京津冀县域人口—土地—产业要素耦合测度及空间分异
2018-04-02方方
方方
摘要：人口、土地、产业是区域发展的核心要素，三要素的变化趋势及其耦合匹配程度，直接影响区域可持续发展能力。应用要素评价模型与耦合协调度模型，以京津冀147个县域为样本，分析了2000年、2008年和2015年人口、土地、产业要素发展格局及其耦合协调格局，揭示了京津冀县域人口土地产业要素耦合的空间分异规律。研究表明：京津冀县域人口、土地、产业要素发展格局空间差异显著，京津及其周边县域具有较强的人口集聚能力与较高的产业发展水平，土地资源禀赋较为丰富，土地投入产出能力较强，是人口、土地、产业指数的高值区；低值区主要分布在冀北坝上高原与太行山山脉地区，人口集聚能力较弱，土地投入产出能力较低；中值区与次低值区覆盖县域数量最多，主要分布在河北平原地区。随着人口要素的流动、产业的空间集聚与经济发展水平的提升，京津冀县域人口
土地产业耦合协调格局表现出一定的交替演化特征，其中，京津及环京津地区部分县域为人口土地产业要素耦合协调度的高值区，次高值区以石家庄、邢台、邯郸等地为中心，呈现出多个团块状集聚分布格局，中值区主要分布在冀中南次高值区周围，冀北地区耦合协调程度最低。最后，应用聚类分析方法，将京津冀县域划分为五种耦合类型，并提出不同类型区未来的发展路径。
关键词：人口土地产业要素；耦合；空间分异；县域单元；京津冀
中图分类号：F301.2 文献标识码：A
当前，我国正在经历剧烈的城乡发展转型过程，人口、土地、资本等要素向经济发达地区快速集聚，对流入地与流出地经济、社会与生态系统产生了强烈的冲击。在不同时期国家政策导向与市场机制作用下，我国形成了差异化的产业格局、流动人口格局与土地利用格局，进而在不同地域单元上呈现出一定的人口、土地、产业要素非协调的格局特征，对区域可持续发展提出了诸多的挑战。例如，人口过度集聚对流入地施加了就业压力，造成产业与就业的空间不匹配；一些地区兴起了“开发区热”、“房地產热”，而一些地区开发区闲置与城市房屋空置导致土地利用效率低下等。近年来，学者们对多要素之间耦合协调性进行了广泛的研究，涉及人口与经济，产业、人口与土地非农化，土地利用结构与人口流动、城市化与生态环境耦合度等内容，也有学者从人口消费与食物安全、人类需求与资源供给、资源环境承载力等视角判断耕地与建设用地对人口、经济要素的承载能力，其根本目的在于探索最优的要素空间分布格局。
京津冀地区是中国北方最具活力的地区之一，人口与产业要素的空间集聚现象显著。据《中国流动人口发展报告2016》统计，京津冀地区是全国重要的流动人口集聚地，至2015年，京津冀流动人口总量超过1400万人；二、三产业持续优化调整，2015年，二、三产业比重达到94.54%，高于全国平均水平的91_12%，河北、天津、北京二、三产业比重分别为88.46%、98.74%、99.39%。本研究选取京津冀147个县域作为样本，综合测度2000年、2008年和2015年人口、土地、产业要素发展水平及其耦合协调水平，应用聚类分析方法划分京津冀县域人口-土地-产业要素耦合类型，揭示京津冀县域要素耦合作用规律。
1研究方法与数据来源
1.1研究方法
人口、土地、产业作为区域发展的核心要素，三要素变化趋势及其耦合匹配程度，直接影响区域可持续发展能力。人口、土地、产业三要素的相互作用关系表现为（图1）：①土地作为人口与产业的空间载体，为人口集聚与产业生产提供必要的活动场所，土地资源禀赋决定其对产业、人口要素的承载能力；②人口与产业要素构成了区域主要经济社会活动，在产生用地需求的同时，也带来了一定的资源环境压力；③产业发展带来的经济增长与土地要素投入密不可分，产业为人口提供必要的产品、服务与就业岗位，是引导人口空间集聚的重要驱动力，同时，人口也为产业发展提供劳动力来源与智力支持。由于土地要素具有空间位置相对不变性，而人口与产业要素具有向要素配置效率高的区域流动的特征，三要素不同的空间趋向性导致三要素空间“不匹配”现象，进而在不同地域单元三要素耦合协调程度呈现出一定的空间分异规律。
基于上述理论分析，确定研究思路为，首先，应用要素评价模型，分析评价研究区人口、土地、产业发展水平；其次，通过构建耦合模型，定量测度研究区人口
土地产业要素耦合协调程度，揭示要素耦合空间分异规律；最后，依据研究区人口
土地产业要素耦合协调度，划分要素耦合类型。具体如下：
1.1.1人口、土地、产业发展水平测度
遵循数据可获得性、可比性、典型性、科学性等原则，建立要素评价模型，分别构建人口指数（Pij）、土地指数（Lij）、产业指数（Tij），综合测度人口、土地、产业发展水平。指标体系如表1所示，共选取了14项指标，各项指标计算公式如下：
应用K-means聚类分析方法对研究区人口-土地-产业耦合协调格局进行类型划分。K-means方法以欧式距离作为相似度评价指标，是一种典型的基于距离的聚类算法，具有算法快速、高效的优点。在类型划分过程中，应用SPSS软件，选择Pij、LijT、Dij四个变量进行主成分分析，以耦合协调度为主要划分依据，根据分析结果进行聚类分析，耦合协调度由高至低依次对应于发展协调型、中级协调型、初级协调型、轻度失调型、滞后失调型五种类型，并结合区位特征、自然地理特征等因素对部分聚类结果进行人工调整。
1.2数据来源
本研究选取了2000年、2008年和2015年三个年份的京津冀分县截面数据，其中，北京、天津与河北地区下辖区县分别为16、11和146个。为确保不同地域单元具有可比性，剔除了北京与天津的主城区与河北省11个地级市的市辖区样本数据，按照2000年的行政区划进行调整，北京保留昌平、大兴（不含开发区）、平谷、怀柔、密云和延庆六个区县，天津保留武清、宝坻、宁河、静海、蓟县五个区县，河北保留136个县及县级市，共获得147个样本数据。其中，经济社会数据来源于《中国区域经济统计年鉴》（2001、2009），《中国县（市）经济社会统计年鉴》（2001、2009），北京、天津与河北统计年鉴（2001、2009、2016）以及部分区县的国民经济和社会发展统计公报（2016）；土地利用数据来源于对应年份的分县土地利用详查变更数据，部分县域缺失的指标采取相邻年份数据插值处理后获得。
2结果分析
2.1人口、土地、产业要素空间格局及耦合协调格局
应用要素发展水平测度方法，分别计算了2000年、2008年和2015年京津冀县域人口、土地、产业指数及人口土地产业综合指数（图2）。主要特征如下：
①人口要素空间格局。三个年份人口指数均值在0.305～0.363之间，中值区与次低值区县域约占县域总数的80%，低值区与高值区县域数量比例均低于5%。其中，高值区与次高值区零散分布于京津及其周围地区，中值区相对集中分布于河北平原地区，次低值区与低值区分布于冀北坝上高原、太行山
燕山山脉地区。京津及其周边县域具有较强的人口集聚能力与就业吸纳能力，人口城镇化率与就业非农化程度较高，导致人口指数相对较高，冀北地区人口密度低、县域的人口集聚能力较弱，导致人口指数相对较低。②土地要素空间格局。三个年份土地指数均值在0.207～0.241之间，中值区与次低值区县域数量约占县域总数的60%，高值区县域比例低于3%。其中，中值区分散布局在河北平原与冀东地区，低值区与次低值区交错分布于冀北坝上高原与太行山山脉地区，环京津经济发达地区受京津经济辐射扩散影响较大，城镇用地资源禀赋较为丰富，土地投入产出能力较强，是土地指数高值区。③产业要素空间格局。三个年份产业指数均值在0.193～0.234之间，中值区与次低值区县域共占县域总数的60%左右，次高值区与高值区县域数量比例低于8%。产业指数的不同类型区呈交错分布，2000年～2015年，高值区由相对集中分布于京津地区，向环京津的河北部分县域扩张，低值区与次低值区呈扩大的趋势，主要分布于坝上高原与太行山山脉地区。④人口土地产业综合指数空间格局。结合Pearson相关性检验结果判断，人口-土地-产业综合指数与人口、土地指数相关性极强，r均大于0.85（P<0.01），总体来看，人口-土地-产业综合指数分布与人口、土地指数分布具有显著的空间一致性。
从耦合协调度数值来看，三年份均值在0.463 0.469之间，最大值为0.789，最小值为0.213，各年份不同耦合类型县域数量排序均为：中值区>次高值区>次低值区>高值区，次低值区与中值区县域约占县域总量的90%左右。京津冀县域不同耦合类型呈现一定的空间集聚态势，其中，低值区相对集中分布于冀北地区，高值区县域数量较少，零散分布于京津及环京津地区，次高值区以石家庄、邢台、邯郸等地为中心，呈现出多个团块状集聚分布格局，次低值区主要分布于太行山脈地区，中值区主要分布在冀中南次高值区周围。在人口、土地、产业要素演化过程中，除中值区县域数量减少明显之外，其他类型区县域数量变化较小；在空间上，冀北地区存在着低值区与次低值区之间的空间转换，京津及环京津地区高值区与次高值区由相对分散向集中连片转换，冀中南地区以石家庄、邢台为中心的次高值区空间集聚明显。
京津冀县域人口-土地-产业耦合协调格局与人口集聚、产业发展格局之间具有一定的空间一致性，且要素耦合空间差异显著。京津地区作为全国及区域性中心城市，集聚了数量众多的经济社会要素，部分县域产业发展水平较高，人口集聚能力较强，土地利用产出效益较高，成为人口-土地-产业要素耦合协调程度较高的典型地区；在冀中南地区，石家庄、邯郸、邢台、廊坊等城市具备一定的要素空间集聚能力，土地要素投入产出能力相对较高，是人口-土地-产业要素耦合协调程度相对较高的典型地区，同时，在这些城市周围分散布局了人口-土地-产业要素耦合协调的中值区，这些县域人口城镇化与就业非农化程度相对较高，但是非农产业发展较为滞后，导致人口-土地-产业要素耦合协调程度处于中等水平，覆盖县域范围较广；冀北坝上高原与太行山地区受地理环境因素的制约，经济社会总体发展较为滞后，人口集聚能力、非农产业发展水平与其他类型地区相比存在较大的差距，人口-土地-产业要素耦合协调程度较低，在时序上变化幅度也相对较小。
随着人口要素的流动、产业的空间集聚与经济发展水平的提升，京津冀县域人口-土地-产业耦合协调程度呈现出一定的空间演化特征。在快速工业化与城镇化过程中，随着京津发达地区辐射扩散效应不断增强，环京津的部分县域得以迅速发展，成为人口-土地-产业要素耦合协调程度较高的区域；随着冀中南地区进入快速工业化时期，人口集聚能力不断提升，土地投入产出能力与产业发展水平的空间差异扩大，从而使人口-土地-产业要素耦合协调程度表现出一定的交替演化特征。
2.2人口-土地-产业要素耦合类型划分
应用聚类分析方法，对2015年京津冀县域人口-土地-产业要素耦合格局进行类型划分（图3），不同类型区的要素耦合特征与主要经济社会指标数据如表2所示。
发展协调型（Ⅰ）区域分布于天津、环京津地区及石家庄周围县域，该类型区资源禀赋与区位条件较为优越，是京津冀县域经济发展水平相对较高的地区，集聚了大量外来人口，人口密度高，经济相对发达，土地投入产出效率较高；受京津、石家庄等城市辐射的影响，唐山、廊坊、石家庄等地的部分县域经济增长迅速，成为区域性的新的增长极，未来应进一步承接京津与石家庄产业转移，推进产业结构进一步升级。
中级协调型（Ⅱ）区域主要分布在天津与石家庄地区，其他零散分布于唐山、邯郸、沧州、廊坊的部分县域，人口集聚能力略低于Ⅰ类型，具有较好的产业发展基础，是京津与石家庄市经济社会要素进一步转移的重要承接地，在未来发展过程中，借助于京津冀协同发展战略的带动作用，应进一步推动传统服务业与现代服务业发展，实现人口-土地-产业要素耦合协调程度提升。
初级协调型（Ⅲ）区域环绕在Ⅰ类型和Ⅱ类型区周围，主要分布于石家庄、邯郸、邢台、沧州、唐山、秦皇岛等地。该类型区京津冀地区重要的粮棉产区，人口要素资源丰富，非农产业发展相对缓慢，制约了人口土地产业要素耦合协调水平的提升。在未来发展过程中，需进一步优化产业结构，借助人口资源优势，发展劳动密集型与资本密集型产业，进一步推进人口要素向城镇地区的转移。
轻度失调型（Ⅳ）区域以冀中南地区为主，集中连片地分布于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型区域周围，包括衡水、邢台、邯郸、石家庄、保定、张家口、承德的部分县域。这一区域是京津冀地区重要的粮棉产区，人口要素集聚能力较强，工业发展相对滞后，工农业对县域经济增长的贡献较为有限，处于传统农业县向工业县转型过程中。该类县域应制定以现代农业为核心的产业发展战略，充分发挥农产品优势，构建现代农业、农业产业化与人口城镇化之间的互动机制，以农业产业化带动人口城镇化，强化县域人口集聚功能，引导农村劳动力要素的有序转移。
滞后失调型（Ⅴ）区域相对集中连片地分布于坝上高原、燕山-太行山山脉南段，以山地丘陵区为主，人口密度低，经济较不发达，土地利用效益低。该地区作为京津冀重要的生态涵养区，工农业发展驱动力不足，对人口集聚与城镇化进程的带动作用有限，在未来发展过程中，应注重山地经济与生态环境保护相结合，发展特色农牧产品及深加工产业。
3结论与讨论
应用要素评价模型与耦合协调度模型，分析了2000年、2008年和2015年京津冀县域人口、土地、产业要素发展格局及其耦合协调格局。研究表明，京津及其周边县域具有较强的人口集聚能力与较高的产业发展水平，土地资源禀赋较为丰富，土地投入产出能力较强，是人口、土地、产业指数的高值区，受自然地理环境的制约，冀北坝上高原与太行山山脉地区人口集聚能力较弱，土地投入产出能力较弱，是人口、土地、产业指数的低值区，中值区与次低值区覆盖县域数量最多，主要分布在河北平原地区。随着人口要素的流动、产业的空间集聚与经济发展水平的提升，京津冀县域人口土地产业耦合协调程度表现出一定的交替演化特征，其中，京津及环京津地区部分县域人口土地产业要素耦合协调程度最高，次高值区以石家庄、邢台、邯郸等地为中心，呈现出多个团块状集聚分布格局，中值区主要分布在冀中南次高值区周围，冀北地区耦合协调程度最低。
结合京津冀县域人口
土地产业要素耦合特征，对京津冀县域进行耦合类型划分，包括发展协调型、中级协调型、初级协调型、轻度失调型、滞后失调型五种类型，分析了不同类型人口、土地、产业要素特征，以要素耦合协调程度提升为着眼点，从产业升级、人口城镇化等视角提出不同类型区域未来发展路径，为区域制订区域可持续发展战略与规划提供参考依据。
