收稿日期：2023-04-08；接受日期：2023-10-16

基金項(xiàng)目：浙江農(nóng)林大學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目（KF201706）；國家社會科學(xué)基金項(xiàng)目（17BGL134）

作者簡介：徐婷，女，碩士研究生，研究方向?yàn)樗临Y源利用與生態(tài)修復(fù)。E-mail：1264093452@qq.com

通信作者：

齊善忠，男，教授，博士生導(dǎo)師，博士，主要從事環(huán)境災(zāi)害與土地利用變化及資源管理研究。E-mail：shzhqi@sdnu.edu.cn

Editorial Office of Yangtze River. This is an open access article under the CC BY-NC-ND 4.0 license.

文章編號：1001-4179（2024） 03-0134-07

引用本文：徐婷，齊善忠.浙江省城鎮(zhèn)化與地質(zhì)災(zāi)害耦合協(xié)調(diào)度分析［J］.人民長江，2024，55（3）：134-140.

摘要：

為定量化揭示城鎮(zhèn)化與地質(zhì)災(zāi)害之間的內(nèi)在規(guī)律，促進(jìn)城鎮(zhèn)化可持續(xù)發(fā)展，采用TOPSIS法和耦合協(xié)調(diào)度模型，分析2010～2020年浙江省11個市城鎮(zhèn)化與地質(zhì)災(zāi)害綜合水平的變化趨勢和耦合協(xié)調(diào)度的時空變化。結(jié)果表明：① 2010～2020年各市的城鎮(zhèn)化綜合水平持續(xù)提高，差距不斷縮小。② 各市地質(zhì)災(zāi)害綜合水平根據(jù)變化趨勢可分為波動型、中間波動型、平緩型和倒“S”型4類。前期各市的地質(zhì)災(zāi)害綜合水平較低且增長緩慢，2017年所有城市都達(dá)到了歷年最高水平，之后開始下降并逐漸保持平穩(wěn)。③ 大多數(shù)地級市的耦合協(xié)調(diào)度與時間變化呈正相關(guān)，在2017年達(dá)到峰值，耦合協(xié)調(diào)度的差距不斷縮小。2010～2020年浙江省的耦合協(xié)調(diào)度發(fā)展階段以勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展為主，空間格局上浙北最優(yōu)，浙中其次，浙西南最差。研究結(jié)果可為浙江省城鎮(zhèn)發(fā)展和地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供參考。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)化； 地質(zhì)災(zāi)害； 耦合協(xié)調(diào)度； 浙江省

中圖法分類號： P694

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A" " " " " " " " DOI：10.16232j.cnki.1001-4179.2024.03.018

0引 言

城鎮(zhèn)化是走向現(xiàn)代化的必經(jīng)之路，地質(zhì)環(huán)境是人類生存和發(fā)展所依賴的自然環(huán)境之一，隨著城鎮(zhèn)規(guī)模擴(kuò)大和人口增加，城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、空間開發(fā)和居住生活已成為主要的地質(zhì)動因，在一定程度上共同作用于地質(zhì)環(huán)境，破壞現(xiàn)有的平衡［1］。在部分地區(qū)隨著城鎮(zhèn)化速度的加快，地質(zhì)災(zāi)害變得越來越嚴(yán)重［2］。地質(zhì)災(zāi)害會限制城鎮(zhèn)化的規(guī)模和速度，對城鎮(zhèn)化的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響［3］。

國內(nèi)外學(xué)者對于城鎮(zhèn)化與地質(zhì)災(zāi)害關(guān)系的研究主要集中在3個方面：① 關(guān)于城鎮(zhèn)化建設(shè)對地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)作用，如Zhou等［1］對中國城鎮(zhèn)化引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了總結(jié)；Zou等［4］基于遙感影像、地方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)和地質(zhì)災(zāi)害分布數(shù)據(jù)，采用空間回歸模型對不同建設(shè)活動對地質(zhì)災(zāi)害的影響進(jìn)行量化；Rohan等［5］利用道路密度作為城鎮(zhèn)化的指標(biāo)計(jì)算城鎮(zhèn)化對滑坡敏感性的影響。② 地質(zhì)災(zāi)害對城鎮(zhèn)化發(fā)展的制約作用，如王占禮［6］定性分析了地質(zhì)災(zāi)害對中國城鎮(zhèn)化發(fā)展造成的影響；Chen等［7］利用動態(tài)耦合協(xié)調(diào)度模型分析了汶川地震前后都江堰人口-經(jīng)濟(jì)-空間城鎮(zhèn)化的變化。③ 對城鎮(zhèn)化與地質(zhì)災(zāi)害之間的相互作用分析［2-3，8-10］。

總體來說，目前對城鎮(zhèn)化和地質(zhì)災(zāi)害的研究大多集中在區(qū)域單因素的分析上，對子系統(tǒng)之間多因素耦合協(xié)調(diào)性的時空分布特征和動態(tài)機(jī)制的定量研究很少，而城鎮(zhèn)化與地質(zhì)災(zāi)害耦合協(xié)調(diào)性研究是促進(jìn)城鎮(zhèn)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。其次，對城鎮(zhèn)化和地質(zhì)災(zāi)害的耦合協(xié)調(diào)度研究主要集中在全國層面，缺乏省域?qū)用娴难芯俊?/p>

浙江省山地丘陵廣布，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，是地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)和頻發(fā)地區(qū)［11］。由于人多地少，浙江省城鎮(zhèn)化不斷向山地丘陵推進(jìn)；大量的建設(shè)工程增加了研究區(qū)的地質(zhì)環(huán)境隱患，加劇了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生［12］。因此，本文以浙江省的11個地級市為研究對象，定量分析了各市2010～2020年的城鎮(zhèn)化與地質(zhì)災(zāi)害耦合協(xié)調(diào)度的動態(tài)變化機(jī)制和時空分布，以期為區(qū)域城鎮(zhèn)化的可持續(xù)發(fā)展和地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)工作提供重要的理論依據(jù)。

1研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1研究區(qū)概況

浙江省地處中國東南沿海，山地丘陵面積廣大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高，2020年城鎮(zhèn)化率達(dá)到72.17%，比全國高約9個百分點(diǎn)。改革開放以后，浙江省有80%以上的突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害與不規(guī)范的人類活動有關(guān)［13］。根據(jù)有關(guān)學(xué)者研究，在全國地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)育縣數(shù)量統(tǒng)計(jì)排名中，浙江省位居第六位［14］。2010～2020年間，平均每年發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害417次，且地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時間較為集中［12，15］，造成大量人員傷亡和巨額經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)前，地質(zhì)環(huán)境惡化已成為浙江省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大制約因素［16］。

1.2指標(biāo)體系與數(shù)據(jù)來源

城鎮(zhèn)化與地質(zhì)災(zāi)害是兩個復(fù)雜的系統(tǒng)，根據(jù)以往學(xué)者的研究成果［2-3，9，17］，將城鎮(zhèn)化系統(tǒng)劃分為人口城鎮(zhèn)化、經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化、社會城鎮(zhèn)化和空間城鎮(zhèn)化4個子系統(tǒng)，地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)分為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生、地質(zhì)災(zāi)害損失、地質(zhì)災(zāi)害防治3個子系統(tǒng)。兩個系統(tǒng)共16個指標(biāo)（見表1）。

數(shù)據(jù)來源于《浙江統(tǒng)計(jì)年鑒（2010～2020）》《中國城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒（2010～2020）》《浙江自然資源與環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒（2010～2020）》。

2研究方法

2.1AHP-熵權(quán)法組合權(quán)重

層次分析法是一種定量和定性分析相結(jié)合的方法［18］，利用層次分析法計(jì)算出主觀權(quán)重ω′j。熵權(quán)法通過分析各指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)程度以及各指標(biāo)的信息量來確定指標(biāo)的權(quán)重［19］，可以消除確定賦權(quán)過程中人為主觀因素的影響［20-21］。步驟如下：

（1） 構(gòu)建評估矩陣Xijn×m（i=1，2，3，…，n；j=1，2，3，…，m）。

（2） 標(biāo)準(zhǔn)化處理。.

正向指標(biāo)：X′ij=Xij-minXijmaxXij-minXij（1）

負(fù)向指標(biāo)：X′ij=maxXij-XijmaxXij-minXij（2）.

將標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)進(jìn)行平移［21］：.

由于層次分析法具有較高的主觀性，熵權(quán)法太過于依賴客觀數(shù)據(jù)，受數(shù)值波動影響很大，兩者都具有一定的缺陷，因此參考文獻(xiàn)［22］，采用線性公式將二者相結(jié)合，利用AHP-熵權(quán)法組合權(quán)重作為指標(biāo)的最終權(quán)重，組合權(quán)重的公式如下：.

主客觀權(quán)重的距離函數(shù)：.

最終方程組為.

式中：κ和γ為權(quán)重分配系數(shù)，ω′j為主觀權(quán)重，ω″j為客觀權(quán)重。

最終得到的指標(biāo)權(quán)重如表2所列。

2.2TOPSIS評價法

TOPSIS評價法中的最優(yōu)方案是與正理想方案距離最小，與負(fù)理想方案距離最大的方案［23］。計(jì)算步驟如下。

（1） 建立加權(quán)規(guī)范化矩陣R：.

（2） 計(jì)算指標(biāo)到正負(fù)理想解的歐式距離［2］：.

式中：rij為加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值，r+j為正理想解，r-j為負(fù)理想解，Di為歐氏距離。

（3） 計(jì)算評價指數(shù)：.

式中：U為城鎮(zhèn)化總評價值，地質(zhì)災(zāi)害總評價值G按同樣步驟計(jì)算。USymbolNC@［0，1］，值越大，表明城鎮(zhèn)化及地質(zhì)災(zāi)害綜合水平越高。

2.3耦合協(xié)調(diào)度模型

耦合協(xié)調(diào)度模型在不同系統(tǒng)之間關(guān)系的研究中被廣泛使用［24-26］，是一種較為成熟的研究方法。公式為.

式中：耦合度C描述了系統(tǒng)或系統(tǒng)要素之間相互作用的程度，耦合協(xié)調(diào)度D可以更加科學(xué)準(zhǔn)確地反映系統(tǒng)之間的融合程度［27］，T是系統(tǒng)綜合評價指數(shù)，反映兩者整體協(xié)同效應(yīng)。α和β為待定系數(shù)，分別代表城鎮(zhèn)化和地質(zhì)災(zāi)害對綜合系統(tǒng)的貢獻(xiàn)份額，α+β=1，假定城鎮(zhèn)化系統(tǒng)和地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)同等重要，則令α=β=0.5［28］。參考已有研究［3，29-30］將耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行等級劃分，如表3所列。

3結(jié)果分析

3.1城鎮(zhèn)化與地質(zhì)災(zāi)害綜合水平分析

3.1.1城鎮(zhèn)化綜合水平分析

根據(jù)圖1可知，2010～2020年11市的城鎮(zhèn)化綜合水平全部都有所提高。杭州市和寧波市的城鎮(zhèn)化綜合水平位列前兩名，波動幅度最小，變異系數(shù)分別為0.078和0.087，高城鎮(zhèn)化水平與其發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)直接相關(guān)。麗水市的城鎮(zhèn)化綜合水平最低，原因是地處浙江省西南地區(qū)，山嶺廣布，城市建設(shè)用地和人均擁有道路面積小，經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)化發(fā)展受限，但增長速度最快，2010～2020年城鎮(zhèn)化指數(shù)由0.15增加至0.35，增長率為129%。2010～2014年，城市之間的差距增大，2014年后隨著麗水市、衢州市等的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，第三產(chǎn)業(yè)占GDP的比重不斷上升，城鎮(zhèn)居民人均可支配收入不斷增長，城鎮(zhèn)化加速發(fā)展，差距不斷縮小，說明各地級市城鎮(zhèn)化發(fā)展更加協(xié)調(diào)，兩極化得到了緩解。

3.1.2地質(zhì)災(zāi)害綜合水平分析

不同類型的地質(zhì)災(zāi)害綜合水平變化趨勢如圖2所示。由圖2可知，各市的地質(zhì)災(zāi)害綜合水平變化差異較大，可以分為4類：

（1） 第一類：波動型（見圖2（a）），溫州市的波動范圍為各市之最，根據(jù)《浙江自然資源與環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》可知，2017年溫州市僅發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害1例，無人員傷亡，直接經(jīng)濟(jì)損失很小，地質(zhì)災(zāi)害防治項(xiàng)目和防治資金均為全省之最，使得2017年的地質(zhì)災(zāi)害指數(shù)急劇升高。麗水市與杭州市的變化趨勢較為相似，麗水市地處浙西南山區(qū)，杭州市地處杭嘉湖平原與浙西丘陵山地的交接地帶，兩個城市都是地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地區(qū)，不同年份的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)變化大，兩市防治投入差別是造成地質(zhì)災(zāi)害綜合水平差異的主要原因。

（2） 第二類：中間波動型（見圖2（b）），紹興市、金華市、臺州市在2016年之前平緩小幅度波動，2016～2017年出現(xiàn)上升，之后迅速回落并趨于穩(wěn)定，三市在2017年出現(xiàn)指數(shù)上升的原因是地質(zhì)災(zāi)害防治投入的增加。

（3） 第三類：倒“S”型（見圖2（c）），寧波市和衢州市分別在2013年和2011年發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害300多次，且防治水平低，造成了地質(zhì)災(zāi)害綜合水平的大幅度下跌，2017年增加了防治投入，使得綜合水平有小幅度上升，2017年以后伴隨著防治投入的減少而產(chǎn)生回落。

（4） 第四類：平緩型（見圖2（d）），舟山市、嘉興市和湖州市地質(zhì)災(zāi)害指數(shù)變化非常平緩。舟山市11 a來無地質(zhì)災(zāi)害傷亡人員，能很好地根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生情況進(jìn)行有效的地質(zhì)災(zāi)害防治工作（見圖3）。嘉興市位于浙北平原區(qū)，是突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害防治投入較少。湖州市總體發(fā)生次數(shù)較少且嚴(yán)重性較低。

綜合來看，各市前期的地質(zhì)災(zāi)害綜合水平較低且增長緩慢，2017年所有城市都達(dá)到了歷年最高水平，之后開始下降并逐漸保持平穩(wěn)。

3.2城鎮(zhèn)化與地質(zhì)災(zāi)害耦合協(xié)調(diào)度分析

3.2.1耦合協(xié)調(diào)度時間變化分析

根據(jù)圖4可知，大多數(shù)地級市的耦合協(xié)調(diào)度與時間變化呈正相關(guān)，各市耦合協(xié)調(diào)度的差距不斷縮小。杭州市、寧波市、紹興市的耦合協(xié)調(diào)度高，城鎮(zhèn)化與地質(zhì)災(zāi)害之間的相互影響作用強(qiáng)；麗水市、衢州市的耦合協(xié)調(diào)度較低。絕大部分城市的耦合協(xié)調(diào)度在2017年左右達(dá)到峰值，原因是2017年浙江省啟動開展地質(zhì)災(zāi)害隱患綜合治理“除險安居”三年行動（2017～2019年），各地級市實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)災(zāi)害人員“零傷亡”，地質(zhì)災(zāi)害防治投資和項(xiàng)目數(shù)為歷年最高，絕大多數(shù)城市的地質(zhì)災(zāi)害綜合水平大幅度提升，同時隨著城鎮(zhèn)化水平不斷提高，耦合協(xié)調(diào)水平在2017～2018年達(dá)到了最優(yōu)。2019年浙江省遭遇了臺風(fēng)“利奇馬”的襲擊，1 a內(nèi)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害488次，造成嚴(yán)重危害，且地質(zhì)災(zāi)害防治投入下降，除舟山市、嘉興市外，其余城市的耦合協(xié)調(diào)度降低。2019～2020年大多數(shù)城市的耦合協(xié)調(diào)度出現(xiàn)回升趨勢。

舟山市、嘉興市、湖州市11 a間較平穩(wěn)地小幅度增長。2016年之前，除2011年外，麗水市的耦合協(xié)調(diào)度始終為最低，除了城鎮(zhèn)化水平低的因素外，還由于麗水市多次遭受地質(zhì)災(zāi)害重創(chuàng)，在“除險安居”三年行動中，當(dāng)?shù)卣陀嘘P(guān)部門轉(zhuǎn)變防御思路，從被動到主動，在全省率先啟動并實(shí)施，使得2017～2019年間地質(zhì)災(zāi)害綜合指數(shù)均位居全省前列，極大地提高了耦合協(xié)調(diào)度，成為增長速度最快的城市。

除寧波市和溫州市外，其他地級市的擬合R2均大于0.7，擬合準(zhǔn)確度較好，杭州市的擬合曲線為倒“U”形，隨著時間的發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度先上升后降低，與其2017年后城鎮(zhèn)化水平增長緩慢且地質(zhì)災(zāi)害綜合水平降低有關(guān)。

3.2.2耦合協(xié)調(diào)度空間變化分析

圖5反映了2010～2020年11 a間浙江省各地級市的城鎮(zhèn)化和地質(zhì)災(zāi)害耦合協(xié)調(diào)度發(fā)展階段的空間格局變化，結(jié)合耦合協(xié)調(diào)發(fā)展階段的城市數(shù)量（見圖6）來看，2010～2012年以輕度失調(diào)衰退和勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展為主，輕度失調(diào)衰退分布在浙西南、浙東和浙北地區(qū)。2013～2020年勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展占據(jù)主導(dǎo)，輕度失調(diào)衰退主要集中在浙西南，2016年杭州市實(shí)現(xiàn)了初級協(xié)調(diào)發(fā)展，2019～2020年所有城市為勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展。綜合來看2010～2020年浙江省的耦合協(xié)調(diào)度發(fā)展階段以勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展為主，2016～2018年存在初級協(xié)調(diào)發(fā)展城市，輕度失調(diào)衰退的城市數(shù)量逐漸減少并消失，空間上浙北的耦合協(xié)調(diào)度水平最高，浙中其次，浙西南最差。

4結(jié) 論

本文通過對浙江省各地級市的城鎮(zhèn)化與地質(zhì)災(zāi)害綜合水平以及耦合協(xié)調(diào)度的時空變化進(jìn)行分析，得到如下結(jié)論：

（1） 在2010～2020年間各市的城鎮(zhèn)化綜合水平也持續(xù)提高，中間有小幅度波動。杭州市、寧波市的水平最高，麗水市、衢州市的水平低但增長速度快，城鎮(zhèn)化水平差距不斷縮小，兩極化得到了緩解。

（2） 由于地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生和防治情況不同，各市地質(zhì)災(zāi)害綜合水平變化差異較大，可分為波動型、中間波動型、平緩型和倒“S”型4類。綜合來看，各市前期的地質(zhì)災(zāi)害綜合水平較低且增長緩慢，2017年所有城市都達(dá)到了歷年最高水平，之后開始下降并逐漸保持平穩(wěn)。

（3） 大多數(shù)地級市的耦合協(xié)調(diào)度與時間變化呈正相關(guān)，2017年左右達(dá)到峰值，各市耦合協(xié)調(diào)度的差距不斷縮小。2019～2020年大多數(shù)城市的耦合協(xié)調(diào)度出現(xiàn)回升趨勢。2010～2020年浙江省的耦合協(xié)調(diào)度發(fā)展階段以勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展為主，2016～2018年存在初級協(xié)調(diào)發(fā)展城市，輕度失調(diào)衰退的城市數(shù)量逐漸減少并消失?？臻g格局上浙北最優(yōu)，浙中其次，浙西南最差。

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（編輯：劉 媛）