湖南省城市人居环境与新型城镇化耦合发展的时空演变研究

窦银娣，刘一曼，李伯华,2*，刘沛林，2

(1.衡阳师范学院湖南省人居环境学研究基地，湖南衡阳　421002；2.衡阳师范学院城市与旅游学院，湖南衡阳　421002)



湖南省城市人居环境与新型城镇化耦合发展的时空演变研究

窦银娣1，刘一曼1，李伯华1,2*，刘沛林1，2

(1.衡阳师范学院湖南省人居环境学研究基地，湖南衡阳421002；2.衡阳师范学院城市与旅游学院，湖南衡阳421002)

运用耦合度和协调度模型，测算了2003—2013年湖南省14个市(州)人居环境与新型城镇化的耦合协调度指数，并分析了耦合协调度的时空演变特征．结果表明，从整体态势来看，2000—2013年各市城市人居环境与新型城镇化耦合度指数均分布在0.4～0.5之间，整体上处于颉颃阶段；湖南省各市州(长沙除外)协调度指数均处在0.1～0.3之间，整体上处于低度协调阶段．从空间格局来看，耦合度指数整体上呈现东北高、西南低的空间分布格局．协调度指数呈现“一高多低”的空间格局，即以长沙为中心呈同心圆式向外扩散，长株潭地区协调度指数总体水平较高．针对上述研究结论，提出了相应的对策．

城市人居环境；新型城镇化；耦合度；协调度；时空演变

“新型城镇化”最早是伴随着“新型工业化”战略提出来的[1]，十八大之后，新型城镇化已成为国民经济发展的重要驱动力量，成为社会关注的重要热点问题之一[2-9]．但关于新型城镇化的概念内涵尚未在学术界取得一致的认知，不同知识背景的学者，对新型城镇化内涵的解读重点不一样，衍生出不同的概念[10-13]．归纳而言，相比传统城镇化，新型城镇化具有新的科学内涵，它更加注重城镇发展质量，更加注重人的城镇化，更加重视低碳、节能、环保等技术的应用．近年来，不少学者意识到新型城镇化实质上是一个开放的系统，与其他系统存在着耦合发展的趋势，并对系统间的耦合关联度进行了实证分析如高志刚等[14]、张超等[15]、张春燕[16]、陈斌等[17]分别测算了新型城镇化与新型工业化、与土地利用效益、与旅游产业以及与产业集聚的耦合关联度，并提出了应对策略．由此可见，新型城镇化能否实现预期目标，与其他关联系统的耦合协调程度是关键，需要引起政府和学术界的重视和支持．

近20年来，随着城市化的快速推进和工业化的高速增长，我国城市公共服务能力不断增强，经济发展质量持续提升，人们生活水平普遍提高，城市各个领域获得了较好的发展机会．但在传统城镇化进程中，也引发了一系列人居环境危机，城镇化转型发展已刻不容缓．2013年全国城镇化会议上根据当前城镇化发展的困境和新趋势，明确指出新型城镇化是以人为核心的城镇化，着力打造宜居宜业的绿色城市.由此可见，新型城镇化发展与城市人居环境建设存在着较强的耦合关联度．实际上，城市人居环境与新型城镇化可以看作是相互耦合、相互影响的两个复杂巨系统．一方面，新型城镇化是城市人居环境建设的重要前提和物质载体，为城市人居环境改善提供了政策、资金和技术支持；另一方面，城市人居环境建设是新型城镇化发展的重要内容，是实现新型城镇化的重要引擎力量．因此，在科学认知城市人居环境与新型城镇化之间的关系基础上，有必要评估两大系统的耦合协调程度，探索二者协调发展的优化路径，为新型城镇化战略的顺利实施提供重要的决策依据．本文正是湖南省大力推进新型城镇化战略的背景下，根据《湖南省统计年鉴(2000—2013)》的面板数据，利用耦合度及协调度评价模型，从时空维度分析了湖南省城市人居环境与新型城镇化耦合发展的协调程度与时序格局，为湖南省全面建设“两型社会”提供可供决策的理论和实践依据．

1　指标体系构建与研究方法选取

1.1指标体系的构建

城市人居环境和新型城镇化是两个复杂的巨系统，需要从多层次、多视角构建评价指标体系，并遵循系统性、全面性、层次性、精简性和可得性原则．系统性原则要求将评价对象看作是一个系统，指标体系要能综合反映各子系统、各要素相互作用、相互制约的内容；全面性原则要求所选择的指标能够充分体现评价对象的概念内涵；层次性原则是为了消除指标间的相容性，体现指标间的层析递进关系；精简性原则要求尽量选择信息量大的指标，减少指标间的重复、交叉；可得性原则要求指标原始数据来源可靠，可操作性强．城市人居环境是一个动态的复杂巨系统，是生态-经济-社会-地理的综合体现，包含着4个要素集合，即资源环境、经济发展、社会管理和基础设施[18-19]．而新型城镇化则强调人的城镇化，强调城市经济、社会、生态与空间等要素的全面协调演进，它可以通过经济城镇化、人口城镇化、可持续城镇化和社会功能城镇化等四个维度来表征．因此，根据以上指标体系构建原则和评价对象的概念内涵，分别选择了21个指标构建了湖南省人居环境系统的评价指标体系，选择了20个指标构建了新型城镇化系统的评价指标体系(表1)．

1.2数据来源与处理

本文研究对象涉及14个地级市(州)，指标原始数据主要来源于《湖南省统计年鉴(2000—2013)》，部分数据来源于各地市统计信息网站，少数缺失数据通过相邻年份插值法补充．

由于各指标性质不同、计量单位不同，为了避免各指标以不等权参与运算，需要对各指标进行归一化处理．文中用极差法对原始数据进行线性变换，首先计算各指标值的最小值、最大值，然后计算极差，将指标值映射到0～1之间．原始数据经过归一化处理之后，能等权参与全部运算，满足文中分析需要．公式如下：

表1　城市人居环境与新型城镇化评价指标体系

对正向指标：

(1)

对负向指标：

(2)

1.3研究方法的选取

1.3.1指标权重的确立城市人居环境与新型城镇化综合评价指数由多指标逐层次获得，必须首先确定各级指标权重．指标权重的确定方法主要分为主观赋值法和客观赋值法．常用的有德尔菲法、层次分析法、人工神经网络法、主成分分析法和熵值法[20-21]37,126．德尔菲法赋值过程复杂，缺乏明确的标准，结果难以控制．层次分析法简洁实用，但当评价指标过多时，权重的特征值和特征向量难以精确，结果难以让人信服．人工神经网络法在处理不完整或者模糊不确定的数据方面有较大优势，但当影响因素较多时，容易出现预测精度不高的问题．主成分分析法一种数学变换的方法，它选用少数几个指标来解释大部分资料中的变量，实际上是一种降维方法．简洁易懂，但变量太多时会增加计算量和增加分析问题的复杂性和准确性．熵值法是一种客观赋值法，它通过计算指标的信息熵，根据指标的相对变化程度对系统整体的影响来决定指标的权重，变化程度越大表明该指标的权重越大，它有效的克服了主观赋值法的随机性和不确定性，在多指标综合评价方面有较大的优势，因此，本文采用熵值法来确定城市人居环境和新型城镇化各类指标的权重，基本步骤如下：

1)计算指标比重：

2)计算指标信息熵：

3)计算信息熵冗余度：

dj=1-ej;

4)计算指标权重：

(3)

其中，f(x)和g(y)分别为城市人居环境和新型城镇化综合指数;xi,yj为系统各指标标准值;ai,bj为系统各指标权重;m，n为系统指标个数．

表2　湖南省城市人居环境与新型城镇化评价指标权重

1.3.2评价模型的建立

1)耦合度评价模型.耦合度是度量衡量两个及两个以上系统之间相互作用、相互影响的强度指标[21]126．借鉴物理学中的耦合度评价模型，构建了城市人居环境与新型城镇化耦合发展的评价模型，公式如下：

(4)

其中，C为耦合度;f(x)和g(y)分别为城市人居环境和新型城镇化综合指数.C值越大,系统之间耦合发展趋势越明显．为了更好的体现两大系统耦合发展的时空特征，文中采取中值分段法，将耦合度划分为6个等级(表3)．

表3　系统耦合度等级划分及特征

2)协调度评价模型.耦合度在判别系统耦合作用的强度和作用的时序区间等方面具有较强的优势，但在判别系统间的整体功效和协同效应等方面可能会产生误导．因此，为了客观反映城市人居环境与新型城镇化两大系统间协调发展水平，引进了协调度评价模型，其计算公式如下：

(5)

其中，D为协调度;C为耦合度;T为系统间综合协调指数;f(x)和g(y)分别为城市人居环境和新型城镇化综合指数；α,β为待定系数，设定α=β=0.5.D值越大表明系统间协调发展趋势越明显．为了更好地体现两大系统协调发展的时空特征，文中采用中值分段法，将协调度划分为6个等级(表4)．

表4　系统协调度等级划分及特征

2　评价结果与分析

2.1耦合度时空分异特征

运用耦合度计量模型，以湖南省14个市州为研究样本，测算了2000年、2004年、2008年和2013年4个年份2大系统的耦合度，并根据耦合分级标准，制作了耦合度空间分异的雷达图(图1)．

从整体态势来看，2000—2013年各市城市人居环境与新型城镇化耦合度指数均分布在0.4～0.5之间，整体上处于颉颃阶段．其中，一半以上的城市耦合度指数在0.49～0.5之间，处于阶段跨越的边界，随着湖南省“四化两型”战略的深入发展，这部分城市耦合度将进入了磨合阶段，未来发展趋势良好．

图1　湖南省14个地级市耦合度指数

从空间差异来看，耦合度指数整体上呈现东北高、西南低的空间分布格局．以长沙为首的长株潭地区耦合度指数最高，其次是衡阳、岳阳、常德、张家界和益阳市，耦合度最差的为邵阳、郴州、永州、怀化、娄底和湘西市．形成如此的空间格局主要原因有两方面：一是自然因素．湘西和中部地区大部分是山地丘陵区，无论是城市人居环境建设还是新型城镇化发展均受到自然条件的影响，开发建设难度大、成本高．而湘北地区和湘中盆地区多为平原或低矮山丘区，城市建设成本相对较小；二是社会经济因素．湘北和中东部地区是长株潭城市群的核心辐射区，也是湖南省社会、经济、政治和文化中心，对外交通发达，信息交流频繁，拥有多个不同层次的增长极．而湘西和湘南部分地区整体经济总量较低、交通网络发展滞后、资金投入不足，因此，相应的城市人居工程建设和新型城镇化发展水平较低．

从变化幅度来看，湘西州变化幅度最大，其次为怀化市和邵阳市，3市州均为经济欠发达地区，近几年来随着城市化的不断推进，3市州两大系统的耦合矛盾冲突较多，耦合度指数也不稳定．长株潭地区耦合度指数变化最小，发展最稳定，整体上处于由颉颃时期向磨合时期的过渡阶段．

2.2协调度时空分异特征

运用协调度计量模型，以湖南省14个市州为研究样本，测算了2000年、2004年、2008年和2013年4个年份2大系统的协调度，并根据协调度分级标准，利用ArcGIS软件绘制出了协调度时空演变图(图2)．

从整体态势来看，湖南省各市州(长沙除外)协调度指数都处在0.1～0.3之间，整体上处于低度协调阶段．如果将0

从内部差异来看，长沙市的协调度指数一直保持在0.3以上，远高于其他市州；其次，株洲一直处在低度协调后期阶段，进入中度协调阶段的可能性较大；而以衡阳、岳阳、湘潭为核心的长株潭城市群地区协调度处于低度协调中期向后期过渡的边界区，湘西、张家界、怀化、永州、益阳和邵阳等地协调度指数较低，刚刚进入低度协调中期．从中可看出，区域经济发展较快地区，两大系统的协调度水平相对较高，未来湖南省城市人居环境与新型城镇化耦合发展的空间还很大．

3　结论与建议

运用耦合度和协调度模型，测算了2003—2013年湖南省14个市(州)人居环境与新型城镇化的耦合协调度指数，并分析了耦合协调度的时空演变特征．研究结果显示：

1)从整体态势来看，2000—2013年各市城市人居环境与新型城镇化耦合度指数均分布在0.4～0.5之间，整体上处于颉颃阶段；湖南省各市州(长沙除外)协调度指数都处在0.1～0.3之间，整体上处于低度协调阶段．

图2　湖南省城市人居环境与新型城镇化协调度的时空演变图

2)从空间格局来看，耦合度指数整体上呈现东北高、西南低的空间分布格局，以长沙为首的长株潭地区耦合度指数最高，其次是衡阳、岳阳、常德、张家界和益阳市．协调度指数呈现“一高多低”的空间格局，即以长沙为中心呈同心圆式向外扩散，长株潭城市群地区协调度指数总体水平较高．

根据湖南省城市人居环境与新型城镇化耦合发展的时空分析结果，认为湖南省城市人居环境建设与新型城镇化发展还存在较多的相互衔接问题，城市化发展快于城市人居环境建设，尤其是土地城镇化速度过快，建设用地粗放低效，城镇功能和规模结构不合理．尽管湖南省人口城镇化达到了46.65%，但社会功能城镇化指标发展较慢，特别是与城市人居环境建设密切相关的交通网络建设和公共设施用地建设均相对落后，严重阻碍了两大系统的协调发展．因此，应深刻领会城市人居环境和新型城镇化的内涵，注重人的物质生活和情感体验，加强城市基础设施建设，扩大基本公共服务覆盖率．优化湘西、湘南地区的城镇化格局，增强小城镇服务功能，同时，加强湖南省东北部和湘南、湘西地区的内部分工协作和外部信息、资源流动．把生态文明理念融入城镇化进程，转变经济增长方式、优化产业结构，大力发展高新技术产业和第三产业，限制高污染企业数量、提高污染治理水平，打造生态宜居城市．

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(责任编辑惠松骐)

Temporal-spatial evolution of the coupling development between urban human settlement environment and new-type urbanization in Hunan Province

DOU Yin-di1,LIU Yi-man1,LI Bo-hua1,2,LIU Pei-lin1,2

(1.Research Establishment for Human Settlement，Hengyang Normal University，Hengyang 421002，Hunan，China；2.College of City and Tourism，Hengyang Normal University，Hengyang 421002，Hunan，China)

Using coupling degree model and coordination degree model,this article calculates the coupling coordination degree indexes between urban human settlement environment and new-type urbanization of the 14 cities in Hunan Province from 2003—2013.This article analyses the temporal-spatial evolution characteristics of the coupling coordination degree indexes.The results show that:from the perspective of overall situation,the coupling indexes between urban human settlement environment and new-type urbanization all distributed from 0.4 to 0.5,the coupling indexes of each city are equaled,the coordination indexes between urban human settlement environment and new-type urbanization are distributed from 0.1 to 0.3(except Changsha) which are in the stage of low coordination.From the perspective of spatial structure,the coupling degrees are higher in the northeastern part and lower in the southwest part of Hunan Province,the coordination degree is higher in Changsha,Zhuzhou and Xiangtan area.This article puts forward the corresponding countermeasures based on the results of this paper.

urban human settlement environment；new-type urbanization；coupling degree；coordination degree；temporal-spatial evolution

10.16783/j.cnki.nwnuz.2016.05.023

2015-11-13;修改稿收到日期:2016-03-03

国家自然科学基金资助项目(41501191,41571161)；衡阳市社会科学基金资助项目(2014D0025)

窦银娣(1982—)，女，安徽合肥人，讲师，硕士．主要研究方向为旅游城镇化．

E-mail:libeny_2058@163.com

TU 984

A

1001-988Ⅹ(2016)05-0107-07

*通讯联系人，男，副教授，博士．主要研究方向为人居环境学．E-mail:libeny_2058@163.com