基于耦合協調度的江西省11市城鎮化與生態環境發展時空分析

梁云奇

(東華理工大學 測繪工程學院，江西 南昌 330013)

當前我國城市正處于“諾瑟姆曲線”第二階段，城市發展加速，規模日益龐大，數量日益增多，大量農村人口轉移城市。截至2016年末，中國常住人口城鎮化率達57.4%，城市化發展成為了除工業化之外推動中國經濟發展的另一動力。隨著城市的加速發展，城市體量增大，資源需求結構變化，工業廢物排放等都會對當地生態環境產生極大的威脅[1]。城鎮化發展與生態環境具有耦合關系，兩者相互影響，相互協調。Grossman等[2]通過實證分析發現，隨著城市經濟的發展，城市生態壞境呈現倒U型，并提出環境庫茲涅茨曲線(EKC)；Norgaard[3]提出了協調發展理論，認為通過反饋循環，可以實現經濟與生態環境的共同發展；Wlter[4]提出要實現城鎮化與生態環境的共同發展，關鍵是要合理使用已有資源，提高對資源的利用效率。國內學者主要研究城鎮化發展與生態環境的協調發展關系。劉耀彬等[5]利用耦合度模型，分析了中國2002年城鎮化與生態環境之間的耦合協調度，結果表明，各個省區的協調度分布存在明顯的差異，而且存在區域差距，東部地區省份協調度得分明顯高于中西部地區省份；張榮天等[6]分析泛長江三角洲地區兩系統的耦合協調度及其變化情況，提出兩者共同發展的策略及措施；黃金川等[7]系統分析了城鎮化與生態環境的交互耦合關系，運用環境庫茲涅茨曲線與城鎮化和環境發展的對數曲線，推導出城鎮化和環境之間符合雙指數模型；張引等[8]側重于分析新型城鎮化質量和生態環境承載力之間的協調關系，并構建了城鎮化質量評價的三角模型；郭婧等[9]以青海湟水谷地3個典型的區縣為例，揭示經濟發展與生態環境之間的時空分異特征，得出經濟發展對生態環境的脅迫作用和生態環境對經濟發展的約束作用是制約整體協調發展的主要原因。

本文選取江西省11個地級市為研究對象，主要是基于以下2方面的考量：一是江西省是我國中部省份中具有代表性的欠發達地區，對其城鎮化與生態環境協調度的研究，可以為江西省發展新型城鎮化提供參考，也可以為其他欠發達省區在經濟發展中處理兩者關系提供一定的借鑒。二是江西省作為“中部崛起”與“長江經濟帶”兩大戰略中不可或缺的省份，伴隨“一帶一路”這一契機，其城鎮化發展將十分迅速，研究江西省城鎮化與生態環境之間的耦合協調關系顯得尤為重要。

1 研究區域和研究方法

1.1 研究區域概況

江西省東毗浙江、福建，南接廣東，西連湖南，北鄰湖北、安徽，有“吳頭楚尾，粵戶閩庭”之稱。全省面積16.69萬km2，管轄11個地級市，省內東西南三面環山，丘陵主要分布在中部地區，北部地區較為平坦。江西省生態優勢明顯，2016年全省森林覆蓋率為63.1%，較2015年增長了3.1%，僅次于福建省，位居全國第2，遠高于全國平均水平(21.9%)。作為中國重要的糧食大省、江南“魚米之鄉”，江西省城鎮化發展相對較慢，2016年江西省城鎮化率為53.1%，較上年增長了1.5%，低于全國57.4%的平均水平，在中國34個省區排名中處于中下位置。隨著國務院批復同意《長江中游城市群發展規劃》，環鄱陽湖城市群作為中國經濟最有活力地區之一，作為我國城市群建設的先行者，將成為江西省及中部崛起的核心增長極。江西將以鄱陽湖生態經濟區為依托，以沿滬昆線和京九線為主軸，聚集優勢產業，提高規模效應，著力培育和發展以南昌為核心的南昌都市區，加快發展九江都市區、贛州都市區，構筑“一群兩帶三區四組團”為主骨架的省域城鎮體系[10]。未來江西省城鎮化將急速發展，城市用地規模會不斷擴大，這也是江西省生態環境與城鎮化耦合協調的關鍵時期。

1.2 數據來源

本研究數據來源自《江西省統計年鑒(2011—2017年)》《中國城市統計年鑒(2011—2017年)》《江西省國民經濟與社會發展公報(2010—2016年)》《江西省環境狀況公報(2010—2016年)》《2017年南昌市統計年鑒》。

1.3 評價指標體系構建

城鎮化與生態環境之間的關系極其復雜，涉及諸多因素。根據已有研究成果[11-12]，結合江西省的實際情況，依據指標選取的系統性、可比較性，指標數據的科學性和可獲取性原則，從城鎮化水平和生態環境水平2個方面構建了江西省耦合協調度評價體系。城鎮化水平包括人口城鎮化、經濟城鎮化、社會城鎮化3個中間層，12個指標層；生態環境水平包括生態環境壓力(負向指標)、生態環境狀況、生態環境保護3個中間層，11個指標層。其中，建成區面積占市區面積比重這一指標反映了城市擴張情況，人口集聚與就業結構調整與城市擴張聯系密切，因此，將此指標并入人口城鎮化中[14]。最終建立的江西省城鎮化與生態環境發展耦合協調度指標評價體系(表1)。

表1 城鎮化與生態環境發展耦合協調度評價指標體系

1.4 研究方法

1.4.1 數據標準化和權重確定

為了避免因各項指標單位及數量級之間的差異，使指標之間具有可比性，需要對數據進行標準化處理，本文選取極差法進行數據的無量綱化，計算公式如下：

式中，Xi(a)指原始值，X′i指標準化處理后的數據，maxXi(a)、minXi(a)分別表示第a個指標的最大值和最小值，經過數據標準化處理，使得所有指標的數據都在0～1。

在指標評價過程中，權重的確定十分重要，本文選用由美國運籌學家Saaty提出的將定性和定量相結合的層次分析法(AHP法)[15]，將復雜抽象的整體分解成若干個相關指標或要素，按照支配關系分組，形成有序的層次結構，然后通過比較兩兩指標之間對整體的影響能力，最終確定各個指標對整體的權重。AHP法主要過程有：構建層次模型，構建判斷矩陣，比較指標重要性，矩陣一致性檢驗，權重計算。

1.4.2 綜合評價模型構建

綜合評價是每個指標對目標層影響力的總和，根據標準化后的指標值和層次分析法所得的權重可以計算出目標層的最終評價值，計算公式：

式中，x1，x2，x3，…，xm是描述城鎮化水平的指標，F(x)是城鎮化水平的綜合評價值，xi指第i個指標的標準化值，m是城鎮化水平的總指標個數，wi值表示第i個指標的權重。若y1，y2，y3，…，yn是描述生態環境水平的n個指標，則：

式中，G(y)為生態環境水平的綜合評價值，yj指第j個指標的標準化值，n是城鎮化水平的總指標個數，wj值表示第j個指標的權重。

1.4.3 耦合協調度模型構建和等級類型劃分

耦合指2個或者更多的系統或者運動形式通過之間的作用而相互影響的現象，耦合度反映的就是要素之間相互影響、相互作用的強度[16]。計算2個系統的耦合度模型如下：

從上述公式可以明顯看出，耦合度0≤C≤1。當C接近1時，說明2個系統之間具有極強的相互作用；當C接近0時，說明2個系統之間相互影響的能力極小。耦合度可以反映城鎮化與生態環境之間相互影響的程度，但是要進一步研究兩者之間的協調發展水平，需要引入如下的耦合協調度模型：

T=αF(x)+βG(y)。

式中，D是城鎮化水平與生態環境水平的耦合協調度，T是城鎮化水平和生態環境水平的綜合評價值，α、β為待定系數，對于江西省11個地級市而言，城鎮化發展與生態環境同等重要，所以令α=β=0.5。

為了更直觀、更準確地描述江西省11市城鎮化與生態環境協調發展水平及其所處發展階段，根據城鎮化水平綜合值、生態環境水平綜合值與耦合協調度的大小，結合江西省地域情況，將江西省城鎮化與生態環境的耦合類型分為5個協調等級[17-20]：良好協調(0.80.2)、同步發展型(-0.2≤F(x)-G(y)≥0.2)、城鎮化滯后型(F(x)-G(y)<-0.2)。

2 結果與分析

2.1 城鎮化與生態環境發展耦合協調度的時間分析

由表2可知，2010—2016年江西省11市城鎮化與生態環境耦合協調度分布在0.471 7～0.850 3，包括了低度協調、中度協調和良好協調3個協調等級。2010—2016年間，贛州、吉安、宜春、撫州4市始終處于低度協調發展狀態(0.4

2010—2016年，耦合協調度值基本穩定的有九江、新余、上饒、贛州4市，剩下的7個地級市的耦合協調度值在該段時間內存在明顯變化。南昌、鷹潭、吉安、宜春4市耦合協調度處于增長態勢。其中，鷹潭、吉安、宜春三市耦合協調度值增長的同時，城鎮化水平與生態環境水平也同時增長；南昌市耦合協調度值在增長的同時，生態環境水平迅速增長，城鎮化水平稍有下降。景德鎮、萍鄉、撫州三市的耦合協調度值處于下降趨勢。其中，景德鎮、萍鄉在耦合協調度值下降的同時，城鎮化水平變化不大，而生態環境水平卻下降明顯，特別是萍鄉市，生態環境水平從2010年的0.631 0下降到2016年的0.284 2；撫州市在耦合協調度值下降的同時，城鎮化水平有所下降，生態環境水平發展較為穩定。

表2 2010—2016年江西省11市城鎮化與生態環境發展耦合協調發展狀況

由圖1可以看出，2010—2016年間，南昌市生態環境發展水平一直滯后于城鎮化發展水平，屬于生態環境滯后型發展模式，但其生態環境水平隨著城鎮化的推進不斷發展，耦合協調類型不斷向同步發展型靠近；景德鎮市、新余市、鷹潭市前期城鎮化發展水平與生態環境發展水平有一定的差距，但后期3市都處于同步發展型模式，并且有保持該協調類型繼續發展的勢頭。2010—2014年間，萍鄉市耦合協調類型都處于同步發展型，2015、2016年轉變為生態環境滯后型，分析原因，可能是由于生態環境的破壞，導致當地耦合協調類型的變化。2010—2013年，九江市耦合協調類型為城鎮化滯后型，雖然2014、2015年出現了同步發展型，但2016年又變為城鎮化滯后型。分析原因，主要是因為2014、2015年九江市生態環境水平嚴重下降，而2016年又有所提升。贛州、吉安、宜春、撫州和上饒5市屬于城鎮化滯后型發展，且城鎮化滯后嚴重，特別是撫州市，城鎮化水平不增反減，城鎮化水平與生態環境水平之間差距越來越大。

2.2 城鎮化與生態環境發展耦合協調度的空間分析

圖1 江西省城鎮化與生態環境發展耦合協調類型

在ArcMap10.2軟件中打開江西省市級行政區劃圖，添加2010、2013、2016年江西省11市城鎮化與生態環境發展耦合協調度數據，用不同色帶分級得到圖2。

圖2 2010、2013、2016年江西省城鎮化與生態環境發展狀況空間分布

由圖2可以看出，2010年除宜春外，處于低度協調的城市均分布在江西省的中部和南部；處于中度協調的城市大多分布在北部和東北部，只有萍鄉市處于江西省西部；處于良好協調的城市只有2個，分別是位于東北部的景德鎮和位于西部的新余。2013年，江西省處于低度協調的城市較2010年沒有發生變化；北部5市都處于中度協調階段，位于江西省西部的萍鄉市協調等級較2010年未發生變化；僅新余市處于良好協調階段。2016年，僅位于中北部的南昌市和東北部的上饒市協調等級發生變化，南昌市協調等級由中度協調發展為良好協調，而上饒市卻邁入了低度協調隊列。在這3年中，江西省大多數地區處于中低度協調階段，協調類型也以城鎮化滯后型為主，特別是江西省中部和南部地區，一直處于城鎮化滯后型。

3 討論

本研究結果表明，江西省大部分地級市處于中低度協調，且為城鎮化滯后型發展階段，協調發展水平不高。其中，上饒、宜春、撫州、吉安、贛州5市城鎮化發展水平嚴重滯后于其生態環境發展水平。江西省城鎮化與生態環境耦合協調度存在著明顯的區域差異，城鎮化發展較快且協調水平較高的區域大多位于江西省北部、東北部；中部與南部區域城鎮化水平滯后嚴重，城鎮化與生態環境發展協調水平較差。隨著“中部崛起”與“長江經濟帶”兩大重要方針的提出，依托穿越江西全境的“京九客運專線”，江西省面臨著巨大的發展機遇。江西省各市未來發展的建議如下：

南昌市作為江西省省域中心城市，長江中游城市群中重要的一極，2017年經濟總量只為武漢市的1/3、長沙的1/2，城鎮化發展水平相對較差。未來南昌市應加速構建“一小時經濟圈”，加速與九江市的一體化進程，形成區域集合效應，推進經濟發展升級，努力將自身打造為長江中游城市群重要區域中心城市，成為全省城市發展的“引領者”。

九江市應加大建設中心城區，優化工業園區空間發展，發揮好長江經濟帶的門戶城市優勢，繼續大力發展以廬山為主的休閑旅游業，推動其與南昌全方位融合。

宜春市應依托稀有資源優勢，布局新能源產業(特別是鋰電產業)，提升醫藥產業和溫泉旅游業影響力。

萍鄉市應積極與長株潭城市群對接，推進城市轉型和產業升級，重視生態環境保護，提高生態環境水平。

新余市應聯合宜春、萍鄉2市構建新宜萍城鎮群，未來城市主體向東發展，推進新能源和科技創新發展。

景德鎮未來應著眼自身產業優勢，結合自身特點多樣化發展陶瓷產業。

鷹潭市作為“世界銅都”要結合自身交通優勢，引領銅產業向高端化、精細化發展。

上饒市要轉移城市中心，擴大城市體量，全面對接長三角、海西經濟區，做好污染治理監測工作，保護好婺源、三清山等旅游區的生態環境。

撫州可汲取“鄭汴一體化”的發展經驗，加快自身與南昌之間的一體化進程，承接海西經濟區產業轉移，同時發展具有特色的優質農業。

吉安市要抓好“京九客運專線”修建的機遇，努力將自身打造成江西省中部重要的交通樞紐，大力發展電子信息產業和紅色旅游產業。

贛州市是江西省面積最大、經濟增長速度最快的地級市，應繼續發展對外開放，保障內陸口岸優勢，推進都市區建設。

綜上所述，江西省各市在城鎮化發展和城市轉型時應保護好自身的生態環境優勢，以良好的生態環境為基礎，促進城鎮化健康良好發展。