城镇化与生态环境耦合协调发展研究

蒋慧峰

摘 要：构建城镇化与生态环境系统的综合评价指标体系，利用2006—2016年的湖北省相关数据对系统的综合水平进行测度，借用耦合协调度模型对湖北省城镇化和生态环境系统的耦合协调程度的时间演变特征及协调发展关系进行研究。结果表明，随着湖北省城镇化系统综合评价指数的提高，生态环境系统综合评价指数先上升后下降再上升，经历倒“U”型变化过程;湖北省城镇化与生态环境系统发展的耦合度一直处于拮抗状态，协调度虽然逐渐提高并呈现出良性发展趋势，但协调度等级较低。

关键词：城镇化;生态环境;耦合协调度;湖北省

中图分类号：F291.1        文献标志码：A      文章编号：1673-291X（2019）04-0157-05

引言

城镇化与生态环境是相互联系、相互影响、相互制约的复杂系统，一方面，城镇化进程的加速以及城镇化水平的不断提升使得生态环境面临诸如人口、经济、资源等方面的压力越来越明显;另一方面，环境污染日趋严重、资源与能源的过度消耗以及生态平衡的破坏已经严重制约了城镇化的可持续发展。因此，城镇化的发展需要生态环境作为客观载体，而生态环境的保护与建设同样依耐城镇化发展的资金与技术支持。

以《国家新型城镇化规划（2014—2020年）》为导向，探索2006—2016年湖北省城镇化与生态环境的耦合关系以及偶和协调关系的演变规律这一复杂“人地”关系大系统中的特殊系统是非常有必要的。在理论层面上，可以丰富城镇化与生态环境关系及“人地”关系领域的研究内容;在实践层面上，可以作为指导城镇化与生态环境协调发展，构建新型城镇化进程，建设生态文明以及协同“五化”发展的参考与借鉴。

目前，学者对城镇化与生态环境的影响一方面集中在快速城镇化对生态环境系统内气体、水环境、自然灾害等各要素的影响[1～3]，研究对象较片面;另一方面，研究主要集中于沿海或边境地区大范围内城镇化与生态环境的交互关系上[4～7]，对于内陆城市的关注不足。本文构建城镇化与生态环境耦合协调评价指标体系和耦合协调度模型，并基于湖北省2006—2016年统计数据分析城镇化与生态环境耦合协调发展的演变规律及动态特征。

一、数据与研究方法

1.指标体系构建。城镇化与生态环境变化息息相关，其发展是由许多因素共同相互作用、相互影响的结果。按照科学性、针对性、系统性和可操作性等原则，借鉴已有相关文献中的评价指标体系，结合数据资料的可获取性，从人口、经济、社会、空间四个方面构造城镇化评价指标体系，而生态环境则可由压力、状态、响应三个指标类型来表达，具体指标体系（见表1）。原始数据源自2007—2017年《湖北省统计年鉴》及《中国统计年鉴》，极个别缺失数据采用相邻年份插值法补齐。

2.数据预处理方法。为了消除各项评价指标单位及数值量级间的差异使其具有可对比性，采用极差标准化方法对原始数据进行标准化处理得到无量纲化值。设原始数据为xi，标准化出来后的数据为x′i，则处理方法如下：

式中，f（x）表示城镇化系统的综合评价指数，g（y）用于表達生态环境系统的综合评价指数。由于熵值法[8]既可以降低人为因素的影响，从而避免在确定权重时的主观因素，又可以根据各指标数据的差异程消除不同指标中蕴含的重复信息，所以综合评价指数的权重采用熵值法确定，实证具体结果（见下页表2）;C为耦合度，D为耦合协调度;T为表征城镇化与生态环境的地位或整体关系效应的综合评价指数，？琢，？茁为待定权重，由于城镇化发展与生态环境同等重要，所以？琢，？茁均取值为0.5。一般认为，D∈[0，0.2]为严重协调衰退型;D∈（0.2，0.4]为中等协调衰退型;D∈（0.4，0.6]为一般协调发展型;D∈（0.6，0.8]为中等协调发展型;D∈（0.8，1]为优质协调发展型。

二、实证结果及分析

按照上述模型计算得出2006—2016年湖北省城镇化系统及生态环境系统的综合评价指数f（x）和g（y）、耦合度C、耦合协调度D及两个子系统综合评价指数T的结果（见下页表2）。

1.综合评价指数时序分析。为了更加直观地展示各综合评价指数随时间的演变趋势，将表2中的对应数据用图1表示。

首先，从湖北省城镇化系统的综合评价指数的演化特征来看，指数最小值为2006年的0.0671，最大值为2015年的0.8817。从发展的细节来看，2006—2008年湖北省城镇化系统的综合评价指数从0.0671增长至0.1341，城镇化水平偏低，增长比较缓慢;2009—2015年湖北省城镇化系统的综合评价指数从0.2107增长至0.8817，且增长迅速;2016年为0.8740，较之2015年稍稍有所降低，整个发展过程曲线呈现出拉伸的“S”型。这一起点低、速度快的发展过程表明，人口、经济、社会、空间四个方面共同提升了湖北省的城镇化水平。

其次，从湖北省生态环境系统的综合评价指数的演化特征来看，指数最小值为2006年的0.2215，最大值为2016年的0.6599。指数的变化过程经历了“十一五”（2006—2010年）与“十二五”（2011—2015年）两个非常相似的阶段，生态环境综合指数都是先增加再下降，“十一五”期间变化的幅度较大，而“十二五”期间的变化较平缓，呈现出倒“U”型演变轨迹，与环境库兹涅兹曲线结论相符。虽然指数的波动明显，但总体上呈现上升趋势。这说明，两个规划期间都将降低能耗作为社会经济发展目标之一以及生态文明理念的提出，并在可持续发展理念和环境保护措施的共同推进下，生态环境正在逐步改善。

最后，从图1综合来看，湖北省城镇化与生态环境系统综合评价指数存在较为明显的差距。2006—2013年，城镇化水平滞后于生态环境发展，但是两者之间的差距随着时间的推移慢慢变小。2014—2016年，城镇化水平已经超过生态环境发展水平，且差距有扩大的趋势。虽然城镇化进程的快速增长也带动和改善生态环境状况，但是从长远来看，随着城镇化与生态环境矛盾的加剧，城镇化进程必将被生态环境发展速度与质量延缓。为了更好地揭示湖北省城镇化进程中生态环境的演化状况，对两者进行趋势分析结果（见图2）。

结果表明，湖北省城镇化系统的综合评价指数与生态环境系统综合评价指数存在明显的二次函数关系。显然，生态环境与城镇化水平之间存在倒“U”型曲线关系，又与环境库兹涅兹曲线结论相符，即随着城镇化进程的加快推进，生态环境将表现为先优化而后恶化的趋势，从趋势上来看，湖北省即将处于倒“U”型曲线的下降阶段，生态环境会不断恶化。

2.耦合度与耦合协调度时序分析。在2006—2016年期间，湖北省城镇化与生态环境子系统间的耦合度和协调度可以用图3表示。耦合度呈现出先增长后持续稳定发展的状态。从数值上看，耦合度始终处于0.4～0.5之间，按照刘凯等的分类方法，城镇化与生态环境的发展处理拮抗阶段，即城镇化发展正在破坏生态环境，使得生态环境的承载力逐渐减少，但由于耦合度接近0.5这一临界值，说明随着城镇化的继续发展，两系统的耦合程度不断提高，耦合作用不断增强，会进入到二者的磨合时期，该阶段城镇化发展可以修复生态环境从而进入良性耦合阶段。耦合协调度则呈现出持续增长的上升趋势，“十一五”的前三年，即2006—2008年属于中等协调衰退型，协调度从0.2469增长至0.3321，其城镇化发展水平较低且生态环境较差，此阶段位于“S”曲线的起步阶段，城镇化与生态环境开始进行协调而进入初步融合期;“十一五”的后两年与“十二五”的前四年，即2009—2014年属于一般协调发展型，协调度从0.4073快速增长至0.5953，其城镇化水平一般但生态环境慢慢开始存在问题，此阶段为“S”曲线的发展阶段，城镇化与生态环境开始耦合及协调而进入融合发展阶段;2015—2016年属于中等协调发展型，协调度分别为0.6023和0.6162，其城镇化水平与生态环境水平开始同步发展，此阶段属于“S”曲线的成熟阶段。虽然湖北省城镇化与生态环境系统耦合协调度逐渐提高并呈现出良性发展趋势，但是耦合协调度水平并不高，最高值仅为0.6162，属于一般协调发展与中等协调发展的临界值，即两者发展的整体功能较低，要么生态环境系统发展超前而城镇化相对滞后，要么城镇化系统发展超强而生态环境恶化。

结语

本文构建了城镇化与生态环境系统的综合评价指标体系，基于湖北省2006—2016年相关统计数据并结合耦合协调度模型实证探讨了城镇化与生态环境系统发展的时间演变特征以及协调发展关系。研究结果表明：

1.湖北省城镇化系统的综合评价指数与生态环境系统综合评价指数不仅在“十一五”及“十二五”期间，而且从整个发展过程上来看都呈现倒“U”型演变轨迹。湖北省城镇化综合评价指数不断提升，与此同时，生态环境综合评价指数波动式上升，城镇化发展从2013年开始占据主导地位，虽然生态环境不断改善，但生态环境压力加大。然而，两者的差距没有明显扩大的趋势。

2.湖北省城镇化与生态环境系统发展的耦合度不高表明耦合度处于拮抗阶段，城镇化对生态环境产生胁迫效应的同时，生态环境对城镇化存在约束作用。耦合协调度则明显呈现出“S”曲线的变化趋势持续上升，但目前的协调等级较低，属于一般协调发展与中等协调发展的临界阶段。

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