空間相關視閾下浙江省縣域生態文明建設空間格局分析

夏四友,文 琦,許 昕,劉笑杰,宋永永

1 中國科學院地理科學與資源研究所, 北京 100101 2 中國科學院大學資源與環境學院, 北京 100049 3 寧夏大學地理科學與規劃學院，銀川 750021 4 南京郵電大學人口研究院, 南京 210042 5 蘭州大學資源環境學院, 蘭州 730000 6 陜西師范大學地理科學與旅游學院, 西安 710119

改革開放以來,隨著城鎮化、工業化的快速發展,中國面臨著區域發展不協調、資源環境約束持續趨緊、生態環境污染嚴重等問題,這對我國實現經濟社會可持續發展構成巨大挑戰。特別是進入新世紀以來,“自然-經濟-社會”復合系統的失衡日益凸顯,對社會經濟可持續發展構成巨大威脅,推進生態文明建設成為推動經濟社會可持續發展備受關注的路徑[1]。2012年黨的十八大審時度勢,創新地提出“大力推進生態文明建設”,黨的“十九大”也進一步作出了加快生態文明建設的戰略部署。近幾年,浙江省一方面通過五水共治、淘汰高污染產能和落后生產方式、促進企業轉型升級等一系列措施,綠色發展取得了一定的成績[2],同時還通過探索全新自然保護體系、推動生態環境建設與民生建設相結合等措施有效推動生態文明建設,對全國生態文明建設起到了積極示范帶動效果[3]。但浙江省各地區的綠色發展水平也不盡相同,揭示空間相關視角下浙江省綠色發展的空間格局特征,是面向國家生態文明建設戰略需求并實現浙江省生態文明建設生產要素優化配置和提質增效的重要前提,也是本文試圖解決的問題。

通過梳理文獻發現,國內外對生態文明建設的相關研究主要聚焦于以下幾個方面：①研究內容包括生態文明建設的科學內涵與基本路徑[4]、評價指標體系構建[5- 7]、生態文明建設水平[8- 9]、效率測算[10- 11]及生態文明區劃[12]等；②評估方法包括層次分析法[13]、熵值法[14]、綜合指數法[7]、主成分分析[15]、灰色關聯分析[16]等；③研究尺度涉及洲際[17]、國家[14,18]、區域[19- 20]、省際[21- 22]、市域[6,23]等多種空間尺度生態文明建設探討。近年來,學者開始采用空間分析方法研究生態文明建設的時空格局特征,如李慶分析發現各省域綠色發展指數存在空間自相關特征,Global Moran′sI并不高,但是構成綠色發展指標的6個分維度指標卻普遍具有顯著并且強烈的空間自相關特征[24]；李巍等發現中國生態文明建設效率較高的省域在地理分布上具有明顯的區域聚集性[25]；成金華等研究表明中國生態文明發展水平空間集聚特征明顯,且生態文明發展水平具有明顯的空間溢出效應[26]。

綠色發展與生態文明建設是相輔相成的關系。即加快綠色發展,是推進生態文明建設的關鍵和基礎,而推進生態文明建設是實現綠色發展的深化和保障,二者之間存在內在一致性及緊密的邏輯順承性。浙江省綠色發展指標體系,涵蓋國民經濟和社會發展以及生態文明建設等多個方面,對各縣域資源利用、環境治理、環境質量、生態保護、增長質量、綠色生活等方面進行評估,生成各縣域綠色發展指數,能夠科學全面的評估浙江省生態文明建設情況。雖然目前中國在生態文明建設的研究領域已取得較大進展,但現有研究尺度多集中于較大空間尺度,從縣域層面對生態文明建設的空間分異研究仍處于相對缺失狀態。縣域作為支撐新時代中國建設生態文明的空間載體,也是落實生態文明建設的主要抓手,厘清縣域綠色發展的空間相關性,對制定符合區域生態文明建設的宏觀政策、因地制宜建設生態文明具有重要指導作用。此外,生態文明建設是人文-經濟地理學研究的重要議題[27],以地理視角為切入點來考察生態文明建設的空間格局具有一定現實意義。鑒于此,本文利用“2017年浙江省生態文明建設年度評價結果公報”提供的89個縣(市、區)的綠色發展指標數據,運用空間自相關方法從全局和局部視角對浙江省綠色發展指數及6個分維度指數的空間分異特征進行分析,理清浙江省生態文明建設的空間分異規律,力求探索空間相關性對浙江省生態文明建設的影響,以期為浙江省推進生態文明建設提供參考借鑒。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

地理學第一定律指出,地理事物在空間上互為相關,呈現集聚、隨機與離散三種分布形態,且空間相關性隨著距離的增加呈現遞減態勢[28- 29]。空間自相關包括全局空間自相關(Global Moran′sI)和局部空間自相關(Local Moran′sI),能夠從全局和局部視角刻畫地理事物的空間相關性,準確識別地理事物在空間上的相互依賴性,為探索地理事物的時空集聚與演變規律提供依據[30- 31]。因此本文選取空間自相關分析探究空間相關視角下的浙江省生態文明建設的空間格局特征。

(1)全局空間自相關模型的表達式為[29]：

(1)

(2)局部空間自相關模型的計算公式為[29]：

(2)

式中：Ii是i縣域的局部自相關指數,通過局部空間自相關散點圖,可構建出四種反映浙江省綠色發展空間分異的集聚類型[32- 33],各類型的含義及定義見表1。

表1 局部Moran′s I指數集聚類型

1.2 指標體系與數據來源

2017年中共浙江省委辦公廳、浙江省人民政府辦公廳印發了《浙江省生態文明建設目標評價考核辦法》,省發展改革委、省統計局、省環保廳、省委組織部也印發了《浙江省綠色發展指標體系》和《浙江省生態文明建設考核目標體系》[34]。其中綠色發展指標體系涵蓋資源利用、環境治理、環境質量等6個方面,涉及55項評價指標[35],浙江省綠色發展指標體系見表2。

表2 浙江省綠色發展指標體系

為體現公平性,對各地均暫缺數據的指標,其權數不變,取指標的個體指數值賦為最低值60參與指數計算[34]。對有些地區沒有的地域性指標,相關指標不參與綠色發展指數計算,其權數按比例分攤至其他指標,體現差異化。此外,部分地區由于確實不涉及相關工作而導致數據缺失的指標,經相關負責部門認定后,參照地域性指標進行處理。對于部分區級行政區域缺失的指標按兩種方法處理。一是市區或市本級數據能相對準確反映各區實際情況的,經相關負責部門認定后,用市區或市本級數據替代；二是不適合用市區或市本級數據替代,相關指標不參與總指數計算,其權數按比例平均分攤至其他指標,體現差異化。上城區和下城區因地理、資源等條件所限,其生態保護指標空缺,為了更好體現空間相關性的影響,本文通過求取相鄰區縣的生態保護指標均值補齊。綠色發展指標體系、綠色發展指數及各分維度指數來自2018年中共浙江省委組織部、浙江省統計局、浙江省發展和改革委員會和浙江省生態環境廳聯合發布的2017年浙江省生態文明建設年年度評價結果公報,公報采用綜合指數法對浙江省89個縣(市、區)綠色發展指數及各分維度指數進行了測算,且明確指出生態文明建設評價按照《綠色發展指標體系》實施[34]。

2 浙江省市域綠色發展指標及分維度指標狀況

浙江省各市域綠色發展指數及分維度指數的差異明顯(圖1)。杭州市的綠色發展指數最高,且在環境治理、生態保護、增長質量和綠色生活方面位居全省首位,嘉興市的綠色發展指數最低,且在環境質量和生態保護方面位居全省末尾行列。

圖1 浙江省綠色發展指數及分維度指數狀況 Fig.1 The status of green development index and sub-dimensional index in Zhejiang

具體而言：2017年全省綠色發展指數均值為79.30,杭州(80.67)、湖州(80.16)、金華(79.67)、臺州(79.50)和溫州(79.48)的綠色發展指數高于全省均值,其余市域的綠色發展指數低于平均值,其中舟山(78.95)、衢州(78.76)和嘉興(77.69)的綠色發展指數低于79,排在全省后列。資源利用指數均值為80.51,排名第一的是湖州(82.03),嘉興(80.87)和衢州(80.75)緊隨其后,金華(79.89)和紹興(79.35)低于80,位居倒數第二和第一。環境治理指數均值為76.82,排名第一的是杭州(78.87),金華(78.22)和紹興(78.12)排名第二和第三,衢州(74.94)和舟山(73.52)位居倒數第二和第一。環境質量指數均值為87.55,麗水(91.57)和衢州(90.33)位居第一和第二,嘉興(78.9)位居倒數第一,其他市域介于80—90之間。生態保護指數均值為74.40,杭州(77.57)和麗水(77.41)位居第一和第二,嘉興(68.86)低于70,位居倒數第一。增長質量指數均值為72.39,排名第一的是杭州(76.56),麗水(67.78)和衢州(68.34)低于70,位居倒數第一和第二,其他市域介于70—75之間。綠色生活指數均值為77.50,杭州(79.46)排名第一,麗水(72.73)位居倒數第一。

3 浙江省綠色發展指數及分維度指數相關性分析

3.1 浙江省綠色發展指數空間相關性

基于浙江省89個縣(市、區)綠色發展指數,采用Geoda軟件計算得到綠色發展指數的Global Moran′sI(表3),發現2017年浙江省縣域綠色發展Global Moran′sI=0.209,P=0.003,表明浙江省綠色發展指數在5%水平上存在顯著正的空間自相關關系,即綠色發展指數高的縣域在空間呈現集聚分布態勢,反之亦然。

表3 浙江省綠色發展指數及分維度指數的Global Moran′s I

Global Moran′sI僅能從總體上分析浙江省綠色發展指數的空間格局,而綠色發展指數的空間格局除了要了解全局特征,還需探索局部聚集格局。為進一步識別浙江省綠色發展指數的局部空間格局,采用Geoda軟件計算浙江省綠色發展指數Local Moran′sI指數,并借助ArcGIS軟件對其進行可視化表達,用以反映浙江省綠色發展指數局部空間格局(圖2)。

圖2 浙江省綠色發展指數的LISA空間分布圖Fig.2 The spatial pattern of LISA of green development index in ZhejiangLISA: 局部空間自相關圖Local indicators of spatial association

總的來看,浙江省綠色發展指數空間分布表現出H-H和L-L兩種集聚類型,該兩種類型縣域數量占比58.43%,說明浙江省綠色發展指數表現為由擴散互溢與低速增長兩種空間分異特征所主導的空間自相關關系。

具體而言：“H-H”型縣域主要包括上城、下城、江干、拱墅、西湖、濱江、余杭、富陽、桐廬等26個縣域,縣域數量占全省縣域總數的29.21%。這些縣域綠色發展指數都較高,而且受到周圍縣域的正向影響,綠色發展指數呈現擴散互溢特征,這些主要分布在浙江省經濟較發達地區。“L-L”型縣域主要包括海曙、鎮海、鄞州、余姚、慈溪、奉化、鹿城、龍灣和甌海等26個縣域,縣域數量也占全省縣域總數的29.21%。這些縣域及相鄰縣域綠色發展指數都相對較低,呈現低水平相關狀態,這些縣域大部分分布在浙江省生態環境壓力較大的東北部地區和經濟發展較弱的西南部地區。“L-H”型縣域是本縣域綠色發展指數較低,但其周圍縣域的綠色發展指數較高,包括蕭山、淳安、象山、海寧、桐鄉等19個縣域,占比21.35%；“H-L”型縣域是本縣域綠色發展指數較高,但其周圍縣域的綠色發展指數較低,建德、江北、北侖、寧海和平陽等18個縣域處于這種狀況,占比20.22%。“L-H”和“H-L”型縣域的綠色發展指數具有負相關特征,如云和縣綠色發展指數84.11,排名第1,而與之相鄰的蓮都79.42,排名第45,松陽79.37,排名第48,景寧78.87,排名68,云和屬于“H-L”型,綠色發展指數高,但周邊的蓮都、松陽和景寧綠色發展指數較低,對云和產生負的相關作用,淳安屬于“L-H”型,綠色發展指數較低,但周邊的臨安、桐廬綠色發展指數較高,對淳安產生正的相關效應。

3.2 浙江省綠色發展分維度指數空間自相關

采用Geoda軟件測算浙江省綠色發展的6個分維度指數的Global Moran′sI(表3)和Local Moran′sI,借助ArcGIS軟件對分維度指數的Local Moran′sI進行可視化表達(圖3)。

(1)資源利用指數Global Moran′sI=0.050,P=0.192,表明浙江省資源利用指數Global Moran′sI沒有通過顯著性檢驗,空間相關性微弱。從圖3可以看出,浙江省資源利用指數的“L-L”、“L-H”、“H-L”和“H-H”四種局部空間類型呈現分散分布形態。

圖3 浙江省綠色發展分維度指數的LISA空間分布Fig.3 The spatial pattern of LISA of green development sub-dimensional index in Zhejiang

(2)環境治理指數的Global Moran′sI=0.281,P=0.002,通過5%顯著性檢驗。從環境治理指標的主要內容看(表2),環境治理指標主要側重于與工業、城鎮及經濟發展相關的污染物排放控制和廢棄物治理。浙江省在東西方向和南北方向上的工業化、城鎮化和經濟發展狀況差異明顯,各縣域不同的工業化、城鎮化和經濟發展狀況決定了各縣域間在環境治理上的空間分異明顯,相似性較差。故與環境質量、生態保護、增長質量和綠色生活指數相比,其空間相關性偏弱。

(3)環境質量指數Global Moran′sI=0.483,在1%水平顯著,空間自相關特征明顯。從指標內容上可以看出(表2),環境質量指數空間自相關特征背后是大氣、水、土壤的環境質量水平差異形成的空間自相關分異。“H-H”型主要包括富陽、桐廬、淳安、建德、臨安、寧海、永嘉、平陽、蒼南和文成等43個縣域,主要分布在廣大中西部和南部地區,這些縣域是浙江省環境質量最好的地區,也是污染排放量較小的地區,自身和周邊縣域環境質量改善都很顯著。“L-L”型主要包括上城、下城、江干、拱墅、西湖、濱江、蕭山、海曙、江北和北侖等31個縣域,主要分布在東北和東南部縣域,這些縣域是經濟發展水平較高,污染排放量較大和比較集中,自身和周邊縣域環境質量下降都很顯著。值得注意的是部分縣域的環境質量LISA類型空間分布與環境治理的空間分布形成了鮮明的反差,主要表現在環境治理“H-H”型的部分縣域屬于環境質量的“L-L”型,“L-L”型的縣域大多數都分布在環境質量的“H-H”型,這種位置的反轉說明盡管浙江省蕭山、江干和鎮海等發達縣域具有較高的環境治理指數,而環境質量指數仍然低于開化、青田和江山等縣域,反映出發展較快和開發強度高的縣域的環境質量處于相對劣勢,而發展較慢和開發強度低的縣域具有明顯的環境質量優勢。由于大氣、水、土壤等生態條件往往具有跨越縣域行政邊界的特征,使得各縣域間環境質量差別的空間相關性得到強化,相鄰縣域環境質量具有明顯的空間自相關特征。

(4)生態保護指數的Global Moran′sI=0.580,在1%水平高度顯著。由表2可知,生態保護指標與自然生態資源密切相關。浙江省位于長江下游地區,屬亞熱帶季風氣候,自然生態資源空間差異不顯著,相似的生態資源稟賦決定了浙江省生態保護的空間趨同性明顯,空間自相關關系較強。其中“H-H”型主要包括富陽、桐廬、淳安、建德、臨安、象山、寧海、奉化、永嘉和平陽等40個縣域,這些縣域是浙江省生態保護較好和比較集中的地區,自身和周邊縣域生態保護指數較高。“L-L”型主要包括上城、下城、江干、拱墅、濱江、蕭山、余杭、江北、北侖和鎮海等34個縣域,這些縣域主要位于浙江省東北和東南部地區,經濟發展較快、城鎮化水平較高,人類經濟活動對自然生態環境的干擾較強,自身和周邊縣域生態保護指數較低。浙江省生態保護LISA類型空間分布與環境質量的空間分布相似性較強,這種空間分布一致性說明環境質量較高的中西部地區生態保護較好,而環境質量較低的東北和東南部地區與中西部地區相比生態保護指數較低。

(5)增長質量指數Global Moran′sI=0.489,在1%水平顯著。其中桐廬、淳安、建德、鄞州、象山、寧海、永嘉、平陽、蒼南和文成等36個縣域屬于“L-L”型,增長質量呈現低速增長態勢；“H-H”型主要集中在北部的上城、下城、江干、拱墅、西湖、濱江、蕭山、余杭、富陽和北侖等35個縣域。浙江省各縣域經濟增長質量之間存在比較明顯的空間自相關聯系,但是廣大中西部和南部縣域的經濟增長質量并不高,呈現低速增長態勢,尚未形成高質量發展積極的溢出效應和正外部性示范帶動作用。未來這些縣域應借助空間相關性形成積極的溢出效應,提升經濟增長質量,向“H-H”型轉變。

(6)綠色生活指數Global Moran′sI=0.312,在1%水平上表現出明顯的空間自相關特征。綠色生活指標主要是與人民生活直接相關的生態文明建設內容(表2),“H-H”型主要是北部縣域,這些縣域不僅綠色生活指數較高而且相互之間存在正向影響,“L-L”型主要是中西部和南部縣域,這些縣域不僅綠色生活指數較低而且相互之間存在負向影響。值得注意的是浙江省綠色生活LISA類型空間分布與增長質量的空間分布總體具有一致性,這種空間分布一致性說明增長質量指數較高的北部縣域在構建綠色生活方面有經濟基礎,而增長質量指數較低的中西部和南部縣域與北部縣域相比,在構建綠色生活方面經濟基礎較差。

4 討論

(1)生態文明建設因地區間的資源利用、環境治理、環境質量、生態保護、增長質量和綠色生活等的不同而存在差異。根據地理學第一定律,某地區的地理位置不僅影響其自身的生態文明建設,同時也會影響其鄰域的生態文明建設,空間自相關分析就是發現和闡釋這種聯系和影響的關鍵途徑[24]。在這種情況下,從地理學視角考察空間相關性對浙江省生態文明建設的影響具有一定的意義。《浙江省綠色發展指標體系》和《浙江省生態文明建設考核目標體系》是基于縣(區)級行政區建立的,而縣作為中國主要的行政單元,在制定宏觀政策和落實微觀政策方面發揮重要作用[36- 37],基于縣域尺度的生態文明建設空間效應檢驗更有助于推動生態文明建設,落實黨和國家關于生態文明建設的重大戰略部署。

(2)從結果可知,綠色發展指數的Global Moran′sI較低,但仍然存在正的空間相關性。從6個分維度指數看,除資源利用外不具有空間相關性外,環境治理、環境質量、生態保護、增長質量和綠色生活都存在明顯的空間自相關性。一般而言,經濟欠發達地區往往是生態環境質量好、資源消耗少、污染和廢棄物排放少的地區,應該具有較高的綠色發展得分,而經濟發達地區往往處于生態環境質量欠佳、資源約束趨緊、環境污染和廢棄物排放多的地區,這樣的地區綠色發展指數得分低。但本文發現經濟發達縣域普遍是綠色發展指數的擴散互溢區,呈現高高集聚態勢；而經濟欠發達縣域綠色發展指數相對較低,多呈現極化效應和低速增長態勢,這與我們的直觀認識存在差異。可能的原因在于發達縣域之間經濟實力接近,在生態文明建設過程中存在資本、人才和技術等要素流動,且有足夠的經濟實力和技術投入到環境污染治理和防止、生態環境修復和保護中,進而形成綠色發展的擴散互溢區。而欠發達縣域跨區域的生態補償機制尚未建立完善,且經濟發展方式較為粗放,以犧牲資源環境為代價的發展方式對提高綠色發展指數具有明顯的制約作用,進而呈現極化效應和低速增長態勢。

(3)綠色發展指數及其構成指數的空間自相關性表明了浙江省生態文明建設在空間上存在明顯發展不平衡、不充分的矛盾,這種矛盾在空間自相關作用下的“馬太效應”有可能呈現強化態勢,因此要充分利用空間相關性發揮縣域間生態文明建設的帶動作用,實現生態文明建設整體水平的提高。一方面要構建跨區域無障礙綠色發展的協作機制,加強綠色發展高水平縣域與較低縣域的交流與合作,促進人才、資金和技術等要素在地區之間的流動,推進生態文明建設協同增長。同時要構建和落實跨區域的生態補償機制,推動欠發達地區生態資源轉化為民生福利。另一方面要發揮試點示范的帶動作用,鼓勵綠色發展指數較高的縣域努力作為,有所突破,率先垂范,同時借助空間自相關作用,產生積極的溢出效應和正外部性示范帶動作用。而對于欠發達地區,要避免走以犧牲生態環境為代價換取經濟發展,最后再實施生態補償或修復的道路,要促進經濟增長與環境代價脫鉤,形成示范效應,實現生態效益、經濟效益和社會效益的有機統一。

5 結論與展望

(1)浙江省各市域綠色發展指數及分維度指數的差異明顯,杭州市的綠色發展指數最高,且在環境治理、生態保護、增長質量和綠色生活方面位居全省首位,嘉興市的綠色發展指數最低,且在環境質量和生態保護方面位居全省末位。

(2)從全局趨勢看,浙江省綠色發展指數存在正的空間自相關關系,即具有相似綠色發展指數的縣域在空間呈現集聚態勢；從局部趨勢看,浙江省綠色發展指數空間分布表現出明顯的H-H集聚和L-L集聚兩種類型,呈現擴散互溢與低速增長兩種典型空間分異特征。

(3)在6個分維度指數中,資源利用指數空間依賴程度微弱,四種局域空間集聚類型在空間上呈現分散分布形態；各縣域不同的工業化、城鎮化和經濟發展狀況決定了環境治理在空間上的相關關系偏弱；部分縣域的環境質量LISA空間分布與環境治理的空間分布形成了鮮明的反差,反映出發展較快和開發強度高的東部地區環境質量處于相對劣勢,而發展較慢和開發強度低的西部地區具有明顯的環境質量優勢；生態保護LISA空間分布與環境質量的空間分布相似性較強,這種空間分布一致性說明環境質量指數較高的中西部地區生態保護較好,而環境質量指數較低的東北和東南部地區的生態保護指數較低；各縣域經濟增長質量之間存在比較明顯的空間自相關聯系,但是廣大中西部和南部縣域的經濟增長質量并不高,呈現低速增長態勢；綠色生活LISA空間分布與增長質量的空間分布總體具有一致性,說明增長質量指數較高的北部縣域在構建綠色生活方面有經濟基礎,而增長質量指數較低的中西部和南部縣域在構建綠色生活方面經濟基礎較差。

(4)要充分利用空間相關性發揮縣域間生態文明建設的帶動作用。一方面要構建跨區域綠色發展的協作機制,落實跨區域的生態補償機制,推動欠發達地區生態資源轉化為民生福利。另一方面要發揮試點示范的帶動作用,鼓勵綠色發展指數較高的縣域努力作為,有所突破,率先垂范,借助空間自相關作用產生積極的溢出效應和正外部性示范帶動作用。而對于欠發達地區,要避免走先發展、后治理的道路,促進經濟增長與環境代價脫鉤,形成示范效應,實現生態效益、經濟效益和社會效益的有機統一。

有一些問題還有待在后續研究中得到深入探討。首先,生態文明建設區域差異作為一種非均衡發展的地理現象,加強生態文明建設是推動區域協調可持續發展亟待解決的科學問題,將會成為地理學研究的重要課題之一[27]。隨著地理學將尺度效應和尺度依賴性納入其分析框架[38],未來要探討多尺度如國家、省域、市域、縣域等下的生態文明建設空間依賴性、異質性和尺度效應的影響。其次,2019年12月浙江省結合生態環境部印發 的《國家生態文明建設示范市縣建設指標》《國家生態文明建設示范市縣管理規程》要求,修訂完善了《浙江省生態文明建設示范市縣建設指標》和《浙江省生態文明建設示范市縣管理規程》,后續研究中可加強兩套指標體系的對比分析,以便進一步加強浙江省生態文明示范建設和管理工作。最后,多要素對生態文明建設的作用機理值得進一步探討。