高质量发展背景下山东省城市...时空格局演变及影响因素分析_车茜.pdf

鲁东大学学报（自然科学版）（），（）：收稿日期：；修回日期：基金项目：国家自然科学基金（）通信作者简介：王肖惠（），女，副教授，硕士研究生导师，博士，研究方向为城市可持续发展研究。：高质量发展背景下山东省城市生态化建设的时空格局演变及影响因素分析车 茜，王肖惠，王龙升，姚士谋，王富喜（鲁东大学 资源与环境工程学院，山东 烟台；中国科学院 南京地理与湖泊研究所，南京）摘要：城市生态化建设有助于推动城市可持续发展，同时也是满足高质量发展目标的客观要求。本文旨在将宏观的生态城市转化为落地性更强的城市生态化建设，以山东省 个地市为研究单元，基于创新、生态、文化、民生及空间 个维度 项指标构建城市生态化建设评价指标体系，运用熵值法、空间自相关、地理探测器等方法探讨山东省城市生态化建设的时空格局及其影响因素。结果表明：）山东省城市生态化建设水平呈现西低东高的空间分异格局，城市生态化建设整体水平逐年提升；）城市生态化建设的热点区域为省会、胶东两大经济圈，而鲁南经济圈则是冷点地区；）影响山东省城市生态化建设水平的因素解释力由大到小依次为水资源利用效率人均 人均土地面积文化产业占 比重重化工业为主体的产业机构土地利用效率，水资源利用效率和人均 与其他影响因子的交互作用最为明显。未来山东省城市生态化建设应该注重经济发展和资源的高效利用结合，优化产业结构提质增效，加强区域之间的交流合作，缩小区域差异建设高质量生态城市。关键词：城市生态化建设；时空格局；地理探测器；山东省中图分类号：文献标志码：文章编号：（）城市作为经济发展的重要载体与人地协调系统中的关键节点，对城市群区域发展具有强大的辐射带动作用。世纪以来，人口快速增长与建设用地的无序扩张给城市的高质量发展带来一系列问题，如何以可持续发展为导向，深入探究城市生态化建设成为一个重要的课题。习近平总书记强调，黄河流域城市应当坚定推动生态保护以及高质量发展，带动整个流域范围的创新、绿色、开放以及共享发展。高质量发展强调的不只是经济发展，还要求贯穿经济、社会、文化、生态、空间等全方位全过程。在快速城市化和工业化进程中，不可避免地引起一系列“城市病”，严重影响了城市的可持续发展，因此，亟待探索城市可持续发展途径与策略。山东省位于东部沿海地区黄河下游，是沿黄 大城市群中唯一处于成熟阶段的城市群，目前仍面临生态脆弱、水资源制约、产业结构层次不高、黄河文化挖掘保护欠缺、区域分工协作及高效协同机制不完善等问题的挑战。同时，山东省是黄河流域开放的重要门户，其生态化建设水平及影响因素的探讨有利于发挥其龙头作用，有助于形成符合城市高质量发展和空间治理要求的科学发展模式，为多层次、多类别、时空结合的黄河流域治理和可持续发展战略奠定基础。通过梳理文献发现，国内外对于城市生态化建设的相关研究主要聚焦于以下几个方面：）基于城市生态系统的不同视角构建不同维度的指标体系，对生态城市水平进行评价，体现生态城市指标体系的演变过程；）基于对生态城市理论分析与实践状况的全面研究，整理得出城市建设的主要问题即发展定位、功能区划等；）从生态城市的不同类型和建设模式展开研究。生态城市建设的案例研究也是该领域分析的重要方向，研究涉及市域、省域、流域等多种空间尺度的生态化建设探讨。付光辉等从地域视角出发，分析评价并对比了江浙两省 个城市的生态化水平等级、时空差异以及障碍因子，引入城市生态指数和城市生态综合指数，通过物元可拓模型计算综合关联度，研究发现江浙两 第 期车 茜，等：高质量发展背景下山东省城市生态化建设的时空格局演变及影响因素分析 省城市群总体生态化水平稳定提升，但发展并不全面，区域间的差别极为显著。焦士兴等基于经济、社会、自然环境 种角度，从时空维度出发，完善了对生态城市的评价和分级，为区域生态城市的评价提供了思路，研究认为河南省生态城市建设具有稳定性和波动性相结合的特点。张伟等基于生态城市发展的地域分类着手分析，设计了应用组合动态评估的综合评价体系。目前已有学者从经济生态化、环境生态化、社会生态化、产业生态化、文化生态化等角度对城市生态化建设进行研究并提出提升策略。高质量发展强调发展的强可持续性，全面协调经济、生态环境、社会、文化和空间等方面的发展，从这方面来看，现有的指标体系仍有改进空间，如强化创新投入和创新效率的表征、重视空间优化与空间治理的体现、加强沿黄地区文化交流合作等。结合当前的分析成果，本文选定、以及 年 个时间截面，以高质量发展理念为背景对山东省城市生态化建设水平进行综合评价，探究山东省城市生态化建设水平时空演变特点及其影响因素，以期为后续推动黄河流域的生态保护以及高质量发展、“一带一路”等战略提供一定的参照价值。城市生态化建设的研究框架与指标体系构建 研究框架城市生态化建设是生态城市理论和建设实践的进一步深化，作为“点面”兼顾的空间体系，综合了目标导向、问题导向与经验导向等思维，从生态环境建设机制、经济生态化转型、城市规划体系、文化体系构建、空间结构优化等角度破题生态城市发展。本文从经济稳定增长、生态环境保护、民生质量提高、文化软实力提升及空间结构优化 个维度构建研究框架。其中经济稳定增长是以高质量发展为理念，注重经济发展的高效、科学和活力；生态环境保护全面展示了绿化、资源的高效开发；民生质量提高旨在提升人们的生活质量，满足多样化需求；文化软实力的发展，重点是完善人们的文化生活水平、提升文化素养、创设新的文化载体、强化对外沟通；空间结构优化是从以经济利益为主导的城市建设，发展到生态作为主导的新建设方向，高度重视发展过程和“生态化”之间的结合。城市生态化建设的指标体系本文将宏观的生态城市建设转型为落地性更强的城市生态化建设，结合城市规划管理与设计实践过程中的具体问题，重构城市生态化建设的评价指标体系。在梳理总结已有城市生态化建设指标体系的基础上，按照系统性、科学性的原则要求，本文选取创新投入与创新效率、生态优先与绿色发展、民生质量与共享发展、文化资源与对外交流、空间优化与空间治理 个维度 个指标构建山东省城市生态化建设评价指标体系（表）。其中，创新投入与创新效率体现了城市的创新能力，是新发展理念下黄河流域城市高质量发展的重要方面，选取单位城市建设用地研发（）、单位 能耗、高新技术产业产值占工业总产值的比重来反映；生态优先与绿色发展体现了城市发展与生态环境之间的可协调度，选择单位面积植被生物量、人均水资源量、热岛效应指数来体现；民生质量与共享发展指标既考虑了城乡居民收入差异等社会公平和稳定因素，又考虑了居住条件、公共服务水平、健康生活等因素；文化资源与对外交流通过强化文化物质载体、多文化共生共存来缓解文化生态失衡，而且借助各项措施积极推动黄河周边的文化交流，强化周边区域各类文化资源的保护与深入开发，指标重点考虑了文化资源密度、市县级及以上文化资源总量、对外文化交流项目数量等方面；空间优化与空间治理是以经济利益为导向的城市建设逐渐向以生态为导向的城市建设发展，合理优化的城市空间结构重视与“生态化”结合，强调“生态导向”在城市建设发展中所发挥的重要作用，选取人口密度、土地使用强度等指数来表征。研究区概况与研究方法 研究区概况山东省是当前新亚欧大陆发展的重要起点，也是东北亚地区经济发展的关键节点，在京津冀与长江三角洲地区的联系中发挥着重要的桥梁纽带作用，对于加速整个流域的生态保护以及高质量发展，助力后续“一带一路”等战略推进，有着 鲁东大学学报（自然科学版）第 卷极为关键的影响力。为持续推动区域协调建设，山东省在现代化发展进程中积极建立“一群两心三圈”的新格局，其中“三圈”分别为省会经济圈、鲁南经济圈和胶东经济圈。省会经济圈包括济南、聊城、德州、滨州、东营、淄博、泰安 个城市，鲁南经济圈包括菏泽、济宁、枣庄、临沂 个城市，胶东经济圈包括潍坊、日照、青岛、烟台、威海 个城市。表 城市生态化建设评价指标体系 目标层要素层指标层指标性质城市生态化建设创新投入与创新效率生态优先与绿色发展民生质量与共享发展文化资源与对外交流空间优化与空间治理单位城市建设用地研发（）经费投入 万元单位 能耗 高新技术产业产值占工业总产值的比重 单位面积植被生物量 人均水资源量 热岛效应指数人均居住用地面积 城乡收入差异系数每千人专任教师数 人医疗保健支出占家庭消费支出比例 文化资源密度市县级及以上文化资源总量 个对外文化交流项目数量 个人口密度（人）土地使用强度紧凑度指数 注：“”表示正向指标，“”表示负向指标。数据来源本文以、和 年为时间节点，所用数据分为统计数据和空间数据两类：）统计数据主要源于山东省统计年鉴中国城市统计年鉴中国区域创新能力评价报告中国区域科技创新评价报告中国历史文化名镇名村名录中国文化及相关产业统计年鉴等；）空间数据来源于地理空间数据云（：）、数据共享服务系统（：）等，利用 提取热岛效应指数（日间与夜间市郊最高温度差）和土地利用效率指数，缺失数据由相邻年份或相邻地区补齐。研究方法 熵值法熵值法作为应用普遍且较为完善的研究方式，被广泛应用于地理学、经济学以及社会学等领域的研究之中。为消除指标量纲不同的影响，本文使用极差标准化法对山东省 个地级市的数据统一进行标准化处理，计算评价指标的权重，最终获得山东省各城市生态化建设的综合得分。空间自相关根据地理学第一定律，任意地理事物基于空间视角来分析都有着密切的联系，而且事物间的距离越近空间相关性越高。空间相关性可以用于判断特定地区、某类地理现象或者属性值与邻近区域相关指标的关联。）全域空间自相关分析。全域空间自相关反映了地理现象或某一属性值的空间分布，本文运用全局空间自相关分析山东省城市生态化建设在空间上是否存在集聚性，其表达式为：?()?()，式中：即自相关指数；为城市总数；和 是 地区和 地区的分级指标，?为分级指标的均值；为权重矩阵。的值域为，当 ，表示该指标在空间呈正相关和集聚分布；时表示指标在空间呈随机分布；时表示指标在空间呈负相关和趋异性。）局域空间自相关分析。在测度局域空间自相关性的指数中，（以下简写为）指数用于识别冷热点的空间分布，能较准确地探测出高值聚集和低值聚集的区域。本文用 第 期车 茜，等：高质量发展背景下山东省城市生态化建设的时空格局演变及影响因素分析 进行山东省城市生态化建设的冷热区分析。的计算公式如下：，式中：为城市数目，是 地区的城市生态化建设指数，用标准化统计量进行的统计显著性检验。依据（）的相关结果，实际应用 断裂法区分为热点、冷点、次热以及次冷区。地理探测器地理探测器是探测空间分异性以及揭示其背后驱动因子的一种重要的统计学手段，其中因子探测的方法可以较好地表述相同区域的相似性、各类区域的差异性，可以检测各潜在影响因子是否是城市生态化的影响因素，因子探测器用 值度量；交互作用探测有助于辨识各类因子的交互作用，即评估因子相互作用的过程中是否会增加或减弱对因变量的解释力，交互作用探测器通过与单一因子的 值进行比较来说明交互作用的强弱及类型，交互作用的种类可实际划分成非线性减弱、增强等不同类别。值的具体算式为 ，式中：为影响因素对山东省城市生态化建设的解释力大小探测指标；为影响因子的分类数，按照自然断裂点将各自变量自大到小分为 类，转化为类型变量；为 级行政区数量，；为山东省城市生态化建设的离散方差。的取值范围为，值越大，说明该影响因素对山东省城市生态化建设的解释力度越强。山东省城市生态化建设时空演变分析 城市生态化建设时空格局分析根据城市生态化建设评价指标体系，运用熵值法确定各指标的权重，计算出各城市生态化建设的综合评分。为进一步探究山东省城市生态化建设的时空演变特征，运用 最佳自然断裂法将山东省城市生态化建设水平划分为高水平、较高水平、中等水平、较低水平 个等级，时空格局演变如图 所示。图 山东省城市生态化建设水平时空格局演变 由图（）（）可见，年、年山东省城市生态化建设水平在空间分布上相似，较高水平城市位于济南市和青岛市。年低水平城市集中分布于鲁南经济圈与省会经济圈的西部，鲁东大学学报（自然科学版）第 卷占山东省城市数量的；年由于城市间联系与合