京津冀生态宜居与宜业耦合协调发展研究

李雪铭， 兰敬伟， 田深圳， 孙 赫， 刘 贺

(1.辽宁师范大学 地理科学学院，辽宁 大连 116029；2.辽宁师范大学 海洋经济与可持续发展中心，辽宁 大连 116029)

京津冀城市群由京津唐工业基地演化发展而来，自古以来行政区划上的交融决定了京津冀三地不能脱离整体而单独发展，逐步发展为以北京和天津为中心的城市群，但京津冀的发展仍然面临着各种问题，在市场开放程度、经济发达度、对外开放度和区域一体化度等与珠三角和长三角城市群有较大的差距且城市群内部发展极其不协调[1].京津冀协同最早是在20世纪80年代国家实施国土整治时将京津冀地区作为试点区之一时提出来的，为之后区域协调发展打下基础.2015年国务院颁布实施《京津冀协同发展规划纲要》及2017年设立雄安新区，京津冀协同发展作为重要国家发展战略，备受重视.近年来京津冀城市群伴随不断“摊大饼”式扩张发展，城市生态系统服务降低[2]、雾霾天气多发导致空气质量下降[3]、基础公共服务不均衡[4]、快速城市化对资源承载力的压力[5]以及区域内城镇化不协同发展[6]等问题日益严峻，党的十九大报告中提到要不断提升城市竞争力、优化城市环境和改善居民生活质量增加居民幸福感和获得感，建设和谐美丽的宜居城市，为研究京津冀城市群生态宜居与宜业发展问题明确了方向.京津冀城市群生态宜居与宜业协同发展是实现区域高质量发展的关键，同时对城市群未来发展定位和区域可持续发展具有深远意义，因此深入研究京津冀城市群生态宜居与宜业协同发展尤为必要.

国外对生态宜居宜业的研究最早源于Howard的《明日的田园城市》，对生态城市的研究自此开始[7].联合国第二次人居大会上正式提出宜居城市概念，明确城市应是适宜人类居住的地方，而生态宜居城市则是对生态城市与宜居城市内涵理念的有机融合.David L. Smith 著作的 《宜居与城市规划》将城市宜居性内涵阐述为环境和物质两方面[8].E. Salzano从可持续发展角度出发认为宜居城市承载着过去和未来，是可持续发展的城市[9].P. Evans认为宜居城市应满足居住适宜性和环境可持续性两方面[10].A. Sakamoto[11]和A. Paul[12]使用GIS空间分析法对城市和城市群的宜居水平进行评价.国内自吴良镛院士创建人居环境科学理论之后，对区域生态宜居性研究也较为丰硕.在构建评价指标体系方面，叶青等[13]、黎宏宝等[14]和王小双等[15]分别从软、硬两方面构建二维向量结构、从居民满意度视角和采用主成分分析法从经济、文化、基础设施、生态环境和社会保障五个系统构建生态宜居指标评价体系.越来越多的研究主题集中在宜居指标体系构建、新型城镇化、生态宜居性和生态文明等方面[16].在城市宜居水平[17]、舒适度[18]、人居环境[19]、生态城市[20]、生态文明[21]、绿色发展[22]、生态宜居度[23]和宜居宜业[24]等实证研究的基础上体现出国内研究越来越注重人与自然、人与居住和社会环境的关系研究.

综上，国内外宜居宜业指标体系构建、评价模型及区域研究等为本文研究城市群生态宜居与宜业耦合协调发展水平及其空间差异特征奠定了坚实的基础.关于生态宜居与宜业耦合协调模型研究较少，因此深入探究京津冀城市群生态宜居与宜业耦合协调特征和发展规律对区域发展战略制定具有重要的理论价值.基于此，本文从生态宜居与宜业角度出发构建生态宜居与宜业建设评价指标体系，研究二者耦合协调水平及空间特征对京津冀区域协调一体化发展具有实践意义.

1 区域概况、数据来源及评价指标体系

1.1 区域概况与数据来源

京津冀城市群是我国重点发展区域和经济核心区之一，覆盖北京、天津2个直辖市和河北全省，共计13个城市.随着城市化快速发展，人民生活水平逐步提高，城市宜居程度和宜业状况对人口“推拉效应”和城市高质量发展影响日益增强，建设宜居宜业的“品质城市”是今后城市发展的重要方向.因此，本文从京津冀城市群协同发展问题入手，研究2009—2018年京津冀生态宜居与宜业耦合协调发展水平及空间差异特征，所涉13个城市数据来自2010—2019年的《中国城市统计年鉴》《中国区域经济统计年鉴》《河北省经济年鉴》及相关地市统计年鉴和统计公报，涉及的环境数据来源于《中国环境统计年鉴》以及各城市的环境质量公报.

1.2 评价指标体系

生态宜居指城市具有良好的居住环境、配套完善的基础设施、社会文明程度高及优良的生态环境；宜业性指城市经济发展水平高，就业环境好，居民在城市发展过程中幸福感和获得感增强.新时代要满足人民日益增长的美好生活需要的愿景，提升区域和城市生态宜居与宜业发展水平至关重要.依据指标选择的可持续性、科学性、全面性和针对性等原则，参考相关文献[13-24]，构建了生态宜居与宜业系统评价指标体系，其中生态宜居包括社会文明程度、居民生活水平与舒适程度和环境保护程度3个子系统共23个指标来测度生态宜居水平；宜业包括城市经济发展水平与就业创业环境两个子系统共12个指标来测度宜业建设水平(表1).

表1 京津冀生态宜居与宜业评价指标体系

2 研究方法

2.1 熵权法

京津冀城市群生态宜居与宜业系统共计35项指标，为避免指标间的量纲差异，首先使用极差标准化[25]对数据进行处理，其次利用熵权法测算每个指标的权重，由于熵权法是根据数据内部相关性计算获得权重，可以避免主观因素带来的误差，较为客观，最后利用线性加权求和测算出生态宜居与宜业的综合发展水平指数，具体公式参照文献[21].

2.2 耦合协调度模型

参考相关研究[26]，引入物理学中容量耦合概念，借助耦合度系数可以研究生态宜居与宜业两系统之间相互作用影响的内在机制，结合协调度构建生态宜居与宜业建设耦合协调模型，揭示两系统整体发展状况和协同发展水平，其耦合协调度模型为：

(1)

T=α×Si+β×Sk，

(2)

(3)

式中：C为耦合度，取值范围为[0,1],值越接近1，说明生态宜居宜业两系统相互影响越高；Si与Sk分别表示生态宜居与宜业建设综合发展水平指数；α和β为待定系数，本文认为生态宜居与宜业同等重要，均取0.5；T为综合协调发展指数；D为耦合协调度.

通过耦合协调度模型可以衡量生态宜居与宜业两系统的协调发展状况，但不能衡量两系统相对发展水平，因此，引入相对发展度模型测算生态宜居与宜业建设的相对发展系数.

Δ=Si/Sk，

(4)

其中，Δ代表相对发展系数，Si与Sk分别为生态宜居与宜业建设综合发展水平指数.借鉴其他学者的研究[24]对生态宜居与宜业水平的耦合协调等级、发展类型与特征进行判定(表2).

表2 生态宜居与宜业耦合协调发展阶段与类型

2.3 Moran’s I指数

Moran’sI指数包含全局Moran’sI指数和局部Moran’sI指数，通过对京津冀城市群生态宜居与宜业耦合协调发展度的全局和局部空间自相关的测算研究京津冀城市群生态宜居与宜业耦合协调发展水平的整体和局部的空间集聚状态.

全局Moran’sI指数：

(5)

局部Moran’sI指数：

(6)

其中，n为研究城市数量，Di为i市的耦合协调值，Dj为i市相邻城市的耦合协调值，wij为反距离空间权重矩阵，I取值范围为[-1,1].若I<0表明存在空间负相关;若I>0表明空间正相关;I=0表明空间不存在相关性.

3 结果与分析

3.1 生态宜居与宜业系统综合发展水平分析

3.1.1 系统综合发展水平时间演化特征

2009—2018年间京津冀生态宜居水平整体呈波动上升态势(表3)，最大值和最小值由0.24和0.08分别上升到0.44和0.14，平均值由0.14上升为0.22.其中北京、张家口和天津增长较大，增长幅度分别为0.20、0.17和0.14；生态宜居水平年均增速较快的城市为张家口、天津、北京、承德和廊坊，增速分别为13.9%、9.8%、7%、6.7%和6.2%.京津冀城市群2018年生态宜居水平排序为北京>沧州>张家口>天津>承德>廊坊>邢台>秦皇岛>石家庄>唐山>衡水>保定>邯郸.北京经济发达在公共服务和基础设施投入较大，环境保护法律法规严苛，因而生态宜居水平较高.张家口本身地势原因，常年多风，空气质量较好，加之2022年冬奥会举办，政府加大对公共服务和交通、医疗等基础设施治理，生态宜居水平提升较快.唐山、邯郸、邢台等城市发展第二产业为主的重工业，对空气质量影响较大，因而生态宜居水平较低.

表3 京津冀生态宜居与宜业综合发展指数和耦合协调度及类型

2009—2018年京津冀宜业水平相对波动较小，整体呈现缓慢增长态势，平均值由0.23增长到0.26，增幅为2%，变化较小.其中北京和天津两市宜业水平最高，北京市宜业水平呈稳定上升态势，天津市宜业水平呈先上升后下降趋势，在2012和2015年超过北京，分别达到0.69和0.78.宜业水平增长较大的为北京、沧州和张家口，分别为0.17、0.14和0.10，年均增速较快的为张家口、沧州、承德市，分别为8%、7%和5%，此外，秦皇岛市和保定市下降幅度较大，分别为4%和3%.

3.1.2 系统综合发展水平空间差异特征

根据上文所计算的京津冀生态宜居与宜业综合发展指数，分析2009年、2012年、2015年和2018年各城市生态宜居与宜业水平的空间差异(图1和图2).

京津冀生态宜居水平在空间上存在较大差异，呈以北京为中心向四周递减的空间格局(图1).2009—2018年间北京市生态宜居水平最高，一直辐射引领周围城市生态宜居建设；沧州市的生态宜居水平排名第二，是河北省生态宜居最高的城市；天津市生态宜居水平较高，但2012—2018年发展缓慢，甚至出现下降现象；张家口和承德市生态宜居发展较为同步，生态宜居水平提升速度较快；保定、衡水和邯郸市在研究期内生态宜居水平波动变化，整体水平较低且发展速度较缓；石家庄、廊坊和秦皇岛市生态宜居水平波动上升，由低水平发展到中等水平；邢台市生态宜居水平波动起伏较大，生态宜居发展不稳定；唐山市生态宜居水平最低，但整体生态宜居水平缓慢提升.

图1 京津冀生态宜居水平空间分异

宜业水平在空间上呈“京津高，四周低”的空间分布差异，相对生态宜居来说城市间差异较大(图2).其中北京和天津是京津冀城市群宜业水平发展最高的城市，天津市宜业水平在2012年和2015年超过北京，两市始终引领京津冀城市群的发展，是京津冀区域城市发展的增长极.河北省各市的宜业水平不仅与京津两市差距较大且省内宜业水平空间分布也存在较大分异.唐山、廊坊和沧州受京津辐射带动明显，在2018年宜业水平有所上升，是推动河北未来发展的重要动力；石家庄和秦皇岛宜业发展水平相似，处京津冀的中等水平；邯郸、邢台、衡水、保定、张家口和承德的宜业发展水平较低且发展缓慢，因此未来京津冀发展需要着力提升区域的宜业水平.

图2 京津冀宜业水平空间差异

3.2 生态宜居与宜业耦合协调水平分析

3.2.1 耦合协调水平的时空演化特征

通过对耦合协调模型的运算，依据表3划分的耦合协调度等级及类型，选取2009年、2010年、2015年和2018年4个节点对京津冀地区生态宜居与宜业进行实证分析.

(1)耦合协调水平的时序变化.2009—2018年京津冀城市群生态宜居与宜业耦合协调度整体呈上升态势，少数城市有下降现象(表3).京津冀耦合协调度在0.30～0.85之间，平均值由2009年0.42升到2018年0.49，其中，河北省耦合协调度平均由0.39升为0.45，表明京津冀城市群生态宜居与宜业耦合协调发展水平逐渐提升，但河北各市耦合协调水平较低，大多数城市处于中度失调和濒临失调阶段，生态宜居与宜业呈拮抗状态.城市耦合协调等级由2009年以中度失调为主发展为2018濒临失调为主，大部分城市处于转型发展阶段，说明京津冀城市群耦合协调水平未来发展有较大的提升空间，今后应在北京和天津的辐射带动下逐渐提升自身的耦合协调水平.

(2)耦合协调水平的空间分异.2009—2018年京津冀生态宜居与宜业耦合协调发展水平呈“中部京津高，四周低”的空间差异格局(表4).在4个年份中石家庄、廊坊、沧州和秦皇岛始终处于濒临失调等级，保定、邯郸和衡水市一直处于中度失调等级.其中，2009年、2012年和2015年京津冀生态宜居与宜业耦合协调水平呈中度失调、濒临失调和中级失调三种等级，北京市呈中级协调，天津市2012年由濒临失调升为中级协调，城市生态宜居宜业系统由转型发展转向协调发展，其余城市表现为濒临失调和中度失调等级，生态宜居与宜业处于转型发展和不协调发展阶段.张家口和邢台市2015年由中度失调升为濒临失调，城市加入转型发展行列.2018年耦合协调度等级分为高级协调、中级协调、濒临失调和中度失调四类，其中邯郸、保定和衡水市共同处于不协调发展阶段，唐山和承德市由中度失调发展为濒临失调，与张家口、秦皇岛、石家庄、沧州、廊坊、唐山和邢台等城市一起处于转型阶段，天津市处于中级协调等级，北京市由中级协调升为高级协调，生态宜居宜业耦合协调度最高.分析空间差异的主要原因可能是北京和天津经济社会发展水平高，就业市场广泛和就业保障力度大，环境法律法规齐全，产业以第三产业为主，因而生态宜居与宜业耦合协调水平高；而河北省除张家口和承德市生态环境保护得较好，但公共服务、基础设施和宜业环境较弱；唐山、邢台和邯郸等市二产比重较高，对生态环境影响较大，因此这些城市在发展过程中应寻找清洁能源，发展高产出、低耗能产业，生态保护与经济发展“两手抓”，同时加大对社会就业的保障.

表4 京津冀生态宜居与宜业耦合协调发展水平空间分布类型

(3)耦合协调水平的空间自相关分析.利用 GeoDa 软件建立反距离空间权重矩阵，利用全局Moran’sI指数分析2009年、2012年、2015年和2018年京津冀城市群生态宜居与宜业耦合协调的空间集聚特征.京津冀城市群生态宜居宜业耦合协调度空间分布集聚性不强(表5).2009年、2012年、2015年和2018年耦合协调度的Moran’sI指数逐渐升高，表明城市群耦合协调分布由负相关趋向为正相关，但除2009年P<0.05通过显著性检验外，其余年份不能拒绝零假设，故京津冀城市群生态宜居与宜业耦合协调发展水平趋向于随机分布，空间分布依赖性较弱.

表5 京津冀城市群生态宜居与宜业耦合协调度的全局Moran’s I指数

3.2.2 耦合协调发展类型演化分析

从表3可以看出，2009年发展类型中，处于不协调发展阶段(Ⅱ类型)的城市最多，共有7个，其中,邯郸、保定和衡水三市生态宜居宜业两系统发展趋于均衡，唐山、张家口和邢台、承德市分别为生态宜居发展较为滞后和宜业建设滞后，两系统处不协调发展状态.其次处于转型发展阶段的类型Ⅲ有5个城市，除沧州市宜业建设滞后外，天津、石家庄、秦皇岛和廊坊市均为生态宜居发展滞后，两系统不协调.北京市为Ⅳ类型，处于协调发展阶段，但生态宜居相对滞后于宜业，未来要加强对生态宜居的建设.

2012年城市发展类型中处于Ⅱ类型城市与2009年持平，共7个，包含唐山、邯郸、邢台、保定、张家口、承德和衡水，其中张家口市由Ⅱ1升为Ⅱ2，承德市由Ⅱ3发展为Ⅱ2，表明两城市的生态宜居与宜业系统较2009年趋向均衡发展；邯郸、保定、衡水和唐山、邢台与2009年保持一致，分别表现为城市两系统较为均衡、生态宜居建设滞后和宜业建设滞后3种类型.处于Ⅲ类型的城市共有4个，其中石家庄、秦皇岛和廊坊市由Ⅲ1升为Ⅲ2，沧州由Ⅲ3转为Ⅲ2，四市生态宜居与宜业系统趋于均衡发展.Ⅳ类型在2009年的基础上增加了天津市，但两市的生态宜居相对宜业发展较为滞后.从城市发展类型分析原因，首先，北京和天津市作为直辖市，国家支持城市，优惠政策较大，相对生态宜居来说宜业环境建设更为完善.

2015年城市处于转型发展阶段(Ⅲ类型)较2012年增加2个，其中仅有秦皇岛市城市生态宜居宜业两系统发展较为均衡，石家庄和廊坊市生态宜居建设较为滞后，邢台、张家口和沧州市则是宜业建设较为滞后；处于不协调发展(Ⅱ类型)的城市有5个，其中唐山市由2012年Ⅱ1升为Ⅱ2，与邯郸和秦皇岛市生态宜居宜业同为低协调同步发展，承德和衡水均由Ⅱ2转为Ⅱ3，生态宜居发展超前于宜业建设；北京市和天津市与2012年相同，城市发展处于协调阶段(Ⅳ类型)，但生态宜居相对宜业建设仍较为滞后.

2018年发展类型中共有8个城市处于转型阶段(Ⅲ类型)，较2015年增加2个，是4种类型中最多，其中石家庄、秦皇岛、邢台、张家口和沧州五市发展状态与2015年相同，唐山、承德和廊坊分别由Ⅱ2升为Ⅲ1、Ⅱ3升为Ⅲ3和Ⅲ1升为Ⅲ2，城市相对发展状态分别表现为生态宜居滞后、宜业建设滞后和生态宜居宜业系统均衡发展；处于不协调发展(Ⅱ类型)的城市有邯郸、保定和衡水均为Ⅱ2，表明三市生态宜居宜业为低协调均衡发展；城市协调发展阶段有天津和北京两市，发展类型分别为Ⅴ1和Ⅳ1，但相对发展状态仍是生态宜居建设较为滞后.

综上，京津冀城市群耦合协调发展类型主要为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类型，在2018年出现Ⅴ类型，城市类型数量由Ⅱ类型城市最多转为Ⅲ类型城市居上，整体生态宜居与宜业耦合协调等级逐步提升，但各城市内部生态宜居和宜业发展失调，仅有少数低协调城市趋于均衡发展.因此，未来发展在提高生态宜居与宜业耦合协调度的同时，也要把握二者之间的发展，促进系统均衡发展.

4 结论与建议

4.1 结 论

本文以2009—2018年京津冀13市面板数据为研究对象，在构建生态宜居与宜业系统评价指标体系基础上，测算生态宜居与宜业综合发展指数并对两系统间耦合协调水平时空演化特征、空间集聚和类型实证分析，得出以下结论：

(1)生态宜居与宜业系统综合发展水平分析.2009—2018年间京津冀生态宜居水平整体呈波动上升，平均值由0.14上升为0.22；生态宜居水平在空间上存在较大差异，呈以北京为中心向四周递减的空间格局.京津冀宜业水平相对波动较小，整体呈现缓慢增长态势，平均值由0.23增长到0.26；在空间上呈“京津高，四周低”的空间分布差异，相对生态宜居来说城市间差异较大.

(2)生态宜居与宜业耦合协调水平分析.2009—2018年京津冀城市群生态宜居与宜业耦合协调度整体呈上升态势，少数城市有下降现象.京津冀生态宜居与宜业耦合协调发展水平呈“中部京津高，四周低”空间格局.2009年、2012年和2015年京津冀耦合协调等级表现为中级协调、濒临失调和中度失调三类，2018年北京市上升为高级协调，京津冀呈现出四种等级；全局莫兰指数分析出京津冀城市群生态宜居与宜业耦合协调发展水平趋向于随机分布，空间分布依赖性较弱；耦合协调发展类型数量由Ⅱ类型城市最多转为Ⅲ类型城市居上，整体生态宜居与宜业耦合协调等级逐步提升，但各城市内部生态宜居和宜业发展失调，仅有少数低协调城市趋于均衡发展.

4.2 建 议

京津冀城市群生态宜居与宜业耦合协调水平整体逐渐提高，但空间分异较为明显，对此提出以下建议：

第一，针对生态宜居发展超前于宜业建设的城市，未来发展继续发挥生态优势，始终保有环保意识的同时优化产业结构，通过科技创新提高产业效率，鼓励中小企业发展和加大就业保障力度，提升城市经济发展水平和宜业能力；而生态宜居较为滞后的城市应加强对教育、医疗和交通等基础设施和公共服务的建设和投入，加快传统产业转型升级步伐，实现绿色节能减排同时倡导低碳可持续生活模式，促进生态宜居与宜业耦合协调发展.

第二，河北省充分发挥“环京津”的地缘优势，在京津冀协同发展战略和雄安新区建设下，各市根据自身资源禀赋和发展状况，积极承接北京和天津产业转移，推动自身产业更新转型，降低与北京和天津宜业水平的差距，实现京津冀宜业协同发展；北京和天津通过合理的城市规划和分散疏解城市职能，缓解城市人口、产业与基础设施和环境的压力，建设多核心区和卫星城市，在减轻自身压力同时带动周边城市发展，逐步提升京津冀城市群生态宜居与宜业耦合协调水平.

由于数据均来自统计年鉴，具有一定的局限性，在指标体系构建上可能也不尽全面，因此在后续研究中要更全面和深入的研究生态宜居与宜业两系统的耦合协调状况，未来也要对两系统协调发展的作用强度、影响机制等深入研究，以期更好地把握生态宜居与宜业耦合协调发展的规律.