王瑩瑩， 何 剛， 阮 君

(安徽理工大學(xué) 經(jīng)濟與管理學(xué)院，安徽 淮南 232001)

一、問題提出及文獻綜述

隨著我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)顯示2020年我國城鎮(zhèn)化率達到了63.89%，從世界范圍比較來看，當(dāng)前中國超過60%的城鎮(zhèn)化水平已經(jīng)高于55.3%的世界平均水平?！栋不帐⌒滦统擎?zhèn)化發(fā)展規(guī)劃(2016—2025)》表明全省城鎮(zhèn)人口五年增加約550萬人，城鎮(zhèn)化率年均提高1.5個百分點，超過全國平均速度，城鎮(zhèn)常住人口首次超過農(nóng)村常住人口，常住人口城鎮(zhèn)化率達到50.5%，城鎮(zhèn)化率增長迅猛，這也進一步加深了對安徽省生態(tài)環(huán)境的威脅[1]。黨的十八大以來，以習(xí)近平總書記為領(lǐng)導(dǎo)的黨中央高度重視國家生態(tài)安全建設(shè)，指出生態(tài)環(huán)境問題關(guān)乎社會、經(jīng)濟和政治問題。如何科學(xué)測度新型城鎮(zhèn)化背景下區(qū)域生態(tài)安全水平，有效識別其障礙因子，對實現(xiàn)區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展具有重要參考價值。

國內(nèi)外關(guān)于生態(tài)安全問題的研究最早起源于1989年，由美國國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所(IASA)提出，生態(tài)安全是指人的生活、健康、安樂等生活保障來源、必要資源等處于穩(wěn)定的狀態(tài)[2-3]。關(guān)于區(qū)域生態(tài)安全的研究主要集中于生態(tài)安全水平測度、生態(tài)風(fēng)險等級研究等內(nèi)容[4]。1987年世界環(huán)境與發(fā)展委員會(WCED)在《我們共同的未來》一文中將生態(tài)安全定義進行了擴充，指出生態(tài)安全應(yīng)包括國家主權(quán)的軍事和政治安全，生態(tài)治理應(yīng)統(tǒng)籌可能出現(xiàn)的所有問題[5-6]。19世紀(jì)90年代初，Barnthouse等提出生態(tài)評價的4個步驟：風(fēng)險源確定、風(fēng)險描述、環(huán)境效應(yīng)分析、建立環(huán)境遷移模型等[7]。1998年Rapport等將生態(tài)安全評價分為生態(tài)系統(tǒng)抑制性和恢復(fù)性兩大潛在類別[8]。國內(nèi)學(xué)者對生態(tài)安全的基本概念、主要特點等方面進行了深入研究[9]。在生態(tài)安全評價模型方面，學(xué)者大都采用聯(lián)合國經(jīng)濟合作開發(fā)署建立的壓力—狀態(tài)—響應(yīng)(PSR)概念模型[10]，以及在PSR的基礎(chǔ)上改進的驅(qū)動力—壓力—狀態(tài)—影響—響應(yīng)(DPSIR)模型[11]。楊光明等基于PSR模型運用層次分析法和熵權(quán)法對三峽庫區(qū)生態(tài)安全進行了測度，探究庫區(qū)生態(tài)安全狀況及其演化規(guī)律[12]。李子君等從經(jīng)濟—社會—環(huán)境(EES)模式建立土地生態(tài)安全評價模型，利用熵權(quán)物元模型對沂蒙山區(qū)土地生態(tài)安全的時空變化及其影響因素進行實證研究[13]。徐少癸等基于DPSIR模型構(gòu)建旅游城市生態(tài)安全評價指標(biāo)體系，利用模糊物元模型測度中國31個省份旅游生態(tài)安全動態(tài)評價，并運用空間探索性數(shù)據(jù)分析方法分析其空間格局演化特征[14]。隋修志等針對京津冀生態(tài)安全問題從城際差異視角出發(fā)，研究了區(qū)域生態(tài)安全城際差異性對制定精細化環(huán)境政策提供了指導(dǎo)方向[15]。

綜上所述，基于新型城鎮(zhèn)化視角的區(qū)域生態(tài)安全研究較少。安徽省以“三山三江二湖”著稱，沿江通海，是長江經(jīng)濟帶的重要戰(zhàn)略支點，也是國家新型城鎮(zhèn)化試點省份?；谛滦统擎?zhèn)化視角測度安徽省生態(tài)安全水平，分析影響生態(tài)安全水平的主要障礙因子，對安徽在構(gòu)建新發(fā)展格局、暢通國內(nèi)國際雙循環(huán)上貢獻力量具有重要現(xiàn)實意義。

二、新型城鎮(zhèn)化視角下安徽省生態(tài)安全水平測度

(一)指標(biāo)體系構(gòu)建

基于已有研究成果[16-19]，結(jié)合安徽省新型城鎮(zhèn)化發(fā)展現(xiàn)狀，借助DPSIR概念模型[20]，通過文獻研究及專家咨詢，整理歸納了新型城鎮(zhèn)化視角下生態(tài)安全DPSIR模型框架(圖1)，模型運行機制為：①新型城鎮(zhèn)化視角下生態(tài)安全驅(qū)動力為人口規(guī)模擴大以及經(jīng)濟社會的發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的潛在作用；②生態(tài)安全壓力為城鎮(zhèn)化過程中，工業(yè)化排放廢棄物對環(huán)境產(chǎn)生的直接作用；③生態(tài)安全狀態(tài)是在城鎮(zhèn)化驅(qū)動力、壓力作用下，自然資源豐度和環(huán)境承載力；④生態(tài)安全影響是區(qū)域生態(tài)安全現(xiàn)狀變化導(dǎo)致生態(tài)指標(biāo)的變化；⑤生態(tài)安全響應(yīng)是政府和其他相關(guān)環(huán)保部門為了修復(fù)生態(tài)環(huán)境，平衡城鎮(zhèn)化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系而采取的相應(yīng)改善措施，抑制生態(tài)環(huán)境問題的惡化，從而實現(xiàn)經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展的新型城鎮(zhèn)化。

圖1 新型城鎮(zhèn)化視角下生態(tài)安全的DPSIR框架模型圖

遵循指標(biāo)數(shù)據(jù)的科學(xué)性、可獲得性，設(shè)置了5個準(zhǔn)則層：驅(qū)動力、壓力、狀態(tài)、影響和響應(yīng)，選取20個指標(biāo)，構(gòu)建生態(tài)安全評價指標(biāo)體系，如表1。

表1 安徽省生態(tài)安全評價指標(biāo)體系

續(xù)表

(二)生態(tài)安全綜合指數(shù)計算

通過查閱安徽省統(tǒng)計年鑒(2011—2019年)，以及各地市2011—2019年社會統(tǒng)計公報收集2010—2018年生態(tài)安全評價指標(biāo)原始數(shù)據(jù)，運用熵權(quán)法計算各指標(biāo)權(quán)重。計算步驟如下：

(1)建立原始數(shù)據(jù)矩陣。

(2)由于各指標(biāo)量綱和單位不同，需對原始數(shù)據(jù)矩陣進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，本文采取極差法對數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

(1)

式中，fij為指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值；xij為第i年第j項指標(biāo)的原始值。

(3)計算第i年第j項指標(biāo)的比重Fij。

(2)

(4)計算指標(biāo)熵值ej。

(3)

(5)計算熵值逆向化hj。

hj=1-ej

(4)

(6)計算指標(biāo)權(quán)重wj。

(5)

按照上述步驟，對各評價指標(biāo)的賦權(quán)結(jié)果見表1。

結(jié)合指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果以及熵權(quán)法求得的指標(biāo)權(quán)重，運用線性加權(quán)法，計算生態(tài)安全綜合指數(shù)。

(6)

式中，E為城鎮(zhèn)化背景下生態(tài)安全綜合指數(shù)，E值越大，表明生態(tài)安全水平越高。測算結(jié)果見表2。

表2 2010—2018年安徽省新型城鎮(zhèn)化視角下生態(tài)安全綜合指數(shù)

綜合已有研究成果，采用等間距的方法將安徽省生態(tài)安全綜合指數(shù)化分為5個等級，如表3所示。

表3 生態(tài)安全警情等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

由表2和表3知，16地市中僅有合肥、黃山兩市生態(tài)安全綜合指數(shù)較高，其余14市生態(tài)安全綜合指數(shù)均處于較低水平，說明安徽省生態(tài)環(huán)境問題較為突出。具體來看：合肥市作為省會城市，經(jīng)濟與技術(shù)發(fā)展水平較高，生態(tài)安全水平較高；黃山市自然資源豐富，是我國著名的旅游圣地，生態(tài)環(huán)境最好，生態(tài)安全綜合指數(shù)一直處于較高水平。2010—2018年安徽省16地市生態(tài)安全綜合水平總體呈現(xiàn)出逐年上升趨勢。其中，87.5%地市生態(tài)安全綜合指數(shù)在[0.1,0.3]范圍內(nèi)，結(jié)合警情等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，2010—2018年間安徽省生態(tài)安全整體上為重警狀態(tài)，生態(tài)安全現(xiàn)狀不容樂觀。其中，合肥市2010年生態(tài)安全綜合得分為0.330，為重警狀態(tài)，研究期內(nèi)生態(tài)安全指數(shù)逐年增加，2018年生態(tài)安全綜合得分已經(jīng)達到0.657，處于輕警狀態(tài)。其次是黃山市，2010年生態(tài)安全綜合得分為0.327，處于重警狀態(tài)。研究期內(nèi)生態(tài)安全綜合指數(shù)呈現(xiàn)出波動變化狀態(tài)，2018年生態(tài)安全綜合指數(shù)為0.350，為重警狀態(tài)?；茨稀⒒幢?、銅陵，3座典型資源枯竭型城市，生態(tài)安全現(xiàn)狀較差，2010—2018年間，生態(tài)安全綜合指數(shù)均小于0.2，均處于巨警狀態(tài)。其余9市的生態(tài)安全綜合得分隨著時間變化，呈現(xiàn)出逐年上升的態(tài)勢，2010年，九市的生態(tài)安全綜合得分均在[0.1,0.2]之間，到2018年，生態(tài)安全綜合指數(shù)均處于[0.2,0.4]，警情從巨警過渡為重警，警情有所緩解，總體上各市生態(tài)安全狀態(tài)欠佳，處于亟需調(diào)整狀態(tài)。

三、新型城鎮(zhèn)化視角下安徽省生態(tài)安全時空演化特征分析

為更加直觀地分析新型城鎮(zhèn)化視角下安徽省2010—2018年生態(tài)安全時空變化特征，采用趨勢分析法、ArcGIS軟件對生態(tài)安全指數(shù)變化進行可視化處理。趨勢分析法是通過找出擬合最好的多項式對區(qū)域散點進行內(nèi)插，得到趨勢面，從而準(zhǔn)確模擬地理要素在空間上的分布規(guī)律，具有簡單和直觀的優(yōu)勢。計算公式如下：

Ei(ui,vi)=Ti(ui,vi)+εi

(7)

Ti(ui,vi)=β0+β1u+β2v+β3u2+β4v2+β5uv

(8)

式中，E(ui,vi)為i市生態(tài)安全綜合指數(shù)；(ui,vi)為空間平面坐標(biāo)；Ti(ui,vi)為趨勢函數(shù)；εi為自相關(guān)隨機誤差，即i市生態(tài)安全指數(shù)與趨勢值之間存在的誤差。

借助ArcGIS10.7軟件畫出2010年、2013年、2016年和2018年16地市生態(tài)安全綜合指數(shù)趨勢面圖和空間分異圖(圖2和圖3)。其中，趨勢面的X、Y軸分別指向正東、正北方，Z軸為生態(tài)安全水平屬性值。

圖2 2010—2018年安徽省生態(tài)安全水平空間趨勢面圖

圖3 2010—2018年安徽省生態(tài)安全水平空間分異圖

從整體時空演化特征來看(圖2)，新型城鎮(zhèn)化視角下安徽省生態(tài)安全綜合指數(shù)具有“東高西低，北低南高”分布特征，極核特征明顯。2010—2018年東西趨勢線呈現(xiàn)較為明顯的倒“U”型空間特征，隨著時間推移，趨勢線坡度未發(fā)生明顯變化，表明以合肥為核心的安徽省中部城市生態(tài)安全狀況逐年好轉(zhuǎn)，東部和西部地區(qū)生態(tài)安全狀況提升速度較小，發(fā)展緩慢。同時，西側(cè)地區(qū)趨勢線坡度與東部地區(qū)趨勢線坡度相比更陡，說明西部地區(qū)阜陽、淮南等地市生態(tài)安全狀況比東部地區(qū)的滁州等地市生態(tài)安全狀況差，且提升速度較緩慢。與東西趨勢線相比，南北趨勢線呈現(xiàn)出兩種趨勢線。2010年，南北趨勢線呈現(xiàn)較為明顯的“U”型空間特征，北部地區(qū)趨勢線坡度較小，而南側(cè)趨勢線坡度較陡，說明北部地區(qū)淮北、宿州等地市的生態(tài)安全狀況低于南部地區(qū)黃山、宣城等地市。2013—2018年南北趨勢線呈現(xiàn)明顯倒“U”型空間特征，北部地區(qū)趨勢線坡度比南部地區(qū)的趨勢線坡度更陡，說明2013—2018年期間，北部地區(qū)地市生態(tài)安全狀況低于南部地區(qū)生態(tài)安全狀況。

從局部生態(tài)安全時空分異來看(圖3),皖南地區(qū)，合肥市生態(tài)安全綜合指數(shù)較高，且隨時間推移，綜合指數(shù)不斷增加，生態(tài)安全狀況發(fā)展較好，警度由中警轉(zhuǎn)化為輕警。片區(qū)其他地市生態(tài)安全警情均處于重警狀態(tài)，空間分布較為均衡。皖北地區(qū)，各地市生態(tài)安全均處于巨警狀態(tài)，且皖北地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，以礦產(chǎn)資源為經(jīng)濟發(fā)展動力的地市生態(tài)安全狀態(tài)較差，隨著時間推移以及各地市政府對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)力度的加強，皖北地區(qū)生態(tài)安全狀況向中警狀態(tài)發(fā)展，空間發(fā)展較為平衡。此外，結(jié)合整體生態(tài)安全時空演化特征分析，近些年安徽省各地市生態(tài)安全狀況有所好轉(zhuǎn)，但是與省會城市合肥的差距仍然存在且較為明顯，呈現(xiàn)以合肥為中心的“核心—邊緣”結(jié)構(gòu)。

四、新型城鎮(zhèn)化視角下安徽省生態(tài)安全障礙因子分析

(一)障礙因子求解

新型城鎮(zhèn)化視角下安徽省生態(tài)安全指數(shù)較低，生態(tài)安全狀況不容樂觀，為進一步明確制約區(qū)域生態(tài)安全水平提升的障礙因子，本文采用障礙度模型診斷影響生態(tài)安全水平的障礙因子，障礙度模型引入了因子貢獻度、指標(biāo)偏離度、障礙度3個指標(biāo)，能夠量化分析制約區(qū)域生態(tài)安全水平提升的障礙因子，識別出關(guān)鍵影響因素[21]。計算公式如下：

Mij=1-fij

(9)

(10)

(11)

式中,Wj為j指標(biāo)重;fij為指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值;Mij表示指標(biāo)偏離度，即指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值與100%之間的差距;qij表示單項指標(biāo)對生態(tài)安全水平提升的障礙度;Qj表示準(zhǔn)則層對生態(tài)安全水平提升的障礙度。計算結(jié)果見表4。

表4 新型城鎮(zhèn)化視角下生態(tài)安全準(zhǔn)則層障礙因子平均值 單位：%

(二)障礙因子結(jié)果分析

由表4可知，新型城鎮(zhèn)化視角下，各地市的主要障礙因子大致相同。93%的地市準(zhǔn)則層障礙度呈現(xiàn)“驅(qū)動力> 響應(yīng)>狀態(tài)>影響>壓力”的特征，可見，安徽省生態(tài)安全水平受到制約的主要原因是城鎮(zhèn)化與經(jīng)濟社會發(fā)展驅(qū)動力不足及生態(tài)安全響應(yīng)機制不健全。其中，驅(qū)動力準(zhǔn)則層中的最大障礙因素為萬人大學(xué)生數(shù)和地區(qū)生產(chǎn)總值，平均障礙度分別為17.21%，9.57%；壓力準(zhǔn)則層的最大障礙因素為人口自然增長率，平均障礙度為1.50%；狀態(tài)準(zhǔn)則層的最大障礙因素為人均水資源量，平均障礙度為17.11%；影響準(zhǔn)則層的最大障礙因素為森林覆蓋率，平均障礙度為5.8%；響應(yīng)準(zhǔn)則層的最大障礙因素為科研投入額，平均障礙度為19.60%。具體來看：①合肥市城鎮(zhèn)化程度以及經(jīng)濟社會發(fā)展水平均領(lǐng)先于安徽省其他地市，其阻礙生態(tài)安全水平提升的驅(qū)動力障礙度平均值僅為13.46%，受狀態(tài)系統(tǒng)的制約程度較大，城市發(fā)展與自然資源緊密關(guān)聯(lián)，合肥市經(jīng)濟社會發(fā)展遠超于其他地市，但其自然資源量有限，從而狀態(tài)系統(tǒng)是其生態(tài)安全水平提高的主要障礙因子。②淮北、亳州、宿州等15地市主要受驅(qū)動力系統(tǒng)和響應(yīng)系統(tǒng)影響，其中淮北、宿州、淮南等地市是典型的煤炭型城市，隨著煤炭資源的開采消耗，城市經(jīng)濟發(fā)展驅(qū)動力嚴重不足，地區(qū)生產(chǎn)總值較低，城市處于產(chǎn)業(yè)亟需轉(zhuǎn)型升級的狀態(tài)，就業(yè)機會少，大學(xué)生等高技術(shù)人才流失，是阻礙新型城鎮(zhèn)化視角下生態(tài)安全水平提升的主要原因，其余地市均存在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一、人才流失、城市經(jīng)濟發(fā)展緩慢、生態(tài)安全響應(yīng)機制不健全等問題。③具體指標(biāo)障礙度來看，科研投入額、萬人大學(xué)生數(shù)、人均水資源量、地區(qū)生產(chǎn)總值、森林覆蓋率、人口自然增長率是主要障礙因子，表明高新技術(shù)發(fā)展水平、人才儲備量、水資源量等是提升生態(tài)安全水平的關(guān)鍵影響因素。

五、結(jié)論與建議

通過從驅(qū)動力—壓力—狀態(tài)—影響—響應(yīng)5準(zhǔn)則層構(gòu)建新型城鎮(zhèn)化背景下安徽省生態(tài)安全評價指標(biāo)體系，采用熵權(quán)綜合評價模型、趨勢分析法、障礙度模型對安徽省2010—2018年生態(tài)安全水平及時空變化趨勢規(guī)律進行綜合評價，得出以下結(jié)論。

(一)生態(tài)安全水平上升，幅度較小

新型城鎮(zhèn)化視角下安徽省生態(tài)安全狀況有所好轉(zhuǎn)，2018年合肥市和黃山市生態(tài)安全綜合指數(shù)分別為0.657和0.350，其余地市的生態(tài)安全綜合指數(shù)均低于0.35。安徽省作為國家新型城鎮(zhèn)化試點省份，在發(fā)展經(jīng)濟的同時完善區(qū)域生態(tài)安全響應(yīng)機制。研究期內(nèi)生態(tài)安全水平逐年增長幅度較小，資源、環(huán)境污染治理形勢還很嚴峻。

(二)形成以合肥為中心的“核心邊緣”格局

合肥市作為安徽省的省會城市，是長三角副中心城市，經(jīng)濟及新型城鎮(zhèn)化發(fā)展領(lǐng)先其余地市，2010—2018年合肥市生態(tài)安全綜合指數(shù)位居第一。16地市的生態(tài)安全水平呈現(xiàn)以合肥為中心的“核心—邊緣”空間格局，區(qū)域發(fā)展不平衡現(xiàn)象較為嚴重。

(三)驅(qū)動力、響應(yīng)系統(tǒng)是其主要障礙因子

各地市的主要障礙因子大致相同，93%的地市準(zhǔn)則層障礙度呈現(xiàn)“驅(qū)動力> 響應(yīng)>狀態(tài)>影響>壓力”特征，經(jīng)濟社會發(fā)展驅(qū)動力不足及生態(tài)安全響應(yīng)機制不健全是制約安徽省生態(tài)安全水平提升的主要因子。除合肥市以外，其余地市的驅(qū)動力系統(tǒng)障礙度最大，響應(yīng)系統(tǒng)的障礙度較大，應(yīng)進一步提升經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量與速度，完善生態(tài)安全響應(yīng)機制。

綜合研究結(jié)果，為有效提升安徽省新型城鎮(zhèn)化視角下生態(tài)安全水平，提出以下政策建議：

第一，重點建設(shè)，促進全省均衡發(fā)展。立足各地市區(qū)位優(yōu)勢和特色資源，科學(xué)規(guī)劃建設(shè)方向，加強市域在交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、旅游服務(wù)業(yè)的開發(fā)、資源共享以及生態(tài)環(huán)境保護的合作，從而促進市域間展開全方位的合作，促進安徽省協(xié)調(diào)發(fā)展。

第二，發(fā)揮中心城市輻射作用，進一步縮小區(qū)域發(fā)展差距。發(fā)揮合肥省會城市及長三角中心城市的輻射作用，加強區(qū)域分工與協(xié)作，提升中心城市的帶動作用，培育區(qū)域新興經(jīng)濟增長極。