(shè)施數(shù)量和交通設(shè)施數(shù)量共192470條。

(3)遙感數(shù)據(jù)

研究所需要的遙感數(shù)據(jù),水域面積、濕地面積、植被覆蓋是由全球土地利用覆蓋數(shù)據(jù)提取出來(lái)的,來(lái)源于http://data.ess.tsinghua.edu.cn/fromglc2017v1.html、大氣污染指數(shù)PM2.5來(lái)源于http://www.nmic.cn/,通過(guò)計(jì)算浙江省鄉(xiāng)鎮(zhèn)2017的平均值得出。

3 結(jié)果分析

3.1 生態(tài)位寬度分析

利用生態(tài)位寬度公式(5)計(jì)算浙江省地市、區(qū)縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)綜合生態(tài)位寬度,綜合生態(tài)位是環(huán)境-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)三個(gè)子系統(tǒng)相互作用的結(jié)果,是評(píng)價(jià)研究區(qū)域發(fā)展的重要指標(biāo)。從圖1可以看出,浙江省的綜合生態(tài)位寬度并不均衡。從地市尺度來(lái)看,大體呈現(xiàn)一個(gè)反“C”結(jié)構(gòu),衢州市和麗水市生態(tài)位寬度最小,杭州市、湖州市和寧波市生態(tài)位寬度最大,但從區(qū)縣尺度來(lái)看,地市尺度上生態(tài)位寬度大的杭州市除了市轄區(qū)以外其他縣市生態(tài)位寬度僅中等水平,而在地市尺度上生態(tài)位寬度小的金華市和溫州市卻在區(qū)縣尺度上生態(tài)位寬度大。進(jìn)一步從鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度來(lái)看,各個(gè)地市的鄉(xiāng)鎮(zhèn)綜合生態(tài)位寬度都處于零星分布狀態(tài)的。地市尺度生態(tài)位寬度最大的杭州市、湖州市和寧波市在鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度上表現(xiàn)極不平衡,生態(tài)位寬度從小到大均有分布。而地市尺度生態(tài)位寬度最小的衢州市和麗水市,在鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度上反而比較均衡。說(shuō)明尺度效應(yīng)在城市生態(tài)位研究中表現(xiàn)有兩點(diǎn)：一是研究尺度越大,研究區(qū)域整體生態(tài)位寬度差異越小越均衡；二是生態(tài)位寬度越大的區(qū)域,隨著研究尺度的縮小其內(nèi)部差異越大越不均衡。

圖1 浙江省地市-區(qū)縣-鄉(xiāng)鎮(zhèn)綜合生態(tài)位寬度Fig.1 Comprehensive niche breadth of cities-districts- towns in Zhejiang Province

3.2 生態(tài)位的分異程度分析

生態(tài)位分異指數(shù)是指浙江省環(huán)境-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)單個(gè)子系統(tǒng)分異程度,它表明研究區(qū)域的子系統(tǒng)發(fā)展均衡程度。根據(jù)公式(6)得到浙江省各區(qū)域生態(tài)位分異指數(shù)如圖2所示,結(jié)果表明尺度越大,各子系統(tǒng)的分異程度越低,說(shuō)明子系統(tǒng)發(fā)展越均衡,隨著尺度的縮小,分異程度逐漸增大。對(duì)比地市尺度,鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度的分異程度幾乎呈倍數(shù)增長(zhǎng)。進(jìn)一步證實(shí)了研究尺度越小,區(qū)域發(fā)展越不平衡。其次也反映了尺度效應(yīng)在環(huán)境生態(tài)位的作用力較小,而在社會(huì)生態(tài)位和經(jīng)濟(jì)生態(tài)位作用力較大。究其原因,浙江省的生態(tài)環(huán)境差距較小,而社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展差距較大,說(shuō)明尺度效應(yīng)在發(fā)展越不平衡生態(tài)位維度中作用力越大。

圖2 浙江省地市-區(qū)縣-鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)位分異指數(shù)Fig.2 Niche differentiation index of cities-districts-towns in Zhejiang Province

進(jìn)一步來(lái)看,在地市尺度上,經(jīng)濟(jì)生態(tài)位分異指數(shù)最大,但區(qū)縣尺度上社會(huì)生態(tài)位分異指數(shù)稍微領(lǐng)先經(jīng)濟(jì)生態(tài)位,而在鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度上,社會(huì)生態(tài)位分異程度逐漸擴(kuò)大。說(shuō)明浙江省鄉(xiāng)鎮(zhèn)的社會(huì)服務(wù)體系差別很大。鄉(xiāng)鎮(zhèn)提供的社會(huì)服務(wù)功能,如醫(yī)療、衛(wèi)生、教育、交通等方面,極大地滿足了人們的物質(zhì)需求,提高人們的幸福度。鄉(xiāng)鎮(zhèn)社會(huì)生態(tài)位結(jié)構(gòu)差異大,對(duì)人類福祉有一定影響。從經(jīng)濟(jì)生態(tài)位的分異指數(shù)來(lái)看,經(jīng)濟(jì)發(fā)展不夠均衡,經(jīng)濟(jì)的支撐是讓人們擁有更多選擇心儀物質(zhì)和滿足精神追求的權(quán)利,進(jìn)而提高自己的幸福度。地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡,會(huì)驅(qū)使人們向經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的地區(qū)聚集,而經(jīng)濟(jì)相對(duì)較差的地區(qū)則會(huì)出現(xiàn)城市中心空洞化,勞動(dòng)力短缺等一系列不利影響,這些都不利于人類對(duì)生活的滿意度。環(huán)境生態(tài)位分異指數(shù)最小,說(shuō)明浙江省整體的環(huán)境差異較小,表明各個(gè)區(qū)域在發(fā)展建設(shè)中,都比較注重環(huán)境問(wèn)題。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到環(huán)境的重要性,黨的十九屆五中全會(huì)指出推動(dòng)綠色發(fā)展,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)生活方式的綠色轉(zhuǎn)型。人與自然是生命共同體,人類要尊重自然,順應(yīng)自然,保護(hù)自然。在保證經(jīng)濟(jì)水平不斷提高的同時(shí),最大限度的保護(hù)生態(tài)環(huán)境,即提升了人們的經(jīng)濟(jì)水平,提高了人們對(duì)物質(zhì)的支配能力,又為人們提供清潔衛(wèi)生的生活環(huán)境,改善人民生活品質(zhì)[49]。只有環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)三者協(xié)調(diào)發(fā)展,才是區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展。

3.3 生態(tài)位的競(jìng)爭(zhēng)與合作分析

區(qū)域發(fā)展以其資源為基礎(chǔ),這樣在發(fā)展過(guò)程中,就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)或者多個(gè)區(qū)域共同占有同一種資源的現(xiàn)象,即生態(tài)位重疊,因此計(jì)算生態(tài)位重疊度,可以分析兩個(gè)區(qū)域間的競(jìng)爭(zhēng)程度。研究根據(jù)公式(7),對(duì)825個(gè)小鎮(zhèn)進(jìn)行生態(tài)位重疊度計(jì)算得到339900個(gè)結(jié)果,其中重疊度大于等于0.9以上的有10958個(gè),占比3.22%,對(duì)71個(gè)區(qū)縣進(jìn)行計(jì)算,得到2486個(gè)結(jié)果,其中重疊度大于等于0.9以上的有156個(gè),占比6.28%,對(duì)11個(gè)地市進(jìn)行計(jì)算,得到55個(gè)結(jié)果,其中重疊度大于等于0.9以上的有3個(gè),占比5.45%,詳見圖3。可以看到隨著尺度的增大,生態(tài)位重疊度越來(lái)越高,在地市尺度,生態(tài)位重疊度在0.5以上的達(dá)到了90.9%,而在鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度,這一比例僅為69.9%。

圖3 浙江省地市-區(qū)縣-鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)位重疊度占比Fig.3 Proportion of niche overlap among cities-districts-towns in Zhejiang Province

進(jìn)一步來(lái)看各個(gè)地市之間的生態(tài)位重疊度,如表3所示,可以發(fā)現(xiàn)衢州市和麗水市生態(tài)位重疊度最大,達(dá)到0.9708,其次是杭州市與寧波市,達(dá)到0.9178,排名第三的是紹興市和金華市,生態(tài)位重疊度為0.9044。說(shuō)明這些城市之間的資源重疊度高,競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系大,但是杭州市和寧波市的生態(tài)位寬度大,城市發(fā)展水平高,而麗水市和衢州市發(fā)展相對(duì)較差。研究進(jìn)一步通過(guò)引力模型分析其中緣由,根據(jù)公式(8)浙江省各個(gè)區(qū)縣和地市的引力,如圖4所示。杭州市和寧波市的引力較強(qiáng),而衢州市和麗水市對(duì)各市的引力較弱。城市間相互引力越強(qiáng),也就說(shuō)明了其更有利于組團(tuán)式發(fā)展。杭州市、寧波市、湖州市和嘉興市幾個(gè)城市聯(lián)系較為密切,更加具備協(xié)同發(fā)展的能力,能夠?qū)崿F(xiàn)城市的一體化發(fā)展[50]。而麗水市和衢州市,發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)較為相似,產(chǎn)業(yè)缺少特點(diǎn),出現(xiàn)“通用化”現(xiàn)象。這主要是因?yàn)楹０屋^高,區(qū)域發(fā)展大多是以自然資源為依托,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間具有相似性,彼此之間競(jìng)爭(zhēng)激烈。這種激烈的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)于區(qū)域的發(fā)展會(huì)有很大的影響,這也是麗水市和衢州市整體發(fā)展勢(shì)頭不佳的原因之一。同樣是生態(tài)位重疊度高,競(jìng)爭(zhēng)激烈,杭州市和寧波市可以通過(guò)與周邊地市協(xié)同合作,發(fā)展更好,而麗水市和衢州市卻面臨同質(zhì)化發(fā)展,陷入發(fā)展漩渦,生態(tài)位寬度越大的地市更容易將競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)化為合作,求取共贏,而生態(tài)位寬度小的地市面臨競(jìng)爭(zhēng)更加水深火熱,如何破除兩極分化是個(gè)難題。

表3 浙江省各地市生態(tài)位重疊度

圖4 浙江省地市和區(qū)縣的引力作用Fig.4 The gravitation of cities and districts in Zhejiang Province

4 討論與建議

4.1 尺度效應(yīng)現(xiàn)象

從地市-區(qū)縣-鄉(xiāng)鎮(zhèn)三個(gè)尺度的綜合生態(tài)位寬度和環(huán)境-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)單個(gè)子系統(tǒng)分異程度來(lái)看,尺度效應(yīng)在城市生態(tài)位的研究中發(fā)揮著獨(dú)特的作用。(1)研究尺度越大,尺度效應(yīng)作用越大。例如浙江省生態(tài)位子系統(tǒng)的分異程度隨著尺度的擴(kuò)大,分異程度逐漸降低,表現(xiàn)越均衡,但其內(nèi)部發(fā)展極不平衡信息則被忽略。這個(gè)發(fā)現(xiàn)與趙雪雁等人[51]的研究結(jié)果相似,其在不同尺度醫(yī)療資源地區(qū)差異的研究中也發(fā)現(xiàn)尺度越大,區(qū)域差異越??；尺度越小,其內(nèi)部影響因子的關(guān)聯(lián)越復(fù)雜。(2)生態(tài)位寬度越大,尺度效應(yīng)作用越大。如麗水市和衢州市的生態(tài)位寬度雖然小,但在各個(gè)尺度上并沒(méi)有出現(xiàn)明顯的落差,生態(tài)位寬度較為均衡,但生態(tài)位寬度最大的杭州市、湖州市和寧波市在鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度上差異最大。(3)維度差異越大,尺度效應(yīng)作用越大。如浙江省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展差距較大,在各尺度上差距顯著。而生態(tài)環(huán)境較為均衡,在各尺度上差距不顯著。張中波和李付娥[52]在中原城市群的生態(tài)位研究中同樣發(fā)現(xiàn)環(huán)境生態(tài)位差別不大,經(jīng)濟(jì)生態(tài)位差距較大,但沒(méi)有體現(xiàn)出尺度效應(yīng)在維度上的強(qiáng)化作用。以往的城市生態(tài)位研究大多聚焦于城市群或省域尺度,由于數(shù)據(jù)獲取問(wèn)題研究者極少關(guān)注區(qū)縣或者鄉(xiāng)鎮(zhèn)等小尺度。本研究首次將地市-區(qū)縣-鄉(xiāng)鎮(zhèn)三個(gè)尺度進(jìn)行橫向?qū)Ρ?發(fā)現(xiàn)生態(tài)位的寬度和維度等在尺度效應(yīng)作用下的新特征,總結(jié)出尺度效應(yīng)在城市生態(tài)位中的現(xiàn)象應(yīng)當(dāng)引起重視。

4.2 兩極分化現(xiàn)象

城市的發(fā)展過(guò)程伴隨著對(duì)資源的占有與利用,不管是自然資源、人力資源還是科技資源。當(dāng)一個(gè)區(qū)域資源比較緊張,城市和城市之間的關(guān)系一定是競(jìng)爭(zhēng)大于合作。前文的浙江省地市—區(qū)域—鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)位重疊度和引力模型表明無(wú)論是哪個(gè)尺度,均存在著資源競(jìng)爭(zhēng)和合作的關(guān)系。不同的是杭州市和寧波市陷入資源競(jìng)爭(zhēng),其生態(tài)位寬度大,發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁,更容易將競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)化為合作。在彭瑩和嚴(yán)力蛟[26]的研究中也證實(shí)了杭州和寧波兩個(gè)城市的旅游生態(tài)位重疊度較大,但可以通過(guò)周邊城市的旅游線路聯(lián)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)區(qū)域效益的優(yōu)化。而衢州市和麗水市陷入競(jìng)爭(zhēng),其生態(tài)位寬度小,容易陷入低潮旋渦,這就是著名的強(qiáng)者越強(qiáng)、弱者越弱的兩極分化現(xiàn)象。在城市競(jìng)合關(guān)系的研究中,有的學(xué)者則提出了核心城市和節(jié)點(diǎn)城市的作用,希望通過(guò)這類城市能夠形成區(qū)域合作態(tài)勢(shì)[25]。有的學(xué)者認(rèn)為需要避免競(jìng)爭(zhēng),塑造城市的獨(dú)特形象[53]。從上文可以發(fā)現(xiàn),浙江省地市的發(fā)展呈現(xiàn)出非常鮮明的“梯隊(duì)型”。頭部城市由杭州市和寧波市構(gòu)成,成為區(qū)域人口流入、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的領(lǐng)隊(duì)者。尾部城市是兩座人口相對(duì)較少、自然環(huán)境突出的衢州市和麗水市構(gòu)成。而中間的,則是7座無(wú)論經(jīng)濟(jì)體量還是增長(zhǎng)速度表現(xiàn)都可圈可點(diǎn)的溫州市、紹興市、嘉興市、臺(tái)州市、金華市、湖州市和舟山市等城市。從目前中國(guó)絕大多數(shù)省份的內(nèi)部地市經(jīng)濟(jì)梯隊(duì)來(lái)看,其中絕大多數(shù)均為金字塔形。這種特征下的地市梯隊(duì),整體來(lái)看未來(lái)發(fā)展過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)非常典型的前后梯隊(duì)城市脫節(jié)情況,即頭部城市發(fā)展愈強(qiáng),尾部城市發(fā)展就愈弱。最終在頭部城市進(jìn)入城市發(fā)展成熟期時(shí),尾部城市無(wú)法進(jìn)入快速發(fā)展期,出現(xiàn)城市梯隊(duì)斷檔情況,陷入兩極分化發(fā)展難題。

4.3 區(qū)域發(fā)展建議

浙江省生態(tài)位發(fā)展的不平衡,不利于區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。為了走出這一困境,在未來(lái)的發(fā)展中應(yīng)考慮以下策略。第一,資源再造策略。特別是麗水市和衢州市,兩市之間存在一定的資源重疊和競(jìng)爭(zhēng)。只有各自挖掘區(qū)別與對(duì)方的特色資源,采取生態(tài)位分離,才能夠減少競(jìng)爭(zhēng)帶來(lái)的惡性循環(huán)?；蛘咭M(jìn)新資源,找尋新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),擴(kuò)充生態(tài)位才能擴(kuò)大生態(tài)位寬度[26],取得良好發(fā)展。第二,協(xié)同發(fā)展策略。區(qū)域的協(xié)同發(fā)展一方面是在內(nèi)部,另一方面是在外部。陳紹愿等人[54]認(rèn)為我國(guó)大部分城市還沒(méi)真正認(rèn)識(shí)到與周圍其它城市互惠共生的重要性。秦立春和傅曉華[29]提出要對(duì)內(nèi)加強(qiáng)城市之間的分工與協(xié)助,對(duì)外注重互動(dòng)與對(duì)接。從生態(tài)位重疊度來(lái)看,浙江省幾個(gè)城市具備協(xié)同發(fā)展的條件。如杭州市、湖州市和嘉興市或者金華市、寧波市和紹興市都形成了各自的引力團(tuán),這些城市需要政府在戰(zhàn)略層面進(jìn)行緊密合作統(tǒng)籌規(guī)劃,發(fā)揮城市的輻射作用[55]。第三,借力幫扶策略。借力長(zhǎng)三角區(qū)域一體化發(fā)展,發(fā)揮杭州市和寧波市的龍頭帶動(dòng)作用[53],麗水市與溫州市形成聯(lián)動(dòng),衢州市向杭州市和金華市借力,推動(dòng)城市組團(tuán)式發(fā)展[54],重視區(qū)縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)展。同時(shí)要給予麗水市、衢州市等更多的資金與政策支持,通過(guò)人才流入緩解人口密度差異所導(dǎo)致的現(xiàn)狀[56]。

5 結(jié)論與展望

復(fù)雜城市生態(tài)系統(tǒng)理論的出現(xiàn)促進(jìn)了生態(tài)學(xué)理論與社會(huì)學(xué)和城市規(guī)劃的跨學(xué)科交流。本文將生態(tài)位理論引入到尺度效應(yīng)的研究中,對(duì)825個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),71個(gè)區(qū)縣和11個(gè)地市的3個(gè)尺度的生態(tài)位進(jìn)行了探討。結(jié)果表明：(1)從生態(tài)位的空間特征來(lái)看,生態(tài)位的分布呈現(xiàn)出明顯的南北差異和梯級(jí)分布特征。研究尺度越大、生態(tài)位寬度越大、生態(tài)位維度差異越大、則尺度效應(yīng)作用越顯著。(2)區(qū)域發(fā)展不平衡,同樣是生態(tài)位重疊度高的兩個(gè)城市,生態(tài)位寬度小的城市往往面臨競(jìng)爭(zhēng)難以擺脫困境,而生態(tài)位寬度大的城市更容易將競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)化為合作,出現(xiàn)強(qiáng)者越強(qiáng),弱者越弱的兩極分化現(xiàn)象。(3)針對(duì)以上現(xiàn)象提出了資源再造策略、協(xié)同發(fā)展策略和借力幫扶策略。

本文基于遙感數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建立的生態(tài)位指標(biāo)體系,將有助于豐富鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度的生態(tài)位研究。其次,通過(guò)三個(gè)尺度的對(duì)比研究,發(fā)現(xiàn)生態(tài)位在不同尺度的作用,以及在尺度效應(yīng)作用下生態(tài)位表現(xiàn)出的不同特征,能夠明確今后生態(tài)位應(yīng)用在各種尺度上時(shí)需要注意的問(wèn)題。最后,研究將生態(tài)位重疊度與引力模型相結(jié)合發(fā)現(xiàn)的城市兩極分化現(xiàn)象加深了城市發(fā)展的認(rèn)識(shí),與以往只研究生態(tài)位重疊度相比,可以更確切把握城市的競(jìng)合策略和未來(lái)趨勢(shì)。雖然從這項(xiàng)探索性研究中收集到一些見解,但仍有一些局限性。多尺度生態(tài)指標(biāo)體系基本是以鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)據(jù)為主,由于尺度小,數(shù)據(jù)有限,有些指標(biāo)難以全面反應(yīng)現(xiàn)實(shí)狀態(tài),后期可以嘗試多套指標(biāo),對(duì)比結(jié)果有何不同,其次可以增加時(shí)間尺度的對(duì)比。簡(jiǎn)言之,環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的理念已為人們所接受。復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)位能更好地反映一個(gè)地區(qū)對(duì)各種人類活動(dòng)的適宜性,以及一個(gè)資源、環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)劣,為區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展提供更有效的建議。