城市“公園-經濟”復合系統耦合協調的時空格局演變?

韓 純 劉志強 王俊帝,2 洪亙偉

1 蘇州科技大學建筑與城市規劃學院 江蘇蘇州 215011 2 蘇州科技大學天平學院 江蘇蘇州 215009

近年來,國內外針對公園建設與經濟發展關系的研究逐漸成為熱點。1)研究內容上,一是研究公園對經濟的促進作用,探討公園自身建設情況帶來的外部效益[1]；二是研究經濟對公園的影響及支撐,既有不同經濟發展階段下兩者的關系演變[2],又有從影響機制出發,探究公園建設的經濟影響因素[3]。2)研究方法由定性分析向定性與定量相結合的方向突破[4-6]。3)研究對象多立足區域發展特征、城市發展階段等,圍繞典型區域或城市開展[7-8]。

以上相關研究雖然取得了豐碩成果,但在研究對象和內容上均有進一步拓展的空間。1)當前的研究對象普遍聚焦城市或公園等中微觀主體,缺乏宏觀尺度上的規律揭示。2)當前的研究內容多為公園、經濟因素的單向影響機制探究,鮮有從系統角度出發探討二者的互動發展關系。事實上,公園與經濟間存在系統和因素間的多層次互動發展關系即耦合協調關系。鑒此,本文引入耦合協調理論和模型,構建“公園-經濟”復合系統,從系統耦合協調角度揭示公園與經濟的內在發展規律。

1 耦合協調發展概念及作用機理

1.1 研究思路

公園系統是以總量規模為基礎,以配置格局為骨架,以服務水平為傳導模式,向城市提供綠色游憩空間的綜合體[9]。經濟系統是以總量建設為保障,結構布局為驅動,以物質形態產出為目的的聚合體[10]。以“公園-經濟”復合系統為研究框架可揭示二者聯動發展特征,探究制約兩系統協調發展的短板。其研究思路如下:首先,明晰“公園-經濟”復合系統耦合協調的概念及機理,并構建評價指標體系；其次,利用熵權法測度各因素權重,通過綜合發展水平評價模型和耦合協調度模型測度公園、經濟系統的發展水平及復合系統的耦合協調度；再次,從全國整體、各規模城市、不同區域3個層面分別揭示綜合發展水平及耦合協調演化的時空規律；最后,根據復合系統的發展現狀及區域發展個性制定調控對策,為優化兩系統互動發展關系,促進城市綠色、協調發展提供科學依據。

1.2 “公園-經濟”復合系統耦合協調的概念及作用機理

耦合協調是系統間在良性循環基礎上由無序到有序的演化過程,強調共同發展?！肮珗@-經濟”復合系統的耦合協調是公園系統與經濟系統間互相依存、交互脅迫的表現形式[11],它以人類生活、生產行為為紐帶,以公園和經濟活動為耦合的公共界面,通過每一因素對復合系統內其余各因素的多向作用實現平衡?！肮珗@-經濟”復合系統耦合協調的作用機理體現如下:

1)公園對經濟的促進和抑制。公園系統以規模、格局、服務水平等因素為集成,將城市物質、空間資源進行轉化,提供生態產出,促進或抑制經濟發展[12]。一是公園總量規模:公園是經濟發展的生態基礎和前提,保障經濟活動高效運轉,總量建設滯后則會降低生態承載力,提升經濟活動成本。二是公園配置格局:公園布局合理將優化用地結構,引導資本配置效率提升,而結構失衡則會降低生產活動配置效率。三是公園服務水平:公園服務水平展現城市風貌、吸附力,吸引資本和人才,反之則將降低城市吸引力,經濟高質量發展難以持續。

2)城市經濟對公園的支撐和制約。經濟系統由總量、結構、質量等方面共同刻畫形成物質產出,為公園發展提供外部驅動[13],并表現出正負雙向反饋。一是經濟規模:通過資金、技術為公園的建設增益創造條件,并提供物質保障。二是經濟結構:經濟結構主導城市用地結構,通過城市中各類“盈利性用地”的建設,影響公園建設空間。三是經濟質量:以人民生活水平、社會福利等為基礎,通過人民需求正向或負向影響公園建設。

2 研究設計

2.1 評價指標體系構建

2.1.1 構建思路

公園是滿足市民游憩活動和精神文明需求的重要載體和城市生態建設的重要保障。當前在宏觀層面對公園指標的研究多為總量型指標,而總量型指標僅從“量”的維度反映公園建設情況,無法直觀體現公園系統的使用價值和實際效用。因此,公園評價指標體系的構建應從多元、多維度的視角出發量質兼顧。總量規模集中反映公園建設情況是城市綠色轉型中“量”的基礎。配置格局體現公園分布狀況和市民對公園的獲取能力,服務水平表征公園供給與市民需求之間的匹配程度。

當前我國經濟發展正由重規模擴張向重量效提升轉變；由重物質文明發展向物質與精神文明并重轉變。以總量、結構、質量3個維度構建評價指標體系:經濟總量從宏觀角度體現城市經濟建設進程,反映城市發展階段；經濟結構以產業結構為基礎,既反映經濟生產、分布合理性,又決定發展潛力；經濟質量決定生活品質,體現對人民美好生活訴求的滿足度。

2.1.2 指標構建原則及選取

“公園-經濟”復合系統耦合協調評價指標是多層次、多維度下反應公園建設狀況和經濟發展狀況的指標集合體,必須遵循系統性、可操作性等原則。本研究評價指標體系包括2個系統層、6個因素層及12個指標層(表1)。

公園系統層包括3個因素層和6個指標層。1)總量規模:人均公園面積從人口維度整體衡量公園面積與城市人口之間的匹配關系,公園率從用地維度衡量公園面積與建設用地面積的配比關系。2)配置格局:公園面積與道路面積比、公園密度表征公園分布的空間格局及覆蓋度。3)服務水平:公園平均服務人數代表公園服務能力與人口的適配性,公園平均規模表征公園等級匹配度及配置的同步性與合理性。

經濟系統層也包括3個因素層和6個指標層。1)經濟總量:人均GDP從總量層面衡量經濟發展階段,人均社會消費品零售額表征社會商品購買力和人民物質生活水平。2)經濟結構:三產與二產比值、二三產業GDP密度是城市生產、貿易的集中體現,衡量城市經濟發展潛力。3)經濟質量:在崗職工平均工資及每萬人教育支出從“個體和政府”“居民生活水平和社會福利保障”的角度反映城市物質供給、經濟流動狀況。

表1 “公園-經濟”復合系統評價指標體系

2.2 研究方法

2.2.1 標準化及熵權法處理

1)數據的標準化處理。系統內各指標的量綱、數量級和指標效益(正向指標)、成本(負向指標)屬性不同,應對數據進行標準化處理。

2)熵值賦權法。權重代表指標在系統內的重要程度,權重越大對評價結果影響越大,研究采用熵值賦權法。

2.2.2 城市綜合發展水平評價模型

運用線性加權法測度公園系統與經濟系統的綜合評價值,公式如下:

式(1)中,Ui(i＝1,2)為第i系統,即公園(經濟)系統的綜合發展水平評價值,Wij為序參量對應的權重,yij為樣本標準化后的值。

2.2.3 耦合協調度模型

耦合協調度模型可甄別系統發展水平優劣及影響因素,耦合協調度越高代表系統間協調發展程度越好。劃分階段及特征如表2。耦合度模型和耦合協調度模型的計算如公式(2)(3)。

表2 耦合協調發展類型評價標準

公式(2)(3)中,C是耦合度,D為耦合協調度,取值均在[0,1]。T為公園系統與經濟系統的發展度函數。研究認為公園系統和經濟系統在對復合系統穩定協調發展中起同等作用,故α、β均取值為0.5。

2.3 時空范圍及數據來源

2.3.1 時空范圍

1)時間維度:1996—2017年覆蓋城鎮化建設從起步到高速發展的全過程,揭示了我國在社會轉型過程中公園、經濟系統互動發展的階段性特征。2)空間維度:我國地域遼闊,區域非均衡特征明顯。參照《中國城市建設統計年鑒(報)》[14]中城市統計分組的第3種分類方式,劃分為東部、中部、西部及東北4大區域。

2.3.2 數據來源

本文基礎數據均來源于《中國城市建設統計年鑒(報)》[14]和《中國城市統計年鑒》[15]。截止到2017年底,中國大陸共設地級及以上城市297個(不含香港、澳門、臺灣),對個別年份數據缺失的城市進行處理,刪除日喀則等21個地級市,最終確定276個城市為研究樣本。

3 “公園-經濟”復合系統耦合協調時空格局演變

3.1 綜合發展水平時空演變

1)全國尺度:經濟因子長期保持活力,公園關注度逐步提升。從系統層看,兩系統持續發展,經歷“平穩提升-加速發展”兩個階段(圖1)。公園系統基礎水平占優,經濟系統地位持續提升。從因素層看,經濟系統前期依靠經濟城鎮化帶動了總量型指標的發展,后期經濟結構優化、質量提升進一步刺激經濟系統正向發展。公園系統初期在公園面積等總量建設上占優,但其經濟價值偏低,建設緩慢。近年來,人們對生活品質愈發注重,公園的價值和關注度持續提升。

圖1 公園、經濟系統綜合發展水平演化圖

2)不同規模城市尺度:基礎資源稟賦決定發展階段。各規模城市因發展階段不同,兩系統建設步伐存在差異,從不同規模城市出發有利于揭示兩系統的差異化發展特征。從系統層面看(圖2),特大城市和大城市基本由經濟系統主導,公園建設明顯滯后；中、小城市基本為公園系統主導,兩系統發展與大城市相比差距長期存在。從因素層看,各類指標差異均明顯,特大、大城市經濟和公園建設長期領先,在資源配置基礎及資本吸引力上也占優,成為經濟發展的“火車頭”,公園發展讓步于經濟,并長期滯后；中、小城市資源基礎薄弱,對資本的吸附能力較低,公園和經濟建設均處于劣勢。

圖2 各規模城市公園、經濟系統綜合發展水平演化圖

3)區域差異尺度:區域非均衡特征長期存在,系統結構屬性影響發展潛力。從系統層看(圖3),東部經濟系統發展位于四大地區之首,公園系統由落后實現趕超；中部、西部始終處于追趕狀態,東北發展優勢逐漸喪失。從因素層看,結構型指標發展差異是區域非均衡性產生的根本原因。東部前期經濟發展擠占公園發展空間；后期城市經濟結構的優化為公園發展提供物質、空間保障。中部、西部發展以工業驅動,資源稟賦劣勢使其對高新技術產業吸附力微弱。

圖3 四大地區公園、經濟系統綜合發展水平演化圖

3.2 耦合協調度時空演變

1)全國尺度:系統間關聯長期緊密,內生動力逐漸彰顯。從系統層看,耦合度波動上升,耦合協調度由瀕臨失調變為勉強耦合協調(圖4、圖5)。從因素層看,公園服務水平、經濟質量提升是后發動力。前期公園和經濟均處于發展初期,基礎薄弱,兩系統聯系緊密,但對生態和物質的轉化效率低下；后期復合系統內部相互作用程度和效率持續提升。教育、科研等內生性因素愈發受到重視。

圖4 “公園-經濟”復合系統耦合協調度時序演化圖

圖5 “公園-經濟”復合系統耦合協調度城市占比演化圖

圖6 各規模城市“公園-經濟”系統耦合協調度演化圖

2)不同規模城市尺度:規模間差異波動上升,生活、生態需求為核心驅動力。從系統層看,各規模城市間耦合協調度差異波動上升(圖6)。大城市總量及增速持續領先；中、小城市耦合協調度始終處于過渡區間。從因素層看,特大、大城市公園密度、公園平均服務人數等指標后期提升明顯。究其原因,公園系統和經濟系統的總量建設領先,城市發展目標和市民生活需求發生轉變,強調“環境-經濟”相協調的可持續發展模式；中、小城市生產總值和收入水平的權重持續提升,復合系統發展側重經濟屬性。

3)區域差異尺度:區域異質性持續增強,建設模式主導差異變動。從系統層看,各區域耦合協調度發展呈沿海向內陸遞減趨勢(圖7)。從因素層看,東部邁入城鎮化后期,城市發展由量轉質,公園建設突出以人民為中心、提升服務水平,經濟則向技術型、資本型轉變；中、西部和東北兩系統總量持續提升,但缺乏結構的均衡和質量的突破。

圖7 1996、2006、2017年“公園-經濟”復合系統耦合協調度空間格局演化圖

4 結論與討論

4.1 結論

1)就全國整體而言,“公園-經濟”復合系統呈階段性演化特征,由失調衰退向耦合協調演變。經濟因素始終保持活力,公園系統經歷“緩慢-提速”發展。教育等內生性因素成為后發動力,復合系統發展逐步向兩系統并重趨勢演化。

2)就規模差異而言,各規模城市間差異長期存在且波動上升。特大、大城市基本邁入協調狀態,但公園、經濟系統發展脫節,公園系統發展滯后；中、小城市多處失調區間,發展尚在起步階段。城市發展階段和人民生活、生產需求不同是耦合協調度差異化發展的主要抓手。

3)就區域分異而言,“公園-經濟”復合系統耦合協調發展的區域非均衡特征顯著,且與經濟水平存在空間對應性,呈“沿海-內陸”的梯度化分異特征。東部公園、經濟系統建設強調“量質并舉”,中部、西部、東北側重“以量驅動”。

4.2 討論

1)構建準確、全面、科學的評價指標體系是科學評價的關鍵。本文對公園系統和經濟系統評價指標的制定立足統計數據,存在更新慢、靈活性缺失等局限,而反映居民生活、生產行為和需求特征的“公園供需比”“公園使用者密度”等多維空間數據應被納入考量。

2)“公園-經濟”復合系統發展應保障總量、格局、質量的全方位提升,順應時代需求。當前,經濟建設更強調總量、結構、質量的全方位提升；公園作為經濟發展的綠色輸出,應注重多維發展。通過調整配置格局、提升服務水平,既與經濟發展目標相適應,又充分調節“三生”矛盾,構建高品質城市人居環境。