陳勤昌,王兆峰

(湖南師范大學旅游學院,長沙 410081)

黨的二十大報告強調,要統(tǒng)籌發(fā)展和安全,以新安全格局保障新發(fā)展格局,這為構建主體功能明顯、優(yōu)勢互補、高質量發(fā)展的國土空間開發(fā)保護新格局提供了基本遵循。武陵山區(qū)生物多樣性與水土保持生態(tài)功能區(qū)作為國家重點生態(tài)功能區(qū),通過生態(tài)文明建設和生態(tài)修復治理工程,環(huán)境保護成效日漸顯著,生態(tài)系統(tǒng)多樣性、穩(wěn)定性和持續(xù)性穩(wěn)步提升,區(qū)域生態(tài)安全屏障更加牢固;同時,作為西部大開發(fā)戰(zhàn)略最前沿和脫貧攻堅戰(zhàn)略主戰(zhàn)場,武陵山區(qū)國土開發(fā)規(guī)模和強度持續(xù)走高,局部荒漠化、石漠化、水土流失等問題加劇,物種及遺傳資源衰減流失,生境敏感性、脆弱性顯化,國土空間開發(fā)系統(tǒng)與生態(tài)安全系統(tǒng)沖突頻仍[1]。21世紀以來,武陵山區(qū)國土空間開發(fā)對生態(tài)安全格局是否構成影響,是否存在空間溢出效應,區(qū)域內部是否存在時空異質性? 解答上述問題既是細化落實長江經濟帶“共抓大保護、不搞大開發(fā)”戰(zhàn)略導向的關鍵步驟,亦是真切響應特殊類型區(qū)振興發(fā)展和生態(tài)文明建設的時代課題。

探析國土空間開發(fā)與生態(tài)安全的內在關系是區(qū)域經濟學和生態(tài)地理學的研究重點[2]。國土空間開發(fā)指依托地域空間以滿足經濟社會發(fā)展所需而開展的系列實踐活動,德國、法國、日本等國家有計劃地制定國土規(guī)劃或空間發(fā)展計劃,旨在最大化改善生產力布局[3];國內側重于國土空間的規(guī)劃指向[4]、評估診斷[5]、風險預警[6]、生態(tài)修復[7]和系統(tǒng)治理[8]等研究支脈,多聚焦黃河流域[2]、長三角地區(qū)[9]和東北地區(qū)[10]等熱點區(qū)域。生態(tài)安全指一個國家、地區(qū)或人類社會維持生存發(fā)展所需的環(huán)境且少受或不受破壞與威脅的狀態(tài)[11],國外多著墨于評估模型構建[12]、生態(tài)安全廊道建設[13]、生態(tài)功能修復策略[14]和生態(tài)系統(tǒng)風險防范[15]等領域;國內學者綴合國情區(qū)況,延伸至生態(tài)安全能力建設、綜合治理體系構建和生態(tài)安全格局優(yōu)化等方面[16],研究對象多為煤炭區(qū)[17]、庫區(qū)[18]、林區(qū)[19]、半干旱區(qū)[20]和濕地[21]等生態(tài)安全控制區(qū)。國土空間開發(fā)對生態(tài)系統(tǒng)影響的研究逐漸增多,趙亞莉等[22]厘清我國省會城市土地開發(fā)強度與生態(tài)環(huán)境的演替關系,闡明開發(fā)強度合理區(qū)間應基于生態(tài)環(huán)境保護之需;衛(wèi)思夷等[23]厘清國土空間開發(fā)與資源環(huán)境承載力耦合協(xié)調度,明確兩者并非必然對立制約關系;李強等[24]證實城市蔓延對生態(tài)環(huán)境內在機理及影響效應,明確兩者滿足環(huán)境庫茲涅茨倒“U”型曲線(EKC),但未能延伸討論至拐點(閾值)以及空間異質性特征。綜上所述,聚焦跨省連片交界生態(tài)脆弱地帶及縣域尺度的研究稍顯薄弱,國土空間開發(fā)對生態(tài)安全的作用機制尚未推至實證,其作用機理、溢出效應以及時空分異特征分析相對匱缺。

本文嘗試做出邊際貢獻如下:(1)研究視角上,以國家重點生態(tài)脆弱區(qū)與水土保持關鍵區(qū)武陵山區(qū)為對象,廓清縣域尺度下國土空間開發(fā)對生態(tài)安全的作用機理和時空異質性,為跨省交界區(qū)生態(tài)環(huán)境聯(lián)保共治和生態(tài)文明建設提供客觀參考。(2)研究內容上,構建國土開發(fā)強度與生態(tài)安全綜合評估框架,采用空間杜賓模型厘清國土開發(fā)強度對生態(tài)安全的空間溢出效應,并引入門檻模型檢驗兩者的非線性影響,以規(guī)避偽(倒)“U”型關系的缺陷。因此,聚焦武陵山區(qū)71個縣域單元,明確國土空間開發(fā)對生態(tài)安全的作用機理、空間溢出效應和門檻效應,驗證國土空間開發(fā)對生態(tài)安全的影響程度,以期進一步筑牢武陵山區(qū)生態(tài)安全屏障,為生態(tài)脆弱區(qū)打造人與自然和諧共生的美麗中國樣板提供實證依據。

1 國土空間開發(fā)對生態(tài)安全的作用機制

黨的“十八大”報告初次將“優(yōu)化國土空間開發(fā)格局”提升至戰(zhàn)略和全局高度,生態(tài)安全格局作為其中三大戰(zhàn)略格局之一,聯(lián)結著生態(tài)系統(tǒng)服務與人類社會永續(xù)發(fā)展。國土空間開發(fā)是經濟社會高質量發(fā)展的動力引擎,生態(tài)安全是國家安全體系的重要基石,兩者相互作用、互為支撐。依循區(qū)域非均衡增長理論和空間生產理論[13],國土空間開發(fā)具有針對性、階段性和持續(xù)性,對生態(tài)安全格局的作用是一個復雜的動態(tài)博弈過程,即國土空間開發(fā)對生態(tài)安全的影響存在非線性特征,正向或負向影響著人地關系地域系統(tǒng)協(xié)調演進狀態(tài)。

(1)國土空間開發(fā)對生態(tài)安全的促進作用。期初受到地理區(qū)位、交通網絡和政策支持等驅動因子影響,物質流、信息流、資金流、人才流快速集聚,國土空間開發(fā)規(guī)模、密度和強度日漸增強,極大蓄積了經濟社會發(fā)展內生“原動力”[16]。隨著國土開發(fā)范圍、開發(fā)能力由區(qū)域性節(jié)點城市逐步向全域滲透輻散,生態(tài)保護建設投入力度加大,生態(tài)系統(tǒng)結構、功能的正外部性增強,生態(tài)系統(tǒng)效應外溢性逐步釋放。此外,鄰近區(qū)域為獲得財力、物力、人力等發(fā)展權益,通過主動的“學習效應”和間接的“溢出效應”,實現綠色生產技術、清潔環(huán)保方式、先進管理經驗等跨區(qū)傳導[14],以合理規(guī)避國土空間開發(fā)對生態(tài)系統(tǒng)的脅迫影響,促進了全域生態(tài)韌性和生態(tài)安全的協(xié)同提升,助益于國土空間開發(fā)保護格局的整體優(yōu)化。

(2)國土空間開發(fā)對生態(tài)安全的抑制作用。伴隨國土開發(fā)范圍的擴大、資源要素的追加和能源消耗的增加,經濟增長、人口集聚、土地擴張和要素投入等維度表征愈加明顯[18],資源約束趨緊、生態(tài)功能受損、環(huán)境承載力下降等環(huán)境脅迫問題顯化,對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和質量造成擾動。當國土開發(fā)強度超過臨界值(閾值)后,致使企業(yè)集聚化形成“擠出效應”,大量資源消耗與污染廢棄物排放,經濟規(guī)模效應、正外部性作用斂縮,危及生態(tài)環(huán)境承載力上限,一定程度上抑制生態(tài)安全能力建設。因此,國土空間開發(fā)需更加注重內涵式、包容性和高質量增長,變末端生態(tài)環(huán)境治理為前端生態(tài)安全預警,促使生態(tài)安全格局在新一輪國土空間開發(fā)保護和生態(tài)文明建設進程中實現再平衡。

2 研究設計

2.1 研究區(qū)概況

武陵山區(qū)覆蓋湘西、黔東、鄂西、渝東南4 省區(qū)71縣域(圖1),國土面積為17.18萬m2,人口總量超3 600萬人,是我國面積最大的跨省交界區(qū)和典型的“老少山邊窮”地區(qū)。該區(qū)人均GDP 從2000 年的4 984元躍升至2019年的38 921元,農村居民人均可支配收入從不足2 000 元躍升至2019 年的11 544元,鎮(zhèn)化率由不足20%提升至2019年的38.48%,國土開發(fā)規(guī)模、強度和效率協(xié)同提升。境內森林覆蓋率超68.60%,擁有酉水、澧水、沅江、資水、烏江等河流,是長江、珠江和洞庭湖等流域重要水源涵養(yǎng)與生態(tài)屏障區(qū),也是具有全球保護意義的生物多樣性與水土保持關鍵區(qū),生態(tài)功能、生態(tài)地位和生態(tài)責任突出。在旅游開發(fā)、脫貧攻堅、鄉(xiāng)村振興進程中,局部土地流失嚴重、景觀破碎化加劇、生態(tài)系統(tǒng)服務功能退化等生態(tài)環(huán)境風險頻見于報端,故揭示武陵山區(qū)國土空間開發(fā)對生態(tài)安全的作用機制及影響效應,推進人地關系地域系統(tǒng)正向演化,將為其他生態(tài)脆弱區(qū)乃至全國生態(tài)文明建設樹立典型。

圖1 研究區(qū)概況Fig.1 Overview of the study area

2.2 研究方法

2.2.1 熵值模型法 為規(guī)避評價指標單位和量綱的差異性,首先采用極值標準化對各單項指標展開歸一化處理,繼而利用熵值模型測度國土開發(fā)強度指數與生態(tài)安全指數的指標權重值,最后利用線性加權法獲取兩者的綜合指數。計算公式如下[10]:

式中:Zij為無量綱處理后的數值;Wj為j項指標的權重;m為指標項數;n為縣域數,本文取71;Sij為綜合得分,且在[0,1]區(qū)間內分布。

2.2.2 空間自相關分析 空間自相關分析通過數據統(tǒng)計分析與地圖定位相結合,反映某一屬性的空間關系,并對要素的空間集聚特征及與周邊要素的差異進行表達。采用全局自相關探測生態(tài)安全的空間關聯(lián)性,以Moran′sI指數加以衡量。計算公式如下[25]:

式中:xi,xj為研究縣域單元的空間觀測值;為均值;Wij為空間權重矩陣,本文選取經濟距離空間權重矩陣(W1)、反嵌套權重矩陣(W2);n=71。Moran′sI指數值域介于[1,1],如Moran′sI＞0,代表研究對象在空間上呈正相關;如Moran′sI＜0,代表負相關,則具有較為明顯的空間異質性特征;如若Moran′sI=0,說明研究對象在空間上呈隨機分布狀態(tài)。

2.2.3 空間杜賓模型 空間權重矩陣指處于不同空間橫截面單位的某一經濟或地理屬性值之間的相互依存度,適配的空間權重矩陣是應用空間計量模型的基礎?？臻g杜賓模型(SDM)可客觀研判地理單元之間錯綜復雜的空間關聯(lián)特征,解析被解釋變量與解釋變量的空間關聯(lián)性以及具體空間溢出效應。計算公式如下[25-26]:

式中:W為空間權重矩陣;Esit為被解釋變量;Tdiit為解釋變量;Controlit為若干控制變量;ρ為被解釋變量空間回歸系數;β1,β2為解釋變量和控制變量的空間回歸估計系數;θ1,θ2為解釋變量的回歸估計系數;μi為空間效應;δi為時間效應;εi為隨機擾動項。

2.2.4 面板門檻模型 “門檻效應”指某變量到達臨界值后,致使其他變量發(fā)展方式發(fā)生轉向的現象。鑒于門檻變量設計分段函數的門檻回歸模型,由門檻效應對各分組變量產生的非線性關系擬合效果最為理想,且易于研判門檻變量對被解釋變量的結構突變點(臨界點)。據此,為驗證國土開發(fā)強度對生態(tài)安全是否存在約束條件及門檻效應,本文設定分段函數模型如下[26-27]:

式中:Tdiit為縣域單元i第t年的國土開發(fā)強度;I()為示性函數,若括號內數值大小條件滿足時取常數1,否則取值為0;α0,α1,α2,α3表示彈性系數值;γ1,γ2,γ3為待估計門檻值;Xit為一組影響生態(tài)安全的控制變量;φ為Xit對應的一組系數向量;εit為隨機擾動項。國土開發(fā)強度對生態(tài)安全或產生促進作用,或造成抑制作用;若正負效應并存,將引起結構性突變,故引入國土開發(fā)強度的門檻值,以檢驗其對生態(tài)安全的非線性影響。

2.3 指標選取與數據來源

2.3.1 指標體系

(1)被解釋變量:生態(tài)安全(Es)。作為聯(lián)結經濟、社會與環(huán)境三大系統(tǒng)的關鍵紐帶,生態(tài)安全映射生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、健康性和可持續(xù)性特征?；谏鷳B(tài)安全的概念內涵[11],擬用聯(lián)合國經濟合作開發(fā)署“壓力(Pressure)-狀態(tài)(State)-響應(Response)”模型[20],以社會經濟與生態(tài)環(huán)境有機統(tǒng)合為主線,考量社會經濟發(fā)展的投入產出與環(huán)境系統(tǒng)的生態(tài)效益。其中,生態(tài)安全壓力反饋人類生產生活實踐對生態(tài)環(huán)境造成的沖擊與挑戰(zhàn),生態(tài)安全狀態(tài)反映區(qū)域現實環(huán)境容量和承載能力,生態(tài)安全響應折射面對生態(tài)壓力時提升環(huán)境容量所采用的響應性舉措[22]。具體指標選取詳見表1。

表1 國土開發(fā)強度與生態(tài)安全評價指標體系及權重Table 1 Evaluation index system and weights of territoria development intensity and ecological security

(2)門檻變量:國土開發(fā)強度(Tdi)。國土空間是自然要素、人文要素及其相互作用形成的空間載體,亦是推進生態(tài)文明建設的功能載體,以開發(fā)強度具象反映生產生活實踐對地域系統(tǒng)的利用程度及累積承載密度[24],借鑒張樂勤[9]和陳勤昌[28]等學者研究思路,遴選經濟開發(fā)強度、人口擴張強度、土地利用強度、社會投入強度4個維度,集成表征研究區(qū)國土開發(fā)強度指數。其中,以經濟密度、產業(yè)非農化率表示經濟開發(fā)強度,反映區(qū)域經濟規(guī)模和產業(yè)結構變化;以地區(qū)人口數、城鎮(zhèn)人口比重表示人口擴張強度,反映區(qū)域人口總量和人口集聚程度;以土地墾殖指數、建成區(qū)面積所占比重表示土地利用強度,反映區(qū)域土地利用結構變化和城鎮(zhèn)空間擴張程度;以全社會用電量、單位面積投資額表示社會投入強度,反映能源要素和資本要素投入狀況。

(3)控制變量:①經濟發(fā)展(Eco)。經濟條件是推進生態(tài)文明建設的物質基礎,直接影響生態(tài)安全的維護成本與產出,是人與自然和諧共生的前提保障,選取人均GDP 表征[13]。②資源稟賦(Res)。自然資源稟賦影響著國土空間發(fā)展?jié)摿蛧量臻g再平衡,是優(yōu)化生態(tài)保育、生態(tài)修復和生態(tài)屏障等功能的關鍵要素,選取人均耕地面積[27]表征。③產業(yè)結構(Str)。有序推進產業(yè)生態(tài)化和生態(tài)產業(yè)化,持續(xù)釋放綠色轉型的“結構紅利”和“生態(tài)效益”,驅動生態(tài)系統(tǒng)運行質量和服務功能正向演化,以第三產業(yè)占GDP比重表征[12]。④環(huán)境規(guī)制(Gov)。環(huán)境規(guī)制強度反映有為政府宏觀調控能力和治理效能,直接影響末端環(huán)境治理水平,選取當年環(huán)境污染治理投資額占比表征[28]。⑤科技進步(Tel)。創(chuàng)新是驅動高質量發(fā)展的內生動力,創(chuàng)新主體通過綠色產業(yè)協(xié)作、綠色技術擴散和知識溢出,促進區(qū)域綠色全要素生產率增長,選取科研經費投入占比表征[9]。⑥開放程度(Open)。對外開放是獲取境外資本、綠色創(chuàng)新技術、先進管理經驗的主要渠道,選取當年實際利用外資額占比表征[10]。

2.3.2 數據來源 以2000年“西部大開發(fā)”上升至國家戰(zhàn)略為研究基期,以2020年武陵山區(qū)完成脫貧攻堅任務為報告期,探析研究區(qū)“九五”末期至“十三五”末期的階段性演化特征。主要數據源自《中國縣域統(tǒng)計年鑒(縣市卷)》(2001—2021 年)、《中國縣城建設統(tǒng)計年鑒》(2001—2021 年)、《中國人口普查分縣資料》(2001—2020年)等公開披露數據;建設用地與耕地指標參考中國科學院資源環(huán)境科學與數據中心(http:∥www.resdc.cn/)支持的中國土地利用現狀(LUCC)遙感監(jiān)測數據集,分辨率設為1 km×1 km;部分數據從對應縣(市、區(qū))官方網站、國民經濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報擇取補充。囿于武陵山區(qū)部分縣域數據的匱缺,少量年份的數據通過線性插值法補足。為規(guī)避異方差的影響,變量數據計算時作對數化處理,各縣域GDP根據平減指數法調整為2000年不變價格。變量的描述性統(tǒng)計結果及方差膨脹因子見表2,方差膨脹因子(VIF)遠低于5,證明解釋變量之間不存在多重共線性。

表2 變量的描述性統(tǒng)計和相關系數Table 2 Descriptive statistics and correlation coefficients of variables

3 結果與分析

3.1 武陵山區(qū)國土開發(fā)強度與生態(tài)安全指數測度

3.1.1 武陵山區(qū)國土開發(fā)強度分異特征 據圖2可知,武陵山區(qū)國土開發(fā)強度指數均值從2000年的0.195上升至2020年的0.273,整體呈提升發(fā)展態(tài)勢。(1)從研究基期而言,國土開發(fā)強度指數高值區(qū)位于湖南的漣源、安化、新化、隆回、邵陽5縣,以及湖北的恩施、利川2縣級市,但峰值不超過0.3,而國土開發(fā)強度指數低值區(qū)為貴州的沿河、德江、印江、江口、石阡等縣,該階段總體呈簇狀集聚分布。(2)從研究中期而言,以冷水江市(0.349)為峰值的東側地區(qū)國土開發(fā)強度值較高,而萬山縣(0.178)為谷值的貴州西側國土開發(fā)強度指數偏度,極差高達0.141,該階段區(qū)域國土開發(fā)強度縣際差異逐漸擴大。(3)從報告期而言,武陵山區(qū)“兩側高、中間低”的空間分異特征愈加顯著,國土開發(fā)強度指數逾過0.334的縣域超過7個;相對而言,國土開發(fā)強度指數低值區(qū)集中于銅仁市、湘西州、懷化市。利用Jenks最佳自然斷裂點分級法縱向對比可知,21 世紀以來,西部大開發(fā)、武陵山區(qū)域一體化發(fā)展、脫貧攻堅、老區(qū)振興等多輪戰(zhàn)略疊加,武陵山區(qū)人口、經濟、空間、社會城鎮(zhèn)化進程提速,國土空間開發(fā)的規(guī)模、強度和密度增強,發(fā)展?jié)摿驮鲩L空間持續(xù)擴大,而國土空間開發(fā)與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調關系亦值得關注。

圖2 2000-2020年武陵山區(qū)國土開發(fā)強度指數Fig.2 Index of territorial development intensity in Wuling Mountain Area from 2000 to 2020

3.1.2 武陵山區(qū)生態(tài)安全分異特征 據圖3可知,武陵山區(qū)生態(tài)安全指數均值從2000年的0.282增至2020年的0.438,2019年達到峰值水平(0.441),大致呈穩(wěn)健上升發(fā)展態(tài)勢,說明武陵山區(qū)生態(tài)文明建設有力有效推進,國土生態(tài)安全屏障根基愈加穩(wěn)定堅固。(1)2000年,土地擴張低密度、分散化傾向明顯,對生態(tài)安全和環(huán)境質量造成沖擊,傳統(tǒng)“粗放式”發(fā)展模式難以為繼,國土空間開發(fā)系統(tǒng)與生態(tài)安全系統(tǒng)交互脅迫效應現實表征明顯。(2)2010年,種植業(yè)、農產品加工業(yè)、文旅產業(yè)等產業(yè)布局分散、關聯(lián)性低,單位生產總值的污染物排放與資源消耗量投入較大,抑制了資源承載能力和生態(tài)韌性能力建設,武陵山區(qū)存在“生態(tài)赤字”之憂。(3)2020年,在新型城鎮(zhèn)化、新型工業(yè)化和現代農業(yè)化等進程中,逐步建立生態(tài)補償機制,推動先進治理理念、治污技術跨區(qū)共享,國土空間生態(tài)修復由探索區(qū)域自主治理逐步轉向全域空間頂層設計。此外,2020年雖遭受新冠疫情的全方位沖擊,但生態(tài)安全指數同比2019年僅下降3個百分點,足見研究期間武陵山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)結構及功能穩(wěn)定性增強,自組織、自適應、自調節(jié)能力明顯提升,逐步形成區(qū)域高質量發(fā)展與生態(tài)安全協(xié)調提升的良性互促局面。

圖3 2000-2020年武陵山區(qū)生態(tài)安全指數Fig.3 Index of ecological security in Wuling Mountain Area from 2000 to 2020

3.2 武陵山區(qū)國土開發(fā)強度對生態(tài)安全的溢出效應

3.2.1 空間相關性分析 鑒于經濟距離空間權重矩陣(W1)、反嵌套權重矩陣(W2)下,國土開發(fā)強度指數與生態(tài)安全指數的Moran′sI顯著為正,說明武陵山區(qū)存在地理和經濟的綜合空間關聯(lián)特征。據表3可知,2000—2020年武陵山區(qū)國土開發(fā)強度與生態(tài)安全的全局Moran′sI指數值處于[0,1],均通過10%的顯著水平檢驗,證實兩者均存在正相關性特征。國土開發(fā)強度指數的全局Moran′sI值大致呈波動上升的態(tài)勢,反映出武陵山區(qū)國土空間開發(fā)持續(xù)擴張,區(qū)域內部空間關聯(lián)性和互動性增強。生態(tài)安全指數的全局Moran′sI值在2000—2011年呈波動上升態(tài)勢,而在2011年后展現動態(tài)下降的趨向,武陵山區(qū)生態(tài)安全的空間依賴性顯著,呈現“先增強、后斂縮”的動態(tài)特征。

表3 武陵山區(qū)國土開發(fā)強度與生態(tài)安全的全局Moran's I 值Table 3 Overall Moran values of territorial development intensity and ecological security in Wuling Mountain Area

3.2.2 空間計量模型選擇及穩(wěn)健性檢驗 據表4可知,在W1,W2兩個矩陣下,通過LM 的各項檢驗且不同顯著性水平下檢驗,說明SDM 模型相較于SEM或SAR 模型更具適配性;采用LR 和Wald檢驗診斷SDM 是否降級為SRM 或SEM 模型,結果均在1%水平下顯著,拒絕原假設,即SDM 模型不可簡化為普通空間計量模型。Hausman 檢驗結果顯示,在1%水平下顯著,證實固定效應模型更具適用性和解釋力。故選取基于固定效應的空間杜賓模型,探析國土空間開發(fā)對生態(tài)安全的空間溢出效應。通過更替空間計量模型、被解釋變量和調整控制變量,在W1,W2下,回歸系數值均為正且至少在5%水平下顯著,證實計量模型和分析結果兼具穩(wěn)健性。

表4 空間計量模型適用性檢驗Table 4 Applicability test of spatial econometric model

3.2.3 空間溢出效應 利用Hausman檢驗可知,卡方差值為正數且通過顯著性檢驗,對數似然值反饋固定效應的空間杜賓模型擬合程度優(yōu)于隨機效應的空間杜賓模型;采用LR 檢驗可知,時空雙固定效應相較于時間固定效應與空間固定效應更為理想,故本文遴選時空雙固定效應的空間杜賓模型。據表5可知,在W1和W2空間權重矩陣下,國土開發(fā)強度對生態(tài)安全的回歸系數均為正值且在1%水平下顯著,表明在國土開發(fā)強度增強的過程中,生態(tài)系統(tǒng)運行質量和服務功能獲得提升,武陵山區(qū)生態(tài)安全格局整體呈現正向演化趨勢。鑒于空間面板模型回歸分析涉及信息繁雜,且空間溢出效應可能出現估計偏誤現象,故利用偏微分方法,將國土開發(fā)強度對本縣區(qū)及鄰近縣區(qū)生態(tài)安全的影響程度進行空間效應分解。

表5 空間面板杜賓模型估計結果Table 5 Estimation results of spatial panel Durbin model

3.2.4 空間效應分解 (1)國土開發(fā)強度對生態(tài)安全的提升作用顯著(表6)。①直接效應。在經濟距離空間權重矩陣(W1)下,國土開發(fā)強度直接效應的彈性系數為0.110,在1%水平上通過顯著性檢驗,即國土開發(fā)強度每提升1個單位,將促進本地區(qū)生態(tài)安全指數增長11.0%;更替為反嵌套權重矩陣(W2),國土開發(fā)強度每提升1個單位,將促進本地區(qū)生態(tài)安全指數增長9.6%,W1和W2權重矩陣下,本地區(qū)國土開發(fā)強度的提升均對自身生態(tài)安全能力建設產生促進作用。② 間接效應。在經濟距離空間權重矩陣(W1)下,國土開發(fā)強度對鄰區(qū)生態(tài)安全的彈性系數為-0.059,在5%水平上通過顯著性檢驗,即國土空間開發(fā)強度每提升1個單位,將導致鄰近地區(qū)生態(tài)安全系數下降5.9%,說明武陵山區(qū)縣域單元增強自身發(fā)展內生動力,將對毗鄰縣域生態(tài)安全提升產生抑制作用,國土空間開發(fā)對生態(tài)安全影響出現“以鄰為壑”效應;反嵌套權重矩陣(W2)下,未能通過顯著性檢驗。③總效應。在W1和W2空間權重矩陣下,總效應的彈性系數分別為0.051,0.079,且在1%水平上通過顯著性檢驗,即國土開發(fā)強度每提升1個單位,將促進全片區(qū)生態(tài)安全指數增長5.1%,7.9%。在武陵山區(qū)國土空間開發(fā)過程中,對本縣域單元生態(tài)系統(tǒng)安全趨好,對周邊縣域單元生態(tài)系統(tǒng)有抑制作用,整體而言,益于全域經濟社會高質量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護,助力實現“人與自然和諧共生”。

表6 空間杜賓模型效應分解結果Table 6 Decomposition results of spatial Dubin model effects

(2)控制變量對生態(tài)安全影響的差異性表現。①在經濟距離空間權重矩陣(W1)下,資源稟賦和對外開發(fā)對生態(tài)安全產生直接和間接彈性系數為正值,均能通過1%水平上顯著性檢驗,總效應分別為3.8%和3.3%,說明資源條件和開放環(huán)境是強化生態(tài)安全的關鍵要素,利用本地區(qū)與鄰區(qū)資源要素相似、產業(yè)結構趨同優(yōu)勢,利于挖掘區(qū)域經濟高質量發(fā)展?jié)摿εc對外活力,有效夯實生態(tài)安全物質基礎;產業(yè)結構抑制了本地生態(tài)安全能力建設,直接效應彈性系數為-0.038,間接效應和總效應彈性系數未通過顯著性檢驗;政府治理的直接效應和間接效應的彈性系數均為負值,但未能通過顯著性檢驗,證實政府規(guī)模擴張對生態(tài)安全存在促降作用;創(chuàng)新能力對本地縣域單元影響不明顯,對鄰近縣域單元有抑制作用。②在反嵌套權重矩陣(W2)下,經濟發(fā)展、資源稟賦、對外開發(fā)三者對本地和全域生態(tài)安全狀態(tài)均有直接促進作用,但勞動力、資本、土地等市場要素在交易中相對穩(wěn)定,資源稟賦對鄰近縣域單元的資源要素流動有阻隔現象存在;產業(yè)結構和政府治理與經濟距離空間權重矩陣(W1)下結果相似,本縣產業(yè)“結構紅利”對鄰近縣域產業(yè)升級未發(fā)揮帶動作用,但兩者總效應未通過顯著性檢驗,對生態(tài)安全能力建設影響不明顯。

3.3 武陵山區(qū)國土開發(fā)強度對生態(tài)安全的非線性影響

3.3.1 門檻效應檢驗 參照童昀[25]、王凱[26]等學者研究思路,進一步明確作用方向、突變點和階段性特征。依循Bootstrap自主抽樣法,重復抽取樣本500次,門檻特征檢驗后獲悉,武陵山區(qū)單一門檻模型與雙重門檻模型的F值依次在1%的水平上通過顯著性檢驗,而三重門檻模型的F值不顯著,明確武陵山區(qū)門檻估計值分別為0.158,0.309(表7)。此外,除湖北分片區(qū)為單一門檻模型,門檻值為0.294;湖南分片區(qū)門檻值為0.171,0.303;重慶分片區(qū)門檻值為0.199,0.302;貴州分片區(qū)門檻值為0.213,0.260?？梢?國土開發(fā)強度對全片區(qū)和分片區(qū)的影響程度各存殊異,不應等同視之;此外,武陵山區(qū)第一門檻和第二門檻值域范圍較大,全域自然環(huán)境本底和生態(tài)系統(tǒng)承載力表現明顯強于四大分片區(qū)。

表7 門檻效果檢驗與門檻值置信區(qū)間Table 7 Results of threshold effect test and confidence interval of threshold value

3.3.2 門檻回歸分析 從武陵山區(qū)全域而言,國土開發(fā)強度的提升對生態(tài)安全存在顯著的區(qū)間效應(表8)。(1)若小于門檻值0.158時,提升國土開發(fā)強度將改善生態(tài)安全狀態(tài),在1%水平上未通過顯著性檢驗,說明國土空間開發(fā)對生態(tài)安全水平存在促進作用,但促進作用稍顯不足。(2)若門檻值介于[0.158,0.309],生態(tài)系統(tǒng)的自適應和自調節(jié)功能增強,其結構與功能持續(xù)優(yōu)化更新,國土空間開發(fā)對生態(tài)安全具有顯著的正向作用,但促進作用相對第一階段有所減弱。(3)若門檻值高于0.309時,該階段國土開發(fā)強度越過生態(tài)安全警戒線,將威脅生態(tài)系統(tǒng)的健康、穩(wěn)定性以及對生態(tài)資源的可持續(xù)利用,或誘發(fā)武陵山區(qū)系統(tǒng)性生態(tài)風險,波及長江流域生態(tài)安全狀態(tài)。整體而言,國土空間開發(fā)對生態(tài)安全影響呈“增強—減弱”的倒“U”型曲線關系,該結論印證了采用面板門檻回歸分析是合理有效的,深層次折射出國土空間開發(fā)與筑牢生態(tài)安全屏障實質是社會系統(tǒng)與自然系統(tǒng)動態(tài)博弈過程。

表8 基于門檻模型的回歸結果Table 8 Results of threshold effect test and confidence interval of threshold value

3.3.3 時空異質性分析 據表9可知,在門檻值[0.158,0.309],湖北、湖南、重慶與貴州分片區(qū)國土開發(fā)強度對生態(tài)安全的影響系數依次為17.4%,7.9%,4.6%,2.4%,基本通過5%的顯著性檢驗,呈“湖北分片區(qū)＞湖南分片區(qū)＞重慶分片區(qū)＞貴州分片區(qū)”的分異特征。具體而言:(1)21世紀以來,以恩施州為核心主體的湖北分片區(qū),積極發(fā)揮脫貧攻堅目標、“兩不愁、三保障”、鄉(xiāng)村振興等政策集成優(yōu)勢,大力發(fā)展富硒產業(yè)、生態(tài)旅游、食品深加工等優(yōu)勢產業(yè),加快完善公路、鐵路、航空貫通的立體交通網,國土空間開發(fā)產生的生態(tài)修復能力、生態(tài)福利績效大幅提升。(2)湖南分片區(qū)以國家扶貧攻堅為主導、以大湘西板塊開發(fā)為支撐,促進生態(tài)安全體系各要素優(yōu)化組合,美麗湖南和生態(tài)文明建設取得較大成效;但該分片區(qū)縣域單元數(37個)超全域半數以上,國土空間修復工程、水土流失和石漠化綜合治理協(xié)調難度大,生態(tài)系統(tǒng)的“被動式”修復亟須向“主動式”演替轉變。(3)重慶分片區(qū)屬于典型的欠發(fā)達地區(qū)和半城鎮(zhèn)化地區(qū),歷史欠賬較多、產業(yè)基礎弱、區(qū)位交通差,資金、技術、勞動力和政策支撐性明顯偏弱,國土空間開發(fā)對生態(tài)安全的正向促進作用稍弱。(4)貴州分片區(qū)國土開發(fā)建設早期缺乏科學規(guī)劃、管控,基礎設施建設和環(huán)境保護投入不足,環(huán)境脅迫和約束作用較強,后續(xù)應強化國土空間開發(fā)能力建設,逐步縮小與武陵山區(qū)全域生態(tài)安全水平的差距。

表9 武陵山區(qū)開發(fā)強度對分片區(qū)生態(tài)安全的影響Table 9 The impact of territorial development intensity on ecological security in Wuling Mountain Area

4 討論與結論

4.1 討論

(1)國土空間開發(fā)與生態(tài)安全建設是一個復雜的動態(tài)博弈過程,即國土空間開發(fā)對生態(tài)安全的作用具有明顯空間依賴性和外溢性,且該作用過程是階段性、非線性、非均衡性的,佐證了趙麗婭等[22]“國土開發(fā)強度變化帶來明顯的生態(tài)環(huán)境效應”“合理控制城市開發(fā)強度”等論點。因此,武陵山區(qū)須明確“抓生態(tài)環(huán)境就是抓生產力”,合理設置國土開發(fā)強度區(qū)間,增強區(qū)域內生增長動力和生態(tài)系統(tǒng)韌性,協(xié)力打好開發(fā)建設和生態(tài)保護攻堅戰(zhàn)、持久戰(zhàn),為長江流域高質量發(fā)展提供戰(zhàn)略縱深和回旋空間。

(2)通過門檻模型結果可知,國土空間開發(fā)對生態(tài)安全的作用存在“增強—減弱”的倒“U”型曲線關系,符合Grossman環(huán)境庫茲涅茨曲線假說。形象地說,國土空間開發(fā)如“射箭”,若國土開發(fā)強度過小(th＜第一門檻值=0.158),則拉力不足,效果(國土空間開發(fā)績效)不佳;若國土開發(fā)強度過大(th＞第二門檻值=0.309),則拉力過大,必傷及弓弩(生態(tài)系統(tǒng)安全狀態(tài));若國土開發(fā)強度介于[0.158,0.309],則國土空間開發(fā)速率將削弱資源環(huán)境脅迫程度,物質空間建設與生態(tài)環(huán)境達到協(xié)調共生狀態(tài),對優(yōu)化武陵山區(qū)國土空間開發(fā)保護新格局大有裨益。研究期間,武陵山區(qū)國土開發(fā)強度指數均值在[0.195,0.273],亦處于雙門檻估計值范圍,國土空間開發(fā)在生態(tài)安全提升和生態(tài)文明建設中發(fā)揮積極作用。

(3)隨著新一輪國土空間開發(fā)的縱深推進,如何基于“國土空間安全”與“生態(tài)安全”雙安全視角,探討不同區(qū)域或同一區(qū)域不同空間尺度、不同發(fā)展階段、不同約束條件下國土空間開發(fā)與生態(tài)安全的內在關聯(lián)、作用機理、互動效應和調控機制,并構建與國家重點生態(tài)功能區(qū)生態(tài)安全格局相適配的國土開發(fā)方案、空間組織模式和生態(tài)修復方式,對推進人地關系地域系統(tǒng)整體優(yōu)化,仍具有一定的學術研究價值。

4.2 結論

(1)武陵山區(qū)國土開發(fā)強度指數均值從2000年的0.195上升至2020年的0.273,生態(tài)安全指數均值從2000年的0.282升至2020年的0.438,兩者均呈波動穩(wěn)步上升態(tài)勢,并在2019年達到峰值,國土開發(fā)強度與生態(tài)安全水平呈協(xié)同演進的良好狀態(tài)。

(2)在經濟距離空間權重矩陣和反嵌套權重矩陣下,國土開發(fā)強度與生態(tài)安全均存在正相關性特征,且直接效應明顯強于間接效應,即國土空間開發(fā)對本縣域單元生態(tài)安全水平提升產生正向空間溢出效應,對鄰近縣域單元生態(tài)安全水平提升產生負向抑制作用,整體推進武陵山區(qū)生態(tài)安全狀態(tài)正向演化。

(3)從武陵山區(qū)全域而言,武陵山區(qū)國土開發(fā)強度的提升對生態(tài)安全存在顯著的區(qū)間效應,整體呈現“增強—減弱”的倒“U”型曲線關系,若門檻值介于[0.158,0.309],國土空間開發(fā)確能筑牢生態(tài)安全屏障。從四大分片區(qū)而言,湖北、湖南、重慶與貴州分片區(qū)國土開發(fā)強度對生態(tài)安全影響系數依次為17.4%,7.9%,4.6%,2.4%,呈“湖北分片區(qū)＞湖南分片區(qū)＞重慶分片區(qū)＞貴州分片區(qū)”的空間分異特征。