呂寒 王敏 陸佳燁

【摘 要】 本文探索陜西省近些年來(lái)由于人口快速集聚和現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)集聚帶動(dòng)的城市化與其匹配的生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系。構(gòu)建城市化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)理論模型，選取陜西省11個(gè)地市2000年至2016年2大類7個(gè)層面31個(gè)指標(biāo)，分析陜西省城市化與生態(tài)環(huán)境耦合的時(shí)序發(fā)展特征，研究結(jié)果顯示：兩序列耦合協(xié)調(diào)度并未達(dá)到高水平耦合，片面的城市化會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境承載力帶來(lái)威脅，因此必須加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)，才能確保二者的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系得以持續(xù)。最后提出促進(jìn)生態(tài)環(huán)境建設(shè)和城市化協(xié)同發(fā)展的政策建議，為陜西省走上集約、智能、綠色、低碳的新型城市化發(fā)展道路提供了政策參考。

【關(guān)鍵詞】 城市化;生態(tài)環(huán)境;耦合協(xié)調(diào)度模型;陜西省

20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化水平不斷得以提高，而與此相伴的是全球生態(tài)環(huán)境的日益退化，極端天氣和自然災(zāi)害的頻發(fā)成為人類面臨的現(xiàn)實(shí)威脅。我國(guó)正處在迅速城市化階段，強(qiáng)烈的現(xiàn)代化需求、密集的人類活動(dòng)、快速的結(jié)構(gòu)性增長(zhǎng)對(duì)城鎮(zhèn)及區(qū)域生態(tài)環(huán)境的脅迫效應(yīng)以正反饋形式發(fā)展。以陜西省為例，在陜西省的城市化發(fā)展水平方面，據(jù)陜西省統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的2016年人口發(fā)展報(bào)告顯示，全省的城鎮(zhèn)化率繼續(xù)提升，伴隨著城鎮(zhèn)化率的變化，產(chǎn)業(yè)集聚、人口集聚同步發(fā)展。2016年陜西省的城鎮(zhèn)化率達(dá)到55.34%，提升速度位居西部地區(qū)前列，高于全國(guó)同期1.22%的平均增幅。2016年，全省人口出生率為10.64‰，是2010年以來(lái)的最高水平;出生人口達(dá)到40.46萬(wàn)人，其中“二孩”達(dá)到14.39萬(wàn)人，占比達(dá)到三分之一。在陜西省的生態(tài)環(huán)境方面，因?yàn)榈诙a(chǎn)業(yè)發(fā)展仍占據(jù)陜西省經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)地位，在第二產(chǎn)業(yè)中，礦產(chǎn)資源相關(guān)產(chǎn)業(yè)又占據(jù)著重要的地位，2017年陜西省能源生產(chǎn)總量為51542萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中原煤為40404萬(wàn)噸，礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)和加工、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，難以避免會(huì)帶來(lái)一定的環(huán)境污染問(wèn)題，而且這種環(huán)境污染隨著城市化的發(fā)展將越來(lái)越嚴(yán)重。

因此，正確認(rèn)識(shí)城市化與生態(tài)環(huán)境的內(nèi)在關(guān)系，協(xié)調(diào)兩者的矛盾，是實(shí)現(xiàn)陜西省可持續(xù)發(fā)展的一大難題。

一、生態(tài)環(huán)境與城市化耦合關(guān)系模型的建立

1、指標(biāo)體系的構(gòu)建

本文基于陜西省城市化與生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)實(shí)情況，遴選符合研究條件的指標(biāo)，從而確定本文的指標(biāo)體系。城市化耦合指標(biāo)體系劃分為經(jīng)濟(jì)城市化、人口城市化及社會(huì)城市化三個(gè)部分，其中經(jīng)濟(jì)城市化主要采用人均GDP、人均地方財(cái)政收入、城鎮(zhèn)人均可支配收入、人均固定資產(chǎn)投資占GDP比重、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重;人口城市化主要采用城鎮(zhèn)化率、城鎮(zhèn)人口密度、每萬(wàn)人中受高等教育人數(shù);社會(huì)城市化主要采用公共財(cái)政支出比例、公共財(cái)政支出比例、人均城市道路面積、農(nóng)民人均純?nèi)?、?cái)政支農(nóng)資金等。生態(tài)環(huán)境耦合指標(biāo)體系劃分為環(huán)境水平、污染治理、生態(tài)壓力和生態(tài)資源四個(gè)部分，采用所匹配的二級(jí)指標(biāo)人均公園綠地面積、建成區(qū)綠化物覆蓋率、空氣優(yōu)良率、固體廢棄物綜合利用率、城市污水集中處理率、固體廢棄物綜合利用率、城市污水集中處理率、單位GDP能耗、工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量、耕地面積、地面積森林面積等指標(biāo)來(lái)判別兩個(gè)子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)耦合關(guān)系。

2、城市化與生態(tài)環(huán)境耦合模型

城市化與生態(tài)環(huán)境之間的交互耦合關(guān)系主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是在城市化發(fā)展的進(jìn)程中，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平由于人口、產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)的以快速發(fā)展，文化教育以及人口素質(zhì)會(huì)得以提升。與此同時(shí)，城市化的發(fā)展也會(huì)帶來(lái)資源消耗快速增長(zhǎng)、環(huán)境污染、人口遷徙、區(qū)域發(fā)展不均衡等一系列問(wèn)題，并會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的負(fù)面影響;另一方面是隨著綠色發(fā)展理念的普及，政府對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的政策收緊，減少資源消耗、降低能源消費(fèi)、加強(qiáng)環(huán)境治理、嚴(yán)格環(huán)保執(zhí)法、提高投資門(mén)檻等一系列舉措對(duì)于城市化原有的粗獷發(fā)展模式形成制約力，生態(tài)環(huán)境在政府各項(xiàng)政策的落地同時(shí)也對(duì)城市化的發(fā)展速度產(chǎn)生一定的影響。

（1）功效函數(shù)

設(shè)定本文研究對(duì)象為城市化和生態(tài)環(huán)境兩個(gè)子系統(tǒng)。在這兩個(gè)子系統(tǒng)中，如果某一指標(biāo)要素相對(duì)于城市—生態(tài)環(huán)境耦合度越大，則說(shuō)明其反映的作用也就越好，并將其定義為正功效指標(biāo)，反之則定義為負(fù)功效指標(biāo)。

城市化與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)功效為：

（1）

公式中：為變量對(duì)系統(tǒng)功效貢獻(xiàn)的大小，也說(shuō)明了各指標(biāo)達(dá)到目標(biāo)滿意程度的反應(yīng)。

鑒于城市化與生態(tài)環(huán)境兩個(gè)子系統(tǒng)之間是互為影響的，本文采用加權(quán)的方法對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)因素的有序程度進(jìn)行集成，以反映城市—社會(huì)—環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)各指標(biāo)要素間的協(xié)同作用。

（2）

公式中主要涉及子系統(tǒng)對(duì)總系統(tǒng)的貢獻(xiàn)度及各指標(biāo)因子的權(quán)重，本文采用改進(jìn)后的熵權(quán)法確定各指標(biāo)的權(quán)重。

（2）耦合度函數(shù)

依據(jù)物理學(xué)中耦合的概念，借鑒其原理得到城市化與生態(tài)環(huán)境的耦合度函數(shù)。

（3）

因此，可以得到城市化與生態(tài)環(huán)境兩個(gè)子系統(tǒng)的耦合函數(shù)為：

（4）

公式中k為調(diào)節(jié)系數(shù)，由于本文中城市化與生態(tài)環(huán)境兩個(gè)子系統(tǒng)重要度相同，因此，k取2。由公式可知0≤c﹤1，當(dāng)c值趨近于1時(shí)，系統(tǒng)的耦合度達(dá)到最大，此時(shí)，城市化與生態(tài)環(huán)境兩個(gè)子系統(tǒng)之間，以及各指標(biāo)要素間將會(huì)形成新的有序結(jié)構(gòu);當(dāng)c值為零時(shí)，系統(tǒng)的耦合度達(dá)到極小，兩個(gè)子系統(tǒng)間及各指標(biāo)要素間將會(huì)處于無(wú)序狀態(tài);當(dāng) c∈（0，0.3]時(shí)，兩個(gè)子系統(tǒng)之間處于低水平耦合階段，城市化發(fā)展水平較低，而生態(tài)環(huán)境的狀況良好，能夠提滿足城市化發(fā)展所必須的要素，在此階段對(duì)于城市化的發(fā)展，生態(tài)環(huán)境具有相應(yīng)的承載力;當(dāng)c∈（0.3，0.5]時(shí)，兩個(gè)子系統(tǒng)間的發(fā)展處于拮抗階段，在這一階段城市化發(fā)展呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，同時(shí)會(huì)帶來(lái)一定的生態(tài)環(huán)境帶壓力，使其難以承載城市化的可持續(xù)發(fā)展;當(dāng)c∈（0.5，0.8]時(shí)兩個(gè)子系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)入磨合階段，城市化發(fā)展進(jìn)入質(zhì)量發(fā)展的新階段，不僅城市能得以發(fā)展，而且會(huì)對(duì)通過(guò)一定的治理措施修復(fù)生態(tài)環(huán)境，使兩個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良性耦合;當(dāng) c∈（0.8，1）時(shí)，兩個(gè)子系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)入高水平耦合階段，在這一高級(jí)階段，城市化發(fā)展相當(dāng)高的水平，生態(tài)環(huán)境也呈現(xiàn)良好的狀況。這一階段兩個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展在綠色發(fā)展下已成為當(dāng)今人類基本共識(shí)和追求。

3、城市化與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)度模型

耦合度對(duì)于判別城市化和生態(tài)環(huán)境之間的時(shí)序發(fā)展及耦合作用強(qiáng)度具有重要作用。但是由于研究序列產(chǎn)生數(shù)據(jù)的特殊性，會(huì)在某些特點(diǎn)情況下耦合度難以反映出兩個(gè)子系統(tǒng)之間的整體“功效”和“協(xié)同”作用，因而僅僅依據(jù)單一的應(yīng)用耦合度來(lái)進(jìn)行判定，會(huì)存在結(jié)果不準(zhǔn)確的可能。為了解決這一問(wèn)題，本文通過(guò)構(gòu)造城市化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度模型，并以此來(lái)判定兩個(gè)子系統(tǒng)之間的交互耦合協(xié)調(diào)程度，以提高其準(zhǔn)確性，其算法為：

（5）

式中：D為耦合協(xié)調(diào)度;C為耦合度;T為兩個(gè)子系統(tǒng)之間的綜合協(xié)調(diào)指數(shù)，反映二者之間的貢獻(xiàn)和整體的協(xié)同程度。α，β為待定系數(shù)，本文中取α=β=0.5。城市化與生態(tài)環(huán)境兩各子系統(tǒng)之間的耦合度D可分為以下類型：D的范圍分為0到0.4之間、0.4到0.5之間、0.5到0.8之間、0.8到1，同時(shí)根據(jù)不同的耦合協(xié)調(diào)范圍及兩個(gè)序列的不同大小關(guān)系，耦合協(xié)調(diào)類型分別為勉強(qiáng)調(diào)和、調(diào)和及不協(xié)調(diào)，耦合階段分為低水平耦合、拮抗時(shí)期、拮抗時(shí)期、高水平耦合。

二、城市化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)實(shí)證分析

1、數(shù)據(jù)處理

（1）數(shù)據(jù)來(lái)源

本文以陜西省11個(gè)地市為判定對(duì)象，數(shù)據(jù)來(lái)源于《陜西省統(tǒng)計(jì)年鑒》、各地市的統(tǒng)計(jì)年鑒以及有關(guān)公開(kāi)資料，通過(guò)篩選、計(jì)算、整理得出符合條件的指標(biāo)值。

（2）指標(biāo)體系構(gòu)建

為確定驅(qū)動(dòng)功效系數(shù)，要確定各指標(biāo)的上下限值，依據(jù)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)城市的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，本文將陜西省2000年到2016年相關(guān)各指標(biāo)的最小值確定為序參量的下限值，將各指標(biāo)中的最大值確定為序參量的上限值。

采用改進(jìn)熵值法，確定了指標(biāo)層和指標(biāo)占總指標(biāo)體系的權(quán)重，以及各個(gè)準(zhǔn)則層占目標(biāo)層的權(quán)重。其中一級(jí)指標(biāo)經(jīng)濟(jì)城市化權(quán)重為0.406、人口城鎮(zhèn)化權(quán)重為0.240、社會(huì)城鎮(zhèn)化權(quán)重為0.354;環(huán)境水平權(quán)重為0.073、污染治理權(quán)重為0.799、生態(tài)壓力權(quán)重為0.112、生態(tài)資源權(quán)重為0.015。

2、城市化與生態(tài)環(huán)境耦合的結(jié)果分析

陜西省2000-2016年17年間城市化與生態(tài)環(huán)境兩個(gè)子系統(tǒng)的耦合度及耦合協(xié)調(diào)度值的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

（1）耦合度分析

從總體來(lái)看，兩系統(tǒng)的耦合情況逐漸提高，由低水平逐漸增加至高水平。17年間陜西省耦合度從2000年的0.478到2014年及2015年的0.997及0.963。具體分析可知，2008年以前耦合度處于0.8以下，而之后便處于0.8以上，從2010年開(kāi)始，其耦合度增加至0.9以上。這表明陜西省始終貫徹發(fā)展規(guī)劃和綠色發(fā)展理念，不斷加強(qiáng)城建規(guī)劃和生態(tài)環(huán)境治理，并取得實(shí)效，使城市化與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系穩(wěn)定并維持在一定的高水平耦合的階段。

（2）耦合協(xié)調(diào)度分析

從耦合協(xié)調(diào)度數(shù)值變化來(lái)看，其值不斷上升，從2000年的0.3100到增加2016年的0.9438。從具體變化數(shù)值來(lái)看，2000-2003年耦合協(xié)調(diào)度在小于0.4，生態(tài)環(huán)境指數(shù)，城市化指數(shù)整體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)有輕微波動(dòng)，兩序列處于低水平耦合階段。短時(shí)期內(nèi)城市化的發(fā)展在生態(tài)環(huán)境的承載范圍內(nèi)。2004-2006年耦合協(xié)調(diào)度維持在0.1的變化范圍內(nèi)震蕩，兩序列耦合協(xié)調(diào)度類型為基本調(diào)和，可以從數(shù)據(jù)顯示城市化與生態(tài)環(huán)境傾向于同步發(fā)展，兩者會(huì)有相互促進(jìn)的發(fā)展趨勢(shì)。2007-2011年耦合協(xié)調(diào)度變化與0.5至0.8之間，這一階段陜西省的城市化與生態(tài)環(huán)境發(fā)展在進(jìn)一步調(diào)和。2012-2016又是一個(gè)變化階段，這個(gè)階段兩序列基本屬于調(diào)和狀態(tài)，數(shù)據(jù)顯示生態(tài)環(huán)境發(fā)展幾近于落后于城市化建設(shè)。兩序列的變化總體而言在逐步發(fā)展為協(xié)調(diào)，但由于陜西省人口落戶政策等相關(guān)政策出臺(tái)，城市化發(fā)展過(guò)快，超過(guò)了生態(tài)環(huán)境，二者耦合度又返回了基本調(diào)和階段。

三、結(jié)論與建議

基于上述分析，可以得出結(jié)論：陜西省雖然在耦合度和耦合協(xié)調(diào)度數(shù)值變化都科學(xué)合理，但是快速發(fā)展的城市化確實(shí)帶來(lái)了不利于陜西經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。在近十年的數(shù)據(jù)變化中也顯現(xiàn)出了陜西省城市化發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的變化發(fā)展從不匹配到逐步匹配，從不協(xié)調(diào)到逐步協(xié)調(diào)，從不能承載到逐步適應(yīng)承載，從低水平耦合逐步過(guò)渡到高水平耦合，但是數(shù)據(jù)趨勢(shì)也可以隱顯出下一步的發(fā)展趨勢(shì)中又出現(xiàn)周期性的波動(dòng)變化，這種變化不利于陜西省城市化的發(fā)展，也不利于陜西生態(tài)環(huán)境的宜居可持續(xù)發(fā)展，更不利于陜西省經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

為保障城市化與生態(tài)環(huán)境兩系統(tǒng)的高水平交互耦合狀態(tài)得以穩(wěn)定持續(xù)，不使這種耦合狀態(tài)周期性反復(fù)變化，阻礙陜西省經(jīng)濟(jì)發(fā)展，本文提出以下兩方面的建議：第一，在快速推進(jìn)城市化進(jìn)程的過(guò)程中，政府不應(yīng)該只考慮城市化帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)而應(yīng)該從生態(tài)環(huán)境的承載力方面進(jìn)行城市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和空間布局，合理有序的發(fā)展城市化，帶動(dòng)陜西經(jīng)濟(jì)發(fā)展;第二，環(huán)境保護(hù)投資及環(huán)保宣傳教育等工作應(yīng)該加快進(jìn)行，政府制定相關(guān)政策來(lái)管控不利于生態(tài)環(huán)境建設(shè)的快速發(fā)展城市化的措施，積極促進(jìn)城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 劉耀彬.城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)及其評(píng)價(jià)模型研究[J].中國(guó)軟科學(xué)，2005（05）140-148.

[2] 孜比布拉·司馬義，蘇力葉·木沙江，帕夏古·阿不來(lái)提.阿克蘇市城市化與生態(tài)環(huán)境綜合水平協(xié)調(diào)度評(píng)析[J].地理研究，2011.30（3）496-504.

[3] 孫平軍，丁四保，修春亮.北京市人口-經(jīng)濟(jì)-空間城市化耦合協(xié)調(diào)性分析[J].城市規(guī)劃，2012（5）38-45.

[4] 胡伏湘.長(zhǎng)沙市宜居城市建設(shè)與城市生態(tài)系統(tǒng)耦合研究[D].中南林業(yè)科技大學(xué)生態(tài)學(xué)，2012.

[5] 陳萍，陳曉玲.全球環(huán)境變化下人-環(huán)境耦合系統(tǒng)的脆弱性研究綜述[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2010（04）454-462.

【作者簡(jiǎn)介】

呂 寒（1982—）女，陜西漢中人，博士，西安外國(guó)語(yǔ)大學(xué)經(jīng)濟(jì)金融學(xué)院副教授.

王 敏（1979—）女，甘肅慶陽(yáng)人，博士，西安外國(guó)語(yǔ)大學(xué)商學(xué)院副教授.

陸佳燁（1999—）女，浙江寧波人，西安外國(guó)語(yǔ)大學(xué)商學(xué)院2017級(jí)會(huì)計(jì)班學(xué)生.