基于縣域尺度的綠色化空間格局探究
——以山東省為例

張存鵬，任建蘭

（山東師范大學 地理與環(huán)境學院，山東 濟南 250358）

基于縣域尺度的綠色化空間格局探究
——以山東省為例

張存鵬，任建蘭*

（山東師范大學 地理與環(huán)境學院，山東 濟南 250358）

從經(jīng)濟、社會、生態(tài)三方面構(gòu)建綠色化評價指標體系，利用Moran′s I空間分析方法，對2015年山東省108個縣域的綠色化空間格局進行探究分析。結(jié)果表明：山東省縣域綠色化水平的空間分布差異較大，大致呈現(xiàn)由東部沿海向西部內(nèi)陸遞減的格局；綠色化水平為低、較低水平型的縣域，經(jīng)濟綠色化水平與社會綠色化水平有待提高；綠色化水平為高、較高水平型的縣域，生態(tài)綠色化水平有待提高；山東省縣域綠色化水平空間分布呈現(xiàn)較強的正相關(guān)。

山東省；縣域；綠色化；空間分析

20世紀60年代以來，傳統(tǒng)的粗放型經(jīng)濟增 長方式使得資源、環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展的矛盾日益突出[1]，促使人類對現(xiàn)存發(fā)展方式進行再思考。例如歷史上，卡遜（Rachel Carson）《寂靜的春天》[2]、羅馬俱樂部《增長的極限》[3]、大衛(wèi)·皮爾斯（David Pearce） 提出的綠色經(jīng)濟[4]等，國際上，2008年聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署發(fā)起“綠色經(jīng)濟倡議”、2012年聯(lián)合國里約峰會“倡導綠色經(jīng)濟”[5]，均在以不同的方式強調(diào)綠色發(fā)展的重要性。我國作為發(fā)展中大國，也在積極謀求綠色發(fā)展的新路徑：2015年中央政治局首次明確提出包括“綠色化”在內(nèi)的“新五化”（新型工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、信息化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和綠色化），“綠色”成為全球治理的重要工具和目標。

謀求綠色發(fā)展之路已成為世界各國的普遍選擇，對綠色化的研究也如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。通過對已有研究成果的梳理發(fā)現(xiàn)，對綠色化的研究可分為兩類：一類以定性研究為主[6-9]，一類以定量研究為主，即構(gòu)建指標體系并通過不同的數(shù)理分析方法來評價研究單元的綠色化狀況[10-13]。綜合來看，對綠色化的定量研究還處于初級階段，以縣域單元為研究對象的研究[14]較少。

本研究選取12個指標，從經(jīng)濟、社會、生態(tài)三個方面建立綠色化評價指標體系，運用ArcGIS10.3軟件，通過ESDA技術(shù)、Moran′s I指數(shù)，探索性分析了山東省108個縣域單元的綠色化空間格局，對山東省可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 指標體系與研究方法

1.1 研究單元與指標體系

山東省共分設17個地級市，下轄137個縣級單位。根據(jù)最新行政區(qū)劃，截至2016年底，137個縣級單位包括54個市轄區(qū)，27個縣級市，56個縣。由于54個市轄區(qū)中有8個區(qū)撤縣（市）設區(qū)時間較晚，與市轄區(qū)內(nèi)其他區(qū)之間各項指標差異明顯，將單獨作為縣域研究單元，包括濟南市章丘區(qū)、長清區(qū)，東營市墾利區(qū)，濟寧市兗州區(qū)，威海市文登區(qū)，濱州市沾化區(qū)，菏澤市定陶區(qū)，德州市陵城區(qū)。除此之外，將各地級市的市轄區(qū)之間長期以來政治、經(jīng)濟聯(lián)系密切的地區(qū)，分別進行合并，作為17個整體的縣域研究單元。因此，本研究對象為17個地級市市轄區(qū)、8個區(qū)、27個縣級市、56個縣，共108個縣域研究單元。

根據(jù)綠色化內(nèi)涵，基于數(shù)據(jù)指標的可得性，本研究從綠色經(jīng)濟子系統(tǒng)、綠色社會子系統(tǒng)、綠色生態(tài)子系統(tǒng)三方面構(gòu)建縣域綠色化綜合發(fā)展水平評價指標體系。具體12個指標如表1所示?；A數(shù)據(jù)主要來自2016年《山東統(tǒng)計年鑒》、《中國縣域統(tǒng)計年鑒》、各地級市統(tǒng)計年鑒以及政府工作報告等。

表1 縣域綠色化發(fā)展水平評價指標體系及權(quán)重

1.2 研究方法

1.2.1 熵權(quán)法

熵權(quán)法作為一種客觀賦權(quán)法，是根據(jù)指標的變異程度即指標值所提供的信息量大小來確定權(quán)重，能夠深刻地反映出指標的效用價值，與主觀賦值法相比，避免了人為因素帶來的偏差，具有較高可信度與精確度。具體步驟如下：

1.2.1.1 數(shù)據(jù)標準化

對108個縣域研究單元M=（m1，m2，…，mi）和12個評價指標D=（D1，D2，…，Dj）形成的原始矩陣進行標準化處理，注意負向指標的正向化。

其中，xij為第j個指標下的第i個被評價的縣域單元 （i=1，2，…，108；j=1，2，…，12）。

1.2.1.2 求各指標的信息熵

根據(jù)信息熵定義計算信息熵，公式如下：

其中pij=YijYij。如果pij=0，則定義limpij→0Pijlnpij=0。

1.2.1.3 確定各指標權(quán)重根據(jù)信息熵 E1，E2，…，Ek計算各指標的權(quán)重：

1.2.2 全局空間自相關(guān)——Moran′s I指數(shù)分析

空間自相關(guān)是指同一個變量在不同空間位置上的相關(guān)性，是空間單元屬性值聚集程度的一種度量。全局空間自相關(guān)是用于探究空間相鄰或相近研究單元的屬性值在整個研究區(qū)域內(nèi)的空間模式，一般使用Moran′s I指數(shù)來反映該區(qū)域的自相關(guān)程度，其公式為：

式中：n為研究對象個數(shù)（即108個縣域單元），Wij為空間權(quán)重矩陣（空間相鄰為1，不相鄰為0），Yi和Yj分別為i區(qū)域和j區(qū)域觀測值；為觀測值的方差。

采用Z檢驗對Moran′s I的結(jié)果進行統(tǒng)計檢驗，其中，E（I）為期望值，Var（I）為變異系數(shù)。

在給定顯著性水平下，若Moran′s I顯著為正，則表示綠色化水平較高 (或較低)的區(qū)域在空間上顯著集聚，即呈現(xiàn)正相關(guān)。反之，若Moran′s I顯著為負，則表明該區(qū)域與其周邊地區(qū)的綠色化水平具有顯著的空間差異，即負相關(guān)。當Moran′s I接近期望值-1/（n-1）時，觀測值之間才相互獨立，在空間上隨機分布。

2 山東省縣域綠色化空間格局基本特征

2.1 縣域綠色化空間格局分布

根據(jù)評價指標體系計算各縣域單元的綠色經(jīng)濟指數(shù)、綠色社會指數(shù)、綠色生態(tài)指數(shù)以及綠色化指數(shù)，結(jié)果顯示，東營市市轄區(qū)綠色化指數(shù)最大，為0.648，梁山縣綠色化指數(shù)最小，僅為0.211，差異顯著。為了更加直觀地顯示山東省縣域經(jīng)濟、社會、生態(tài)三個子系統(tǒng)以及整體綠色化指數(shù)的空間分異，利用ArcGIS10.3中自然斷裂法，將評價結(jié)果劃分為四個等級，即低水平型、較低水平型、較高水平型、高水平型，進行空間統(tǒng)計分析并繪制2015年山東省縣域?qū)ｎ}地圖 （圖 1～圖 4）。

圖1 山東省縣域經(jīng)濟綠色化水平空間分布

圖2 山東省縣域社會綠色化水平空間分布

圖3 山東省縣域生態(tài)綠色化水平空間分布

圖4 山東省縣域綠色化水平空間分布

整體來看，山東省縣域城市的綠色化水平空間分布差異較大。如圖4所示，除去省會濟南市市轄區(qū)，山東省縣域綠色化水平大致呈現(xiàn)由東部沿海向西部內(nèi)陸遞減的格局。

其中縣域綠色化低水平型（圖4） 和較低水平型集中分布在山東省北部、西、南部以及中部的內(nèi)陸地區(qū)，共計64個縣域單元，包括魯西的鄆城縣、甄城縣、嘉祥縣等，魯南的沂南縣、平邑縣等，以及魯北的商河縣、陵縣等。從子系統(tǒng)（圖1～圖3） 來看，這些地區(qū)的經(jīng)濟綠色化水平（圖1）和社會綠色化水平（圖2）大多為低水平型或較低水平型，主要歸因于這些地區(qū)長期以來是山東省經(jīng)濟發(fā)展相對薄弱的地區(qū)，綜合實力較弱，人均GDP較低，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)較低級，第一產(chǎn)業(yè)比重較高且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化、現(xiàn)代化、規(guī)?；潭鹊?，第三產(chǎn)業(yè)比重過低，技術(shù)含量不高，附加值低，就業(yè)機會少，勞動力流出嚴重。但與城市化進程快速發(fā)展的地區(qū)相比，魯北、魯西、魯西南地區(qū)的生態(tài)綠色化水平（圖3）大多為高或較高水平型。因此，對于這些縣域應立足于地理區(qū)位、生態(tài)環(huán)境稟賦、資源稟賦，加強基礎設施建設，發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)，加強“一圈一帶”的輻射帶動作用，促進產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。

縣域綠色化水平較高水平型和高水平型（圖4）大多集中分布在黃渤海沿海地區(qū)，共計44個縣域單元，其中高水平型包括東營市轄區(qū)、威海市轄區(qū)、煙臺市轄區(qū)、青島市轄區(qū)、濟南市轄區(qū)等16個縣域，其綠色化指數(shù)均在0.46以上。就子系統(tǒng)（圖1～圖3）而言，經(jīng)濟、社會和生態(tài)三個子系統(tǒng)間并不協(xié)調(diào)，這些地區(qū)的經(jīng)濟綠色化水平大多為高水平型或較高水平型，社會綠色化水平大多為較高水平型，一方面由于位于“山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)”或“黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)”，擁有優(yōu)越的區(qū)位條件，國內(nèi)外市場廣闊；另一方面，這些縣域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)較優(yōu)，以第三產(chǎn)業(yè)為主。此外濟南市市轄區(qū)由于省會城市的地位成為政治、交通、教育等資源稟賦聚集地，區(qū)位條件優(yōu)越，成為中西部地區(qū)的佼佼者。但這些縣域單元生態(tài)綠色化指數(shù)（圖3）并不突出，有待加強城市生態(tài)建設，促進城市可持續(xù)發(fā)展。

2.2 縣域綠色化空間關(guān)聯(lián)格局探究

利用ArcGIS空間統(tǒng)計工具，對山東省縣域綠色化水平進行空間自相關(guān)分析，輸出結(jié)果如表2所示。

結(jié)果顯示，Z得分約為4.64，顯著大于2.58，P值為0.000 003，顯著小于0.01，表明 Moran′s I指數(shù)在1%的顯著水平下呈現(xiàn)非常顯著的相關(guān)性。方差較小，表明各縣域的綠色化指數(shù)相對于均值偏差不大，穩(wěn)定性和趨中性強。Moran′s I為正且數(shù)值較大，說明綠色化水平較高的城市相互臨近，綠色化水平較低的城市也互相臨近，即縣域綠色化水平空間分布總體呈現(xiàn)較強的正相關(guān)，集聚程度較高。

表2 山東省縣域綠色化全局自相關(guān)Moran′s I指數(shù)

3 結(jié)論與討論

綠色化是在綠色治理政策引導下經(jīng)濟子系統(tǒng)、社會子系統(tǒng)和生態(tài)子系統(tǒng)相互作用、協(xié)同發(fā)展形成的復合系統(tǒng)，其空間分布格局具有較強的規(guī)律性。本研究在構(gòu)建綠色化評價指標體系的基礎上，利用空間分析方法，探究2015年山東省108個縣域單元的綠色化空間格局，可以得出下述結(jié)論：（1）山東省縣域單元的綠色化水平空間分布差異較大，濟南市轄區(qū)外，大致呈現(xiàn)由東部沿海向西部內(nèi)陸遞減的格局。（2） 綠色化水平為低和較低水平型的縣域應立足于生態(tài)稟賦，著重提高經(jīng)濟與社會綠色化水平；綠色化水平為高和較高水平型的縣域應著重提高生態(tài)綠色化水平。（3）山東省縣域綠色化水平空間分布總體呈現(xiàn)較強的正相關(guān)，集聚程度較高。

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Exploration of Green Spatial Pattern based on County Scale——Taking Shandong Province as An Example

Zhang Cunpeng,Ren Jianlan*
（College of Geography and Environment,Shandong Normal University,Jinan Shandong 250358,China）

This paper established a green evaluation index system from three aspects of economy,society and ecology,and by Moran′s I spatial analysis method,explored greening spatial pattern of 108 counties in Shandong province in 2015.The results showed that:(a)The spatial distribution of greening of county cities in Shandong province varies greatly,roughly showing a pattern of decreasing from the eastern coast to the west.(b)Counties whose green level are at low and lower level should improve the economic and social level.Counties whose green level are at high and higher level should focus on improving the level of ecological greening.(c)The spatial distribution of county greening level in Shandong province shows a strong positive correlation.

Shandong province,county area,greening,spatial analysis

X321

A

1008-813X（2017）06-0042-05

10.13358 /j.issn.1008-813x.2017.06.11

2017-09-28

國家自然科學基金《供需要素視角下生態(tài)脆弱型人地系統(tǒng)可持續(xù)性評估與空間均衡研究》（41571525）

張存鵬（1993-），女，山東商河人，山東師范大學地理與環(huán)境學院人文地理學專業(yè)碩士研究生在讀，主要研究方向為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。

*通訊作者：任建蘭（1954-），女，山東萊州人，畢業(yè)于東北師范大學人文地理學專業(yè)，碩士，教授，博士生導師，主要研究方向為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展和人口、資源與環(huán)境經(jīng)濟學。

（編輯：程 ?。?/p>