后 含 玉,康 亞 梨,蘭 海

(1.青海大學(xué) 財(cái)經(jīng)學(xué)院,青海 西寧 810016; 2.西安建筑科技大學(xué) 管理學(xué)院,陜西 西安 710000)

0 引 言

隨著中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展駛?cè)肟燔嚨?城鎮(zhèn)化建設(shè)也取得了顯著成效。目前,在以新發(fā)展理念為指導(dǎo)下的城鎮(zhèn)化建設(shè)正由速度傾向型向質(zhì)量傾向型轉(zhuǎn)變。城鎮(zhèn)化作為繼工業(yè)化之后推動中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的另一巨大“引擎”,一方面促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展,人民生活水平得到了極大提高;另一方面快速的城鎮(zhèn)化對生態(tài)系統(tǒng)和資源環(huán)境承載力造成了巨大壓力[1]。由于城鎮(zhèn)化進(jìn)程加速,迫使經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與水資源、水環(huán)境承載力不足的矛盾愈發(fā)凸顯[2]。部分地區(qū)由于水資源承載力與城鎮(zhèn)化發(fā)展趨于脫節(jié)狀態(tài),進(jìn)一步制約了城鎮(zhèn)化質(zhì)量的提高。因此,協(xié)調(diào)城鎮(zhèn)化發(fā)展與水資源承載力間的關(guān)系對于區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

近年來,學(xué)術(shù)界從多個(gè)領(lǐng)域?qū)Τ擎?zhèn)化和水資源兩者間相互關(guān)系開展了大量研究,并取得了一定成果。國外對城鎮(zhèn)化與水資源二元系統(tǒng)關(guān)系的研究起步較早,重點(diǎn)圍繞城鎮(zhèn)化發(fā)展對水資源的需求及其內(nèi)在聯(lián)系[3]、水資源對城鎮(zhèn)化的支撐與限制[4-5]、城鎮(zhèn)化進(jìn)程中水質(zhì)量管理問題[6]、城鎮(zhèn)化增長與水資源危機(jī)[7]等方面開展。國內(nèi)對城鎮(zhèn)化和水資源的相關(guān)研究主要涉及3個(gè)方面:① 城鎮(zhèn)化角度定量分析水資源情況,在市域[8]、省域[9]、城市群[10]、流域[11]、全國[12]等不同尺度分別對重慶市、江蘇省、長株潭城市群、太湖流域、全國等地區(qū),采用水足跡計(jì)算方法、基于PSO優(yōu)化的升半Γ型分布指數(shù)、水生態(tài)承載的多目標(biāo)模型、IPAT模型及LMDI方法、非期望產(chǎn)出的SBM模型等方法研究市域水資源利用狀況、城市水資源承載力、城市群的水資源響應(yīng)、流域水資源消耗的驅(qū)動因素、城市水資源利用效率及影響因素,探尋水資源可持續(xù)發(fā)展模式;② 將水資源作為約束條件,探討水資源對城鎮(zhèn)化的約束強(qiáng)度[13-14]、城鎮(zhèn)化的閾值及其發(fā)展模式[15-16]、城鎮(zhèn)體系發(fā)展及其城鎮(zhèn)開發(fā)安全預(yù)警[17-18]等;③ 將水資源和城鎮(zhèn)化視為兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)行耦合研究[19-21]。

梳理以往文獻(xiàn),學(xué)術(shù)界對于城鎮(zhèn)化與水資源二者間關(guān)系的研究成果頗豐,但仍存在不足之處,主要表現(xiàn)在:① 在研究內(nèi)容上,現(xiàn)有的研究對于城鎮(zhèn)化和水資源承載力二者關(guān)系探討較少[22-24]。② 在研究方法上,多是在甄選評價(jià)指標(biāo)進(jìn)而構(gòu)建城鎮(zhèn)化和水資源系統(tǒng)綜合評價(jià)體系的基礎(chǔ)上,借助耦合協(xié)調(diào)度模型測度其二元系統(tǒng)協(xié)調(diào)關(guān)系,并進(jìn)一步利用GIS空間分析技術(shù)將系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展類型的現(xiàn)狀可視化處理。然而上述方法局限于分析探討區(qū)域自身的發(fā)展變化,忽視了區(qū)域發(fā)展過程中的空間關(guān)聯(lián)性探究?？臻g引力模型作為空間相互作用能力分析和預(yù)測的一種方法,被廣泛應(yīng)用于各個(gè)研究領(lǐng)域,可以填補(bǔ)現(xiàn)階段相關(guān)研究的不足。③ 在研究尺度上,目前研究尺度多維,但跨區(qū)域展開城鎮(zhèn)化與水資源承載力的耦合協(xié)調(diào)的研究相對較少[24],尤其是對長江經(jīng)濟(jì)帶等國家重要戰(zhàn)略區(qū)的研究較為薄弱,亟待加強(qiáng)。

鑒于此,本文在綜合現(xiàn)有研究基礎(chǔ)之上,利用長江經(jīng)濟(jì)帶9省2市2005～2020年的面板數(shù)據(jù),構(gòu)建二元系統(tǒng)綜合評價(jià)指標(biāo)體系。首先采用熵權(quán)TOPSIS模型計(jì)算長江經(jīng)濟(jì)帶二元系統(tǒng)綜合指數(shù),然后借助耦合協(xié)調(diào)度模型和GIS空間分析技術(shù)測度分析二元系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)水平及其時(shí)空特征,進(jìn)而在此基礎(chǔ)上引入空間引力模型刻畫長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力協(xié)調(diào)發(fā)展的動態(tài)演進(jìn)特征及空間聯(lián)系結(jié)構(gòu),以期為長江經(jīng)濟(jì)帶二元系統(tǒng)高質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展和政策實(shí)踐提供實(shí)證支撐及科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

長江經(jīng)濟(jì)帶橫跨中國東中西三大區(qū)域,覆蓋滬、蘇、浙、皖、贛、鄂、湘、渝、川、滇、貴9省2市,面積約205萬km2,人口和生產(chǎn)總值均超過全國的40%,是中國經(jīng)濟(jì)密度最大的流域經(jīng)濟(jì)帶和生態(tài)文明建設(shè)的先行示范帶,串聯(lián)著長江三角洲城市群、長江中游城市群和成渝城市群。

本文統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)均來源于2006～2021年的《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》和《長江經(jīng)濟(jì)帶各省市統(tǒng)計(jì)年鑒》等。部分指標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算整理獲得,對于個(gè)別缺失數(shù)據(jù)采用線性插值法補(bǔ)齊。

2 研究方法

2.1 熵權(quán)TOPSIS模型

熵權(quán)法是一種對評價(jià)指標(biāo)客觀賦權(quán)的方法,根據(jù)客觀權(quán)重能夠有效剖析各評價(jià)指標(biāo)對水資源承載力的貢獻(xiàn)程度。TOPSIS法又稱為“逼近理想解排序法”,是一種有效的依據(jù)多指標(biāo)和多目標(biāo)的決策分析法,通過測算評估對象與最優(yōu)、最劣項(xiàng)目二者之間的歐式距離,從而得到每個(gè)評估對象與最優(yōu)方案的貼近度,根據(jù)其最終排序?qū)γ總€(gè)評估對象綜合評價(jià)分析[25-26]。熵權(quán)TOPSIS法具體建模步驟見文獻(xiàn)[27]。借鑒文獻(xiàn)[27]的方法,構(gòu)建熵權(quán)TOPSIS模型如下:

(1) 形成決策矩陣。對于m個(gè)評價(jià)方案,n個(gè)評價(jià)指標(biāo),Nij則表示為第i個(gè)方案中第j個(gè)指標(biāo)的數(shù)值,初始矩陣N表示如下:

(1)

(2) 無量綱化決策矩陣。將判斷矩陣歸一化處理,得到歸一化判斷矩陣,對于越大越優(yōu)型指標(biāo):

(2)

對于越小越優(yōu)型指標(biāo):

(3)

式中:Njmax,Njmin分別為同指標(biāo)下所有樣本的最大值和最小值,bij為無量綱化決策矩陣中的元素。

(3) 構(gòu)建加權(quán)決策矩陣。通過將形成的無量綱矩陣V乘以每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重W來獲得加權(quán)決策矩陣F:

F=(rij)m×n

(4)

式中:rij=Wj×bij,Wj為評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

(4) 計(jì)算評價(jià)指標(biāo)的熵權(quán):

(5)

(5) 確定矩陣F的最優(yōu)向量F+和最劣向量F-:

(6)

(6) 計(jì)算距離正負(fù)理想解的歐式距離:

(7)

(7) 計(jì)算最優(yōu)解的相對貼近度Ai(Bi)(即綜合評價(jià)指數(shù)):

(8)

式中:Ai(Bi)∈[0,1],根據(jù)熵權(quán)TOPSIS模型確定的評價(jià)指數(shù)值可以用來評價(jià)某方案(對象)的優(yōu)劣,Ai(Bi)值越大,該方案越好,亦即評價(jià)指數(shù)越大,對應(yīng)的新型城鎮(zhèn)化水平、水資源承載能力越好,反之則相反。其中Ai表示新型城鎮(zhèn)化綜合指數(shù),Bi表示水資源承載力綜合指數(shù)。Ai>Bi表示新型城鎮(zhèn)化超前、水資源承載力滯后型;Ai

2.2 耦合協(xié)調(diào)度模型

耦合概念出自物理學(xué),指兩個(gè)系統(tǒng)或多個(gè)系統(tǒng)之間進(jìn)行相互作用,最終系統(tǒng)間趨于協(xié)同發(fā)展的過程[27]。為深入探討長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力之間的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系,本文構(gòu)建了長江經(jīng)濟(jì)帶二元系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)模型。本文認(rèn)為新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力同等重要,故取α,β均為0.5。D為二者的耦合協(xié)調(diào)度,且D∈[0,1],D值越高,新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力耦合協(xié)調(diào)性越好,反之則相反。耦合協(xié)調(diào)度模型具體建模步驟參見文獻(xiàn)[28]。由于目前關(guān)于二者之間的耦合協(xié)調(diào)度劃分標(biāo)準(zhǔn)沒有統(tǒng)一,因此,本文借鑒羅能生等[29]的研究成果,將耦合協(xié)調(diào)度劃分為5種類型,如表1所列。

表1 協(xié)調(diào)發(fā)展度劃分及其等級標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Harmonized development degree classification and its grading criteria

2.3 空間引力模型

空間引力模型時(shí)常被用于測度兩個(gè)區(qū)域間的相互作用強(qiáng)度[30]。本文試圖在王兆峰等[31]學(xué)者的研究基礎(chǔ)之上構(gòu)建耦合協(xié)調(diào)引力模型,實(shí)現(xiàn)對長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力協(xié)調(diào)發(fā)展空間關(guān)聯(lián)潛力的實(shí)證分析,以反映某城市系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展水平對其周邊地區(qū)的輻射能力以及周圍省市對某城市系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展水平擴(kuò)散效應(yīng)的接納程度。進(jìn)一步測算各省市的空間聯(lián)系勢能值,即將每個(gè)省市與區(qū)域其他省市的空間聯(lián)系量匯總求和,以洞悉長江經(jīng)濟(jì)帶二元系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的核心增長極。不同城市之間空間聯(lián)系強(qiáng)弱受制于二元系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的高低以及城市間距離的遠(yuǎn)近,耦合協(xié)調(diào)度越高越優(yōu),距離越近越優(yōu)。反之,則相反。耦合協(xié)調(diào)引力模型具體建模步驟如下。

(9)

(10)

式中:Ncl表示c,l兩個(gè)省(市)之間耦合協(xié)調(diào)度的空間聯(lián)系強(qiáng)度;Gc,Gl分別表示省(市)c,l的耦合協(xié)調(diào)度;dcl為距離指數(shù);f為引力常數(shù),一般為1;Nc表示c省(市)與長江經(jīng)濟(jì)帶其他省(市)空間聯(lián)系量的總和。

2.4 指標(biāo)體系構(gòu)建

為了科學(xué)揭示長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力二元系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)水平,借鑒已有學(xué)者相關(guān)研究成果[22,32-38],同時(shí)立足于區(qū)域內(nèi)各省市實(shí)際情況,并遵循指標(biāo)選取的綜合性、全面性、可得性、代表性、真實(shí)性等原則,構(gòu)建長江經(jīng)濟(jì)帶二元系統(tǒng)綜合評價(jià)指標(biāo)體系。新型城鎮(zhèn)化是“以人為本”的城鎮(zhèn)化,它的“新”體現(xiàn)在它摒棄了傳統(tǒng)“重速度,輕質(zhì)量”發(fā)展模式的弊端,逐步向人文、社會等精神內(nèi)涵提升的轉(zhuǎn)變[37],更加注重綠色、循環(huán)、低碳、和諧發(fā)展。本文新型城鎮(zhèn)化系統(tǒng)主要包括人口、經(jīng)濟(jì)、社會、空間和環(huán)境城鎮(zhèn)化5個(gè)維度,共甄選出18個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)。

水資源承載力是指水資源對人類及其賴以生存的經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)所能承受的最大規(guī)模[39],主要包括水資源、社會經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境3個(gè)維度,共甄選出20個(gè)單項(xiàng)指標(biāo),如表2所列。

表2 新型城鎮(zhèn)化和水資源承載力評價(jià)指標(biāo)體系Tab.2 Evaluation index system of new urbanization and water resource carrying capacity

3 結(jié)果與分析

3.1 新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力耦合協(xié)調(diào)時(shí)序分析

通過對2005～2020年長江經(jīng)濟(jì)帶二元系統(tǒng)的38個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,得到2005～2020年長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化綜合指數(shù)、水資源承載力綜合指數(shù)、耦合協(xié)調(diào)度(見圖1)。

圖1 2005～2020年長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力耦合協(xié)調(diào)關(guān)系Fig.1 Coupling and coordination relationship between new urbanization and water resource carrying capacity in the Yangtze River Economic Belt from 2005 to 2020

通過對圖1進(jìn)行分析,2005～2020年,長江經(jīng)濟(jì)帶耦合協(xié)調(diào)度在短期內(nèi)雖有小幅波動,但整體上呈穩(wěn)步上升態(tài)勢,表明長江經(jīng)濟(jì)帶在穩(wěn)步促進(jìn)城鎮(zhèn)化質(zhì)量提升和經(jīng)濟(jì)增長的過程中兼顧了城市水環(huán)境的保護(hù)與治理。

(1) 長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化指數(shù)在研究期內(nèi)增速迅猛,這主要得益于長江經(jīng)濟(jì)帶各省市不斷優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、完善城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等舉措。此外,這或與中國新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略推進(jìn)和國家頒布的一系列助力長江經(jīng)濟(jì)帶區(qū)域蓬勃發(fā)展的政策相關(guān)。例如,2006年審議通過的《西部大開發(fā)“十一五”規(guī)劃》、2014年正式發(fā)布的《國務(wù)院關(guān)于依托黃金水道推動長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展的指導(dǎo)意見》和《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014～2020年)》等政策文件。值得探究的是該指數(shù)隨著時(shí)間的推移幾乎呈線性增長,這一結(jié)果與張雅杰等[40]的研究結(jié)果相似,結(jié)論較為可靠。2020年該指數(shù)有所下降,原因在于受新冠疫情的影響,經(jīng)濟(jì)增速放緩,新型城鎮(zhèn)化發(fā)展受到制約。

(2) 水資源承載力指數(shù)有小幅波動趨勢,但總體在上升。尤其在2013年前,水資源承載力呈上下波動態(tài)勢,這也說明了長江經(jīng)濟(jì)帶資源和環(huán)境的損耗和破壞與早期粗放型的經(jīng)濟(jì)增長方式息息相關(guān),在某種程度上制約了水資源承載力的提升。值得注意的是,研究初期水資源承載力起點(diǎn)較高的原因可能在于城鎮(zhèn)化的發(fā)展對于水資源和生態(tài)環(huán)境的壓力較小,區(qū)域水資源稟賦和生態(tài)環(huán)境本底較好。此外,生態(tài)環(huán)境對于水資源承載力具有重要影響,從表征生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的具體指標(biāo)來看,2006～2012年城市綠地面積和城市污水日處理能力等指標(biāo)增速較緩,而隨著社會發(fā)展和生態(tài)保護(hù)力度的加大,區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)取得了顯著成效,使得2013年以后水資源承載力得到了顯著提升。

(3) 由圖1分析可知,2005～2020年長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化和水資源承載力耦合協(xié)調(diào)度呈穩(wěn)步上升態(tài)勢,從2005年的0.196上升到2020年的0.992,耦合協(xié)調(diào)水平增速明顯。這主要因?yàn)樵谘芯科诔?水資源承載力指數(shù)起點(diǎn)較高,增速較慢,而新型城鎮(zhèn)化指數(shù)起點(diǎn)較低,增速較快,最終二者發(fā)展趨于協(xié)調(diào)。長江經(jīng)濟(jì)帶復(fù)合系統(tǒng)的耦合協(xié)同效應(yīng)發(fā)展趨勢良好,這主要與國家提出的“新型城鎮(zhèn)化建設(shè)” “美麗中國”以及“生態(tài)文明建設(shè)先行示范帶”等政策指導(dǎo)有關(guān)。結(jié)合上述分析來看,新型城鎮(zhèn)化指數(shù)由最初的低于水資源承載力指數(shù)到最后高于水資源承載力指數(shù),二者實(shí)現(xiàn)高水平協(xié)調(diào)仍需很長時(shí)間。

3.2 新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力耦合協(xié)調(diào)空間格局分析

3.2.1三大區(qū)域視角下新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力耦合協(xié)調(diào)關(guān)系的空間分析

為具體分析空間區(qū)域差異,本文根據(jù)《國務(wù)院關(guān)于依托黃金水道推動長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展的指導(dǎo)意見》,將長江經(jīng)濟(jì)帶劃分為上、中、下游3個(gè)區(qū)域,其中,上游地區(qū)包括云、貴、川、渝4個(gè)省市,中游地區(qū)包括湘、鄂、贛3個(gè)省份,下游地區(qū)包括皖、浙、蘇、滬4個(gè)省市。從三大區(qū)域視角出發(fā)(見圖2),2005～2020年長江經(jīng)濟(jì)帶上、中、下游三大區(qū)域新型城鎮(zhèn)化和水資源承載力耦合協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)兩大特征。

圖2 長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化和水資源承載力空間協(xié)調(diào)度發(fā)展趨勢Fig.2 Development trend of new urbanization and spatial coordination of water resources carrying capacity in the Yangtze River Economic Belt

(1) 三大區(qū)域的空間協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)出中游<上游<下游的空間差異格局,表現(xiàn)出明顯的空間集聚特征,這與實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的目標(biāo)還存在一定距離。在利用熵權(quán)TOPSIS進(jìn)行新型城鎮(zhèn)化水平評價(jià)時(shí)發(fā)現(xiàn),空間城鎮(zhèn)化和社會城鎮(zhèn)化的權(quán)重分別為0.393 2和0.251 0,二者對新型城鎮(zhèn)化水平影響很大。生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的權(quán)重為0.509 6,其對地區(qū)水資源承載力具有重要影響。城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對完善、生態(tài)環(huán)境較好的地區(qū),空間協(xié)調(diào)度也相對較高。反之,則相反。

(2) 2005～2020年上游和中游地區(qū)空間協(xié)調(diào)度總體呈平穩(wěn)上升趨勢,而下游地區(qū)整體呈小幅下降態(tài)勢,個(gè)別年份波動幅度較大。上游地區(qū)空間協(xié)調(diào)度由2005年的0.217提升至2020年的0.270,中游地區(qū)空間協(xié)調(diào)度由2005年0.211增加至2020年的0.252,上游和中游地區(qū)耦合協(xié)調(diào)度都有不同程度提高,表明上中游地區(qū)在新型城鎮(zhèn)化建設(shè)和水資源高效利用、水環(huán)境治理取得一定成效。然而值得關(guān)注的是下游地區(qū)耦合協(xié)調(diào)度在2010年以后呈小幅下降態(tài)勢,其耦合協(xié)調(diào)度由2010年的0.995下降至2020年的0.791,這與下游地區(qū)的新型城鎮(zhèn)化發(fā)展階段與水資源稟賦密切相關(guān)。簡而述之,下游地區(qū)(尤其是長三角地區(qū))憑借區(qū)位優(yōu)勢吸引了人口、技術(shù)、資本等要素聚集,城鎮(zhèn)化發(fā)展較快較早,在城鎮(zhèn)化發(fā)展由速度傾向型向質(zhì)量傾向型轉(zhuǎn)變的過程中,由于人口壓力和資源稟賦等因素,導(dǎo)致人均資源占有量減少,給水資源和城鎮(zhèn)化系統(tǒng)造成了極大的社會壓力,以至于二者綜合評價(jià)指數(shù)均呈下降態(tài)勢,相互作用強(qiáng)度減弱,耦合協(xié)調(diào)水平小幅下降。

3.2.2省域視角下新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力耦合協(xié)調(diào)關(guān)系的空間分析

本文選取2005,2010,2015和2020年作為代表性年份,使用ArcGIS 10.8軟件對代表性年份的耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行空間可視化分析,得到2005～2020年長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力協(xié)調(diào)發(fā)展類型圖(見圖3)。

圖3 長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力協(xié)調(diào)發(fā)展類型Fig.3 Types of coordinated development of new urbanization and water resources carrying capacity in the Yangtze River Economic Belt

如圖3所示,2005年耦合協(xié)調(diào)度高值主要分布于下游地區(qū),上海市耦合協(xié)調(diào)度高達(dá)0.995,屬于良好協(xié)調(diào)型,江蘇、浙江屬于中度協(xié)調(diào)型,而安徽耦合協(xié)調(diào)度值較低,屬于嚴(yán)重失調(diào)型。原因在于安徽省二元系統(tǒng)評價(jià)值均較低,尤其是新型城鎮(zhèn)化水平僅為0.136,屬于典型的城鎮(zhèn)化滯后型省份,其溢出效應(yīng)較差,進(jìn)而使得兩系統(tǒng)相互作用強(qiáng)度較弱,耦合協(xié)調(diào)水平較低。耦合協(xié)調(diào)度中值區(qū)主要集中于中游地區(qū),湖北、湖南、江西3省均屬中度失調(diào)型。耦合協(xié)調(diào)度低值區(qū)主要分布在上游地區(qū),重慶市、四川省均屬于中度失調(diào)型,而云南省和貴州省則屬于嚴(yán)重失調(diào)型。到了2010年,三大分區(qū)的耦合協(xié)調(diào)度差異有所縮小,上海市依然處于良好協(xié)調(diào)型;江蘇、浙江由中度協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)變?yōu)榈投葏f(xié)調(diào)型,原因在于隨著社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長,江蘇、浙江兩省的新型城鎮(zhèn)化綜合指數(shù)由2005年的0.413和0.474提升至2010年的0.451和0.480,而水資源承載力綜合指數(shù)由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理、人口增速較快和經(jīng)濟(jì)增速較慢等因素,使其由2005年的0.377和0.336下降為2010年的0.313和0.302,這兩者的綜合指數(shù)差距被拉開,導(dǎo)致協(xié)調(diào)水平降低;中度失調(diào)型的省份最多,分別為重慶、四川、江西、湖北、湖南、云南;安徽、貴州兩省仍處于嚴(yán)重失調(diào)型。至2015年,上海市依然位居首位,處于良好協(xié)調(diào)型;江蘇、浙江處于中度協(xié)調(diào)型;重慶市屬于低度協(xié)調(diào)型;云南省屬于嚴(yán)重失調(diào)型,除此之外,其他省份均屬中度失調(diào)型。到了2020年,三大分區(qū)間的耦合協(xié)調(diào)梯度性差距再次拉開,連片擴(kuò)張趨勢明顯,其中中度失調(diào)型省份形成以湖北省為中心的集聚分布格局;上海市作為長江經(jīng)濟(jì)帶的“龍頭”,其耦合協(xié)調(diào)度依然居首,處于良好協(xié)調(diào)型;江蘇處于中度協(xié)調(diào)型;浙江省由中度協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)變?yōu)榈投葏f(xié)調(diào)型,原因在于一方面受2019年底新冠疫情的影響,其經(jīng)濟(jì)增速明顯放緩;另一方面由于地理區(qū)位優(yōu)勢吸引了大量人口集聚,使得人均資源占有量較低,對資源環(huán)境造成了一定壓力,導(dǎo)致二元系統(tǒng)綜合指數(shù)均有所降低,進(jìn)而使其耦合協(xié)調(diào)度有所下降。而云南、貴州、安徽三省處于嚴(yán)重失調(diào)型。值得關(guān)注的是,研究期內(nèi)上游和中游一直處于中度或嚴(yán)重失調(diào)狀態(tài),探究其原因可知,上游和中游在研究期內(nèi)新型城鎮(zhèn)化綜合指數(shù)均值分別為0.191和0.305,水資源承載力綜合指數(shù)均值分別為0.433和0.338。兩個(gè)地區(qū)皆屬于水資源承載力超前、新型城鎮(zhèn)化滯后型,且兩個(gè)綜合指數(shù)得分均較低,空間溢出效應(yīng)較差,導(dǎo)致兩地區(qū)耦合協(xié)調(diào)度均較低。這也反映了上、中游地區(qū)新型城鎮(zhèn)化水平建設(shè)稍顯滯后,與實(shí)際情況較為吻合。

整體上看,長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化和水資源承載力耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平在空間上呈“東北高、西南低”的衰減格局,空間集聚現(xiàn)象明顯。2020年各省市耦合協(xié)調(diào)度值最高的為上海市,處于良好協(xié)調(diào)狀態(tài),最低的為貴州省,協(xié)調(diào)度僅為0.130,為嚴(yán)重失調(diào)狀態(tài)。從代表年份的協(xié)調(diào)度空間演變來看,上海市一直居于首位,處于良好協(xié)調(diào)階段,同時(shí)與江蘇、浙江位列前三;而云南、貴州、安徽在研究期初的耦合協(xié)調(diào)度值墊底,屬于嚴(yán)重失調(diào)型,其二元協(xié)調(diào)綜合指數(shù)均較低,尤其是新型城鎮(zhèn)化指數(shù)均低于水資源承載力指數(shù)。

3.3 新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力耦合協(xié)調(diào)引力關(guān)系分析

通過上述對長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力耦合協(xié)調(diào)的動態(tài)演化特征分析可知,復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展水平空間差異格局顯著。因此,本文進(jìn)一步在耦合協(xié)調(diào)度的基礎(chǔ)上引入空間引力模型計(jì)算省市間的空間聯(lián)系量,借此探討各省市間協(xié)調(diào)發(fā)展的空間聯(lián)系,以便有針對性地提出優(yōu)化舉措。同時(shí),為使測度結(jié)果可視化,本文在空間聯(lián)系量的基礎(chǔ)上,運(yùn)用自然間斷點(diǎn)分級法將長江經(jīng)濟(jì)帶9省2市新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力耦合協(xié)調(diào)的空間聯(lián)系強(qiáng)度依次劃分為弱聯(lián)系、較弱聯(lián)系、一般聯(lián)系、較強(qiáng)聯(lián)系、強(qiáng)聯(lián)系等 5 個(gè)等級。并選取2005,2010,2015和2020年4個(gè)代表性時(shí)間截面的數(shù)據(jù),借助 ArcGIS 10.8軟件繪制了相應(yīng)的空間聯(lián)系結(jié)構(gòu)圖,如圖4 所示。此外,為厘清長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化和水資源承載力耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的核心增長極,本文借助空間聯(lián)系勢能值來表征復(fù)合系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的核心增長極,通過空間聯(lián)系勢能值的計(jì)算方法,計(jì)算出 2005,2010,2015和2020年長江經(jīng)濟(jì)帶 11個(gè)省市合協(xié)調(diào)度空間聯(lián)系勢能值(見表3)。

圖4 長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力協(xié)調(diào)發(fā)展空間聯(lián)系結(jié)構(gòu)Fig.4 Spatial linkage structure of coordinated development of new urbanization and water resources carrying capacity in the Yangtze River Economic Belt

表3 長江經(jīng)濟(jì)帶耦合協(xié)調(diào)度空間聯(lián)系勢能值Tab.3 Potential energy values of spatial linkage of coupling coordination degree in Yangtze River Economic Belt

整體而言,2005～2020年長江經(jīng)濟(jì)帶11省市間新型城鎮(zhèn)化和水資源承載力耦合協(xié)調(diào)的空間聯(lián)系漸趨緊密。從空間分布來看,三大分區(qū)的空間網(wǎng)絡(luò)密度整體呈“東密西疏”的空間分布特征,同時(shí)省際間耦合協(xié)調(diào)引力水平的極化現(xiàn)象較為突出。長江經(jīng)濟(jì)帶非相鄰省市間的耦合協(xié)調(diào)引力水平普遍低于相鄰省市之間的協(xié)調(diào)引力水平,且兩省市距離越近,其耦合協(xié)調(diào)的空間聯(lián)系強(qiáng)度越來越強(qiáng),基本符合距離衰減定律。

從分區(qū)域來分析,下游地區(qū)的上海、江蘇、浙江(長三角地區(qū))三省市之間的耦合協(xié)調(diào)度的空間聯(lián)系最為密集,形成了以強(qiáng)聯(lián)系或較強(qiáng)聯(lián)系為主軸的鏈狀式空間聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)格局,空間聯(lián)系勢能優(yōu)勢突出,長三角地區(qū)勢能值占比均超過17%,總占比超過60%,可見長三角地區(qū)在輻射整個(gè)長江經(jīng)濟(jì)帶區(qū)域系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的過程中的引領(lǐng)示范作用愈發(fā)顯著,現(xiàn)已成為輻射、引領(lǐng)“高地”和優(yōu)勢集聚區(qū)。值得關(guān)注的是,上海市在研究期內(nèi)勢能值占比穩(wěn)居第一,表明上海市是長江經(jīng)濟(jì)帶系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要核心增長極,其集聚效應(yīng)和擴(kuò)散效應(yīng)較為顯著,同時(shí)其龍頭帶動作用正逐漸顯現(xiàn)。

安徽省與長三角地區(qū)的江蘇、上海分別保持較強(qiáng)聯(lián)系、一般聯(lián)系,與浙江省由較弱聯(lián)系上升為一般聯(lián)系,與中游地區(qū)的湖北省和江西省由弱聯(lián)系上升為較弱聯(lián)系,表明安徽省在聯(lián)結(jié)長三角和長江經(jīng)濟(jì)帶中游地區(qū)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的過程中發(fā)揮了重要橋梁作用。

中游地區(qū)空間聯(lián)系勢能相對較好,總占比已超過15%,其中江西省與下游地區(qū)的上海和浙江保持一般聯(lián)系,與安徽省由弱聯(lián)系上升為較弱聯(lián)系;與長江中游地區(qū)的湖北省保持較弱聯(lián)系,與湖南省由較弱聯(lián)系上升為一般聯(lián)系,同時(shí)江西省的空間勢能值占比整體呈提高態(tài)勢,表明江西省作為長江經(jīng)濟(jì)帶中、下游地區(qū)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的中轉(zhuǎn)樞紐地位日益顯著。湖北省勢能值占比已達(dá)5.86%,成為長江中游地區(qū)協(xié)調(diào)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的重要核心增長極。

上游地區(qū)空間聯(lián)系勢能占比相對較低,一直在11%左右波動,成為長江經(jīng)濟(jì)帶勢能值“低端區(qū)”。這或與上游地區(qū)開發(fā)時(shí)間較晚、交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模不足以及合作機(jī)制不健全等因素密切相關(guān)。其中僅有重慶勢能值比重最高,在研究期末達(dá)4.11%,且重慶市與湖北省在研究期末保持著一般聯(lián)系。重慶市與貴州省的空間聯(lián)系經(jīng)歷了較弱聯(lián)系→一般聯(lián)系→較弱聯(lián)系的演變歷程,與湖南省一直保持著較弱聯(lián)系。在研究期內(nèi)重慶市與貴州、湖南兩省的空間聯(lián)系量均有所增加,表明重慶市成為上游地區(qū)核心輻射帶動的重要省份以及空間聯(lián)系通道。此外,研究期內(nèi),貴州省的空間聯(lián)系勢能值雖有降幅之勢,但整體呈上升態(tài)勢,未來有望同重慶共同發(fā)展為上游地區(qū)的雙核心輻射增長極。

4 結(jié)論與討論

本文以長江經(jīng)濟(jì)帶11省市為研究對象,利用2005～2020年的面板數(shù)據(jù),構(gòu)建新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力系統(tǒng)綜合評價(jià)指標(biāo)體系,運(yùn)用熵權(quán)TOPSIS模型對長江經(jīng)濟(jì)帶二元系統(tǒng)綜合發(fā)展水平進(jìn)行了度量。然后,采用耦合協(xié)調(diào)模型、空間引力模型解析了長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力協(xié)調(diào)發(fā)展的動態(tài)演進(jìn)特征及空間聯(lián)系結(jié)構(gòu)。得到結(jié)論如下:

(1) 從時(shí)間序列上看,2005～2020年長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力耦合協(xié)調(diào)度呈持續(xù)上升趨勢,從2005年的約0.196提升至2020年的 0.992,新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平不斷提高,城鎮(zhèn)化指數(shù)增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于水資源承載力增長速度。

(2) 從空間格局上看,本文從區(qū)域、省域視角分析了2005～2020年長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力協(xié)調(diào)發(fā)展水平的空間異質(zhì)性。從三大區(qū)域視角分析,2005～2020年三大分區(qū)的耦合協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)出中游<上游<下游的空間差異格局,其中上、中游地區(qū)耦合協(xié)調(diào)度整體呈增長態(tài)勢,下游地區(qū)則略呈下降態(tài)勢;而從省域視角分析,耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平在空間上呈“東北高、西南低”的衰減格局。

(3) 從耦合協(xié)調(diào)度的空間聯(lián)系格局和空間聯(lián)系勢能值來看,長江經(jīng)濟(jì)帶 11 省市新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力耦合協(xié)調(diào)的空間聯(lián)系漸趨緊密,空間網(wǎng)絡(luò)密度整體呈“東密西疏”的空間分布特征,耦合協(xié)調(diào)度的空間聯(lián)結(jié)格局變化較為穩(wěn)定,且三大分區(qū)也表現(xiàn)出顯著的空間異質(zhì)性和網(wǎng)絡(luò)多層級性特征,其中上海市、江西省和重慶市分別成為東部、中部和西部地區(qū)的核心增長極和輻射帶動省份。

上述結(jié)論的政策啟示:① 踐行以人為本的新型城鎮(zhèn)化理念和水資源保護(hù)與利用科學(xué)發(fā)展思想,在著力提升新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的同時(shí)加大生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度,探索協(xié)同推進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和資源利用新路子。② 依托長江黃金水道,建立跨區(qū)域、跨省市的流域合作協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)與長效機(jī)制,積極推動長江經(jīng)濟(jì)帶三大分區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展結(jié)構(gòu)由內(nèi)部集聚關(guān)聯(lián)向全流域網(wǎng)絡(luò)化關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)變。具體而言,下游地區(qū)應(yīng)發(fā)揮科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢,以科技賦能資源開發(fā)與利用,著力提升水資源利用效率與科技水平,強(qiáng)化下游地區(qū)在長江經(jīng)濟(jì)帶復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展中的輻射帶動作用,尤其是充分發(fā)揮上海市的龍頭引領(lǐng)作用。中游地區(qū)應(yīng)持續(xù)增強(qiáng)江西、湖北兩省的中轉(zhuǎn)樞紐作用,接續(xù)引進(jìn)下游地區(qū)先進(jìn)技術(shù)與新發(fā)展理念,借助資源稟賦與區(qū)位優(yōu)勢,在積極提升中游地區(qū)整體協(xié)調(diào)發(fā)展水平的基礎(chǔ)上,為上游地區(qū)轉(zhuǎn)移先進(jìn)技術(shù)、銜接上下游協(xié)調(diào)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。上游地區(qū)應(yīng)在穩(wěn)固重慶市第一輻射帶動作用“高地”的基礎(chǔ)上,加快培育、塑造貴州省作為上游區(qū)域第二輻射帶動核心省份,形成雙核心支撐格局。同時(shí),應(yīng)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),補(bǔ)齊城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)短板,促進(jìn)人才、技術(shù)、資本等要素向上游地區(qū)流動,推動長江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化與水資源承載力均衡發(fā)展及耦合協(xié)調(diào)度的整體提升。