山東省城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力耦合關(guān)系及區(qū)域差異研究

鄒薈霞 任建蘭 劉凱

摘 要：以山東省為例，運用耦合度與耦合協(xié)調(diào)度模型，對其城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力之間的關(guān)系以及17個地級市的區(qū)域差異進行了實證研究。結(jié)果表明：山東省城鎮(zhèn)化整體呈現(xiàn)東部>中部>西部的空間分布特征；資源環(huán)境承載力呈現(xiàn)北部>南部的空間分布特征；全省和17個地級市的城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力耦合度均處于頡頏階段；全省耦合協(xié)調(diào)度處于中度協(xié)調(diào)耦合階段，17個地級市分別處于高度協(xié)調(diào)耦合、中度協(xié)調(diào)耦合、低度協(xié)調(diào)耦合三個階段，整體上呈現(xiàn)出北部優(yōu)于南部、東部優(yōu)于西部的空間格局；城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力的耦合強度和協(xié)調(diào)程度在17個地級市的空間分布上并不對應(yīng)，分為高強度耦合與高水平協(xié)調(diào)、高強度耦合與中水平協(xié)調(diào)、高強度耦合與低水平協(xié)調(diào)、中強度耦合與中水平協(xié)調(diào)、低強度耦合與中水平協(xié)調(diào)、中強度耦合與低水平協(xié)調(diào)6種類型。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)化；資源環(huán)境承載力；耦合關(guān)系；區(qū)域差異；山東省

Abstract：Taking Shandong province as an example， its urbanization and resource environmental bearing capacity coupling relationship and regional difference is studied by using coupling degree and coupling harmonious degree model. The results show that： ①Shandong provinces urbanization spatial pattern is east region>middle region>west region. ②Shandong provinces resource environmental bearing capacity spatial pattern is north region>south region. ③The coupling degree of Shandong province and 17 prefecture-level cities is in antagonistic phase. ④Shandong provinces coupling harmonious degree is in moderate coordination coupling phase， 17 prefecture-level cities are in high， moderate and low coordination coupling phase，and the spatial pattern is north region>south region and east region>west region. ⑤17 prefecture-level cities coupling degree and coupling harmonious degree are not corresponding， they can be divided into six types： high coupling degree and high coupling harmonious degree， high coupling degree and moderate coupling harmonious degree， high coupling degree and low coupling harmonious degree， moderate coupling degree and moderate coupling harmonious degree， low coupling degree and moderate coupling harmonious degree， moderate coupling degree and low coupling harmonious degree.

Key words：urbanization ； resource environmental bearing capacity ； coupling relationship ； regional difference ； Shandong province

中圖分類號：F290 文獻標識碼：A

文章編號：1674-4144（2016）-08-41（6）

城鎮(zhèn)化是社會經(jīng)濟發(fā)展的必然產(chǎn)物，是人類活動作用于城鎮(zhèn)這一特殊區(qū)域的集中體現(xiàn)。一般認為，城鎮(zhèn)化內(nèi)涵包括四方面：農(nóng)村人口轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)人口，農(nóng)村自然經(jīng)濟轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘猩鐣笊a(chǎn)，農(nóng)村生活方式轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)生活方式，農(nóng)村地域轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)地域[1]；資源環(huán)境承載力指區(qū)域內(nèi)資源環(huán)境條件對人類生產(chǎn)生活的功能適宜程度及規(guī)模保障程度[2]。城鎮(zhèn)的資源環(huán)境承載力是其生存、發(fā)育和成長的基礎(chǔ)條件，城鎮(zhèn)化發(fā)展也離不開資源環(huán)境承載力的支撐。但是國內(nèi)外不少地區(qū)的城鎮(zhèn)化以環(huán)境破壞和資源浪費為代價，產(chǎn)生城鎮(zhèn)環(huán)境污染嚴重、生態(tài)退化明顯、人地矛盾尖銳等一系列問題，反過來導致城鎮(zhèn)化可持續(xù)發(fā)展受到資源環(huán)境的約束。

城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力的關(guān)系是復雜人地關(guān)系的特殊表現(xiàn)形式[3]，研究其耦合關(guān)系不僅是以實現(xiàn)人地協(xié)調(diào)發(fā)展為己任的地理學面向人文要素和自然要素綜合集成研究的重要內(nèi)容，而且對于推進新型城鎮(zhèn)化進程、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級、緩解資源環(huán)境壓力、優(yōu)化國土資源利用、實現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有指導意義。我國城鎮(zhèn)化進入轉(zhuǎn)型期以來，學者們積極倡導城鎮(zhèn)化水平與資源環(huán)境承載力相協(xié)調(diào)[4-6]，尤其在中國地理學會2014年學術(shù)年會上，傅伯杰院士作的主題報告《走向世界的中國地理學》中把“新型城鎮(zhèn)化過程及資源環(huán)境承載力預警”作為中國地理科學未來發(fā)展的9大戰(zhàn)略方向之一；并且《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014-2020年）》特別要求根據(jù)資源環(huán)境承載能力構(gòu)建科學合理的城鎮(zhèn)化宏觀布局。可見城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力耦合研究的價值。但是，目前研究多集中在城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系，黃金川[7]認為區(qū)域生態(tài)環(huán)境隨城市化的發(fā)展存在先指數(shù)衰退、后指數(shù)改善的耦合規(guī)律，相關(guān)學者對全國、省域、市域城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的耦合關(guān)系展開了實證研究[8-10]；在城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境關(guān)系方面，研究主要集中于城鎮(zhèn)化的資源環(huán)境基礎(chǔ)[11，12]、資源環(huán)境對城鎮(zhèn)化的約束作用[6，13，14]、城鎮(zhèn)化對資源環(huán)境產(chǎn)生的影響[15-18]等方面，少有學者對城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力關(guān)系進行研究。因此，本文以山東省為例，嘗試研究其城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力之間的耦合關(guān)系及其在17個地級市間的差異，以期豐富我國城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境關(guān)系領(lǐng)域的研究內(nèi)容。

1 研究方法與指標體系

1.1 研究方法

耦合原為物理學概念，是指兩個或兩個以上系統(tǒng)通過各種相互之間的作用而產(chǎn)生彼此影響的現(xiàn)象[19]，耦合度即系統(tǒng)相互影響、相互制約的程度。本文把城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力兩個系統(tǒng)通過各自的耦合元素產(chǎn)生相互影響的程度定義為城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力耦合度，運用耦合度模型和耦合協(xié)調(diào)度模型[8]進行分析。

1.1.1 功效函數(shù)

設(shè)變量ui（i=1，2，...m）是城鎮(zhèn)化-資源環(huán)境承載力系統(tǒng)序參量，uij為第i個序參量的第j個指標，其值為Xij（j=1，2，...n），αij，βij是系統(tǒng)穩(wěn)定臨界點序參量的上限值和下限值，城鎮(zhèn)化-資源環(huán)境承載力系統(tǒng)對系統(tǒng)有序的功效系數(shù)uij表示為：

式中，uij為變量Xij對系統(tǒng)的功效貢獻大小。公式（1）中的功效系數(shù)具有以下特點：uij為各指標相對于目標的滿意程度，位于0到1之間，最接近0為最不滿意，最接近1為最滿意。

因為城鎮(zhèn)化和資源環(huán)境承載力是兩個互不相同又相互作用的系統(tǒng)，可通過綜合集成法得出對系統(tǒng)內(nèi)各序參量有序程度的“總貢獻”：

式中，ui為城鎮(zhèn)化系統(tǒng)或資源環(huán)境承載力系統(tǒng)對總系統(tǒng)有序度的貢獻，λij為各序參量的權(quán)重，本文利用熵值法確定權(quán)重：

對指標做比重變換：

1.1.2 耦合度模型

借鑒物理學中容量耦合系數(shù)模型，得到城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力的耦合度模型：

C為耦合度，位于0到1之間。當C=1時，城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力兩個子系統(tǒng)的耦合度達到最大，二者達到良性耦合，系統(tǒng)向新的有序結(jié)構(gòu)發(fā)展；當C=0時，城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力兩個子系統(tǒng)的耦合度達到最小，二者處于無關(guān)狀態(tài)，系統(tǒng)向無序發(fā)展；當0

1.1.3 耦合協(xié)調(diào)度模型

耦合度只能反映不同子系統(tǒng)之間的相互影響及作用大小，為評判不同研究單元城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力交互耦合的協(xié)調(diào)程度，構(gòu)建城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力耦合協(xié)調(diào)度模型：

式中，D為耦合協(xié)調(diào)度；C為耦合度；T為城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力綜合調(diào)和指數(shù)，表示城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力的整體協(xié)同效應(yīng)；a，b為待定系數(shù)。通常認為，當0

1.2 指標體系

從人地關(guān)系理論出發(fā)，根據(jù)山東省城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境的現(xiàn)狀特征，遵循綜合性、科學性、客觀性、獨立性、可得性、層次性等指標選取的原則，分別從城鎮(zhèn)化和資源環(huán)境承載力兩個維度建立山東省城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力耦合度指標體系（表1）。其中，城鎮(zhèn)化指標從人口城鎮(zhèn)化、經(jīng)濟城鎮(zhèn)化、社會城鎮(zhèn)化和空間城鎮(zhèn)化四方面進行選取；資源環(huán)境承載力指標從資源承載能力與環(huán)境支撐能力兩方面進行選取。本研究所需數(shù)據(jù)來源于《山東統(tǒng)計年鑒》（2015年），以及2015年山東省各地級市統(tǒng)計年鑒。

2 結(jié)果分析

2.1 城鎮(zhèn)化序參量分析

山東省城鎮(zhèn)化序參量為0.35，17個地級市城鎮(zhèn)化序參量可分為四種類型（見圖1）：濟南是山東省政治、文化、教育、科技、交通、金融中心，因勝利油田而崛起的東營是國家戰(zhàn)略黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)重要城市，這兩個地區(qū)的城鎮(zhèn)化序參量高于0.6；青島、煙臺、威海是傳統(tǒng)意義上的膠東地區(qū)，自近代以來一直是山東省經(jīng)濟最發(fā)達地區(qū)，淄博是全國重要的石油化工基地，這四個地區(qū)城鎮(zhèn)化序參量介于0.45和0.6之間；位于山東省中部的濰坊、日照、泰安、萊蕪、濟寧、棗莊、臨沂城鎮(zhèn)化序參量介于0.3和0.45之間；德州、聊城、濱州、菏澤城鎮(zhèn)化序參量低于0.3，位于山東省西部，是山東省長期以來發(fā)展滯后的區(qū)域。除去濟南、東營，山東省的城鎮(zhèn)化序參量整體呈現(xiàn)出東部>中部>西部的空間分布特征，與當前全省經(jīng)濟格局基本吻合。

2.2 資源環(huán)境承載力序參量分析

山東省資源環(huán)境承載力序參量為0.33，17個地級市資源環(huán)境承載力序參量可分為4種類型（見圖2）：青島和東營分別是國家戰(zhàn)略山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)和黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)的核心區(qū)域，青島是我國重要港口城市，海洋資源豐富，東營是我國濕地資源最豐富的地區(qū)之一，并且兩個地區(qū)環(huán)境保護力度大，所以資源環(huán)境承載力序參量高于0.4；資源環(huán)境承載力序參量介于0.35和0.4、0.3和0.35之間的地區(qū)分布比較分散，呈現(xiàn)交錯分布的態(tài)勢，威海、聊城、萊蕪、濱州、濰坊介于0.35和0.4之間，煙臺、日照、淄博、德州介于0.3和0.35之間；資源環(huán)境承載力序參量低于0.3的地區(qū)主要位于山東省中部和南部，包括濟南、泰安、菏澤、濟寧、棗莊、臨沂。總體來看，山東省資源環(huán)境承載力序參量呈現(xiàn)出北部>南部的空間分布特征。

2.3耦合度與耦合協(xié)調(diào)度分析

山東省城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力耦合度為0.5，17個地級市耦合度位于0.45和0.5之間（見表2），均處于頡頏階段，其中東營和濰坊是耦合度最高的兩個地級市。城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系研究結(jié)果[6，7]認為，當城鎮(zhèn)化水平位于30%和50%之間時，城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境處于頡頏階段，城市發(fā)展需要大量資金和資源，開發(fā)強度有所加大，生態(tài)環(huán)境不能完全承受城市發(fā)展所帶來的壓力，其質(zhì)量將有所下降；當城鎮(zhèn)化水平位于50%和70%之間時城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境進入磨合階段，生態(tài)環(huán)境修復受到重視，城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境呈現(xiàn)良性耦合。但2013年山東省城鎮(zhèn)化率為53.75%，17個地級市中只有菏澤、聊城、德州、濟寧城鎮(zhèn)化率不足但非常接近50%，濟南、青島、淄博、東營、威海的城鎮(zhèn)化率已接近70%，說明城鎮(zhèn)化、資源環(huán)境承載力的耦合關(guān)系與城鎮(zhèn)化、生態(tài)環(huán)境的耦合關(guān)系有所不同，其頡頏階段有可能貫穿于城鎮(zhèn)化的整個中期階段（城鎮(zhèn)化率位于30%～70%）；另一方面反映出山東省城鎮(zhèn)化過程中對資源環(huán)境的開發(fā)力度過大，所以今后應(yīng)大力推進城鎮(zhèn)生態(tài)文明建設(shè)，把生態(tài)文明理念融入城鎮(zhèn)化全過程，推進城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力耦合關(guān)系進入磨合階段。

山東省城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力耦合協(xié)調(diào)度為0.413，處于中度協(xié)調(diào)耦合階段，17個地級市耦合協(xié)調(diào)度（見表2）共分為三種類型（見圖3），除棗莊和濱州外，整體上呈現(xiàn)出北部優(yōu)于南部、東部優(yōu)于西部的空間格局。其中，東營、青島處于高度協(xié)調(diào)耦合階段，濟南、煙臺、淄博、威海、濰坊、棗莊、德州等7個地級市處于中度協(xié)調(diào)耦合階段，萊蕪、聊城、濟寧、臨沂、泰安、菏澤、日照、濱州等8個地級市處于低度協(xié)調(diào)耦合階段。處于高度和中度協(xié)調(diào)耦合階段地級市的經(jīng)濟狀況明顯好于低度協(xié)調(diào)耦合階段地級市的經(jīng)濟狀況，可見，城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力耦合協(xié)調(diào)度與經(jīng)濟發(fā)展水平存在一定的空間對應(yīng)關(guān)系。山東省絕大部分地級市處于城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力的中度和低度協(xié)調(diào)耦合階段，尚沒有出現(xiàn)極度協(xié)調(diào)耦合的地級市。所以，山東省今后城鎮(zhèn)化發(fā)展需要合理利用資源、保護環(huán)境，促進城鎮(zhèn)化發(fā)展與資源環(huán)境相協(xié)調(diào)，推進城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力向高度協(xié)調(diào)耦合階段發(fā)展。

根據(jù)城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力的耦合度大小對各地級市耦合強度進行劃分，當0.49

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

以山東省為例，通過建立城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力耦合度指標體系，運用耦合度與耦合協(xié)調(diào)度模型，研究了其城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力之間的耦合關(guān)系以及區(qū)域差異，得出如下結(jié)論：①山東省城鎮(zhèn)化序參量整體呈現(xiàn)出東部>中部>西部的空間分布特征，與當前全省經(jīng)濟格局基本吻合；②山東省資源環(huán)境承載力序參量呈現(xiàn)出北部>南部的空間分布特征；③山東省和17個地級市的城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力耦合度均處于頡頏階段；④山東省城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力耦合協(xié)調(diào)度處于中度協(xié)調(diào)耦合階段，17個地級市的耦合協(xié)調(diào)度分別處于高度協(xié)調(diào)耦合、中度協(xié)調(diào)耦合、低度協(xié)調(diào)耦合三個階段，整體上呈現(xiàn)出北部優(yōu)于南部、東部優(yōu)于西部的空間格局；⑤山東省城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力的耦合強度和協(xié)調(diào)程度在17個地級市的空間分布上并不對應(yīng)，分為高強度耦合與高水平協(xié)調(diào)、高強度耦合與中水平協(xié)調(diào)、高強度耦合與低水平協(xié)調(diào)、中強度耦合與中水平協(xié)調(diào)、低強度耦合與中水平協(xié)調(diào)、中強度耦合與低水平協(xié)調(diào)等6種類型。

3.2 建議

山東省城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力耦合度處于頡頏階段，耦合協(xié)調(diào)度處于中度協(xié)調(diào)耦合階段；17個地級市城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力耦合度處于頡頏階段，耦合協(xié)調(diào)度大部分處于中度和低度協(xié)調(diào)耦合階段。整體而言，山東省及其17個地級市城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力的耦合水平不高，對此提出以下建議：在城鎮(zhèn)化方面，準確把握城鎮(zhèn)化過程的規(guī)律與機理，尤其在經(jīng)濟新常態(tài)下注意研究城鎮(zhèn)化發(fā)展的新趨勢和新特點，妥善規(guī)避城鎮(zhèn)化面臨的風險，積極應(yīng)對城鎮(zhèn)化面臨的挑戰(zhàn)；以新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略為契機，以生態(tài)文明理念為指導，注重綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展，推動形成綠色低碳的生產(chǎn)生活方式和城市建設(shè)模式，引導城鎮(zhèn)化發(fā)展由速度型向質(zhì)量型轉(zhuǎn)型。在資源環(huán)境方面，注意保護資源環(huán)境本底，維護生態(tài)平衡，強化環(huán)境保護和生態(tài)修復，減少對自然的干擾和破壞；以山脈、水系、海岸帶為骨干，以重要生態(tài)功能區(qū)為節(jié)點，構(gòu)建支撐山東省城鎮(zhèn)化健康發(fā)展的生態(tài)安全格局；加大環(huán)境污染治理投入，加快環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，根據(jù)環(huán)境承載力和環(huán)境質(zhì)量優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局；節(jié)約利用資源和能源，提高資源和能源的利用效率，實現(xiàn)可持續(xù)利用。

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責任編輯：蔣亞林