河南省縣域尺度城鎮化協調發展時空差異及影響因素

范 昕, 李江風, 陳萬旭, 朱麗君, 韋啟杰, 林正松

(1.中國地質大學(武漢) 公共管理學院, 武漢 430074; 2.中國地質大學(武漢)國土資源部法律評價工程重點實驗室, 武漢 430074； 3.中國地質大學(武漢) 環境學院, 武漢 430074)

1978年中國城鎮化率低于20%，到2014年已超過50%，快速的城鎮化有力支撐了中國經濟社會的高速增長和快速轉型[1]。與此同時隨著城鎮化的推進，我國出現了城鄉發展失衡、分配失衡、社會權利失衡、國土空間開發利用效率低下、經濟發展模式粗放、“空城”或“鬼城”等一系列問題和矛盾[3-4]，進而導致不同類型的城鎮化失衡[5]、城鎮化協調性發展不均衡[6-7]、城鎮化內部不協調等現象[3,8-9]，限制了城鎮化健康發展。這些問題的出現，說明我國城鎮化已步入城鎮化轉型關鍵時期[2]，并且未來5年仍是我國城鎮化快速發展時期[10]，為此解決城鎮化協調發展問題，促進城鎮化順利轉型，確保我國城鎮化健康發展顯得尤為重要。

近年來國內外學者對城鎮化進行了大量的研究，取得了豐富的成果。部分學者對城鎮化的概念、內涵、機理、演進軌跡進行了完善擴充[8,11-12]，提出城鎮化是一個綜合過程[13]，包括人口城鎮化、社會城鎮化、經濟城鎮化、土地城鎮化等多方面的內涵[14]；一些學者構建了評價指標體系對我國城鎮化發展水平進行測度[15-17]，對我國城鎮化發展時空特征及驅動因素進行研究；同時一些學者還對城鎮化與新型工業化、信息化、農業現代化的耦合協調關系進行研究，也不乏“四化”系統中某兩個或者三個子系統之間融合協調發展、互動關系及作用機理的研究[18-22]。較多的研究集中在我國城鎮化系統中各子系統的相互協調性[23]，其中包括兩個[24-25]、三個[26]或者多個系統的城鎮化協調性的研究[27]。研究尺度涉及全國、省域、市域、縣域、城市群和都市圈等各個層次；在研究方法上，指標權重的確定大多采用專家打分法、層次分析法等主觀賦權法和熵值法、主成分分析法等客觀賦權法，城鎮化發展水平的測度主要采用TOPSIS法、變異系數法、灰色關聯度法、投影尋蹤模型、隸屬函數法、地理探測器、空間距離測度模型、DEA、GWR和ESDA等方法進行定量分析，對于城鎮化各子系統協調性的測度主要采用耦合協調度模型。

本文在相關研究成果基礎上，對城鎮化協調發展理論進一步創新，構建城鎮化協調發展的三維模型，并利用該模型對2000年、2005年、2010年、2014年河南省108個縣市城鎮化系統中的人口城鎮化、經濟城鎮化以及土地城鎮化3個子系統的協調發展水平進行測度，采用ESDA和GWR模型對河南省縣域城鎮化協調發展時空分異及驅動因素進行分析，以期為河南省制定縣域城鎮化健康發展路徑提供借鑒。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

河南省位于中國中東部，黃河中下游，110°21′—116°39′E，31°23′—36°22′N，包含17個地級市，1個省直管縣級市，是我國的人口大省、產糧大省和經濟大省，人均資源量排名靠后。2014年河南省以占全國1.74%的土地面積，承載了全國6.90%的人口，生產了全國糧食產量的9.50%，經濟總量居于全國第五位，中西部第一位；經濟發展主要依托農業，一、二、三產業增加值比重分別為5.3%，62.4%，32.3%，產業結構不合理；城鎮化水平為45.20%，與全國城鎮化水平54.77%相去甚遠；2000年河南省建成區面積為785 km2，到2014年建成區面積為1 877 km2，增加了1.39倍。河南省經濟區位和交通區位優勢明顯，擁有水、陸、空綜合立體交通運輸體系，起著承東啟西、連南貫北、吸引四面、輻射八方的作用，河南省城鎮化質量對于中部地區城鎮化乃至全國城鎮化健康發展有著重要意義。

1.2 數據來源與數據處理

本研究涉及河南省108個縣域，研究時間選取2000年、2005年、2010年、2014年4個節點，跨越3個五年計劃，在所選的研究期中包含了中國城鎮化發展最快速的10年。本研究涉及的基礎數據主要來源于2001年、2006年、2011年、2015年《河南省統計年鑒》、《中華人民共和國分縣人口統計資料》及河南省18個省轄市相關年份統計年鑒及權威網站，其中一些指標是經過相關指標計算得出，數據缺失年份取相鄰年份均值或采用插值法獲取。研究中總人口采用的是縣域常住人口，城鎮化率采用非農人口比重來衡量，非農人口是指從事第二、第三產業的人口及其所撫養的部分人口。把非農人口比重作為衡量城鎮化水平的指標，是從農民真正實現進城落戶、安居樂業的角度出發，來研究河南省縣域城鎮化水平的時空差異。由于各指標統計口徑的量綱不一致，本研究采用標準差標準化法對原始數據進行標準化處理。各行政單元的行政界線、城市駐地、DEM數據等位置信息數據來自國家基礎地理信息中心1∶400萬數據庫。

2 指標構建與研究方法

2.1 指標構建

本文在參照有關專家學者的研究成果基礎上[7,24,27-28]，遵循科學、可靠、層次性、可操作性的原則，圍繞可以集中體現河南省城鎮化水平的人口城鎮化、經濟城鎮化、土地城鎮化3個子系統的內涵來構建指標體系，通過對城鎮化的這3大子系統進行測度分析得到河南省城鎮化發展水平以及協調發展度狀況。具體的指標構建見表1。

表1 城鎮化子系統評價指標體系

2.2 研究方法

2.2.1 城鎮化發展水平和協調發展度 人口城鎮化子系統、經濟城鎮化子系統和土地城鎮化子系統是城鎮化系統中3個重要的組成部分，其中人口城鎮化是城鎮化的核心，經濟城鎮化是動力，土地城鎮化是保障[28]，三者相互制約、相互影響、相互作用、相互促進，形成互為動力、互為支撐、良性諧振、良性循環的城鎮化發展綜合體，任何一方面的偏頗都將降低城鎮化綜合效益。

首先構建人口城鎮化發展指數Pp、經濟城鎮化發展指數Ee、土地城鎮化發展指數Ll，用上述3個指數測度城鎮化子系統的發展水平：

(1)

圖1城鎮化協調發展理論的基本模式

Ci=cosαi

(2)

式中：Ci為協調發展系數；Di為綜合發展度；Xi，Yi和Zi分別表示各縣市的人口城鎮化、經濟城鎮化和土地城鎮化發展指數；αi為各區域的實際發展行為向量與最佳發展行為向量之間的夾角。

為進一步衡量區域人口城鎮化、經濟城鎮化與土地城鎮化之間的協調發展狀況，本文采用協調發展度(Ti)作為衡量尺度[7]，具體公式如下：

(3)

圖2改進后的城鎮化協調發展理論模型

2.2.2 城鎮化區域差異 采用泰爾指數(Theil Index)對河南省地級市內部以及地級市的城鎮化水平差異進行測度，將城鎮化水平的空間差異(T)分解為市內差異(Tw)和市際差異(Tb)。泰爾指數越大，表示區域之間差異越大，反之則越小[31]。

(4)

(5)

(6)

2.2.3 探索性空間分析 為了研究河南省城鎮化協調發展度是否在空間上表現出分布的聚集性和空間異常等特征，引入空間探索性分析手段ESDA進行分析，利用全局Moran′sI指數和局域Moran′sI指數(LISA)對河南省城鎮化協調發展度空間關聯模式(趨同或異質)進行度量和檢驗，揭示其空間分布特征。其中全局空間自相關用來驗證區域的某種屬性值在整個區域空間分布的集聚態勢；局部空間自相關(Local Moran′sI)是度量研究單元某一屬性值與臨近地區相同屬性值的空間差異程度，具體公式參照相關文獻[17]。根據Local Moran′sI指數，計算結果出現High—High，Low—Low，Low—High，High—Low共4種類型，分別表示相鄰空間的關系為高高、低低、低高、高低區。

2.2.4 城鎮化協調發展影響因素 引入地理加權回歸模型對河南省城鎮化協調發展區域差異及其驅動因子進行研究，該模型可以很好地納入數據的空間特性，客觀實際地探測空間數據的空間非平穩性。應用加權最小二乘法(WLS)對每個觀測點的參數進行估計，加權時一般采用高斯函數構建加權函數，利用(赤池信息準則)[32]來確定最優帶寬，然后構建河南省城鎮化協調發展的GWR模型進行模擬，并根據模擬和模型檢驗結果進行分析討論。其模型公式如下：

(7)

式中:Yi為被解釋變量值；(Si，Ti)是第i個觀測點空間地理位置坐標；αj(Si，Ti)為觀測點回歸參數；xij為觀解釋變量值；εi是隨機誤差。

3 結果與分析

在構建人口城鎮化、經濟城鎮化和土地城鎮化評價指標體系的基礎上，利用公式(1)、(2)、(3)測算出河南省各縣市城鎮化子系統發展水平、協調發展度以及綜合發展度(圖3)。

圖3 河南省城鎮化平均發展指數、協調發展度與綜合發展度

3.1 河南省城鎮化發展水平與協調性的時空演變特征分析

3.1.1 河南省城鎮化發展水平分析 研究期間城鎮化子系統平均發展水平逐年提高，人口城鎮化平均發展水平由2000年的0.178 0增加到2014年的0.468 1，經濟城鎮化平均發展水平由2000年的0.202 6增加到2014年的0.475 8，土地城鎮化平均發展水平由2000年的0.207 6增加到2014年的0.286 6。通過對城鎮化各子系統發展水平進行對比發現，2000年河南省土地城鎮化平均發展水平優于經濟城鎮化和人口城鎮化平均發展水平，2005年、2010年、2014年經濟城鎮化平均發展水平高于人口城鎮化平均發展水平，土地城鎮化處于最低水平,說明2000—2014年河南省城鎮化歷經了經濟人口城鎮化滯后型到土地城鎮化滯后型的過程，即先經歷建設用地快速擴張后再有經濟的高速發展以及城鎮人口的迅速增長，從側面揭示出了河南省的城鎮土地利用從粗放利用逐步向集約利用方向發展的趨勢。河南省東部地區及中原城市群內部地區的人口城鎮化發展水平相對較高，另外河南省省轄市周邊地區人口城鎮化水平顯著高于其他縣市；經濟城鎮化發展水平較低的地區主要集中于周口市、商丘市以及河南省黃河灘區，鄭州市周邊縣市經濟城鎮化水平明顯高于其他地區；土地城鎮化發展水平較低的地區主要集中于豫西太行山深石山區、西南部伏牛山區以及東南部大別山區，較高的地區是義馬市與長葛市，并且平原地區土地城鎮化發展指數明顯高于山地丘陵地區，說明河南省城鎮化3個子系統發展水平空間分異明顯，地形地貌和地理區位條件對城鎮化各子系統的發展水平有著顯著的影響。

河南省城鎮化綜合發展度平均值從2000年的0.196 1增加到2014年的0.410 2，增長趨勢明顯，2000年大部分縣市綜合發展度處于較低水平，其中47個縣市發展水平高于河南省平均發展水平，2014年有45個縣市發展水平高于河南省平均發展水平，從中可以看出2000—2014年河南省城鎮化整體發展水平較快。從河南省內城鎮化綜合水平地區差異來看，三門峽的義馬市城鎮化綜合發展度一直處于最高水平，可能是由于義馬市工業基礎較好，礦產資源豐富，經濟發展速度較快，產業結構相對合理，城鎮化水平較高。另外城鎮化綜合發展度較高的地區主要集中于中原城市群內部一些縣市，以及一些地級市周邊的縣市，而河南省的西南部山地及丘陵地區，受地形地貌地理區位的限制，城鎮化綜合發展度普遍較低。

3.1.2 河南省城鎮化協調發展分析 河南省城鎮化平均協調發展度如同城鎮化發展綜合水平以及城鎮化3個子系統發展水平一樣處于逐年提升的狀態，從2000年的0.427 6增加到2014年的0.625 1。從各協調類型(表2)的縣市數量來看，2000年只有義馬市1個市的城鎮化發展水平達到初級協調水平，其他的縣市都處于初級協調水平以下，其中有15個縣市處于勉強協調水平，53個縣市處于瀕臨失調水平，39個縣市處于輕度失調水平；到2014年河南省城鎮化協調發展度有很大的提高，原來代表河南省最高協調發展度水平的義馬市由2000年的初級協調水平提升到了優質協調水平，此外有9個縣市處于中級協調水平，59個縣市處于初級協調水平，39個縣市處于勉強協調水平。空間分布上河南省的城鎮化協調發展度也受地形地貌和地理區位條件的影響表現出河南省西南部、南部山區協調度低于平原地區，市區周邊縣市城鎮化協調度高于其他縣市的規律。

表2 河南省城鎮化協調度等級及協調發展類型[4]

3.2 河南省城鎮化發展水平空間差異分析

研究期間，河南省城鎮化區域間差異總體上不斷減小，其中區域間人口城鎮化發展指數、經濟城鎮化發展指數、城鎮化綜合發展度與城鎮化協調發展度總體差異呈下降趨勢，而土地城鎮化發展指數在區域之間差異有逐漸變大的趨勢。經濟城鎮化發展指數的泰爾指數變化最為明顯，由表3可以看出，由2000年的0.117 6減少到2014年的0.022 6，城鎮化協調發展度的泰爾指數變化相對較小，從2000年的0.010 0減少到2014年的0.004 3，土地城鎮化發展指數從2000年的0.115 8增加到2014年的0.129 8。對比市際泰爾指數(Tb)和市內泰爾指數(Tw)可以發現，城鎮化協調發展度、城鎮化綜合發展度與土地城鎮化發展指數的市內泰爾指數大于市際泰爾指數，經濟城鎮化發展指數的市際泰爾指數大于市內泰爾指數，2000年、2010年人口城鎮化發展指數的市際泰爾指數高于市內泰爾指數，2005年、2014年則相反。

表3 河南省城鎮化空間總體差異及分維度的泰爾分解

3.3 河南省城鎮化協調發展空間關聯性分析

由表4可知，2000年、2005年、2010年、2014年河南省城鎮化協調發展的全局Moran′sI指數都通過了1%的顯著性檢驗，說明河南省城鎮化整體有較強的空間正相關，各縣市城鎮化協調發展存在相互關聯，在空間上存在集群趨勢。

表4 河南省城鎮化協調發展Moran′s I統計值

注：(1) 采用了K值最臨近空間權值矩陣，K=5；隨機性檢驗中，采用9999 permutation；(2)***表示顯著性水平為1%。

河南省各縣市城鎮化協調發展度存在明顯的空間分異格局，主要表現為：高—高區主要集中于鄭州市、洛陽市、焦作市、平頂山市等地區，說明中原城市圈內部縣市城鎮化發展水平較高；低—低區主要分布于伏牛山區和大別山區，這些區域是河南省城鎮化發展的低洼區，發展水平相對較低。對比2000年、2014年的Moran′sI散點圖可以發現，2000年有75個地區表現出正向的空間關系，有29個地區表現出不相似的空間關系，其中13個位于第二象限，16個位于第四象限；2014年有79個地級市表現出正向的空間關系，26個地區表現出不相似的空間關系，其中15個位于第二象限，11個位于第四象限，3個跨了第二、三象限。

3.4 河南省城鎮化協調發展影響因素的空間計量分析

基于以上分析，本文選取人口分布密度、人均教育經費支出、人均地方財政一般預算收入、地方財政人均農林水利支出、農民人均純收入、人均社會消費品零售總額、建筑業總產值、平均海拔、人均糧食產量9個指標進行城鎮化協調發展影響因素的空間計量分析。利用SPSS 23.0的描述性統計功能將所選9個指標進行標準化處理，然后利用回歸分析方法對標準化后的所有變量進行共線性檢驗，避免各指標的多重共線性。由檢驗結果(表5)可知所選變量方差膨脹因子(VIF)都小于10，這9個指標都作為GWR模型的解釋變量。本文取2000年、2005年、2010年、2014年的因變量和解釋變量的均值來避免某個時間截面上數據誤差影響分析結果，以所選9個指標作為解釋變量，河南省城鎮化協調發展度為被解釋變量。

表5 回歸方程自變量的多重共線性檢驗

分別利用ArcGIS軟件提供的最小二乘法(OLS)模型和地理加權回歸模型(GWR)對影響河南省城鎮化的因素進行全局回歸分析，得到的結果如表6所示:

表6 OLS和GWR回歸分析結果對比

對比R2可知，GWR的模擬結果優于OLS的結果。若OLS模型和GWR模型的AICc的差值大于3，表明GWR模型擬合性能優于OLS模型[32]，而本文兩者之間的差距為24左右，再次證明GWR的擬合結果更合理。

從河南省城鎮化協調發展度回歸系數來看，9個解釋變量對于河南省各個縣級單元的參數估計的結果均各不相同，有正有負，存在明顯的空間差異。影響程度由大到小依次為：人口分布密度、人均教育經費支出、人均地方財政一般預算收入、平均海拔、農民人均純收入、人均社會消費品零售總額、人均糧食產量、建筑業總產值、地方財政人均農林水利支出。(1) 人口分布密度、人均教育經費支出、人均地方財政一般預算收入對河南省城鎮化協調發展度的影響均為正向，三者在一定程度上可以促進城鎮化的協調發展。其中人口分布密度的回歸系數由南向北逐漸增加，人均教育經費支出對京廣線以東地區的影響力明顯高于以西地區，加大教育經費投資力度可以有效地促進河南省商丘市、周口市、駐馬店市和信陽等地方城鎮化的進程，人均地方財政一般預算收入對河南省東南地區的影響強于西南地區。(2) 農民人均純收入對于城鎮化協調發展度的影響有正有負，沿河南省中部南北一線向東西兩側逐漸減弱，其中商丘市、濮陽市等部分縣市回歸系數為負，西南部伏牛山區回歸系數同樣較低，其中表現為負影響的地區主要集中在商丘市、濮陽市等部分縣市以及西南部伏牛山區，主要由于這些縣市地區氣溫降雨、地形地貌等自然條件較差，農民人均純收入較低，城鎮化協調發展受到負面影響。而與此相反的是在地理區位和氣候條件較好的地區農民人均純收入對城鎮化的影響大體上表現為正。(3) 人均社會消費品零售總額對于城鎮化協調發展度的影響有正有負，從濮陽到開封市、鄭州市、許昌市、漯河市一線的影響系數為負，河南省東部、東南部影響系數稍微較高，河南省的西南部影響系數最高。(4) 建筑業總產值對于城鎮化協調發展度的影響系數從河南省南部向北部顯著增加，由負變為正。從三門峽市、洛陽市、鄭州市、開封市、商丘市以北的縣市，建筑業總產值對于城鎮化協調度的影響為正向，以南的縣市影響系數基本為負。(5) 平均海拔對于城鎮化協調發展度的影響有正有負，西南山區平均海拔較高抑制了城鎮化的協調發展，對于河南省東部地區平原地區，海拔高度在一定程度上促進了城鎮化的協調發展。(6) 以京廣線為分界線，以東地區人均糧食產量對于城鎮化協調發展度有正向影響；以西地區人均糧食產量對于城鎮化協調發展度有負向影響。河南省東部地區地勢平坦，是河南省糧食主產地區，有利地支撐了城鎮化的快速發展，西南部山區自然條件相對較差，人均糧食產量較低影響了城鎮化的健康發展。(7) 地方財政人均農林水利支出對城鎮化協調發展度的影響基本為負向，在河南省東北部的少部分地區影響系數為正，影響系數最小的在河南的東南地區和西北地區。安陽市、濮陽市、開封市和商丘市的部分地區需要加大地方財政人均農林水利支出以促進城鎮化的協調發展。河南省東北地區濮陽市、新鄉市、焦作市的部分縣市處于黃河灘區，洪澇災害的治理投入對于城鎮化協調發展有重要影響。

4 結論與討論

4.1 結 論

(1) 在研究期內河南省城鎮化的整體水平、各子系統發展水平及其協調發展度都處于逐年提升的狀態；2000—2014年河南省城鎮化歷經了經濟人口城鎮化滯后到土地城鎮化滯后的轉變；地區間人口城鎮化發展指數、經濟城鎮化發展指數、城鎮化綜合發展度與城鎮化協調發展度總體差異呈下降趨勢，而土地城鎮化發展指數在區域之間差異有逐漸變大的趨勢。

(2) 從全局空間自相關來看，河南省城鎮化協調發展整體有較強的空間正相關；從局部空間自相關來看，高—高區主要分布在鄭州市及其周邊地區，而低—低區主要分布在河南省南部地區。

(3) 河南省城鎮化協調發展的9個影響因素的影響力由大到小依次為人口分布密度、人均教育經費支出、人均地方財政一般預算收入、平均海拔、農民人均純收入、人均社會消費品零售總額、人均糧食產量、建筑業總產值、地方財政人均農林水利支出，建筑業總產值與地方財政人均農林水利支出整體上表現為負相關，其余指標表現為正相關。

4.2 討 論

(1) 2000—2014年河南省城鎮化協調發展快速推進，但是到2014年仍然有很多縣市處于低水平的協調狀態，也有部分地區由于城鎮化子系統發展水平差異較大，導致協調發展度較低。河南省政府在推動城鎮化協調發展的過程中應結合區域實際情況，對于人口城鎮化發展水平較低的縣市應該不斷完善城鎮體系、產業發展、交通網絡、基礎設施和公共服務布局，保證公共服務均衡發展，同時注重保障和改善民生，堅持民生優先、共建共享，系統推進民生幸福工程，促進社會公平正義，保證就業機會充分，增強廣大市民的幸福感；對于經濟城鎮化發展指數較低的地區應該加強投資力度，推動城鄉生產要素優化組合、促進城鄉協調發展，引進新科學、新技術、新方法，推動經濟結構調整和產業結構不斷升級，加快產業轉型步伐，推動結構優化、集群發展、技術進步，提高經濟效益；對于土地城鎮化發展水平較低的地區，需要統籌考慮各區域的資源、生態、環境和經濟社會發展需求，根據生態健康、生活宜居、生產便利的要求，促進布局優化，統籌協調布局城鎮村生活空間、各產業生產空間和生態環境保護空間，形成功能清晰、協調有序的國土空間開發利用格局。在實現經濟質量增長和效益同步提高的同時，注重資源節約和環境保護，堅持速度和效益相結合，走高技術、低污染、全面、協調、可持續發展的新型工業化道路，達到更高級、更有組織、更高效率的經濟發展水平。河南省“三山一灘”地區多為貧困縣，經濟發展水平較低，自然條件較為惡劣，成為河南省發展的洼地和連片貧困區，這些地區城鎮化發展質量較低。對于黃河灘區，應該結合實際情況，合理轉移居民，加大農林水利支出，解決防洪安全；對于“三山”地區應該加快基礎設施建設，改造提升、轉移就業、實現產業發展和生態保護相結合，發展特色旅游，探索扶貧新路徑。

(2) 本文以河南省108個縣市為研究對象，分析了河南省城鎮化協調發展的時空格局變化、區域差異、空間相關性和影響因素。在指標選取上受到數據獲取的原因略顯簡單，在影響因子的選取上較多地考慮了社會經濟因素，對自然因素的考慮有所欠缺，在以后的研究中有待進一步深化。

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