长江中游城市群人口-产业-土地城镇化的时空分异与耦合分析

摘要 基于长江中游城市群41个地级市，以2009—2018年为研究时段，综合三角模型和协调耦合度模型，识别城镇化的协调关系模式，分析长江中游城市群人口、产业与土地城镇化内部的非均衡性，并从时空角度测度其协调发展水平以及演变的特征，为提升城镇化发展质量提供参考与借鉴。

关键词 城镇化;协调耦合;时空演化;长江中游城市群

中图分类号 F 299.2  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2021）23-0257-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.23.071

Spatio-temporal Differentiation and Coupling Analysis of Population，Industry and Land Urbanization of Urban Agglomeration in the Middle Reaches of the Yangtze River

ZHOU Ying-ying

（College of Geographical Sciences， Hunan Normal University， Changsha，Hunan 410081）

Abstract Based on 41 cities in the middle reaches of the Yangtze River，takes 2009-2018 as the research period，integrates the triangular model and coordination coupling degree model， identifies the coordination relationship model of urbanization， analyzes the internal imbalance of population， industry and land urbanization in the middle reaches of the Yangtze River， and measures the coordinated development level and evolution characteristics from the perspective of time and space，to provide reference for improving the quality of urbanization development.

Key words Urbanization;Coordination coupling;Spatio-temporal evolution;Urban agglomeration in the middle reaches of the Yangtze River

作者简介 周莹颖（1997—），女，湖南长沙人，硕士研究生，研究方向：国土资源利用与管理。

收稿日期 2021-07-16

中国城镇化正处于快速发展阶段，城镇化率从1978年的17.92%提升到2018年的59.58%。城镇化是一个内涵丰富，有诸多要素共同作用的多维过程，有研究提到，城镇化本质上是区域产业、人口与土地资源在市场作用下以城市为主导重新进行空间配置的过程[1]。城市经济发展水平逐步提升，必然会吸引越来越多的人口涌入城市以寻求就业机会，也自然会带来非农产业的集聚与结构优化，在这个过程中，城市建设用地也在配合着城镇化的发展速度不断扩张，为人口与产业的城市化提供用地资源，进一步拉动人口与产业的城镇化。因此，人口集聚、非农产业以及城镇建设用地之间应该是彼此配合、相互协同的发展，这样的协调发展才能产生高质量的城镇化，促进城乡的健康转型[2]。然而传统的城镇化发展进程中，人口、产业与土地的协调发展仍然存在着诸多问题，在长期的城乡二元结构体制下，农业转移人口不断向城市聚集，但是却难以享受城市的各种福利，无法真正融入城市，同时又造成城市负荷过重。城市发展过度追求土地的城镇化，造成城镇土地无序扩张，各种建设用地蚕食着农地，引起土地资源的极大浪费。此外，产业结构不合理，产业空心化现象也始终存在于城镇化发展过程中。忽略人口、土地与产业之间的内在协调，只注重其中某个方面的快速发展，带来的必然是不健康的城镇发展，许多隐患也在发展进程中不断显现，有研究指出，目前我国普遍存在土地城镇化快于人口城镇化的问题[3]，因此，城镇内部各个系统之间的协同发展是城市持续健康发展的客观要求。

近年来，城镇化过程中各个系统之间的协调发展成为研究热点，许多学者对其开展了研究，国外学者主要就城镇化理论以及人口、土地与产业城镇化的动力机制等方面展开研究[4-5]，国内学者的相关研究主要采用回归分析、耦合度模型、空间计量模型以及构建评价体系等方法进行深入探讨，但是多集中于城镇化与人口非农化、城镇化与产业非农化、城镇化与经济发展、人口城镇化与土地城镇化之间关系的研究，对于人口、土地与产业三者之间协调一致的综合分析相对较少。而在研究尺度上，多数研究侧重于国家、省际和市级层面，对长江中游城市群这一国家重点战略发展区的相关研究也较少。长江中游城市群涵盖鄂、湘、赣、皖4省，近年来城镇化发展快速，对于加快中部地区崛起、探索区域一体化发展具有重要意义，鉴于此，笔者结合以往研究的相关经验，对2009—2018年长江中游41个城市人口、产业与土地城镇化三者之间的内部分异及其协调性进行研究，以期为推进城市化健康发展提供参考依据。

1 研究区概况

研究区域为长江中游城市群，具体范围包括武汉市、長沙市、南昌市、合肥市、湘潭市、株洲市、滁州市等41个城市，是我国当前三大区域战略之一的长江经济带发展战略的中部支撑，在全国区域发展格局中占有重要位置[6]。但是相比长三角、珠三角以及环渤海地区等已经发展得较为成熟的增长极，长江中游城市群当前仍然处于区域一体化发展的探索阶段，因此，该研究选择长江中游城市群作为研究区域，探讨城市群中人口、产业与土地城镇化的协调关系。

2 研究方法及数据来源

2.1 数据来源及处理 以2009—2018年为研究时段，其中选取2009、2013、2018年为研究截面，数据均来源于各个省市2010、2014、2019年的统计年鉴，以及中华人民共和国住房和城乡建设部提供的《中国城市建设统计年鉴》。另外，由于该文以地市为研究单元，存在数据缺失情况，部分数据取自各市的国民经济与社会发展统计公报。为去除数据在量纲上的差异，通过极值法对数据进行标准化处理。

2.2 研究方法

2.2.1 指标界定方法。该文所指的人口城镇化、产业非农化与土地城镇化均采用单一维度指标予以测度，参考已有研究，人口城镇化水平Pi以城镇人口占总人口的比重表示，产业非农化Ii以就业人数中第二、三产业就业人员占比和GDP中第二、三产业增加值占比的几何平均数表示，土地城镇化Li以城市建成区面积占土地总面积的比重表示[7]，计算公式为：

Pi=PUi/PTi（1）

Ii=ENiEi×SGDPi+TGDPiGDPi（2）

Li=LUi/LTi（3）

式中，Pi、Li和Ii分别为行政单元人口城镇化、产业非农化与土地城镇化水平;PUi和PTi分别为行政单元城镇人口与总人口;ENi为行政单元非农就业人员数，Ei为行政单元全社会就业人员数，SGDPi和TGDPi分别为行政单元第二产业与第三产业增加值，GDPi为行政单元国内生产总值;LUi和LTi分别为行政单元城市建成区面积和土地总面积[7]。

2.2.2 三角模型。

三角模型是根据等边三角形的数学性质构建的，将人口城镇化、土地城镇化与产业城镇化3个要素分别对应等边三角形3条边，对某一空间单元3要素城镇化秩数据标准化后得到Pi′、Li′和 Ii′，分别代表到人口、土地与产业城镇化三角边线的垂直距离，使其满足Pi′+Li′+Ii′=1的条件，从而确定空间单元在三角形的坐标[8]，不同数据点距三角形中心的距离就反映了3要素城镇化进程的偏离程度。等边三角形的3条高将三角形内部空间分为6个区域，分别代表6类城镇化多维关系模式[9]：

Ⅰ.产业非农化>人口城镇化>土地城镇化;Ⅱ.产业非农化>土地城镇化>人口城镇化;Ⅲ.土地城镇化>产业非农化>人口城镇化;Ⅳ.土地城镇化>人口城镇化>产业非农化;Ⅴ.人口城镇化>土地城镇化>产业非农化;Ⅵ.人口城镇化>产业非农化>土地城镇化（图1）。

2.2.3 耦合协调度模型。

耦合度最初属于物理学概念，是指存在两个及以上的系统或运动形式通过相互之间的作用而导致彼此影响的现象[10]。人口城镇化、产业非农化与土地城镇化三者之间就是通过相互作用影响着各个城市的城镇化进程，土地的城镇化形成拉力，吸引人口与产业向城市聚集，为人口和产业的发展提供着载体，同时人口城镇化也在加速促进产业非农化，为土地城镇化提供充足的动力。三者能否协调一致发展关系着城镇化的发展质量，因此，该文以耦合度模型来表征人口城镇化、产业非农化和土地城镇化之间相互作用的强度，参考已有研究，公式表达为：

C=2{（u1+u2+u3）/[（u1+u2）（u1+u3）（u2+u3）]}1/3（4）

式中，0≤C≤1，C为耦合度系数。u1、u2、u3（分别指人口、产业和土地子系统对整体耦合度的贡献值，由于该文每个系统下仅有1个指标，即城镇人口占总人口的比重、就业人数中第二、三产业就业人员占比和GDP中第二、三产业增加值占比的几何平均数以及城市建成区面积占土地总面积的比重，所以贡献值实际上就是标准化处理之后的指标值[11]。

耦合度仅能表示人口、产业和土地三者之间相互作用的强弱程度，还应引入系统耦合协调度模型来表征三者的协调程度，计算模型如下：

D=（C×T）1/2（5）

T=aU+bI+cL（6）

式中，a、b、c分别是人口、产业与土地的待定系数，T为区域人口城镇化、产业非农化、土地城镇化的综合评价指数，为使T在0～1范围内，且a、b、c之和为1，则各取1/3;D为耦合协调度，反映子系统之间的协调程度。

3 结果与分析

3.1 長江中游城市群人口、产业与土地城镇化关系模式的时空特征

根据6类城镇化模式分别对2009、2013及2018年长江中游地区各地级市单元进行划分（图2），从各类型数目角度看，2009年6类关系模式的地级单元数分别为8、5、7、8、5、8;2013年6类关系模式的单元数为5、7、12、2、7、8;2018年6种模式单元数分别为7、5、10、4、11、15，不同模式彼此之间均出现一定变化，且数量差异始终存在。从人口、产业与土地三者的主导维度上看，2009年人口、产业与土地城镇化维度占主导的单元类型分别为13、13、15;2013年3种占主导类型的单元数分别是 12、14、15;2018年人口、产业与土地城镇化3个维度占主导的单元类型分别为12、14、15，各类型单元在数目分布上比较均衡，其城镇化模式类型总体上保持着较高的稳定性。

在主导维度的变化上，从土地城镇化模式向产业非农化模式主导转换的单元数最多，这一现象说明土地资源的稀缺性及有限性决定了其城镇化的不可持续性，城镇用地快速扩张带来的城镇化面临的约束作用日益明显，产业升级带动城镇化成为推动城镇发展的重要动力。

从整体上看，城镇化三维关系模式类型的空间分布并未表现出明显的规律性，分布相对来说较为分散，不易观察到其中某种类型的集聚中心。但是仍然可以看出同种类型地级市在空间上更倾向于临近分布，且随着长江中游城市群城镇化的不断发展，这种临近分布的空间规律在2018年表现得更加明显。从城镇化进程的各主导维度进行考察，整个区域大致存在着东西部以人口与土地城镇化为主导、中部依靠产业非农化拉动的空间格局。以人口城镇化进程为主导的地级单元主要分布在湖北省武汉、孝感、鄂州、天门等大部分地级市以及安徽省东南部和江西南昌、新余、萍乡市等;以产业非农化为主导的地级市主要分布在湖北、安徽及江西三省，包括咸宁、黄石、九江、安庆等城市;以土地城镇化进程为主导的地级单元主要分布在长株潭城市群、皖江城市带北部。

此外，基于origin 9.1软件得到三角模型散点图（图3）可知，至2018年，人口、产业与土地城镇化向三角形垂心集聚的态势较为明显，表明三维度城镇化进程的协调性在逐步上升，各地級单元间的差异在逐渐缩小，区域整体向健康城镇化方向演进。但同时，各时点依旧存在偏离垂心较远的点，且无论是人口城镇化还是产业非农化与土地城镇化优势型中，都始终有偏离距离较大的点，这一现象也说明各地级市之间城镇化发展水平仍然存在显著差异，其中偏离度较大的地级市自身的生产要素城镇化发展就很不均衡，这种不协调发展与各市之间的整体社会经济和自然条件差异直接相关[12]。

3.2 长江中游城市群人口、产业与土地城镇化协调耦合发展

为进一步探索区域城镇化的协调发展程度，根据耦合协调度公式对比分析长江中游城市群2009—2018年人口、产业与土地城镇化的耦合过程与状态，计算结果见表1。该研究参考已有文献将协调耦合度分为5级：①0≤D≤0.30为低协调耦合;②0.30

（1）从时间维度上看，长江中游城市群人口、产业和土地非农化的协调耦合度在整体上有着较为明显的提高。中协调耦合度的覆盖区域逐步扩大，到2019年，中协调耦合度几乎覆盖整个长江中游城市群区域范围，中高协调耦合度以及高协调耦合度以4省省会及其周围城市为集聚区，从高到低逐步向外扩散。10年间，长江中游41个城市的协调耦合度都有不同程度的提高，只有芜湖、淮南、马鞍山、铜陵、南昌以及湘潭市出现了下降，下降幅度分别为0.43%、4.63%、0.34%、14.36%、5.99%、0.90%，但是由于下降幅度不高，这些城市在协调耦合度上仍保持同样水平。其中铜陵从中高协调耦合度降为中协调耦合度，这也是产业升级中可能存在的现象。铜陵是典型的资源型城市，工业发达，以产业非农化带动人口与土地资源的城镇化发展，近年承接产业转移、推动工业跨越式发展的力度很大，使得其产业结构变动较大，协调耦合度有一定程度的下降。此外，协调耦合度上升较快的安庆、六安和黄冈增量分别达到0.51、0.32、0.37，安庆和黄冈的耦合协调度均上升两级，分别由低协调耦合发展上升为中协调耦合发展，以及由中低协调耦合发展上升为中高协调耦合发展，六安的耦合协调度也上升一级，目前已进入协调共生、互促互进的较为理想的状态。黄冈与安庆近10年来大力发展旅游，以旅游产业为主导的现代服务业产业结构能够良性促进人口及土地城镇化的协调发展。六安近年来也发挥其农业优势，发展农业生态经济，经济水平也得到了较大提升，带动了整个区域的发展，人口、土地与产业城镇化耦合协调水平逐步增强。

（2）从空间维度来看，协调耦合度的高值区主要集中在各个经济圈的中心城市。2009年整个区域在协调耦合度上的空间差异较为明显，高值区向4省省会聚集，并以其为中心向四周辐射，协调耦合度逐渐降低，这也表明经济发达地区产业集聚，拉动区域城市化发展加快，致使区域大量耕地转换为建设用地，土地城镇化的扩张不断加快，且由于城市产业结构多元，大量人口向城市涌入，使得城市人口、产业与土地的协调程度较高，但是此时各中心城市对周边城市的带动能力不强。2013年区域整体协调耦合度有所提升，中高值区域覆盖范围增加，中协调耦合度及以上的城市达到30个，中心城市的协调耦合度也继续加强。到2018年，区域耦合度呈现出整体提升的态势，中高值协调耦合度几乎覆盖整个长江中游区域，区域内部空间差异明显缩小，长江中游城市群一体化发展态势良好。

但是整个区域的空间差异仍然存在，经济发达地区人口、产业与土地城镇化水平都比较高，城镇整体发展质量高，如天门的协调耦合度在10年间的发展中仍处于较低水平的协调耦合阶段，在2009—2013年有较大幅度的提高，但是其周边中小城市的带动效应有限，且自身城镇化发展仍然存在诸多不足，目前仍处于失调阶段。

（3）以2013年为分界，长江中游城市群前半期产业、人口和土地城镇化的协调耦合度改善速度普遍快于后半期，有两方面原因。一方面，对于合肥、武汉、黄石、长沙等协调发展水平较高的地区，随着协调耦合度绝对量的增大，D值增速降低应属正常现象，但另一方面，也反映出部分城市增量下降过大、过早，出现后劲不足的问题[13]。在各地级市中，芜湖、马鞍山以及湘潭市出现D值上升趋势停滞的现象，蚌埠、池州、抚州等城市目前仍处于中低及中协调耦合发展程度，但是2013年之后增速明显放缓，未来仍有很大的上升空间和必要性，这也反映出促进长江中游城市群人口、产业与土地城镇化发展的协调性的难度在增加。

4 结论与讨论

城镇化是一个复杂的系统工程，涉及土地、人口、产业等诸多方面[14]，城市内部各子系统之间彼此配合、协同发展才能实现城镇化的健康可持续发展。该研究通过三角模型及耦合协调度模型对长江中游城市群的人口、土地与产业的协调发展程度进行了探索，得出以下结论：

（1）基于耦合协调度模型，长江中游城市群的人口、产业与土地城镇化的协调耦合度总体呈上升趋势，从空间格局上看，前期长江中游城市群人口、产业与土地协调耦合度的空间差异较为显著，高值区主要集中在各省省会城市，然后逐渐向外递减。随着长江中游城市群概念的逐步加深，各区域之间关联越来越紧密，整体区域协调耦合度的空间差异开始缩小，说明各省的功能核心区对周边城市的带动作用明显。但是耦合协调度的空间非均衡性仍然是较为显著的，经济发达地区往往具有较高的人口、产业与土地城镇化水平，城镇质量高，但是对于目前只依靠单一要素增强优化的地级市，其整体城镇化质量的提高仍然需要较长时间，以达到人口、产业与土地的内部协调和相互促进。

（2）城镇化发展模式存在多样性，各区域单元都有自身的城镇化发展模式，但是综合结合区域协调耦合度来看，区域单元无论是以人口、产业与土地中的其中哪一维度为重点，都有可能取得较高的城镇化发展水平，因为城镇化的初期动力与其固有属性有关，各地级市的产业基础及自然资源禀赋、社会经济条件等都存在差异[15]，这也是造成城镇化质量空间差异的重要原因。

（3）由于城镇化发展模式多样性并存，区域整体耦合协调度在空间上存在非均衡性，在今后整个区域的城镇化进程中，要注意多样化发展，根据不同城市特点，制定差异化政策，因地制宜地推进城镇化高质量发展[16]。对于合肥、长沙、武汉、南昌等核心城市，要发挥其核心城市间的集聚效应，扩大其辐射带动功能，从而促进整体区域内城镇化的高质量提升。对六安、天门、宣城等耦合协调度较低的地级市，应结合自身资源禀赋，发展内部优势产业，并主动承接核心城市，加强与核心城市之间的相互联系，以促进人员和资源流通，实现区域一体化发展的良性局面，提高城镇化质量。

人口、土地与产业城镇化三者之间的耦合关系十分復杂，三者之间的耦合状态与趋势转化受到内外多重因素的共同作用[16]。该研究以单一指标来衡量人口、土地与产业城镇化的协调耦合度，在准确度上仍然有所不足，且关于三者之间协调关系的分析主要集中于要素本身，对于其外在影响因素的分析有所缺乏，仍有待于进一步挖掘和完善。

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