路昌，王雨晴，劉曉麗，楊忠學(xué)

（山東建筑大學(xué) 管理工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250101）

實(shí)施以人為本、可持續(xù)發(fā)展的高質(zhì)量新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略，是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)等協(xié)調(diào)發(fā)展的重要舉措，是建設(shè)新時(shí)代中國特色社會(huì)主義現(xiàn)代化國家、實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)的必由之路[1-2]。改革開放以來，我國城鎮(zhèn)化率穩(wěn)步提升，人口非農(nóng)化轉(zhuǎn)變促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口質(zhì)量提高。然而，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，資源浪費(fèi)、節(jié)約集約度低、環(huán)境污染、水土流失等一系列問題加劇，與建設(shè)和諧人地關(guān)系理念相違背。2014年國家提出“建設(shè)中國特色高質(zhì)量新型城鎮(zhèn)化”新要求[3]，區(qū)別于傳統(tǒng)城鎮(zhèn)化，新型城鎮(zhèn)化注重以人為本、區(qū)域協(xié)調(diào)和綠色發(fā)展，為順應(yīng)新型城鎮(zhèn)化新趨勢(shì)，推動(dòng)新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)耦合水平研究成為熱點(diǎn)與前沿[4-8]。

學(xué)者們對(duì)于城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合的研究集中于基礎(chǔ)理論及模型評(píng)價(jià)兩個(gè)研究方向。于基礎(chǔ)理論方向，已有學(xué)者[9-10]提出“田園城市”理念、“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”模型。據(jù)此，有學(xué)者[11-12]運(yùn)用環(huán)境庫茲涅茨曲線（EKC）假設(shè)、脫鉤理論等深入探究兩者的關(guān)系，認(rèn)為隨著社會(huì)進(jìn)程的推進(jìn)出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境壓力背向發(fā)展，城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的脫鉤形勢(shì)呈現(xiàn)好轉(zhuǎn)趨勢(shì)。國內(nèi)學(xué)者對(duì)二者的研究起步較晚，但發(fā)展迅速，相關(guān)學(xué)者提出城市化與生態(tài)環(huán)境交互耦合作用機(jī)理[13]、耦合基本定律[14]、耦合魔方[15]等，極大地豐富和推進(jìn)了該領(lǐng)域的理論研究。同時(shí)，有學(xué)者就特大城市群[16]對(duì)比其耦合的動(dòng)態(tài)模擬與應(yīng)用[17]，對(duì)城市化與生態(tài)環(huán)境交互耦合進(jìn)行研究，提供了新的理論支撐。于評(píng)價(jià)研究方向，學(xué)者們[18-20]多運(yùn)用熵權(quán)法、耦合度函數(shù)、回歸分析、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型等方法從定量評(píng)價(jià)、時(shí)空演變、影響因素等方面對(duì)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合度、協(xié)調(diào)度進(jìn)行評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)，使用定量方法對(duì)耦合機(jī)理進(jìn)行分析的偏少。

雖然國內(nèi)外學(xué)者對(duì)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合話題進(jìn)行了深入探究，但仍存在以下不足之處：從研究尺度上看，學(xué)者多從國家、省域、市域、城市群等視角選擇研究樣本，且多分布在京津冀[21]、長三角[22]、珠三角[23]等中國重大戰(zhàn)略地區(qū)，對(duì)于黃河流域地區(qū)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合的研究較少。從研究方法上看，多數(shù)學(xué)者運(yùn)用耦合協(xié)調(diào)度模型、雙變量空間自相關(guān)等方法對(duì)新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間特征展開描述，鮮少以二者的耦合協(xié)調(diào)度為基礎(chǔ)探究兩者交互作用機(jī)理及空間格局。從研究視角上看，以往研究視角多集中于新型城鎮(zhèn)化發(fā)展對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)微觀層面的影響，忽略整體性與系統(tǒng)性，對(duì)兩者的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系少有關(guān)注。

黃河流域是我國重要的經(jīng)濟(jì)發(fā)展重心及生態(tài)樣貌保育地帶，也是生態(tài)價(jià)值提升、生態(tài)功能保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的保障，具有“生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展”重要戰(zhàn)略地位。作為黃河流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要節(jié)點(diǎn)，黃河下游地區(qū)受自然環(huán)境、資源稟賦以及快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程的影響，城市密集、人口眾多、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性降低、脆弱性升高、穩(wěn)定性變差，新型城鎮(zhèn)化發(fā)展與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的矛盾日益突出[24]。本文以黃河下游20個(gè)地級(jí)市的166個(gè)縣級(jí)行政單元為研究對(duì)象，分別測(cè)算2005—2015年新型城鎮(zhèn)化水平與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，利用耦合協(xié)調(diào)度及空間自相關(guān)模型對(duì)二者耦合協(xié)調(diào)度的時(shí)空關(guān)聯(lián)格局進(jìn)行分析，揭示耦合協(xié)調(diào)度空間依賴性程度的分布特征，對(duì)促進(jìn)黃河下游地區(qū)人地協(xié)調(diào)、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展和綜合效益提升有重要意義。

1 研究區(qū)概況

黃河下游地區(qū)西起河南鄭州，東至山東東營渤海入?？?，河流總長786平方千米，流域面積2.3萬平方千米。參照已有研究，本文最終選取黃河下游地區(qū)的河南、山東兩省作為研究區(qū)（圖1），共20個(gè)地級(jí)市，166個(gè)縣區(qū)（含市轄區(qū)），總面積為14.81萬平方千米。研究區(qū)地理坐標(biāo)為33°03′～38°16′ N、113°04′～118°60′ E，地形復(fù)雜且分布集中，以平原、山地和丘陵為主。黃河下游地區(qū)在全國經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局中有重要地位，2015年總?cè)丝谡既珖側(cè)丝诘?.8%，國民生產(chǎn)總值占全國GDP總值的7.5%，人口城鎮(zhèn)化率為51.2%，人均建成區(qū)面積為11.19平方米，城鎮(zhèn)化水平較高。近十年來，在快速城鎮(zhèn)化發(fā)展背景下，城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張、非農(nóng)人口集聚，因自然不利因素及人類不合理開發(fā)利用活動(dòng)，出現(xiàn)耕地質(zhì)量下降、土地鹽堿化和棚戶區(qū)占用等現(xiàn)象，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不良影響。

圖1 研究區(qū)概況

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

文章研究數(shù)據(jù)包括土地利用數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)兩個(gè)方面。其中，河南、山東兩省2005年、2010年、2015年的土地利用變化遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心空間分辨率為30 m×30 m的“全國陸地區(qū)域多時(shí)相土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫”（http://www.resdc.cn）；社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來源于2006年、2011年、2016年《中國縣市經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國縣域統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》及河南、山東各地級(jí)市統(tǒng)計(jì)年鑒。

2.2 研究方法

2.2.1 新型城鎮(zhèn)化水平測(cè)度

（1）指標(biāo)體系構(gòu)建。

城鎮(zhèn)化是在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、人口轉(zhuǎn)移、產(chǎn)業(yè)集聚、社會(huì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境等多要素綜合影響下的復(fù)雜且多維度的動(dòng)態(tài)變化過程。傳統(tǒng)城鎮(zhèn)化主要以非農(nóng)人口的持續(xù)增長及城鎮(zhèn)規(guī)模的迅速擴(kuò)張為視角，致力于推進(jìn)“以物為本”的城鎮(zhèn)化，而新型城鎮(zhèn)化強(qiáng)調(diào)“以人為本”，關(guān)注城鎮(zhèn)化發(fā)展的可持續(xù)性及集約高效性，力求城鎮(zhèn)化發(fā)展與經(jīng)濟(jì)、政治、文化、社會(huì)及生態(tài)文明協(xié)調(diào)統(tǒng)一。基于已有研究[25-27]，文章采用綜合指數(shù)法[28]，從人口、經(jīng)濟(jì)、土地、社會(huì)四個(gè)維度構(gòu)建新型城鎮(zhèn)化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，見表1。①人口城鎮(zhèn)化主要反映人口流動(dòng)、勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變過程。非農(nóng)人口占比、城鎮(zhèn)人口密度是人口數(shù)量的關(guān)鍵指標(biāo)，第二、第三產(chǎn)業(yè)就業(yè)人數(shù)比重是人口質(zhì)量的核心指標(biāo)，其與人口城鎮(zhèn)化水平呈正相關(guān)。②經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化主要反映勞動(dòng)力、科學(xué)技術(shù)和資本投資等向城市集聚的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變化。人均生產(chǎn)總值與第二、第三產(chǎn)業(yè)占總產(chǎn)值比重反映城市經(jīng)濟(jì)總體水平，城市居民人均可支配收入和全社會(huì)固定資產(chǎn)投資額可以測(cè)度經(jīng)濟(jì)的成熟度，其與經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化水平呈正相關(guān)。③土地城鎮(zhèn)化主要反映城市化演進(jìn)中土地利用形態(tài)由農(nóng)業(yè)用地形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)用地形態(tài)的過程。人均建成區(qū)規(guī)模、人均城鎮(zhèn)道路規(guī)模與土地利用規(guī)?；c結(jié)構(gòu)化密切相關(guān)，綠地面積反映城市土地利用關(guān)系及環(huán)境質(zhì)量，其與土地城鎮(zhèn)化水平呈正相關(guān)。④社會(huì)城鎮(zhèn)化主要體現(xiàn)為農(nóng)村人口流向城市時(shí)消費(fèi)水平、生活質(zhì)量的變化及社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)的調(diào)整。衛(wèi)生機(jī)構(gòu)床位數(shù)、普通中學(xué)在校學(xué)生數(shù)體現(xiàn)社會(huì)文明與進(jìn)步，城鎮(zhèn)從業(yè)人員有效反映產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，社會(huì)消費(fèi)品零售總額影響居民幸福感，其與社會(huì)城鎮(zhèn)化水平呈正相關(guān)。

表1 新型城鎮(zhèn)化質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

（2）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。

指標(biāo)數(shù)據(jù)單位不一致、各項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)量級(jí)及量綱的差異性會(huì)影響計(jì)算的結(jié)果，為降低隨機(jī)因素干擾，本研究采用極差標(biāo)準(zhǔn)化法進(jìn)行無量綱化處理，計(jì)算公式為：

式（1）、（2）中：Yij為標(biāo)準(zhǔn)化值；Xij為指標(biāo)值；Xijmin與Xijmax分別為縣區(qū)i指標(biāo)j的最小和最大值。

（3）確定指標(biāo)權(quán)重。

指標(biāo)權(quán)重作為反映各項(xiàng)指標(biāo)重要程度的關(guān)鍵參數(shù)，影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。為進(jìn)一步確定各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)新型城鎮(zhèn)化水平的貢獻(xiàn)程度，文章采用主客觀權(quán)重相結(jié)合的方法，計(jì)算綜合權(quán)重值，即文章分別利用Yaahp軟件/層次分析法和熵值法確定主客觀權(quán)重，最終加權(quán)求和計(jì)算綜合權(quán)重值Wj，計(jì)算公式為：

式（3）～（6）中：Wj為各指標(biāo)綜合權(quán)重；Woj為第j個(gè)指標(biāo)的客觀權(quán)重；Wsj為第j個(gè)指標(biāo)的主觀權(quán)重；pij為第i個(gè)區(qū)縣第j個(gè)指標(biāo)的比重；Ej為第j個(gè)指標(biāo)的信息熵；n為所研究區(qū)縣總數(shù)。

（4）計(jì)算城鎮(zhèn)化水平綜合指數(shù)。

在對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理與確定各指標(biāo)權(quán)重后，進(jìn)一步采用綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)城鎮(zhèn)化水平進(jìn)行綜合評(píng)分測(cè)算，公式為：

式中：Wj為城鎮(zhèn)化綜合水平測(cè)度指標(biāo)體系中第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；Yij為城鎮(zhèn)化綜合水平測(cè)度指標(biāo)體系中第i個(gè)區(qū)縣第j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值，m為城鎮(zhèn)化綜合水平測(cè)度指標(biāo)體系的指標(biāo)數(shù)量，f(x)∈[0, 1]。

2.2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值測(cè)算

基于謝高地等[29]多位學(xué)者的研究，定義1/7的年均單位面積糧食產(chǎn)量市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量，經(jīng)查閱《中國農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格調(diào)查年鑒》《山東統(tǒng)計(jì)年鑒》《河南統(tǒng)計(jì)年鑒》及各地市統(tǒng)計(jì)年鑒，計(jì)算得出2005年、2010年、2015年三年單位面積糧食產(chǎn)量均值為5914.46 kg/hm2，糧食單價(jià)均值為2.64元/kg。利用謝高地等單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表，得出農(nóng)田、森林、草地、濕地、荒漠、水域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子分別為0.88億元/hm2、4.39億元/hm2、2.69億元/hm2、11.60億元/hm2、0.14億元/hm2、15.15億元/hm2，計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的公式如下：

式中：ESV為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總值（單位：億元）；Si為土地利用類型i的面積（單位：hm2）；VCi為第i類土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子（單位：億元/hm2）。

2.2.3 耦合協(xié)調(diào)度計(jì)算

耦合指兩個(gè)及兩個(gè)以上系統(tǒng)通過自身和外界的各種相互作用而彼此促進(jìn)或制約的現(xiàn)象，耦合作用及耦合協(xié)調(diào)度反映系統(tǒng)要素發(fā)展中的綜合水平及彼此協(xié)同一致的程度，表征新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)由無序走向有序的趨勢(shì)。文章通過耦合協(xié)調(diào)度模型探究黃河下游地區(qū)新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的關(guān)系，公式如下：

式（9）～（11）中：C為耦合度，且C∈[0, 1]；f(x)、g(x)分別為新型城鎮(zhèn)化和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的綜合評(píng)價(jià)值；T為新型城鎮(zhèn)化子系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)子系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，α、β分別為兩個(gè)子系統(tǒng)的權(quán)重值，由于新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在耦合協(xié)調(diào)作用中同等重要，因此α=β=0.5；D為耦合協(xié)調(diào)度。

2.2.4 空間自相關(guān)分析

本文通過建立全局和局部自相關(guān)模型對(duì)耦合協(xié)調(diào)度的空間分布規(guī)律進(jìn)行探測(cè)分析。全局自相關(guān)分析通過Global Moran’s I指數(shù)來表示，值域?yàn)閇-1, 1]，以檢驗(yàn)空間鄰近單元的相似程度并進(jìn)一步驗(yàn)證空間是否存在集聚或異常值。局部自相關(guān)分析通過Local Moran’s I指數(shù)來表示，以研究分析區(qū)域內(nèi)單元的高低值聚類及空間異質(zhì)特征。公式如下：

式中：I為全局自相關(guān)指數(shù)，I′為局部自相關(guān)指數(shù)；Xi、Xj為屬性單元i、j的指標(biāo)值，X′為標(biāo)準(zhǔn)值；Wij為空間權(quán)重矩陣。

3 結(jié)果與分析

3.1 新型城鎮(zhèn)化水平時(shí)空特征分析

利用城鎮(zhèn)化水平等級(jí)圖探究黃河下游地區(qū)各行政單元新型城鎮(zhèn)化水平時(shí)空演變特征，見圖2。參考已有研究[30]，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際，將分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)確定為：低值城鎮(zhèn)化區(qū)[0, 0.08)，較低值城鎮(zhèn)化區(qū)[0.08, 0.16)，中值城鎮(zhèn)化區(qū)[0.16, 0.24)，較高值城鎮(zhèn)化區(qū)[0.24, 0.32)，高值城鎮(zhèn)化區(qū)[0.32, 1]。

圖2 2005—2015年黃河下游地區(qū)新型城鎮(zhèn)化水平空間分布

研究期內(nèi)，在人口增長、經(jīng)濟(jì)支撐、城市擴(kuò)張、社會(huì)發(fā)展等諸多因素綜合影響下，黃河下游地區(qū)新型城鎮(zhèn)化水平綜合指數(shù)均值由2005年的0.16增長為2015年的0.27，整體呈持續(xù)上升趨勢(shì)，166個(gè)縣級(jí)行政單元中有165個(gè)縣的城鎮(zhèn)化水平等級(jí)上升，總體為“東西高、中部低”的分布特征，地域差異明顯。

2005—2010年，黃河下游地區(qū)新型城鎮(zhèn)化水平整體小幅增長，水平較低，59個(gè)縣級(jí)行政單元處于中值城鎮(zhèn)化水平。城鎮(zhèn)化高值區(qū)由2005年的5個(gè)縣級(jí)行政單元發(fā)展為2010年的12個(gè)，集中分布于研究區(qū)東北部，其中淄博市張店區(qū)增長速度較快，增幅約為0.20，其土地城鎮(zhèn)化與人口城鎮(zhèn)化貢獻(xiàn)值最大，原因在于城鎮(zhèn)用地規(guī)模擴(kuò)大，大量人口非農(nóng)化轉(zhuǎn)變，進(jìn)而帶動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為新型城鎮(zhèn)化水平提升創(chuàng)造了有利條件。研究前期，城鎮(zhèn)化低值區(qū)由16個(gè)縣級(jí)行政單元減少為1個(gè)，僅寧陵縣仍處于低值水平，原因在于土地利用效率提升，建設(shè)用地供應(yīng)量增加，推動(dòng)土地城鎮(zhèn)化發(fā)展，進(jìn)而影響新型城鎮(zhèn)化水平。

2010—2015年，黃河下游地區(qū)新型城鎮(zhèn)化水平呈現(xiàn)大幅增長趨勢(shì)，且整體水平較高，分布集中，增長極模式較為顯著。城鎮(zhèn)化高值區(qū)由2010年的12個(gè)縣級(jí)行政單元增長為2015年的43個(gè)，東營市河口區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人均GDP值為研究區(qū)最高，城鎮(zhèn)化水平增長速度最快，增幅為0.16；城鎮(zhèn)化較低值區(qū)分布極少，僅有扶溝縣與商河縣，扶溝縣第二、第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值較低，經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化相對(duì)落后，進(jìn)而導(dǎo)致新型城鎮(zhèn)化降幅大，商河縣新型城鎮(zhèn)化值增長幅度趨于平緩，水平提升困難；沒有縣級(jí)行政單元處于低值水平。67個(gè)縣級(jí)行政單元處于中值城鎮(zhèn)化水平，分布集中連片。

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空特征分析

為清晰表征黃河下游地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空演變特征，反映研究區(qū)實(shí)際情況，劃分ESV為低值[0, 5)、較低值[5, 15)、中值[15, 30)、較高值[30, 60)、高值[60,180]五個(gè)等級(jí)水平，見圖3。

圖3 2005—2015年黃河下游地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)等級(jí)空間分布

研究期間，黃河下游地區(qū)ESV總值呈現(xiàn)先增加后減少趨勢(shì)，先由2005年的2180.59億元增加至2010年的2191.18億元，后又降至2015年的2187.55億元，整體服務(wù)價(jià)值上升。研究區(qū)ESV空間格局整體表現(xiàn)為“東西高、中部低”的分布態(tài)勢(shì)，與地形特征基本相符，ESV高值區(qū)地類以濕地和林地居多，存在地域差異。

2005—2010年，黃河下游地區(qū)166個(gè)縣級(jí)行政單元ESV值變化情況與新型城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程基本一致，整體增加10.59億元。95個(gè)縣級(jí)行政單元處于ESV較低值區(qū)，廣泛分布于中部及北部等地形平坦區(qū)，土地利用結(jié)構(gòu)以建設(shè)用地和耕地為主。ESV中值區(qū)由2005年的30個(gè)縣級(jí)行政單元下降至2010年的25個(gè)，其中登封市ESV值下降幅度最大，從23.63億元降低至19.22億元，該市部分林地、草地等地類轉(zhuǎn)變?yōu)楦?；ESV高值區(qū)分布較少，僅有墾利縣、利津縣和微山縣。

2010—2015年，研究區(qū)ESV時(shí)空格局變化不明顯，總值減少3.64億元，主要原因是耕地和濕地面積減少。5年間，163個(gè)縣級(jí)行政單元ESV等級(jí)保持穩(wěn)定；僅有濱城區(qū)、滎陽縣和濮陽縣3個(gè)縣區(qū)ESV等級(jí)出現(xiàn)變動(dòng)，濱城區(qū)退耕還林規(guī)模擴(kuò)大，后兩者區(qū)域內(nèi)濕地面積增加，水文與氣候調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值較顯著，ESV等級(jí)由較低值水平提升至中值水平。

3.3 耦合協(xié)調(diào)度分析

為進(jìn)一步探究黃河下游地區(qū)新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)耦合協(xié)調(diào)度空間分布態(tài)勢(shì)，文章利用ArcGIS10.5軟件繪制新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)耦合協(xié)調(diào)度空間分布，見圖4。參照相關(guān)研究[21,31]，將研究區(qū)耦合協(xié)調(diào)度劃分為四個(gè)階段：失調(diào)階段（耦合協(xié)調(diào)度為0.00～0.40）、過渡階段（耦合協(xié)調(diào)度為0.40～0.60）、磨合階段（耦合協(xié)調(diào)度為0.60～0.80）、協(xié)調(diào)階段（耦合協(xié)調(diào)度為0.80～1.00），并進(jìn)一步將不同階段劃分為若干發(fā)展亞級(jí)（表2）。

表2 新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)耦合協(xié)調(diào)度等級(jí)劃分

圖4 2005—2015年新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)耦合協(xié)調(diào)度空間分布

2005—2015年，黃河下游地區(qū)新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)耦合協(xié)調(diào)度普遍處于較低水平，以失調(diào)階段為主，尚無縣級(jí)行政單元處于協(xié)調(diào)階段；耦合協(xié)調(diào)度整體呈現(xiàn)好轉(zhuǎn)趨勢(shì)，個(gè)別區(qū)縣存在回落現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為過渡階段、磨合階段縣級(jí)行政單元數(shù)量的增加，縣區(qū)數(shù)量分別由16個(gè)和1個(gè)增長為27個(gè)和3個(gè)。研究區(qū)新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)耦合協(xié)調(diào)度空間分布存在一定的區(qū)域性與異質(zhì)性，具有“中部低、東西高”的空間格局，僅微山縣耦合協(xié)調(diào)度類型為高度協(xié)調(diào)。研究區(qū)東部耦合協(xié)調(diào)度水平一直處于相對(duì)較高水平且發(fā)展迅速，2015年發(fā)展為過渡階段，新型城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程與生態(tài)環(huán)境改良態(tài)勢(shì)逐漸趨于良好協(xié)調(diào)狀態(tài)；中部地區(qū)耦合協(xié)調(diào)度一直以失調(diào)階段為主，共計(jì)136個(gè)縣級(jí)行政單元，研究期末僅牡丹區(qū)、封丘縣、原陽縣、中牟縣處于瀕臨失調(diào)階段，主要原因是新型城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，與此同時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力衰退，出現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平明顯滯后于新型城鎮(zhèn)化水平的態(tài)勢(shì)；西部各地區(qū)耦合協(xié)調(diào)度類型呈現(xiàn)多元性，集中于失調(diào)和過渡階段，無區(qū)縣處于磨合和協(xié)調(diào)階段，研究期間耦合協(xié)調(diào)度水平總體提升相對(duì)較快，且趨于協(xié)調(diào)發(fā)展。

3.4 耦合協(xié)調(diào)度空間自相關(guān)分析

利用GeoDa軟件全局空間自相關(guān)分析模型，計(jì)算得出黃河下游地區(qū)新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)耦合協(xié)調(diào)度Moran’s I值（圖5），黃河下游地區(qū)耦合協(xié)調(diào)度Global Moran’s I指數(shù)分別為0.34、0.33、0.32，均大于0；Z值為5.92、5.84、5.56，均大于1.96。在顯著性水平α=0.05情況下空間集聚特征顯著，研究期間黃河下游地區(qū)新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)耦合協(xié)調(diào)度的空間自相關(guān)性逐漸降低且存在一定規(guī)律。研究區(qū)166個(gè)縣級(jí)行政單元主要集中于一、三象限，空間分布特征表現(xiàn)為“高—高”集聚與“低—低”集聚；二、四象限縣區(qū)分布數(shù)量較少，空間分布特征表現(xiàn)為“高—低”集聚與“低—高”集聚，表明研究區(qū)耦合協(xié)調(diào)度具有較強(qiáng)的空間正相關(guān)性。

圖5 2005—2015年耦合協(xié)調(diào)度Moran散點(diǎn)圖

利用GeoDa局部空間自相關(guān)模型，得到2005年、2010年、2015年黃河下游地區(qū)新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)耦合協(xié)調(diào)度局部空間關(guān)聯(lián)表（表3）和LISA聚類圖（圖6），將結(jié)果劃分為五種類型：顯著高—高區(qū)、顯著高—低區(qū)、顯著低—高區(qū)、顯著低—低區(qū)及非顯著區(qū)，分析其局部空間異質(zhì)性。研究期間，不同類型區(qū)整體空間格局保持基本穩(wěn)定。顯著高—高區(qū)縣級(jí)行政單元數(shù)量由19個(gè)減少為16個(gè)，主要分布于東北部地區(qū)，該區(qū)域新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)發(fā)展均衡，表現(xiàn)為高耦合協(xié)調(diào)度縣級(jí)行政單元的集聚與相鄰，形成高協(xié)調(diào)輻射；顯著低—低區(qū)縣級(jí)行政單元數(shù)量由10個(gè)增加為11個(gè)，衛(wèi)濱區(qū)、紅旗區(qū)由非顯著轉(zhuǎn)變?yōu)榈偷途奂?，該區(qū)域新型城鎮(zhèn)化發(fā)展速度快于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提升速度，兩者耦合協(xié)調(diào)度水平較低，形成低協(xié)調(diào)輻射；2005—2015年，僅安陽縣類屬顯著高—低區(qū)，該區(qū)域表現(xiàn)為高耦合協(xié)調(diào)度被低耦合協(xié)調(diào)度縣級(jí)行政單元包圍；顯著低—高區(qū)占比極少，由分布于魯西南地區(qū)轉(zhuǎn)移至魯中地區(qū)，該區(qū)域表現(xiàn)為低耦合協(xié)調(diào)度被高耦合協(xié)調(diào)度縣級(jí)行政單元包圍。

表3 2005—2015年耦合協(xié)調(diào)度局部空間自相關(guān)結(jié)構(gòu)表

圖6 2005—2015年耦合協(xié)調(diào)度LISA聚類圖

結(jié)合新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)耦合協(xié)調(diào)度空間分布圖（圖4）分析可知，顯著高—高區(qū)所對(duì)應(yīng)耦合協(xié)調(diào)階段跨度較大，其中2005年顯著高—高區(qū)以輕度失調(diào)和瀕臨失調(diào)為主，2010年與過渡階段對(duì)應(yīng)，2015年主要對(duì)應(yīng)調(diào)和協(xié)調(diào)和輕度協(xié)調(diào)；顯著高—低區(qū)主要對(duì)應(yīng)輕度協(xié)調(diào)區(qū)域；顯著低—高區(qū)主要對(duì)應(yīng)輕度失調(diào)區(qū)域；顯著低—低區(qū)主要對(duì)應(yīng)失調(diào)階段。因此，運(yùn)用局部自相關(guān)模型得到的耦合協(xié)調(diào)度LISA聚類圖與耦合協(xié)調(diào)度的實(shí)際空間分布基本吻合。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

黃河下游地區(qū)新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)耦合關(guān)系顯著。本研究結(jié)果表明：（1）2005—2015年，在諸多因素綜合影響下，黃河下游地區(qū)新型城鎮(zhèn)化水平整體呈持續(xù)上升趨勢(shì)，綜合指數(shù)均值由0.16增長為0.27，總體呈“東西高、中部低”的分布特征，地域差異明顯。2005年，新型城鎮(zhèn)化水平整體以較低值為主，集中分布于黃河下游中、西部地區(qū)；2015年，新型城鎮(zhèn)化整體水平較高，無縣級(jí)行政單元處于低值水平，僅扶溝縣與商河縣處于較低值水平，中值、較高值和高值水平縣區(qū)分布廣泛。（2）研究期間，黃河下游地區(qū)ESV總值呈現(xiàn)先大幅增加后小幅減少趨勢(shì)，整體表現(xiàn)為“東西高、中部低”的空間格局，存在地域差異。ESV總值增加6.95億元，濕地和林地對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)最大；ESV高值區(qū)出現(xiàn)在河口區(qū)、墾利縣和微山縣，ESV低值區(qū)集中于黃河下游中部地區(qū)。（3）2005—2015年，黃河下游地區(qū)新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)耦合協(xié)調(diào)度由失調(diào)階段向過渡、磨合階段逐步提升，空間分布存在一定的區(qū)域性、異質(zhì)性，表現(xiàn)為“東西高、中部低”的空間格局，且耦合協(xié)調(diào)度具有較高的空間集聚性，空間自相關(guān)性逐漸降低且存在一定規(guī)律。顯著高—高區(qū)與顯著低—低區(qū)空間集聚性較強(qiáng)，顯著高—高區(qū)主要分布于東北部地區(qū)，顯著低—低區(qū)主要分布于西部地區(qū)，僅安陽縣類屬顯著高—低區(qū)，顯著低—高區(qū)數(shù)量極少。

4.2 討論

文章基于耦合協(xié)調(diào)度及空間自相關(guān)模型對(duì)黃河下游地區(qū)新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的時(shí)空異質(zhì)關(guān)系進(jìn)行了研究，進(jìn)一步揭示了該區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)的平衡關(guān)系。黃河下游地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平整體滯后于新型城鎮(zhèn)化水平，兩者空間分布發(fā)展態(tài)勢(shì)趨于一致，兩者耦合協(xié)調(diào)水平有待提升。新型城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的耦合關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，文章僅研究2005年、2010年和2015年兩者耦合協(xié)調(diào)的空間分異規(guī)律，研究時(shí)限相對(duì)較短，今后可提高研究期限，并進(jìn)一步探討其具體的驅(qū)動(dòng)機(jī)制和路徑分析，以提升研究結(jié)果的綜合性、示范性與可參考性。