长株潭城市群经济-社会-生态协同发展水平的演化特征及提升路径

陈奕璋，周国华,b,c，王 华,b，崔树强,b，毕方泽，于雪霞

（a.湖南师范大学 地理科学学院；b.地理空间大数据挖掘与应用湖南省重点实验室；c.城乡转型过程与效应重点实验室，长沙 410081）

城市群协同发展，以经济发展一体化、社会福利均等化、生态环境协调化为主要目标，是凝聚各城市发展合力的内在要求，更是实现整体效益最大化、提升城市群整体竞争力的关键路径。作为新型城镇化发展的主体形态，城市群在承载地区人口活动与经济社会发展核心功能的同时，也面临着生态环境退化、人地关系失衡的挑战（Fang et al., 2017；方创琳 等，2017，2018；宫清华 等，2020）。二十大报告强调要“坚定不移走生产发展、生活富裕、生态良好的中国式现代化文明发展道路”，在此背景下，促进城市群经济-社会-生态的协调共荣，既是新时代城市群协同发展的题中之义，也是聚焦城市群人地矛盾与实现可持续发展的必要举措。

以城市群协同发展为议题，学界主要围绕功能协同和主体协同两大视角进行研究。功能协同以特定区域中的功能系统为研究对象，以区域可持续发展与高质量发展为目标，关注经济、社会、生态、人口、土地等功能系统之间的耦合协调关系（方创琳 等，2016；李久枫 等，2018；范擎宇 等，2020；蔡勃伟 等，2022）。已有研究聚焦于经济-社会-生态系统的协同发展进行深入的理论探析（马世骏等，1984；赵景柱，1995；王如松 等，2012）。如马世骏等（1984）提出社会-经济-自然复合生态系统的概念，认为应基于自然系统的合理性、经济系统的利润、社会系统的效益来综合衡量复合系统的发展水平；在实证研究方面，已有研究针对京津冀、长三角、粤港澳大湾区、天山北坡城市群、武汉城市圈、洞庭湖区等案例地进行分析（刘承良等，2009；王爱辉 等，2014；王琦 等，2015；倪维秋，2016；张杨 等，2017；李雪松 等，2019）。如刘承良等（2009）运用系统协调度和协调发展度模型揭示了武汉城市圈经济-社会-资源-环境复合系统的协调发展特征。主体协同是指城市群内不同城市主体间的联合、互动与协作共建，通常以城市群整体及各城市为研究对象，从城市协同能力（曾刚 等，2018；2020；2022）、城市间要素流动（Scott et al., 2015; Storper et al., 2016；邱坚坚 等，2019；郭杰 等，2022）、城市间协同治理（秦立春等，2013；张衔春 等，2015）等方面阐释协同发展。如曾刚等（2022）从经济发展、科技创新、交流服务、生态保护等4个维度出发对长江经济带城市协同发展能力进行评价；王长建等（2022）基于要素流动的视角对粤港澳大湾区城市间的相互关系、流动性、连通性与边界效应进行量化分析；张衔春等（2015）从区域治理的视角提出应构建长株潭城市群多中心网络治理机制。然而，基于功能视角，现有关于城市群经济-社会-生态复合系统的研究多仅侧重时空演化特征的分析，对其提升路径的探讨相对薄弱；基于主体视角，学界对于城市群经济、社会、生态等一体化维度的互动关系研究仍有待深入。同时，当前以长株潭城市群为对象的研究主要从区域治理（秦立春 等，2013；张衔春 等，2015）、产业发展（唐承丽 等，2012，2018；杨珍丽 等，2018）、空间冲突（周国华 等，2012；贺艳华 等，2014）等视角展开，但对于长株潭城市群经济、社会、生态等不同系统之间的相互作用和协同机制仍缺乏较为深入的探讨。

基于此，本文选择以“两型”社会建设为特色的长株潭城市群为研究区域，基于功能视角将城市群复合系统分解为经济、社会、生态三大子系统，采用复合系统协同度模型对城市群协同发展水平进行测度评价，并进一步结合主体视角探索城市群及各城市提升经济-社会-生态协同水平的具体路径。综合考虑城市群发展实际及数据的可获取性，以2007年长株潭国家“两型”社会试验区的成立作为研究时段起点，至新冠肺炎疫情大规模发生前一年（2019 年）为止，对长株潭城市群经济-社会-生态协同发展水平的演化历程进行探究，揭示长株潭城市群协同发展的演化特征及趋势，并谋划提升协同发展水平的优化路径，以期为长株潭及国内其他城市群提高协同发展能力提供经验借鉴。

1 研究设计

1.1 研究区概况

长株潭城市群包括长沙、株洲、湘潭3个省辖市，总面积为28 069 km2，2021年城市群常住人口1 683.16万人，城镇化率为77.70%，地区生产总值19 239.3亿元，占全省的41.77%，是湖南经济发展的核心增长极（图1）。1997年长株潭城市群经济合作战略首次被提出；2007年长株潭城市群获批成为国家“两型”社会综合配套改革试验区，城市群协同发展进入新阶段；近年来，长株潭城市群多次召开一体化发展联席会议并签署一体化发展行动计划，长株潭城市群协同发展持续推动（周国华 等，2009；2018）。作为全国第一个自觉进行区域一体化发展实验的区域，湖南省先后于1998 和2008 年提出长株潭城市群基础设施建设的“五同规划”①1998 年，湖南省开始编制和实施长株潭经济一体化“五同”规划，即“交通同环、电力同网、金融同城、信息同享、环境同治”。http://www.hnsk.gov.cn/content/2016/01/27/9597201.html和“新五同规划”②2008 年，时任湖南省长周强提出长株潭一体化“新五同”，即“交通同网、能源同体、信息同享、生态同建、环境同治”。http://news.cctv.com/china/20080120/102051.shtml，重点关注交通、能源、生态环境、信息化建设等层面；2021 年，《长株潭一体化发展五年行动计划（2021-2025）》③2021年，湖南省委办公厅、省政府办公厅印发《长株潭一体化发展五年行动计划（2021-2025年）》。https://www.hunan.gov.cn/hnszf/hnyw/zwdt/202106/t20210602_19412348.html提出“十同”行动，涉及规划、设施、市场、产业等多个方面，为城市群多个维度的协同发展进一步指明方向。

图1 长株潭城市群区位Fig.1 Location of Changsha-Zhuzhou-Xiangtan urban agglomeration

1.2 指标体系构建

根据《长株潭城市群资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验总体方案》④2009年，湖南省人民政府印发《长株潭城市群资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验总体方案》。http://www.hunan.gov.cn/hnszf/xxgk/wjk/zcfgk/202007/t20200730_f1eba169-c6fe-4ccd-b690-40415108c26e.html《长株潭城市群区域规划》⑤2015 年，湖南省人民政府印发《长株潭城市群区域规划（2008—2020）》（2014 年调整）。https://fgw.hunan.gov.cn/fgw/xxgk_70899/ghjh/201605/t20160517_3058399.html《长株潭区域一体化发展规划纲要》⑥2020 年，湖南省人民政府印发《长株潭区域一体化发展规划纲要》。http://hunan.gov.cn/hnszf/xxgk/tzgg/swszf/202010/t20201030_13946516.html《长株潭都市圈发展规划》⑦2022 年，湖南省人民政府印发《长株潭都市圈发展规划》。http://www.hunan.gov.cn/hnszf/xxgk/wjk/szfwj/202203/t20220329_22725038.html等文件对城市群协同发展的要求，并参考已有研究（干春晖 等，2011；魏敏 等，2018；孙久文 等，2022），将长株潭城市群分为经济、社会、生态3个子系统，构建经济-社会-生态协同发展水平测度指标体系（表1）。在指标体系中，经济子系统是影响公共服务及基础设施建设、污染治理与绿化建设的动力基础，社会子系统是经济规模、发展质量所产生社会效益的直接体现，生态子系统是促进产业结构转型、基础设施节能化建设的重要指引。3个子系统间具有密切、复杂的内在联系和关联逻辑，共同作用于城市群的协同发展。各项指标中，泰尔系数、恩格尔系数、城镇登记失业率、单位工业产值综合能耗、单位GDP耗电量、单位工业产值工业废水排放量、单位工业产值工业SO2排放量、单位工业产值工业烟尘排放量等8项指标的属性为逆向，其余均为正向指标。通过熵值法对指标进行赋权，数据主要来源于研究时段内各年份的《中国城市统计年鉴》（《中国城市建设统计年鉴》编辑委员会，2008—2020）、《湖南统计年鉴》（《湖南统计年鉴》编辑委员会，2008—2020）、《长沙统计年鉴》（《长沙统计年鉴》编辑委员会，2008—2020）、《株洲统计年鉴》（《株洲统计年鉴》编辑委员会，2008—2020）、《湘潭统计年鉴》（《湘潭统计年鉴》编辑委员会，2008—2020）及各市年度统计公报⑧各市年度统计公报来源于湖南统计信息网。http://tjj.hunan.gov.cn/hntj/tjfx/tjgb/szgb/index.html。

表1 长株潭城市群经济-社会-生态协同发展水平测度评价体系Table 1 Measurement and Evaluation System of Coordinated Development Level of Economy-Society-Ecology in Changsha-Zhuzhou-Xiangtan Urban Agglomeration

1.3 研究模型选取

考虑到城市群作为一个复杂巨系统，其内部各子系统之间具有错综复杂的联系和相互作用机制，参考孟庆松等提出的复合系统协同度模型对长株潭城市群协同发展水平进行测算（孟庆松 等，1999；项国鹏 等，2021）。设长株潭城市群复合系统为S，S=｛S1，S2，…Sj｝，Sj为复合系统S的第j个子系统，j∈［1，3］，其中经济子系统为S1，社会子系统为S2，生态子系统为S3。首先对研究时段内各子系统的有序度进行计算，进而评估子系统之间的相互影响，最终求得城市群复合系统的协同发展水平。

1.3.1 子系统有序度 有序度是各子系统发展有序程度的反映，体现各子系统接近其最佳状态的程度。子系统由多项序参量组成，序参量是决定系统协同演变进程的根本变量，其内部存在多项序参量分量，即序变量。设子系统Sj在协同发展过程中的序参量为ej=（ej1,ej2,…,ejn），n≥1，αji≤eji≤βji。定义当i∈ [1,k] 时，序变量eji为正向指标；当i∈ [k+1,n] 时，序变量eji为逆向指标。序变量eji的有序度计算公式为（孟庆松 等，1999）：

式中：αji和βji分别是第j个子系统在稳定状态下序变量eji的下限值和上限值，各序变量有序度uj(eji)∈[0, 1]，其取值越大，则表明序变量eji对系统有序度的贡献越高。子系统Sj的有序度通过序变量eji的集成进行计算，一般采用线性加权求和法或几何平均法进行计算。本文采用线性加权求和法计算子系统Sj的有序度，计算公式为（项国鹏 等，2021）：

式中：ωi为序变量eji的权重，子系统有序度uj(sj)∈[0, 1]，其值越大意味着子系统j的有序程度越高，反之越低。

1.3.2 复合系统协同度 协同度反映各子系统之间的相互联系与相互作用，用于衡量复合系统的协同发展水平。若在给定初始时刻t0，各子系统的有序度为，当复合系统运行到时刻t时，各子系统有序度为，通过几何平均法计算两两系统间的协同度C（Sx，Sy），再利用系数θ反映子系统对协同度的作用方向。计算公式为（孟庆松 等，1999）：

由式（3）-（4）可知，复合系统协同度U（S）∈ [-1, 1]，取值越大表征复合系统具有越高的协同发展水平。复合系统协同度受子系统间的相互作用影响，若子系统间协同水平较低，则复合系统协同度呈较低水平。目前关于复合系统协同度阶段等级的划分还未有统一标准，参考已有研究（孟庆松等，1999；邬彩霞，2021），设定系统间协同度等级与划分标准（表2）。

表2 复合系统协同水平划分Table 2 Synergy level division table of composite system

1.3.3 指标权重的确定 在科学选取模型的基础上，需采用合适的方法为指标赋权。目前关于权重确定的方法主要有主观赋权法和客观赋权法，客观赋权法主要有主成分分析、熵值法、CRITIC 赋权法等（王昆 等，2003；杨珍丽 等，2018）。熵值法根据各项指标信息熵的大小确定权重，能较好地克服主观判断带来的随机性，又能有效解决多指标变量间信息的重叠问题。由于篇幅所限，其计算步骤参考文献（陈明星 等，2009），此处不再赘述。经熵权法赋权得到的各指标权重见表1。

2 长株潭城市群协同发展水平演化特征

2.1 城市群尺度的协同发展水平演化特征

2.1.1 各子系统有序度总体呈提升趋势 经模型计算得到长株潭城市群各子系统有序度的演化趋势如图2所示。研究时段内，长株潭城市群各子系统有序度总体呈平稳上升趋势。其中，经济子系统的有序度在经历2008—2009 年的回落之后得到较快提升，先后于2017、2019年超越社会子系统和生态子系统，成为有序度最高的子系统。2008—2009 年，受全球金融危机影响，长株潭城市群国际贸易出现大幅度下滑，进出口总值由2008年的81.77亿美元跌落至2009 年的67.01亿美元。面对国际金融危机的冲击，长株潭城市群积极谋求经济发展转型，围绕长株潭国家自主创新示范区等平台基地，大力激发经济发展动能；在此背景下，2010—2019年城市群泰尔系数由0.25下降至0.13，第三第二产业产值比、高新技术创收度、对外开放度分别增长61.73%、38.43%、5.26%，表征产业结构合理化、高级化进程明显，发展质量稳步提升。

图2 2007—2019年长株潭城市群子系统有序度演化趋势Fig.2 Evolution trend of the orderly degree of Changsha-Zhuzhou-Xiangtan urban agglomeration subsystems during 2007-2019

长株潭城市群社会子系统有序度由0.281 提升至0.688，基本呈波动上升之势，但提升幅度小于其他2个子系统。一方面，研究初期城市群通信服务、交通设施、公共服务等的协同共建取得较大进展，长株潭3市区号统一、城际铁路全线开通、教育及医疗资源的一体化等建设发挥了良好的社会效益；另一方面，城市群内各城市生活水平差距稍有增大，虽然城市群全体居民可支配收入由2007年的10 046.99 元提升至2019 年的36 129.66 元，但同期收入最高的长沙与最低的湘潭可支配收入比由1.26升至1.43，内部差距的扩大对社会子系统有序度的提升形成一定制约。生态子系统有序度在2007—2008年下降了0.082，而在2010年之后长达9 a的时间迅速上升至各子系统之首，产生该变化的可能原因是长株潭城市群在能源消耗、污染排放治理、绿化建设等方面取得较大突破，研究期内城市群万元工业产值综合能耗由0.55 t 标准煤降到0.29 t 标准煤，单位工业产值工业废水排放量、工业SO2排放量、工业烟尘排放量分别下降了79.12%、93.54%、80.07%，市区人均公园绿地面积则提升了53.81%，湘江流域污染综合治理、城市群生态绿心保护取得显著成效。但自2017年起生态子系统有序度值呈略微回落的趋势，工业固体废物治理水平的退步或能解释该现象，2017—2019年长株潭城市群工业固体废物综合利用率下降了7.49%，昭示着长株潭城市群污染治理面临新的挑战，需进一步提升工业固废的综合利用能力。

2.1.2 复合系统协同度由轻度失调走向中度协同从表3中可以发现，2008—2019年长株潭城市群复合系统协同度由轻度失调走向中度协同，大致可分为3个阶段：第一阶段为2008—2011年，复合系统协同水平处于轻度失调状态，除C（S2,S3）于2010年率先实现轻度协同外，受经济子系统有序度下降的影响C（S1,S2）、C（S1,S3）均为轻度失调，这既缘于“两型”试验区建设伊始、各项体制机制尚未成熟，又缘于全球性金融危机等外部因素的强烈冲击；第二阶段为2012—2016年，复合系统处于轻度协同状态，各子系统间的协同度普遍上扬，受益于社会、生态子系统有序度保持在前两位，C（S2,S3）表现为三者间最优，并于2016 年率先实现中度协同；第三阶段为2017—2019年，复合系统实现中度协同，各子系统间的协同度继续上升，在经济、生态子系统有序度上升的影响下C（S1,S3）提高最为迅速，并于2019 年超越其余二者；C（S2,S3）则由于社会子系统的相对落后而增速放缓。

表3 长株潭城市群复合系统协同度Table 3 Synergy degree of Changsha-Zhuzhou-Xiangtan urban agglomeration complex system

具体分析各子系统间的两两协同关系，从变化幅度上看，研究期内C（S1,S2）、C（S1,S3）、C（S2,S3）的增长量分别为0.455、0.489、0.453，经济-生态子系统协同度变化最大，其后依次为经济-社会子系统、社会-生态子系统；从研究期末的协同水平看，从高到低同样为经济-生态、经济-社会、社会-生态，各子系统之间的协同水平差距较小，总体态势向好。1）C（S1,S2）呈先下降后上升的趋势。2008—2011年，由于产业结构、发展质量维度波动下滑，经济-社会子系统间的协同水平处于轻度失调状态；2012—2019年，随着经济规模的快速增长、产业结构的不断优化，城市群居民生活水平改善明显，劳动生产率提升66.95%，经济发展效率明显提高；至2018年，经济-社会子系统的协同度达到0.364，步入中等协同阶段。2）C（S1,S3）变化相对较大，实现由末位至首位的转变。2008—2011年，城市群的经济增长以高能耗、高污染为代价，低碳经济和绿色发展转型任务艰巨；而2012—2019年，随着高污染型企业得到大力整顿、环境污染治理投入持续加大、清洁低碳技术得以鼓励推广，经济-生态子系统的协同程度大幅改善。2008年万元工业产值综合能耗和工业废水排放量分别达到0.81 t 标准煤、11.09 t，而2019 年上述指标分别下降至0.29 t标准煤、1.58 t，这正与环境库兹涅茨曲线规律不谋而合，即随着经济发展水平的提升及人均收入的增长，生态环境会出现先恶化、再改善的过程。3）C（S2,S3）呈先迅速提升、后平缓增长的趋势。2009—2010年提升迅速的主要原因在于当年基础设施的不断完善以及绿化建设的提升，2010年公路密度、市区人均绿地面积分别同比增长20.36%、21.26%；2011—2018年C（S2,S3）排位最高但增速不断放缓，至2019年被其余二者超越，说明该时段内长株潭资源要素更多地流入经济生产领域，资源节约、环境友好指导下的基础设施建设仍需获得更多的关注。

2.2 城市尺度的协同发展水平演化特征

基于城市尺度，研究期内长沙、株洲、湘潭3市的复合系统协同度分别提升0.471、0.434、0.347，各城市的复合系统协同度呈长沙持续强化、株洲与湘潭相对弱化的趋势；长沙、株洲均于2017年实现中度协同，而湘潭至研究期末仍处于低度协同阶段（表4）。其中，长沙市复合系统协同度由-0.052 提升至0.420，经历了2008—2010 年下滑、2011—2019年不断攀升的过程，其变化趋势与城市群整体趋势较为贴合且长期高于城市群平均水平，体现长沙作为城市群“主心骨”对城市群的发展具有引领作用和显著影响。株洲市复合系统协同度由-0.020提升至0.414，总体呈波动上升趋势，基本与城市群的步调基本保持一致，但在2017年后逐渐低于城市群复合系统协同度，表明在长沙市不断强化核心地位的同时，株洲市在城市群中的控制力和影响力受到一定程度的削弱。湘潭市复合系统协同度由-0.043 提升至0.305，除了2010 年高于其他2 市外，大部分时间均处于落后位置，从整体上其与城市群复合系统的发展趋势偏离程度最大，说明湘潭市作为城市群中经济体量与人口规模最小的城市，对城市群复合系统的整体发展走向影响较为有限。

表4 长株潭城市群各城市复合系统协同度演化特征Table 4 Synergy degree of each city in Changsha-Zhuzhou-Xiangtan urban agglomeration complex system

结合研究结果与各城市发展实际，对各城市经济-社会-生态子系统间的两两协同关系做进一步解析。1）长沙市C（S1,S2）、C（S1,S3）、C（S2,S3）于研究期内分别提升了0.497、0.485、0.438。与其他2市相比，长沙C（S1,S3）、C（S1,S2）优势突出，经济规模、经济效率、发展质量等维度处于明显的领先地位。从发展趋势看，C（S2,S3）稳步提升，C（S1,S3）、C（S1,S2）经历了先下降后上升的变化过程，三者于2016—2018年先后实现中度协同，这主要得益于长沙市的产业结构高级化进程提速、发展质量持续提升，第三第二产业产值比、高新技术创收度分别由2008 年的80.46%、37.74%提高为2019年的152.62%、91.06%；在经济发展的新旧动能转换显著的背景下，长沙市居民生活水平、污染排放治理等维度亦呈良好的发展态势，尤其是亿元工业产值SO2、工业烟尘排放量分别由2008 年的46.18、29.17 t下降至0.80、2.02 t，绿色发展成效显著。

2）株洲市C（S1,S2）、C（S1,S3）、C（S2,S3）在研究期内分别提升了0.428、0.428、0.454，各子系统间的协同水平在城市群中处于中游，主要缘于经济效率、生活水平、环境治理、绿化建设等维度的发展水平均居于中位。值得关注的是，研究期内株洲市产业结构与污染排放变化较为明显，其主要原因为株洲以关停高能耗、高污染企业为重点工作，不断谋求传统产业转型升级，以2014年末开始的清水塘老工业区搬迁改造为典型，当年株洲泰尔系数为0.23、亿元SO2排放量达34.79 t，至2018 年清水塘老工业区261家企业全部关停退出，上述指标分别下降至0.12、16.21，且C（S2,S3）、C（S1,S3）、C（S1,S2）也于2016—2018年先后实现中度协同。此外，2019年株洲C（S2,S3）以微弱差距超过其他城市，说明株洲在生态建设与民生福祉方面于城市群中具有一定的相对优势。

3）湘潭市C（S1,S2）、C（S1,S3）、C（S2,S3）于研究期内分别提升了0.286、0.333、0.400，各子系统间协同度的增量均居于末位，仅有社会-生态子系统于2018 年实现中度协同，其余二者2019 年仍处于轻度协同状态。其发展趋势可划分为2个阶段：2008—2014年，C（S1,S2）、C（S1,S3）呈小幅度波动变化，其原因在于产业结构不尽合理导致的经济子系统有序度提升缓慢，C（S2,S3）则提升迅速，主要归功于市区人均公园绿地面积、工业固体废物综合利用率等指标均迅速提高；2014—2019年，C（S1,S2）、C（S1,S3）实现较大幅度的提升，C（S2,S3）增速回落，三者逐渐趋近，这主要缘于2014年后以竹埠港为典型的重金属污染区逐渐关停清退，湘潭市发展质量显著提升、产业结构不断优化。2019年，湘潭各项能源消耗、污染排放指标较2014年均实现下降，资源浪费、环境破坏得到一定程度的遏制，但与长沙、株洲相比仍存在较大差异，湘潭市绿色发展转型仍任重道远。

3 长株潭城市群协同发展的问题解析及提升路径

3.1 长株潭城市群协同发展的问题解析

综上，长株潭城市群经济-社会-生态协同发展水平整体趋势向好，但仍存在部分问题亟待关注与解决。1）城市群尺度下，总体协同水平偏低、社会-生态子系统协同度增长缓慢。一方面，总体协同水平仍未达到高度协同。根据《长株潭城市群资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验总体方案》中对综合配套改革试验发展阶段的谋划，2019年长株潭城市群“两型”建设已步入第三阶段，基本实现发展方式的转变及经济社会发展与资源环境的协调发展。2007—2019年长株潭城市群经济-社会-生态复合系统由轻度失调走向中度协同，虽已取得一定成就，但复合系统及各子系统间的协同发展程度仍有较大上升空间。另一方面，社会-生态子系统近年提升缓慢，2019 年与经济-社会、经济-生态子系统相比分别落后0.014、0.019，与前期的提升迅速及地位领先形成明显对比。2）城市尺度下，城市间经济-社会-生态协同水平存在明显差距。湘潭市复合系统及各子系统间的协同水平在城市群中均处于弱势，虽在2014—2018年其协同度得到较大提升，但与其他二市相比各子系统的发展差距仍然显著，成为城市群中唯一未实现中度协同的城市。长沙市作为复合系统协同水平最高的城市，其优势在近年来不断巩固提升；而株洲市复合系统协同度提升幅度则在近年低于城市群平均水平，其在城市群的影响力存在相对弱化的趋势。各城市差距的扩大，成为长株潭城市群一体化发展中亟需解决的问题。

进一步挖掘问题背后的核心制约因素。1）城市群层面，各子系统发展目标及定位的差异影响总体协同水平的提升，基础设施与环境治理等序参量的变化减缓制约了社会-生态子系统协同度的发展。首先，长株潭城市群的协同发展始于对经济一体化的关注，而2007年“两型”示范区成立后生态子系统的关注程度得到空前提高，在此背景下生态子系统的有序度、经济-生态及社会-生态子系统的协同度提升明显。可见，长株潭城市群发展的不同阶段对不同子系统的关注程度有所差异，而近年来长株潭城市群更侧重于经济子系统的规模性发展，社会、生态子系统仍较大程度地依赖于经济子系统，绿色发展转型、现代化生态型城市群建设仍需持续推进。其次，在基础设施方面，城市群近年来万人拥有公路里程呈下降趋势，随着城市群常住人口规模的增加，需进一步提升城市群内部道路的通达水平；环境治理方面，城市群工业固体废物综合利用率近年波动下降，昭示着循环经济的技术与效率仍需提升。2）城市层面，制约株洲、湘潭2市复合系统协同度的核心序参量包括经济规模、发展质量、产业结构、污染排放等。首先，株洲的对外开放程度及创新驱动能力相比其他2市稍显逊色，2019年株洲对外开放度及高新技术创收度分别为长沙的48.72%、82.68%，湘潭的67.01%、63.74%；湘潭的产业结构调整及污染排放治理能力仍有待加强，2019年其第二产业产值占比将近50%，仍有一定数量的重污染工业在湘潭市经济发展中占据重要地位，这也导致湘潭市单位工业产值主要污染物排放量远高于其他城市。其次，株洲、湘潭地方财政收入增长乏力，2016—2019年长沙、株洲、湘潭3市的地方一般公共预算收入年均增长率依次为6.32%、-2.03%、-2.02%，财政实力偏弱、增速低缓成为株洲、湘潭2市高质量发展的掣肘，也成为株洲、湘潭出于对本地财税收入考虑形成“地方保护主义”的可能诱因。

3.2 长株潭城市群协同发展的提升路径

基于长株潭城市群经济-社会-生态复合系统协同发展水平的演化特征，并针对其存在的问题及影响因素，从城市群、各城市等层面提出提升路径。城市群层面，应合理制定各子系统有序发展与协同目标，健全城市群财政及公共事务统筹管理机制；城市层面，各城市应以补足发展短板为重点、不断提升城市发展能级，完善城市间互动合作机制、推动各城市联动发展（图3）。

图3 长株潭城市群协同发展水平问题解析及提升路径Fig.3 The problem analysis and enhancement paths of the coordinated development of Changsha-Zhuzhou-Xiangtan urban agglomeration

1）合理制定各子系统有序发展与协同目标，推动“经济驱动+社会支持+生态承载”形成发展合力。其一，以经济子系统的提质增量加强城市群发展的驱动力。通过经济规模的做大做强、财税制度的合理分配，为社会子系统和生态子系统的可持续发展强基固本；通过产业结构的技术化、绿色化转型，优化城市群的就业结构、服务于城市群“双碳”目标的实现。其二，以社会子系统的繁荣稳定夯实城市群发展的支持力。以提升全体居民可支配收入水平、缩小地区间及城乡间的收入差距作为重要的目标，切实提升人民的获得感，从而刺激区域消费水平，提升城市群发展的经济活力。其三，以生态子系统的绿色安全巩固城市群发展的承载力。以制定长株潭城市群“双碳”目标行动方案为重点，关注资源利用效率和生态环境供容能力的提高；以绿色新基建为抓手，推动城市群生产、生活方式向低碳化、节能化转型，指引城市群产业转型升级，促进城市群社会-生态子系统协同水平的提升。

2）健全城市群财政及公共事务统筹管理机制，推进城市群基础设施共同建设及生态环境联防联治。城市规划学者刘易斯·芒福德（1995）曾指出“促进区域经济的进一步发展须设立具有法定资格的、有规划和投资权利的区域性权威机构”，而城市群经济、社会、生态协同发展更离不开跨城市区域性权威机构的统筹协调。目前，长株潭城市群已经成立“长株潭一体化发展事务中心”，但其在城市群财权、事权统一层面仍存在完善空间，针对基础设施一体化建设及生态环境联防联治工作的实际作用仍较为有限。为此，建议在一体化发展事务中心的基础上增设分管公共财政协调、公共事务统筹的部门，不断完善城市群公共财政储备机制与公共事务管理机制，推动城市群财政一体化、事权一体化，从而更好地服务于城市群基础设施建设和生态环境防护治理的统筹建设。

3）各城市聚焦于补足短板，提升城市发展能级。对于长沙而言，作为城市群综合实力最强、复合系统协同水平最高的城市，应继续保持经济-社会-生态子系统的协同，同时以强化辐射带动能力为重点，通过在科技创新、智能制造、文化创意等方面提升核心竞争力，引领城市群实现更大进步。对于株洲而言，针对创新驱动力及对外开放程度偏弱的问题，应以轨道交通制造等主导产业为主体，增强与城市群内高校的合作，推动产学研一体化与技术进步，重点提升中高附加值产品的产出，进而实现外贸结构的优化与对外开放水平的提高，通过创新引领、扩大开放增强城市地方财政实力、为城市及城市群的高质量发展赋能。对于湘潭而言，针对产业结构及污染排放治理欠优的问题，应继续以“退二进三”为重点，积极培育商业服务业的发展，同时进一步清退高污染型企业、提升污染综合治理技术，在推动产业结构合理化、高级化进程的同时，从根源处解决污染排放量过大的问题。

4）完善城市间互动合作机制，推动各城市联动发展。长株潭城市群经济-社会-生态协同水平的提升，不仅在于城市群层面的整体统筹及各城市自身的补足短板，还在于完善城市与城市之间的互动合作机制，形成互为依托、相互促进的健康合作关系。首先，强化市场主导作用。应充分发挥市场在城市群资源配置中所起的决定性作用，进一步破除行政壁垒引致的要素流动阻隔，为促进资金、人才、技术、土地等各种要素在城市群内部有序流动、优化配置制定合理有效的引导和保障政策，推动城市群统一开放大市场的建设。其次，提升平台引领功能。依托长株潭国家自主创新示范区等平台，进一步推动长沙、株洲、湘潭各开发园区的要素互通、资源共享及联合创新，共同聚焦于长株潭城市群科创高地的培育建设，各市也可凭借平台优势实现优势互补、“借力”发展。最后，完善利益联结机制。按照成本共担、收益共享、投资与回报对等、消费与付费对应的原则，完善城市群横向利益分享机制、利益补偿机制，优化城市群再分配机制，逐步提升株洲、湘潭2市的地方财税收入及人均可支配收入水平，推动各城市社会子系统的均衡化发展。

4 结论与讨论

本文基于复合系统协同度模型，以长株潭城市群为研究对象，将城市群复杂巨系统解析为经济、社会、生态3 个子系统，基于城市群和城市2 个尺度，对2007年长株潭获批成为国家“两型”社会综合配套改革试验区以来城市群的协同发展水平进行测度，进而探析长株潭城市群协同发展存在的问题并探索提升路径。得到的主要结论为：

1）基于城市群尺度，长株潭城市群经济、社会、生态子系统有序度总体呈提升趋势，复合系统协同度由轻度失调走向中度协同。各子系统间的协同度差异较小，从研究期间的变化幅度和研究期末的协同水平看，从大到小均依次为经济-生态、经济-社会、社会-生态。

2）基于城市尺度，长沙、株洲均于2017 年实现中度协同，而湘潭尚未实现低度协同向中度协同的转变。从发展趋势看，各城市复合系统协同度呈长沙持续强化、株洲与湘潭相对弱化的趋势。

3）城市群尺度下，长株潭城市群主要表现为总体协同水平偏低、社会-生态子系统协同度增长缓慢，基础设施和环境治理是核心制约序参量；城市尺度下，城市间经济-社会-生态协同水平存在明显差距，经济规模、发展质量、产业结构、污染排放等序参量是主要的制约因素。

4）城市群层面，长株潭城市群应合理制定各子系统有序发展与协同目标，健全城市群财政及公共事务统筹管理机制；城市层面，一方面，各城市应补足发展短板、提升发展能级，长沙以强化辐射带动能力为核心、株洲聚焦于主导产业的提升发展、湘潭以持续推进“退二进三”为重点；另一方面，应从强化市场主导作用、提升平台引领功能、完善利益联结机制等层面健全城市间互动合作机制。

城市群协同发展，既是各城市之间基于共同发展目标和各自发展实际，通过政策制定、机制构建等途径实现规划同编、交通同网、产业同链的发展，又是经济、社会、生态等各子系统之间相互联系、相互作用，形成良性协同、互促共赢的发展。本文主要的创新之处在于将城市群作为一个整体，基于城市群和城市双重尺度，以经济、社会、生态各子系统之间的联系、复合系统的协同为主题进行研究，并对城市群协同发展的进一步优化提出建议。作为一个复杂的巨系统，城市群内部子系统、要素繁多，各子系统、各项要素之间的关联和互动机制仍有待进一步深入探索，从而更好地揭示城市群协同发展的演化过程和内在机理，为提升城市群发展效率、实现城市群综合竞争力的增强提供更科学的借鉴。