朱振亞 陳麗華 姜德文 余新曉

(1.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院 水土保持與荒漠化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100083； 2.水利部水土保持監(jiān)測中心 北京 100055)

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京津冀地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值與社會(huì)經(jīng)濟(jì)重心演變特征及耦合關(guān)系

朱振亞1陳麗華1姜德文2余新曉1

(1.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院 水土保持與荒漠化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100083； 2.水利部水土保持監(jiān)測中心 北京 100055)

【目的】 分析京津冀地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值與社會(huì)經(jīng)濟(jì)重心演變特征及耦合關(guān)系，初步探究地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因子，為京津冀協(xié)同發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供參考。【方法】 運(yùn)用重心概念及相關(guān)公式，采用分縣區(qū)的土地利用、城鄉(xiāng)人口、三大產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)計(jì)算1990—2010年京津冀地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值、城鄉(xiāng)人口和三大產(chǎn)業(yè)增加值重心及其偏移方向和偏移距離； 構(gòu)建重心偏移的重疊性和變動(dòng)的一致性公式，研究地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子重心的動(dòng)態(tài)演化及耦合關(guān)系。【結(jié)果】 1) 1990—2010年，京津冀地區(qū)調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)、供給服務(wù)價(jià)值重心偏移的方向類似，文化服務(wù)價(jià)值重心偏移方向有所不同； 鄉(xiāng)村人口和第一產(chǎn)業(yè)增加值重心偏移的方向類似，而城鎮(zhèn)人口、第二產(chǎn)業(yè)增加值、第三產(chǎn)業(yè)增加值重心偏移方向各具特點(diǎn)。2) 20年來，調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值、總生態(tài)服務(wù)價(jià)值和三大產(chǎn)業(yè)增加值重心偏移的距離較大，而支持服務(wù)、供給服務(wù)、文化服務(wù)價(jià)值和人口重心偏移的距離相對(duì)較小。3) 總服務(wù)價(jià)值重心與城鎮(zhèn)人口、第三產(chǎn)業(yè)增加值、第二產(chǎn)業(yè)增加值重心的耦合性較高，與鄉(xiāng)村人口和第一產(chǎn)業(yè)增加值重心的耦合性較低。4) 以2000年為界，總服務(wù)價(jià)值重心與第二產(chǎn)業(yè)增加值、第三產(chǎn)業(yè)增加值、城鎮(zhèn)人口重心變動(dòng)的一致性有所轉(zhuǎn)變?！窘Y(jié)論】 地區(qū)發(fā)展不平衡造就重心偏移的復(fù)雜性，工業(yè)化進(jìn)程的異步導(dǎo)致社會(huì)經(jīng)濟(jì)重心偏移的異步，城市化與工業(yè)化的錯(cuò)位致使生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心偏移錯(cuò)位； 受京津冀協(xié)同發(fā)展的影響，未來地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心和社會(huì)經(jīng)濟(jì)重心將進(jìn)一步偏移。

京津冀地區(qū)； 生態(tài)服務(wù)價(jià)值； 社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子； 重心演變； 耦合關(guān)系

生態(tài)系統(tǒng)可提供大量的對(duì)人類福祉、健康、生存和生計(jì)非常重要的基礎(chǔ)性服務(wù)(Costanzaetal.， 1997； MEA， 2005； TEEB Foundations， 2010； TEEB Synthesis， 2010)。人類活動(dòng)(干擾)會(huì)改變自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)而影響地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值，而社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素可從側(cè)面反映人類活動(dòng)的程度或強(qiáng)度，因此生態(tài)服務(wù)價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素之間必然存在一定關(guān)系。Grossman等(1991)首次實(shí)證研究了環(huán)境質(zhì)量與人均收入之間的關(guān)系，認(rèn)為污染在低收入水平上隨人均GDP增加而上升，在高收入水平上隨GDP增長而下降。Panayotou(1993)借用收入分配庫茲涅茨曲線，首次將環(huán)境質(zhì)量與人均收入之間的“倒U”形關(guān)系定義為環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)，我國的實(shí)證研究表明，二者之間還存在倒 N 形、倒 U 形+正 U 形和凹形等關(guān)系。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要資源環(huán)境的投入，而資源環(huán)境具有高度的外部性，價(jià)格機(jī)制的失效將導(dǎo)致環(huán)境資源的浪費(fèi)和破壞(任巍， 2006)。有研究表明， 1998—2008年我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的關(guān)系總體上處于相對(duì)脫鉤狀態(tài)(趙興國等， 2011)，區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低下的根本原因是不健康的生態(tài)環(huán)境造成的，強(qiáng)有力的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境的驅(qū)動(dòng)力(Zhangetal.， 2011)。目前，國內(nèi)外關(guān)于生態(tài)服務(wù)價(jià)值估算、時(shí)空分布的研究較多，但關(guān)于生態(tài)服務(wù)價(jià)值的驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究鮮見報(bào)道，特別是社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因素。城市化與生態(tài)環(huán)境的禍合分析揭示了其中的關(guān)聯(lián)特點(diǎn)、禍合機(jī)制與規(guī)律性，有助于改善區(qū)域環(huán)境管理(Liuetal.， 2011)。

重心是物理學(xué)的概念，地理學(xué)上的重心指該點(diǎn)與四周力量對(duì)比能夠保持平衡(李峰峰等， 2005)。20世紀(jì)70年代，歐美地區(qū)開始用重心概念研究各種自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子； 80年代傳入我國后，重心概念開始在社會(huì)科學(xué)中大量應(yīng)用，如經(jīng)濟(jì)重心(徐建華等， 2001； 馮宗憲等， 2006)、人口重心(徐建華等， 2001； 葛美玲等， 2009)、產(chǎn)業(yè)重心(馮宗憲等， 2006； 唐根年等， 2015)、糧食重心(高志強(qiáng)等， 1998)等，研究空間尺度以國家、省域范圍居多。自然科學(xué)中關(guān)于重心的研究并不多見，而關(guān)于城市群范圍的重心研究則更少。京津冀地區(qū)在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，也面臨著日益嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題，片面地追求經(jīng)濟(jì)增長速度，導(dǎo)致這一地區(qū)生態(tài)服務(wù)功能不斷退化，經(jīng)濟(jì)增長和生態(tài)系統(tǒng)承載力之間的矛盾已成為京津冀地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。鑒于此，本文采用物理學(xué)的重心概念，通過分析京津冀地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值與社會(huì)經(jīng)濟(jì)重心的演變規(guī)律以及服務(wù)價(jià)值重心和社會(huì)經(jīng)濟(jì)重心的耦合關(guān)系，從另一個(gè)角度探究地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系，從而為京津冀協(xié)同發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供參考。

1 方法和數(shù)據(jù)

1.1 研究方法

1.1.1 重心偏移研究方法 1) 重心計(jì)算公式 區(qū)域重心的概念最早是從力學(xué)原理中引入的： 假設(shè)某區(qū)域由幾個(gè)小單元構(gòu)成，設(shè)第k個(gè)斑塊的質(zhì)心坐標(biāo)(Xk，Yk)，Mk為該斑塊某種屬性下的“重量”，則該屬性意義下的區(qū)域重心坐標(biāo)(包玉海等， 1998)為：

(1)

式中：xm、ym為生態(tài)服務(wù)價(jià)值或社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子等屬性重心的經(jīng)緯度坐標(biāo)；Mk為第k個(gè)縣(市、區(qū))的某個(gè)屬性的數(shù)值；Xk、Yk為第k個(gè)縣(市、區(qū))的質(zhì)心坐標(biāo)(k=1,2,3,…,167)。

若Mk為各縣(市、區(qū))的面積，結(jié)果為地區(qū)的幾何中心。若某種屬性的重心與區(qū)域的幾何重心不同，稱為“重心偏移”，表明這種屬性空間分布的不均衡性。

2) 重心年際移動(dòng)方向 偏移方向指示空間現(xiàn)象的“高密度”部位。不同年份之間某個(gè)屬性重心的空間移動(dòng)方向采用下面公式計(jì)算：

(2)

式中：θi-j表示某個(gè)屬性重心從i年到j(luò)年偏移的角度，逆時(shí)針方向?yàn)檎?，順時(shí)針方向?yàn)樨?fù)，正東方向?yàn)?。當(dāng)0<θi-j<π/2，重心向東北方向偏移； 當(dāng)π/2<θi-j<π時(shí)，重心向西北方向偏移； 當(dāng)-π/2<θi-j<0時(shí)，重心向東南方向偏移； 當(dāng)-π<θi-j<-π/2時(shí)，重心向西南方向偏移。

3) 年際重心移動(dòng)距離 偏移距離指示空間現(xiàn)象的均衡程度。不同年份之間某個(gè)屬性重心的空間移動(dòng)距離采用下面公式計(jì)算：

(3)

式中：Di-j表示某個(gè)屬性重心從i年到j(luò)年偏移的距離； (xi，yi)和(xj，yi)分別表示i年和j年某個(gè)屬性重心的空間經(jīng)緯度坐標(biāo)；R=111.11 km。

1.1.2 重心耦合性分析方法 1) 空間的重疊性 空間的重疊性表征屬性重心之間的耦合程度，一般用同一年份不同屬性重心的距離來度量， 距離近則耦合性高，反之則耦合性低。其計(jì)算公式為如下：

(4)

式中：S表示生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心與某個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)重心之間的距離； (xm,ym)和(xn,yn)分別表示同一年份生態(tài)服務(wù)價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子重心的坐標(biāo)。

2) 變動(dòng)的一致性 變動(dòng)的一致性表征偏移方向的關(guān)聯(lián)程度，一般用2個(gè)重心相對(duì)上一個(gè)時(shí)間點(diǎn)移動(dòng)夾角θ(0<θ<π)的余弦值表示。根據(jù)余弦定理有：

(5)

式中： Δxm和Δxn分別表示生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心和某個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子重心較上一個(gè)時(shí)間點(diǎn)經(jīng)度的變化量； Δym和Δyn分別表示生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心和某個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子重心較上一個(gè)時(shí)間點(diǎn)緯度的變化量。當(dāng)cosθ=1時(shí)，表示2個(gè)重心偏移的方向相同； 當(dāng)cosθ=-1時(shí)，表示2個(gè)重心偏移的方向相反。

1.2 數(shù)據(jù)及處理

本文以我國縣(市)級(jí)行政區(qū)劃圖剪裁后的京津冀地區(qū)作為研究范圍。由于原區(qū)劃圖合并了部分市(區(qū))，最終的研究范圍包含167個(gè)縣(市、區(qū))研究單元。

土地利用數(shù)據(jù)以20世紀(jì)80年代末期(1990年)、2000年、2010年Landsat TM/ETM遙感影像為主要數(shù)據(jù)源，通過人工目視解譯生成耕地、林地、草地、濕地、水域、建設(shè)用地和未利用地7個(gè)一級(jí)分類和26個(gè)二級(jí)分類的土地利用柵格數(shù)據(jù)。為了更精確地研究地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值，在ArcGIS 10.2中對(duì)土地利用進(jìn)行重分類，得到7個(gè)土地利用類型(耕地、林地、草地、濕地、水域、建設(shè)用地和未利用地)和13個(gè)土地利用子類型(水田、旱地、有林地、灌木林、疏林地、其他林地、高覆蓋度草地、中覆蓋度草地、低覆蓋度草地、濕地，水域、建設(shè)用地和未利用地)。利用Spatial Analyst區(qū)域分析工具進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)，得到1990、2000和2010年3期的分區(qū)縣土地利用數(shù)據(jù)。采用Costanza等(1997)估算方法，在謝高地等(2008)中國生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表的基礎(chǔ)上，考慮空間異質(zhì)性、社會(huì)發(fā)展階段、資源稀缺程度和價(jià)格水平的影響，估算1990、2000和2010年京津冀地區(qū)總生態(tài)服務(wù)價(jià)值(total ecological services value,TESV)和4類服務(wù)價(jià)值： 調(diào)節(jié)服務(wù)(regulating services value,RSV)(包括氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、廢物處理價(jià)值)、支持服務(wù)(supporting services value,SSV)(包括土壤形成和保護(hù)、生物多樣性保護(hù)價(jià)值)、供給服務(wù)(providing services value,PSV)(包括食物生產(chǎn)、原材料價(jià)值)和文化服務(wù)(cultural services value,CSV)(主要指娛樂文化價(jià)值)。受篇幅的限制，生態(tài)服務(wù)價(jià)值估算不再贅述。

由于統(tǒng)計(jì)年鑒的滯后性， 1990、1995、2000、2005和2010年京津冀地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分別來自1991、1996、2001、2006和2011年的《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》、《北京統(tǒng)計(jì)年鑒》、《天津統(tǒng)計(jì)年鑒》和《河北經(jīng)濟(jì)年鑒》。

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心的偏移特征

采用重心計(jì)算公式，可以得到總生態(tài)服務(wù)價(jià)值、調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值、支持服務(wù)價(jià)值、供給服務(wù)價(jià)值和文化服務(wù)價(jià)值的重心位置。1990—2010年總生態(tài)服務(wù)價(jià)值和4類服務(wù)價(jià)值的重心變化見圖1，偏移距離和偏移方向見表1。

圖1 1990—2010年京津冀地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的重心變化Fig.1 The gravity center change of ecological services value in Beijing-Tianjin-Hebei region from 1990 to 2010

1990—2010年，總生態(tài)服務(wù)價(jià)值、調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值、支持服務(wù)價(jià)值和供給服務(wù)價(jià)值的重心偏移方向類似，即1990—2000年向東北方向偏移， 2000—2010年向西北方向偏移。這意味著1990—2010年京津冀地區(qū)南部的上述幾類服務(wù)價(jià)值相對(duì)減少。具體來說， 1990—2000年地區(qū)總生態(tài)服務(wù)價(jià)值的“高密度”部位靠向東北部， 2000—2010年地區(qū)總生態(tài)服務(wù)價(jià)值的“高密度”部位偏向西北部。

文化服務(wù)價(jià)值的重心偏移方向有所不同， 1990—2000年向西南方向偏移、 2000—2010年向東北方向偏移，這意味著1990—2010年京津冀地區(qū)東部的文化服務(wù)價(jià)值相對(duì)降低。具體來說， 1990—2000年文化服務(wù)價(jià)值“高密度”部位指向西南方向， 2000—2010年文化服務(wù)價(jià)值“高密度”部位指向東北方向。

20年來，調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值和總生態(tài)服務(wù)價(jià)值的重心偏移距離較大，而支持服務(wù)、供給服務(wù)和文化服務(wù)價(jià)值重心的偏移距離相對(duì)較小。這主要與建設(shè)用地的增加有關(guān)，其面積由1990年的14 412 km2增加到2010年的19 465 km2，建設(shè)用地增加使調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值快速下降，加之不同區(qū)域建設(shè)用地增加的速度不同步，導(dǎo)致調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值的重心偏移距離較大。調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值在總生態(tài)服務(wù)價(jià)值中所占比重較大，因此總生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心也產(chǎn)生了較大距離的偏移。

2.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子重心的偏移特征

采用同樣的方法計(jì)算分析城鎮(zhèn)人口、鄉(xiāng)村人口、第一產(chǎn)業(yè)增加值、第二產(chǎn)業(yè)增加值和第三產(chǎn)業(yè)增加值的重心位置。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子的復(fù)雜性，此處增加1995和2005年2個(gè)時(shí)期的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，其重心變化見圖2，偏移距離和方向見表1。

鄉(xiāng)村人口和第一產(chǎn)業(yè)增加值重心的偏移方向類似，即先向東偏移，再向西南方向偏移； 1990—2005年城鎮(zhèn)人口重心先向西南方向偏移， 2005年以后向東北方向偏移； 第二產(chǎn)業(yè)增加值重心先向南偏移， 2000年以后逐漸向東北方向偏移； 第三產(chǎn)業(yè)增加值重心先小幅度向西南方向偏移， 2000年以后大幅度向東北方向偏移。值得注意的是， 1994年以工業(yè)為主體的天津?yàn)I海新區(qū)成立，并成為天津市最大的增長點(diǎn)和新的增長級(jí)； 2003年唐山的曹妃甸工業(yè)區(qū)開始了大規(guī)模開發(fā)建設(shè)，成為河北省開發(fā)建設(shè)的“一號(hào)工程”； 而隨著北京市定位的改變，其第二產(chǎn)業(yè)增加值的比重由1990年的31.92%下降到2010年的17.87%。這些因素都使得第二產(chǎn)業(yè)增加值的重心在2000年以后逐步向地區(qū)東北方向偏移。

表1 1990—2010年地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)重心位置及偏移Tab.1 The position and offset of the gravity center of ecological services value and socio-economic factors in Beijing-Tianjin-Hebei region from 1990 to 2010

圖2 1990—2010年京津冀地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的重心變化Fig.2 The gravity center change of socio-economic factors in Beijing-Tianjin-Hebei region from 1990 to 2010

1990—2010年，鄉(xiāng)村人口、城鎮(zhèn)人口的重心偏移距離較小，而三大產(chǎn)業(yè)增加值的重心總體偏移距離較大。1990—2010年，北京和天津的城鎮(zhèn)人口占地區(qū)城鎮(zhèn)人口的比例一直在60%上下，河北省各地市鄉(xiāng)村人口的比重變化也不大，地區(qū)城鄉(xiāng)人口結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，因此地區(qū)城鄉(xiāng)人口重心的偏移距離較小。三大產(chǎn)業(yè)增加值重心的較大偏移與工業(yè)化進(jìn)程有直接關(guān)系： 隨著工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，第一產(chǎn)業(yè)增加值比重由1990年的19.04%下降到2010年的6.47%，第二產(chǎn)業(yè)增加值比重由48.60%下降到43.15%，第三產(chǎn)業(yè)增加值比重由32.36%增加到50.38%。三大產(chǎn)業(yè)的比例和結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化，由此導(dǎo)致其增加值的重心發(fā)生較大距離偏移。

1990—2010年，京津冀地區(qū)城鎮(zhèn)人口和第一產(chǎn)業(yè)增加值的重心年際偏移距離較為均勻； 鄉(xiāng)村人口重心1990—2000年偏移距離較大， 2000—2010年偏移距離較小。 這與北京、天津2個(gè)特大城市對(duì)外來人口的集聚效應(yīng)有關(guān)。1990—2005年第二產(chǎn)業(yè)增加值的重心偏移距離較大， 2005年以后偏移距離較??； 1990—2000年第三產(chǎn)業(yè)增加值的重心偏移距離較小， 2000—2005年偏移距離最大， 2005年以后偏移距離有所減小。這是由于2005年之前工業(yè)快速發(fā)展， 2005年以后在“調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)方式”的科學(xué)發(fā)展新要求下，高污染、高消耗、低產(chǎn)出的落后產(chǎn)能逐步淘汰或轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致第二產(chǎn)業(yè)增加值的重心發(fā)生較大距離偏移。1992年國務(wù)院發(fā)布了《加快發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)的決定》，第三產(chǎn)業(yè)得到了前所未有的重視和發(fā)展。北京市的第三產(chǎn)業(yè)比重由1990年的38.85%增加到2010年的75.11%，發(fā)展成為全市的主導(dǎo)型產(chǎn)業(yè)；特別是2000年以后，北京市第三產(chǎn)業(yè)增加值比重由35.67%迅速增加到48.65%，致使第三產(chǎn)業(yè)增加值的重心發(fā)生較大距離偏移。

2.3 重心變動(dòng)的耦合性和一致性分析

2.3.1 重心變動(dòng)的耦合性分析 由于篇幅限制，這里只討論總生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心與社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子重心變動(dòng)的耦合性和一致性，結(jié)果如表2所示?？偵鷳B(tài)服務(wù)價(jià)值與城鎮(zhèn)人口、第三產(chǎn)業(yè)增加值、第二產(chǎn)業(yè)增加值重心變動(dòng)的耦合性較高，而與鄉(xiāng)村人口和第一產(chǎn)業(yè)增加值重心變動(dòng)的耦合性較低。1990—2010年，總生態(tài)服務(wù)價(jià)值與鄉(xiāng)村人口和第一產(chǎn)業(yè)增加值重心變動(dòng)的耦合性逐漸降低； 與城鎮(zhèn)人口、第二產(chǎn)業(yè)增加值、第三產(chǎn)業(yè)增加值重心變動(dòng)的耦合性先降低后增加。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人口分布區(qū)位要素中自然環(huán)境條件的地位會(huì)逐漸降低，同時(shí)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展受自然環(huán)境條件的影響也會(huì)逐步減小。鄉(xiāng)村人口及其主要從事的第一產(chǎn)業(yè)增加值與總生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心變動(dòng)的耦合性較低且逐漸降低，反映出自然環(huán)境條件對(duì)鄉(xiāng)村人口分布和第一產(chǎn)業(yè)發(fā)展變動(dòng)影響力逐漸削弱。城鎮(zhèn)人口及其主要從事的第二、三產(chǎn)業(yè)增加值與總生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心變動(dòng)的耦合性較強(qiáng)，表明地區(qū)的城鎮(zhèn)化發(fā)展總體上比較符合整個(gè)區(qū)域的自然資源條件，但不能說明局部區(qū)域城鎮(zhèn)發(fā)展與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件的協(xié)調(diào)程度。2.3.2 重心變動(dòng)的一致性分析 1990—2000年，總生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心與5個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重心變動(dòng)都不一致，重心變動(dòng)的夾角均大于90°，其中總生態(tài)服務(wù)價(jià)值和第二產(chǎn)業(yè)增加值重心變動(dòng)幾乎為相反方向。2000—2010年，總生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心與鄉(xiāng)村人口、第一產(chǎn)業(yè)增加值重心變動(dòng)夾角大于90°，與城鎮(zhèn)人口和第三產(chǎn)業(yè)增加值重心變動(dòng)較為一致，與第二產(chǎn)業(yè)增加值重心變動(dòng)近乎垂直。

近20年來，總生態(tài)服務(wù)價(jià)值與社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子重心變動(dòng)一致性的轉(zhuǎn)變，反映了人口遷移和經(jīng)濟(jì)發(fā)展與自然環(huán)境互動(dòng)關(guān)系的變化。城市化的發(fā)展以及人口的流動(dòng)改變了地區(qū)生態(tài)結(jié)構(gòu)、功能和服務(wù)價(jià)值，使地區(qū)總生態(tài)服務(wù)價(jià)值與5個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子的“高密度”部位進(jìn)一步分離。1990—2000年，京津冀地區(qū)第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)為地區(qū)的南部，導(dǎo)致總生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心與第二產(chǎn)業(yè)增加值重心變動(dòng)朝相反方向進(jìn)行； 2000年以后，地區(qū)第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)轉(zhuǎn)向地區(qū)的東部，致使總生態(tài)服務(wù)價(jià)值與第二產(chǎn)業(yè)增加值重心的變動(dòng)近乎垂直。

表2 1990—2010年地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)重心偏移的重疊性及一致性Tab.2 The overlapping and consistency of the gravity center offset of ecological services value and socio-economic factors in Beijing-Tianjin-Hebei region from 1990 to 2010

3 討論

3.1 地區(qū)發(fā)展不平衡造就偏移的復(fù)雜性

3.1.1 社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子重心偏移的異步性 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性變化，即第一產(chǎn)業(yè)的比重不斷下降；第二產(chǎn)業(yè)比重先上升，后保持穩(wěn)定，再持續(xù)下降；第三產(chǎn)業(yè)比重則是先略微下降，后基本平穩(wěn)，再持續(xù)上升。對(duì)此現(xiàn)象，國外經(jīng)濟(jì)學(xué)家錢納里、庫茲涅茲、賽爾奎等基于多國家案例并采取實(shí)證分析方法，得出經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段和工業(yè)化發(fā)展階段的經(jīng)驗(yàn)性判據(jù)，進(jìn)而得出了“標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)”(Kuznets, 1957; Cheneretal., 1986)。不同學(xué)者對(duì)發(fā)展階段的劃分不盡相同，其中錢納里和賽爾奎的方法最具有代表性，他們將經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段劃分為前工業(yè)化、工業(yè)化實(shí)現(xiàn)和后工業(yè)化3個(gè)階段，其判定標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 工業(yè)化階段及判定標(biāo)準(zhǔn)①Tab.3 Industrialization stage and decision standard

①A、I和S分表代表第一、二、三產(chǎn)業(yè)增加值。A,IandSin the table represent primary,secondary and tertiary industry added value.

按照三大產(chǎn)業(yè)增加值結(jié)構(gòu)確定京津冀地區(qū)的工業(yè)化階段： 北京市和天津市早在1990年就已進(jìn)入工業(yè)化的后期階段，而此時(shí)河北省各市正處于工業(yè)化的前期階段。1995年北京市率先進(jìn)入后工業(yè)化時(shí)代，而后雖然天津市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)經(jīng)過長時(shí)間發(fā)展升級(jí)，但至2010年底仍處于工業(yè)化后期。河北省石家莊市最先進(jìn)入工業(yè)化中期階段， 1995年秦皇島市由工業(yè)化前期向工業(yè)化中期轉(zhuǎn)變，截至2010年底該過程仍未完成； 2000年開始，滄州市、承德市、邯鄲市、衡水市、廊坊市、唐山市均步入工業(yè)化中期階段； 2005年邢臺(tái)市和張家口市也進(jìn)入工業(yè)化中期階段，此時(shí)唐山市借助曹妃甸工業(yè)區(qū)的建設(shè)開始向工業(yè)化后期階段邁進(jìn)，截至2010年底在河北省內(nèi)率先進(jìn)入工業(yè)化后期階段。2005年以后石家莊市在河北省乃至京津冀地區(qū)中的定位變動(dòng)較大，致使2010年石家莊市所處的工業(yè)化階段出現(xiàn)波動(dòng)。

可以看出，京津冀地區(qū)各市所處的工業(yè)化階段差異較大，北京市和天津市的工業(yè)化腳步較快，而河北省各市的腳步相對(duì)較慢，正是工業(yè)化進(jìn)程的異步導(dǎo)致了社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子重心偏移的異步性。

3.1.2 生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心偏移的錯(cuò)位 發(fā)達(dá)國家的城市化是伴隨著工業(yè)化進(jìn)行的，而多數(shù)發(fā)展中國家則是城市化先于工業(yè)化。我國的情況比較復(fù)雜，既有工業(yè)化超過城市化的情況，又有城市化快于工業(yè)化的情況，還有許多城市化和工業(yè)化齊頭并進(jìn)。就京津冀地區(qū)而言，北京市和天津市工業(yè)化階段從城市化率和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)角度判定的結(jié)果基本一致， 1995年北京市已由工業(yè)化后期進(jìn)入后工業(yè)化時(shí)代， 1990—2010年天津市一直處于工業(yè)化后期階段； 而 2010年河北省從城市化率角度處于工業(yè)化前期階段，從三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)角度均已達(dá)工業(yè)化中期階段，也就是說河北省是典型的工業(yè)化快于城市化的省份。

城鎮(zhèn)化包括人口、經(jīng)濟(jì)、空間和社會(huì)的城市化，空間的城市化會(huì)改變地區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響地區(qū)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整也會(huì)改變土地利用結(jié)構(gòu)以及各類人口的分布，如以工業(yè)為主的城市更依賴建設(shè)用地的擴(kuò)張，第三產(chǎn)業(yè)比重的提高會(huì)使土地利用集約程度增加，同時(shí)吸引更多的鄉(xiāng)村人口。而京津冀地區(qū)城市化和工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程的錯(cuò)位引發(fā)了生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心偏移的錯(cuò)位。當(dāng)然人口重心只考慮了北京市和天津市的常住人口的城市化，未考慮戶籍人口的城市化，也未分析人口的異地城市化的影響。

3.2 京津冀協(xié)同發(fā)展對(duì)重心偏移的影響

根據(jù)第六次全國人口普查數(shù)據(jù)顯示， 2010年北京市常住外來人口為704.5萬人，從來源省份看，排在前3位的分別是河北(22.1%)、河南(13.9%)和山東省(8.5%)；2010年天津市常住外來人口為246.0萬人，主要來自河北(30.7%)、山東(20.5%)和河南省(13.5%)。近年來，北京市非首都功能逐步得到疏解，加上 “以房控人”手段和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的影響，低端業(yè)態(tài)聚集的人口被逐步轉(zhuǎn)移分散至津冀等地。2015年，北京常住人口的增速、增量雙下降，近10年來外來人口增速首次低于常住人口增速。與之不同的是， 2015年天津市常住外來人口與2010年末相比增加199.91萬人，5年間年均增加39.98萬人。二元經(jīng)濟(jì)學(xué)理論認(rèn)為，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)相對(duì)優(yōu)越的福利及更多的就業(yè)機(jī)會(huì)促使人口向此類地區(qū)流動(dòng)，但人口調(diào)控政策會(huì)減弱這一影響。可以設(shè)想，隨著北京市非首都功能的有序疏解和產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移升級(jí)，3個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶和城鎮(zhèn)聚集軸、4個(gè)功能區(qū)的形成，未來人口重心可能會(huì)向東南方向偏移，第二產(chǎn)業(yè)增加值重心可能繼續(xù)向東偏移，第三產(chǎn)業(yè)增加值重心可能繼續(xù)向東北偏移； 第一產(chǎn)業(yè)增加值受各地政策影響較大，其重心偏移的方向不好確定。而彼時(shí)西北部的生態(tài)服務(wù)價(jià)值優(yōu)勢將更加明顯，生態(tài)服務(wù)價(jià)值“高密度”部位可能進(jìn)一步轉(zhuǎn)向地區(qū)的西北部。

4 結(jié)論

1) 1990—2010年，總生態(tài)服務(wù)價(jià)值、調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值、支持服務(wù)價(jià)值、供給服務(wù)價(jià)值的重心偏移方向類似： 1990—2000年向東北方向偏移， 2000—2010年向西北方向偏移。文化服務(wù)價(jià)值的重心偏移方向有所不同， 1990—2000年向西南方向偏移， 2000—2010年向東北方向偏移。

2) 鄉(xiāng)村人口和第一產(chǎn)業(yè)增加值的重心偏移方向類似，即先向東再向西南方向偏移； 1990—2005年城鎮(zhèn)人口重心先向西南方向偏移， 2005年以后向東北方向偏移； 第二產(chǎn)業(yè)增加值重心先向南偏移， 2000年以后逐漸向東北方向偏移； 第三產(chǎn)業(yè)增加值重心先小幅度向西南方向偏移， 2000年以后大幅度向東北方向偏移。

3) 20年來，京津冀地區(qū)調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值、總生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心偏移距離較大，而支持服務(wù)價(jià)值、供給服務(wù)價(jià)值、文化服務(wù)價(jià)值的重心偏移距離較小。地區(qū)城市化和工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)使三大產(chǎn)業(yè)增加值重心偏移距離較大； 受人口結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性影響，人口重心偏移距離相對(duì)較小。

4) 總生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心與城鎮(zhèn)人口、第三產(chǎn)業(yè)增加值和第二產(chǎn)業(yè)增加值重心的耦合性較高，與鄉(xiāng)村人口和第一產(chǎn)業(yè)增加值重心的耦合性較低。以2000年為界，總生態(tài)服務(wù)價(jià)值與第二產(chǎn)業(yè)增加值、第三產(chǎn)業(yè)增加值重心變動(dòng)逐漸趨于一致，而與城鎮(zhèn)人口重心變動(dòng)近乎垂直。

5) 京津冀地區(qū)發(fā)展不平衡造就重心偏移的復(fù)雜性，地區(qū)工業(yè)化進(jìn)程的異步導(dǎo)致社會(huì)經(jīng)濟(jì)重心偏移的異步，城市化與工業(yè)化進(jìn)程的錯(cuò)位引發(fā)了生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心偏移的錯(cuò)位。受京津冀協(xié)同發(fā)展的影響，未來地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值重心和社會(huì)經(jīng)濟(jì)重心會(huì)進(jìn)一步偏移。

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(責(zé)任編輯 石紅青)

The Evolutionary Character and the Coupling Relationship ofthe Gravity Center of Ecological Services Value and Socio-EconomicFactors in Beijing-Tianjin-Hebei Region

Zhu Zhenya1Chen Lihua1Jiang Dewen2Yu Xinxiao1

(1.KeyLaboratoryofSoilandWaterConservationandDesertificationCombating,MinistryofEducationSchoolofSoilandWaterConservation,BeijingForestryUniversityBeijing100083; 2.MonitoringCenterofSoilandWaterConservation,MinistryofWaterResourcesBeijing100055)

【Objective】 The aim that analysis of dynamic evolution and coupling relationship between the gravity center of ecological services value and socio-economic factors in Beijing-Tianjin-Hebei region, is to explore socio-economic driving factors of the regional ecological service value, so as to provide a certain basis of Beijing-Tianjin-Hebei collaborative development in the key areas of ecological environmental protection.【Method】 Using the concept of the gravity center and correlation formula, applying various counties in land use, urban and rural population, the three major industries data of Beijing-Tianjin-Hebei region to calculate the gravity center of ecological services value, urban and rural population, the three major industries added value and their shift direction and offset distance from 1990 to 2010.Constructing the overlap of the gravity center and change consistency formula to study their dynamic evolution and coupling relationship between the gravity center of ecological services value and socio-economic factors in Beijing-Tianjin-Hebei region.【Result】 1) The shift direction of the gravity center of regulating services, supporting services and providing services value was similar from 1990 to 2010, the shift direction of the gravity center of cultural service value was different. The shift direction of the gravity center of rural population and primary industry added value was similar, while the shift direction of the gravity center of urban population, secondary industry added value, and tertiary industry added value had their own characteristics. 2) The offset distance of the gravity center of regulating services, the total value of ecological services and the three industrial added value was far for more than 20 years, while the offset distance of the gravity center of supporting services, providing services and cultural services value was close relatively. 3) The coupling of the gravity center between total ecological services value and urban population,tertiary industry added value, secondary industry was higher than it with the rural population and primary industry added value.4) Change consistency of the gravity center of the total value of ecological services, secondary industry added value, tertiary industry added value and urban population had changed since 2000.【Conclusion】 The complexity of the gravity center shift was caused by regional unbalanced development, the asynchronous of the gravity center shift of socio-economic factors resulted from the asynchronous process of industrialization, the dislocation of urbanization and industrialization leaded to the dislocation of ecological services value; affected by the coordinated development of Beijing-Tianjin-Hebei, the gravity center of ecological services value and socio-economic factors will be further offset in the future.

Beijing-Tianjin-Hebei region； ecological services value； socio economic factors； dynamic evolution of the gravity center； coupling relationship

10.11707/j.1001-7488.20170614

2016-09-20；

2016-11-25。

林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201104005)； “十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2011BAD38B05)； 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41171028)。

F307.2

A

1001-7488(2017)06-0118-09