任傳堂,任建蘭2,韋素瓊

(1.福建師范大學(xué) 地理研究所,福建 福州 350007;2.山東師范大學(xué) 地理與環(huán)境學(xué)院,山東 濟南 250358)

生態(tài)文明是人類文明史上嶄新的臺階,其內(nèi)涵是一種新型人地和諧文明形態(tài)[1-4]。生態(tài)文明建設(shè)是新時代全方位、系統(tǒng)性、多途徑、影響深遠(yuǎn)的文明發(fā)展方式[5]。長期以來,我國經(jīng)濟的粗放式發(fā)展導(dǎo)致環(huán)境污染和不可持續(xù)問題嚴(yán)重,高耗能、高污染、低效益的經(jīng)濟發(fā)展方式嚴(yán)重透支了我國的綠色經(jīng)濟發(fā)展?jié)摿?為我國全面進入生態(tài)文明社會、推進美麗中國建設(shè)留下了長期隱患。省域生態(tài)文明建設(shè)作為全面進入生態(tài)文明社會的中觀主體和重要力量,是推進美麗中國建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而,在傳統(tǒng)工業(yè)文明績效考核模式下的經(jīng)濟角逐游戲中,省域的博弈之間難逃“囚徒困境”,導(dǎo)致其發(fā)展過分追求經(jīng)濟效益，忽視環(huán)境和社會效益。隨著我國邁進新時代,生態(tài)文明被提上前所未有的高度,目前已上升為國家戰(zhàn)略[6]，因此加強生態(tài)文明建設(shè)的相關(guān)研究,既符合社會發(fā)展需要,同時也能帶動相關(guān)學(xué)科發(fā)展。

當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)者對生態(tài)文明建設(shè)的研究主要表現(xiàn)在以下方面:①概念的界定與辨析。大量學(xué)者從哲學(xué)理念[7]、概念體系與內(nèi)在邏輯[8]、人地關(guān)系[9]等多維視角對生態(tài)文明的定義和內(nèi)涵進行了闡釋，為生態(tài)文明相關(guān)研究奠定了基本的概念基礎(chǔ)。②不同尺度的區(qū)域主體研究。宏觀尺度主要是從全國省域探究生態(tài)文明建設(shè)的整體規(guī)律或省際差異[10-12];中觀尺度注重自身發(fā)展環(huán)境的區(qū)域特色與問題所在相結(jié)合，力求針對性地解決自身生態(tài)文明建設(shè)問題，包括城市群、經(jīng)濟帶或單個省份等[13-15];微觀尺度注重突出代表性的小區(qū)域特色,包括經(jīng)濟區(qū)[16]、單個城市[17-20]、縣域[21-23]、礦區(qū)[24，25]等。③評價方法方面,大多數(shù)研究基于不同方法按照“目標(biāo)—系統(tǒng)—變量”的思路建立指標(biāo)體系進行綜合測度[26-28],部分學(xué)者基于PSR和改進模型研究生態(tài)文明系統(tǒng)的內(nèi)部作用機制[9,12,29]。通過梳理發(fā)現(xiàn)當(dāng)前研究還存在一系列亟待解決和反思的問題,如缺乏對生態(tài)文明建設(shè)內(nèi)部系統(tǒng)層相互作用及前后因果關(guān)系的深入研究。本文以山東省為案例,基于具有內(nèi)部因果作用關(guān)系鏈框架的DPSIR模型,對山東省生態(tài)文明建設(shè)進行研究,分析其時空演變和內(nèi)部系統(tǒng)因果作用關(guān)系，以期豐富山東省生態(tài)文明建設(shè)的研究工作，為全面進入生態(tài)文明社會和加速“美麗山東”建設(shè)提供借鑒。

1 基于DPSIR模型的生態(tài)文明建設(shè)評價體系

1.1 DPSIR模型內(nèi)涵

DPSIR模型是20世紀(jì)90年代由歐洲環(huán)境署(EEA)在經(jīng)合組織(OECD)提出的,該模型可追溯到20世紀(jì)70年代加拿大統(tǒng)計局提出的SR模型[30]。隨后,在經(jīng)合組織和聯(lián)合國(UN)等機構(gòu)的推動下,先后開發(fā)出PSR、DSR和PSIR等模型[31]。上述模型經(jīng)過不斷完善,其合理性和實用性得到了大大增強,但邏輯上仍不夠嚴(yán)謹(jǐn)。為了更準(zhǔn)確地描述生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的復(fù)雜性和系統(tǒng)內(nèi)各部分相互之間的因果關(guān)系,1993年歐洲環(huán)境署在經(jīng)合組織提出了DPSIR模型,隨后該模型逐漸被學(xué)術(shù)界接納,廣泛運用于環(huán)境管理與保護、資源保護與可持續(xù)發(fā)展等領(lǐng)域。DPSIR模型是一種基于因果關(guān)系鏈條組織信息的框架,其目的在于構(gòu)建“驅(qū)動力—壓力—狀態(tài)—影響—響應(yīng)”的邏輯因果鏈[32]。模型框架通過潛在、直接、再次和倒逼作用依次遞進,人類系統(tǒng)通過響應(yīng)對各系統(tǒng)進行反饋調(diào)節(jié),具體表現(xiàn)為增強驅(qū)動力、減弱壓力、優(yōu)化狀態(tài)和平衡影響(圖1)。

圖1 DPSIR模型的作用機制

1.2 基于DPSIR模型的評價體系

生態(tài)文明建設(shè)是一個涉及多方面的復(fù)雜巨系統(tǒng)。作為一個有機整體，生態(tài)文明建設(shè)內(nèi)部存在著前后關(guān)聯(lián)的因果效應(yīng)和反饋機制。本文基于具有因果關(guān)系鏈框架的DPSIR模型,遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性和可比性等原則設(shè)計指標(biāo)體系(表1)。

表1 山東省生態(tài)文明建設(shè)評價指標(biāo)體系

依據(jù)模型各維度分別建立生態(tài)文明建設(shè)指標(biāo)系統(tǒng)層,各系統(tǒng)層內(nèi)涵具體為:“生態(tài)驅(qū)動力”是引發(fā)生態(tài)環(huán)境變化的潛在因素,是推動區(qū)域環(huán)境變化的內(nèi)部根本動力;“生態(tài)壓力”是指在驅(qū)動力作用下對區(qū)域環(huán)境健康和可持續(xù)發(fā)展造成的障礙力,是區(qū)域環(huán)境變化的直接原因;“生態(tài)健康”是在上述壓力下區(qū)域環(huán)境內(nèi)各要素在質(zhì)和量的綜合表現(xiàn);“生態(tài)影響”是環(huán)境對人類社會的反饋,主要表現(xiàn)為對社會經(jīng)濟、資源環(huán)境等方面的影響;“生態(tài)環(huán)境管理”是人類依據(jù)當(dāng)前環(huán)境的狀態(tài)和其造成的影響所采取的手段和措施,實質(zhì)上是人類對環(huán)境變化的再反饋,目的是維護環(huán)境健康。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 研究方法

生態(tài)文明建設(shè)水平測度模型:首先，采用極差法對原始數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理,以消除不同量綱對計算結(jié)果的影響,權(quán)重計算采用熵值法。然后，通過加權(quán)綜合法構(gòu)建生態(tài)文明建設(shè)的生態(tài)驅(qū)動力指數(shù)D(d)、生態(tài)壓力指數(shù)P(p)、生態(tài)健康指數(shù)S(s)、生態(tài)影響指數(shù)I(i)和生態(tài)環(huán)境管理指數(shù)R(r)各系統(tǒng)層的水平值:

(1)

式中,αl、βj、ηk、δy、λt表示權(quán)重;dl、pj、sk、iy、rt表示5個系統(tǒng)層的標(biāo)準(zhǔn)化值。

生態(tài)文明建設(shè)指數(shù)(ECI)模型為:

T(ECI)=φ1D(d)+φ2P(p)+φ3S(s)+φ4S(s)+φ5R(r)

(2)

式中,T(ECI)為生態(tài)文明建設(shè)指數(shù)測度結(jié)果;φi為權(quán)重,和為1。考慮到生態(tài)文明建設(shè)是一個不可分割的整體,各系統(tǒng)層之間前后存在因果效應(yīng)褳關(guān)系及可持續(xù)發(fā)展的要求,因此該研究φi均取1/5。

耦合度與協(xié)調(diào)度評價模型:耦合度是指多個系統(tǒng)之間相互作用、相互影響的強度,通過參考廖重斌等學(xué)者的研究成果[33-35],將其拓展到DPSIR模型的5個系統(tǒng)層相互作用的耦合度模型:

(3)

式中,C為耦合度,取值范圍[0,1]。C=1系統(tǒng)之間的耦合度最高,表示系統(tǒng)達(dá)到良性共振耦合;C=0,表示系統(tǒng)之間處于完全無關(guān)狀態(tài)。

耦合度只能表示系統(tǒng)間相互作用的強弱,不能反映系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)情況[36]。為了測度協(xié)調(diào)性引入?yún)f(xié)調(diào)度,計算公式為:

(4)

式中,D為協(xié)調(diào)度;C為耦合度;T為生態(tài)文明建設(shè)綜合指數(shù)。

2.2 數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)主要來源于2011—2017年《山東省統(tǒng)計年鑒》和對應(yīng)年份的各地市統(tǒng)計年鑒。部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于《山東省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》和《山東省環(huán)境狀況公報》,其中部分指標(biāo)經(jīng)過換算得出，個別缺失數(shù)據(jù)由插值法補齊。

3 結(jié)果及分析

3.1 山東省生態(tài)文明建設(shè)時空差異分析

山東省生態(tài)文明建設(shè)時序演化分析:參考學(xué)者們的研究成果[5,13,37],結(jié)合山東省生態(tài)文明建設(shè)指數(shù)(ECI)的高低,在(0,1)區(qū)間劃分4個階段,依次對應(yīng)相對落后、相對均衡、均衡發(fā)展和較為發(fā)達(dá)四種生態(tài)文明狀態(tài)(表2),以分析各地市生態(tài)文明建設(shè)的時序演化特征。

表2 山東省生態(tài)文明建設(shè)階段劃分

表2劃分結(jié)果顯示,山東省生態(tài)文明建設(shè)整體上時序演化趨勢良好,2010—2016年山東省17個地市生態(tài)文明建設(shè)水平在時間序列上大體呈現(xiàn)上升的發(fā)展趨勢,由低水平生態(tài)文明向高水平階段發(fā)展。截至2016年，山東省絕大部分地市脫離相對落后狀態(tài),僅有萊蕪市、臨沂市、濱州市和菏澤市的生態(tài)文明建設(shè)處于均衡發(fā)展?fàn)顟B(tài),其他地市均處于相對發(fā)達(dá)狀態(tài)(表3)。同時,山東省生態(tài)文明建設(shè)的時序演化表現(xiàn)出局部波動不穩(wěn)定特征,甚至部分年份出現(xiàn)倒退現(xiàn)象,如臨沂市2010—2012年由均衡發(fā)展?fàn)顟B(tài)倒退為相對均衡狀態(tài)。

表3 2010—2016年山東省17個地市生態(tài)文明建設(shè)ECI

注:各年份指標(biāo)權(quán)重采用2010—2016年權(quán)重算數(shù)平均值。

山東省生態(tài)文明建設(shè)空間差異分析:首先，選取2016年山東省各地市生態(tài)文明建設(shè)指數(shù)和5個系統(tǒng)層得分進行空間差異分析；然后，采用自然斷裂法將17個地市的ECI劃分為5個等級(圖2),分別對應(yīng)為高級生態(tài)文明建設(shè)區(qū)、較高級生態(tài)文明建設(shè)區(qū)、中等生態(tài)文明建設(shè)區(qū)、較低級生態(tài)文明建設(shè)區(qū)和低級生態(tài)文明建設(shè)區(qū)。結(jié)果顯示,山東省生態(tài)文明建設(shè)空間差異顯著,大體上呈現(xiàn)集群化、梯度化、極差化的分異特征。①“集群化”表現(xiàn)為山東生態(tài)文明建設(shè)可劃分為山東半島、魯中南和魯西北3個子區(qū)域。其中,山東半島地區(qū)ECI較高,各地市生態(tài)文明建設(shè)水平均位于中等及以上水平;魯中南地區(qū)生態(tài)文明建設(shè)落后,處于較低級和低級生態(tài)文明建設(shè)類型區(qū);魯西北地區(qū)除濟南外各地市生態(tài)文明建設(shè)也相對較為落后,處于中等及以下水平;濟南市作為山東省會城市,城市發(fā)展基礎(chǔ)好、文化底蘊深厚,其生態(tài)文明建設(shè)處于高級水平。②“梯度化”表現(xiàn)為生態(tài)文明建設(shè)水平整體上呈東高西低的梯度性差異,其中山東省的濟南市憑借政治優(yōu)勢和先發(fā)優(yōu)勢等因素在梯度化中表現(xiàn)為異類。③“極差化”表現(xiàn)為地市間存在巨大差異,山東省青島、威海和濟南3地市為高級生態(tài)文明建設(shè)區(qū),ECI得分均較高,而濱州、臨沂、菏澤和萊蕪4地市為低級生態(tài)文明建設(shè)區(qū),ECI得分均較低,兩者生態(tài)文明建設(shè)水平呈現(xiàn)出“極差化”分異特征。

圖2 2016年山東省生態(tài)文明建設(shè)指數(shù)空間格局

ECI只能從整體上反映山東省各地市的生態(tài)文明建設(shè)情況,而無法反映生態(tài)文明建設(shè)系統(tǒng)內(nèi)部的差異和問題所在,因此需要進一步分析5個系統(tǒng)層(圖3)。從系統(tǒng)層之間來看,整體上生態(tài)壓力系統(tǒng)得分最低,而生態(tài)影響系統(tǒng)得分最高,這表明當(dāng)前生態(tài)文明建設(shè)過程中人類系統(tǒng)對區(qū)域環(huán)境健康造成的障礙力較大,但對人類社會發(fā)展的影響相對較小,這可能是因為人類系統(tǒng)科技發(fā)展和通過反饋響應(yīng)積極調(diào)節(jié)的結(jié)果。從單個系統(tǒng)層來看,生態(tài)驅(qū)動力系統(tǒng)空間差異最小,均值為0.681,標(biāo)準(zhǔn)差最低為0.091,這表明全省各地市引發(fā)環(huán)境變化的內(nèi)部根本動力相接近,各市環(huán)境和土地對當(dāng)前人類活動的承載量差異較小。生態(tài)壓力系統(tǒng)得分最低均值為0.467,遠(yuǎn)低于5個系統(tǒng)層的均值0.649。其中，聊城市較高為0.648,東營等地市低于0.30,這主要是能源消耗和污染物排放強度較高造成的,與山東省工業(yè)化中期發(fā)展階段密切相關(guān),其中煤電等能源消耗是區(qū)域生態(tài)壓力產(chǎn)生的重要因素。生態(tài)健康系統(tǒng)表現(xiàn)為“極差化”分異特征,最高得分為日照市(0.912),最低得分為濱州市(0.279),兩者相差3倍以上,生態(tài)健康與區(qū)域污染物排放量直接相關(guān)。其中，日照市“三廢”排放強度相對較低,同時植被覆蓋率較高，具有一定的凈化作用，而濱州市生態(tài)健康狀態(tài)欠佳。山東省生態(tài)影響系統(tǒng)得分最高均值為0.807,青島、濟南等超過0.90,表明目前環(huán)境變化對人類系統(tǒng)的影響相對較小,這與人類的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)優(yōu)化和社會福利反饋調(diào)節(jié)等密切相關(guān)。山東省生態(tài)環(huán)境管理系統(tǒng)的區(qū)域性最強,青島和威海等山東半島地區(qū)得分較高,內(nèi)陸城市除濟南之外均較低,生態(tài)環(huán)境管理需投入大量人力與物力,因此與當(dāng)?shù)氐纳鐣M步和經(jīng)濟發(fā)展水平相關(guān)。

圖3 2016年山東省17個地市的5個系統(tǒng)層得分

圖4 山東省生態(tài)文明建設(shè)耦合度空間格局

3.2 生態(tài)文明建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展空間格局演變

耦合度空間格局演變分析:運用ACRGIS10.2中的自然斷裂法對耦合度劃分為5個等級(圖4)。整體來看,2010—2016年山東省生態(tài)文明建設(shè)耦合度值均較高,2010年和2016年均值分別為0.940和0.942,處于高度耦合水平。2010—2016年山東省生態(tài)文明建設(shè)耦合度水平變動微弱,但空間格局時序變動較大。表明山東省生態(tài)文明建設(shè)的DPSIR系統(tǒng)耦合共振良好,同時體現(xiàn)出生態(tài)文明建設(shè)系統(tǒng)在DPSIR模型框架下內(nèi)部前后作用因果鏈效應(yīng)顯著,但內(nèi)部穩(wěn)定性較差。從空間差異來看,2010年山東省耦合度呈現(xiàn)相對均勻的分布特征,菏澤、聊城和德州西部三地市耦合度較低均值為0.824,而青島、威海和淄博耦合性較高均超過0.97,其它地市耦合度差異較小(圖4a)。2016年耦合度呈現(xiàn)出一定的梯度規(guī)律性,魯西和魯北等省內(nèi)陸邊緣地市的耦合度偏低,日照市的耦合度最高為0.986,其它地市的耦合度差異較小(圖4b)。從耦合度來看,未來山東省生態(tài)文明建設(shè)需繼續(xù)保持高耦合度優(yōu)勢,同時應(yīng)提高內(nèi)部地市間耦合度的穩(wěn)定性,帶動西部地市的耦合度提升。

圖5 山東省生態(tài)文明建設(shè)協(xié)調(diào)度空間格局

協(xié)調(diào)度空間格局演變分析:耦合度僅顯示出各系統(tǒng)間相互作用的強弱,而系統(tǒng)間協(xié)調(diào)情況需進一步分析。2010年和2016年山東省各地市生態(tài)文明建設(shè)協(xié)調(diào)度均值分別為0.602和0.632,處于中度協(xié)調(diào)水平。整體來看，2010—2016年山東省生態(tài)文明建設(shè)的協(xié)調(diào)度略有提升。在空間格局方面,濟南周邊和山東半島的青島等地市處于高度協(xié)調(diào)水平,這與山東省“雙核”空間模式帶動下的經(jīng)濟發(fā)展格局基本吻合,菏澤等山東省內(nèi)陸西部邊緣地市協(xié)調(diào)度偏低,這與其背離山東省“雙核”空間模式向東輻射的地緣區(qū)位有關(guān),導(dǎo)致其經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱,公共基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境保護等方面發(fā)展遲緩。2010年,山東省東部沿海和濟南周邊地市協(xié)調(diào)度較高,而魯西和魯南等地市協(xié)調(diào)度偏低(圖5a),整體上其空間格局與耦合度格局較為吻合。相比之下,2016年山東省生態(tài)文明建設(shè)協(xié)調(diào)度和其空間格局均變動不大(圖5b)。整體上,協(xié)調(diào)度與耦合度相比,協(xié)調(diào)度時序變化表現(xiàn)出更為穩(wěn)定的特點。從協(xié)調(diào)度來看,未來山東省生態(tài)文明建設(shè)需全面提升協(xié)調(diào)度,重點加強魯西和魯南地區(qū)的協(xié)調(diào)性建設(shè),繼續(xù)發(fā)揮山東省“雙核”模式優(yōu)勢,帶動魯西和魯南地區(qū)發(fā)展。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

本文主要基于DPSIR模型對2010—2016年山東省生態(tài)文明建設(shè)水平進行綜合評價及時空演變分析,得出以下幾條結(jié)論:①山東省生態(tài)文明建設(shè)水平由相對落后向相對發(fā)達(dá)階段演變,2016年絕大部分地市達(dá)到相對發(fā)達(dá)階段,但局部時序演化表現(xiàn)出波動不穩(wěn)定特征。②2016年山東省生態(tài)文明建設(shè)水平差異顯著,主要表現(xiàn)為“集群化、梯度化、極差化”分異特征。5個系統(tǒng)層在時空特征上表現(xiàn)各異,整體上生態(tài)壓力系統(tǒng)得分最低,生態(tài)影響系統(tǒng)得分最高。③2010—2016年山東省生態(tài)文明建設(shè)處于高度耦合水平,但耦合格局時序變化較大,內(nèi)部地市間耦合度穩(wěn)定性有待提升;山東省協(xié)調(diào)度處于中度協(xié)調(diào)水平,協(xié)調(diào)空間格局表現(xiàn)出更為穩(wěn)定的特征,時序變動較小。

4.2 建議

根據(jù)以上分析結(jié)果,提出以下建議:①生態(tài)文明建設(shè)分區(qū)治理。山東省生態(tài)文明建設(shè)空間差異顯著,各地市生態(tài)文明建設(shè)水平高低和內(nèi)部驅(qū)動機制差異較大,需要針對性地分區(qū)治理。其中,東部半島地區(qū)經(jīng)濟效益較高，而社會效益和環(huán)境效益是生態(tài)文明建設(shè)的短板，因此需要更加注重社會和諧，促進環(huán)境健康保護工作的開展,搞好生態(tài)環(huán)境治理工作;魯中南和魯西北地區(qū)整體較為落后，需加速經(jīng)濟發(fā)展,彌補經(jīng)濟基礎(chǔ)落后的短板，同時兼顧社會進步與環(huán)境保護，避免走“先發(fā)展后保護”的彎路。山東省西部地區(qū)缺乏經(jīng)濟發(fā)展的活力，各地市需要結(jié)合自身的區(qū)位特色和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢實現(xiàn)加速發(fā)展。如濟南市周邊地區(qū)可借助臨近濟南“增長極”的區(qū)位優(yōu)勢，提升產(chǎn)業(yè)的外向度。棗莊市應(yīng)擺脫資源依賴型的發(fā)展慣性，大力發(fā)展旅游業(yè)，開采后的礦區(qū)發(fā)展“礦區(qū)旅游”等新型旅游業(yè)。②降低生態(tài)環(huán)境的外部壓力,提升生態(tài)環(huán)境承載力。從5個系統(tǒng)層來看,生態(tài)壓力系統(tǒng)是山東省生態(tài)文明建設(shè)的短板,減輕生態(tài)環(huán)境壓力可從“人”和“地”兩方面入手。一是合理控制城市人口數(shù)量,大力提倡低碳減排的生活方式,以降低人類日常生活物質(zhì)消耗對生態(tài)環(huán)境的索取強度;二是優(yōu)化“地”的生態(tài)系環(huán)境統(tǒng)結(jié)構(gòu),提升生態(tài)環(huán)境承載力,尤其是脆弱地區(qū)生態(tài)環(huán)境承載力。③穩(wěn)定生態(tài)文明建設(shè)的耦合度,提高其協(xié)調(diào)度。當(dāng)前山東省生態(tài)文明建設(shè)耦合度偏高但穩(wěn)定性差,而其協(xié)調(diào)度偏低但穩(wěn)定性較好。未來山東省生態(tài)文明建設(shè)需從5個系統(tǒng)層入手,在提高耦合度穩(wěn)定性的同時繼續(xù)保持高耦合度優(yōu)勢,帶動西部地市耦合度提升;提升協(xié)調(diào)度需重點加強魯西和魯南地區(qū)的協(xié)調(diào)性建設(shè),繼續(xù)發(fā)揮山東省“雙核”模式優(yōu)勢,帶動魯西和魯南地區(qū)發(fā)展。