基于GTWR模型的济南都市圈生态系统服务价值对城市扩张时空响应

【目的】随着我国城镇化发展进入到以中心城市引领都市圈、城市群的发展阶段,如何促进都市圈城镇化与生态环境协调发展成为高质量城镇发展的重要议题。生态系统服务价值对城市扩张的时空响应研究有助于把脉城市发展与生态系统服务的时空演进特征,推动城市与生态系统的协同发展,助力可持续规划以及建设策略的拟定与实施。【方法】本文以济南都市圈为研究对象,基于城镇扩展指数的计算,定量描述各城市扩张的时空特征。采用生态系统服务当量因子法,从多个角度刻画研究区生态系统服务的时空分异特征,并分析生态系统权衡与协同效应。在此基础上,运用时空地理加权回归(GTWR)模型,探究城市扩张对生态系统服务功能变化的驱动方向与驱动强度。【结果】(1)1980—2020年间济南都市圈内城市扩张显著,具有时序阶段性与区域分异性两方面特征,城市空间扩展速率与强度由高到低依次为小城市、大城市、特大城市、中等城市。(2)都市圈内整体生态服务价值量呈逐年下降趋势,黄河干流、东平湖及周边区域与鲁中山区等地区是重要的生态系统服务价值高值聚集区,都市圈内协同关系占比略低于权衡关系,其中特大城市协同关系占比最高。(3)济南都市圈内城市扩张对生态系统服务价值整体具有负面影响,随着时间的推进,影响强度有所下降。城市扩张对各亚类生态系统服务功能的影响作用具有显著差异,对供给服务与支持服务价值量变化具有负面影响,其中对供给服务变化的驱动强度不断增强,对调节服务价值量变化具有正向作用且影响力整体变化不大,对文化服务价值量变化的影响具有两面性,在不同地区的驱动方向与强度差异性较大。【结论】本研究明确了研究期限内济南都市圈中不同等级城市空间扩展的时空分异规律以及生态系统服务逐渐劣化的发展状态,所构建的GTWR模型在空间层面上量化了城市扩张对生态系统服务总量及各亚类变化量的不同驱动特征与驱动强度,研究成果可为都市圈高质量可持续发展提供决策依据。

济南都市圈城市韧性时空特征及障碍因素分析

城市韧性研究作为韧性城市由理论转向应用的基础,可为丰富城市韧性评价体系和促进都市圈可持续发展提供科学参考。文章基于可持续发展理念,构建济南都市圈城市韧性综合评价体系,采用综合评价和障碍度等模型研究济南都市圈城市韧性的时空特征及其障碍因素。结果表明:济南都市圈的城市韧性处于稳定上升状态,其城市韧性的年提升率为6.30%,并由生态韧性主导转向经济韧性主导;济南都市圈城市韧性的空间分布呈现不均衡状态,主要表现为中间高四周低的空间布局;济南都市圈的障碍因素以经济韧性系统为主,其障碍度>30%,生态韧性系统对其障碍程度呈现上升趋势。

超网络视角下区域协同创新特征与模式——以济南都市圈数字产业为例

城市群是国家创新体系的空间组织形式,是区域发展战略实施的关键载体,研究城市群协同创新对国家创新驱动发展战略实施、区域协调发展战略制定均具有重要现实意义。从超网络视角进行城市群协同创新原理分析,以知识协同、主体协同、城市协同及其之间协同关系为研究对象,探究多元主体城市群协同创新结构特征、模式以及发展路径等。首先围绕城市群协同创新多主体、多维度、多要素、多层次的结构与特征,以数据挖掘为基础构建知识层协同网络,并延伸构建创新主体层面和城市层面协同网络,进而分析知识、主体、城市交互作用关系,将多层协同网络耦合建立城市群协同超网络模型,涵盖了知识、多元创新主体、城市子系统要素及其结构。经过上述理论分析,利用专利数据建立济南都市圈数字技术产业协同创新超网络模型,进行网络结构测度、创新关系刻画与单层网络、二模网络指标测度等研究,探讨了济南都市圈数字技术产业协同创新特征,并总结出济南都市圈数字技术产业协同创新的有效模式。最后,从空间、创新主体、知识供给等一体协同角度,提出加强顶层研发设计、推动产业链融通创新、激发产学研协同创新活力等对策建议。

济南都市圈乡村地域功能空间格局及乡村类型划分研究

采用层次分析法,以乡村多元价值为导向构建济南都市圈乡村地域功能评价指标体系。运用泰尔指数分析都市圈内区域差异,结合空间自相关分析方法揭示2019年济南都市圈乡村地域在农业、生态、经济和社会四方面的空间格局,并在此基础上划分乡村类型。结果表明:(1)从各类功能特征来看,粮食生产功能呈现“北强南弱,西强东弱”的空间分异特征,经济发展功能整体呈现“局部领先,点状发散”的空间分异特征,社会保障功能呈现“等级均衡,片状聚集”的空间分异特征,生态功能呈现“东强西弱,南强北弱”的空间分异特征;(2)济南都市圈乡村地域功能具有明显的空间分异性和空间集聚特征,乡村地域功能之间存在着较明显的相关性;(3)都市圈乡村地域主导功能划分为4种类型:经济发展主导功能区、粮食生产主导功能区、社会保障主导功能区、生态主导功能区,各主导功能区在研究区空间地域分布上具有较为明显的分异特征和区域发展背景。

济南都市圈高速公路交通流空间演化及影响因素

为分析高速公路对都市圈发展的影响机理,基于济南都市圈2013、2019年的高速公路收费数据,采用空模型法,通过距离衰减函数分析高速公路交通流的空间分布规律及影响因素。结果表明:2019年济南都市圈出行距离相较于2013年的0~110 km增至0~130 km;2013、2019年济南都市圈高速公路交通流出行时间均集中在0~61 min;2019年济南都市圈距离衰减系数减小,呈由济南市中心城区向其他市中心城区、县(区)的梯度递减特征,由块状分布演变为以济南市为分界线的西高东低片状空间分布;2019年济南都市圈高速公路日均车流量比2013年明显增加,呈济南市为核心、相对集聚的多中心“云朵状”空间分布;济南都市圈高速公路交通流距离衰减系数与经济密度、人口密度、国内生产总值(gross domestic product,GDP)和人口数量4个因素呈显著的负线性相关,且影响程度依次降低。未来应继续加强济南市与鲁西地区的经济联系,实现济南都市圈内各区县经济协同发展。

新型城镇化下都市圈高速交通与区域创新耦合协调研究

为量化分析新型城镇化下都市圈县域高速交通与区域创新耦合协调水平,构建高速交通优势度及区域创新能力评价指标体系,综合应用熵权优劣解距离(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)法、耦合协调评价模型及ArcGIS软件,以济南都市圈的52个区县为研究对象,计算县域尺度下高速交通优势度、区域创新能力及二者耦合协调水平。结果表明:受高速铁路、机场建设滞后的影响,济南都市圈内高速交通优势度呈现以济南市为核心,围绕高速交通枢纽呈圈层递减的空间分布聚集性;区域创新能力呈现以济南中心城区为核心,南高北低的不规则分布状态,德州、滨州2市较低;高速交通优势度与区域创新能力的耦合协调水平较低,济南高速交通网对周边地区创新资源配置的负向虹吸效应大于正向扩散带动作用。研究结果可为新型城镇化下县域高速交通网络建设及科技创新提供参考,在未来发展中可根据二者的耦合协调关系适度调整。

行政区划调整导向下济南都市圈区域协调发展策略

在优化行政区划设置和培育发展现代化都市圈的新时代,南京、济南、哈尔滨等城市被国家点名"省会作用不够"。这些省会城市的都市圈协调发展普遍面临行政区划掣肘问题,行政区划调整往往也成为各地规划建设都市圈以及推动都市圈实现一体化发展、提升竞争力水平的关键抓手。基于合肥、西安、成都、南京等典型省会都市圈发展与规划案例分析,文章理清了都市圈区域协调发展面临的行政区划困境表征,以及服务都市圈区域协调发展的行政区划调整主要模式、适应性规划策略及行政区划调整导向下都市圈区域协调发展机理,并结合济南都市圈规划建设与行政区划调整的发展历程、面临问题及优势条件分析,提出行政区划调整导向下的济南都市圈区域协调发展规划策略,包括强化核心、动能转换、区位再造、文化协同、生态共治,以期为西安(西咸)、兰州(兰白)等同类都市圈区域协调发展与规划提供参考。

济南都市圈城市体系规模等级结构与区域经济联系强度分析

基于济南都市圈近年来的统计资料,构建节点规模的系统性指标、经济联系强度模型等,结合主成分分析、回归分析、分形理论,明确济南都市圈城市体系规模等级结构与区域经济联系强度的特征。结果表明:城市的规模等级差异体现出交通指向性;城市规模分布集中,高位次城市规模不是很突出,中小城市比较发育,城市的综合得分分布比较均匀。区域经济联系强度的空间分布呈现出以济南、淄博为核心双星状,经济联系强度的分形特征体现出经济链强度分布差异程度较大的特点。最后,为优化济南都市圈,提出相关建议。

济南都市圈产业结构区域效应优化研究

基于济南都市圈产业结构区域效应现状进行分析,旨在找出其产业结构优化过程中存在的问题,使各城市及都市圈明确优势行业和弱势行业,通过优化使区域效应有所增强。文章主要采用SPSS软件、相关性系数和区位商方法对济南都市圈区域效应现状进行分析,结果表明:济南都市圈内部区域效应现状表现为极化效应强于扩散效应,核心城市济南对于其它6城市有一定累积效应,但产业同构现象已较为明显;根据济南都市圈外部区域效应测算结果对其进行分类,各城市产业参差不齐。济南都市圈各城市应在发展优势产业、增强比较优势的同时,对弱势产业注重经济要素投入,优化产业结构,增强区域效应。

济南都市圈城市中心性研究

以济南都市圈七个地级市为研究对象,借鉴国内外相关文献建立济南市都市圈城市中心性评价指标体系,利用区位商法与主成分分析法对该区进行了城市中心性测度和研究.结果表明:济南都市圈存在"一强多弱"局面、经济的外向度不高、社会经济体制有待完善和产业结构不合理等问题.最后提出了促进济南都市圈各城市协调发展、改善投资环境、加强与外界联系、转变政府职能、优化产业结构等相关建议.

济南都市圈城市流强度研究

通过计算济南都市圈城市外向功能量、城市流倾向度和强度,得出城市流强度的结构,结论是济南的城市流强度最大,处于核心地位,而淄博是次中心;济南都市圈空间联系不够紧密,一体化程度不高,城市功能有待完善.并借助SPSS软件中的回归分析方法,研究了济南都市圈城市流强度的影响因素.

济南都市圈城市竞争力评价研究

采用定量分析和定性分析相结合、理论与实证相结合的研究方法,以济南都市圈为研究对象,构建城市竞争力评价指标体系,选取2010年济南都市圈7个城市的数据,运用因子分析法,综合评价其城市竞争力,并根据评价结果提供有针对性的提升策略。

区域旅游经济空间差异的动态演变分析——以济南都市圈为例

运用标准差、变异系数、基尼系数、赫芬达尔指数、地理集中指数以及绝对集中指数,对2004—2011年济南都市圈旅游经济空间差异的动态演变进行定量分析。研究结果表明:虽然近年来济南都市圈内的各地市旅游经济差异不断缩小,但总体差异仍然十分明显。旅游经济集聚程度较高,旅游经济差异梯度较大。据此提出济南都市圈旅游经济空间发展模式——"3+2+1"模式。

济南都市圈PM_(2.5)来源贡献分析

基于CAMx模型的PSAT颗粒物源示踪技术,对2016年济南都市圈PM_(2.5)污染、区域传输规律及行业贡献进行了定量分析。结果表明:从PM_(2.5)年均来源贡献率看,济南市本地排放约占50%,来自济南都市圈总贡献率约占75%。圈内城市间相互贡献明显,最高达13%。夏季,本地贡献最大,区域传输中鲁东地区对研究区域影响最高,为24%;受冬季季风影响,来自京津冀方向的区域传输增多,最高达24%。目前,对济南都市圈PM_(2.5)贡献较大的污染源为工业锅炉、钢铁、扬尘源、化工、冶金、建材行业和机动车,有针对性地削减上述污染源排放,可达到快速、有效降低PM_(2.5)浓度的目的。

1990—2017年济南都市圈乡村地域功能的时空演化

利用1990—2017年的面板数据,对济南都市圈各区(县)的生态保育功能进行核算,借助GeoDa软件对乡村地域功能时空演化进行探索性空间数据分析。结果表明:从时间角度来看,济南都市圈乡村地域功能的总价值呈现快速增长的态势,由636.01亿元增长到13 929.69亿元,工业发展功能始终占据主导地位;从空间角度来看,生态保育、农业生产、工业发展及社会保障4类地域功能的空间相关性皆为正,生态保育功能的高值主要集中在研究区的东南部且空间演化并不剧烈,农业生产功能的高值在南部比较稳定且空间相关性强,工业发展功能的高值自东向西逐渐转移,社会保障功能由东南部高值集聚向空间均衡分布转变。

济南都市圈空间经济联系的测度分析

以山东省规划的济南都市圈7个城市为研究对象，从经济联系的角度出发，探讨城市间的空间关联．通过中心城市等级划分、经济联系强度的测度、各个城市的可达性分析，得出各城市的空间经济联系状况．结果表明2006—2012年济南市与都市圈内其他6个城市的经济联系强度均呈上升趋势，强度大小与城市间距离的相关系数为-0．911；济南市中心职能强度较高，圈域内其他中心城市规模相近，存在“一强多弱”现象，济南作为省会城市，发挥带动区域经济发展的极核作用．

城市土地集约利用时空差异分析——以济南都市圈为例

本文结合山东省新建规划济南都市圈7个城市的实际状况，以山东省地市统计年鉴的相关数据为基础，从“经济—社会—生态—可持续趋势”角度构建了城市土地集约利用评价指标体系，采用多因素综合评价法、层次分析法对区域内城市土地集约利用水平进行了综合评价，分析土地集约利用水平在时间上的变动情况和区域间差异，为促进区域内土地资源的可持续利用、转变土地利用方式提供建议。研究表明：2006-2012年济南都市圈城市土地投入、经济产出不断增强，土地生态质量也有所提高，土地集约利用水平呈上升趋势；各市土地集约利用水平上升轨迹有所差异，主要分为波动上升型、突变型、先升后降型；区域间城市土地集约利用水平差异明显，总体上土地集约水平东部城市高于西部城市；区域内城市土地集约利用趋势较差，人口与用地弹性系数、GDP与用地弹性系数较小，在城市面积扩张的同时必须进一步加强城市土地投入强度和提高土地经济效益产出。

济南都市圈城市紧凑度综合评价及影响因素研究

紧凑城市以实现土地与能源节约、防止城市无序蔓延、提高城市运行效率为最终目标。从空间利用、社会发展、环境生态等三大方面构建指标体系,运用熵值法和多元逐步回归线性模型,测算2008年、2011年、2014年及2017年济南都市圈6市1县的城市紧凑度空间演变特征,探讨影响区域和城市紧凑度研究的因素,研究发现:1)影响济南都市圈城市紧凑度的主要因素是经济紧凑和人口紧凑,与现阶段山东省经济社会发展状况相吻合;2)济南都市圈城市紧凑度水平主要分为逐年上升、波动保持或下降、稳定保持三种趋势,且演变趋势为高升低降,即济南都市圈中各城市的紧凑度差距在不断扩大。最后,冀图为济南都市圈各个城市的紧凑型发展提出有益的改善建议。

济南都市圈综合交通运输与区域经济耦合测度分析

为分析交通运输与区域经济之间的耦合关系,从需求规模和供给规模2个层面,探究涵盖公路、铁路和航空3种运输方式的综合交通运输系统发展指标,结合经济系统的社会规模和经济规模指标,建立综合交通运输与区域经济耦合发展评价指标体系;基于协调发展指数评价模型,引入交通贡献率参数,得到改进耦合协调测度模型,通过计算耦合协调发展指数,揭示交通运输与区域经济之间的关系及相互作用机理。以济南都市圈为例,根据2014—2020年各城市统计年鉴中交通运输系统的供给规模和需求规模数据、区域经济系统的经济规模与社会规模数据,测度并分析济南都市圈综合交通运输与区域经济系统之间的协调发展水平,提出良性的耦合发展对策。

济南都市圈生态地质环境质量评价

通过实际调查资料,以地层岩性、构造稳定性、植被覆盖、土地沙漠化、地下水、地表水、工程地质条件、地质灾害等8个生态评价因子,采用模糊数学方法,对济南都市圈生态地质环境质量进行了评价。建立了济南都市圈生态地质环境质量评价模型,为政府规划或技术管理部门决策提供可靠的科学依据。