长三角城市群基础设施水平测度及耦合协调评价研究

杨 静

（安徽大学 经济学院，合肥230031）

0 引言

2019年中共中央、国务院印发的《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》中强调，“长三角是我国经济发展最活跃、开放程度最高、创新能力最强的区域之一.”［1］改革开放以来，长三角得到了快速一体化的发展，然而由于范围不断外延，区域内部差异现象也比较突出.城市群作为一个有机整体，生产要素能充分自由流动是其发展前提，而互通互联的基础设施是技术、人才、资金等生产要素顺利流动的重要保障.

基础设施发展水平及其一体化程度是区域经济一体化发展的切入点和突破点，近年来随着我国经济圈和城市群的不断发展，关于基础设施对城市群发展的研究逐渐成为讨论的热点.从已有文献看，对基础设施发展问题的研究成果丰硕，包括基础设施与经济发展的经验研究，基础设施空间溢出性问题、基础设施投资的收入分配效应、政府与基础设施投资相互关系实证研究等，但是对基础设施发展水平及一体化问题的研究集中在以下几个方面：一是基础设施评价指标体系的构建.陈银娥和孙琼（2016）选取了道路交通设施、邮电通讯设施和能源动力等5个维度的多个指标，采用熵值法综合测量了中国30个省份的基础设施发展水平［2］；卢扬帆等（2014）选取了能源供给和科教文卫等5个维度共12个指标，采用主成分分析衡量了珠三角9 市基础设施发展指数［3］；杨道玲等（2016）选取了信息通信技术应用和信息通信基础环境维度共9 个指标来衡量信息基础设施发展水平［4］；王婷等（2020）建立了经济效益、科技效益、集群效益和社会效益4 个维度的重大科技基础设施综合效益评估指标体系，并选择FAST 为例进行实证研究［5］；邓翔等（2021）从六个方面建立了衡量西部基础设施发展水平的评价体系［6］.二是城市群基础设施协调发展的研究.早期学者定性地分析了基础设施一体化的重要意义以及存在的问题.罗明义（1995）探讨了基础设施协调发展对区域经济一体化的重要支撑作用，并重点分析了区域基础设施协调发展面临的难题以及对策建议［7］；曹国华（2003）对区域性基础设施特征进行归纳总结，分析了三个都市圈区域性基础设施的现状和存在的问题，最后提出了不同基础设施以及跨区域、跨部门基础设施如何协调发展的策略［8］.少量学者对基础设施一体化的测量开始采用定量分析方法.杨慧（2020）构建了京津冀基础设施一体化指标体系，再将物理中“耦合”的原理运用到基础设施一体化的度量中［9］；赵峥（2020）构建了基础设施投入产出效率评价体系，再运用耦合测量内部协调度对效率的影响［10］.

在对基础设施发展水平及一体化测度的研究基础上，从促进长三角一体化发展的视角来看，现有研究还存在以下可以拓展的空间：（1）区域基础设施一体化采用定量分析方法的研究不多，多数研究方向为经济发展和基础设施的相关关系；（2）缺乏涉及长三角市级层面基础设施一体化的测量问题研究，长三角基础设施一体化作为长三角一体化优先重点发展模块，其一体化程度对考察长三角一体化意义非凡.基于此，文章在数据可获得的前提下，结合长三角一体化发展的战略背景，以长三角27 个城市2008—2019年面板数据为样本，运用熵值法和耦合协调度模型对其基础设施发展水平及一体化程度进行分析，为新时期推进长三角一体化发展提供经验参考.

1 评价依据及模型

1.1 评价指标和数据来源

长三角城市群基础设施发展水平评价指标体系主要借鉴尹宏玲（2015）的城市基础设施发展水平评价指标体系［11］.但鉴于数据的可获得性，将运营线路网密度予以删除，其他指标保留.城市基础设施发展水平评价指标共分为5个维度，由20个指标构成，具体如表1所示.

表1 城市基础设施发展水平评价指标体系

选取长三角27个城市为研究对象，依据2008—2019年的面板数据，建立评价指标体系，运用定量方法测量长三角城市群基础设施指数.数据来源于2008—2019 年的《中国城市建设统计年鉴》《中国城市统计年鉴》和《中国统计年鉴》，部分数据由各省（市）统计年鉴补齐.

1.2 方法与模型

1.2.1 熵值法

田时中等探讨了熵值法在基础设施发展水平评价中的应用，详细步骤见参考文献［12］.熵值法具有很强的可操作性和科学性，所以选取熵值法对长三角27 个城市基础设施发展水平进行测量［13］.基础设施发展水平综合指数计算公式为

利用“厚今薄古”的思想对长三角27个城市综合指数进行时间加权，计算公式为

其中：χ′iκ为时间加权后的综合指数；ϖt为时间加权系数.

1.2.2 耦合协调度模型

耦合协调度在评价地区间一体化程度时，不仅能够考察地区间相互作用程度的强弱，而且也能反映各地区发展水平高低的情况.长三角27 个城市水资源设施、能源动力设施、道路交通设施、邮电通讯设施和生态环境设施之间的耦合影响着基础设施综合发展水平.从长三角基础设施一体化角度来说，需要促进各子系统从无序向有序演变，而耦合协调度模型可以作为反映协同发展的参量，文献［9］探讨了将耦合协调度模型引入评价一体化水平，本文将此方法运用到评价长三角地区基础设施一体化水平，具体步骤如下：

（1）耦合度：耦合度是根据测算子系统之间距离的大小来判断系统之间的协调性，相对离差系数越小越好.设定测算多个子系统发展水平函数分别为I1，I2，…，In，则这n个系统的耦合度计算公式为

（2）耦合协调度：在某些情况下，耦合度难以反映系统功能的大小，特别是在进行时空分析比较时，测量系统间协同效应往往不够精准［14］.基于此，就需要建立一个客观测量子系统间协调发展水平的耦合协调度模型来更精准地反映考核期内子系统之间交互耦合的协调度.耦合协调度计算公式为

(1)选用无病种薯，建立无病留种田。(2)发现病株及时挖除，特别是留种田更要细心挖除，减少菌源。（3）噻霉酮叶面喷雾80g/亩，连用两次。

（3）综合一体化指数：根据式（5）得出每个指标i的耦合协调度.假设27个城市基础设施一体化测度共选取了N个指标，则这N个指标在第t年的综合一体化指数计算公式为

（4）分类一体化指数：假设某分类指标下属n个指标，则27个城市分类一体化指数为

1.2.3 长三角城市群基础设施一体化水平评价标准

借鉴钱慧敏等（2019）协调分类标准［15］，一体化类型可以根据一体化指数取值范围划分为5类，如表2所示.

表2 基础设施一体化类型划分

2 实证分析

2.1 长三角城市群基础设施发展水平测度结果

结合长三角27 个城市2008—2019 年的面板数据，通过公式（1）即可计算出长三角城市群基础设施发展水平综合指数，为了进一步考察长三角27 个城市基础设施发展水平的具体差异，依据“厚今薄古”的思想［16］，通过公式（2）和（3）对基础设施发展水平综合指数进行时间加权，结果如表3 所示，并根据加权后各年份均值绘制折线图，如图1所示.

图1 长三角城市群基础设施发展水平综合指数时序特征

表3 2008—2019年长三角城市群基础设施发展水平综合指数

由图1可知，长三角城市群基础设施发展水平除2015年下降之外，整体呈现逐年上升的特征，其中，2008年为样本考察区间最小值，2019年为最大值.2008—2019年基础设施发展水平综合指数从0.002上升到0.030.

2.2 长三角城市群基础设施发展水平评价

2.2.1 长三角城市群基础设施发展水平综合指数呈现不同纵横向特征

图2表示长三角城市群各城市间基础设施发展水平综合指数截面差异.由图2可知，2019年与2008年相比，长三角城市群各城市基础设施发展水平都有一定幅度增长，但差异明显.从极值大小来看，2019年池州市指数最小，为0.007，上海市指数最大，为0.142，极差为0.135.对27个城市基础设施综合指数按由大到小进行排列，可分为三个梯队：上海市为第一梯队，指数超过0.090；南京、杭州和苏州3市为第二梯队，其指数介于0.050～0.090 之间；无锡、常州、南通、盐城、扬州、镇江、泰州、宁波、绍兴、湖州、嘉兴、金华、舟山、台州、温州、合肥、芜湖、马鞍山、铜陵、安庆、宣城、池州和滁州23市为第三梯队，其指数介于0.007～0.050之间.从总体上看，长三角27个城市基础设施发展水平差距明显，省会城市中除合肥以外，上海、南京和杭州都位于前两个梯队，说明经济发展水平越高的城市，基础设施发展水平越高［17］.

图2 长三角城市群基础设施发展水平综合指数截面特征

2.2.2 长三角城市群五大子系统综合指数时序演变特征

长三角城市群水资源设施、能源动力设施、道路交通设施、邮电通讯设施和生态环境设施5 个子系统的发展状态决定了长三角城市群基础设施的整体水平.根据熵值法的测量结果，取不同年份27 个截面城市综合指数的均值，依照层次加总的原则即可得到子系统走势图，如图3所示.

图3 长三角城市群子系统综合指数时序比较

由图3可知，长三角27个城市子系统综合指数道路交通设施＞能源动力设施＞邮电通讯设施＞生态环境设施＞水资源设施.从整体时序上看，道路交通设施增长速度最快，上升幅度最大；能源动力设施和邮电通讯设施保持在较高的水平但波动幅度比较大；生态环境设施和水资源设施水平较低，且增长幅度不明显，说明长三角城市群未来要加强环境保护和水资源设施建设，要重视基础设施的协调发展.

2.2.3 长三角城市群五大子系统截面综合指数特征

2008年和2019年长三角城市群五大子系统截面综合指数如表4所示.由表4可知，2019年水资源设施、能源动力设施、道路交通设施、邮电通讯设施和生态环境设施子系统发展水平与2008年相比均有不同程度的提升，但变化轨迹不尽一致.

表4 长三角城市群子系统动态演变截面比较

从水资源角度来看，2008年除上海市外，其他城市水资源指数偏低.2019年，除常州、镇江、马鞍山3市水资源指数与2008 年相比有所下降之外，长三角其他各城市水资源指数与2008 年相比有所提升，但是指数水平差异较大，其中，上海市排名第一，为0.157；嘉兴市最低，为0.007，两者相差0.150.从能源动力角度来看，2019 年上海市能源动力指数最高，为0.295；杭州、南京分别位居第二和第三位，分别为0.100 和0.099；能源动力指数最低的三个城市分别为安庆、池州和宣城，分别为0.002，0.009 和0.010，这三个城市都属于安徽省，可见安徽省能源动力设施方面还有待加强.从道路交通角度来看，上海市的道路交通指数最高，为0.353；苏州和杭州位于第二和第三位，分别为0.134和0.133；铜陵、宣城和池州位于后三位，分别为0.006，0.005和0.002，其中，增长幅度最大的城市为上海市，而且与上海邻近的城市发展较好，其他城市特别是安徽省发展势头较弱.从邮电通讯角度来看，2019年邮电通讯指数最高的是上海市，为0.235；其次是苏州和杭州，分别为0.108 和0.104，其中，增长幅度最大的是上海市；发展水平较低的三个城市为宣城、铜陵和安庆，分别为0.007，0.006和0.005.从生态环境角度看，2019年镇江、湖州、马鞍山、芜湖、宣城和滁州6市生态环境发展水平与2008年相比都出现一定幅度的下降；生态环境指数比较高的前三个城市为上海、无锡和杭州，分别为0.181，0.082和0.067；发展水平较差的三个城市为滁州、安庆和金华，分别为0.009，0.009和0.008.整体来说，2008—2019年生态环境发展态势并不理想，长三角27个城市要注意生态环境系统与其他系统保持协调发展.

2.3 长三角城市群基础设施一体化现状分析

根据公式（1）熵值法测量的指标权重结果，进一步根据综合一体化指数公式（6）和分类一体化指数公式（7）即可得到综合一体化指数及分类一体化指数的具体数值，如表5所示.

表5 长三角城市群基础设施一体化指数

2.3.1 综合一体化指数

由表5 可知，2008—2019 年长三角27 个城市基础设施综合一体化指数从2008 年的0.287 上升到2019年的0.339，一体化等级从Ⅱ级上升到Ⅲ级，一体化水平经历不太一体化到基本一体化的过程.究其原因是加快推动基础设施互联互通是长三角一体化发展战略的重要内容，政府的政策引导和财政资金的支持直接促进了基础设施一体化水平的提高［18］，同时也要意识到，虽然一体化水平在提高，但离高度一体化水平还有较大距离.

2.3.2 分类一体化指数

由表5 可知，水资源系统一体化指数从2008 年的0.271 上升到2019 年的0.323，一体化等级从Ⅱ级上升到Ⅲ级，一体化水平经历不太一体化到基本一体化的过程；能源动力一体化指数从2008年的0.419上升到2019 年的0.469，目前处于基本一体化水平；道路交通一体化指数从2008 年的0.306 上升到2019年的0.373，基本保持了上升的趋势，达到基本一体化水平；邮电通讯一体化指数从2008年的0.300上升到2019 年的0.360，处于基本一体化水平；生态环境一体化指数从2008 年的0.280 上升到2019 年的0.309，达到基本一体化水平.整体上看，各子系统在2019年都达到了基本一体化水平.

3 结论与建议

3.1 结论

依据长三角城市群基础设施发展水平评价指标体系，选取27 个城市2008—2019 年的面板数据，运用熵值法和耦合协调度模型，测算长三角城市群基础设施发展水平和基础设施一体化水平，得出以下的结论：

首先，2008—2019 年，综合指数从0.002 上升到0.030，说明近长三角在基础设施的投入和重点发展战略上成效明显，但其发展水平还需进一步提高，进而为区域经济协调发展奠定设施基础.其次，长三角27个城市5个子系统综合指数除个别年份有所下降之外，整体处于上升的趋势；截面上，2019年长三角城市群除个别城市外，水资源设施、能源动力设施、道路交通设施、邮电通讯设施和生态环境设施子系统发展水平和2008年相比都有不同程度的上升，但演变轨迹不尽一致，其中，发展水平较高的城市主要集中在上海市、浙江省和江苏省，安徽省各子系统发展水平与其他“两省一市”相比有较大差距.最后，从基础设施一体化水平的状况来看，由于水资源设施、道路交通设施、邮电通讯设施、能源动力设施和生态环境设施五个子系统一体化指数在2008—2019年整体保持上升趋势，27个城市基础设施综合一体化指数也随之从2008年的0.287上升到2019年的0.339，经历不太一体化到基本一体化的过程.

3.2 建议

基于此，为推进长三角城市群基础设施协调发展，提出以下建议：

第一，进一步提高长三角基础设施整体发展质量和水平.一方面，注重整体布局和加强管理，避免同质化基础设施重复建设，充分利用数字经济相关技术优势，提升长三角基础设施数字化管理能力，在准确统计分析长三角居民、企业具体需求的基础上，更加高效地提供基础设施服务建设；另一方面，要因地制宜地推进基础设施建设，将各个区域城镇化格局和人口分布特点等因素纳入整体布局当中，增加有利于提升公共服务水平的基础设施项目；最后建立多元化基础设施投入体系，引进市场资金力量，政府可以通过采取税收优惠、财政补贴、特许经营等激励机制，引导多层次融资主体、运用丰富的融资工具将资金投入到基础设施的建设中去，拓宽基础设施建设的融资渠道.

第二，推动区域基础设施协调发展.从上述分析结果可以发现，5 个子系统中发展水平比较落后的城市大多集中在安徽省，其较低经济发展水平也影响着基础设施发展水平的提高，因此，急需加快统筹建设，淡化行政区划，逐步推进江浙沪与安徽的联动，促进长三角基础设施协同发展.首先，经济发达的中心城市应充分发挥其辐射和集聚作用，激励数据共享，鼓励技术、产品构建上充分开放，实现基础设施跨市域的共用共享和共建共管.其次，对于经济欠发达地区，应弥补其基础设施发展短板，同时发展各自的优势，共同规划基础设施整体布局；最后，探索建立高效持续的共享模式，倡导运行跨区域多部门协同参与的共同规划建设，推进资源要素整合，以提高产出和运营的效率.

第三，提高综合一体化水平.未来要加大力度促进滞后分类一体化水平的提高，进而促进基础设施一体化的整体发展.在水资源一体化方面，加快区域水利工程建设，完善水利发展的整体布局，协同推进区域内水联动及水资源应急措施建设.在能源动力一体化方面，协同建设油气基础设施，改进区域油气基础设施布局；统筹建设区域电网，提升城市群电力供应保障和交换能力.在道路交通一体化方面，各市应加大对公共交通的投入，同时交通基础设施的一体化布局还需优化改进.在邮电通讯一体化方面，未来要持续推进新一代信息基础设施的构建，协同建设长三角数据中心，推进苏浙沪皖信息枢纽港的建设.在生态环境一体化方面，要在环境设施和治理方面加大投入力度，对于苏浙沪皖共同面临跨界性突出的生态环境问题，应该协作共同治理.