基于生态位理论的陕南三市竞合协调发展研究

杨瑛娟，周小婷 ，杨 倩

（1.商洛学院经济管理学院，陕西 商洛 726000；2.商洛市公众科学素质与秦岭生态环境保护研究中心，陕西 商洛 726000）

城市发展的基础是资源，城市发展的过程就是城市对资源获取及利用的过程。位于同一区域经济系统的城市，其在资源获取及利用上必然存在竞争。合理的区域规划可以保证城市间和谐发展，反之就会出现城市间恶性竞争，导致资源浪费。因此，厘清区域城市间的竞争合作关系不仅能为城市个体的生存和发展提供建议，同时也对推进区域的可持续发展具有指导意义。陕南位于“西三角”腹地，包括汉中市、安康市和商洛市，处于关中-天水经济区、成渝经济区和汉江经济区的交汇地带，具有承接三大经济区辐射的优越条件，区位优势明显，对陕西省经济发展有着重要作用。陕南三市拥有丰富的生物资源、水资源、矿产资源等，发展潜力巨大，但存在土地资源紧缺的问题；作为南水北调的发源地，生态保护和经济发展之间的矛盾成为制约陕南经济发展的一大瓶颈；由于地理位置接近，陕南三市的自然资源很大程度上较为相近，导致陕南三市地区特色产业不强，这些都使得陕南三市城市发展较慢，与关中、陕北地区相比城市竞争力较弱。为提高陕南三市的城市竞争力，需要厘清陕南三市的城市竞争合作关系，以期促进陕南地区经济协调发展。

生态位是生态学中的一个经典概念。1983 年，著名生态学家Odum 将生态位理论引入城市发展中［1］，形成了全新的城市生态位理论。近年来，部分学者对城市生态位理论进行了改进，施建刚等［2］基于生命特征创新地提出了城市竞争生态位评价分析模型；姚远［3］基于云模型和前景理论进行城市生态位适宜度评价研究。多数学者结合各城市群内竞合状况，运用生态位理论进行实证研究。围绕长株潭城市群，秦立春等［4］对该城市群内的各城市间以及区域内外的竞合关系进行了探讨；陆小成［5］则分析了该城市群产业集群演化的生态学特征及其生态位问题。围绕京津冀城市群，徐泽等［6］、申雅楠等［7］研究了该城市群的空间功能竞争力。围绕天山北坡城市群，段祖亮等［8］测算了该城市群内城市生态位大小、结构变化以及相互作用关系；胡蒙蒙等［9］则采用空间自相关方法重点对该城市群的时空差异进行分析。此外，聂晓英等［10］基于生态位理论对河西走廊县域城市竞合关系进行了研究；孙郧峰等［11］则采用城市综合发展水平、生态位宽度、生态位扩充压缩等模型综合分析了新疆核心城市间的竞合关系。目前国内基于城市生态位的相关研究大都集中于东部经济发达地区较为成熟的城市群，有少数研究围绕新疆天山北坡城市群进行，将城市生态位理论运用到其他地区城市发展评价的研究则相对较少。本研究结合陕南三市城市发展现状，运用生态位、生态位宽度及生态位重叠指数评价陕南三市的城市发展水平，分析陕南三市的竞合关系，对西部欠发达地区城市群的发展有一定的指导意义。

1 理论基础

1.1 城市生态位

生态位为生态学中的概念，是指每个物种在共同体中的时间和所处位置及其功能关系，或与其他物种在共同体中的关联位置。自然物种的生态其实是它所拥有和采用的环境资源的空间，其范围越广代表拥有的资源越多，竞争性就越大。位于同一个城市群中的城市间也存在相互影响，将一个城市看作生态系统中的自然物种，城市群看作是一个生态体系，进而提出城市生态位的概念。城市生态位就是城市在城市群中所处的地位及其相应的功能和发挥的作用，是城市与城市之间相互适应的客观状态。

结合城市的不同功能因子制定包含城市经济、城市社会、城市基础设施3 个维度的城市发展生态位测度指标体系，如表1 所示。

表1 城市发展生态位测度指标体系

1.2 城市生态位模型

1.2.1 城市生态位宽度模型 生态位宽度体现了城市间资源利用率的大小，反映城市之间所处的地位及影响能力。某一城市生态位越宽，表明该城市对周边环境和资源的利用率越高，在该地区具有更大的竞争条件和影响力。城市生态位宽度受资源“态”和资源“势”两方面的影响。资源“态”即城市过去所积累的自然资源、经济资源和科技资源的总和，是城市利用生存环境的结果；资源“势”即经济增长速率、城市化进程等，反映城市利用生存环境的能力。生态位宽度越大，说明城市对环境的利用能力越强，发展潜力越强；反之说明城市对环境的利用能力越差，发展潜力越弱。具体计算公式如下：

式中，Ni为i城市生态位，Si、Sj分别为城市i和j的态，Pi和Pj分别是城市i和j的势，Ai、Aj为量纲转化系数。

1.2.2 城市生态位重叠指数模型 由于资源的缺乏，城市环境的大众化进程导致了2 个或2 个以上城市之间资源的共享，即城市生态位的重叠。城市生态位重叠指数则指在某一维度上对目标城市与焦点城市进行的对某种共用资源竞争状况的定量测度，表明城市之间对资源的竞争关系。具体计算公式如下：

式中，S（X，Y）为城市生态位重叠指数，X、Y分别表示 2 个城市，n表示产业数量，i为第i个产业部门，Xi、Yi分别为第i个产业部门的产值占X、Y城市生产总值的比重。重叠指数通常为0～1。如果S为1，则表明城市与城市之间产业结构一致；如果S为0，则表明城市与城市之间产业结构不一致。此过程是一个动态变化的过程，若S不断上升，则2 个城市的产业结构将一致；若S不断下降，则2 个城市的产业结构将出现差异。

2 陕南三市城市发展生态位

2.1 陕南三市城市生态位测算

数据来源于2015—2017 年陕西省区域统计年鉴、汉中市区域统计年鉴、安康市区域统计年鉴、商洛市区域统计年鉴以及各市的统计局及官方网站。

由于城市生态位是一种多角度、多方位的生态位。为了评价陕南三市城市综合发展水平，本研究对城市发展生态位评价指标进行降维处理。主成分分析的基本原理是用少数几个变量来阐释原始数据中的大多数变量，并将关联度高的变量转化为独自存在或无联系的变量，因此采用主成分分析法对指标进行降维处理。基本步骤如下。

1）无量纲化处理。运用SPSS软件对原始数据进行无量纲化处理，以消除指标单位不同带来的影响。

2）进行主成分分析。通过SPSS软件得出相关系数矩阵的特征值、特征向量、主成分贡献率及累计贡献率，结果如表2 所示。前3 个主成分累计贡献率为83.660%，因此提取3个主成分；得出主成分载荷及主成分得分；利用得分系数矩阵乘以无量纲化后得到的新数据矩阵计算出各城市的主成分得分矩阵。

表2 特征值及方差贡献率

3）对主成分得分进行规范化处理。由于部分城市主成分得分为负数，需要对其进行调整，调整后的数据值、顺序和特征值无变化，具体计算公式如下。

式中，x′为变换后的新值，介于0～1；x为原值，xmax为原数据中的最大值，xmin为原始数据中的最小值。

4）计算陕南三市生态位。

F=0.590 47F1+0.166 98F2+0.079 15F3

其中，F1、F2、F3分别为各城市在 3 个因子上的具体分值，各主成分的方差贡献率为权重，计算地区综合发展程度值F，将F作为城市生态位。2005—2017 年陕南三市城市生态位如表3 所示。

由表3 可知，2005—2017 年，城市生态位平均值由大到小依次为汉中市、安康市、商洛市，表明陕南三市城市发展综合水平由高到低依次为汉中市、安康市、商洛市。因此，汉中市应在陕南三市中发挥带头作用，带动其他二市发展。

表3 2005—2017 年陕南三市城市生态位

2.2 陕南三市生态位宽度测算

以陕南三市各市多年平均增长量作为其城市生态位的“势”，分别以 2006 年、2008 年、2010 年、2012年、2014 年、2016 年生态位值为“态”，以 2 年为时间尺度，量纲转化系数为0.5，由公式（1）和公式（2）计算得出各市的生态位宽度，如表4 所示，并绘制陕南三市生态位宽度变化（图1）。

表4 2005—2017 年陕南三市城市生态位宽度

就平均值而言，汉中市生态位宽度最优，其次是安康市，最后是商洛市。说明汉中市城市资源利用率最高，在陕南三市中竞争力最强。就变化特点而言，汉中、安康二市生态位变化趋势基本一致，2005—2007年呈上升趋势，2007—2009年出现下降，2009—2015 年呈逐年递增的趋势；商洛市生态位宽度2005—2009 年则一直呈下降趋势，从2009 年开始呈逐年递增趋势。整体上，自2009 年以来，陕南三市生态位宽度呈逐年递增趋势，说明陕南三市近年来资源利用率均在逐步提高，城市发展态势良好。

图1 陕南三市生态位宽度变化

2.3 陕南三市城市群生态位重叠指数测算

通过公式（2）计算出陕南城市群2013—2017 年各城市产业总产值与地区生产总值的比重，从而对陕南城市群的生态位重叠情况进行分析。由图2 可知，2013—2017 年，城市生态位重叠指数汉中-安康、汉中-商洛之间在不断变大，说明陕南三市产业相似性逐渐增加，各地区间对相同资源的竞争也更加激烈。安康-商洛的城市生态位重叠指数是3 组数值中最高的，说明安康市和商洛市产业结构极为相似。商洛市位于安康市东边，二市相邻，很多资源是相同的，产业结构差异不大，但相比之下，商洛市在旅游经济方面略胜一筹，其他方面与安康市还有一定差距。汉中-安康的城市生态位重叠指数是3组中最低的，但比其他2 组增幅更快，说明这2 个城市虽然产业结构相似性较小，但近年来资源竞争呈愈来愈激烈的趋势。主要原因是汉中市先后被评为国家历史文化名城、中国优秀旅游城市、中国十大最美城镇等，而安康市是南水北调中线工程的核心水源地，承担“北京一江清水”的使命和责任，二市都集中开发生态相关产业，进而导致产业发展相似性增强。汉中-商洛的城市生态位重叠指数在3 组中居中，说明汉中市和商洛市的产业相似性居中，二市对资源占用的竞争性一般。近年来，汉中市装备制造业规模不断扩大，现有6 个装备制造产业园区，形成了以航空整机及零部件、机床、智能制造等模块的产业体系，商洛市与汉中市仍有一定差距。

图2 陕南三市城市生态位重叠指数变化

3 小结与建议

通过实证研究可知，汉中市是陕南城市群发展的核心城市，陕南三市的沟通协作影响不明显；陕南三市近年来资源利用率均在逐步提高；陕南三市产业结构相似性高，城市发展之间的关系竞争多，未形成明确的分工。根据汉中、安康、商洛3 个城市的竞争合作现状，本研究提出以下促进陕南三市城市发展的建议。

1）在陕南三市中，汉中市的城市生态位比其他二市高，汉中市作为陕南城市群的发展核心，应重点发展航天装备、智能化工程机械成套装备、精密数控装备等，完成粗放型经济向集约型经济转型，形成具有一定影响力的高端产业研发和生产基地。

2）安康市城市生态位处于汉中市和商洛市中间，作为南水北调中线工程的核心水源地，承担着“北京一江清水”的使命和责任。安康市水资源丰富，有一定的开发条件，利用程度高，应合理规划、合理开发。安康市未来将成为江汉经济区、成渝经济区、关天经济区的重要交通节点，因此要利用好区位优势，促进安康市的城市发展。

3）商洛市城市生态位在这3 个城市中是最低的，应充分发挥生态优势，提升自身城市生态位。商洛市旅游业作为近年来蓬勃发展的产业，应依靠优势自然资源，大力发展生态旅游业。商洛市要突出开发金丝峡、牛背梁、柞水洞等旅游景区，加快形成特色鲜明、内涵丰富、形式多样的旅游型复合旅游产品和线路，努力把文化旅游打造成商洛市的城市名片，加大旅游开发力度，增强商洛市的魅力和吸引力，成为经济发展的新增长点，促进城市附加值提升。