基于县域尺度的绿色化空间格局探究——以山东省为例

张存鹏，任建兰

（山东师范大学 地理与环境学院，山东 济南 250358）

基于县域尺度的绿色化空间格局探究
——以山东省为例

张存鹏，任建兰*

（山东师范大学 地理与环境学院，山东 济南 250358）

从经济、社会、生态三方面构建绿色化评价指标体系，利用Moran′s I空间分析方法，对2015年山东省108个县域的绿色化空间格局进行探究分析。结果表明：山东省县域绿色化水平的空间分布差异较大，大致呈现由东部沿海向西部内陆递减的格局；绿色化水平为低、较低水平型的县域，经济绿色化水平与社会绿色化水平有待提高；绿色化水平为高、较高水平型的县域，生态绿色化水平有待提高；山东省县域绿色化水平空间分布呈现较强的正相关。

山东省；县域；绿色化；空间分析

20世纪60年代以来，传统的粗放型经济增 长方式使得资源、环境与经济发展的矛盾日益突出[1]，促使人类对现存发展方式进行再思考。例如历史上，卡逊（Rachel Carson）《寂静的春天》[2]、罗马俱乐部《增长的极限》[3]、大卫·皮尔斯（David Pearce） 提出的绿色经济[4]等，国际上，2008年联合国环境规划署发起“绿色经济倡议”、2012年联合国里约峰会“倡导绿色经济”[5]，均在以不同的方式强调绿色发展的重要性。我国作为发展中大国，也在积极谋求绿色发展的新路径：2015年中央政治局首次明确提出包括“绿色化”在内的“新五化”（新型工业化、城镇化、信息化、农业现代化和绿色化），“绿色”成为全球治理的重要工具和目标。

谋求绿色发展之路已成为世界各国的普遍选择，对绿色化的研究也如雨后春笋般涌现出来。通过对已有研究成果的梳理发现，对绿色化的研究可分为两类：一类以定性研究为主[6-9]，一类以定量研究为主，即构建指标体系并通过不同的数理分析方法来评价研究单元的绿色化状况[10-13]。综合来看，对绿色化的定量研究还处于初级阶段，以县域单元为研究对象的研究[14]较少。

本研究选取12个指标，从经济、社会、生态三个方面建立绿色化评价指标体系，运用ArcGIS10.3软件，通过ESDA技术、Moran′s I指数，探索性分析了山东省108个县域单元的绿色化空间格局，对山东省可持续发展具有重要意义。

1 指标体系与研究方法

1.1 研究单元与指标体系

山东省共分设17个地级市，下辖137个县级单位。根据最新行政区划，截至2016年底，137个县级单位包括54个市辖区，27个县级市，56个县。由于54个市辖区中有8个区撤县（市）设区时间较晚，与市辖区内其他区之间各项指标差异明显，将单独作为县域研究单元，包括济南市章丘区、长清区，东营市垦利区，济宁市兖州区，威海市文登区，滨州市沾化区，菏泽市定陶区，德州市陵城区。除此之外，将各地级市的市辖区之间长期以来政治、经济联系密切的地区，分别进行合并，作为17个整体的县域研究单元。因此，本研究对象为17个地级市市辖区、8个区、27个县级市、56个县，共108个县域研究单元。

根据绿色化内涵，基于数据指标的可得性，本研究从绿色经济子系统、绿色社会子系统、绿色生态子系统三方面构建县域绿色化综合发展水平评价指标体系。具体12个指标如表1所示。基础数据主要来自2016年《山东统计年鉴》、《中国县域统计年鉴》、各地级市统计年鉴以及政府工作报告等。

表1 县域绿色化发展水平评价指标体系及权重

1.2 研究方法

1.2.1 熵权法

熵权法作为一种客观赋权法，是根据指标的变异程度即指标值所提供的信息量大小来确定权重，能够深刻地反映出指标的效用价值，与主观赋值法相比，避免了人为因素带来的偏差，具有较高可信度与精确度。具体步骤如下：

1.2.1.1 数据标准化

对108个县域研究单元M=（m1，m2，…，mi）和12个评价指标D=（D1，D2，…，Dj）形成的原始矩阵进行标准化处理，注意负向指标的正向化。

其中，xij为第j个指标下的第i个被评价的县域单元 （i=1，2，…，108；j=1，2，…，12）。

1.2.1.2 求各指标的信息熵

根据信息熵定义计算信息熵，公式如下：

其中pij=YijYij。如果pij=0，则定义limpij→0Pijlnpij=0。

1.2.1.3 确定各指标权重根据信息熵 E1，E2，…，Ek计算各指标的权重：

1.2.2 全局空间自相关——Moran′s I指数分析

空间自相关是指同一个变量在不同空间位置上的相关性，是空间单元属性值聚集程度的一种度量。全局空间自相关是用于探究空间相邻或相近研究单元的属性值在整个研究区域内的空间模式，一般使用Moran′s I指数来反映该区域的自相关程度，其公式为：

式中：n为研究对象个数（即108个县域单元），Wij为空间权重矩阵（空间相邻为1，不相邻为0），Yi和Yj分别为i区域和j区域观测值；为观测值的方差。

采用Z检验对Moran′s I的结果进行统计检验，其中，E（I）为期望值，Var（I）为变异系数。

在给定显著性水平下，若Moran′s I显著为正，则表示绿色化水平较高 (或较低)的区域在空间上显著集聚，即呈现正相关。反之，若Moran′s I显著为负，则表明该区域与其周边地区的绿色化水平具有显著的空间差异，即负相关。当Moran′s I接近期望值-1/（n-1）时，观测值之间才相互独立，在空间上随机分布。

2 山东省县域绿色化空间格局基本特征

2.1 县域绿色化空间格局分布

根据评价指标体系计算各县域单元的绿色经济指数、绿色社会指数、绿色生态指数以及绿色化指数，结果显示，东营市市辖区绿色化指数最大，为0.648，梁山县绿色化指数最小，仅为0.211，差异显著。为了更加直观地显示山东省县域经济、社会、生态三个子系统以及整体绿色化指数的空间分异，利用ArcGIS10.3中自然断裂法，将评价结果划分为四个等级，即低水平型、较低水平型、较高水平型、高水平型，进行空间统计分析并绘制2015年山东省县域专题地图 （图 1～图 4）。

图1 山东省县域经济绿色化水平空间分布

图2 山东省县域社会绿色化水平空间分布

图3 山东省县域生态绿色化水平空间分布

图4 山东省县域绿色化水平空间分布

整体来看，山东省县域城市的绿色化水平空间分布差异较大。如图4所示，除去省会济南市市辖区，山东省县域绿色化水平大致呈现由东部沿海向西部内陆递减的格局。

其中县域绿色化低水平型（图4） 和较低水平型集中分布在山东省北部、西、南部以及中部的内陆地区，共计64个县域单元，包括鲁西的郓城县、甄城县、嘉祥县等，鲁南的沂南县、平邑县等，以及鲁北的商河县、陵县等。从子系统（图1～图3） 来看，这些地区的经济绿色化水平（图1）和社会绿色化水平（图2）大多为低水平型或较低水平型，主要归因于这些地区长期以来是山东省经济发展相对薄弱的地区，综合实力较弱，人均GDP较低，产业结构较低级，第一产业比重较高且农业生产专业化、现代化、规模化程度低，第三产业比重过低，技术含量不高，附加值低，就业机会少，劳动力流出严重。但与城市化进程快速发展的地区相比，鲁北、鲁西、鲁西南地区的生态绿色化水平（图3）大多为高或较高水平型。因此，对于这些县域应立足于地理区位、生态环境禀赋、资源禀赋，加强基础设施建设，发展特色产业，加强“一圈一带”的辐射带动作用，促进产业绿色转型。

县域绿色化水平较高水平型和高水平型（图4）大多集中分布在黄渤海沿海地区，共计44个县域单元，其中高水平型包括东营市辖区、威海市辖区、烟台市辖区、青岛市辖区、济南市辖区等16个县域，其绿色化指数均在0.46以上。就子系统（图1～图3）而言，经济、社会和生态三个子系统间并不协调，这些地区的经济绿色化水平大多为高水平型或较高水平型，社会绿色化水平大多为较高水平型，一方面由于位于“山东半岛蓝色经济区”或“黄河三角洲高效生态经济区”，拥有优越的区位条件，国内外市场广阔；另一方面，这些县域产业结构较优，以第三产业为主。此外济南市市辖区由于省会城市的地位成为政治、交通、教育等资源禀赋聚集地，区位条件优越，成为中西部地区的佼佼者。但这些县域单元生态绿色化指数（图3）并不突出，有待加强城市生态建设，促进城市可持续发展。

2.2 县域绿色化空间关联格局探究

利用ArcGIS空间统计工具，对山东省县域绿色化水平进行空间自相关分析，输出结果如表2所示。

结果显示，Z得分约为4.64，显著大于2.58，P值为0.000 003，显著小于0.01，表明 Moran′s I指数在1%的显著水平下呈现非常显著的相关性。方差较小，表明各县域的绿色化指数相对于均值偏差不大，稳定性和趋中性强。Moran′s I为正且数值较大，说明绿色化水平较高的城市相互临近，绿色化水平较低的城市也互相临近，即县域绿色化水平空间分布总体呈现较强的正相关，集聚程度较高。

表2 山东省县域绿色化全局自相关Moran′s I指数

3 结论与讨论

绿色化是在绿色治理政策引导下经济子系统、社会子系统和生态子系统相互作用、协同发展形成的复合系统，其空间分布格局具有较强的规律性。本研究在构建绿色化评价指标体系的基础上，利用空间分析方法，探究2015年山东省108个县域单元的绿色化空间格局，可以得出下述结论：（1）山东省县域单元的绿色化水平空间分布差异较大，济南市辖区外，大致呈现由东部沿海向西部内陆递减的格局。（2） 绿色化水平为低和较低水平型的县域应立足于生态禀赋，着重提高经济与社会绿色化水平；绿色化水平为高和较高水平型的县域应着重提高生态绿色化水平。（3）山东省县域绿色化水平空间分布总体呈现较强的正相关，集聚程度较高。

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[2]EVE Z.BRATMAN.Contradictions of Green Development：Human Rights and Environmental Norms in Light of Belo Monte Dam Activism[J].Journal of Latin American Studies，2014，46（2）：261-289.[3]丹尼斯·梅多斯.增长的极限[M].李涛，王智勇译.北京：机械工业出版社，2013：62-63.

[4]大卫·皮尔.绿色经济蓝图——绿化世界经济[M].何晓军译.北京：北京师范大学出版社，1996：187-190.

[5]UNEP.Towards a Green Economy：Path Ways to Sustainable Development and Poverty Reduction[EB/OL].http：//www.unep.org/greeneconomy/Home/test/tabid/29808/Default.aspx.2011.

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[7]李本松.新常态下绿色化的内涵解析及其实践要求[J].理论与现代化，2016（1）：30-36.

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[13]尹向来，张晓青.中国绿色化测度及差异评价[J].中国环境管理干部学院学报，2017，27（4）：23-27.

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Exploration of Green Spatial Pattern based on County Scale——Taking Shandong Province as An Example

Zhang Cunpeng,Ren Jianlan*
（College of Geography and Environment,Shandong Normal University,Jinan Shandong 250358,China）

This paper established a green evaluation index system from three aspects of economy,society and ecology,and by Moran′s I spatial analysis method,explored greening spatial pattern of 108 counties in Shandong province in 2015.The results showed that:(a)The spatial distribution of greening of county cities in Shandong province varies greatly,roughly showing a pattern of decreasing from the eastern coast to the west.(b)Counties whose green level are at low and lower level should improve the economic and social level.Counties whose green level are at high and higher level should focus on improving the level of ecological greening.(c)The spatial distribution of county greening level in Shandong province shows a strong positive correlation.

Shandong province,county area,greening,spatial analysis

X321

A

1008-813X（2017）06-0042-05

10.13358 /j.issn.1008-813x.2017.06.11

2017-09-28

国家自然科学基金《供需要素视角下生态脆弱型人地系统可持续性评估与空间均衡研究》（41571525）

张存鹏（1993-），女，山东商河人，山东师范大学地理与环境学院人文地理学专业硕士研究生在读，主要研究方向为区域可持续发展。

*通讯作者：任建兰（1954-），女，山东莱州人，毕业于东北师范大学人文地理学专业，硕士，教授，博士生导师，主要研究方向为区域可持续发展和人口、资源与环境经济学。

（编辑：程 俊）