黃 嬌， 陳 海， 王佳宇， 白曉娟

（1.西北大學城市與環(huán)境學院，陜西 西安 710127；2.陜西省地表系統(tǒng)與環(huán)境承載力重點實驗室，陜西 西安 710127）

社會-生態(tài)系統(tǒng)是基于社會系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)之間相互影響、相互作用形成的耦合系統(tǒng)，兼具系統(tǒng)整體性、內(nèi)部層次性、復雜性與不確定性等特征［1-2］。恢復力作為社會-生態(tài)系統(tǒng)的關鍵屬性［3］，被定義為系統(tǒng)經(jīng)受干擾并能夠維持自身結構、功能、特性及反饋的能力［4］，在快速城鎮(zhèn)化、人口增長及氣候變化等環(huán)境背景下為該領域的研究提供了新的思路。隨著恢復力從生態(tài)恢復力向社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力的演變［5］，社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力的測度及其協(xié)調(diào)發(fā)展時空演變的探討已成為研究熱點［6-8］，這對于提升區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力和促進其可持續(xù)發(fā)展意義重大［9］。

國內(nèi)外學者已就社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力的測度與評估開展了廣泛研究，涉及國家［10］、省市［11-12］、景觀［13］等多個尺度，研究對象主要集中于旅游開發(fā)［14］、采礦活動［15］、氣候［16］及自然災害［17］等單一擾動因素的社會-生態(tài)系統(tǒng)，目前少有研究以縣域為評價單元對多元因素驅(qū)動下的區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力進行分析。在恢復力理論背景下，恢復力的定量評價是進一步理解社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力變化機制的關鍵，當前對社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力的評估仍未形成統(tǒng)一的范式，測度方法主要包括模型評估［18-19］和替代性指標體系評價［6］，部分研究通過探討脆弱性與恢復力［20］的關系，僅在脆弱性模型［21］的基礎上對系統(tǒng)恢復力進行量化［22］，還缺少對應對能力的關注。目前，諸多研究以社會、經(jīng)濟、生態(tài)等子系統(tǒng)為測度單元，基于脆弱性與應對能力2 個層面構建指標體系，進而通過綜合指數(shù)法、集對分析等實現(xiàn)社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力的定量評價［10,14］。其中，集對分析作為一門處理不確定性問題的系統(tǒng)理論方法［23］，已在脆弱性評價、安全評價、多屬性決策等［24-26］領域得以廣泛應用，其在具有復雜且不確定性等特征的社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力量化方面具有一定的優(yōu)勢［27］。在對社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力進行評價的基礎上，現(xiàn)有研究主要側重于運用回歸分析［28］、障礙度模型［29］等方法分析社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力的影響因素，對社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力協(xié)調(diào)發(fā)展的時空演變研究較少，既有的恢復力協(xié)調(diào)發(fā)展研究［7-8］表明耦合系統(tǒng)恢復力強調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部之間的協(xié)調(diào)和融合關系，系統(tǒng)的健康發(fā)展需要子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)演進，探究各子系統(tǒng)恢復力的相互協(xié)調(diào)關系可更好地反映社會-生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展狀況。

鑒于此，本文以受城鎮(zhèn)化發(fā)展、資源開發(fā)及氣候等多因素影響的陜西省社會-生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，將其劃分為社會、經(jīng)濟、生態(tài)3 個子系統(tǒng)構建評價指標體系，采用集對分析法，以縣域為評價單元對陜西省2000—2020年的社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力進行測度，基于恢復力測度結果，運用二元及三元耦合協(xié)調(diào)度模型分析社會-生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展水平，從區(qū)域?qū)用娼沂径ㄉ鐣?經(jīng)濟、社會-生態(tài)、經(jīng)濟-生態(tài)）和三元（社會-經(jīng)濟-生態(tài)）子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度的時空演變特征，并通過灰色關聯(lián)度及雙變量空間自相關模型進一步探討二元與三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展變化間的數(shù)量關聯(lián)度與空間相關關系，研究可為區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性管理與發(fā)展策略制定提供理論依據(jù)與決策支持。

1 研究區(qū)概況

陜西?。?1°42′N～39°35′N，105°29′E～111°15′E）位于中國中部，黃河中游地區(qū)，土地面積2.056×105km2，地勢南北高、中間低，在地理空間上形成陜北黃土高原、關中平原、陜南秦巴山地3個自然區(qū)（圖1），氣溫、年平均降水量由南向北逐漸降低。陜北地區(qū)地形破碎、千溝萬壑，屬于半干旱區(qū)，生態(tài)環(huán)境脆弱；關中平原介于陜北黃土高原與秦嶺山地之間，地勢平坦、氣候溫和；陜南地區(qū)秦嶺、巴山及漢江盆地形成“兩山夾一川”的地貌結構，為濕潤區(qū)，年降水量大，滑坡、山洪等地質(zhì)災害頻發(fā)。陜西省下轄10 個地級市，共107個縣級行政單元，截至2020年，陜西省常住人口3.955×107人，地區(qū)生產(chǎn)總值2.618×1012元。陜北地區(qū)能源豐富、能源工業(yè)地位突出、經(jīng)濟發(fā)展迅速；關中地區(qū)人口密集、交通便利、產(chǎn)業(yè)多樣化發(fā)展、經(jīng)濟條件優(yōu)越；陜南地區(qū)經(jīng)濟基礎薄弱，產(chǎn)業(yè)發(fā)展受山地地形及生態(tài)保護的限制，工業(yè)化程度較低，社會經(jīng)濟效益不高。陜北、關中、陜南三大自然區(qū)差異顯著的自然地理環(huán)境、社會經(jīng)濟發(fā)展水平，加之擁有多樣的社會-生態(tài)系統(tǒng)，為區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力協(xié)調(diào)發(fā)展的時空演變分析提供了良好的研究區(qū)。

圖1 研究區(qū)示意圖Fig.1 Schematic diagram of the study area

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與處理

本研究數(shù)據(jù)主要來源于：（1）社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)。源自2000、2020 年的《中國縣域統(tǒng)計年鑒》《陜西統(tǒng)計年鑒》《陜西區(qū)域統(tǒng)計年鑒》、陜西省各地市統(tǒng)計年鑒及相關區(qū)縣國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報等公開資料，部分缺失數(shù)據(jù)由增長率推算或相鄰年份代替。（2）土地利用數(shù)據(jù)。2000、2020年的土地利用數(shù)據(jù)來源于中國西部環(huán)境與生態(tài)科學數(shù)據(jù)中心的陜西省1∶100000土地利用矢量數(shù)據(jù)集，重采樣為30 m的地類柵格，將地類分為耕地、林地、草地、水域、建設用地及未利用地6 類，按照陜西省縣級行政區(qū)劃對其進行提取分析與柵格面積計算。為消除指標的量綱和數(shù)量級差異，根據(jù)指標影響性質(zhì)，采用極值法對數(shù)據(jù)進行標準化處理。在綜合指標體系測度中，客觀賦權法根據(jù)各指標所提供的信息量來決定指標的權重，為避免主觀因素帶來的偏差，采用熵權法確定指標權重，具體計算步驟見參考文獻［30］。

2.2 指標體系構建

恢復力測度指標的選取因區(qū)域特性、系統(tǒng)類型、要素選擇及研究視角等不同而產(chǎn)生差異，目前關于恢復力評價指標體系的構建尚未形成統(tǒng)一的范式。理論上恢復力測度由社會、經(jīng)濟、生態(tài)、政策和文化5 個要素組成，其中政策和文化多通過其他因素的影響而顯現(xiàn)［12］。在外部擾動作用下，系統(tǒng)不穩(wěn)定性和抗性作為恢復力測度的主要因子，可分別通過系統(tǒng)的脆弱性和應對能力來表征［27,29］，其中脆弱性反映系統(tǒng)在受到擾動后結構和功能受到損害的程度，是系統(tǒng)所受壓力和自身敏感性相互作用的結果［7,31］，應對能力是系統(tǒng)通過自身完善和結構調(diào)整對干擾的抵抗程度［8］。因此，參考相關研究［7,27,32］，從研究尺度、地區(qū)基本情況、系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展等方面出發(fā)，選取社會、經(jīng)濟和生態(tài)3 個子系統(tǒng)為測度單元，以區(qū)域自然地理環(huán)境和人類活動驅(qū)動作用下引發(fā)的各子系統(tǒng)脆弱性因子來衡量系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，選取利于各子系統(tǒng)發(fā)展并在一定程度上有助于系統(tǒng)恢復力提升的應對能力因子來衡量系統(tǒng)的抗性，通過相關性分析，遵循系統(tǒng)性、代表性、數(shù)據(jù)可獲得性等原則，共遴選出20項指標因子（表1），對陜西省社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力進行測度。

表1 陜西省社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力評價指標體系Tab.1 Evaluation index system of social-ecological system resilience in Shaanxi Province

社會子系統(tǒng)主要考慮社會的穩(wěn)定性、抵御風險的能力和學習能力。人口密度衡量人口特征；糧食產(chǎn)量評價基本物質(zhì)條件；社會消費品零售總額、地方財政支出表征消費水平和財政支持力度；中小學在校生人數(shù)反映教育普及及學習能力；萬人擁有醫(yī)療衛(wèi)生機構床位數(shù)衡量醫(yī)療衛(wèi)生服務提供能力。

經(jīng)濟子系統(tǒng)映射經(jīng)濟的發(fā)展和支撐能力，農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值、規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值代表生產(chǎn)能力與產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模；金融機構貸款余額反映資金需求程度；產(chǎn)業(yè)結構多樣化指數(shù)采用赫芬達爾指數(shù)的倒數(shù)計算［33］，衡量產(chǎn)業(yè)發(fā)展的平衡程度；GDP、人均可支配收入和財政收入表示經(jīng)濟實力；全社會固定資產(chǎn)投資反映資本投資額度。生態(tài)子系統(tǒng)主要考慮生態(tài)本底條件和生態(tài)脅迫因素，化肥施用強度和農(nóng)用塑料薄膜使用強度作為反映生態(tài)壓力的指標；造林面積比例反映綠化環(huán)保力度；生物豐度［34-35］、人均林草地面積反映生態(tài)功能及生態(tài)平衡狀況；土地利用程度［36］用以衡量人類對區(qū)域土地利用的廣度和深度。

2.3 研究方法

2.3.1 集對分析法基于集對分析進行多屬性評價，記為Q={F,D,E,W}，其中，評價方案集F={f1,f2,…,fm} ，評價指標集D={d1,d2,…,dn} ，評價對象集E={e1,e2,…,ek} ，評價指標權重集W={w1,w2,…,wn} ，在同一空間內(nèi)進行對比確定各評價方案中的最優(yōu)指標構成最優(yōu)評價集U={}u1,u2,…,un，各評價指標中最劣評價指標構成最劣評價集V={v1,v2,…,vn} ，其中un、vn分別為指標的最優(yōu)值和最劣值。建立集對{Fm,U} 在[U,V]上的聯(lián)系度為：

式中：μ為集合的聯(lián)系度；fm為評價方案；am為同一度；bm為差異度；cm為對立度；i和j分別為差異度和對立度系數(shù)；apk和cpk分別為評價指標dpk與集合[vp,up] 的同一度和對立度；wp為第p項指標的權重。

當dpk對評價結果起正向作用時，

當dpk對評價結果起負向作用時，

方案fm與最優(yōu)方案集U的相對貼近度rm可定義為：

式中：rm反映了被評方案fm與最優(yōu)方案集U的聯(lián)系度，rm值越大表示被評價對象越接近最優(yōu)方案。

2.3.2 耦合協(xié)調(diào)度模型耦合協(xié)調(diào)度模型包括耦合度和協(xié)調(diào)度，可用于描述2 個或多個系統(tǒng)間的相互作用程度及協(xié)調(diào)發(fā)展水平［37-38］。引入耦合協(xié)調(diào)度模型，借鑒已有研究成果［39］將協(xié)調(diào)發(fā)展度分為10個評價等級（表2），分析社會、經(jīng)濟、生態(tài)子系統(tǒng)恢復力間的相互作用關系及協(xié)調(diào)狀態(tài)，以進一步反映社會-生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展變化程度。

表2 協(xié)調(diào)發(fā)展階段及程度Tab.2 Coordinated development stage and degree

王淑佳等［40］修正后的耦合度模型加大了耦合度（C）值的區(qū)分度且在測量效度上更佳，因此，本文運用耦合度修正模型構建二元及三元子系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度模型如下：

當n=2 時，假定maxUi為U2，得到二元子系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度模型：

當n=3 時，假定maxUi為U3，得到三元子系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度模型：

式中：U1、U2、U3分別為社會、經(jīng)濟、生態(tài)子系統(tǒng)恢復力；C、C′為耦合度；T、T′為協(xié)調(diào)度；D、D′為系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度；α、β、γ為待定權重。本文認為3 個子系統(tǒng)同等重要，取式（5）中α=β=0.5，取式（6）中α=β=γ=。

2.3.3 雙變量空間自相關雙變量空間自相關分析能揭示空間變量與鄰近空間上其他變量的相關性［41］。本研究借助GeoDa1.18 軟件，基于鄰接關系建立空間權重矩陣，通過雙變量空間自相關對二元與三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展變化的空間相關關系進行探究。

運用雙變量全局空間自相關分析整個研究區(qū)內(nèi)兩變量的空間關聯(lián)性［42］，利用全局Moran’sI進行表征，公式為：

采用雙變量局部空間自相關進一步反映局部區(qū)域中兩變量的集聚性與分異特征［43］，利用局部Moran'sI進行表征，公式為：

式中：I、Ii分別為雙變量全局和局部Moran’sI，Moran’sI取值[-1,1]，Moran’sI＞0 表示存在空間正相關，Moran’sI＜0表示存在空間負相關，Moran’sI=0表示不存在空間關聯(lián)性，即隨機分布；Wij為空間單元i和j的空間權重矩陣；xi、yj分別為自變量、因變量在空間單元i、j的值；分別為自變量、因變量的平均值；S2為所有空間單元中變量值的方差；zi、zj為方差標準化的空間單元變量值。根據(jù)Ii形成高-高聚集、低-低聚集、高-低聚集和低-高聚集4種聚類模式，在此基礎上繪制LISA分布圖。

3 結果與分析

3.1 社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力測度結果與變化趨勢分析

分別計算2000、2020 年各區(qū)域恢復力，得到社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力的整體變化情況（圖2）。

圖2 2000—2020年陜西省社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力Fig.2 Social-ecological system resilience in Shaanxi Province from 2000 to 2020

3.1.1 子系統(tǒng)恢復力變化趨勢分析2000—2020年陜西省社會恢復力由0.323 上升為0.729，陜南、關中、陜北社會恢復力分別從0.296、0.411、0.164 增長至0.706、0.765、0.675，伴隨著城鎮(zhèn)化的高速發(fā)展，各地區(qū)財政支持力度增強，基礎設施配套日漸完善，教育、醫(yī)療、社會保障等社會事業(yè)得以快速發(fā)展，人民生活環(huán)境與生活質(zhì)量不斷提高，地區(qū)之間的社會發(fā)展差異逐漸縮小，社會恢復力均具增長趨勢。陜西省經(jīng)濟恢復力由2000年的0.217大幅上升為2020年的0.847，陜南、關中、陜北經(jīng)濟恢復力分別從0.185、0.267、0.144 增長至0.796、0.877、0.839，陜南積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構，經(jīng)濟恢復力上升趨勢顯著；關中經(jīng)濟增長速率快且競爭力強，經(jīng)濟恢復力始終居于首位；陜北在以石油、煤炭、天然氣等為主的能源開采和加工產(chǎn)業(yè)的興起下，經(jīng)濟總量不斷升高，經(jīng)濟恢復力增幅最大。2000—2020 年陜西省生態(tài)恢復力由0.635 微弱降低至0.622，陜南、關中、陜北生態(tài)恢復力分別從0.728、0.552、0.710 變化為0.720、0.542、0.684，陜南森林覆蓋率高，生態(tài)恢復力始終高于關中和陜北；關中城市集中分布，生態(tài)恢復力始終處于末位；陜北隨著造林面積的逐漸減少，生態(tài)恢復力具有微弱下降的變化態(tài)勢。

3.1.2 社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力變化趨勢分析2000—2020 年陜西省社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力從0.303 顯著上升至0.779。陜南、關中、陜北社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力分別從0.299、0.352、0.204 變化為0.759、0.795、0.768。陜南社會、經(jīng)濟恢復力提升顯著，社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力也隨之增長；關中平坦的地勢、便利的交通等為社會、經(jīng)濟的發(fā)展提供了良好的基礎條件，社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力水平最高；陜北經(jīng)濟恢復力增幅大且綠化建設下生態(tài)恢復力維持在較高水平，社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力增長態(tài)勢顯著。

3.2 社會-生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展時空變化分析

根據(jù)恢復力測度結果，依據(jù)公式（5）和（6），分別計算2000、2020 年各評價單元二元、三元子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展度，并按前文所述評價等級（表2）得到各區(qū)域協(xié)調(diào)階段的縣域數(shù)量占比情況（表3）和時空分異圖（圖3）。

表3 2000—2020年陜西省社會-生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)階段占比Tab.3 Proportion of each coordination stage of social-ecological system in Shaanxi Province from 2000 to 2020/%

圖3 2000—2020年陜西省社會-生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展空間演變Fig.3 Spatial evolution of coordinated development of social-ecological system in Shaanxi Province from 2000 to 2020

3.2.1 社會-經(jīng)濟子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展時空變化特征2000—2020 年陜西省社會-經(jīng)濟子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度由0.422升至0.823，失調(diào)衰退、過渡調(diào)和階段占比分別下降45.79%、39.26%，協(xié)調(diào)發(fā)展階段占比增長至95.33%（表3），整體維持南高北低的分布格局，但空間差異減弱（圖3a、e）。陜南、關中、陜北兩子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度分別由0.405、0.482、0.311 上升至0.815、0.846、0.781，始終是關中＞陜南＞陜北。陜南社會經(jīng)濟基礎較弱，但其在移民搬遷安置工程和循環(huán)經(jīng)濟規(guī)劃的實施、扶貧政策的落實以及關中-天水經(jīng)濟區(qū)的輻射帶動作用下，城鎮(zhèn)化建設加快，經(jīng)濟發(fā)展動力增強，經(jīng)濟、社會恢復力共同提升，2020年協(xié)調(diào)發(fā)展階段占比92.86%，良好協(xié)調(diào)縣域圍繞市轄區(qū)連片集中分布；關中協(xié)調(diào)發(fā)展階段占比增長77.78%，2020年達96.30%，良好、優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)縣域集聚特征明顯，是因為關中區(qū)位優(yōu)勢明顯，人口吸納能力強，交通、公共設施等配套更為完善，且西安市作為“增長極”輻射帶動周圍地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，兩子系統(tǒng)互促作用加強；陜北2000年失調(diào)衰退階段占比高達84.00%，隨著能源化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造的巨大經(jīng)濟效益對社會建設的帶動作用增強，2020年96.00%的縣域處于協(xié)調(diào)發(fā)展階段，但區(qū)域內(nèi)資源分布不均，人口密度較低，縣域經(jīng)濟發(fā)展水平差異較大，南低北高的空間分布特征不變。

3.2.2 社會-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展時空變化特征2000—2020 年陜西省社會-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度從0.471 增至0.714，協(xié)調(diào)發(fā)展階段比例增長57.95%（表3），形成中間低南北高的分布格局（圖3b、f）。陜南、關中、陜北兩子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度分別由0.483、0.515、0.363 升至0.769、0.668、0.751，由關中＞陜南＞陜北轉(zhuǎn)變?yōu)殛兡希娟儽保娟P中。陜南是我國中部地區(qū)的生態(tài)安全屏障及南水北調(diào)中線供水工程的主要水源區(qū)，生態(tài)恢復力高，在社會恢復力的大幅提升下，協(xié)調(diào)發(fā)展階段占比增至85.71%，以良好協(xié)調(diào)縣域的集中分布為主；關中協(xié)調(diào)發(fā)展階段比例增長40.74%，但2020 年仍有11.11%的縣域處于失調(diào)衰退階段，中心低四周高的分布差異凸顯，是由于以西安市為中心的城市規(guī)模擴張導致綠地面積縮小、生態(tài)功能減弱，兩子系統(tǒng)協(xié)調(diào)作用相對較弱；陜北隨著退耕還林等工程的實施及社會發(fā)展水平的提升，協(xié)調(diào)發(fā)展階段占比增至96.00%，處于中級協(xié)調(diào)的縣域連片分布，南低北高的空間分布差異減弱。

3.2.3 經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展時空變化特征2000—2020 年陜西省經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度從0.394增長到0.727，失調(diào)衰退、過渡調(diào)和階段占比分別衰減51.40%、34.58%，2020年90.65%的縣域處于協(xié)調(diào)發(fā)展階段（表3），中部低南北高的空間分布差異顯現(xiàn)（圖3c、g）。陜南、關中、陜北兩子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度分別由0.388、0.420、0.346 升至0.790、0.668、0.783，陜南、陜北增幅較大，協(xié)調(diào)發(fā)展度轉(zhuǎn)向陜南＞陜北＞關中。陜南實施循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略，生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展此消彼長的關系減輕，2020年全域處于協(xié)調(diào)發(fā)展階段，中級、良好協(xié)調(diào)縣域集聚分布；關中協(xié)調(diào)發(fā)展階段占比由7.41%增至81.48%，空間上形成中部低四周高的分布特征，是由于以西安、咸陽、渭南市為主的部分縣域在經(jīng)濟快速發(fā)展下，地類的轉(zhuǎn)移及土地利用程度的增強使得生態(tài)恢復力較低，相對低等級協(xié)調(diào)發(fā)展縣域呈條帶狀分布于此；陜北在經(jīng)濟躍升的同時生態(tài)環(huán)保力度大，失調(diào)衰退階段占比大幅下降72.00%，2020年全部縣域邁入?yún)f(xié)調(diào)發(fā)展階段，以中級、良好協(xié)調(diào)為主，呈南高北低的分布格局。

3.2.4 社會-經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展時空變化特征2000、2020 年陜西省社會-經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度分別為0.424、0.755，增長態(tài)勢顯著，協(xié)調(diào)發(fā)展階段占比從14.95%上升至92.52%（表3），保持南高北低的空間分布特征（圖3d、h）。2000—2020年陜南、關中、陜北三子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度分別由0.418、0.468、0.337增至0.789、0.730、0.769，與社會-生態(tài)、經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)變化一致，關中生態(tài)恢復力相對較低，與社會、經(jīng)濟恢復力差距變大，協(xié)調(diào)發(fā)展度逐漸低于陜南、陜北。陜南協(xié)調(diào)發(fā)展階段占比增長82.15%，改變了區(qū)域內(nèi)部分低水平協(xié)調(diào)發(fā)展度縣域連續(xù)分布的格局，良好協(xié)調(diào)縣域的集聚效應凸顯；關中失調(diào)衰退、過渡調(diào)和階段占比均下降33.33%，協(xié)調(diào)發(fā)展階段占比增至88.89%，形成中心低四周高的空間分布特征，主要是由于以西安市轄區(qū)為主的區(qū)域人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的作用較強，較低的生態(tài)恢復力導致系統(tǒng)間協(xié)調(diào)發(fā)展度相對較低；陜北社會、經(jīng)濟恢復力大幅增長且綠化建設投資大，協(xié)調(diào)發(fā)展度增長態(tài)勢顯著，2020 年區(qū)域內(nèi)所有縣域處于協(xié)調(diào)發(fā)展階段，南低北高的分布差異減弱。

3.3 二元與三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展變化相關性分析

3.3.1 數(shù)量相關性分析基于灰色關聯(lián)分析分別計算陜西省2000—2020 年社會-經(jīng)濟、社會-生態(tài)、經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)與社會-經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度變化值間的關聯(lián)程度分別為0.770、0.751、0.854。研究期間三類二元子系統(tǒng)與三元子系統(tǒng)恢復力協(xié)調(diào)發(fā)展度變化之間具有較高的關聯(lián)性，影響程度為經(jīng)濟-生態(tài)＞社會-經(jīng)濟＞社會-生態(tài)，這表明各地區(qū)對產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、環(huán)境的保護及生活質(zhì)量的改善使得社會、經(jīng)濟及生態(tài)子系統(tǒng)間相互作用的程度越來越高，3 個子系統(tǒng)之間互利互補、有序發(fā)展，在二元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展變化的共同驅(qū)動作用下三元子系統(tǒng)向協(xié)調(diào)發(fā)展階段轉(zhuǎn)變。

3.3.2 全局及局部空間相關性分析分別以2000—2020 年陜西省三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度變化值作為第一變量，三類二元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度變化值作為第二變量，運用GeoDa1.18 空間分析軟件計算三類二元子系統(tǒng)與三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展變化的雙變量Moran’sI（表4），以探究兩者之間變化的總體空間分布相關性。由表4 可知，社會-經(jīng)濟、社會-生態(tài)、經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)與社會-經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度變化值的雙變量Moran’sI分別為0.459、0.442、0.478，采用蒙特卡羅模擬方法進行顯著性檢驗，三類二元子系統(tǒng)與三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度變化值的全局Moran’sI均通過了5%水平上的顯著性檢驗，且|Z|均大于1.96，這表明研究期間二元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度變化與三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度變化之間存在顯著的空間正向關聯(lián)特征，兩者在空間分布上存在高-高或低-低的聚集現(xiàn)象。

表4 2000—2020年陜西省二元與三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度變化值的雙變量Moran’s I統(tǒng)計值Tab.4 Bivariate Moran’s I of the change value of coordinated development degree of binary and ternary subsystems in Shaanxi Province from 2000 to 2020

全局Moran’sI僅從整體上體現(xiàn)2000—2020 年二元與三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度變化的空間相關性，未能顯示出局部的空間信息，故在此基礎上通過雙變量局部空間自相關分析進一步反映區(qū)域兩者間的局部關聯(lián)性，通過z檢驗（P＜0.05）繪制雙變量局部空間自相關LISA聚類圖，在空間上顯示出正相關的高-高、低-低聚類及負相關的低-高、高-低聚類。總體上，2000—2020 年陜西省社會-經(jīng)濟、社會-生態(tài)、經(jīng)濟-生態(tài)與社會-經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度變化存在集聚特征的評價單元主要以正向關聯(lián)的高-高、低-低類型分布于關中和陜北，陜南兩者間的相關性不顯著，存在集聚特征的縣域零星分布。

陜西省社會-經(jīng)濟子系統(tǒng)與三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度變化存在集聚特征的評價單元有23 個，陜南、關中、陜北分別占4.35%、52.17%、43.48%（圖4a）。陜南中南部縣域社會-經(jīng)濟子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度基礎水平低但提升空間大，存在集聚特征縣域的三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度在其周圍地區(qū)社會-經(jīng)濟子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度變化的影響下表現(xiàn)出高-高類型的正向關聯(lián)特征；關中西安市及其周圍地區(qū)在人口密度增加、工業(yè)企業(yè)發(fā)展等因素驅(qū)動下，社會-經(jīng)濟子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度基數(shù)較高且仍具上升趨勢，但變化值相對較小，對周圍地區(qū)三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度提升的帶動作用不大，低-低類型在此分布；陜北北部能源富集區(qū)經(jīng)濟競爭力強且基礎設施建設快，三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度受到其相鄰縣域社會-經(jīng)濟子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度的空間溢出作用，高-高類型集中分布，其中三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度提升值較小的榆陽區(qū)被周圍社會-經(jīng)濟子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度提升顯著的縣域包圍，表現(xiàn)為低-高型的負向關聯(lián)特征。

圖4 2000—2020年陜西省二元與三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度變化的雙變量LISA分布Fig.4 Bivariate LISA distribution of the change value of the coordinated development degree of binary and ternary subsystems in Shaanxi Province from 2000 to 2020

陜西省社會-生態(tài)子系統(tǒng)與三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度變化存在集聚特征的評價單元有34 個，陜南、關中、陜北占比分別為2.94%、52.94%、44.12%（圖4b）。陜南東南部安康市轄區(qū)生態(tài)恢復力因城鎮(zhèn)規(guī)模擴張存在下降趨勢，三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度提升緩慢，其被周圍地區(qū)社會-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度提升顯著的縣域圍繞表現(xiàn)出低-高型的異質(zhì)性空間集聚特征；關中平原生態(tài)子系統(tǒng)在較強的人類活動擾動下恢復力相對較低，社會-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度增幅較小，在此產(chǎn)生空間關聯(lián)特征的縣域三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展變化與其周邊相鄰縣域社會-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展變化具有一定的趨同性，低-低類型集中分布；陜北南部生態(tài)環(huán)境較好，其社會資本投資額度及社會消費能力的提升促進了社會、生態(tài)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，社會-生態(tài)子系統(tǒng)與三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度協(xié)同提升，高-高類型縣域連片分布。

陜西省經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)與三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度變化存在集聚特征的評價單元數(shù)量為24個，陜南、關中、陜北分別占4.17%、70.83%、25.00%（圖4c）。陜南秦嶺南麓區(qū)域在上升趨勢明顯的經(jīng)濟帶動作用下，經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展度增幅顯著，促進其鄰近縣域三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度的提升，高-高類型在此分布；關中中部偏東地區(qū)生態(tài)恢復力的提升受到經(jīng)濟快速發(fā)展的制約，經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展作用緩慢，與周邊三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度變化較小的地區(qū)產(chǎn)生正向關聯(lián)特征，形成低-低型空間集聚格局；陜北兩者之間主要以高-高類型集聚分布在基礎條件差但經(jīng)濟、生態(tài)恢復力提升顯著的東部邊緣地區(qū)，該區(qū)域在經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)同作用增強的同時促進了其周邊地區(qū)三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度的大幅提升，在此形成正向關聯(lián)的高-高型集聚。

4 討論

陜西省作為我國“西部大開發(fā)”和“一帶一路”建設的重點地區(qū)，經(jīng)濟發(fā)展動力強，社會生活環(huán)境和質(zhì)量不斷優(yōu)化，各區(qū)域社會、經(jīng)濟恢復力協(xié)同提升顯著且差距逐漸縮小。同時，陜西省是我國率先實施“退耕還林”生態(tài)建設工程的省份之一，生態(tài)建設資金投入力度大，在生態(tài)政策影響下生態(tài)恢復力較強，但隨著能源工業(yè)發(fā)展、城鎮(zhèn)化建設加快及造林面積減少，生態(tài)恢復力呈微弱的下降趨勢，且省內(nèi)空間異質(zhì)性較強，研究期間關中生態(tài)恢復力始終低于陜南、陜北，這與丁振民等［44］基于陜西省土地利用轉(zhuǎn)移情況對關中平原建設用地面積不斷擴大且主要由耕地轉(zhuǎn)入的分析相契合。

社會-生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部失調(diào)和外部失衡可能是系統(tǒng)內(nèi)任一子系統(tǒng)的滯后引起的，各二元子系統(tǒng)同步協(xié)調(diào)發(fā)展是三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展水平提升的前提［7］，陜西省社會、經(jīng)濟恢復力的顯著增強有力地推動了各區(qū)域二元子系統(tǒng)間的有序發(fā)展，三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度在各二元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展程度共同上升的驅(qū)動下向協(xié)調(diào)發(fā)展階段轉(zhuǎn)變，其中經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度變化與三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度變化間的數(shù)量及空間關聯(lián)性均高于社會-經(jīng)濟和社會-生態(tài)子系統(tǒng)，說明在保持經(jīng)濟恢復力不斷向好發(fā)展的趨勢下，促進各區(qū)域生態(tài)恢復力的協(xié)同提升對社會-生態(tài)系統(tǒng)整體協(xié)調(diào)發(fā)展至關重要，如唐曉靈等［45］所述，陜西省在發(fā)展過程中要以經(jīng)濟建設為中心，推動區(qū)域經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展、共同進步。針對生態(tài)恢復力在陜西省社會-生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展中的重要性，本研究考慮地區(qū)不同的生態(tài)本底條件提出幾點提升各區(qū)域生態(tài)恢復力協(xié)調(diào)發(fā)展的建議：（1）陜南地區(qū)自然生態(tài)條件優(yōu)越但敏感性高，該地區(qū)應以生態(tài)保護為主，因地制宜發(fā)展生態(tài)產(chǎn)業(yè)；（2）關中地區(qū)城鎮(zhèn)建設集中，人類活動強度大，應加強生態(tài)修復提高區(qū)域土地利用效率，擴展城市綠地空間，減輕社會、經(jīng)濟發(fā)展對生態(tài)環(huán)境造成的負面影響；（3）陜北地區(qū)能源化工產(chǎn)業(yè)突出，經(jīng)濟高速發(fā)展，但水土流失嚴重、生態(tài)環(huán)境脆弱，該地區(qū)應繼續(xù)做好“退耕還林”成果鞏固工作，堅持生態(tài)環(huán)境建設。

盡管本研究基于恢復力測度結果對陜西省社會-生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展程度進行了多維分析，但依然存在一些不足，復雜社會-生態(tài)系統(tǒng)的演變歷程需要長時間序列的恢復力測度，本研究只分析了2000—2020 年的社會-生態(tài)系統(tǒng)變化格局，時間跨度較?。换謴土y度指標體系構建尚未形成統(tǒng)一的范式，本文結合社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)與土地利用數(shù)據(jù)，綜合多層面進行指標的選擇，但限于數(shù)據(jù)的可獲得性，還存在指標選取粗放及不全面的問題。在今后的研究中應擴大時間范圍，建立更完整的指標體系，進一步探索社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力協(xié)調(diào)發(fā)展的階段性特征及影響機理，為區(qū)域建設與適應性管理提供更客觀的理論支持。

5 結論

（1）2000—2020 年陜西省社會-生態(tài)系統(tǒng)恢復力顯著提升，社會、經(jīng)濟子系統(tǒng)恢復力顯著增強，生態(tài)子系統(tǒng)恢復力呈微弱的下降趨勢。

（2）研究期間，陜西省社會-經(jīng)濟、社會-生態(tài)、經(jīng)濟-生態(tài)及社會-經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度均呈上升趨勢，社會-經(jīng)濟子系統(tǒng)協(xié)調(diào)階段提升的空間范圍不斷擴大，南高北低的空間分布差異減弱；社會-生態(tài)、經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)逐漸形成中部低南北高的協(xié)調(diào)發(fā)展格局；社會-經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度整體維持南高北低的空間分布特征。

（3）陜西省二元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展變化在數(shù)量及空間上與三元子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展變化有較大的關聯(lián)且存在較大的時空分異，主要以正向關聯(lián)的高-高、低-低類型評價單元在省域北部和中部的集中分布為主，南部兩者間相關性不顯著，存在集聚特征的評價單元零星分布。