刘宇峰,原志华,杨军军,郭玲霞,许晓婷
(咸阳师范学院a.地理与环境学院;b.经济与管理学院,陕西 咸阳 712000)
人地关系地域系统是地理学的研究核心,是综合研究地理格局形成与演变规律的理论基石[1],亦是区域可持续发展和区域决策的重要依据。经济系统是人地关系地域系统的重要组成部分,是人地相互作用最频繁的一个子系统[2]。人地经济系统适应性问题是区域经济绿色发展和推进生态文明建设的核心问题。目前,对人地关系地域系统的研究在内容上主要集中在时空特征演变及驱动机制[3-6]、脆弱性评价及障碍因子分析[7-8]、耦合协调机理(模式、路径)优化调控[9-12]、系统脱钩效应[13]、系统区划[14]以及系统适应性研究[15-16]等方面,在研究尺度(空间)上主要以省、市行政区及流域、经济带、城市群为对象。
综合以往研究来看,对人地关系地域系统适应性尤其是经济系统适应性的研究相对缺乏,且对陕西省人地关系地域系统的研究也主要体现在“耦合协调与优化调控”方面[17-21]。众所周知,陕西作为我国西部地区经济发展迅速的典型区域,虽然自20世纪90年代以来通过优化产业结构、促进产业升级使其经济实力大大增强,推动区域经济健康有序发展,但在发展过程中依然存在“经济发展不平衡、区域差异较大”等突出问题[22],严重影响着经济系统的稳定性,制约着经济社会的持续健康发展。
为此,本文以陕西省为例,通过构建评价指标体系,对全省10个地市的经济系统适应性进行定量评估,分析其时空演化规律,揭示其主要影响因素及贡献度,研究成果将对陕西省经济社会的高质量发展及生态文明建设步伐的推进具有重要的理论和实践意义。
从“敏感性—稳定性—响应性”角度建立陕西省人地经济系统适应性指标体系,适应性是通过对敏感性的感知而稳定系统状态,在此基础上更新系统响应行为,适应性与敏感性呈反向关系,与稳定性和响应性呈现正向关系,即敏感性越大,系统的适应能力越弱;而稳定性和响应性越好,则适应能力越强[23]。参考郭付友[23]、郭玲玲[24]等人研究成果,同时考虑数据资料的代表性、可获得性以及统计口径等问题,最终构建了包含1个系统层、3个准则层、19个指标层的陕西省人地经济系统适应性评价指标体系,具体见表1。
表1 陕西省人地经济系统适应性评价指标体系
上述指标体系中,部分特殊指标值需要通过计算获得:
①外贸依存度=(地区进口总额+地区出口总额)/国内生产总值;
②财政自给率=地方财政一般预算内收入/地方财政一般预算内支出;
③产业结构高级化系数=地区第三产业产值/地区第二产业产值;
④市场组织结构指数=工业总产值/工业企业总数。
(1)指标数据的标准化处理。数据的标准化处理利用极差标准化方法,对指标体系中正向、负向、适中3 种指标分别采用以下计算公式进行标准化[24-26]。
“正向指标”标准化:
“负向指标”标准化:
“适中指标”标准化:
需要说明的是,指标体系中“正向指标”的最大值和“负向指标”的最小值为理想值,对于“适中指标”的理想值则按照以下原则确定:世界银行对全球发达国家第三产业占GDP 比重的统计结果显示,其占比一般均在60%以上,所以本文将“第三产业占GDP 的比重”的理想值确定为60%[27];另外,根据我国在“十三五”期间的人口发展规划,本研究将人口自然增长率的理想值确定为6‰[28]。
(2)计算指标权重。熵值法计算评价指标权重时常用的一种方法。熵表征的是信息的不确定性,如果熵值越大,说明不确定性越大,反之则越小。本文利用熵值法计算得到所有评价指标的权重值Wj,具体计算过程见参考文献[29-30],计算结果见表1。
(3)适应性评价。利用各评价指标权重,采用下面公式计算准则层中的敏感性、稳定性和响应性得分[23]:
其中Fj(W)为敏感性、稳定性或响应性得分,Wj为评价指标权重,为评价指标标准化值。因为敏感性、稳定性、响应性是适应性的关键参数,所以利用以下公式度量经济系统的适应性(适应能力):
其中AD 为人地经济系统适应性(适应能力),ST为经济系统的稳定性,RE 为经济系统的响应性,SE 为经济系统的敏感性。
(4)灰色关联度分析。本文利用灰色系统理论中的关联度分析法定量研究各影响因素对陕西省人地经济系统适应性的贡献度。通过灰色关联度分析可以确定哪些是影响大的主导因素,而关联度系数的大小排序反映各因素对适应性的相对影响程度。灰色关联度分析的具体原理及计算过程见参考文献[31-32]。
本文以2008—2019 年陕西省人地经济系统适应性评价为研究样本,评价指标数据主要来源于《陕西统计年鉴》和陕西省各地市统计年鉴;个别指标数据来源于《中国城市统计年鉴》和《中国环境统计年鉴》等。
2.1.1 敏感性时间变化
敏感性是人地经济系统适应性的逆向指标,敏感性指数越高,其系统的适应能力越弱。2008—2019 年,陕西省人地经济系统敏感性指数总体呈现小幅波动下降变化趋势(图1(a)),具体又分为两个阶段,即2008—2015年,经济系统敏感性指数表现出明显的小幅上升趋势,其值由2008年的0.108 3上升到研究时段内的最大值0.112 0(2015年);在2015—2019 年期间,经济系统敏感性指数呈现明显的下降趋势,到2019年,其值为0.099 1,第一阶段敏感性指数平均值(0.109 3)稍大于第二阶段的敏感性指数平均值(0.104 3),总体来看,差别不是很大。通过以上分析可以说明,陕西省人地经济系统敏感性指数表现出波动变化趋势,经历了“前升后降”的时间演化过程,反映敏感性制约陕西省人地经济系统适应性的作用“由强到弱”,也即陕西省人地经济系统的适应能力经历了“由弱到强”的变化过程;但也应看到,因敏感性指数的上升或下降幅度并不大,因此,可以说陕西省人地经济系统敏感性对适应性的作用程度在近12年来总体保持在“原点水平”,变化不是很显著。
图1 陕西省及三大区域人地经济系统敏感性、稳定性、响应性和适应性变化趋势
陕西三大区域人地经济系统敏感性指数的变化亦有各自的特征,其中,陕北人地经济系统敏感性指数表现出与全省类似的变化趋势,也是在2008—2019年总体呈现波动下降的趋势,不同的是,陕北的下降趋势明显强于全省且没有出现过明显的上升趋势,敏感性指数下降幅度是全省的5.5倍,2019年陕北人地经济系统敏感性指数达到研究时段的最低值,总体上反映敏感性制约陕北人地经济系统适应性的作用持续减弱,那么其适应能力则可能相应地增强。
关中人地经济系统敏感性指数表现出与全省及陕北完全不同的变化特征,2008—2019年,其敏感性指数总体表现出小幅上升趋势,其中在2008—2015年为明显的上升趋势,而在2015—2019 年则出现明显的波动下降趋势,反映了敏感性制约关中人地经济系统适应性的作用“由强到弱”但整体有“持续变强”的趋势,因为关中平原5个地级市是陕西省经济社会发展的主力军和核心,这也可能是导致陕西省出现类似情况的主要原因。
陕南人地经济系统敏感性指数变化类似于关中,亦是在研究时段内出现小幅波动上升的趋势,且上升幅度略高于关中,同样是在研究时段末期(2017年以后),其敏感性指数明显降低,反映了敏感性制约陕南人地经济系统适应性的作用同样是“由强到弱”但整体趋势变强,只不过在研究时段末期,这种变强的趋势稍有放缓,对应其适应能力可能出现大幅下滑。
2.1.2 稳定性时间变化
稳定性是人地经济系统适应性评价中的正向指标之一,稳定性越高,其适应能力越强。图1(b)为陕西省(陕北、关中、陕南)人地经济系统稳定性指数时间变化趋势,从中可以发现,陕西省及其各区域的人地经济系统稳定性在2008—2019年间均出现不同程度的波动下降趋势,且稳定性指数曲线均具有类似“U型”的趋势变化特征,具体表现为:
陕西省人地经济系统稳定性在2008—2015年间呈现明显的下降趋势,2015 年稳定性指数降到谷底(0.080 5),2015 年以后又逐渐上升到2019 年的0.110 0;陕北的人地经济系统稳定性下降趋势最显著,下降幅度最大,最低值出现在2016 年,仅为0.062 5,低于陕北区域平均水平(0.093 9);关中人地经济系统稳定性虽在研究时段内也为下降趋势,但很微弱,可以说一直保持在平均水平(0.131 3)上下,稳定性在经历了2015、2016 年的低谷期后,2017 以后迅速反弹,到2019年上升到0.147 8,同时,应该注意的是,关中的人地经济系统稳定性总体(平均0.131 3)在全省平均水平(0.107 6)之上;陕南的人地经济系统稳定性下降趋势类似于陕北,下降幅度较大且较显著,与全省及其他区域不同的是,陕南的经济系统稳定性在2013年出现断崖式下滑,达到整个研究时段的最低值(0.056 0),2014 年以后稳定性又迅速好转,但整体稳定性(均值0.098 6)低于全省平均水平。
综上分析,2008—2019年,陕西省及其各个区域的人地经济系统稳定性程序不同程度的下降趋势,反映其经济系统适应能力变弱,陕北和陕南显著的变弱趋势是导致陕西省适应能力趋弱的主要原因。
2.1.3 响应性时间变化
图1(c)为陕西省(陕北、关中、陕南)人地经济系统响应性指数时间变化趋势,分析图1(c)可以发现,全省人地经济系统响应性在2008—2019年期间经历了“先升后降”且整体不断降低的演变特征,总体说明其响应性不足,适应能力有逐渐弱化的表现。陕北人地经济系统响应性表现出与全省较为一致的升降趋势,其中陕北自2008 年到2013 年,响应性指数从0.237 9 上升到0.301 7,之后由逐年大幅下滑到2019的0.159 9;关中响应性指数以2015年为主要拐点,前期上升后期下降,整体呈现上升趋势,说明其响应能力逐渐增强,适应能力亦增强;陕南响应性指数变化趋势与陕北一致,同样经历了“先升后降”且整体下降的变化趋势,但下降幅度(0.002 9/a)稍弱于陕北(0.008 9/a),与全省(0.00 3/a)基本一致。同时值得注意的是,无论全省还是三大区域,其经济系统响应性均在2019年出现了反弹,意味着未来的适应能力可能进一步好转。
下页表4的数据显示:62%的学生能够将听到的故事复述下来;55%的学生能写出所听材料的摘要;仅有47%的学生可以根据所听语料前半部分推断出结尾;根据教材提供的语料,高达73%的学生能够参与到预设问题讨论中;59%的学生根据所听到的语料准备演讲,81%的学生能够适应POA听说教学模式提倡的小组合作学习;根据语料和不同的听说任务,79%的学生能够选择合适的学习策略。
2.1.4 适应性时间变化
通过前文对人地经济系统敏感性、稳定性和响应性的全面分析,可以基本反映出系统的适应能力变化,图1(d)是陕西省(陕北、关中、陕南)人地经济系统适应性的时间演变特征,通过图1(d)可以发现,陕西省人地经济系统适应性在2008—2019年呈现微弱的下降趋势(0.006 6/a),说明全省的经济系统适应能力在过去12年有所减弱;陕北人地经济系统适应性也为下降趋势(0.009 3/a);关中人地经济系统适应性相对比较平稳,虽为上升趋势(0.001 9),但不显著;陕南人地经济系统适应性变化最为剧烈,整体以0.012 6/a 的速度下降,其中2013 年之前为适应能力迅速弱化阶段,而2013年以后才缓慢反弹,适应能力有所加强。总之,2008—2019年,全省人地经济系统适应能力弱化的现象与陕南和陕北适应能力减弱有很大关系。
2.2.1 敏感性空间分异
陕西省人地经济系统敏感性空间分异(2008、2014 和2019 年)见图2,由图可知,陕西省人地经济系统敏感性区域特性鲜明,在空间分异上,陕北各市和关中大部分城市的经济系统敏感性相对较高,其中陕北的榆林和延安适中面临较高的经济敏感性;关中西安、宝鸡、咸阳3市的经济敏感性也一直维持在较高水平,尤以西安表现得最为突出,而铜川和渭南的经济敏感性在绝大部分年份都属较低水平,其中渭南在2019年的敏感性较前期有了明显的上升;陕南汉中、安康、商洛的经济敏感性始终较低,尤其是商洛和安康,而汉中在2019年出现显著上升。
图2 陕西省人地经济系统敏感性空间分异
总之,陕西省人地经济系统敏感性在空间上总体表现出陕北、关中较高和陕南较低的特征,进一步反映敏感性对陕北和关中经济系统适应能力的制约较强,而对陕南的制约较弱;同时也说明,关中和陕北作为陕西省经济发展较好的区域,在对外交流能力、劳动力支撑及政府调控等作用下,其整体经济发展显示出一定的规模和实力。
2.2.2 稳定性空间分异
图3 为陕西省人地经济系统稳定性空间分异,可以看出,陕西省人地经济系统稳定性在时间上有较大的差异,且每个地市都有自身发展的特点。从总体空间格局上看,陕北榆林的经济系统稳定性较高,延安的稳定性较低;关中5市的经济系统稳定性差异较大,且随时间波动变化较大,其中西安始终是经济系统稳定性最高的城市,宝鸡和渭南的稳定性在绝大部分年份里都较高,咸阳和铜川则是在高稳定性和低稳定性之间交替切换;陕南汉中的经济系统稳定性在多数年份都较好,优于安康和商洛,安康、商洛2市的稳定性基本上在较低水平,但到2019年,商洛的稳定性有所提高。总体来看,关中是陕西省三大区域中人地经济系统稳定性最好的区域(稳定性指数均值0.131 3),明显优于陕北(稳定性指数均值0.093 9)和陕南(稳定性指数均值0.098 6),同时也高于陕西省经济稳定性平均水平(均值为0.107 8),陕北与陕南相差不大,且陕南稍优于陕北。
图3 陕西省人地经济系统稳定性空间分异
陕西省人地经济系统响应能力具有较大的区域差异(图4),具体表现为:陕北榆林、延安2市经济系统响应能力较强,但表现出明显的弱化趋势,到2019年,榆林的经济系统响应能力属全省倒数水平,延安也下滑到中等水平;关中5市经济系统响应能力差异较大,且整体响应水平(均值为0.212 5)高于全省(0.203 7),仅次于陕北(0.225 4),其中西安的响应能力最强且始终居全省首位,宝鸡和铜川的响应能力亦较强且有明显的良性发展趋势,咸阳的响应性较差但呈现健康发展的趋势,到2019年已具有中等响应水平,渭南的经济响应能力是关中最差的,变化不明显;陕南3 市整体的经济系统响应能力(均值为0.173 1)较差,低于全省平均水平,其中商洛的响应性有所下降,汉中基本保持在较低水平且变化不明显,安康亦在低水平附近上下波动。
图4 陕西省人地经济系统响应性空间分异
总之,陕西省人地经济系统响应能力由北到南逐渐减弱,即陕北>关中>陕南,但陕北的经济适应力逐渐弱化,而关中则逐渐增强,陕南变化不明显,说明关中在经济发展建设过程中的基础设施建设、教育投入及人才支撑、科技支持等各方面的优势逐渐凸显,使该地区的经济适应能力进一步增强。
2.2.4 适应性空间分异
陕西省经济系统适应性空间分异特征明显(图5),关中地区经济系统适应能力明显优于陕北和陕南,其中西安经济系统的平均适应能力指数为0.407 7,远高于全省平均水平(0.220 8),其次为铜川、宝鸡、渭南和咸阳,其经济系统平均适应能力指数分别为0.339 4、0.168 7、0.167 7和0.131 2;陕北榆林(平均适应能力指数0.158 9)和延安(平均适应能力指数0.166 9)与宝鸡、渭南水平相当;陕南经济系统的平均适应能力指数高达0.256 4,亦略高于全省平均水平,其中商洛的平均适应能力(0.273 7)最好,汉中(0.270 0)其次,安康(0.225 5)最差。总体来看,关中的西安和铜川是全省人地经济系统适应能力最强的城市,反映了这2 个城市的经济系统敏感性较低,而稳定性和响应性较高,其余城市应进一步采取措施降低经济敏感性,同时进一步提高稳定性和响应性,才能从根本上提升经济系统的整体适应能力。
图5 陕西省人地经济系适应应性空间分异
人地经济系统适应性受经济、社会等多种因素的综合影响,各因素互为条件、互为因果、互相制约、互相耦合,对人地经济系统适应性的各影响因素进行定量识别,判定具体因子影响程度(贡献度)的强弱,对进一步调整优化经济系统的因子作用力,提升系统的适应能力非常关键。因此,本研究在参考前人研究成果的基础上,结合陕西省的具体情况,最终选取人均GDP 代表经济发展水平、外贸依存度代表区域经济对外交流能力、单位GDP 能耗下降率代表区域节能水平、财政自给率代表政府调控能力、每万人在校大学生人数代表人才支持力、科学技术支出占GDP 的比重代表科技创新能力、每万人拥有公交车和出租车辆数代表公共服务供给水平。
采用灰色系统模型中的灰色关联度分析方法定量分析经济发展水平等7项因素对陕西省及三大区域人地经济系统适应性影响的重要性程度,将人地经济系统适应性指数作为参考数列,经济发展水平等7项因素作为比较数列,计算得出它们之间的灰色关联度系数,计算结果见表2。
表2 陕西省人地经济系统适应性影响因子关联度及排名
由表2可知,经济发展水平等6项因素与陕西省及各区域人地经济系统适应性能力的关联度系数存在一定差异,具体表现如下:
(1)政府调控力。政府调控对人地经济系统适应性的影响程度在陕西省、陕北、关中、陕南6项影响要素中的排名依次为第一、第一、第四、第三,关联度系数分别为0.760 8、0.919 8、0.723 5、0.814 4,说明在巨大的经济发展压力下,地方政府对经济系统敏感性、稳定性以及响应性等各方面都发挥了较好的调控作用,从而在一定程度上降低了经济系统的负反馈作用,提升其系统适应能力。
(2)区域节能水平。较高的区域节能水平对陕西省、陕北、关中和陕南的人地经济系统适应性起正向的指导作用,灰色关联程度均较高,排名依次为第二(0.753 7)、第二(0.898 4)、第一(0.764 5)和第二(0.872 7),说明近年来在生态文明建设及绿色低碳发展背景下,陕西省十分重视生态环境保护与治理,在经济发展过程中,通过优化产业结构、发展绿色科技、更新生产设备等多种举措进一步提升节能水平,这在很大程度上削弱了人地经济系统发展过程中给环境带来的种种压力。
(3)人才支持力。人才支持力在很大程度上能够驱动人地经济系统适应性的发展,在全省层面上,其影响程度仅次于政府调控力区域节能水平,关联度系数为0.704 9;区域层面上,在陕北、关中和陕南7项要素中排名分别为第六、第二、第五,可见,人才支持力对于关中来说是相当重要的影响要素,关中人地经济系统适应能力的提升在很大程度上离不开人才支持力的贡献,关中尤其是西安集中了全省绝大多数高等院校和科研院所等教育基地,汇集了大量的高科技人才及其他劳动力,庞大的人才队伍为关中经济系统优化提供了强大的智力资源,在新时代背景下,人才工程建设必将成为区域人地经济系统适应能力健康良性发展的迫切需求。
(4)公共服务供给水平。公共服务供给水平对全省人地经济系统的贡献度基本都处在中等水平,关联度系数为0.683 7(第四);在三大区域中,该因子对关中的贡献度最大,关联度为0.738 3(第三),其次是陕南(关联度0.805 0,排名第四),最后是陕北(关联度0.814 8,排名第五)。公共服务是区域经济社会发展过程中的民生工程,其供给水平的高低直接关系到经济社会高质量发展目标的实现,因此,陕北和陕南各城市在未来经济发展过程中要不断创新体制机制,构建完善的公共服务体系,提升公共服务有效供给水平,从而进一步提升经济系统的适应能力。
(5)经济对外交流能力。经济对外交流能力对陕西省及关中地区人地经济系统适应性的影响相对较强,均排在第五位,说明陕西省及关中地区的经济对外交流能力带动了人地经济系统适应性的发展,虽然经济对外交流能力对人地经济系统是一个负向指标,提高了对外贸易活动对该地区经济发展的影响和依赖程度;综合来看,对于陕西省及关中地区人地经济系统适应能力而言,经济的开放性及国际化对拉动地区经济增长、推动产业升级、增加海外技术基金流入、提高外汇储备等起到了积极作用。
(6)科技创新能力。科技创新能力对陕西省人地经济系统适应性的作用强度为0.666 8(排名第六),对关中的作用强度为0.549 6(排名第七),说明科学技术因素的影响力远远不够,还需继续提升。然而,科技创新能力对陕北和陕南人地经济系统适应性的作用强度都较强(关联度系数分别为0.895 1、0.923 8),分别排第三和第一。科学进步和技术创新在促进区域产业机构不断优化升级的同时,还可以进一步促进企业改进生产技术、升级生产设备、延伸产业链、促进资源利用效率、减少污染物排放等,最终使经济系统和环境系统变“轻”和“清”,从而提升经济系统和环境系统的适应能力。
(7)经济发展水平。经济发展水平对人地经济系统适应性的作用程度在7项要素中相对较弱或最差,其中在全省层面和陕南,其作用力最弱,均排在末尾(关联度系数分别为0.561 5、0.722 1);经济发展水平与陕北人地经济系统适应性的关联度高达0.820 8,仅次于政府调控力、区域节能水平和科技创新能力;该因子对关中人地经济系统适应能力的提升也发挥了一定作用,其影响程度排在第六,强于科技创新能力的作用力。实际上,区域经济发展水平的高低在一定程度上影响规模效应的大小及其作用的发挥,经济水平高的城市,其基础设施、生产技术与效率、产业规模等都相对较好,那么经济系统适应能力也就随之提高。
在构建陕西省人地经济系统适应性评价指标体系的基础上,对全省及三大区域的经济系统敏感性、稳定性、响应性及适应性的时空演变特征进行了分析,同时探讨了影响经济系统适应能力的主要因子及其影响程度,得出以下主要结论:
(1)在时间演变上,陕西省人地经济系统敏感性指数总体呈现小幅波动下降趋势,且陕北变化趋势类似于全省,而关中和陕南相类似,均为小幅波动上升的趋势,综合反映了敏感性制约陕西省和陕北人地经济系统适应性的作用“持续减弱”,而对关中和陕南而言则是“持续变强”。全省及各区域的人地经济系统稳定性在2008—2019年间均呈现不同程度的波动下降趋势,且稳定性指数曲线均具有“U 型”的变化特征,总体反映经济系统适应能力变弱,且陕北和陕南显著的变弱趋势是导致陕西省适应能力趋弱的主要原因。全省人地经济系统响应性在2008—2019年期间经历了“先升后降”且整体不断降低的演变特征,其中陕北、陕南变化与全省较为一致,而关中则表现为整体上升趋势,说明其响应能力逐渐增强,适应能力亦增强。全省人地经济系统适应性在研究时段内呈现微弱的下降趋势,其中陕北亦为下降趋势,关中相对较平稳,陕南则为显著的下降趋势;全省人地经济系统适应能力弱化的表现与陕南和陕北适应能力减弱有很大关系。
(2)在空间演变上,陕西省及三大区域敏感性、稳定性、响应性等不同适应性要素具有明显的空间分异特征。其中,敏感性在空间上总体表现出陕北、关中较高和陕南较低的特征;关中是全省三大区域中稳定性最好的区域,明显优于陕北和陕南,同时也高于全省经济稳定性平均水平,陕北与陕南相差不大,且陕南稍优于陕北。
(3)陕西省人地经济系统适应性空间分异特征明显,关中地区的适应能力明显优于陕北和陕南,且西安和铜川是全省适应能力最强的城市,说明这两个城市的经济系统敏感性较低,而稳定性和响应性较高。
(4)对陕西省人地经济系统适应性的影响程度由强到弱依次是政府调控力>区域节能水平>人才支持力>公共服务供给水平>经济对外交流能力>科技创新能力>经济发展水平;从各区域来看,对陕北、关中和陕南人地经济系统适应性影响程度排名前三的因子分别是政府调控力、区域节能水平和科技创新能力,区域节能水平、人才支持力和公共服务供给水平以及科技创新能力、区域节能水平和政府调控力。