山东省城镇化与资源环境承载力耦合关系及区域差异研究

邹荟霞 任建兰 刘凯

摘 要：以山东省为例，运用耦合度与耦合协调度模型，对其城镇化与资源环境承载力之间的关系以及17个地级市的区域差异进行了实证研究。结果表明：山东省城镇化整体呈现东部>中部>西部的空间分布特征；资源环境承载力呈现北部>南部的空间分布特征；全省和17个地级市的城镇化与资源环境承载力耦合度均处于颉颃阶段；全省耦合协调度处于中度协调耦合阶段，17个地级市分别处于高度协调耦合、中度协调耦合、低度协调耦合三个阶段，整体上呈现出北部优于南部、东部优于西部的空间格局；城镇化与资源环境承载力的耦合强度和协调程度在17个地级市的空间分布上并不对应，分为高强度耦合与高水平协调、高强度耦合与中水平协调、高强度耦合与低水平协调、中强度耦合与中水平协调、低强度耦合与中水平协调、中强度耦合与低水平协调6种类型。

关键词：城镇化；资源环境承载力；耦合关系；区域差异；山东省

Abstract：Taking Shandong province as an example， its urbanization and resource environmental bearing capacity coupling relationship and regional difference is studied by using coupling degree and coupling harmonious degree model. The results show that： ①Shandong provinces urbanization spatial pattern is east region>middle region>west region. ②Shandong provinces resource environmental bearing capacity spatial pattern is north region>south region. ③The coupling degree of Shandong province and 17 prefecture-level cities is in antagonistic phase. ④Shandong provinces coupling harmonious degree is in moderate coordination coupling phase， 17 prefecture-level cities are in high， moderate and low coordination coupling phase，and the spatial pattern is north region>south region and east region>west region. ⑤17 prefecture-level cities coupling degree and coupling harmonious degree are not corresponding， they can be divided into six types： high coupling degree and high coupling harmonious degree， high coupling degree and moderate coupling harmonious degree， high coupling degree and low coupling harmonious degree， moderate coupling degree and moderate coupling harmonious degree， low coupling degree and moderate coupling harmonious degree， moderate coupling degree and low coupling harmonious degree.

Key words：urbanization ； resource environmental bearing capacity ； coupling relationship ； regional difference ； Shandong province

中图分类号：F290 文献标识码：A

文章编号：1674-4144（2016）-08-41（6）

城镇化是社会经济发展的必然产物，是人类活动作用于城镇这一特殊区域的集中体现。一般认为，城镇化内涵包括四方面：农村人口转变为城镇人口，农村自然经济转变为城市社会化大生产，农村生活方式转变为城镇生活方式，农村地域转变为城镇地域[1]；资源环境承载力指区域内资源环境条件对人类生产生活的功能适宜程度及规模保障程度[2]。城镇的资源环境承载力是其生存、发育和成长的基础条件，城镇化发展也离不开资源环境承载力的支撑。但是国内外不少地区的城镇化以环境破坏和资源浪费为代价，产生城镇环境污染严重、生态退化明显、人地矛盾尖锐等一系列问题，反过来导致城镇化可持续发展受到资源环境的约束。

城镇化与资源环境承载力的关系是复杂人地关系的特殊表现形式[3]，研究其耦合关系不仅是以实现人地协调发展为己任的地理学面向人文要素和自然要素综合集成研究的重要内容，而且对于推进新型城镇化进程、产业优化升级、缓解资源环境压力、优化国土资源利用、实现区域可持续发展具有指导意义。我国城镇化进入转型期以来，学者们积极倡导城镇化水平与资源环境承载力相协调[4-6]，尤其在中国地理学会2014年学术年会上，傅伯杰院士作的主题报告《走向世界的中国地理学》中把“新型城镇化过程及资源环境承载力预警”作为中国地理科学未来发展的9大战略方向之一；并且《国家新型城镇化规划（2014-2020年）》特别要求根据资源环境承载能力构建科学合理的城镇化宏观布局。可见城镇化与资源环境承载力耦合研究的价值。但是，目前研究多集中在城镇化与生态环境耦合关系，黄金川[7]认为区域生态环境随城市化的发展存在先指数衰退、后指数改善的耦合规律，相关学者对全国、省域、市域城镇化与生态环境的耦合关系展开了实证研究[8-10]；在城镇化与资源环境关系方面，研究主要集中于城镇化的资源环境基础[11，12]、资源环境对城镇化的约束作用[6，13，14]、城镇化对资源环境产生的影响[15-18]等方面，少有学者对城镇化与资源环境承载力关系进行研究。因此，本文以山东省为例，尝试研究其城镇化与资源环境承载力之间的耦合关系及其在17个地级市间的差异，以期丰富我国城镇化与资源环境关系领域的研究内容。

1 研究方法与指标体系

1.1 研究方法

耦合原为物理学概念，是指两个或两个以上系统通过各种相互之间的作用而产生彼此影响的现象[19]，耦合度即系统相互影响、相互制约的程度。本文把城镇化与资源环境承载力两个系统通过各自的耦合元素产生相互影响的程度定义为城镇化与资源环境承载力耦合度，运用耦合度模型和耦合协调度模型[8]进行分析。

1.1.1 功效函数

设变量ui（i=1，2，...m）是城镇化-资源环境承载力系统序参量，uij为第i个序参量的第j个指标，其值为Xij（j=1，2，...n），αij，βij是系统稳定临界点序参量的上限值和下限值，城镇化-资源环境承载力系统对系统有序的功效系数uij表示为：

式中，uij为变量Xij对系统的功效贡献大小。公式（1）中的功效系数具有以下特点：uij为各指标相对于目标的满意程度，位于0到1之间，最接近0为最不满意，最接近1为最满意。

因为城镇化和资源环境承载力是两个互不相同又相互作用的系统，可通过综合集成法得出对系统内各序参量有序程度的“总贡献”：

式中，ui为城镇化系统或资源环境承载力系统对总系统有序度的贡献，λij为各序参量的权重，本文利用熵值法确定权重：

对指标做比重变换：

1.1.2 耦合度模型

借鉴物理学中容量耦合系数模型，得到城镇化与资源环境承载力的耦合度模型：

C为耦合度，位于0到1之间。当C=1时，城镇化与资源环境承载力两个子系统的耦合度达到最大，二者达到良性耦合，系统向新的有序结构发展；当C=0时，城镇化与资源环境承载力两个子系统的耦合度达到最小，二者处于无关状态，系统向无序发展；当0

1.1.3 耦合协调度模型

耦合度只能反映不同子系统之间的相互影响及作用大小，为评判不同研究单元城镇化与资源环境承载力交互耦合的协调程度，构建城镇化与资源环境承载力耦合协调度模型：

式中，D为耦合协调度；C为耦合度；T为城镇化与资源环境承载力综合调和指数，表示城镇化与资源环境承载力的整体协同效应；a，b为待定系数。通常认为，当0

1.2 指标体系

从人地关系理论出发，根据山东省城镇化与资源环境的现状特征，遵循综合性、科学性、客观性、独立性、可得性、层次性等指标选取的原则，分别从城镇化和资源环境承载力两个维度建立山东省城镇化与资源环境承载力耦合度指标体系（表1）。其中，城镇化指标从人口城镇化、经济城镇化、社会城镇化和空间城镇化四方面进行选取；资源环境承载力指标从资源承载能力与环境支撑能力两方面进行选取。本研究所需数据来源于《山东统计年鉴》（2015年），以及2015年山东省各地级市统计年鉴。

2 结果分析

2.1 城镇化序参量分析

山东省城镇化序参量为0.35，17个地级市城镇化序参量可分为四种类型（见图1）：济南是山东省政治、文化、教育、科技、交通、金融中心，因胜利油田而崛起的东营是国家战略黄河三角洲高效生态经济区重要城市，这两个地区的城镇化序参量高于0.6；青岛、烟台、威海是传统意义上的胶东地区，自近代以来一直是山东省经济最发达地区，淄博是全国重要的石油化工基地，这四个地区城镇化序参量介于0.45和0.6之间；位于山东省中部的潍坊、日照、泰安、莱芜、济宁、枣庄、临沂城镇化序参量介于0.3和0.45之间；德州、聊城、滨州、菏泽城镇化序参量低于0.3，位于山东省西部，是山东省长期以来发展滞后的区域。除去济南、东营，山东省的城镇化序参量整体呈现出东部>中部>西部的空间分布特征，与当前全省经济格局基本吻合。

2.2 资源环境承载力序参量分析

山东省资源环境承载力序参量为0.33，17个地级市资源环境承载力序参量可分为4种类型（见图2）：青岛和东营分别是国家战略山东半岛蓝色经济区和黄河三角洲高效生态经济区的核心区域，青岛是我国重要港口城市，海洋资源丰富，东营是我国湿地资源最丰富的地区之一，并且两个地区环境保护力度大，所以资源环境承载力序参量高于0.4；资源环境承载力序参量介于0.35和0.4、0.3和0.35之间的地区分布比较分散，呈现交错分布的态势，威海、聊城、莱芜、滨州、潍坊介于0.35和0.4之间，烟台、日照、淄博、德州介于0.3和0.35之间；资源环境承载力序参量低于0.3的地区主要位于山东省中部和南部，包括济南、泰安、菏泽、济宁、枣庄、临沂。总体来看，山东省资源环境承载力序参量呈现出北部>南部的空间分布特征。

2.3耦合度与耦合协调度分析

山东省城镇化与资源环境承载力耦合度为0.5，17个地级市耦合度位于0.45和0.5之间（见表2），均处于颉颃阶段，其中东营和潍坊是耦合度最高的两个地级市。城镇化与生态环境耦合关系研究结果[6，7]认为，当城镇化水平位于30%和50%之间时，城镇化与生态环境处于颉颃阶段，城市发展需要大量资金和资源，开发强度有所加大，生态环境不能完全承受城市发展所带来的压力，其质量将有所下降；当城镇化水平位于50%和70%之间时城镇化与生态环境进入磨合阶段，生态环境修复受到重视，城镇化与生态环境呈现良性耦合。但2013年山东省城镇化率为53.75%，17个地级市中只有菏泽、聊城、德州、济宁城镇化率不足但非常接近50%，济南、青岛、淄博、东营、威海的城镇化率已接近70%，说明城镇化、资源环境承载力的耦合关系与城镇化、生态环境的耦合关系有所不同，其颉颃阶段有可能贯穿于城镇化的整个中期阶段（城镇化率位于30%～70%）；另一方面反映出山东省城镇化过程中对资源环境的开发力度过大，所以今后应大力推进城镇生态文明建设，把生态文明理念融入城镇化全过程，推进城镇化与资源环境承载力耦合关系进入磨合阶段。

山东省城镇化与资源环境承载力耦合协调度为0.413，处于中度协调耦合阶段，17个地级市耦合协调度（见表2）共分为三种类型（见图3），除枣庄和滨州外，整体上呈现出北部优于南部、东部优于西部的空间格局。其中，东营、青岛处于高度协调耦合阶段，济南、烟台、淄博、威海、潍坊、枣庄、德州等7个地级市处于中度协调耦合阶段，莱芜、聊城、济宁、临沂、泰安、菏泽、日照、滨州等8个地级市处于低度协调耦合阶段。处于高度和中度协调耦合阶段地级市的经济状况明显好于低度协调耦合阶段地级市的经济状况，可见，城镇化与资源环境承载力耦合协调度与经济发展水平存在一定的空间对应关系。山东省绝大部分地级市处于城镇化与资源环境承载力的中度和低度协调耦合阶段，尚没有出现极度协调耦合的地级市。所以，山东省今后城镇化发展需要合理利用资源、保护环境，促进城镇化发展与资源环境相协调，推进城镇化与资源环境承载力向高度协调耦合阶段发展。

根据城镇化与资源环境承载力的耦合度大小对各地级市耦合强度进行划分，当0.49

3 结论与建议

3.1 结论

以山东省为例，通过建立城镇化与资源环境承载力耦合度指标体系，运用耦合度与耦合协调度模型，研究了其城镇化与资源环境承载力之间的耦合关系以及区域差异，得出如下结论：①山东省城镇化序参量整体呈现出东部>中部>西部的空间分布特征，与当前全省经济格局基本吻合；②山东省资源环境承载力序参量呈现出北部>南部的空间分布特征；③山东省和17个地级市的城镇化与资源环境承载力耦合度均处于颉颃阶段；④山东省城镇化与资源环境承载力耦合协调度处于中度协调耦合阶段，17个地级市的耦合协调度分别处于高度协调耦合、中度协调耦合、低度协调耦合三个阶段，整体上呈现出北部优于南部、东部优于西部的空间格局；⑤山东省城镇化与资源环境承载力的耦合强度和协调程度在17个地级市的空间分布上并不对应，分为高强度耦合与高水平协调、高强度耦合与中水平协调、高强度耦合与低水平协调、中强度耦合与中水平协调、低强度耦合与中水平协调、中强度耦合与低水平协调等6种类型。

3.2 建议

山东省城镇化与资源环境承载力耦合度处于颉颃阶段，耦合协调度处于中度协调耦合阶段；17个地级市城镇化与资源环境承载力耦合度处于颉颃阶段，耦合协调度大部分处于中度和低度协调耦合阶段。整体而言，山东省及其17个地级市城镇化与资源环境承载力的耦合水平不高，对此提出以下建议：在城镇化方面，准确把握城镇化过程的规律与机理，尤其在经济新常态下注意研究城镇化发展的新趋势和新特点，妥善规避城镇化面临的风险，积极应对城镇化面临的挑战；以新型城镇化战略为契机，以生态文明理念为指导，注重绿色发展、循环发展、低碳发展，推动形成绿色低碳的生产生活方式和城市建设模式，引导城镇化发展由速度型向质量型转型。在资源环境方面，注意保护资源环境本底，维护生态平衡，强化环境保护和生态修复，减少对自然的干扰和破坏；以山脉、水系、海岸带为骨干，以重要生态功能区为节点，构建支撑山东省城镇化健康发展的生态安全格局；加大环境污染治理投入，加快环境基础设施建设，根据环境承载力和环境质量优化产业布局；节约利用资源和能源，提高资源和能源的利用效率，实现可持续利用。

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责任编辑：蒋亚林