京津冀城市群城市化與生態環境時空分異及協同發展格局

梁龍武,王振波,*,方創琳,孫 湛

1 中國科學院地理科學與資源研究所,北京 1001012 中國科學院大學資源與環境學院,北京 100049

改革開放以來,中國城市化進程明顯加快,取得的成就舉世矚目,城市化率從1978年17.9%增長至2017年58.52%,年均提升1.04個百分點,如此快速的發展速度,在世界城市化發展史上是罕見的。但是傳統城市化過度側重于發展速度,以致于產生了諸多較為嚴峻的“城市病”,尤其是環境污染、生態破壞以及資源短缺等生態環境問題[1]。城市化作為推動中國經濟社會發展的巨大引擎,在城市化進程中,由城市人口擴張、城市資源銳減、能源巨大消耗帶來的大氣污染[2]等生態環境問題也日益突出,繼而又制約了城市化的發展進程。城市化與生態環境間存在復雜的交互耦合脅迫機制,總體上表現為城市化對生態環境的脅迫作用和生態環境對城市化的約束作用兩個方面。其中城市化對生態環境的脅迫主要來自城市中的人口、工業和交通等方面,生態環境對城市化的約束則主要由改變人口和資本流向所引起。

城市化與生態環境系統是一個人文與自然相結合的復雜巨系統,包括城市化系統和生態環境系統。目前,有關城市化與生態環境系統的研究已經成為國內外學術領域的熱點問題。針對城市化與生態環境的協同發展研究,國內外學者分別作了如下探討：1)理論研究,方創琳等基于城市群城市化與生態環境之間復雜的非線性耦合關系,創建出兩者近遠程交互耦合效應的理論框架[3- 4]。2)演變過程分析,黃金川等采用代數學和幾何學方法推導出城市化與生態環境交互耦合的數理函數和幾何曲線,即環境庫茲涅茨(Environmental Kuznets Curve,EKC)曲線和對數曲線的邏輯復合。3)交互耦合機理分析,劉耀彬等采用灰色關聯度和耦合度模型,定量揭示了城市化與生態環境系統交互耦合的主控因素,解讀了城市化對生態環境的脅迫效應和生態環境對城市化的約束效應[5]。但是針對城市群地區城市化與生態環境耦合效應的研究相對較少。在粗放型經濟發展模式和快速城市化進程中,城市群區域面臨著日益嚴重的資源與生態環境脅迫壓力[6]。城市群城市化與生態環境系統發展模式及其耦合效應的研究已經成為學界與政界的迫切需求。

基于此,本文選取2000—2015年京津冀城市群13個地級以上城市作為研究對象,依據人口-經濟-社會-空間(Population-Economic-Sociology-Space,PESS)模型和生態環境壓力-狀態-響應(Pressure-State-Response,PSR)模型分別構建城市化和生態環境評價指標體系,采用AHP和熵值法對指標進行主客觀綜合賦權,通過系統指數評估模型評價城市化與生態環境系統及其子系統指數值,運用耦合協調度模型及其分類原則判定兩者耦合效應類型,最后提出相關建議,以期為城市群城市化與生態環境系統協同可持續發展提供借鑒。

1 研究區域、數據來源及評價指標體系

1.1 研究區域及數據來源

京津冀城市群是中國經濟核心區和體現國家競爭力的重要區域,包括北京、天津2個直轄市和石家莊、唐山、秦皇島、邯鄲、邢臺、保定、張家口、承德、滄州、廊坊和衡水11個地級市。隨著人口與產業迅速集聚、城市社會經濟規模持續提升,京津冀生態環境問題正在日益激化[7],生態安全指數已經達到了預警狀態[8],為此,本文對京津冀城市化與生態環境協同發展態勢進行研究。城市化及生態環境數據分別來自于2001—2016年《北京市統計年鑒》、《天津市統計年鑒》、《河北省經濟年鑒》、《中國區域經濟統計年鑒》、《中國縣(市)社會經濟統計年鑒》、《中國城市統計年鑒》、《北京市水資源公報》、《天津市水資源公報》、《河北省水資源公報》、《中國科技統計年鑒》、中國環境監測官方網站、各地級市政府網站的相應年份的《國民經濟和社會發展統計公報》等。碳排放量數據參考《各種能源折標準煤及碳排放參考系數》求解得到；能源消費彈性系數通過計算一定時期能源消費平均增長率與同期國民生產總值平均增長率或工農業生產總值平均增長率的比值得到。缺失數據采用綜合增長率估算法,以多年歷史平均增長率或分段平均增長率為基礎,補充缺失數據。

1.2 評價指標體系

(1)基于PESS模型構建城市化指標體系

城市化作為地區發展水平的參考和表征,目前國內外已有大量文獻進行深入分析探[9- 10]。但由于城市化發展是一個復雜的動態過程,伴隨著人口、產業、社會、空間、生態等多維因素的變遷[11],近年來學者傾向于構建科學和合理的指標綜合度量地區的城市化發展狀態[12- 15]。因此,本研究人口-經濟-社會-空間(Population-Economic-Sociology-Space,PESS)模型作為衡量地區城市化的綜合表征,通過經濟城市化、人口城市化、社會城市化和空間城市化4個子系統20個評價指標(表1)作為城市化發展的依據。其中,經濟城市化是城市化發展的核心內容,經濟發展是城市化發展的引擎；人口城市化是城市化發展的基礎,人口向城市的集中是地區城市化發展的根本載體；社會城市化體現文明的擴散以及人們生活水平的高低,更豐富了城市化的內涵；空間城市化是城市化的重要內容,土地利用結構的變化及交通設施的發展水平能比較直觀地反映城市化建設發展水平[16]。其中人均公路里程是公路里程數除以地區總人口,交通線網密度是公路里程數除以地區總面積,公路里程數為等級公路(高速、一級和二級公路)和等外公路的總路程數。

(2)基于PSR模型構建生態環境指標體系

生態環境壓力-狀態-響應(Pressure-State-Response,PSR)模型最早被用于分析生態環境壓力,現狀和響應之間的關系[17]。目前該模型常用于生態環境評價中,被眾多政府和組織認為是最有效的一個框架[18- 20],在科學評價中相對系統[21]。在PSR模型中,生態環境壓力表示人類活動或自然因素給生態安全帶來的負荷,即生態脅迫；生態環境狀態表示研究區域生態安全狀態,即環境質量、自然資源與生態系統的現狀；生態環境效應表示人類面臨生態安全問題時所采取的對策,即生態可持續發展能力[22]。根據評價地區的地域性,衡量方法的系統性、實用性以及數據的可獲得性等原則,結合研究區的實際特征,確定采用PSR模型構建城市群生態安全評價指標體系,共包括3個子系統的21個評價指標(表2)。其中生態風險指數表征各地區國土空間綜合生態風險的大小,參考汪翡翠等[23]所采用的方法進行提取計算。

表1 城市化評價指標體系及指標權重

表2 生態環境評價指標體系及指標權重

2 研究方法

2.1 指標預處理及權重求解

通過層次分析法和熵值法確定城市化與生態環境指標體系各指標的綜合權重。

(1)基于標準化方法對指標進行無量綱化處理。在綜合評價分析中,評價指標的目的和含義的差異導致各指標具有不同的量綱和數量級,通常采用標準化處理方法消除不同量綱和數量級對評價指標的影響,以此降低隨機因素的干擾。

(2)基于層次分析法計算指標主觀權重。層次分析法(Analytic Hierarchy Process,簡稱AHP)是將與決策有關的元素分解成系統、子系統、指標等層次,以進行定性和定量分析的決策方法[24- 25]。本文采用1—9標度方法,依據中國科學院、北京大學、清華大學、北京師范大學等科研單位40位本領域專家的主觀賦權意見來構造判斷矩陣,再對矩陣進行一致性檢驗。若檢驗通過,則權重分配合理；否則,需要重新構造判斷矩陣計算權重。同理,計算出準則層權重。

(3)基于熵值法計算指標客觀權重。熵值法(Entropy Method)是一種基于數據離散程度客觀計算指標權重的賦權方法,相對客觀、全面、無需檢驗結果[27]。通常,熵值越大,系統結構越均衡,差異系數越小,指標的權重就越小；反之則指標的權重越大。

(4)優化綜合權重。通過AHP層次分析法和熵值法分別計算出模型指標的主客觀權重w1i和w2i。其中層次分析法比較主觀,容易受到評價過程中的隨機性和評價專家主觀上的不確定性及認識上的模糊性影響；熵值法相對客觀,但損失的信息有時會較多,且有時受離散值影響較大。為了優化主、客觀權重,利用最小信息熵原理對主、客觀權重進行綜合,縮小主客觀權重的偏差。城市化與生態環境系統評價指標的主客觀權重詳見表1和表2。

(1)

2.2 系統指數評估模型

運用線性加權方法分別計算人口、經濟、社會、空間城市化子系統,生態環境壓力、狀態、響應子系統以及城市化和生態環境系統評價指數值,計算公式為：

(2)

(3)

式中,f(x)和g(y)分別表示城市化與生態環境子系統綜合評價值,F(x)和G(y)分別表示城市化與生態環境系統綜合評價值,xi和yj分別表示城市化與生態環境評價指標標準化數值,wi和wj分別表示城市化與生態環境評價指標綜合權重,Wi和Wj分別表示城市化與生態環境子系統權重,本文認為子系統具有同等的重要性,為此采用均等權重。

2.3 耦合協調度模型

城市化與生態環境存在復雜的交互耦合脅迫機制,表現為城市化對生態環境的脅迫作用和生態環境對城市化的約束作用兩個方面。其中城市化對生態環境的脅迫主要來自城市中的人口、企業和交通等方面,生態環境對城市化的約束則主要來自人口和資本流向的變化。采用經典范式研究城市化與生態環境耦合協調性,并分析其演化趨勢,劃分耦合發展類型。

(1)城市化與生態環境的耦合度模型

耦合度是一個物理學概念,是指兩個(或兩個以上的)系統通過受自身和外界的各種相互作用而彼此影響的現象。由于系統之間的耦合關系存在相似性,耦合現在被廣泛地應用到研究城市化與生態環境交互脅迫關系之中,其表示式為：

(4)

式中,C為城市化與生態環境系統的耦合度,且0≤C≤1,F(x)為城市化系統綜合評價值；G(y)表示生態環境系統綜合評價值；k為調節系數,且k≥2,常取k=2。

(2)城市化與生態環境協調度模型

為了更好地判斷兩個系統之間的協調發展程度,本文構建協調度模型。其計算公式如下：

(5)

式中,D為協調度,T為城市化與生態環境系統綜合發展指數,α,β為待定權重,分別為城市化和生態環境的貢獻份額。考慮到城市化發展與生態環境保護同等重要,所以取α=β=0.5。

(3)城市化與生態環境耦合類型劃分

借鑒物理學關于協調類型的劃分,根據協調度D及城市化系統F(x)和生態壞境系統G(y)的大小,將城市化與生態環境的耦合類型分為3大類,4個亞類和12個系統類型狀態(表3)[27],如下表所示。

表3 城市化與生態環境系統協調發展類型劃分原則

3 城市化與生態環境系統指數分析

采用熵值法和層次分析法對指標權重進行主客觀綜合賦權,根據公式(2)計算出城市化與生態環境子系統指數評價值,根據公式(3)計算出城市化與生態環境系統指數評價值。基于子系統與系統評價值,本文劃分京津冀城市化與生態環境系統不同發展模式,以及分析其時空演變格局。

3.1 城市化與生態環境系統發展模式分類

3.1.1 模式分類方法

表4 城市化與生態環境發展模式劃分原則

3.1.2 京津冀城市化與生態環境系統模式分析

基于表4中不同發展模式的劃分原則,本文統計出京津冀2000—2015年13個地市城市化與生態環境不同發展模式的次數及城市群總計和平均次數,詳見表5和表6,從表中可以看出：

(1)北京、天津、唐山、石家莊、廊坊是京津冀城市化發展的第一梯隊城市,城市化發展較強,均優于其他地市。京津人口、經濟、社會、空間“四位一體”全面式城市化發展道路是其他城市新型城市化的模范區；唐山人口和經濟城市化優于社會和空間城市化,鋼鐵產業拉動經濟迅速提升；石家莊經濟城市化較弱于其他城市化,具有明顯的“木桶效應”；廊坊空間城市化較優于其他城市化,銜接京津兩市,交通建設受益于京津“同城化”規劃。邯鄲、秦皇島、衡水、滄州是京津冀城市化發展的第二梯隊城市,中級及以下城市化總年份占比超過60%。邯鄲人口城市化與社會城市化具有“一高一低”顯著差異,經濟和空間城市化居中,工業資源的優勢加速人口城市化；秦皇島空間和社會城市化顯著優于人口城市化,經濟城市化居中,旅游資源促進社會的發展；衡水空間城市化顯著高于人口和經濟城市化,位于京津冀十字交叉處,樞紐優勢促進交通發展；滄州經濟城市化顯著高于社會和空間城市化,其空間城市化一直低于均值。邢臺、保定、張家口、承德是京津冀城市化發展的第三梯隊城市,弱城市化占比62.5%以上。邢臺空間城市化顯著優于經濟城市化；保定空間城市化弱于其他城市化；張家口社會城市化較優于其他城市化；承德經濟和社會城市化較優于人口和空間城市化。

(2)北京、保定、張家口、承德和秦皇島是京津冀生態環境保護的第一梯隊城市,均為較強生態環境保護及以上。北京生態環境壓力、狀態、響應均相對較優,尤其是響應的優勢更為顯著；保定生態環境狀態和響應逐漸變好,但是壓力具有增長趨勢；張家口和承德生態環境壓力和狀態均較好,響應也逐步提升；秦皇島生態環境狀態保持良好,響應和壓力均具有增長趨勢。天津、石家莊、廊坊、邯鄲、滄州是京津冀生態環境保護的第二梯隊城市,一般生態環境保護期數占比超過68%。天津、石家莊生態環境狀態較差,壓力和響應均有所提升；廊坊、邯鄲和滄州生態環境壓力和狀態均弱于響應,具有“一俊遮百丑”效應。邢臺、衡水、唐山是京津冀生態環境保護的第三梯隊城市,生態環境壓力和狀態均劣勢顯著,隨著生態文明建設政策的推行,響應力度在“十二五”期間顯著提升。

表5京津冀城市化與生態環境發展模式地市分類表

Table5ClassificationtableofdevelopmentpatternsofurbanizationandecologicalenvironmenteverycityinBeijing-Tianjin-Hebeiurbanagglomeration

城市City強城市化Strongest urbanization較強城市化Stronger urbanization中級城市化Intermediate urbanization一般城市化General urbanization弱城市化Weak urbanization強生態環境保護Strongest ecological environment protection較強生態環境保護Stronger ecological environment protection一般生態環境保護General ecological environment protection弱生態環境保護Weak ecological environment protection北京15100012400天津12301001141石家莊7216000133唐山8120500610秦皇島1532511500邯鄲4211800115邢臺0303100079保定0112127540張家口00231161000承德01321021400滄州0322900115廊坊7103500124衡水112480097總計次數Total times552417298328498744平均次數Average times4.23 1.85 1.31 2.23 6.38 2.15 3.77 6.69 3.38

(3)京津冀2000—2015年城市化進程可分為兩個階段,分別為緩慢發展階段(2000—2007年)和穩步提升階段(2008—2015年)。在緩慢發展階段,弱城市化城市數量較高于均值,京津石和唐山等城市化發展較強,其他地市城市化較弱,主要是人才、資本等內生動力不足,政策、科技等外部條件缺乏。在穩步提升階段,強和較強城市化城市數量較高于均值,張家口、保定、承德、邢臺、滄州、衡水相對滯后,邯鄲、衡水、邢臺、承德、滄州城市化顯著提升,其余地市均保持在較強城市化及以上。隨著京津冀“同城化”、“一體化”等城市群協同發展體系的建立,國家在城市建設中投入的資源越來越多,政策紅利提升,要素集聚效應顯著,同時京津城鐵等交通網絡的完善也激發了城市發展潛力。

(4)京津冀2000—2015年生態環境保護可分為兩個階段,分別是生態保護攻堅期(2000—2010年)和生態文明建設期(2011—2015年)。在生態保護攻堅期,弱生態環境保護城市數量基本高于均值,政府和企業快速發展經濟的同時生態保護投入較低,值得注意的是,2002年弱生態環境保護城市出現斷崖式增長,唐山、石家莊、邯鄲、邢臺、衡水等地市在經濟建設的過程中忽視了生態保護,這表明京津冀經濟的發展是以犧牲環境為代價的。在生態文明建設期,強生態環境保護城市較高于均值,各地市生態環境保護強度顯著提升,且不存在弱生態環境保護城市。“十二五”尤其是黨的“十八大”以來,中央政府高度重視生態文明,以其作為我國特色社會主義“五位一體”建設中的重要一環,環境治理等成為各級政府政績的重要考核指標,這說明環保等政策的實行、政府的重視以及環保規劃的頂層設計等非常有益于生態環境保護。

表6京津冀城市化與生態環境發展模式年份分類表

Table6ClassificationtableofdevelopmentpatternsofurbanizationandecologicalenvironmenteveryyearinBeijing-Tianjin-Hebeiurbanagglomeration

年份Year強城市化Strongest urbanization較強城市化Stronger urbanization中級城市化Intermediate urbanization一般城市化General urbanization弱城市化Weak urbanization強生態環境保護Strongest ecological environment protection較強生態環境保護Stronger ecological environment protection一般生態環境保護General ecological environment protection弱生態環境保護Weak ecological environment protection200001021004722001110011047220021100110436200320001105082004110011145320052011924252006202271345200722117323520083212514532009502241453201052060326220115213232802012613213280201363310238020146 42 10 418 02015841004180總計次數Total times492017228924497944平均次數Average times3.061.251.061.385.561.503.064.942.75

3.2 京津冀城市化與生態環境水平時空格局演變分析

本文選取2000年、2008年和2015年京津冀城市化與生態環境系統水平進行空間可視化分析,以此分析京津冀城市化與生態環境水平時空格局演變過程。為了體現不同時間尺度下城市化與生態環境系統評價值的標準性和可比性,依據數理倍數關系將當年城市化系統和生態環境系統評價值的均值的0.5倍、1.0倍、1.5倍作為劃分標準。城市化水平類型區分別為高城市化區(>1.5倍)、偏高城市化區(1.0—1.5倍)、中城市化區(0.5—1.0倍)、低城市化區(<0.5倍)4種類型；生態環境水平類型區分別為優生態環境區(>1.5倍)、偏優生態環境區(1.0—1.5倍)、中生態環境區(0.5—1.0倍)、劣生態環境區(<0.5倍)4種類型,如圖1所示。從圖中可以看出：

(1)高城市化區的空間格局保持不變,偏高城市化區和中城市化區空間格局相對穩定,低城市化區基本不存在(圖1)。北京、天津2000—2015年城市化水平均為高城市化類型,集聚了京津冀城市群的優質市場資源、技術人才以及金融資本等,為京津冀城市群“兩級”,具有強大的吸虹效應。張家口和承德城市化水平由低城市化提升為中城市化類型,這兩個地市是京津冀城市群的生態屏障,是守衛首都的“綠色長城”,城市化要素集聚能力較弱,城市化進程較落后于其他城市。廊坊城市化水平由中城市化提升為偏高城市化類型,作為銜接京津兩核的中間地區,廊坊前期城市化發展受制于京津兩市的“強磁力”效應,即潛在發展動力不足,后期得益于京津兩市的城市“邊緣區”效應,即相對其他地市具有“先發優勢”。秦皇島城市化水平由偏高城市化下降為中城市化類型,作為京津冀城市群的生態標兵城市,其堅持“生態立市”,以“青山綠水”為“金山銀山”,積極創建生態、康養、綠色、創新型和高科技產業,這也限制了其城市化發展。同時,地理區位條件等的劣勢也阻滯了其融入城市群,即秦皇島未能充分享受到京津冀協同發展“群效應”中的紅利。石家莊、唐山2000—2015年城市化水平均為偏高城市化類型,石家莊為省會城市,具有較高的城市首位度,政策優勢明顯,能夠有效吸納河北城市化發展資源；唐山是我國鋼鐵生產重地,工業化發展遠遠超前于其他地市,這為唐山贏得了豐富的城市化發展要素。保定等其他5個地市2000—2015年城市化水平均為中城市化類型,需要強化發展優勢,充分利用本地區資源,尋求綠色可持續的創新型城市化發展道路。

圖1 2000—2015年京津冀城市化與生態環境系統水平空間演變Fig.1 Spatial evolution of urbanization and ecological environment system level in Beijing-Tianjin -Hebei urban agglomeration from 2000 to 2015

(2)優生態環境區、偏優生態環境區和中生態環境區空間格局相對穩定,劣城市化區不存在(圖1)。整體上,京津冀生態環境水平分布格局較為穩定,集中于偏優生態環境和中生態環境類型,這說明京津冀各地市生態環境保護意識較強,對環境違法行為堅持“零容忍”,相對其他城市群,環境規制力度較高。張家口、承德、秦皇島和保定2000—2015年生態環境水平均為偏優型以上,形成巨大的“傘狀”型綠色生態屏障,是京津冀城市群天然的生態涵養區、環境保護支撐區和重要的水源地。北京生態環境水平由偏優型提升為優型,作為我國首都,北京承載著巨大的生態環境壓力,但是政府生態環境保護力度也是空前的,研發投入和科技成果都是巨大的。近年來北京以國家生態文明建設作為頂層設計方案,嚴守生態保護紅線,按照首都城市戰略定位切實加強生態環境水平檢測與管理監督。石家莊生態環境水平由中型提升為偏優型,其由早期的“高耗能、高污染、高排放、低效率”產業發展模式轉型升級為綠色、開放、融合、創新和高質量的現代化產業發展模式。唐山等其他7個地市是京津冀城市群工業發展核心區,生態系統風險病理程度較高、大氣污染較為嚴重、工業廢棄物排放量較高、以及科技研發投入較低等在不同程度上降低了生態環境水平。

4 城市化與生態環境協同發展格局分析

根據公式(4)和(5)分別計算出京津冀城市群城市化與生態環境耦合度和協調度,再依據表3中原則將城市化與生態環境協調度劃分為不同等級(圖2)以及歸納協調發展模式(表7)。本文選取2000年、2008年和2015年京津冀城市化與生態環境系統協調度進行空間可視化和模式歸納,以此分析京津冀城市化與生態環境系統協調度及其發展模式的時空變化規律。

4.1 京津冀城市化與生態環境協同發展格局時空分析

圖2 2000—2015年京津冀城市群城市化與生態環境系統協調度時空演變Fig.2 Spatial and temporal evolution of urbanization and ecological environment coordination in Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration from 2000 to 2015

京津冀各地市城市化與生態環境系統協調度整體呈現穩步上升趨勢,處于良性發展狀態,瀕臨失調和中度協調為主要類型(圖2)。2000年和2008年,瀕臨失調為城市化與生態環境系統協調度主要類型,分別有9個和11個城市為瀕臨失調,其中2000年僅有北京(0.656)為中級協調,2008年也只有京(0.745)津(0.639)兩市為中級協調,這表明這段時期京津冀城市群城市化發展與生態環境保護較為不協調,即在發展經濟的同時忽略了生態環境的保護。2015年,中度協調為城市化與生態環境系統協調度主要類型,共有8個城市為中度協調,其中北京(0.818)為高級協調,符合習近平總書記2014年所提出的“國際一流的和諧宜居之都”的戰略目標；仍然有邯鄲(0.588)、滄州(0.577)、邢臺(0.564)和衡水(0.556)為瀕臨失調,這四市近年來城市化發展加速,經濟建設成效顯著,但是同時也犧牲了生態環境,尤其是邯鄲和邢臺的大氣污染較為嚴重。

4.2 京津冀城市化與生態環境協同發展格局類型分析

根據表3中原則,本文將2000—2015年城市化與生態環境系統發展模式劃分為不同類型,詳見下表。為了分析城市化與生態環境協同發展格局類型的時序差異,本文選取2000年、2008年和2015年城市化與生態環境系統發展模式類型進行詳細分析。

表7 京津冀城市群城市化與生態環境耦合結果

(1)京津冀城市群城市化與生態環境協同效應類型逐漸由城市化滯后演變為生態環境滯后,生態環境質量的提升已經迫在眉睫。京津冀城市群2000年有11個城市為城市化滯后,2個城市為系統均衡發展,城市化滯后為主要類型,城市化對生態環境脅迫效應顯著；2008年有6個城市為城市化滯后,6個城市為均衡發展,1個城市為生態環境滯后,城市化滯后與均衡發展為主要類型；2015年有2個城市為城市化滯后,6個城市為均衡發展,5個城市為生態環境滯后,均衡發展與生態環境滯后為主要類型,生態環境對城市化約束效應較為顯著。這說明近年來京津冀城市群城市化進程不斷加快,而生態環境的發展相對滯后,快速的城市化進程造成資源環境承載力嚴重超載等一系列生態環境問題,各級政府在增長“金山銀山”的同時也要保住祖國的“綠水青山”。

(2)京津冀城市群各地市城市化與生態環境協同效應類型存在不同的變化趨勢,城市的集群發展效應顯著。京津兩市城市化與生態環境系統基本為中度協調以上水平,子類別變化趨勢為均衡發展→生態環境滯后,這說明京津兩市生態環境質量的提升落后于經濟社會的迅猛發展,其中天津落后程度更大。作為直轄市,京津城市發展實力雄厚,內生性較強,雖然近年來國家陸續出臺了一系列環境治理相關的政策和文件,兩地生態環境質量有所提升,但是由于其城市人口比重大,問題相對突出,加之該區域氣候條件的影響,整體上生態環境質量仍然無法與城市化形成均衡發展態勢。石家莊、唐山、廊坊城市化與生態環境系統由瀕臨失調向中度協調轉變,子類別變化趨勢為城市化滯后→均衡發展→生態環境滯后。石家莊是河北省會,政策紅利明顯,具有較高的城市首位度,發展優勢顯著；唐山素有中國“鋼鐵大市”之稱,在新常態下,其迅速推進鋼鐵產業轉型升級；廊坊位居京津發展軸中心,受益于京津流通性服務業、基礎設施建設業等的輻射作用,整體上石唐廊三市重視經濟社會發展的同時忽視了生態環境質量的提升,以致生態環境滯后于城市化發展。張家口、承德城市化與生態環境系統基本為瀕臨失調以上水平,子類別均為城市化滯后。張承兩市是京津冀地區的水資源涵養地,對首都形成“傘型”生態環境保護支撐屏障,生態環境良好,且有著大量的自然資源,故這兩座城市的生態環境發展水平較高,城市化發展相對滯后。秦皇島、邯鄲、邢臺、保定、滄州、衡水城市化與生態環境系統基本為瀕臨失調以上水平,子類別變化趨勢為城市化滯后→均衡發展。這6市的城市化發展相對緩慢,整體開發程度較低,生態環境維持較好,亟需在保護好現有生態環境的基礎上,加快推進新型城市化建設。

5 結論與建議

5.1 結論

京津冀城市群在快速城市化進程中,“高耗能、高污染、高排放”的粗放型經濟發展模式引發了一系列諸如霧霾、水質污染及生態體系破壞等問題,其城市化與生態環境系統發展模式及其耦合效應的研究已經成為學界與政界的迫切需求。基于上述研究可得出如下結論：

(1)基于城市化與生態環境子系統歸納京津冀城市群不同地市兩者發展模式。城市化模式歸納,北京、天津、唐山、石家莊、廊坊是京津冀城市化發展的第一梯隊城市,城市化發展較強；邯鄲、秦皇島、衡水、滄州是京津冀群城市化發展的第二梯隊城市,中級及以下城市化年份占比超過60%；邢臺、保定、張家口、承德是京津冀城市化發展的第三梯隊城市,弱城市化占比62.5%以上。生態環境模式歸納,北京、保定、張家口、承德和秦皇島是京津冀生態環境保護的第一梯隊城市,均為較強生態環境保護及以上；天津、石家莊、廊坊、邯鄲、滄州是京津冀生態環境保護的第二梯隊城市,一般生態環境保護期數占比超過68%；邢臺、衡水、唐山是京津冀生態環境保護的第三梯隊城市,生態環境壓力和狀態均劣勢顯著。

(2)基于城市化與生態環境子系統歸納京津冀城市群不同年份兩者發展模式。城市化模式歸納,2000—2007年為城市化緩慢發展階段弱城市化城市數量較高于均值；2008—2015年為穩步提升階段,強和較強城市化城市數量較高于均值。生態環境模式歸納,2000—2010年為生態保護攻堅期,弱生態環境保護城市數量基本高于均值；2011—2015年為生態文明建設期,強生態環境保護城市較高于均值。

(3)分析2000、2008和2015年京津冀城市化與生態環境系統水平時空格局演變過程,得出結論：高城市化區的空間格局保持不變,偏高城市化區和中城市化區空間格局相對穩定,低城市化區基本不存在；優生態環境區、偏優生態環境區和中生態環境區空間格局相對穩定,劣城市化區不存在。

(4)分析京津冀各地市城市化與生態環境系統協調度,可知兩者協調度整體呈現穩步上升趨勢,處于良性發展狀態,2000年和2008年,瀕臨失調為城市化與生態環境系統協調度主要類型,2015年,中度協調為城市化與生態環境系統協調度主要類型。進一步分析子類型,得出結論：城市化與生態環境協同效應類型逐漸由城市化滯后演變為生態環境滯后,生態環境質量的提升已經迫在眉睫；各地市城市化與生態環境協同效應類型存在不同的變化趨勢,城市的集群發展效應顯著。

5.2 建議

基于以上研究結論,文章提出建議如下：

(1)河北各地市要借鑒京津兩市發展模式,從人口、經濟、社會和空間四大維度全面開拓新型城市化發展道路,以生態環境保護為抓手,集中力量在本區域打造出集聚區域特色的“美麗中國”綠色城市化樣板區,始終堅持黨中央“以人為本”和“四位一體”新時代發展精神,堅持產業轉型升級和“高科技+”的自主優化思想,并以此模式進行全區域發散式推廣,形成“星火燎原”和“多點群發”式新型城市化蓬勃發展之勢。京津冀地區要以行政力量破除區域聯合發展障礙,實現區域間人才、資本和技術等多要素的復合循環流動,從城市群角度挖掘各地區發展潛力,激發全區域的聯動多向交叉式發展。

(2)生態環境保護整體較好地市要繼續保持發展優勢,“揚長避短”主動尋找問題,始終保有生態環境危機意識,積極創建有關保障措施,杜絕重大生態破壞、環境污染等事件的發生。生態環境保護相對欠佳地市要對比自身發展與其他地市的差距,找準核心問題“對癥下藥”,以實現精準保護；積極投入人力、物力和財力開展生態環境保護宣傳等活動,激發社會力量參與生態環境保護和監督；嚴禁企業和個人以任何形式排放廢棄物和污染物,對于隱患地區和企業要進行逐點不定期清查和“排污重罰”；政府監督和檢查方面要“責任到人”、“有責必究”。

(3)京津冀各地市城市化與生態環境系統耦合協調度整體呈現穩步上升趨勢,但是瀕臨失調和中度協調占主導類型,協同發展類型整體上逐漸由城市化滯后演變為生態環境滯后,城市化發展與生態環境保護相對脫節。京津冀各地市在加速城市化發展的同時,也要加大地區生態環境保護的投入和宣傳,培育區域性綠色小城鎮,以“生態+”思想融入經濟社會發展,激發多領域科技研發熱情,促進產學研“鏈條化”和科技成果的快速市場化,積極探索新時代背景下綠色現代化發展道路。同時,京津冀城市群要建立多樣化生態保護園區、現代化旅游和康養基地、科技化教育培訓機構,推動“退耕還草”、“退耕還林”、“退耕還旱”和“退耕還濕”等政策的實施,促進區域內外多維多向聯動發展,創建城市群協同發展機制,繼續出臺有關政策促進城市群協同發展,各級政府在增長“金山銀山”的同時也要保住祖國的“綠水青山”。

(4)京津兩市“吸虹效應”過于強大,要素集聚龐大,要逐步實現城市職能的內部分散和外部疏解,建設多個核心區和發展副中心城市,在帶動周邊城市發展的同時創造新型發展機會。張家口和承德要繼續堅持“生態立市”,共建“生態涵養區”,同筑京津冀“傘”型保護支撐屏障,同時積極融入城市群協同發展,把握新時代發展機遇和冬奧會契機,以旅游業為抓手,大力發展冰雪旅游業、大數據服務業、健康養老和能源職業教育等產業。石家莊和唐山位居京津冀南北兩端,其發展特點鮮明,石家莊為政策主導型,唐山為市場主導型,兩市要主動融合其他城市,形成區域性城市圈,石家莊可以集聚保定、滄州、衡水、邢臺和邯鄲的部分區域形成河北南部城市圈,唐山可以集聚秦皇島和承德的部分區域形成河北北部城市圈,在城市群協同發展的基礎上實現內部城市圈的“一體化”和“同城化”發展,促進區域性城市圈內部共建共享共治強聯動,提高城市發展的要素紅利。