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基于系统耦合视角的京津冀城镇化协调发展评价

本站小编 Free考研考试/2021-12-29

樊鹏飞¹^,, 梁流涛¹^,²^,, 李炎埔¹, 段琳琼¹, 王楠楠¹, 陈常优¹

1. 河南大学环境与规划学院,开封 475004

2. 河南大学黄河中下游数字地理技术教育部重点实验室,开封 475004

Evaluation of coordinated development of urbanization from the perspective of system coupling in the Beijing-Tianjin-Hebei Region

FANPengfei¹^,, LIANGLiutao¹^,², LIYanpu¹, DUANLinqiong¹, WANGNannan¹, CHENChangyou¹

1. College of Environment and Planning,Henan University,Kaifeng 475004,China

2. Key Laboratory of Geospatial Technology for Middle and Lower Yellow River Regions,Ministry of Education,Kaifeng 475004,China

通讯作者:通讯作者：梁流涛,liangliutao415@163.com
收稿日期:2016-06-23
修回日期:2016-09-5
网络出版日期:2016-12-20
版权声明:2016《资源科学》编辑部《资源科学》编辑部
基金资助:

国家自然科学基金项目（41301641）

教育部人文社会科学研究一般项目（11YJC790095）

作者简介:
-->作者简介：樊鹏飞,男,河南焦作人,硕士生,主要研究方向为土地利用与估价研究。18438703566@163.com

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摘要
城镇化协调发展是提升区域城镇化水平的关键,对于解决快速城镇化过程中出现的一系列问题具有现实意义。本文在系统耦合视域下解构城镇化内部协调发展机理,利用计量模型和空间分析工具,对2014年京津冀城镇化协调发展水平进行空间格局分析,结果表明：①城镇化内部各维度指数空间差异显著,经济城镇化指数差异最明显,生态城镇化指数差异最小,经济和土地城镇化指数的空间差异基本一致;②综合城镇化指数呈现出“核心-外围”分布格局。由于城镇化市场机制不强,产业梯度差异较大,公共服务投入悬殊,区域协调机制不健全,导致城镇化发展“涓滴效应”不强;③城镇化协调发展度呈现出“东北部高-南北两头较低”的分布格局。东北部地区城镇化各维度指数都较高且差异较小,南部地区城镇化各维度指数差异较大,北部地区各维度指数都较低。立足京津冀城镇化协调发展现状,建议增强城镇化市场机制,打破地区分割,深化产业的上下游和区域合作,树立协调发展理念,因地制宜推动城镇化的协调发展。

关键词：城镇化;协调发展;空间格局;系统耦合;京津冀地区
Abstract
The coordinated development of urbanization was the key to promote the level of regional urbanization. This approach also contribute to solve many realistic problems resulting from the rapid urbanization of some regions. Using coupling coordinative development interactive mechanisms for urbanization and system coupling,here we analyzed the spatial pattern of urbanization coordinate development in the Beijing-Tianjin-Hebei area. We found differences among the inner dimension of urbanization and the index showed obvious spatial differences. The index of economic urbanization was the most different;the index of ecological urbanization showed the least difference. The distribution of economic urbanization and land urbanization were roughly coincident. The index of comprehensive urbanization showed a core-periphery distribution pattern. The market mechanism of urbanization was not strong and the difference between industrial gradient and public service investment was large. Regional coordination mechanism was not perfect,so the trickle-down effect of urbanization was not strong. Spatial differences in urbanization coordination development were evident and the index was one of northeast high/north and south low. Each dimension index of urbanization in the northeast region was relatively high and the difference was very small. The difference in the urbanization index was large in the southern region. Each dimension index of urbanization was very small in the northern region. Based on the status quo of coordinated development in the Beijing-Tianjin-Hebei area,we propose enhancements of market mechanism of urbanization such as breaking interlocal and departmental partition and blockage; building regional uniform markets; enhancing regional industrial cooperation; and deepening upstream,mid-stream and downstream industrial chains. We should also establish the concept of coordinated development which puts people first;seek comprehensive, balanced and sustainable development;and promote the coordinated development of urbanization according to local conditions.

Keywords：urbanization;coordination development;spatial disparities;system coupling;Beijing-Tianjin-Hebei area

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樊鹏飞, 梁流涛, 李炎埔, 段琳琼, 王楠楠, 陈常优. 基于系统耦合视角的京津冀城镇化协调发展评价[J]. , 2016, 38(12): 2361-2374 https://doi.org/10.18402/resci.2016.12.15
FAN Pengfei, LIANG Liutao, LI Yanpu, DUAN Linqiong, WANG Nannan, CHEN Changyou. Evaluation of coordinated development of urbanization from the perspective of system coupling in the Beijing-Tianjin-Hebei Region[J]. 资源科学, 2016, 38(12): 2361-2374 https://doi.org/10.18402/resci.2016.12.15

1 引言

改革开放以来,中国经历了世界历史上规模最大、速度最快的城镇化进程,城镇化率从1978年的17.9％增至2014年的54.77％。按照美国地理学家Northam提出的城镇化”S”曲线,中国当前的城镇化正处于30%~70%的快速推进时期^[1]。作为各类经济活动和资源最集中的地方,城市带动了整个社会经济的发展,城镇化成为了现代化建设的重要引擎,对经济结构调整,扩大内需,推动区域协调都具有重要意义^[2,3]。新时期的城镇化不仅要突出“以人为本”,还要实现城市内部经济、土地、人口和生态环境的协调发展。然而,当前国内很多城市都面临着经济城镇化不稳定、土地城镇化冒进、人口城镇化滞后、生态城镇化脆弱等城镇化失调问题^[4]。特别是京津冀地区,城镇化形成机制主要源于政治和历史文化作用,城镇化市场作用机制不强,民营经济和外资经济相对较弱,区域一体化分割明显,核心与外围城市没有形成“近域扩散”态势,反而形成了“环京津贫困带”,区域城镇体系失衡、人口过度膨胀、建设用地无序扩张、生态环境恶化等问题也日益显现^[5,6],城镇化内部失调和外部失衡问题十分突出。《京津冀协同发展规划纲要》^[7]要求通过经济结构调整与空间结构优化,以城市建设为载体、生态保护为支撑、产业优化为重点,走一条内涵集约、科学发展的新路径。为此,探究京津冀城镇化内部协调机理和外部空间差异,能够为建立热点地区城镇化内部系统协调机制和调控关键位点提供科学化指导,对于丰富城镇化理论和促进京津冀城市全面、协调、可持续发展也都具有重要的理论和现实意义。
近年来,有关城镇化协调性问题的研究逐步增多,开始成为城镇化研究的一个重要方向。相关研究可以归纳为两方面：一是定性研究,如姚士谋等从农村人口非农化过程、城镇化发展动力机制以及统筹城乡关系等方面探究了中国农村人口非农化和城镇化之间的互动关系^[8]。辜胜阻等在农民工流动这一特殊背景下分析了中国工业化和城镇化的特征,提出把农民工问题放在工业化和城镇化背景下,坚持“五项并重”推动实现工业化和城镇化的协调发展^[9]。陶然等分析了中国人口城镇化与空间城镇化的不匹配问题,提出以改革土地征用制为突破,结合相关财政和户籍制度改革,实现人口与空间的协调发展^[10]。二是定量分析,如李涛等从土地、人口和产业出发,运用系统耦合模型对重庆市城镇化协调水平进行了测算分析^[11]。曹文莉等以人口、土地和经济为切入点,采用组合评价法分析了发达地区城镇化协调发展的演变过程^[12]。Li等运用耦合协调模型,定量分析了2000-2008年连云港市的城镇化和生态环境之间的关系^[13]。张春梅等运用线性加权和法和象限图分类识别法,对江苏省的城镇化质量和规模的协调发展进行了差异化分析^[14]。总体上看,这些研究多侧重单一视角,如从城镇化与人口非农化、城镇化与工业化、人口城镇化与土地城镇化、城镇化与生态环境、城镇化的速度、质量和规模等是否协调角度展开研究。鉴于此,本文在梳理前人研究的基础上,通过揭示城镇化内部协调发展机理,建立包括经济、土地、人口和生态四个维度的城镇化协调发展模型,在定量评价的基础上对京津冀地区城镇化协调发展水平进行空间差异分析,以期为京津冀乃至其他地区的城镇化协调发展提供借鉴。

2 城镇化内部协调发展机理

2.1 城镇化内涵解构

城镇化作为一个综合概念,既包括人口和非农经济活动在城镇的集中与转型,又包括城镇景观生态系统在特定地域上的构筑与演化,还蕴含着城镇文化、价值观念、生产和生活方式等抽象精神的塑造与演变^[15]。基于系统耦合视角,本文从经济、土地、人口和生态四个维度来解构城镇化^[12,14-18]：
（1）经济城镇化是城镇化的动力,主要表现在经济发展的水平、结构和效益,其中在经济发展“新常态”背景下,第三产业和科技事业的发展在其中发挥着日益重要的作用。
（2）土地城镇化是城镇化的载体,在城镇空间拓展过程中,实现土地资源最大程度上的高效集约,主要表现在城市规模的合理性、空间结构的科学性和土地投入产出的效益性三个方面。
（3）人口城镇化是城镇化的核心,其实质不仅是人口在数量上向城镇持续集聚的过程,更是人口结构、居民生产生活方式乃至思想观念的转变过程,具体包括人口构成、居民生活和居民素质三个部分。
（4）生态城镇化是城镇化的保障,在保证城市生态系统良性循环前提下,以发展生态经济改善环境质量为核心,以提升环境治理能力为手段,实现城市内部社会经济与生态环境的和谐共融,主要表现在环境治理、环境质量和环境经济三个方面。
总之,城镇化是一个包含经济、土地、人口和生态四个部分的综合系统。新时期的城镇化应当是由经济发展健康,土地利用科学,人口规模合理,生态环境可持续共同推进的结果。

2.2 城镇化内部协调发展作用机理

从系统理论看,城镇化内部各部分相互影响、相互制约,共同构成了一个开放式的耗散结构系统（图1）,可以从以下四个方面进行解构：
（1）经济城镇化是城镇化的根本动力,通过二三产业的发展,吸引周边资金、技术、劳动力等资源实现空间聚集,对于城镇化的土地、人口和生态三个方面也起着重要作用：第一,经济的发展既能推动建设用地扩张,从而促进土地城镇化,也能够因为经济发展方式的不合理引发产业用地布局失调,进而制约土地城镇化发展;第二,经济城镇化引起的城乡之间收入、就业、生活水平的巨大差异,能够吸引周边人口空间聚集,从而带动人口城镇化,但也会由于经济结构的失衡与发展方式的不合理,引起居民生产与生活水平的降低,从而影响人口城镇化的发展^[1,17];第三,经济的发展是生态建设的重要动力,它不仅能为区域环境治理提供资金支持,而且能为经济发展方式的转变提供更多调整空间,但不健康的经济发展方式也会由于消耗更多的资源产品给区域生态环境带来巨大压力。
（2）土地城镇化是城镇化的空间载体和外在表现,通过城市规模的扩张、土地利用结构和效益的变化间接对城镇化的经济、人口和生态三个方面产生作用：第一,土地城镇化所带来的聚集与辐射作用能够给区域内的资源与产业带来规模效应,成为经济城镇化的重要引擎,但产业用地布局混乱也会引发区域产业分布失调、企业恶性竞争、生产要素价格扭曲,进而制约经济城镇化发展^[3,11,12];第二,土地城镇化是人口城镇化的载体,为人口的聚集提供居住、工作、教育、医疗等用地,但土地利用方式与布局的不合理所引致的交通拥堵、环境污染等问题又会对人口城镇化带来不利影响^[18,19];第三,土地城镇化对生态城镇化既有促进作用也有胁迫影响,通过优化产业与交通用地布局、增加森林绿地面积能够有效的改善城市环境质量,而建设用地无序扩张所引起的生态损毁,土地布局不合理所带来的交通拥堵以及机动车尾气污染问题也会直接影响到生态城镇化的发展^[19]。
（3）人口城镇化是城镇化的核心,主要通过非农人口规模的增加、居民生产与生活方式的转变、劳动力素质的提升对城镇化的经济、土地和生态三个方面产生作用：第一,人口城镇化所带来的消费需求扩大、消费结构变迁、劳动力水平变化将会刺激相关产业优化升级,从而促进经济城镇化的发展,但如果出现区域人口的过度聚集或结构失衡,将会给经济的可持续发展带来隐患^[17];第二,城市居民生产和生活空间选择偏好的转变会带动区域土地利用结构与布局的优化调整,从而促进土地城镇化,但城市人口规模的不断扩大可能会引起建设用地快速扩张与低效利用,而如果能加以合理引导,人口的不断增加又会对土地的高效与集约利用产生“倒逼”机制^[18];第三,人口城镇化是生态城镇化的主要推力,居民生产与生活水平的提高会对区域生态环境提出更高要求,而居民素质的提升、生产与生活方式的转变会直接促进生态城镇化的发展,但人口的过度聚集却会给区域生态环境带来巨大压力,从而影响生态城镇化的发展。
（4）生态城镇化是城镇化的保障,通过发展生态经济、提升环境治理能力来对城镇化的经济、土地和人口三个方面产生作用：第一,生态城镇化既能够为经济的发展注入新活力、培育新增长点,也能成为转变经济发展方式的重要抓手,但在一定的时空范围内,生态城镇化会对经济的发展起到规范和约束作用^[6];第二,生态城镇化对土地城镇化具有引导作用,通过制定相关生态规划,可以遏制建设用地盲目扩张与低效利用,引导土地利用实现集约高效、精明增长,但在短期之内,生态城镇化会对土地城镇化的发展起到制约作用^[19];第三,良好的生态环境是城市人口聚集、居民生产与生活水平提升的必要保障,能够有效推动人口城镇化,而城市生态环境的恶化会直接影响到人口城镇化的发展水平^[13]。
上述分析可以看出,城镇化内部的经济、土地、人口和生态四个维度之间存在着极强的系统耦合关系,各部分之间既相对独立,又彼此联系互为因果,任何一个部分的缺失或滞后都可能引发城镇化发展的内部失调和外部失衡。城镇化发展的不协调已经成为了现阶段中国城镇化面临的最突出问题之一^[20],诸如城市盲目扩张、人口城镇化滞后、城市生态环境恶化、城镇体系失衡等问题都可以归结于此。另外,城镇化内部各部分既能够产生促进作用,也能够产生制约影响。因而,要想实现城镇化内部各部分之间的协调发展,需要在遵循自然和经济规律的基础上,制定相关制度和政策加以引导。本文认为,在城镇化发展过程中,应该合理统筹经济、土地、人口和生态环境之间的关系,以经济发展和产业结构优化为动力,以土地的高效集约利用为载体,以居民生产和生活方式的改善为核心,以区域生态环境的健康发展为保障,谋求城镇化的健康与协调发展。

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图1城镇化内部协调发展作用机理
-->Figure 1Relationship between the parts of urbanization
-->

3 研究区概况、数据来源与研究方法

3.1 研究区概况

京津冀地处京畿重地,东临渤海,背靠太岳,携揽“三北”,是中国的政治和文化中心,也是经济与人口高度聚集区。京津冀包括北京、天津和河北省的石家庄、秦皇岛、唐山、保定、廊坊、邢台、邯郸、衡水、沧州、承德、张家口共13个城市,面积占全国的2.3%,人口占全国的8.1%。2014年京津冀GDP占全国的10.38%,人均GDP达到81 725元,人口城镇化率为62.45%,其中北京和天津聚集了84.56%的都市圈人口,创造了62.56%的都市圈GDP。随着社会经济的快速发展,京津冀地区人口、资源和环境问题不断出现,区域差异和大城市病也日益显现,如何实现城镇化的协调发展成为了京津冀地区面临的重要挑战。

3.2 数据来源

相关数据主要来源于《中国城市统计年鉴2015》^[21]、《中国环境统计年鉴2015》^[22]、《中国科技统计年鉴2015》^[23]、《中国城市建设统计年鉴2015》^[24]、《中国国土资源统计年鉴2015》^[25]、《中国教育统计年鉴2014》^[26]、《京津冀发展报告：协同创新研究2015》^[27]。部分缺失数据通过多年平均增长率进行插值计算得到。指标基准值一部分是通过测算长三角、珠三角和京津冀三大城市群的相应指标均值得到,另一部分是利用《京津冀协同发展规划刚要》^[7]、《国家新型城镇化规划》^[28]、《环境空气质量标准（GB3095-2012）》^[29]、《国家生态园林城市标准》^[30]、《联合国综合环境经济核算操作手册（SEEA-2000）》^[31]、《水污染防治行动计划》^[32]、《中国污染的代价》^[33]等资料综合估算得来。

3.3 研究方法

系统耦合是指系统或系统内部各要素之间在发展过程中彼此和谐一致的状态,其可以较好地刻画城镇化内部的协调发展机理,解释区域城镇化演变的特征与规律。耦合模型最早被吴大进等从物理学引入到协同学理论中,然后吴跃明等、廖重斌等、刘耀彬把它应用到经济学、地理学、生态学等多个领域,理论方法日臻成熟^[34-37]。本文借助系统耦合模型,按如下流程对京津冀城镇化协调发展机理进行定量评价：指标体系构建与说明→指标标准化→指标权重确定→城镇化综合值计算→协调发展度计算。
3.3.1 指标体系构建与说明
在揭示城镇化内部协调机理基础上,从经济、土地、人口和生态四个维度出发构建城镇化协调发展指标体系,见表1。采用频度统计和专家咨询的方式筛选出各维度中最具代表性的指标。对于经济城镇化,从经济的发展水平、结构和效益三个方面来测度,由于城市中主要从事二三产业的生产,因而具体选取了二三产业产值比重、GDP增速、规模以上工业实现利润增速等6个指标。土地城镇化不仅仅表现在城市规模上,还包括土地的投入产出水平和空间结构优化,故选取了人均城市建设用地面积、地均固定资产投入、道路广场用地比例等6个指标。人口城镇化主要体现在人口构成、居民生活和居民素质等方面,选取了二三产业劳动者比重、城镇居民恩格尔系数、教育支出占比等9个指标。生态城镇化可以从环境治理能力、环境质量和环境经济发展水平方面表现出来,因而选取了环保治理支出占比、空气质量好于二级天数比例、绿色GDP增速等 9个指标。
Table 1
表1
表1城镇化协调发展评价指标体系与指标权重
Table 1Index system and weight of urbanization coordination development

目标层	项目层	因素层	指标层	基准值/来源	组合权重
城镇化水平	经济城镇化B₁	经济发展	C₁人均固定资产投资额/万元	4.25/2014年三大城市群均值	0.172
			C₂ GDP增长速度/%	9.68/2014年三大城市群均值	0.123
		经济结构	C₃第二产业增加值占GDP比重/%	40.35/2014年三大城市群均值	0.162
			C₄第三产业增加值占GDP比重/%	53.20/2014年三大城市群均值	0.190
		经济效益	C₅规模以上工业企业实现利润增速/%	8.54/2014年三大城市群均值	0.166
			C₆科技活动人员比重/%	0.85/2014年三大城市群均值	0.186
	土地城镇化B₂	城市规模	C₇人均园林绿地面积/（m²/人）	11/《国家生态园林城市标准》^[30]	0.136
			C₈人均城市建设用地面积/（m²/人）	100/《国家新型城镇化规划》^[28]	0.146
		地均投入产出	C₉地均固定资产投入/（亿元/km²）	1.248/2014年三大城市群均值	0.132
			C₁₀经济密度/（万元/km²）	11015.28/2014年三大城市群均值^[38]	0.143
		空间城市化	C₁₁道路广场用地比例/%	9/《国家生态园林城市标准》^[30]	0.159
			C₁₂交通线网密度/（km/km²）	2.19/国外大城市标准^[39]	0.155
	人口城镇化B₃	人口构成	C₁₃城镇化人口比例/%	70/《国家新型城镇化规划》^[28]	0.104
			C₁₄二、三产业劳动者比重/%	80/《国家新型城镇化规划》^[28]	0.131
			C₁₅常住人口与户籍人口比/%	1.418/2014年三大城市群均值	0.118
		居民生活	C₁₆城镇居民人均消费/万元	2.43/2014年三大城市群均值	0.111
			C₁₇基本医疗保险覆盖率/%	90/《国家新型城镇化规划》^[28]	0.085
			C₁₈城镇居民恩格尔系数/%	33.34/2014年三大城市群均值	0.122
		居民素质	C₁₉教育支出占公共财政支出比/%	13.56/2014年三大城市群均值	0.118
			C₂₀每万人拥有的大学生数/人	987.51/2014年三大城市群均值	0.098
			C₂₁每百万人拥有的影剧院数/个	65.75/2014年三大城市群均值	0.115
	生态城镇化B₄	环境治理	C₂₂工业废水排放达标率/%	85/《国家生态园林城市标准》^[30]	0.095
			C₂₃环保治理支出比重/%	3/《国家新型城镇化规划》^[28]	0.118
			C₂₄单位GDP能耗/（t标准煤/万元）	0.58/2014年三大城市群均值	0.118
		环境质量	C₂₅空气质量好于二级天数的比例/%	300/《环境空气质量标准》^[29]	0.132
			C₂₆建成区绿化覆盖率/%	45/《国家生态园林城市标准》^[30]	0.105
			C₂₇集中式饮水达到或优于III类比/%	93/《水污染防治行动计划》^[32]	0.091
		环境经济	C₂₈绿色GDP增速/%	5.8/2013年三大城市群均值*	0.113
			C₂₉工业污染治理年度投资增速/%	14.98/2014年三大城市群均值	0.109
			C₃₀环境管理业企业法人数/个	132/2014年三大城市群均值	0.121

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注：①三大城市群均值是通过计算长三角、珠三角和京津冀城市群内各城市的指标均值得到;②*由于中国最新的绿色GDP核算报告还未出台,本文在《中国绿色国民经济核算报告2004》基础上按照《联合国综合环境经济核算操作手册（SEEA-2000）》中的相关方法进行初略估算。
3.3.2 指标标准化
由于京津冀各城市发展差异较大,为更真实地测算出各城市的城镇化水平与理想标准的差距,本文利用指标基准值来进行无量纲化：
（1）正向指标：

\begin{matrix} Y_{i} = \{\begin{matrix} 1 (x_{i} \geq s_{i}) \\ x_{i} / s_{i} (x_{i} < s_{i}) \end{matrix} \end{matrix}

（1）
（2）逆向指标：

\begin{matrix} Y_{i} = \{\begin{matrix} 1 (x_{i} \leq s_{i}) \\ s_{i} / x_{i} (x_{i} > s_{i}) \end{matrix} \end{matrix}

（2）
式中

\begin{matrix} x_{i} (i = 1,2, 3, ?, n) \end{matrix}

为第

\begin{matrix} i \end{matrix}

个指标的实际值;

\begin{matrix} s_{i} (i = 1,2, 3, ?, n) \end{matrix}

为第

\begin{matrix} i \end{matrix}

个指标的基准值;

\begin{matrix} Y_{i} \end{matrix}

为该指标的标准化值,

\begin{matrix} 0 \leq Y_{i} \leq 1 \end{matrix}

。
3.3.3 指标权重的确定
（1）层次分析法确定权重。邀请土地资源管理、区域经济学、城市地理学、人文地理学等领域27位相关专家对各指标进行两两比较,逐层进行判断打分,并构造出矩阵。结合Yet Another AHP软件用方根法求得最大特征根对应的特征向量,并通过一致性检验,权重向量可以表示为：

\begin{matrix} u_{ki} = (u_{k 1} ， u_{k 2} ， u_{k 3} ， ? ， u_{kn})^{T} \end{matrix}

（3）
式中

\begin{matrix} u_{ki} \end{matrix}

为第k 种赋权法中第i 指标的权重向量;T 表示权重向量

\begin{matrix} u_{ki} \end{matrix}

的转置。
（2）熵权法确定权重。首先,计算各个指标的熵值;然后,计算出该指标对应的变异系数;最后,确定各指标的熵权,所确定的指标权重向量表示为：

\begin{matrix} u_{ki} = (u_{k 1} ， u_{k 2} ， u_{k 3} ， ? ， u_{kn})^{T} \end{matrix}

（4）
（3）确定组合权重。

\begin{matrix} W_{i} = \overset{R}{\sum_{k = 1}} θ_{k} \times u_{ki} \end{matrix}

（5）
式中

\begin{matrix} W_{i} \end{matrix}

为组合权重;

\begin{matrix} θ_{k} \end{matrix}

为组合系数;R为赋权方法的个数。
对于组合系数的确定,利用计量数学中相对熵求贴近度的方式进行算法改进。通过求取最优解得到一个与各单一赋权法所得权重最接近的集结权重,即：

\begin{matrix} V = (v_{1} ， v_{2} ， ? ， v_{n}) \end{matrix}

（6）
令

\begin{matrix} U = (u_{1} ， u_{2} ， ? ， u_{R}) \end{matrix}

为各单一赋权方法集合。引入相对熵思想,构建求最优解模型：

\begin{matrix} \min : \overset{R}{\sum_{k = 1}} \overset{N}{\sum_{i = 1}} v_{i} \log \frac{v_{i}}{u_{ki}} \\ \{\begin{matrix} s . t \sum_{i}^{=} v_{i} = 1 \\ v_{i} \geq 0 ?_{i} \in N \end{matrix} \end{matrix}

（7）
求得最优解为：

\begin{matrix} v_{i} = \frac{\prod_{K}^{=} (u_{ki})^{\frac{1}{R}}}{\sum_{i}^{=} \prod_{K}^{=} (u_{ki})^{\frac{1}{R}}} \end{matrix}

（8）
本文利用贴近度

\begin{matrix} h [u_{k} ， v] (k = 1,2, ?, R) \end{matrix}

,即每一种赋权结果

\begin{matrix} u_{ki} \end{matrix}

与集结权重

\begin{matrix} V \end{matrix}

的贴近计算可信度即组合系数^[40-42]：

\begin{matrix} θ_{k} = \frac{h [u_{k} ， v]}{\sum_{k}^{=} h [u_{k} ， v]} \end{matrix}

（9）
经过计算,可以分别得到层次分析法和熵权法所确定的指标权重,把它们带入公式（6）-公式（9）可测算出组合系数

\begin{matrix} θ_{k} \end{matrix}

分别为0.407和0.593,最后带入公式（5）得到了最终的组合权重,结果见表1。
3.3.4 城镇化综合值计算
根据标准化值和相应权重分别计算城镇化指标值和综合值：

\begin{matrix} F_{i} = Y_{i} \times W_{i} \end{matrix}

（10）

\begin{matrix} P = \overset{n}{\sum_{i = 1}} Y_{i} \times W_{i} \end{matrix}

（11）
式中

\begin{matrix} F_{i} \end{matrix}

为城镇化指标值;

\begin{matrix} P \end{matrix}

为城镇化综合值。
3.3.5 协调发展度计算
为了定量化分析京津冀城镇化协调发展机理,本文引入协调发展度模型^[35-37]：

\begin{matrix} Q = a P_{1} + b P_{2} + c P_{3} + d P_{4} \end{matrix}

（12）

\begin{matrix} C = \frac{P_{1} + P_{2} + P_{3} + P_{4}}{\sqrt[]{(P_{1})^{2} + (P_{2})^{2} + (P_{3})^{2} + (P_{4})^{2}}} \end{matrix}

（13）

\begin{matrix} D = \sqrt[]{C \times Q} \end{matrix}

（14）
式中

\begin{matrix} Q \end{matrix}

为某个城市的综合城镇化指数;

\begin{matrix} C \end{matrix}

为城镇化耦合系数;

\begin{matrix} D \end{matrix}

为城镇化协调发展度;

\begin{matrix} P_{1} \end{matrix}

、

\begin{matrix} P_{2} \end{matrix}

、

\begin{matrix} P_{3} \end{matrix}

、

\begin{matrix} P_{4} \end{matrix}

分别为经济、土地、人口和生态城镇化指数;

\begin{matrix} a, b, c, d \end{matrix}

分别为经济、土地、人口和生态对系统的贡献份额^[11-13,20],考虑到各部分的同等重要性,本文取

\begin{matrix} a = b = c = d = 1 / 4 \end{matrix}

。

4 结果及分析

利用公式（1）-公式（11）计算出京津冀各城市的城镇化各维度指数,利用公式（12）-公式（14）计算得到各城市的城镇化协调发展度,见表2。借助ArcGIS空间分析技术,用自然断点法绘制出城镇化及其协调发展度的空间差异图,见图2和图3。
Table 2
表2
表22014年京津冀城镇化协调发展度测算结果
Table 2Results of urbanization coordination development of Beijing-Tianjin-Hebei area in 2014

地区	经济城镇化指数	土地城镇化指数	人口城镇化指数	生态城镇化指数	综合城镇化指数	协调发展度	协调发展度排名
北京	0.947	0.958	0.864	0.739	0.877	1.321	2
天津	0.917	0.893	0.848	0.755	0.853	1.305	3
秦皇岛	0.794	0.816	0.752	0.820	0.796	1.361	1
石家庄	0.781	0.747	0.815	0.625	0.742	1.215	4
邯郸	0.660	0.643	0.580	0.504	0.597	1.020	8
唐山	0.817	0.847	0.779	0.486	0.732	1.199	5
保定	0.672	0.756	0.528	0.519	0.619	1.055	7
沧州	0.567	0.653	0.543	0.599	0.591	0.986	9
廊坊	0.618	0.748	0.806	0.587	0.690	1.119	6
承德	0.427	0.565	0.479	0.618	0.522	0.798	13
衡水	0.472	0.561	0.594	0.529	0.539	0.806	12
邢台	0.441	0.630	0.613	0.505	0.547	0.881	11
张家口	0.469	0.562	0.632	0.570	0.548	0.954	10

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图22014年京津冀城镇化各维度指数空间差异
-->Figure 2Spatial disparities of urbanization in Beijing-Tianjin-Hebei area in 2014
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图32014年京津冀综合城镇化指数和协调发展度空间差异
-->Figure 3Spatial disparities of urbanization and coordination development in Beijing-Tianjin-Hebei area in 2014
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4.1 城镇化内部各维度空间差异

经济城镇化指数呈现出京津地区高、冀中南地区高低交错、冀北地区较低的分布格局。北京、天津和唐山的经济城镇化指数都在0.80以上,秦皇岛、石家庄、保定、邯郸的指数也在0.65以上,但冀中南的衡水、邢台、沧州和冀北的张家口、承德的指数却在0.50以下。经济发展水平较高的区域与城镇化水平较高的区域高度一致,主要集中在“京津秦唐”地区（图2a与图3a）。通过SPSS17.0软件回归分析,固定资产投资和第三产业增加值占比与城镇化的相关系数达到了0.64和0.62,说明了经济城镇化的动力作用,其水平的高低很大程度决定了城镇化的层次和潜力。京津冀地区经济发展的不平衡是导致城镇化外部失衡的最主要原因。北京和天津聚集了区域内大量资源但并没有发挥其辐射带动作用,一是由于京津与外围地区特别是北部地区的产业梯度差异较大、产业联系较弱、产业互动不强,二是受首都政治制约太多,区域开放程度不高,民营经济和外资经济相对较弱,区域经济缺乏自主性和开拓性。
土地城镇化指数与经济城镇化指数的分布高度一致,说明了经济发展对城市建设的重要作用（图2b与图2a）。北京、天津、唐山和秦皇岛的土地城镇化指数都在0.80以上,中南部的保定、廊坊、石家庄、沧州、邯郸、邢台的指数也高于0.60,只有北部的承德、张家口和南部衡水的指数在0.60以下。土地城镇化是城镇化的载体,为经济发展和人口聚集提供了空间保障,其中人均建设用地和道路广场用地占比与城镇化的相关系数分别为0.59和0.58。京津冀土地城镇化的空间差异,一方面是由于区域经济发展的不平衡导致城市建设投入存在差异,另一方面是由于部分城市为追求土地财政,利用行政手段过度推动城镇扩展,存在大拆大建情况,土地集约利用水平较低。
人口城镇化指数呈现出中部地区高、南部和北部地区低的横向条带式分布格局（图2c）。北京、天津、廊坊、唐山、秦皇岛、石家庄的人口城镇化指数都高于0.75,冀南的邯郸、衡水、邢台和冀西北的张家口的指数都在0.65以上,只有冀中的沧州、保定和冀北承德的指数在0.55以下。人口城镇化是城镇化的核心,是城镇化发展的主要内容与集中体现,回归结果显示,城镇人口比例和城镇居民人均消费与城镇化的相关系数分别为0.71和0.65。人口城镇化的不平衡也是造成城镇化外部失衡的重要原因。由于经济发展水平和产业结构的区域差异,京津地区吸收了周边大量优质劳动力,而公共服务和社会保障制度的地域分割阻碍了劳动力的自由流动,引起了区域内人力资源分布的不均衡。
生态城镇化指数呈现出北部地区高、南部地区低的片状分布格局（图2d）。秦皇岛、北京和天津的生态城镇化指数都在0.70以上,冀中的石家庄、沧州、廊坊和冀北的承德、张家口的指数也都在0.55以上,只有冀南的衡水、保定、邢台、邯郸和重工业城市唐山的指数在0.55以下。生态城镇化是城镇化的保障,其水平的高低直接决定了城镇化的健康与可持续状况,回归结果显示,环保治理支出比和绿色GDP增速与城镇化的相关系数分别达到了0.56和0.52。生态城镇化的空间差异主要受产业结构和环保投入的区域差异影响,冀南地区主要以制造业和重工业为主,生态保护投入相对较少,区域环境污染较严重,京津地区主要以第三产业为主,冀北地区主要以农业和轻工业为主,区域内所受工业污染较小,生态环境相对较好。
总体来看,京津冀地区城镇化内部各维度空间差异显著,京津唐、冀中南和冀北地区差异明显。经济城镇化的空间差异最为明显,生态城镇化差异最小,经济和土地城镇化的差异分布基本一致。经济城镇化超前的城市有天津和邯郸,经济的发展带动了城市各方面的进步,但也给生态环境带来了压力。土地城镇化超前的城市有北京、唐山、保定、沧州和邢台,这些城市的土地城镇化值已经大大高于城镇化其他方面值,未来要注意土地的科学与集约利用。人口城镇化超前的城市有石家庄、廊坊、衡水和张家口。作为新型城镇化的核心,人口城镇化的超前反映了城镇化的水平和潜力,但经济、土地城镇化的相对滞后会影响城镇化的长远发展。生态城镇化超前的城市只有秦皇岛和承德,作为城市可持续发展的保障,生态城镇化的超前给城市的未来发展留足了空间,但应看到承德的生态城镇化超前,主要是由于城镇化其他方面滞后所致。

4.2 城镇化综合水平和协调发展度空间差异

4.2.1 综合城镇化指数空间差异
京津冀地区城镇化综合水平呈现出以京津为核心向四周扩散的分布格局（图3a）。北京、天津和秦皇岛在经济结构与效益、土地投入产出、居民生产生活方面评分较高,综合城镇化指数都远高于0.75。石家庄、唐山和廊坊的指数也在0.65以上,其中石家庄借助省会城市的优势在经济和人口方面评分较高,唐山和廊坊临近京津,产业和技术转移为其城镇化提供了资金和技术支持。冀中南的保定、沧州和邯郸的指数也远高于0.55,保定在经济效益和土地投入产出方面评分较高,沧州在城市空间布局和环境治理方面评分较高,邯郸城镇化各方面发展较为均衡,综合城镇化指数处于地区中游水平。冀北的张家口、承德和冀南的邢台、衡水的指数都在0.55以下,其中张家口的经济和土地城镇化指数较低,承德除生态城镇化外其他指数都较低,邢台的经济和生态城镇化指数较低,衡水的土地城镇化指数较低,使得这些城市的综合城镇化指数排名垫底。
总体来看,京津冀地区城镇化综合水平分布一定程度应合了弗里德曼的“核心-外围”理论：作为区域中心的京津地区城镇化综合水平普遍较高,该区域最大程度聚合了人才、资金和政策优势,社会经济发展水平相对较高,城镇化发展相对较快;冀中南地区城镇化综合水平普遍不高,城市特色不够突显,石家庄作为冀中南区域中心,与铁路沿线的邯郸、邢台、保定等城市的经济联系紧密,但是并没有形成地区中心城市的聚合发展态势;冀北地区的城镇化综合水平极低,由于京津唐中心区域的高内聚、低扩散效应,造成了冀北地区资源要素外流、城市发展滞后。京津冀与长三角和珠三角地区相比,核心区域对外围腹地的“涓滴效应”不强而“极化效应”较强,城镇化发展水平区域差异较大。导致这类现象出现的原因可以归纳为以下几个方面：一是区域产业结构差异明显,产业的上下游关联性和相互依赖性较弱,区域间经济联系相对较弱;二是区域发展差距明显,导致公共服务资源和社会保障资源投入悬殊,从而引发了优质劳动力的单向流动,无形中降低了中心城市的“涓滴效应”;三是区域市场化活力不足,开放程度相对较低,政府对企业干预较多,城镇化行政机制过强,行政分割和固有利益格局导致地方保护主义盛行,生产要素跨区域流动受到限制,加大了城市间发展的不平衡;四是区域协调机制不健全,缺少涵盖政府、社会组织、企业、居民共同参与的利益分配、利益表达、利益保障协调机制,参与主体地位上的不平等更加深了区域间的不协调。
4.2.2 城镇化协调发展度空间差异
利用自然断点法将城镇化协调发展度划分为五个级别：[1.216,1.361]属于高水平协调级;[1.120,1.215]属于协调级;[1.021,1.119]属于勉强协调级;[0.882,1.020]属于濒临失调级;[0.798,0.881]属于失调级（图3b）。
高水平协调区分布在东北部的秦皇岛、北京和天津,协调发展度分别为1.361、1.321和1.305。秦皇岛的生态城镇化指数在京津冀地区排名第一,经济城镇化和土地城镇化指数也排名靠前,但人口城镇化指数却仅为0.752,一定程度拉低了协调发展度。北京和天津的经济、土地和人口城镇化指数都远高于其他城市,只有生态城镇化指数相对较低,分别为0.739和0.755。京津地区人口过度聚集,交通日益拥堵,建设用地无序蔓延,资源环境承载力不足,雾霾天气频现,生态环境问题成为了城镇化协调发展的障碍。
协调区分布在东北部的唐山和西南部的石家庄,协调发展度分别为1.199和1.215。唐山作为河北省经济中心,经济城镇化指数高达0.817,经济的发展有效带动了城市建设,土地城镇化指数也达到了0.847,但生态城镇化指数却以0.486排名垫底。省会城市石家庄在资金、技术、政策和交通方面优势明显,经济和人口城镇化指数分别高达0.781和0.815,但经济和社会的发展并没有带来生态环境的好转,生态城镇化指数仅为0.625。生态环境问题成为了制约唐山和石家庄城镇化协调发展的瓶颈。
勉强协调区分布在中部的廊坊和保定,协调发展度分别为1.119和1.055。廊坊的土地和人口城镇化指数分别为0.748和0.806,而经济和生态城镇化指数却仅为0.618和0.587,制约了城镇化的协调发展。经济城镇化指数较低主要是受京津的“虹吸效应”影响,生态城镇化指数较低主要受生态环境的外部性影响和地区环保投入较低所致。保定的人口和生态城镇化指数分别仅为0.528和0.519,其人口城镇化率仅为42.93%,单位GDP能耗和环保治理支出比重也低于地区平均标准,人口和生态环境问题影响了城镇化的协调发展。
濒临失调区分布在冀中南的邯郸、沧州和冀北的张家口,协调发展度分别为1.020、0.986和0.954。邯郸的人口和生态城镇化指数仅为0.580和0.504,表现为恩格尔系数较高、人均教育经费较低,区域内还出现了“燃煤-机动车-工业废气”排放共生局面。沧州的经济、土地和生态城镇化指数不低,但其人口城镇化指数却仅为0.543,制约了城镇化的协调。张家口地广人稀,以农业发展为主,工业化和信息化发展滞后,经济发展水平和城市建设落后,城镇化发展动力不足,经济和土地城镇化指数仅为0.469和0.562,制约了城镇化的协调发展。
失调区分布在冀中南的邢台、衡水和冀北的承德,协调发展度分别为0.881、0.806和0.798。邢台的经济和生态城镇化指数仅为0.441和0.505,城镇化协调水平主要受经济结构不合理和生态环境恶化的影响。衡水的经济城镇化指数仅为0.472,经济的落后也制约了城市建设的投入,其土地城镇化指数仅为0.561,经济和土地城镇化的滞后成为了制约城镇化协调发展的瓶颈。承德产业结构不合理,经济发展动力不足,城市规模偏小,集聚能力偏弱,其经济、土地、人口城镇化指数都较低,但作为京津水源涵养地和阻挡风沙的生态屏障,承德的生态城镇化指数却高达0.618。
总体来看,京津冀地区城镇化协调发展度呈现“东北部高—南北两头较低”的片状分布格局。东北部地区的城镇化各维度值都较高且差异较小,南部地区城镇化各维度值差异较大,耦合水平较低,北部地区的城镇化各维度值都较低,区域发展水平滞后。这样的分布格局主要由京津冀地区的经济发展水平、区域市场发育程度、政策导向、发展历史等因素作用而形成的。另外,城镇化综合水平与协调发展度的分布存在一定规律,即协调发展度高的地区其城镇化综合水平一定高,协调发展度低的地区其城镇化综合水平却不一定低,城镇化的综合水平只是协调发展水平的充分不必要条件,说明了研究城镇化协调发展水平更具有科学性。

5 结论与建议

5.1 结论

（1）城镇化作为一个复杂的系统,可以从经济、土地、人口和生态四个维度来解构。城镇化内部各部分存在着极强的耦合协调关系,共同构成了一个开放式的耗散结构系统。城镇化发展过程中,应该合理统筹经济、土地、人口和生态之间的关系,以发展经济和调整产业结构为动力,以土地的高效集约为载体,以居民生产和生活方式的改善为核心,以区域生态环境的健康发展为保障,谋求城市的健康与协调发展。
（2）京津冀城镇化协调发展空间差异明显：①城镇化内部各维度空间差异显著,其中经济城镇化的空间差异最明显,生态城镇化差异最小,经济和土地城镇化的差异基本一致;②城镇化综合水平呈现出“核心-外围”分布格局。京津地区城镇化水平较高,冀中南地区水平不高且差异较大,冀北地区水平极低。造成城镇化区域差异较大,“涓滴效应”不强的原因包括三个方面：一是产业结构差异明显,城市间经济联系相对较弱。二是公共资源投入悬殊较大,造成了优质劳动力的单向流动。三是市场化活力不足,城镇化行政机制过强,行政分割和地方保护主义限制了生产要素的自由流动。四是区域协调机制不健全,参与主体地位不平等,加深了区域间的不协调;③城镇化协调发展度呈现“东北部高—南北两头较低”的片状分布格局。东北部地区的城镇化协调发展度较高且差异较小,南部地区的协调发展度差异较大,北部地区协调发展度较低。

5.2 建议

（1）增强城镇化市场机制、打破地区分割。减少政府对经济的干涉,深化国有企业改革、支持私营和外资经济发展,让市场机制在城镇化发展中起主导作用。利用市场和政府手段去“分割化”,实现区域内人、才、物、技术、信息等要素的自由流动,具体包括推动区域交通一体化、社会保障和公共服务制度一体化、区域资源配置市场化。
（2）发挥比较优势,围绕产业分工,深化上下游合作和地区合作,形成错位竞争、链式发展的产业发展态势。北京要优先发展知识密集型产业和现代服务业,将非首都功能疏解到周边区域。天津要借助自身制造业和港口优势,建设产品创新和高端制造基地。河北要加强基础设施建设,积极承接产业转移,稳步淘汰落后产能,推动产业结构优化升级。
（3）树立协调发展理念,追求城镇化发展的内部协调。通过产业结构的优化和布局,促进各城市经济和产业的合理分布,通过社会保障和公共服务的去分割化,促进人口的合理分布,实现经济发展和人口分布的匹配协调。明确市场在资源配置中的主导地位,利用产业的布局调整引致土地利用结构的优化,通过土地的高效利用促进产业升级与效益提升,实现经济发展和土地利用的协调。严格控制城镇扩张规模,推动土地高效集约,通过公共服务均等化和户籍制度改革推动人口市民化,实现城市规模同人口容量相适应。通过转变经济发展方式、优化国土开发格局、发展低碳经济、建立绿色生态的生产和生活方式,实现生态环境与城市建设的协调发展。
The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
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基于系统耦合视角的京津冀城镇化协调发展评价

本站小编 Free考研考试/2021-12-29

Evaluation of coordinated development of urbanization from the perspective of system coupling in the Beijing-Tianjin-Hebei Region

1 引言