城市“公园-经济”复合系统耦合协调的时空格局演变∗

韩 纯 刘志强 王俊帝,2 洪亘伟

1 苏州科技大学建筑与城市规划学院 江苏苏州 215011 2 苏州科技大学天平学院 江苏苏州 215009

近年来,国内外针对公园建设与经济发展关系的研究逐渐成为热点。1)研究内容上,一是研究公园对经济的促进作用,探讨公园自身建设情况带来的外部效益[1]；二是研究经济对公园的影响及支撑,既有不同经济发展阶段下两者的关系演变[2],又有从影响机制出发,探究公园建设的经济影响因素[3]。2)研究方法由定性分析向定性与定量相结合的方向突破[4-6]。3)研究对象多立足区域发展特征、城市发展阶段等,围绕典型区域或城市开展[7-8]。

以上相关研究虽然取得了丰硕成果,但在研究对象和内容上均有进一步拓展的空间。1)当前的研究对象普遍聚焦城市或公园等中微观主体,缺乏宏观尺度上的规律揭示。2)当前的研究内容多为公园、经济因素的单向影响机制探究,鲜有从系统角度出发探讨二者的互动发展关系。事实上,公园与经济间存在系统和因素间的多层次互动发展关系即耦合协调关系。鉴此,本文引入耦合协调理论和模型,构建“公园-经济”复合系统,从系统耦合协调角度揭示公园与经济的内在发展规律。

1 耦合协调发展概念及作用机理

1.1 研究思路

公园系统是以总量规模为基础,以配置格局为骨架,以服务水平为传导模式,向城市提供绿色游憩空间的综合体[9]。经济系统是以总量建设为保障,结构布局为驱动,以物质形态产出为目的的聚合体[10]。以“公园-经济”复合系统为研究框架可揭示二者联动发展特征,探究制约两系统协调发展的短板。其研究思路如下:首先,明晰“公园-经济”复合系统耦合协调的概念及机理,并构建评价指标体系；其次,利用熵权法测度各因素权重,通过综合发展水平评价模型和耦合协调度模型测度公园、经济系统的发展水平及复合系统的耦合协调度；再次,从全国整体、各规模城市、不同区域3个层面分别揭示综合发展水平及耦合协调演化的时空规律；最后,根据复合系统的发展现状及区域发展个性制定调控对策,为优化两系统互动发展关系,促进城市绿色、协调发展提供科学依据。

1.2 “公园-经济”复合系统耦合协调的概念及作用机理

耦合协调是系统间在良性循环基础上由无序到有序的演化过程,强调共同发展。“公园-经济”复合系统的耦合协调是公园系统与经济系统间互相依存、交互胁迫的表现形式[11],它以人类生活、生产行为为纽带,以公园和经济活动为耦合的公共界面,通过每一因素对复合系统内其余各因素的多向作用实现平衡。“公园-经济”复合系统耦合协调的作用机理体现如下:

1)公园对经济的促进和抑制。公园系统以规模、格局、服务水平等因素为集成,将城市物质、空间资源进行转化,提供生态产出,促进或抑制经济发展[12]。一是公园总量规模:公园是经济发展的生态基础和前提,保障经济活动高效运转,总量建设滞后则会降低生态承载力,提升经济活动成本。二是公园配置格局:公园布局合理将优化用地结构,引导资本配置效率提升,而结构失衡则会降低生产活动配置效率。三是公园服务水平:公园服务水平展现城市风貌、吸附力,吸引资本和人才,反之则将降低城市吸引力,经济高质量发展难以持续。

2)城市经济对公园的支撑和制约。经济系统由总量、结构、质量等方面共同刻画形成物质产出,为公园发展提供外部驱动[13],并表现出正负双向反馈。一是经济规模:通过资金、技术为公园的建设增益创造条件,并提供物质保障。二是经济结构:经济结构主导城市用地结构,通过城市中各类“盈利性用地”的建设,影响公园建设空间。三是经济质量:以人民生活水平、社会福利等为基础,通过人民需求正向或负向影响公园建设。

2 研究设计

2.1 评价指标体系构建

2.1.1 构建思路

公园是满足市民游憩活动和精神文明需求的重要载体和城市生态建设的重要保障。当前在宏观层面对公园指标的研究多为总量型指标,而总量型指标仅从“量”的维度反映公园建设情况,无法直观体现公园系统的使用价值和实际效用。因此,公园评价指标体系的构建应从多元、多维度的视角出发量质兼顾。总量规模集中反映公园建设情况是城市绿色转型中“量”的基础。配置格局体现公园分布状况和市民对公园的获取能力,服务水平表征公园供给与市民需求之间的匹配程度。

当前我国经济发展正由重规模扩张向重量效提升转变；由重物质文明发展向物质与精神文明并重转变。以总量、结构、质量3个维度构建评价指标体系:经济总量从宏观角度体现城市经济建设进程,反映城市发展阶段；经济结构以产业结构为基础,既反映经济生产、分布合理性,又决定发展潜力；经济质量决定生活品质,体现对人民美好生活诉求的满足度。

2.1.2 指标构建原则及选取

“公园-经济”复合系统耦合协调评价指标是多层次、多维度下反应公园建设状况和经济发展状况的指标集合体,必须遵循系统性、可操作性等原则。本研究评价指标体系包括2个系统层、6个因素层及12个指标层(表1)。

公园系统层包括3个因素层和6个指标层。1)总量规模:人均公园面积从人口维度整体衡量公园面积与城市人口之间的匹配关系,公园率从用地维度衡量公园面积与建设用地面积的配比关系。2)配置格局:公园面积与道路面积比、公园密度表征公园分布的空间格局及覆盖度。3)服务水平:公园平均服务人数代表公园服务能力与人口的适配性,公园平均规模表征公园等级匹配度及配置的同步性与合理性。

经济系统层也包括3个因素层和6个指标层。1)经济总量:人均GDP从总量层面衡量经济发展阶段,人均社会消费品零售额表征社会商品购买力和人民物质生活水平。2)经济结构:三产与二产比值、二三产业GDP密度是城市生产、贸易的集中体现,衡量城市经济发展潜力。3)经济质量:在岗职工平均工资及每万人教育支出从“个体和政府”“居民生活水平和社会福利保障”的角度反映城市物质供给、经济流动状况。

表1 “公园-经济”复合系统评价指标体系

2.2 研究方法

2.2.1 标准化及熵权法处理

1)数据的标准化处理。系统内各指标的量纲、数量级和指标效益(正向指标)、成本(负向指标)属性不同,应对数据进行标准化处理。

2)熵值赋权法。权重代表指标在系统内的重要程度,权重越大对评价结果影响越大,研究采用熵值赋权法。

2.2.2 城市综合发展水平评价模型

运用线性加权法测度公园系统与经济系统的综合评价值,公式如下:

式(1)中,Ui(i＝1,2)为第i系统,即公园(经济)系统的综合发展水平评价值,Wij为序参量对应的权重,yij为样本标准化后的值。

2.2.3 耦合协调度模型

耦合协调度模型可甄别系统发展水平优劣及影响因素,耦合协调度越高代表系统间协调发展程度越好。划分阶段及特征如表2。耦合度模型和耦合协调度模型的计算如公式(2)(3)。

表2 耦合协调发展类型评价标准

公式(2)(3)中,C是耦合度,D为耦合协调度,取值均在[0,1]。T为公园系统与经济系统的发展度函数。研究认为公园系统和经济系统在对复合系统稳定协调发展中起同等作用,故α、β均取值为0.5。

2.3 时空范围及数据来源

2.3.1 时空范围

1)时间维度:1996—2017年覆盖城镇化建设从起步到高速发展的全过程,揭示了我国在社会转型过程中公园、经济系统互动发展的阶段性特征。2)空间维度:我国地域辽阔,区域非均衡特征明显。参照《中国城市建设统计年鉴(报)》[14]中城市统计分组的第3种分类方式,划分为东部、中部、西部及东北4大区域。

2.3.2 数据来源

本文基础数据均来源于《中国城市建设统计年鉴(报)》[14]和《中国城市统计年鉴》[15]。截止到2017年底,中国大陆共设地级及以上城市297个(不含香港、澳门、台湾),对个别年份数据缺失的城市进行处理,删除日喀则等21个地级市,最终确定276个城市为研究样本。

3 “公园-经济”复合系统耦合协调时空格局演变

3.1 综合发展水平时空演变

1)全国尺度:经济因子长期保持活力,公园关注度逐步提升。从系统层看,两系统持续发展,经历“平稳提升-加速发展”两个阶段(图1)。公园系统基础水平占优,经济系统地位持续提升。从因素层看,经济系统前期依靠经济城镇化带动了总量型指标的发展,后期经济结构优化、质量提升进一步刺激经济系统正向发展。公园系统初期在公园面积等总量建设上占优,但其经济价值偏低,建设缓慢。近年来,人们对生活品质愈发注重,公园的价值和关注度持续提升。

图1 公园、经济系统综合发展水平演化图

2)不同规模城市尺度:基础资源禀赋决定发展阶段。各规模城市因发展阶段不同,两系统建设步伐存在差异,从不同规模城市出发有利于揭示两系统的差异化发展特征。从系统层面看(图2),特大城市和大城市基本由经济系统主导,公园建设明显滞后；中、小城市基本为公园系统主导,两系统发展与大城市相比差距长期存在。从因素层看,各类指标差异均明显,特大、大城市经济和公园建设长期领先,在资源配置基础及资本吸引力上也占优,成为经济发展的“火车头”,公园发展让步于经济,并长期滞后；中、小城市资源基础薄弱,对资本的吸附能力较低,公园和经济建设均处于劣势。

图2 各规模城市公园、经济系统综合发展水平演化图

3)区域差异尺度:区域非均衡特征长期存在,系统结构属性影响发展潜力。从系统层看(图3),东部经济系统发展位于四大地区之首,公园系统由落后实现赶超；中部、西部始终处于追赶状态,东北发展优势逐渐丧失。从因素层看,结构型指标发展差异是区域非均衡性产生的根本原因。东部前期经济发展挤占公园发展空间；后期城市经济结构的优化为公园发展提供物质、空间保障。中部、西部发展以工业驱动,资源禀赋劣势使其对高新技术产业吸附力微弱。

图3 四大地区公园、经济系统综合发展水平演化图

3.2 耦合协调度时空演变

1)全国尺度:系统间关联长期紧密,内生动力逐渐彰显。从系统层看,耦合度波动上升,耦合协调度由濒临失调变为勉强耦合协调(图4、图5)。从因素层看,公园服务水平、经济质量提升是后发动力。前期公园和经济均处于发展初期,基础薄弱,两系统联系紧密,但对生态和物质的转化效率低下；后期复合系统内部相互作用程度和效率持续提升。教育、科研等内生性因素愈发受到重视。

图4 “公园-经济”复合系统耦合协调度时序演化图

图5 “公园-经济”复合系统耦合协调度城市占比演化图

图6 各规模城市“公园-经济”系统耦合协调度演化图

2)不同规模城市尺度:规模间差异波动上升,生活、生态需求为核心驱动力。从系统层看,各规模城市间耦合协调度差异波动上升(图6)。大城市总量及增速持续领先；中、小城市耦合协调度始终处于过渡区间。从因素层看,特大、大城市公园密度、公园平均服务人数等指标后期提升明显。究其原因,公园系统和经济系统的总量建设领先,城市发展目标和市民生活需求发生转变,强调“环境-经济”相协调的可持续发展模式；中、小城市生产总值和收入水平的权重持续提升,复合系统发展侧重经济属性。

3)区域差异尺度:区域异质性持续增强,建设模式主导差异变动。从系统层看,各区域耦合协调度发展呈沿海向内陆递减趋势(图7)。从因素层看,东部迈入城镇化后期,城市发展由量转质,公园建设突出以人民为中心、提升服务水平,经济则向技术型、资本型转变；中、西部和东北两系统总量持续提升,但缺乏结构的均衡和质量的突破。

图7 1996、2006、2017年“公园-经济”复合系统耦合协调度空间格局演化图

4 结论与讨论

4.1 结论

1)就全国整体而言,“公园-经济”复合系统呈阶段性演化特征,由失调衰退向耦合协调演变。经济因素始终保持活力,公园系统经历“缓慢-提速”发展。教育等内生性因素成为后发动力,复合系统发展逐步向两系统并重趋势演化。

2)就规模差异而言,各规模城市间差异长期存在且波动上升。特大、大城市基本迈入协调状态,但公园、经济系统发展脱节,公园系统发展滞后；中、小城市多处失调区间,发展尚在起步阶段。城市发展阶段和人民生活、生产需求不同是耦合协调度差异化发展的主要抓手。

3)就区域分异而言,“公园-经济”复合系统耦合协调发展的区域非均衡特征显著,且与经济水平存在空间对应性,呈“沿海-内陆”的梯度化分异特征。东部公园、经济系统建设强调“量质并举”,中部、西部、东北侧重“以量驱动”。

4.2 讨论

1)构建准确、全面、科学的评价指标体系是科学评价的关键。本文对公园系统和经济系统评价指标的制定立足统计数据,存在更新慢、灵活性缺失等局限,而反映居民生活、生产行为和需求特征的“公园供需比”“公园使用者密度”等多维空间数据应被纳入考量。

2)“公园-经济”复合系统发展应保障总量、格局、质量的全方位提升,顺应时代需求。当前,经济建设更强调总量、结构、质量的全方位提升；公园作为经济发展的绿色输出,应注重多维发展。通过调整配置格局、提升服务水平,既与经济发展目标相适应,又充分调节“三生”矛盾,构建高品质城市人居环境。