中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)時(shí)空演變及其影響因素分析*

肖鐵橋,趙子玉

(安徽建筑大學(xué) 建筑與規(guī)劃學(xué)院,安徽 合肥 230601)

隨著我國(guó)新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略的不斷推進(jìn),城市群作為未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)新的增長(zhǎng)極,是實(shí)現(xiàn)大、中、小城市和小城鎮(zhèn)協(xié)同合作、資源要素優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),促進(jìn)區(qū)域規(guī)劃合理布局、輻射帶動(dòng)作用進(jìn)一步增強(qiáng)的重要空間載體[1]。城市群作為地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主體形態(tài),在我國(guó)新型城鎮(zhèn)化發(fā)展中扮演著重要角色,在人口集聚、產(chǎn)業(yè)分工、區(qū)域協(xié)作等方面的發(fā)揮巨大作用。“十四五”新型城鎮(zhèn)化實(shí)施方案指出,要提升城市群一體化發(fā)展和都市圈同城化發(fā)展水平,促進(jìn)大、中、小城市和小城鎮(zhèn)協(xié)調(diào)發(fā)展,形成疏密有致、分工協(xié)作、功能完善的城鎮(zhèn)化空間格局[2]。城市群一體化發(fā)展以促進(jìn)中心城市與周邊城市(鎮(zhèn))同城化發(fā)展為導(dǎo)向,從而促進(jìn)城市化區(qū)域生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能在不同區(qū)域范圍內(nèi)的協(xié)調(diào)發(fā)展。城市群的興起是各城市之間經(jīng)濟(jì)、人口、生態(tài)要素不斷從集聚融合趨向協(xié)調(diào)穩(wěn)定的結(jié)果,同時(shí)也是城市群內(nèi)部“三生”功能不斷耦合加強(qiáng)的表征。探索城市群“三生”功能之間的耦合協(xié)調(diào)規(guī)律對(duì)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。

一、研究區(qū)概況

中原城市群地處我國(guó)華北平原,是承接?xùn)|西、融通南北的重要交通樞紐,包含河南省18個(gè)地級(jí)市、河北省2個(gè)地級(jí)市、安徽省5個(gè)地級(jí)市、山東省2個(gè)地級(jí)市及山西省3個(gè)地級(jí)市在內(nèi)的30個(gè)地級(jí)市(見(jiàn)圖1),行政區(qū)劃總面積28.7萬(wàn)平方公里,2020年末人口總數(shù)1.64億。作為黃河、淮河兩大生態(tài)流域水土保持、自然環(huán)境改善的重要支點(diǎn),中原城市群是未來(lái)我國(guó)中部地區(qū)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展新的增長(zhǎng)極[3]。同時(shí),中原城市群地處京廣鐵路、陸橋高速通道交匯處[4],交通區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯;作為聯(lián)系我國(guó)東西部的重要通道,自然資源豐富,是我國(guó)主糧小麥的主產(chǎn)地之一,承擔(dān)著農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的重要功能。但總體來(lái)說(shuō),中原城市群發(fā)展仍然存在城市化水平普遍不高、基礎(chǔ)設(shè)施配置不均衡、區(qū)域發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)力有待進(jìn)一步加強(qiáng)等問(wèn)題。

圖1 中原城市群行政區(qū)劃

二、數(shù)據(jù)來(lái)源和研究方法

(一)數(shù)據(jù)來(lái)源

研究數(shù)據(jù)包括中原城市群30個(gè)地級(jí)市2005年、2010年、2015年、2020年的社會(huì)經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù),主要來(lái)源于《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》,河南、河北、安徽、山東、山西各省統(tǒng)計(jì)局編制的統(tǒng)計(jì)年鑒,30個(gè)地級(jí)市城市年鑒數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)公報(bào),部分?jǐn)?shù)據(jù)缺失項(xiàng)采用插值法進(jìn)行補(bǔ)全,其中夜間燈光遙感數(shù)據(jù)由美國(guó)國(guó)家海洋大氣管理局NOAA下屬?lài)?guó)家環(huán)境信息中心NCEI數(shù)據(jù)觀(guān)測(cè)平臺(tái)(https://eogdata.mines.edu/products/vnl/)網(wǎng)站下載獲取并提取研究區(qū)域平均燈光輻射值,矢量地圖源于全國(guó)地理信息資源目錄服務(wù)平臺(tái)官方網(wǎng)站(https://www.webmap.cn/main.do?method=index),基于ArcGis10.6版本標(biāo)準(zhǔn)地圖制作,審圖號(hào):GS(2016)2556號(hào),底圖無(wú)修改。

(二)研究方法

1.評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

城市間的相互作用主要通過(guò)城市之間的經(jīng)濟(jì)社會(huì)功能和自然生態(tài)功能來(lái)實(shí)現(xiàn),一定區(qū)域范圍內(nèi)城市功能的形成受內(nèi)部自然演化以及外部歷史、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和政策等因素的共同作用。綜合已有的分類(lèi)方法及研究成果[5-7],將城市功能總結(jié)劃分為生產(chǎn)、生活和生態(tài)三大功能。結(jié)合研究區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r以及相關(guān)研究數(shù)據(jù)的可獲取性,針對(duì)目標(biāo)層對(duì)指標(biāo)進(jìn)行初步篩選之后,對(duì)所選指標(biāo)進(jìn)行共線(xiàn)性分析,剔除VIF值高于7.5的相應(yīng)指標(biāo)因子,最終選取生產(chǎn)、生活、生態(tài)三個(gè)目標(biāo)層共計(jì)27項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)度分析。通過(guò)熵值法客觀(guān)建立權(quán)重,構(gòu)建中原城市群“三生”功能指標(biāo)體系(見(jiàn)表1)。其中,生產(chǎn)功能指主要為城市提供物質(zhì)和信息服務(wù)的功能,主要反映在產(chǎn)品產(chǎn)值和產(chǎn)量、空間利用率以及科技水平等方面,因此選取人均耕地面積、人均糧食產(chǎn)量、人均肉類(lèi)產(chǎn)量等指標(biāo)來(lái)衡量城市系統(tǒng)的對(duì)外依存度;生活功能主要指為居民提供生活需求以及生存保障服務(wù),主要反映在居民物質(zhì)生活條件、發(fā)展需求以及活動(dòng)空間等方面,針對(duì)研究區(qū)實(shí)際情況,選取居民人均可支配收入、就業(yè)人數(shù)占比、人均用電量以及城鎮(zhèn)化率等指標(biāo)來(lái)衡量城市的吸引力與發(fā)展水平;生態(tài)功能主要指為消除和緩沖城市自身發(fā)展給自然生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)的不良影響,主要反映在自然凈化和人工調(diào)節(jié)用以還原由于高強(qiáng)度的生產(chǎn)生活對(duì)原有生態(tài)系統(tǒng)造成的失衡,為此選取了農(nóng)用化肥使用強(qiáng)度、建成區(qū)綠化覆蓋率、人均公園綠地面積以及單位碳排放量等指標(biāo)來(lái)衡量城市系統(tǒng)的還原凈化能力。

表1 中原城市群“三生”功能綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與權(quán)重

2.發(fā)展水平評(píng)價(jià)

不同評(píng)價(jià)指標(biāo)往往具有不同的量綱,為了解決指標(biāo)量綱不統(tǒng)一對(duì)實(shí)際值產(chǎn)生的影響,需要采用“+”“-”符號(hào)表示實(shí)際面板指標(biāo)判別屬性的正向與負(fù)向,并將指標(biāo)數(shù)據(jù)代入極差標(biāo)準(zhǔn)化公式;同時(shí)考慮到數(shù)據(jù)差異性以及數(shù)學(xué)模型可運(yùn)算性,通過(guò)非零變換(選取0.000 01作為變換常數(shù))的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)平移操作得到歸一化結(jié)果,借助熵值法對(duì)各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行客觀(guān)賦權(quán),并利用線(xiàn)性加權(quán)回歸求解得到“三生”功能綜合評(píng)價(jià)指數(shù)。具體計(jì)算過(guò)程如下:

第一步,進(jìn)行極差標(biāo)準(zhǔn)化處理。

當(dāng)指標(biāo)為正時(shí):

(1)

當(dāng)指標(biāo)為負(fù)時(shí):

(2)

式中:其中Xij是第i個(gè)城市第j項(xiàng)指標(biāo)當(dāng)年實(shí)際數(shù)據(jù),Yij是第i個(gè)城市第j項(xiàng)指標(biāo),將Yij與變換常數(shù)相加得到極差標(biāo)準(zhǔn)化之后的歸一化值,max(Xij)是j項(xiàng)指標(biāo)i市的最大值,min(Xij)是j項(xiàng)指標(biāo)i市的最小值。

第二步,計(jì)算各指標(biāo)數(shù)據(jù)在樣本所占比重Pij。

(3)

第三步,計(jì)算各指標(biāo)數(shù)據(jù)在樣本中的綜合熵值權(quán)重Wij。

第j項(xiàng)指標(biāo)信息熵值Ej:

(4)

式中,(0≤Ej≥1),n為樣本總數(shù)。

第j項(xiàng)指標(biāo)綜合熵值權(quán)重Wj:

(5)

式中,Ej表示第j項(xiàng)指標(biāo)在樣本中的信息熵值,Wj表示第j項(xiàng)指標(biāo)在樣本數(shù)據(jù)中綜合權(quán)重值。

第四步,計(jì)算各指標(biāo)數(shù)據(jù)在樣本中的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)Sj。

Sj=∑YijWj

(6)

式中,Sj分別取“三生”功能中生產(chǎn)功能評(píng)價(jià)指數(shù)Qi、生活功能評(píng)價(jià)指數(shù)Li和生態(tài)功能評(píng)價(jià)指數(shù)Ei的數(shù)值。

3.“三生”功能耦合協(xié)調(diào)評(píng)價(jià)模型

耦合效應(yīng)和耦合協(xié)同發(fā)展度模型已經(jīng)能夠有效評(píng)價(jià)一個(gè)地區(qū)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)以及環(huán)境等多元系統(tǒng)之間存在的耦合關(guān)系[8]。具體公式如下:

(7)

T=αQi+βLi+γEi

(8)

(9)

式中,C為生產(chǎn)、生活及生態(tài)功能的耦合度,T為生產(chǎn)、生活及生態(tài)功能綜合評(píng)價(jià)指數(shù),D為生產(chǎn)、生活及生態(tài)功能的耦合協(xié)調(diào)度;Qi、Li、Ei分別代表生產(chǎn)功能綜合評(píng)價(jià)指數(shù)、生活功能綜合評(píng)價(jià)指數(shù)、生態(tài)功能綜合評(píng)價(jià)指數(shù);α、β、γ為“三生”功能綜合評(píng)價(jià)指數(shù)及耦合協(xié)調(diào)度的權(quán)重值,查閱本文參考的“三生”功能相關(guān)文獻(xiàn)[9],取權(quán)重系數(shù)α=0.35,β=0.35,γ=0.30。

表2 “三生”功能耦合協(xié)調(diào)水平等級(jí)類(lèi)型劃分

根據(jù)已有“三生”功能耦合協(xié)調(diào)劃分標(biāo)準(zhǔn)[10,11],結(jié)合研究區(qū)域?qū)嶋H情況,將“三生”功能耦合度及耦合協(xié)調(diào)度取值范圍按照等級(jí)劃分為五類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表2),其中C、D取值所在范圍區(qū)間數(shù)值大小反映了拮抗或耦合程度的高低,子系統(tǒng)之間是否趨向新的有序結(jié)構(gòu)。

4.空間自相關(guān)分析

空間自相關(guān)用于全局或局部空間集聚特征分析,可反映研究區(qū)域內(nèi)鄰近空間單元的關(guān)聯(lián)性[12]。利用Geoda1.18.0軟件對(duì)市域“三生”功能地域空間分布特征進(jìn)行全局和局部空間自相關(guān)分析。原理公式如下:

(10)

5.地理探測(cè)器

地理探測(cè)器(GeoDetector)可用以探測(cè)解釋因子、度量因子在空間的分異性及分析各個(gè)變量間的交互關(guān)系,是有效分析地理現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)學(xué)工具[13],本文利用地理探測(cè)器探求“三生”功能耦合協(xié)調(diào)的影響因素。其原理如下:

(11)

三、結(jié)果與分析

(一)“三生”功能發(fā)展特征分析

通過(guò)分析中原城市群30個(gè)地級(jí)市2005-2020年的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然生態(tài)數(shù)據(jù),利用ArcGis10.6中自然斷點(diǎn)法分別將生產(chǎn)功能、生活功能、生態(tài)功能以及“三生”功能劃分為五類(lèi)發(fā)展等級(jí),即:低水平發(fā)展、中低水平發(fā)展、中水平發(fā)展、中高水平發(fā)展和高水平發(fā)展,劃分結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化得到“三生”功能綜合評(píng)價(jià)(見(jiàn)圖2)。

生產(chǎn)功能綜合評(píng)價(jià):中原城市群生產(chǎn)功能整體上呈現(xiàn)出東南部?jī)?yōu)于西北部的發(fā)展特點(diǎn),2015年之前生產(chǎn)功能的高值區(qū)域主要位于黃河以南淮河以北的平原地區(qū),生產(chǎn)發(fā)展主要以中水平為主,低值區(qū)中低水平發(fā)展主要集中于濟(jì)源市以及三門(mén)峽市為主的西北城市區(qū)域。從發(fā)展時(shí)序上看,中原城市群生產(chǎn)功能的中高值區(qū)域呈現(xiàn)出整體增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),2005-2020年完成了生產(chǎn)功能由中低水平向中高水平的良好發(fā)展。

生活功能綜合評(píng)價(jià):2005年,中原城市群黃河以南地區(qū)城市生活水平低下,城市發(fā)展水平無(wú)法滿(mǎn)足人們的生活需求。隨著城市的不斷發(fā)展,城市群生活功能整體提升,形成了以鄭州市為核心城市生活圈,通過(guò)鄭州市輻射鄰近區(qū)域,帶動(dòng)周邊洛陽(yáng)、新鄉(xiāng)焦作等一批城市生活水平的提高。從空間分布上看,生活功能發(fā)展水平較為均衡,整體生活水平差異不大,但在所有城市中除了鄭州市,大部分城市生活狀況尚未達(dá)到中高水平,未來(lái)發(fā)展?jié)摿Υ?特別是皖北城市宿州、亳州城鄉(xiāng)居民生活水平有待改善。

生態(tài)功能綜合評(píng)價(jià):中原城市群生態(tài)格局趨向四周高,中間低的圈層結(jié)構(gòu),生態(tài)功能綜合評(píng)價(jià)水平差異顯著,城市群南部區(qū)域生態(tài)功能整體優(yōu)于中北部地區(qū)。其中生態(tài)功能高水平地區(qū)主要以長(zhǎng)治市和三門(mén)峽市為主,得益于地理區(qū)位要素優(yōu)越,其生態(tài)功能評(píng)價(jià)值一直處于高水平。2005-2020年淮河流域周邊城市生態(tài)功能明顯改善,生態(tài)功能發(fā)展水平由2005年最初的低水平提升到2020年的中高水平發(fā)展。鄭州市作為中原腹地核心城市,其生態(tài)功能在此期間呈現(xiàn)出上升-下降-上升的發(fā)展趨勢(shì),且鄭州市以北的地區(qū)生態(tài)功能整體發(fā)展水平不高,均缺乏相應(yīng)的生態(tài)保護(hù)措施。

“三生”功能綜合評(píng)價(jià):中原城市群2005-2020年“三生”功能發(fā)展呈現(xiàn)出整體上升趨勢(shì)。“三生”功能發(fā)展水平高值主要分布于北部的邢臺(tái)、邯鄲,中部的鄭州、新鄉(xiāng),南部的駐馬店和東部的蚌埠。雖然“三生”功能整體良性發(fā)展,但仍然存在區(qū)域性差異,空間上分布上呈現(xiàn)明顯的城市帶狀分布特征,東部“三生”功能整體發(fā)展較弱,“三生”功能發(fā)展水平有待提高,空間上需要進(jìn)一步協(xié)調(diào)發(fā)展。

(二)“三生”功能耦合度時(shí)空演變格局

中原城市群2005-2020年高水平以上耦合城市占比分別為20%、56.7%、76.7%和80%,整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì),但在空間上分布差異特征明顯,西北部主要以良性共振耦合為主,呈現(xiàn)南低北高的分布格局(見(jiàn)圖3)。2005年中原城市群主要以低耦合度城市為主;2010年低水平耦合城市分別為三門(mén)峽市和亳州市,高耦合度城市占比提升較為明顯,增幅達(dá)到36.7%,東南部城市耦合度總體低于中部地區(qū);2015-2020年中原城市群“三生”功能耦合度在空間上基本形成以鄭州市為主的東北部良性共振耦合區(qū)和以南陽(yáng)市為主的西南部高水平耦合區(qū),但仍然存在亳州、宿州、濟(jì)源、三門(mén)峽以及晉城這樣的中水平耦合城市,總體而言此階段各地市間差異變小,“三生”功能協(xié)同發(fā)展程度較高。

圖3 中原城市群“三生”功能耦合度時(shí)空分布

(三)“三生”功能耦合協(xié)調(diào)度時(shí)空演變格局

中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)度發(fā)展水平2005-2020年變化趨勢(shì)明顯,整體發(fā)展趨勢(shì)和中原城市群耦合度發(fā)展趨勢(shì)類(lèi)似,至研究期末,各地市“三生”功能耦合協(xié)調(diào)發(fā)展均已達(dá)到初級(jí)以上發(fā)展水平,其中鄭州、長(zhǎng)治等7個(gè)地級(jí)市達(dá)到中級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展水平,其余各地市以初級(jí)協(xié)調(diào)為主(見(jiàn)圖4)。2005年,協(xié)調(diào)型城市占比六成,耦合協(xié)調(diào)發(fā)展呈現(xiàn)中間高四周低的分布特點(diǎn);2010年,初級(jí)協(xié)調(diào)城市增加到5個(gè),分別為鄭州、駐馬店、鶴壁、運(yùn)城、邢臺(tái)和邯鄲五市,除個(gè)別地市出現(xiàn)協(xié)調(diào)水平下降,大部分城市協(xié)調(diào)發(fā)展水平均實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步提高;2015-2020年,初級(jí)協(xié)調(diào)城市占城市群總數(shù)的73.3%,全部地市實(shí)現(xiàn)了由失調(diào)型城市向協(xié)調(diào)型城市的轉(zhuǎn)變,形成了北部中級(jí)協(xié)調(diào)城市區(qū)域和中南部初級(jí)協(xié)調(diào)城市區(qū)域兩大片區(qū),中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)一步提高,在空間上呈現(xiàn)大體均衡的分布特征,城市一體化發(fā)展趨勢(shì)明顯。

圖4 中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)度時(shí)空分布

(四)“三生”功能空間自相關(guān)聚類(lèi)分析

1.全局空間自相關(guān)整體特征分析

中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)度隨著時(shí)間變化出現(xiàn)了明顯的時(shí)空分異特征。為了使得這種時(shí)空分異特征能夠定量化和可視化表達(dá),以中原城市群2005年、2010年、2015年和2020年的生產(chǎn)-生活-生態(tài)功能耦合協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),利用空間自相關(guān)分析軟件Geoda1.18.0進(jìn)行全局空間自相關(guān)特征分析。計(jì)算對(duì)應(yīng)年份的全局莫蘭指數(shù)(見(jiàn)表3),中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)對(duì)應(yīng)的Moran’s I分別為0.213、0.247、0.367和0.427,顯著性水平P值和臨界值Z得分均通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。結(jié)果表明:中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平具有明顯的全局空間自相關(guān)性,且Moran’s I、Z值和P值得分隨時(shí)間變化分別呈現(xiàn)逐漸遞增、逐漸遞增以及逐漸遞減的趨勢(shì),證明中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)度在空間關(guān)聯(lián)上的顯著性與置信度在正向加強(qiáng)。

表3 中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度全局莫蘭指數(shù)

2.局部空間自相關(guān)集聚特征分析

根據(jù)中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)度的局部自相關(guān)和空間聚類(lèi)分析可得(見(jiàn)圖5),2005-2020年中原城市群各地市的空間集聚顯著性呈現(xiàn)增強(qiáng)趨勢(shì),30個(gè)地級(jí)市總體協(xié)調(diào)水平在空間上呈現(xiàn)高高、高低、低高和低低聚類(lèi)的集聚特征,且空間聚類(lèi)主要以高高聚類(lèi)和低低聚類(lèi)為主(見(jiàn)圖6)。其中,高值區(qū)2005-2010年發(fā)展最快,表現(xiàn)為以焦作為核心不斷向濟(jì)源市、鄭州市、晉城市發(fā)展的集聚擴(kuò)張過(guò)程,這一階段“三生”功能協(xié)調(diào)發(fā)展水平在顯著性和顯著范圍上均有了明顯提升;2015年和2020年低高聚類(lèi)區(qū)域主要以濟(jì)源、開(kāi)封、阜陽(yáng)和宿州為主,表現(xiàn)為離散型分布,“三生”功能發(fā)展發(fā)展水平低于鄰接城市發(fā)展水平;低值區(qū)經(jīng)歷了由分散到不斷聚集的發(fā)展過(guò)程,形成了由最初駐馬店、阜陽(yáng)、商丘和淮北向以皖北城市為核心區(qū)域集聚靠攏的過(guò)程,這些地市“三生”功能耦合度普遍較低,協(xié)調(diào)發(fā)展水平有待進(jìn)一步提高?？傮w來(lái)看,中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平高高聚類(lèi)和低低聚類(lèi)均已經(jīng)初現(xiàn)雛形,形成以鄭州市、阜陽(yáng)為中心帶動(dòng)周邊地區(qū)發(fā)展的圈層結(jié)構(gòu),區(qū)域“三生”功能協(xié)調(diào)發(fā)展的空間集聚效應(yīng)和擴(kuò)散作用得到有效提升。

(五)“三生”功能耦合協(xié)調(diào)發(fā)展影響因素分析

中原城市群各地市“三生”功能發(fā)展差異性受到社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然生態(tài)等多方面因素的疊加影響。利用地理探測(cè)器模型對(duì)2005-2020年中原城市群“三生”功能影響因素進(jìn)行探測(cè)識(shí)別,分別選取2005年、2010年、2015年和2020年當(dāng)年的27項(xiàng)實(shí)際指標(biāo)數(shù)據(jù)作為自變量因子,選取對(duì)應(yīng)的城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平作為被解釋變量,借助ArcGis10.6中的自然斷點(diǎn)法進(jìn)行因子重分類(lèi),由采樣結(jié)果分析可得各探測(cè)因子的解釋力q值(見(jiàn)表4)。

圖5 中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)度莫蘭散點(diǎn)圖

圖6 中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平LISA聚類(lèi)分析

表4 中原城市群“三生”功能發(fā)展因子探測(cè)結(jié)果

2005-2020年發(fā)展因子探測(cè)及其交互作用結(jié)果表明:影響中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平的探測(cè)因子在空間分布上差異性顯著。2005年城市“三生”功能發(fā)展主要影響因素包括人均糧食產(chǎn)量、第二產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)率、土地墾殖率、城鎮(zhèn)化率、生活垃圾無(wú)害化處理率以及燃?xì)馄占奥?計(jì)算得出各探測(cè)因子的解釋力q值分別為0.53、0.53、0.59、0.54、0.69和0.62,表明城市群協(xié)調(diào)發(fā)展主要依賴(lài)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和基礎(chǔ)設(shè)施的配套建設(shè),其中由政府主導(dǎo)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成為推動(dòng)各地市協(xié)調(diào)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能作為保障城市間生產(chǎn)要素優(yōu)化配置的作用依舊明顯;城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民人均可支配收入、人均用電量、建成區(qū)綠化覆蓋率以及人均公園綠地面積作為2010年的主要影響因素,其相應(yīng)的解釋力q值分別從2005年的0.30、0.41、0.31、0.39和0.39提升到了0.52、0.60、0.55、0.52和0.50,反映了由于城市區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)動(dòng)發(fā)展,居民生活水平的大幅度提高成為城市協(xié)調(diào)的又一重要?jiǎng)恿?出于對(duì)美好生活的需求,改善城市環(huán)境質(zhì)量以及保護(hù)自然生態(tài)也成為居民日益關(guān)注的重點(diǎn);2010-2020年經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的q值不斷增大,反映出在此期間城市將經(jīng)濟(jì)建設(shè)作為提升城市綜合發(fā)展水平的重要舉措。2020年單位碳排放因子對(duì)于城市協(xié)調(diào)發(fā)展的解釋力由之前的0.28上升到0.53,表明綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式越來(lái)越受到重視,同時(shí)綠色城市的生活生態(tài)理念也加速了傳統(tǒng)粗放式發(fā)展模式向綠色發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變,為城市未來(lái)可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

四、結(jié)論與展望

基于“三生”功能視角,構(gòu)建生產(chǎn)-生活-生態(tài)功能測(cè)度指標(biāo)體系,利用耦合協(xié)調(diào)度模型和空間自相關(guān)分析揭示中原城市群“三生”功能時(shí)空演變規(guī)律,在此基礎(chǔ)上利用地理探測(cè)器對(duì)“三生”功能時(shí)空分異影響因子進(jìn)行探測(cè),主要結(jié)論如下:

第一,2005-2020年中原城市群“三生”功能發(fā)展水平穩(wěn)步提升。生產(chǎn)、生態(tài)功能高值區(qū)分別主要集中于邢臺(tái)、聊城、周口、開(kāi)封、駐馬店等華北平原城市群和南陽(yáng)、駐馬店、阜陽(yáng)、亳州等環(huán)淮河流域城市群,其中生產(chǎn)、生活功能發(fā)展水平仍然存在區(qū)域性差異,但差異性呈縮小趨勢(shì);生活功能發(fā)展相對(duì)緩慢,整體發(fā)展較為均衡,未出現(xiàn)明顯的空間分異。

第二,2005-2020年中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平呈現(xiàn)以鄭州為核心帶動(dòng)周邊許昌、開(kāi)封、新鄉(xiāng)、焦作,以邯鄲為核心帶動(dòng)周邊聊城、邢臺(tái)進(jìn)而呈現(xiàn)中間高四周低的城市群圈層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。局部城市群逐步走向融合發(fā)展,整體協(xié)調(diào)水平主要以初級(jí)協(xié)調(diào)為主,其中邢臺(tái)、邯鄲等北部城市協(xié)調(diào)發(fā)展達(dá)到中級(jí)協(xié)調(diào)水平,區(qū)域帶動(dòng)效應(yīng)明顯,鄭州市作為優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)核心城市,帶動(dòng)周邊區(qū)域協(xié)調(diào)作用有待增強(qiáng)。生產(chǎn)、生態(tài)功能區(qū)域性發(fā)展不平衡的時(shí)空分異對(duì)“三生”功能耦合協(xié)調(diào)發(fā)展起到了拮抗作用,造成協(xié)調(diào)水平的下降,未來(lái)中原城市群應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注生態(tài)、生產(chǎn)方面的要素跨區(qū)域協(xié)同。

第三,2005-2020年中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平呈現(xiàn)明顯的空間關(guān)聯(lián)性,整體上呈西北高東南低的集聚特征。西北部邢臺(tái)、邯鄲、聊城等邯鄲中心城市群主要以高水平發(fā)展為主,中部鄭州、開(kāi)封、許昌、新鄉(xiāng)、焦作、洛陽(yáng)等鄭州中心城市群主要以中水平發(fā)展為主,東南部阜陽(yáng)、亳州、淮北、宿州等阜陽(yáng)中心城市群主要以低水平發(fā)展為主,高高聚類(lèi)由鄭州中心城市群逐漸向周邊地區(qū)蔓延,低低聚類(lèi)由阜陽(yáng)中心城市群向周邊地區(qū)蔓延,由中心城市輻射周邊區(qū)域“三生”功能協(xié)調(diào)發(fā)展的空間集聚效應(yīng)和擴(kuò)散作用不斷增強(qiáng)。

第四,人均地區(qū)生產(chǎn)總值、就業(yè)人數(shù)占比、土地墾殖率、城鎮(zhèn)(農(nóng)村)居民人均可支配收入、區(qū)域空氣質(zhì)量指數(shù)等對(duì)中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)性集聚分布起到明顯的促進(jìn)作用。這種集聚分布的可能原因是中部和北部的鄭州中心城市群以及邯鄲中心城市群形成了以二、三產(chǎn)業(yè)作為主要發(fā)展方式的高附加值產(chǎn)業(yè),社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、居民人均可支配收入水平相對(duì)較高,而東南部皖北地區(qū)阜陽(yáng)中心城市群二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)落后,缺乏優(yōu)勢(shì)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)支持,造成社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低下,從而導(dǎo)致“三生”功能協(xié)調(diào)發(fā)展水平的時(shí)空分異。

結(jié)合“三生”功能耦合協(xié)調(diào)時(shí)空演變特征以及空間集聚關(guān)聯(lián)性,中原城市群未來(lái)應(yīng)進(jìn)一步提高“三生”功能的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平。其中以阜陽(yáng)、亳州為中心的阜陽(yáng)中心城市群作為低水平發(fā)展的皖北地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)處于弱勢(shì),應(yīng)出臺(tái)更多的幫扶政策,扶持相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)作為地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱,打造工業(yè)信息化等二、三產(chǎn)業(yè)為主的工業(yè)園區(qū),擴(kuò)大當(dāng)?shù)鼐用駥?shí)現(xiàn)就地就業(yè),提高居民生活收入水平;以鄭州為核心的鄭州中心城市群應(yīng)充分利用自身經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展優(yōu)勢(shì)繼續(xù)擴(kuò)大帶動(dòng)效應(yīng),不斷促進(jìn)地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施、主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)等要素跨區(qū)域協(xié)同,向城市高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變,增強(qiáng)區(qū)域城市一體化建設(shè)?；春恿饔虺鞘猩鷳B(tài)環(huán)境示范效應(yīng)良好,其他各地市應(yīng)積極建設(shè)城市自身生態(tài)環(huán)境,在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)關(guān)注環(huán)境質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)綠色城市可持續(xù)發(fā)展,進(jìn)一步提高中原城市群“三生”功能耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平。