城市規模擴張的經濟環境與水生態文明協調度

鄭煒

摘要：基于廣東省2008—2015年水生態文明與經濟環境綜合容量發展現狀，構建城市規模擴張的水生態文明與經濟環境容量層次分析方法（AHP）綜合評價體系，并利用水生態文明-經濟環境綜合容量協調度模型探討城市規模擴張過程中水生態文明與經濟環境綜合容量的水平及二者的協調關系。結果表明，廣東省水生態文明水平總體上呈現逐年上升的趨勢;水處理率和水利用率的增長是廣東省水生態文明建設的主要形式;而水擁有量和水使用量對于水生態文明建設影響相對較小。經濟環境綜合容量的變化波動性較弱，但總體上呈上升狀態;主要受產值環境和人口環境的影響、產值環境和人口環境的子系統綜合評價值的提高會促進經濟環境綜合容量的提升。經濟環境與水生態文明系統的協調度先上升后下降，呈倒“U”形變化，總體上兩者的協調程度不高，水生態文明與經濟環境綜合容量系統的矛盾日益突出。

關鍵詞：水生態文明;經濟環境;協調度;城市規模;廣東省

中圖分類號： F062.2? 文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2019）10-0330-06

“十二五”以來，廣東省城市規模不斷擴張，城市化進程邁向了新臺階。在擴張過程中水生態文明與經濟環境的關系越來越受到社會的廣泛關注。國外學者對城市化規模擴張中的水生態文明和經濟環境進行了深入的研究和探討，包括城市規模擴張與水生態文明及承載力的影響、城市規模擴張與經濟環境容量的互動關系等。國內學者從不同角度對城市規模擴張中水生態文明與經濟環境問題進行研究，如水生態文明、經濟環境與人口規模相互作用、城市規模擴張中的水生態文明和承載力的研究、水生態文明和經濟環境容量綜合評價體系等。隨著廣東省城市化的加速，人口規模達到了前所未有的程度，對水生態文明、經濟環境的容量和綜合承載力提出了更高的要求。在參考現有研究成果的基礎上，著重考慮廣東省水生態文明和經濟環境的現狀與其社會經濟發展的均衡性，對水生態文明與經濟環境的系統協調整體發展水平進行綜合評價，以期為廣東省城市規模擴張中經濟環境與水生態文明的可持續發展提供理論借鑒和參考。

1 文獻綜述

1.1 國外研究綜述

關于城市規模擴張與水生態文明、經濟環境的關系，國外學者進行了大量研究。Bettencourt等運用量化說明創新周期是城市擴張、經濟增長的因素[1];Amal等通過生態網絡方法對快速城市擴張下城市生態文明建設進行研究[2];Imam等以特定區域的地理和社會經濟為背景，利用成本效益和環境友好的相互適應來減少或減輕氣候變化對水資源的影響[3];Fitzgerald等運用最小二乘法（OLS）和穩健回歸技術對138個國家的數據進行分析，發現生態不平等交換理論的假設具有一定的支撐作用，特別突出經濟貿易對水資源的影響[4];Linda等運用edpsir框架確定緬甸人水系統關鍵指標，并提出政策、經濟與需水的關聯研究[5];Roobavannan等介紹了澳大利亞Murrumbidgee河流域水文化與經濟環境的關系，并試圖解釋如何利用保護環境來分配農業用水，從而促進地方經濟效率[6];Kaishev等認為環境管理因素是國家經濟發展的重要部分，通過環境因素指標評價生態經濟現代化[7];Kennedy為了更好地了解中國經濟變化下的綠色轉型和生態文明建設的潛在因素，通過循環經濟發展戰略及中國近10年的行動計劃，提出中國綠色產業轉型的對策[8];Banzhaf等將生態恢復與衡量特定生態改善的經濟方法結合起來評估阿巴拉契亞南部生態系統的生態效益與經濟價值[9];Owusu-Sekyere等認為全球水生態文明形勢嚴重影響到經濟的可持續發展，提出水生態足跡評價應考慮到輸出產品和經濟水生產力的增值情況[10];Lenzen等通過協調度分析水生態文明與國際貿易之間的關系[11-12]。

1.2 國內研究綜述

國內學者在城市發展和水生態文明與經濟環境關系模型方面也作了大量研究，謝永紅等構建“水資源-社會-經 濟- 環境”評價指標體系，以綜合指數法分析研究區域水資源與社會經濟發展的協調性[13];呼和濤力等運用耦合度模型和協調度模型深入分析經濟與環境的協調發展關系[14-16];蔡俊等利用協整檢驗、格蘭杰因果檢驗和誤差修正模型等方法分析城市擴張、城市化增速與經濟增長之間的協調關系[17-18];張俊鳳等采用改進熵值法、誤差修正模型、方差分解等方法評價用地擴張的社會經濟效益和生態環境效益[19];毛偉采用面板VAR模型動態評估了中國省際層面城市建設用地擴張與經濟增長效率的互動影響[20];趙丹陽等通過構建“生態環境效應—壓力—狀態—響應”模型，分析2001—2013年松花江流域城市用地擴張的生態環境效應[21];郭瑞敏等應用“脫鉤”理論對城市擴張和經濟發展之間的關系進行實證研究[22-23]。

進入21世紀以來，廣東省城市化獲得了快速發展，統計數據顯示，截至2015年底城市化率達到68.71%，在21個地級市中有13個城鎮常住人口超過農村。城市化進程在取得進步的同時也暴露出一些突出問題，如城市化發展方式粗放、盲目與過度發展，導致耕地占用過多、水資源短缺、環境污染嚴重，城鎮自然承載力下降明顯，產值環境惡化，這些問題均嚴重影響了城市化效率。本研究以廣東省城鎮為樣本，基于2008—2015年水生態文明與經濟環境綜合容量發展現狀，構建城市規模擴張的水生態文明與經濟環境容量AHP綜合評價體系，并利用水生態文明-經濟環境綜合容量協調度模型探討城市規模擴張過程中水生態文明與經濟環境綜合容量的水平以及二者的協調關系，以期為廣東省新型城市化發展提出一些對策建議。

2 研究方法

2.1 評價指標的選擇與體系的構建

結合廣東省的實際情況，依照客觀性、全面性、系統性、科學性原則，在參考以往眾多學者關于水生態文明與經濟環境可持續發展的指標體系構建方法的基礎上，引入水擁有量、水使用量、水處理率、水利用率等4個方面16個指標表現廣東省水生態文明水平。從產值環境、人口環境、生活環境、就業環境等4個方面選擇16個指標來反映廣東省城市規模擴建進程中經濟環境綜合容量發展狀況。水生態文明與經濟環境綜合評價體系表由目標層、系統層、指標層組成。

2.2 數據獲得與權重的計算

水生態文明綜合系統和經濟環境容量綜合系統的各項指標數據來源于歷年廣東省統計年鑒、中國統計年鑒水生態文明與經濟環境公報、廣東省各市縣水生態文明與經濟環境統計年報。為了消除數據的正、負指標和數據量所帶來的誤差，采用標準化的數據處理方法，并對逆向指標進行變向處理。由于廣東省水生態文明和經濟環境綜合容量之間的復雜非線性關系，采用熵值法支持下的層次分析方法（AHP）來確定各項指標的權重。計算公式如下。

式中：αj表示熵值法支持下的AHP方法求出的指標權重;Wj表示運用AHP方法求出的指標權重;Vj表示指標的信息權重（表1）。

2.3 協調度評價模型構建

設正數U1，U2，…，Um為描述經濟環境綜合容量的m個指標，正數R1，R2，…，Rn為描述水生態文明的n個指標。

式中：f（U）表示經濟環境容量綜合評價函數;g（R）表示水生態文明綜合評價函數;aj、bj表示各項的權重;Uj和Rj均為經過標準化與變向后的數據，根據此公式可以計算出廣東省各年經濟環境容量和水生態文明的綜合指數。為評價廣東省水生態文明和經濟環境綜合容量的協調水平，根據水生態文明和經濟環境綜合容量的評價結果，構造水生態文明-經濟環境綜合容量協調度模型。

式中：Ci表示年份i的協調度;f（Ui）表示i年份的經濟環境容量綜合指數;g（Ri）表示年份i的水生態文明綜合指數;k表示調節系數，用來對水生態文明與經濟環境綜合容量之間進行組合協調，一般k≥2。0≤C≤1，C值越大，表明f（Ui）與g（Ri）之間的離差越小，水生態文明與經濟環境綜合容量系統越協調。C值可以用來判斷水生態文明與經濟環境綜合容量的協調性，但無法描述2個系統的發展水平。為更全面地反映水生態文明與經濟環境綜合容量的協調程度，由C、f（U）和g（R）進行再構造協調發展度。

式中：Ti表示年份i的水生態文明與經濟環境容量綜合評價指數，反映水生態文明與經濟環境綜合容量的整體水平;Di表示年份i的協調發展度，是評估區域協調度與整體發展水平的綜合指標;α、β為其權重。0≤T≤1，T越大，表明水生態文明與經濟環境綜合容量的整體水平越高;0≤D≤1，D值越大，表明區域協調發展程度越高。Di是1年的協調發展程度，是衡量區域協調度和整體發展水平的綜合指標。

3 評價結果與分析

3.1 水生態文明綜合指數

廣東省水生態文明綜合指數總體呈逐年上升趨勢（表2），由2008年的0.132 9提高到2015年的0.756 5，除了2011年較2010年略有下滑，其他年份的水生態文明綜合水平較上年均有提高。

2008年廣東省人口規模為8 267萬人，2015年上升到 10 849萬人，2008年第三產業占GDP的比重為0.44，2015年為0.51。由圖1可知，測算的水生態文明綜合指數的變化趨勢與人口規模的增長趨勢基本一致，兩者之間存在明顯的正相關，相關系數達到0.867。2008—2012年為先增長再減少后增加的時期，在該階段廣東省水生態文明建設增長速率波動較大，4年間平均增長0.282;同時，廣東省第三產業占GDP的比重由2008年的0.44增加到2012年的0.47，年均增加1.67百分點。2012年實施加快兩型社會建設是廣東省水生態文明的轉折點，表現為2012—2015年水生態文明建設的高速發展，由0.358 6提高到0.756 5，年均增加0.099 5。同時，人口自然增長率由初期的0.007 0降至末期的 0.006 8（表2、表3）。

水處理率和水利用率上升是廣東省水生態文明建設的主要特點，2個子系統的權重在系統層次上也是最高的，而水擁有量和水使用量對于水生態文明建設影響相對較小，二者賦予了較小的權重得分。為具體分析廣東省水生態文明的內部特征和演化過程，分別從水擁有量、水使用量、水處理率、水利用率4個子系統來分析廣東省水生態文明各項指標的變化情況（圖2）。

3.1.1 水擁有量子系統 廣東省地處熱帶和亞熱帶季風區，水擁有量相對較高。水擁有量子系統的綜合評價從2008年的0.032 8增加到2015年的0.182 5，增長了4倍以上。2008—2010年從0.032 8增長到0.069 6，年均增長45.67%，增長較快;2011—2015年水擁有量綜合指數增速減緩，從 0.053 1 增加至0.182 5，年均增長36.16%，增速小于上一階段。與水生態文明的綜合水平的階段劃分一致。

3.1.2 水使用量子系統 廣東省水資源豐富，但由于城鎮人口的不斷增長，導致水擁有量消耗進一步加快，水擁有量的綜合評價由2008年的0.032 9下降到2009年0.032 5。2010—2013年上升較迅速，綜合評價由0.032 5增加到0.125 1，年均增長40.07%。而從2013年開始，隨著工業產值占GDP的比重不斷上升，城市化速度加快，水擁有量綜合評價增速減緩，由2013年的0.125 1上升到2015年的0.183 2。

3.1.3 水處理率子系統 廣東省作為改革開放的前沿，有著豐富的水處理經驗。廣東省水使用量子系統綜合評價由2008年的0.033 7增加到2012年的0.090 6，年均增加28%，水處理率水平逐步提高。2012—2015年綜合評價值增長較快，從0.090 6上升到0.195 6，年均增長了29.2%，2個階段增長速度大體一致。

3.1.4 水利用率子系統 廣東省水利用率子系統綜合評價由2008年的0.033 5上升到2015年的0.195 2，年均增長了28.63%，增長速度較其他子系統都快。盡管在2011、2013年有所下降，但總體上呈現平緩上升趨勢，說明隨著廣東省新型城市化進程的穩步推進，水利用率提升也成為綜合水平提高的主要表現形式。

3.2 經濟環境容量綜合指數

廣東省經濟環境容量的變化波動性較小，但總體呈上升的趨勢，經濟環境容量的綜合指數從2008年的0.352 6上升到2015年的0.604 0（表4），年均增加7.99%。產值環境、人口環境、生活環境和就業環境通常用于反映區域的經濟環境總體狀況，本研究選用這4個指標與計算的經濟環境容量綜合指數進行對比（圖3）。廣東省2008年的人口規模為8 267萬人，2015年為10 849萬人，年均增加了327.29萬人，人口規模總體呈直線上升趨勢，經濟環境綜合容量指數出現了波動變化，但整體呈上升趨勢，人口規模和經濟環境綜合容量指數兩者變化方向基本一致。

產值環境的狀態是廣東省經濟環境容量的基礎，因此賦予較高的權重，其變化趨勢也很大程度反映了廣東省經濟環境容量綜合指數的變化。人口環境指數權重得分次之。生活環境、就業環境與經濟協調子系統的權重最小。

3.2.1 產值環境指數 產值環境狀態指數綜合得分從開始所占權重最小，逐年上升，直至2015年所占權重最大。子系統的綜合得分變化幅度較小，波動性較小。從2008年的 0.048 3 上升到2015年的0.191 3，年均增加21.73%（表4）。

3.2.2 人口環境指數 隨著城市化進程的加速，廣東省人口環境逐年改善。在人口環境綜合指標系統中，人口所帶來的福利逐年向好 表現為該子系統的綜合指數得分整體不斷上升。2008年廣東省人口環境指數得分為0.058 1，而2015年上升為0.181 0，年均增長17.63%。

3.2.3 生活環境指數 廣東省生活環境指數綜合得分呈先下降后上升趨勢。子系統的綜合評價得分先從2008年的 0.128 0 減少到2011年的0.072 7，年均減少17.19%，而后又從2011年的0.072 7上升到2015年的0.120 8，年均增加13.54%。

3.2.4 就業環境指數 就業環境的形勢不斷嚴峻，引起了人們對就業環境與經濟環境協調發展的重視。由2008年的 0.118 1 減少到2011年的0.727 0，年均減少14.93%，2011—2015年基本維持緩慢回升狀態，2015年上升到 0.100 9。

3.3 水生態文明-經濟環境容量綜合指數協調度

基于計算得出的廣東省水生態文明和經濟環境綜合容量指數，利用公式（4）至公式（6）分別計算廣東省水生態文明-經濟環境容量綜合指數的協調度、綜合發展指數和協調發展度，建立概念評價體系模型，將水生態文明和經濟環境綜合容量指數按照高（0.8～1.0）、較高（0.6～0.8）、中（0.4～0.6）、較低（0.2～0.4）、低（0～0.2）進行等級劃分（表5）。結果表明，2008—2015年廣東省水生態文明綜合指數與經濟環境容量綜合指數在大部分年份相差較大，兩者的系統協調度較高，2010—2015年2個系統處于高度協調狀態，協調度指數C值始終高于0.8。研究初期因經濟環境容量綜合指數相對較高，而水生態文明的指數相對較低，2個系統的系統調度最低，C值為0.651 2，協調發展度指數D值為最低的0.397 5。整體來看，廣東省水生態文明-經濟環境綜合容量系統的協調度呈現倒“U”形變化，與|f（U）-g（R）|的變化趨勢相反。2013年及以前f（U）廣東省水生態文明水平不斷提高，對于經濟環境綜合容量的要求也越來越高，而水生態文明與經濟環境綜合容量之間的協調度先升后降。主要是因為水生態綜合指數增長較快，而經濟環境綜合指數增長較緩慢，導致兩者協調發展度不高，說明水生態文明與經濟容量綜合指數的矛盾日益突出。

4 結論與啟示

4.1 結論

通過構建適合廣東省城市規模擴張的水生態文明與經濟環境容量綜合評價體系，建立水生態文明-經濟環境綜合容量協調度模型，探討廣東省城市規模擴張過程中水生態文明與經濟環境綜合容量的水平以及二者的協調關系。結果表明：第一，廣東省水生態文明建設水平總體呈逐年上升的趨勢，其變化趨勢與人口規模的增長趨勢基本一致，兩者之間存在正相關關系。水處理率和水利用率的增長是廣東省水生態文明建設的主要形式，尤其是水利用率綜合容量的增加和承載力的提升對于水生態文明的總體水平提升有重要作用。而水擁有量和水使用量對于水生態文明建設影響相對較小。第二，經濟環境綜合容量的變化具有較強的波動性，但是總體上呈上升趨勢。主要受產值環境狀態和人口環境的影響。產值環境狀態和人口環境子系統綜合評價值的提高會促進經濟環境綜合容量的提升。第三，水生態文明與經濟環境綜合容量系統的協調度逐年上升，總體來看，兩者的協調度發展水平較高，水生態文明與經濟環境綜合容量系統也日趨協調。

4.2 啟示

綜合考慮廣東省城市規模擴張水生態文明與經濟環境的協調狀況，有利于作出更科學的決策，形成水生態文明與經濟環境保護的發展模式，促進城市化速度和質量相互提高，推進廣東省城市規模下水生態文明與經濟環境的整體協調。第一，合理規劃城鎮空間分布，有利于城市化又好又快地推進，同時要極大限度地強化水生態文明建設與經濟環境保護。通過構建城市與小城鎮的新型城鎮體系，充分利用有限的水資源，以緊湊的城市分布和開放的生態空間結合，加快信息化、市場化、一體化建設，進而提升水生態文明與經濟環境的優化組合。第二，統一規劃和特色發展并重。由于水擁有量、水利用率、水擁有量、水使用量等在廣東省各市并非均衡分布，城鄉間的經濟環境與社會協調指數等都存在一定的差異，因此，既應當統一、合理規劃，促進整體協調發展，又應當根據各地區的水生態文明和經濟環境特點促進具有特色的城市發展。第三，根據各市的特點和城市水生態文明稟賦特征，注重水生態文明與經濟環境約束條件，以產業為支撐，通過不同程度地提高城市技術效率、規模效率獲得聚集所產生的好處，提高城市全要素生產率，提升城市綜合效率;打破行政區劃限制，加強地區之間、城市之間在各領域的合作交流，加快公共基礎設施建設，形成合理的城市發展格局，實現城市之間的優勢互補和相互促進，推進省域經濟一體化進程，促進技術創新的傳播與共享，縮小城市之間水生態文明與經濟環境利用效率的差異，進而提升城市水生態文明與經濟環境的整體協調度。第四，健全水生態文明與經濟環境的批判和預警機制，對城市的規模進行總體把握，建立和完善科學的水生態文明與經濟環境統計、監測和考核體系，監督城市規模擴張的水生態文明承載能力和經濟環境容量，對威脅水生態文明和經濟環境的城市擴張項目和項目建設及時預警，完善預警和懲罰機制。第五，推進市場機制化，強化水生態文明理念，加大經濟環境保護力度，提高水資源利用率。對于企業的污染問題可以推進企業污染成本內部化機制，建立水污染交易市場，根據水生態文明狀況，確立水生態文明和能源的差異定價，提高企業水資源循環利用，保護經濟環境，減少污染物的排放。建立以科技支撐引領產業發展的機制，通過產業升級來實現城市化中水生態文明保護和經濟環境優化，促進生態產業的蓬勃發展。

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