中国城镇化—资源—环境耦合协调关系研究

王新芸 瓦哈甫·哈力克 王芳 王亚菲

摘 要 通过对全国（除港、澳、台）31个省域2000，2005，2010和2015年4个时间段城镇化、资源承载力以及环境支撑力三大子系统的耦合协调度进行测算与空间分析，得出：（1）2015年，各省耦合度范围在0.9～1.0之间，均处于城镇化与资源、环境发展的高耦合时期，说明我国城镇化在快速发展，资源与环境之间的互动关系也相对符合各区域发展的实际情况，总体状况良好.（2）2000—2015年，就整体而言，城市化-资源-环境的耦合度与协调度呈横躺的“S”型，先降后升再降，趋于稳定；就局部而言，各省三大子系统的综合发展指数演变格局是“东南沿海遥遥领先，黄土高原和云贵高原有待提升”.（3）低耦合协调区集中在我国西部地区，高耦合协调区集中在我国东南沿海地区，中度及以上耦合协调地区占的省份数量比相对较大.

关键词 城镇化；资源承载力；环境支撑力；耦合协调

中图分类号 F299.27；F205；F224文献标识码 A文章编号 1000-2537（2017）06-0017-07

Abstract Based on the measurement and spatial analysis from the coupling coordination degrees of three subsystems on urbanization， resource carrying capacity and environmental supporting power for 31 provinces in the years of 2000， 2005， 2010 and 2015， in this work， we show that： （1） The year of 2015 with the coupling degree between different provinces at the range of 0.9～1.0 was at the high coupling period of developments for urbanization，resources and environment， suggesting that during Chinas rapid urbanization process in this period of time，the interactive relationship between the resources and the environment is relatively consistent with the regional development， and， because of that， the overall situation is good. （2） From the year of 2000 to 2015， locally speaking， the comprehensive development index of the three subsystems possesses the evolution pattern that “the southeast coast is way ahead and the Loess Plateau and Yunnan Guizhou Plateau need to be improved”.Overall， the coordination coupling degree among urbanization， resource and environment can be expressed as alaid-down “S” shape， which increases first， then decrease， and， after that， increases again until it becomes stabilized. （3） The low coupling coordination area is concentrated in the western region of China， and the high coupling coordination area is concentrated in the southeast coastal area of China.

Key words urbanization；resource carrying capacity； environmental supporting force； coupling coordination

城市是人類文明的产物，也是人类利用和改造自然的集中体现.城镇化概念的提出最早可以追溯到1867年，由西班牙人Serda在其著作《城市化基本理论》中提出[1].城镇化最简单的含义就是“农（农业人口和农用土地）转非（非农业人口和城市用地）”的现象及过程.从18世纪的工业革命开始，大规模的集中生产和消费活动促进了人口的聚集，现代的交通和基础设施建设加快了城镇化的进程城，城镇化可以促进经济的繁荣和社会的进步，同时不可避免的影响了自然生态环境，如何协调城镇化-自然资源-生态环境三者之间的耦合关系，成为学术界持续关注的热门话题，国内外学者对此展开了相关研究.

人们对于城市化、资源与环境三者之间的关系研究，可以追溯到200多年前，英国经济学家马尔萨斯在其《人口原理》一书中指出的人口增长、经济增长与资源环境之间的关系.1898年英国人霍华德在其著作《明天—一条引向真正改革的和平道路》中提出了“田园城市”的理论，指出了工业背景下城市所提供的生产生活环境与人们所希望的人居环境存在着矛盾以及大城市与自然之间的关系相互疏远等问题，因此，建议限制城市的自发膨胀.20世纪70年代初期，石油危机对西方意识形成了强烈的冲击，二战之后重建时期的以破坏环境为代价的乐观主义人类发展模式被彻底打败，保护环境从一般的社会呼吁逐渐在城市规划界产生了思想共鸣并实践.1981年，布朗发表了《建设一个可持续发展的社会》，分析了人居环境与经济发展的问题，提出了控制人口增长、保护自然基础和开发再生资源的三大永续发展途径.1992年，布雷赫尼发表《永续发展与城市形态》，分析了城市的可持续发展[2].近10年来，国外对于城市化的实证研究涉及各个方面，如Jantz等研究了1990—2000年切萨皮克湾流域的城市化发展对资源土地流失的影响[3].Lin等探讨了1995—2004年老年人（65岁以上）死亡的地方与城市化水平之间的关联[4].William分析了拉丁美洲的布宜诺斯艾利斯、圣地亚哥和墨西哥城3个城市扩大的现象，得出城市化的可持续发展离不开政策，环境和社会经济[5].Son等评估了1996—2016年越南胡志明市的城市化和热岛效应[6].

国内对城镇化与资源环境关系的理论研究，代表人物是马世俊和王松如院士，1984年，马世俊院士提出了“社会-经济-自然符合生态系统”，虽然社会、经济和自然大系统性质不同，但其生存和发展相互作用、相互制约[7].王松如院士在前者的基础上，提出了复合生态系统理论的根本是生态整合，社会、经济和自然3个子系统之间在时空分布、数目和构造等方面的生态耦合关系和彼此作用机制决定了复合生态系统的发展与演替方向[8].实证研究主要集中在演进趋势[9-10]、影响机制[11-12]、动态模拟[13-15]和路径建议[16-17]等方面.

然而，以上工作对城镇化与资源环境的耦合研究，大多是把资源与环境分开，如城镇化与资源关系研究、城镇化与环境关系研究，鲜见城镇化-资源-环境三者的关系研究.其次，多数研究地区以单一省市为单位，集中于中尺度研究，以国为单位的大尺度研究并不多见.因此，本文在借鉴前人研究成果的基础上，以国家31个省（市、自治区）为研究对象，通过归纳、概括三大子系统（城镇化、资源、环境）的影响因素，建立三者协调发展的综合评价指标体系，基于GIS空间分析方法，测算各省城镇化-资源承载力-环境支撑力发展指数及耦合协调情况，为促进我国城镇化与生态环境和谐发展提供借鉴.

1 数据来源及指标选取

本文研究数据来源于《中國统计鉴（2001—2016）》、《中国国民经济和社会发展统计公报（2001—2016）》以及各省（市、自治区）的统计年鉴和统计公报中相关资料.

关于指标的选取，在参考前人大量研究成果的基础之上[18-21]，除去数据不易获得、指标内容相近的14个指标，最终筛选出尽可能代表城市化、资源承载力、环境支撑力三者的20个指标（表1）.

2 研究方法

基于GIS空间分析方法，以 ArcGIS 10.0 为软件支撑平台，按照最终所求得的协调度D的大小，采用自然间断点分级法，对省际城镇化-资源承载力-环境支撑力的耦合协调类型进行划分（表2）.

3 结果分析

3.1 综合发展指数测算及评价

通过模糊综合指数法测算4个时间段（2000年，2005年，2010年和2015年）中国各地区城镇化、资源承载力与环境支撑力3个子系统发展指数以及城镇化-资源承载力-环境支撑力综合发展指数（表3），分析其变化趋势，可以进一步揭示其时间和空间变化的内在机理。

分析城镇化（U1）发展指数得出：中国省际城镇化发展水平总体上呈现“东北部较强，西南部较弱”的现状，其中得分较高地区基本上在东南沿海一带地区，而西南的贵州成为得分最低的地区。相比2000年，2015年绝大部分省份城镇化水平都保持着增强的态势，其中江苏、河南、安徽、广东、江西、贵州等地区的增长幅度较大，福建、山西、西藏、云南、浙江增长幅度相对较小，而北京、天津、黑龙江、上海、海南、青海、新疆有所降低。

分析资源承载力（U2）的发展指数得出：总体上呈现“东南部较强，西北部较弱”的格局。其中东南沿海一带的广东、江苏、浙江，西部的西藏，南部的海南、广西等地成为全国资源承载力最强的地区，而山西、贵州、甘肃、河南、天津、内蒙则成为全国资源承载力最弱的地区。2000—2015年间，西部的云南、西藏以及东部、东北地区的大部分省（市）资源承载能力呈现降低的趋势。海南、贵州、青海、江苏则成为资源承载力增长幅度最大的地区。

环境支撑力（U3）方面，总体格局呈现“东高西低”，尤其是东北地区和东南沿海地区，明显高于其他地区。如山东、广东、江苏、上海等地区成为环境支撑力最强的地区，西藏、贵州。宁夏、青海则成为最低地区。除东北地区的辽宁、黑龙江、吉林以及上海、天津、湖北，其他地区的环境承载力相对于2000年而言，2015年都有所下降。

城镇化-资源-环境综合发展指数（T）的变化趋势是“东南沿海遥遥领先，黄土高原和云贵高原处于落后阶段”，大体上与子系统的格局一致，而东南沿海的江苏、山东、广东及海南相比2000年，2015年成为增长幅度较大地区，而上海、天津、北京、西藏、黑龙江等地区，有所下降。

3.2 时序耦合协调分析

在2000—2015年之间，中国城市化-资源-环境的耦合度与协调度在整体上呈横躺的“S”型（图1），先降后升，趋于稳定，说明城镇化、资源与环境的耦合协调度处于平衡稳定发展的态势.城市化发展指数，资源承载力发展指数，环境支撑力发展指数以及城市化-资源-环境系统的综合评价指数在 2000-2015年间大体处于上升趋势，而且该趋势与城市化-资源-环境耦合度及耦合协调度的趋势基本一致.从图1可以看出，综合评价得分较大的年份，资源承载力评价指数和环境支撑力的评价指数以及协调度也会呈现与之一致的波动，但是城市化评价指数与耦合度却呈现相反的趋势，如2004年与2015年，这说明城市化-资源-环境系统的耦合度与各个子系统呈反比，而协调度与各个子系统成正比.

3.3 截面耦合协调类型分析

针对全国城市化-资源-环境耦合度评价，采用2015年城镇化指数、资源承载力指数与生态环境支撑力的指数进行截面耦合分析，得到全国31个省（市、自治区）的耦合度与协调度 （表2和图2）的类型与波动状态.整体上看，全国各省耦合度范围在0.9～1.0之间，均处于城镇化与资源、环境发展高耦合时期，说明城镇化在快速提高，各要素之间的互动关系也相对比较符合各区域发展实际情况.全国绝大多数地区属于资源滞后型，除江西属于环境滞后性，福建、湖南、广东、广西、海南、贵州、西藏和新疆等地区属于城市化滞后型，其他地区都属于资源滞后型.这与我国虽地大物博，但人口众多的国情有一定关系.

3.4 耦合协调度时空演变分析

基于 GIS 空间分析方法平台，根据协调度 D 值区间划分标准，进行空间化处理，从而揭示 2000—2015年省际城镇化-资源承载力-环境支撑力的空间分异演化特征.通过表4得出：低耦合协调区集中在我国西部地区，高耦合协调区集中在我国东南沿海地区，处在高、低边缘较低耦合协调区和较高耦合协调区，集中地较少，变化较大，中度及以上耦合协调地区占的省份数量比还是相对较大，2000—2010年数量明显增加，2010—2015年有所减少，低耦合协调地区相比2000年，2015年有增加的趋势.

4 讨论

（1）以全国31 个省域单元作为研究靶区，构建城镇化、生态、环境三大系统的评价指标体系，运用变异系数法测算出 2000，2005，2010以及2015 年城镇化、资源承载力、环境支撑力3个子系统的得分，并以GIS 为软件依托，得出城镇化-资源-环境三者综合发展趋势是 “东南沿海遥遥领先，黄土高原和云贵高原处于落后阶段”，大体上与3个子系统的格局分布一致.这与张荣天与焦华富（2015）得出的结论相一致，在中国省际尺度上，城镇化与生态环境耦合协调具有显著的地域空间分异—东部地区整体上高于中西部地区[18].

（2）通过耦合协调度模型对我国各省城镇化-资源-环境系统耦合协调度进行评价及空间分异探讨.发现： 2000—2014年，全国城镇化-资源承载力-环境支撑力的 C 及 D 均值呈现出上升态势，但是2014—2015，呈现下降趋势.尽管全国各省城镇化与生态环境系统耦合协调发展水平逐步提高，但是东中西耦合协调的空间差异明显.在耦合协调的视角下分析城镇化、生态、环境三大系统的空间关系及分布格局，得出三者间彼此作用的基本规律，可为区域内及区域间的和谐发展提供有益参考.

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