聶曉英, 石培基, 呂 蕊, 張學(xué)斌, 梁變變, 魏 偉

西北師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,蘭州 730070

城市作為現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要載體,其發(fā)展始終離不開(kāi)資源,對(duì)各種資源的獲取、積累和利用,是城市持續(xù)發(fā)展的主要方式。當(dāng)某一區(qū)域內(nèi)的資源量滿足該區(qū)域城市發(fā)展的需要時(shí),城市間的關(guān)系表現(xiàn)為協(xié)同發(fā)展,反之,城市之間就會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)或相互排斥的情況。同自然生態(tài)系統(tǒng)一樣,把現(xiàn)代城市看作具有生態(tài)智慧的特殊生命體[1],其發(fā)展也表現(xiàn)出了類(lèi)似林業(yè)等生態(tài)系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)演替現(xiàn)象[2]。生態(tài)位概念及其理論經(jīng)過(guò)近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,應(yīng)用范圍已經(jīng)超過(guò)生態(tài)學(xué)范疇,逐步滲透到城市地理、城市經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域,進(jìn)而成為20世紀(jì)后半期人類(lèi)研究社會(huì)系統(tǒng)的有效手段[3],為競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制、生態(tài)元(包括人類(lèi))對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性、人類(lèi)生態(tài)、城市生態(tài)等方面的研究提供了重要的指導(dǎo)作用[4]。

隨著生態(tài)位含義的不斷拓展,生態(tài)位理論也逐步完善,有關(guān)城市地理和城市經(jīng)濟(jì)的研究越來(lái)越多,國(guó)內(nèi)主要集中在兩個(gè)方面,一是城市生態(tài)位概念的界定和理論的應(yīng)用。如彭文俊等[5]系統(tǒng)回顧了生態(tài)位概念的發(fā)展歷程,并把生態(tài)位理論劃分為4個(gè)發(fā)展階段和2個(gè)主要學(xué)術(shù)流派；牛海鵬等[6]基于生態(tài)位理論,提出了耕地生態(tài)元和耕地生態(tài)位的概念,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了耕地可持續(xù)利用生態(tài)位適宜度評(píng)價(jià)模型；胡春雷等[7]強(qiáng)調(diào)生態(tài)位理論在城市研究中具有重要作用,認(rèn)為生態(tài)位變化可反映城市的特征和發(fā)展規(guī)律；丁圣彥等[8]運(yùn)用生態(tài)位理論和方法,分析了城市生態(tài)不同功能模塊間競(jìng)爭(zhēng)、演化等現(xiàn)象；羅小龍等[9]將生態(tài)位及態(tài)勢(shì)理論引入城鄉(xiāng)結(jié)合部研究中,分析了城鄉(xiāng)生態(tài)位及其態(tài)勢(shì)對(duì)于城鄉(xiāng)結(jié)合部空間擴(kuò)展的塑造作用；韓寶龍等[10]用生態(tài)位理論分析城市人口集聚的驅(qū)動(dòng)因素,為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供了一個(gè)新思路；陳亮等[11]通過(guò)建立社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)位評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,對(duì)中國(guó)31個(gè)省、自治區(qū)、直轄市的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)位做出了評(píng)價(jià)；汪嘉楊等[12]將耦合投影追蹤模型應(yīng)用于復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)位評(píng)價(jià),分析了四川省的復(fù)合生態(tài)位變化趨勢(shì)；胡蒙蒙等[13]運(yùn)用生態(tài)位理論和空間自相關(guān)方法,測(cè)度了天山北坡城市群的生態(tài)位,對(duì)其時(shí)空差異作了分析；秦天天等[14]運(yùn)用復(fù)合生態(tài)位對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià),豐富了生態(tài)位理論在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用。二是基于生態(tài)位理論的城市競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制研究。主要成果包括：(1)生態(tài)位理論及其城市競(jìng)爭(zhēng)研究,陳紹愿等[15]把城市競(jìng)爭(zhēng)生態(tài)位理論應(yīng)用到城市競(jìng)爭(zhēng)策略的研究中,從生態(tài)智慧的角度對(duì)城市競(jìng)爭(zhēng)策略進(jìn)行了重新解讀；王永鋒等[16]以中原城市群為例,對(duì)生態(tài)位理論及其在城市競(jìng)爭(zhēng)研究中的作用進(jìn)行了分析；彭穎等[3]運(yùn)用生態(tài)位重疊理論和生態(tài)位態(tài)勢(shì)理論構(gòu)建了旅游城市競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系判斷框架,并作了相應(yīng)實(shí)證分析。(2)多維生態(tài)位及城市旅游業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力分析,孫海燕等[17]運(yùn)用生態(tài)位理論構(gòu)建業(yè)績(jī)維、潛力維、環(huán)境維三維指標(biāo)體系對(duì)山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)7個(gè)城市的旅游業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行了評(píng)價(jià)；程乾等[18]通過(guò)建立基于生態(tài)位視角的波特鉆石模型,構(gòu)建了文化旅游創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。近年來(lái)國(guó)外有關(guān)生態(tài)位理論在城市發(fā)展中的研究,如Sengers等[19]以生態(tài)位發(fā)展為視角,探索了城市交通轉(zhuǎn)型新模式成功的內(nèi)在機(jī)理；Pallante等[20]研究了生態(tài)位發(fā)展變化對(duì)農(nóng)戶生計(jì)和農(nóng)業(yè)生物多樣性的促進(jìn)作用?？傮w來(lái)講,國(guó)內(nèi)有關(guān)生態(tài)位測(cè)度指標(biāo)主要包括生態(tài)位寬度、生態(tài)位重疊與競(jìng)爭(zhēng)、生態(tài)位體積、生態(tài)位維數(shù)、生態(tài)位相似比例等[21- 23],生態(tài)位理論研究的主要內(nèi)容是通過(guò)計(jì)算物種生態(tài)位的寬度、重疊度等,進(jìn)而研究物種間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系[22],而城市生態(tài)位的競(jìng)爭(zhēng)是城市間爭(zhēng)奪優(yōu)質(zhì)資源和擴(kuò)大可獲得資源的幅度[24]。國(guó)外研究?jī)?nèi)容則注重城市或區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展,研究領(lǐng)域集中在較為微觀的范疇。

生態(tài)位重疊指數(shù)可作為刻畫(huà)城市間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的一個(gè)重要指標(biāo)[3],但事實(shí)上生態(tài)位重疊并不一定伴隨著競(jìng)爭(zhēng),如果可供兩城市發(fā)展的資源很豐富,兩城市就可以共同利用同一資源而不損害對(duì)方的發(fā)展[22]。如果從植物群落學(xué)的角度,把現(xiàn)代城市看作具有生態(tài)智慧的生命體,那么城市也需要相應(yīng)的資源支撐才能維持其生存和發(fā)展,因此有必要明確城市對(duì)各類(lèi)資源的占有程度。而各城市能否共同在同一群落內(nèi)持續(xù)發(fā)展,種群間的競(jìng)合關(guān)系通常起很大作用,在城市群落中具體表現(xiàn)為各城市對(duì)各類(lèi)資源的利用程度。本文用城市綜合發(fā)展水平來(lái)反映某一城市對(duì)所在群落中的資源占有程度,用生態(tài)位寬度來(lái)刻畫(huà)其對(duì)資源的利用程度,并通過(guò)聚類(lèi)分析和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的劃分來(lái)明確河西走廊縣域城市間的競(jìng)合關(guān)系,最后借助生態(tài)位理論提出具有現(xiàn)實(shí)意義的競(jìng)合策略,以期為河西走廊城市群落的協(xié)調(diào)和持續(xù)發(fā)展提供理論建議。文章的創(chuàng)新之處在于構(gòu)建城市生態(tài)系統(tǒng)種類(lèi)和城市生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),用圖形表征區(qū)域內(nèi)各個(gè)城市的生態(tài)位關(guān)聯(lián),生態(tài)位關(guān)聯(lián)圖能夠形象地展示各個(gè)城市在生態(tài)系統(tǒng)中的地位和關(guān)系,突破了以往的數(shù)值表征生態(tài)位。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

圖1 研究區(qū)區(qū)位圖 Fig.1 Location map of study area

河西走廊地處甘肅省西北部,因其夾在祁連山與走廊北山之間,中間地勢(shì)低平,故而得名。其東西長(zhǎng)約1000km,南北寬近100km,是通向西方的交通要道。行政范圍介于37°17′—42°48′N(xiāo),92°12′—103°48′E,地域上包括武威、金昌、張掖、酒泉和嘉峪關(guān)5個(gè)地級(jí)市,共轄20個(gè)縣域城市(圖1),分屬石羊河水系、黑河水系和疏勒河水系這3個(gè)獨(dú)立的內(nèi)流盆地。全區(qū)總土地面積為239560km2,截至2014年,河西走廊總?cè)丝?85.02萬(wàn)人,其中非農(nóng)業(yè)人口182.21萬(wàn)人,占甘肅省非農(nóng)業(yè)人口的23.93%,GDP總量1867.64億元,人均GDP為51743元,是甘肅省人均GDP的1.6倍。研究區(qū)內(nèi)交通、信息和生態(tài)等基礎(chǔ)設(shè)施逐步完善,酒(泉)-嘉(峪關(guān))一體化、金(昌)-武(威)一體化加快發(fā)展,使河西走廊成為我國(guó)西北地區(qū)最具發(fā)展?jié)摿Φ牡貐^(qū)之一。由于河西走廊自古以來(lái)就是中西文化交流的一條黃金通道,西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施和新絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶的建設(shè),將進(jìn)一步促進(jìn)綠洲經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及城鎮(zhèn)的繁榮。

1.2 城市綜合發(fā)展水平指標(biāo)體系

根據(jù)“多維超體積”生態(tài)位理論的定義,本文在充分考慮河西走廊各縣域城市獲取資源的潛力和能力基礎(chǔ)上,采取較為全面的維度指標(biāo),盡可能客觀地反映河西走廊各縣域城市對(duì)各類(lèi)資源的占有水平。本著科學(xué)性、全面性和數(shù)據(jù)可獲取性等基本原則,同時(shí)考慮河西走廊各縣域城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的實(shí)際情況,構(gòu)建出河西走廊各縣域城市綜合發(fā)展水平指標(biāo)體系,具體包括資源環(huán)境(A1)、經(jīng)濟(jì)情況(A2)和社會(huì)保證(A3)3個(gè)維度在內(nèi)的25個(gè)具體指標(biāo)(表1)。數(shù)據(jù)來(lái)源于《甘肅發(fā)展年鑒》《甘肅建設(shè)統(tǒng)計(jì)年報(bào)》《武威六十年》及部分地方統(tǒng)計(jì)年鑒和社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)公報(bào),包括2001年、2005年、2009年和2013年4個(gè)年份各縣(市/區(qū))的社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),對(duì)個(gè)別缺失數(shù)據(jù)借助SPSS軟件通過(guò)插補(bǔ)得到。

表1 城市綜合發(fā)展水平指標(biāo)體系

1.3 評(píng)價(jià)模型

1.3.1 城市綜合發(fā)展水平

運(yùn)用因子分析法計(jì)算河西走廊各縣域城市的綜合發(fā)展水平。在因子分析前首先采用KMO統(tǒng)計(jì)量和Bartlett球形方法對(duì)全局?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果顯示,KMO值為0.757,表明變量間的公共因素較多；Bartlett顯著性概率為0.000,說(shuō)明球形假設(shè)被拒絕,所選變量并非獨(dú)立,故本文的指標(biāo)設(shè)計(jì)適合做因子分析。借助SPSS 16.0軟件對(duì)全局?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行因子分析,按照主成分法默認(rèn)的特征值大于1的原則,選取6個(gè)公因子,累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到76.910%,表明6個(gè)公因子保留了原始數(shù)據(jù)的大部分信息,很大程度上減少了原始數(shù)據(jù)的復(fù)雜性和冗余性。采用方差最大法對(duì)因子載荷矩陣實(shí)施正交旋轉(zhuǎn),并根據(jù)各主成分解釋的方差占原始指標(biāo)變量方差的比重,運(yùn)用公式(1)計(jì)算各主成分的權(quán)重(表2)：

Fa=ca/∑ca

(1)

式中,Fa為各主成分的權(quán)重；ca為主成分貢獻(xiàn)率。

表2 城市綜合發(fā)展水平主成分提取及權(quán)重

根據(jù)SPSS 16.0軟件計(jì)算得出的各城市主成分得分,可以運(yùn)用公式(2)計(jì)算各城市的綜合得分。由于運(yùn)用因子分析方法計(jì)算的河西走廊城市綜合實(shí)力得分存在負(fù)值,為方便生態(tài)位計(jì)算,需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換使其全部為正值,故采用min-max規(guī)范化方法[25],將原數(shù)據(jù)列線性變換,形成一個(gè)新的數(shù)據(jù)列(表3)。

Sj=∑Saj×Fa

(2)

式中,Fa為各主成分的權(quán)重；Saj為城市j在主成分Fa上的得分；Sj為城市j的綜合得分。

表3 河西走廊各縣域城市綜合發(fā)展水平值

1.3.2 城市生態(tài)位寬度

根據(jù)生態(tài)位理論,生態(tài)位寬度表示某物種利用資源的程度[26],城市生態(tài)位則表達(dá)了城市基于資源環(huán)境空間特性和城市性質(zhì)的互動(dòng)關(guān)系及對(duì)群落內(nèi)各類(lèi)資源的利用情況。生態(tài)位寬度越大,說(shuō)明該城市在城市群落中對(duì)資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等要素的利用越廣泛,競(jìng)爭(zhēng)力越強(qiáng)；反之,則表明該城市在城市群落中發(fā)揮的生態(tài)作用越小,發(fā)展?jié)摿Σ蛔?競(jìng)爭(zhēng)力弱。

借鑒生態(tài)位態(tài)勢(shì)模型[27],以城市所能獲取自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)資源的“態(tài)”,即城市綜合發(fā)展水平表示城市現(xiàn)狀的生態(tài)位寬度,用城市所能獲取資源的“勢(shì)”,即城市綜合發(fā)展水平的變化速率和時(shí)間的推移來(lái)表示城市未來(lái)的生態(tài)位寬度。態(tài)和勢(shì)結(jié)合能夠充分反映城市生態(tài)位大小以及在城市群落中所發(fā)揮的作用和功能等。計(jì)算公式如下：

(3)

式中,i,j=1,2,3,…,n；Ni是城市i的生態(tài)位寬度；Si和Pi分別為城市i的態(tài)和勢(shì)；Sj和Pj分別為城市j的態(tài)和勢(shì)；Ai和Aj為量綱轉(zhuǎn)換系數(shù)；Sj+AjPj稱為絕對(duì)生態(tài)位。

1.4 評(píng)價(jià)結(jié)果

本研究將每個(gè)城市2001、2005、2009和2013年4年的城市綜合發(fā)展水平結(jié)果作為“態(tài)”的度量指標(biāo),以每年的平均增長(zhǎng)率作為“勢(shì)”的度量指標(biāo),因選取年份時(shí)間間隔為4年,量綱轉(zhuǎn)換系數(shù)為0.25。根據(jù)公式3,計(jì)算出河西走廊各縣域城市的生態(tài)位寬度(表4),并利用SPSS 16.0數(shù)據(jù)處理軟件,以平方歐幾里得距離為區(qū)間尺度,采用系統(tǒng)聚類(lèi)法和組間聯(lián)接法對(duì)河西走廊20個(gè)縣域城市進(jìn)行聚類(lèi)分析,按照生態(tài)位寬度值的大小進(jìn)行降序排列把20個(gè)縣域城市分為4類(lèi),本文主要分析2013年和2001—2013年平均值的城市聚類(lèi)結(jié)果,以此突出各城市對(duì)資源的利用現(xiàn)狀以及穩(wěn)定狀態(tài)。

表4 河西走廊各縣域城市生態(tài)位寬度

2 結(jié)果與分析

2.1 綜合分析

資源占有程度,即城市綜合發(fā)展水平方面(表3),2001—2013年,除玉門(mén)市2009年下降外,其余城市綜合發(fā)展水平均有不同程度的提高。2013年河西走廊縣域城市中嘉峪關(guān)市和金川區(qū)綜合發(fā)展水平值最大,分別為2.444和2.160,兩者綜合發(fā)展水平值均大于2.0；涼州區(qū)(1.870)、甘州區(qū)(1.772)、肅州區(qū)(1.814)、肅北縣(1.040)、阿克塞縣(1.256)、玉門(mén)市(1.277)、敦煌市(1.194)的綜合發(fā)展水平介于1.0—2.0之間；其余城市綜合發(fā)展水平均低于1.0。河西走廊縣域城市綜合發(fā)展水平差異較大,嘉峪關(guān)市是永昌縣的4倍。嘉峪關(guān)市和金川區(qū)為工業(yè)城市,依托資源、交通、區(qū)位等優(yōu)勢(shì),經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚,2014年兩市GDP分別達(dá)到230.69億元和256.10億元,其中工業(yè)總產(chǎn)值分別為153.74億元和142.50億元；涼州區(qū)、甘州區(qū)和肅州區(qū)作為地級(jí)市的市轄區(qū),具有較好的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ),2014年各市GDP分別為260.34億元、148.16億元、195.86億元,加之其悠久的歷史,綜合發(fā)展水平較高；肅北縣、阿克塞縣是少數(shù)民族聚居區(qū),地廣人稀,人均經(jīng)濟(jì)總量大,2014年人均GDP分別為22.62萬(wàn)元和16.66萬(wàn)元,是河西走廊人均GDP最低縣古浪縣的22倍和16倍；玉門(mén)市由資源枯竭型城市轉(zhuǎn)型為重要的能源基地,工業(yè)基礎(chǔ)好,2014年工業(yè)總產(chǎn)值為62.47億元,經(jīng)濟(jì)水平高；敦煌市基于其豐富的旅游資源,經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快,2014年旅游總收入為48.05億元,占全市GDP的48.29%。

資源利用程度,即城市生態(tài)位寬度方面(表4),2001—2013年,高臺(tái)縣、山丹縣生態(tài)位寬度持續(xù)擴(kuò)展,古浪縣、天?？h、永昌縣、肅南縣、阿克塞縣生態(tài)位寬度不斷壓縮,其余城市生態(tài)位寬度均有不同程度的升降。這與城市的資源環(huán)境基礎(chǔ)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和條件、社會(huì)公共服務(wù)的普及程度以及對(duì)外聯(lián)系能力密切相關(guān)。2013年嘉峪關(guān)市(0.122)和金川區(qū)(0.104)生態(tài)位寬度排名靠前,其次涼州區(qū)(0.094)、肅州區(qū)(0.091)、甘州區(qū)(0.090)、玉門(mén)市(0.065)、阿克塞縣(0.061)、敦煌市(0.060)處于0.06—0.09之間,其余城市生態(tài)位寬度較小?？梢钥闯?依托資源優(yōu)勢(shì)、城市投資、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、行政因素以及特色行業(yè)等發(fā)展的城市,比以第一產(chǎn)業(yè)為主的城市生態(tài)位寬度大,在城市發(fā)展中更具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；在河西走廊城市群落中,工業(yè)型城市嘉峪關(guān)市和金川區(qū)是帶動(dòng)區(qū)域發(fā)展的“增長(zhǎng)極”。另外,敦煌市依托優(yōu)質(zhì)的旅游資源,玉門(mén)市憑借其豐富的風(fēng)能資源,城市特色顯著,發(fā)展?jié)摿Υ?競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯。

圖2 城市綜合發(fā)展水平與城市生態(tài)位的關(guān)系Fig.2 The relationship between urban comprehensive development level and niche breadth

從城市綜合發(fā)展水平與城市生態(tài)位的關(guān)系可以看出(圖2),綜合發(fā)展水平值與生態(tài)位寬度呈高度正相關(guān)關(guān)系,各年份相關(guān)系數(shù)均大于0.9,說(shuō)明各城市對(duì)資源的占有和利用程度聯(lián)系密切,相輔相成。2001—2013年,河西走廊各縣域城市綜合發(fā)展水平值和生態(tài)位寬度值總體呈增加趨勢(shì),其中嘉峪關(guān)市、金川區(qū)、涼州區(qū)、肅州區(qū)和甘州區(qū)生態(tài)位寬度平均值位列前5名,對(duì)應(yīng)的綜合發(fā)展水平均值分別為2.062、1.880、1.372、1.310、1.201,特別是2013年,嘉峪關(guān)市、金川區(qū)、涼州區(qū)、肅州區(qū)及甘州區(qū)的綜合發(fā)展水平和生態(tài)位寬度明顯大于其他城市,說(shuō)明這5個(gè)城市對(duì)各要素的集聚能力和吸引能力較強(qiáng),對(duì)周邊城市及地區(qū)具有一定的帶動(dòng)作用。另外,山丹縣、古浪縣、民樂(lè)縣、高臺(tái)縣和永昌縣的綜合發(fā)展水平與生態(tài)位寬度均較小,這主要與其非農(nóng)產(chǎn)業(yè)占比較小、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱、交通等基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)較差、地區(qū)發(fā)展?jié)摿Σ淮笥幸欢ǖ年P(guān)系。

2.2 聚類(lèi)分析

2.2.12013年城市生態(tài)位聚類(lèi)結(jié)果

2013年河西走廊城市生態(tài)位聚類(lèi)結(jié)果(圖3)表明：嘉峪關(guān)市為第一類(lèi)城市,由表4可以看出,嘉峪關(guān)市的生態(tài)位是0.122,生態(tài)位排名第一,領(lǐng)先于其他城市,競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯；金川區(qū)、涼州區(qū)、肅州區(qū)和甘州區(qū)為第二類(lèi)城市,生態(tài)位分別為0.104、0.094、0.091和0.090,分別位列2、3、4、5名,在河西走廊城市群落的發(fā)展中發(fā)揮著較大作用,對(duì)周邊城市及各類(lèi)要素具有較強(qiáng)的聯(lián)接能力；玉門(mén)市、阿克塞縣、敦煌市為第三類(lèi)城市,3個(gè)城市的生態(tài)位比較接近,分別為0.065、0.061、0.060,位列6、7、8名；其他城市為第四類(lèi),這類(lèi)城市因受城市規(guī)模、經(jīng)濟(jì)水平、交通通達(dá)能力等限制,生態(tài)位值均較低,處于中下水平。

圖3 2013年河西走廊城市生態(tài)位等級(jí)分類(lèi)空間圖及聚類(lèi)過(guò)程譜系Fig.3 The ordinal scale and cluster analysis pedigree of the urban niche in 2013

2.2.22001—2013年城市生態(tài)位聚類(lèi)結(jié)果

2001—2013年河西走廊城市生態(tài)位聚類(lèi)結(jié)果(圖4)表明：嘉峪關(guān)市和金川區(qū)為第Ⅰ類(lèi)城市,由表4可知,嘉峪關(guān)市和金川區(qū)生態(tài)位分別為0.106、0.100,位列第一、二名,是河西走廊20個(gè)縣域城市中競(jìng)爭(zhēng)力較大的城市；涼州區(qū)、肅州區(qū)和甘州區(qū)為第Ⅱ類(lèi)城市,生態(tài)位分別為0.080、0.073、0.070,位列第三、四、五名,在河西走廊發(fā)展過(guò)程中始終處于重要地位,發(fā)揮著較大作用；阿克塞縣、玉門(mén)市、敦煌市和肅北縣為第Ⅲ類(lèi)城市,生態(tài)位分別為0.058、0.056、0.049、0.044,在河西走廊城市群落中位列六、七、八、九名,集中分布于河西走廊西端；其余11個(gè)城市為第Ⅳ類(lèi),因自身發(fā)展基礎(chǔ)及條件較差,生態(tài)位值較低,處于河西走廊城市群落生態(tài)位的中下水平。

圖4 2001—2013年河西走廊城市生態(tài)位等級(jí)分類(lèi)空間圖及聚類(lèi)過(guò)程譜系Fig.4 The ordinal scale and cluster analysis pedigree of the urban niche in 2001—2013

2.2.3 聚類(lèi)結(jié)果對(duì)比

2001—2013年間,嘉峪關(guān)市和金川區(qū)生態(tài)位始終位于河西走廊20個(gè)縣域城市前列,嘉峪關(guān)市的生態(tài)位優(yōu)勢(shì)更為突出。具體而言,嘉峪關(guān)市是河西走廊重要的工業(yè)旅游城市和經(jīng)濟(jì)中心,其良好的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、城市環(huán)境和旅游資源等對(duì)外界具有很大的吸引力,冶金工業(yè)、商貿(mào)旅游業(yè)、城郊型農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局使其處于明顯的優(yōu)勢(shì)地位,在河西走廊中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力；金川區(qū)是金昌市的政治、經(jīng)濟(jì)、文化和社會(huì)活動(dòng)中心,因鎳礦儲(chǔ)量居全國(guó)首位,被稱為“鎳都”,其豐富的礦產(chǎn)資源和優(yōu)越的區(qū)位條件,使綜合發(fā)展水平和生態(tài)位在河西走廊城市群落中具有很大優(yōu)勢(shì)。

第二類(lèi)城市均為地級(jí)市的市轄區(qū),共同特點(diǎn)是歷史文化悠久,物產(chǎn)資源豐富,經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)較好,區(qū)位優(yōu)勢(shì)突出,因而綜合發(fā)展水平和生態(tài)位均較高,在河西走廊城市群落中發(fā)揮著較大作用。第三類(lèi)城市集中分布在河西走廊西端,主要特點(diǎn)是地廣人稀,其中肅北縣和阿克塞縣人口密度均不足2人/m2,但人均產(chǎn)值及經(jīng)濟(jì)水平高,特色產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)明顯,敦煌市以旅游業(yè)為支柱,玉門(mén)市新能源產(chǎn)業(yè)日漸成熟,肅北縣和阿克塞縣民族特色突出。第四類(lèi)城市因產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)均衡,特色產(chǎn)業(yè)不明顯,經(jīng)濟(jì)總量較低,人均經(jīng)濟(jì)水平不高,如2014年古浪縣、民樂(lè)縣人均GDP為1.03萬(wàn)元和1.99萬(wàn)元,城市綜合發(fā)展水平較低,生態(tài)位處于河西走廊城市群落的中下水平,城市數(shù)量占一半以上,在發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)中處于較大的劣勢(shì),急需通過(guò)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),培育經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)來(lái)提高其競(jìng)爭(zhēng)力。

2.3 競(jìng)合關(guān)系

2.3.1 生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

由于各城市在城市群落中所處的地位和功能不同,其生態(tài)位大小也有所不同。從植物群落學(xué)的角度,以城市生態(tài)位值的大小為依據(jù),根據(jù)聚類(lèi)結(jié)果劃分出河西走廊城市群落的種類(lèi)(圖5),即優(yōu)勢(shì)種、亞優(yōu)勢(shì)種和伴生種。嘉峪關(guān)市和金川區(qū)在河西走廊城市群落中因其擁有的資金、知識(shí)、人力、科技等生存資源較多,其行為能夠?qū)ζ渌鞘械纳尜Y源和生存條件產(chǎn)生影響,表現(xiàn)出較強(qiáng)的集聚能力和輻射能力,為優(yōu)勢(shì)城市；涼州區(qū)、肅州區(qū)和甘州區(qū)的集聚能力和輻射能力較弱,為亞優(yōu)勢(shì)種；其余城市則為伴生種。

結(jié)合河西走廊各城市的地理位置、綜合發(fā)展水平、生態(tài)位大小、內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)及發(fā)展?jié)摿?將2001—2013年第Ⅰ類(lèi)城市作為河西走廊的核心城市,第Ⅱ類(lèi)城市作為節(jié)點(diǎn)城市,第Ⅲ、Ⅳ類(lèi)城市因其綜合發(fā)展水平以及生態(tài)位之間的差距較小,作為網(wǎng)絡(luò)城市(圖6)。形成以嘉峪關(guān)市和金川區(qū)為核心,涼州區(qū)、肅州區(qū)和甘州區(qū)為節(jié)點(diǎn),其余15個(gè)城市為網(wǎng)絡(luò)的雙核三節(jié)點(diǎn)為主要發(fā)展軸的等級(jí)圈層結(jié)構(gòu)。嘉峪關(guān)市和金川區(qū)應(yīng)充分發(fā)揮區(qū)位、經(jīng)濟(jì)和輻射中心的功能,向周邊城市擴(kuò)散自身優(yōu)勢(shì),推動(dòng)整個(gè)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的綜合發(fā)展。涼州區(qū)、肅州區(qū)和甘州區(qū)應(yīng)充分發(fā)揮區(qū)域的節(jié)點(diǎn)連接作用,基于自身歷史文化和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ),塑造各個(gè)城市的特色和主題,突出承接核心城市和引領(lǐng)網(wǎng)絡(luò)城市的作用[28]。其余15個(gè)網(wǎng)絡(luò)城市應(yīng)充分發(fā)揮自身的比較優(yōu)勢(shì),如敦煌市豐富的旅游資源,肅北縣、阿克塞縣和肅南縣獨(dú)特的民族風(fēng)情,玉門(mén)市興起的新能源產(chǎn)業(yè),加強(qiáng)與核心城市和節(jié)點(diǎn)城市的合作,提高自身競(jìng)爭(zhēng)力。

圖5 河西走廊城市生態(tài)系統(tǒng)種類(lèi)Fig.5 The urban ecosystem types of Hexi Corridor

圖6 河西走廊城市生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Fig.6 The network structure of Hexi Corridor

2.3.2 競(jìng)合策略

2001—2013年間,河西走廊城市競(jìng)合模式較為明顯。通過(guò)分析河西走廊縣域城市的聚類(lèi)結(jié)果及生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),利用生態(tài)位理論中物種間的分離與共存、捕食的泛化與特化等內(nèi)容,對(duì)河西走廊城市生態(tài)系統(tǒng)提出不同的競(jìng)合策略。

嘉峪關(guān)市和金川區(qū)。這兩個(gè)城市的綜合發(fā)展水平及城市生態(tài)位排在第1、2名,處于比較有利的地位?？刹扇〉拇胧┯校孩偕鷳B(tài)位擴(kuò)充策略。嘉峪關(guān)市和金川區(qū)均為工業(yè)型城市,發(fā)展過(guò)程中資源消耗多,對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響較大,因此在發(fā)展城市經(jīng)濟(jì)的同時(shí)需要合理開(kāi)采利用資源,加大對(duì)生態(tài)環(huán)境污染的治理和改善,以擴(kuò)充其在資源環(huán)境方面的生態(tài)位。②協(xié)同發(fā)展策略。任何一個(gè)城市所擁有的資源和能力都是有限的,在經(jīng)濟(jì)社會(huì)綜合發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中長(zhǎng)期生存,就需要其充分發(fā)揮在河西走廊20個(gè)縣域城市中的核心作用,合理整合周邊城市的資源,實(shí)現(xiàn)與周邊城市的聯(lián)動(dòng)和區(qū)域整體效益的最大化開(kāi)發(fā)。

涼州區(qū)、肅州區(qū)和甘州區(qū)。這3個(gè)城市均為地級(jí)市的市轄區(qū),綜合發(fā)展水平和城市生態(tài)位均處于中等水平,與嘉峪關(guān)市和金川區(qū)生態(tài)位較大的城市競(jìng)爭(zhēng)時(shí),處于弱勢(shì)地位?？刹扇〉拇胧┯校孩馘e(cuò)位分離策略。3個(gè)城市均具有相對(duì)豐富但又獨(dú)具特色的文化資源及發(fā)展優(yōu)勢(shì),因此3個(gè)城市應(yīng)開(kāi)發(fā)自己特有的文化資源及經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ),以實(shí)現(xiàn)與其他城市的生態(tài)位分離。②協(xié)同發(fā)展策略。因3個(gè)城市各具特色,在各自對(duì)其文化及經(jīng)濟(jì)資源開(kāi)發(fā)的同時(shí),通過(guò)建立發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)盟,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的合理組合及產(chǎn)品體系的互補(bǔ),將在很大程度上提高各自的競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展速度。

玉門(mén)市、敦煌市和阿克塞縣等15個(gè)城市。這些城市綜合發(fā)展水平和城市生態(tài)位排名均靠后,城市的發(fā)展速度和競(jìng)爭(zhēng)力較低。可采取的措施有：①錯(cuò)位分離與特化策略。這些城市的生態(tài)位值較小,競(jìng)爭(zhēng)力弱。因此應(yīng)采取生態(tài)位錯(cuò)位分離策略,選擇區(qū)別與其他城市競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)的生態(tài)位,并將其特化。例如,敦煌市作為中國(guó)歷史文化名城,旅游資源豐富多彩,這是敦煌市的特色之處,應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化這一競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。②生態(tài)位擴(kuò)充策略。這些城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平均較低,因此應(yīng)加大對(duì)其自身優(yōu)勢(shì)及潛力的挖掘,以擴(kuò)大其在經(jīng)濟(jì)社會(huì)方面的生態(tài)位。③協(xié)同發(fā)展策略。這些城市雖生態(tài)位值較小,競(jìng)爭(zhēng)能力弱,但與核心城市和節(jié)點(diǎn)城市相距不遠(yuǎn),具有明顯的區(qū)位優(yōu)勢(shì)。因此需要充分利用區(qū)位優(yōu)勢(shì),注重與核心城市和節(jié)點(diǎn)城市的交流與合作,從而適應(yīng)不斷發(fā)展變化的競(jìng)爭(zhēng)格局。

3 結(jié)語(yǔ)

2001—2013年間,河西走廊各城市綜合發(fā)展水平均有不同程度的提高,城市生態(tài)位也表現(xiàn)出不同程度的升降,綜合發(fā)展水平值與生態(tài)位寬度呈高度正相關(guān)關(guān)系,各年份相關(guān)系數(shù)均大于0.9,說(shuō)明各城市對(duì)資源的占有和利用程度聯(lián)系密切,相輔相成。聚類(lèi)結(jié)果顯示,嘉峪關(guān)市和金川區(qū)生態(tài)位始終位于河西走廊20個(gè)縣域城市前列,為第Ⅰ類(lèi)城市,涼州區(qū)、肅州區(qū)和甘州區(qū)為第Ⅱ類(lèi)城市,阿克塞縣、玉門(mén)市、敦煌市和肅北縣為第Ⅲ類(lèi)城市,其余11個(gè)城市為第Ⅳ類(lèi)。在對(duì)河西走廊城市生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上,提出了相應(yīng)的競(jìng)合策略,即嘉峪關(guān)市和金川區(qū)需發(fā)揮輻射帶動(dòng)作用,涼州區(qū)、肅州區(qū)和甘州區(qū)協(xié)同發(fā)展,從而帶動(dòng)其余城市的發(fā)展,使河西走廊城市體系的生態(tài)位趨于平衡。

在各種區(qū)域政策及發(fā)展機(jī)遇的推動(dòng)下,河西走廊城市之間的競(jìng)合關(guān)系也會(huì)相應(yīng)的趨于復(fù)雜和激烈。在這種情況下,如何采取有效的途徑來(lái)準(zhǔn)確地測(cè)算和評(píng)價(jià)城市之間的競(jìng)合關(guān)系成了不容回避的研究?jī)?nèi)容。生態(tài)位理論被作為一種新的研究手段運(yùn)用到城市發(fā)展競(jìng)合關(guān)系的研究中,得到了一些初步成果,拓寬了城市間競(jìng)合關(guān)系的研究思路。在今后的研究中需要因地因時(shí)而異將其復(fù)雜多變的影響因素考慮在內(nèi),爭(zhēng)取構(gòu)建一套完善的城市生態(tài)位理論體系。

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