京津冀地区新型城镇化与信息化耦合协调分析

祖广哲，丁疆辉

(河北师范大学 资源与环境科学学院，河北 石家庄　050024)



京津冀地区新型城镇化与信息化耦合协调分析

祖广哲，丁疆辉

(河北师范大学 资源与环境科学学院，河北 石家庄050024)

摘要：通过构建京津冀地区新型城镇化和信息化耦合评价指标体系，应用灰色关联度模型计算了该地区13个城市新型城镇化与信息化的耦合协调度，深入分析了2个系统的耦合度空间差异、时序演化特征和耦合机制，得出如下结论：1)2系统耦合协调度存在着显著的空间差异，13个城市可划分为协调型、磨合型、低水平协调型和拮抗型；2)在时序方面表现出明显的波动性和阶段性；3)2系统要素之间耦合作用错综复杂：城镇化是信息化发展的支撑基础，信息化是推动新型城镇化进程的动力.

关键词：耦合协调性；新型城镇化；信息化；京津冀地区

Coupling analysis of the new type urbanization and informatization

in Beijing-Tianjin-Hebei region

ZU Guangzhe, DING Jianghui

(Faculty of Resources and Environment Science,Hebei Normal University,Shijiazhuang 050024,China)

第一作者：祖广哲(1990-)，女，河北抚宁人，河北师范大学在读硕士研究生，主要从事区域信息技术应用研究.

城镇化也称为城市化，主要是指城镇人口增长、城镇地域空间扩张以及经济活动类型转化的过程[1].改革开放以来，中国城镇化发展取得了实质性飞跃，截止到2014年，常住人口城镇化率达54.77%.城镇化相关科学问题的探讨是地理学重要研究视角之一.在其众多研究视角中，城镇化与区域要素耦合研究主要集中在城镇化与生态环境耦合研究[2-11]、城乡系统耦合研究[12-13]、城镇化与经济发展耦合研究[14-15]、城镇化与工业化耦合研究[16-17]、产业生态化与城镇化耦合研究[18]以及旅游产业与城镇化耦合研究[19].尽管研究具体内容不一，关于城镇化耦合分析主要包括：2耦合系统的耦合协调水平的空间差异、时间序列演变规律和耦合机制等方面的分析.但是，鲜有学者深入探究城镇化同信息化之间的耦合关系.

信息化从地理学角度可以理解为信息和通信技术的广泛应用，特别是互联网的普及导致的信息和知识传递时空阻碍性的大幅度降低.也就是说，信息基础设施使信息和知识的可获得性趋同，空间距离摩擦定律一定程度上失去作用[20-21].空间性是地理学研究不可偏离的本质特征.目前，国内城市地理学关于信息技术应用的研究主要集中在信息技术应用对城镇空间结构和对城镇功能影响2方面.就前者而言，陈曦[22]、姚士谋[23-24]、年福华[25]认为信息技术的发展从多个层面影响着城镇空间的扩展，对城镇空间结构发展同时起到集聚和扩散作用，使其呈现出非均衡的态势，并朝着网络多中心化结构方向发展[26-27].另一方面，城镇传统产业在信息技术的作用下得以优化，信息技术在不断地“软化”着城镇的产业，还推动着城镇就业人员向“软职业”集聚[25-27].此外，信息技术通过改变居民原有居住、工作、游憩、交通等生活方式，直接或间接引起城镇传统功能的变革，城镇已有的内部功能分区界限不再明显，各功能区更加兼容化、复合化[22，27-28].

事实上，城镇化与信息化是相互作用、彼此促进的[28].一方面，信息化犹如引擎般推动着城镇化的发展.甄峰等[29]认为信息技术在推动区域经济和社会全面发展中起到了至关重要的作用，促进了城镇化的发展.城镇功能区位选择的自由度和空间相互作用通过新一代信息技术得以改变，经济活动的空间依赖性大大减低并向城镇外围延伸，城镇人口和基础设施建设随着城镇经济活动地域范围的扩大而向外扩散[22，30].此外，信息技术作用下形成的虚拟社区正更新着城镇社区功能[31]；信息基础设施的建设和信息网络的形成使得城镇间形成了复杂的网络化互动联系，逐步孕育出新的不同于原本单纯的行政等级联系的城镇体系[22].另一方面，城镇化对信息化的发展起到了基础支撑作用.年福华等[25]认为全社会的信息产业特别是大城市间的信息高速公路、互联网以及遥感技术等，在城镇化促进下迅速发展.信息技术与城市物质空间之间相互刺激，彼此作用[30].城镇化是全社会信息化的基础,信息化是城市现代化的重要组成部分[32]，因此清晰刻画2者之间协调发展情况和细致的作用关系具有重要意义.

京津冀地区涉及北京、天津及河北地域内总共13个城市，在环渤海地区、北方地区乃至全国经济发展中均起到“领军”作用.2014年初，党中央多次强调要加强环渤海及京津冀经济协作，并将京津冀协同发展作为重要国家发展战略，地区的新型城镇化与信息化耦合协调发展也成为其中一个重要内容.为此，通过构建新型城镇化与信息化发展综合测度指标体系，应用灰色关联度模型，展开京津冀地区的新型城镇化与信息化耦合协调度计算，分析二者耦合协调度的时空演变规律和作用机制.

1指标体系和研究方法

1.1　指标体系与数据来源

以京津冀地区的13个社区市为研究区，在充分考虑京津冀地区的地域特征前提下，坚持指标选取的科学性、可操作性、动态性和互补性原则，选取能够充分合理反映新型城镇化和信息化发展水平的综合评价指标.受数据可获得性限制，最终确定了京津冀新型城镇化与信息化发展评价指标各10个(如表1).

表1　新型城镇化与信息化耦合指标体系

数据来源于2004-2014年《河北经济年鉴》以及同期京津冀地区共13市的国民经济和社会发展统计公报.

1.2　研究方法

关于“耦合”的常见计算方法有系统动力学动态演化方程、容量耦合系数模型和灰色关联度模型等.通过前2种方法可得到系统耦合度及耦合时空演变的过程，而灰色关联度模型不仅可以呈现耦合时空演变过程，也能够深入诠释系统间相互作用的主要因素，因此，本文选择灰色关联度模型进行研究区新型城镇化与信息化耦合协调度及其时空变化的计算，具体计算过程如下.

1)确定研究序列.本文的研究序列为城镇化序列(Ui)和信息化序列(Ij).

2)无量纲化处理.为了统一原始数据的数据量纲和数量级，首先采用抽样标准化的方法对原始数据进行无量纲化处理

(1)

3)求灰色关联系数.其本质是衡量2个研究序列之间的相对产值.公式为

(2)

式中：ξij(t)为 t 时刻第i城镇化指标与第j信息化指标之间的关联系数；U’i(t),I’j(t)分别为t 时刻第i城镇化指标与第j信息化指标的标准化值；ρ为分辨系数，其作用是提高关联系数之间差异的显著性，一般取值0.5.

4)求关联度和耦合协调度.关联度模型的公式为

(3)

式中：k为样本数，即本文所选取的城镇化指标(或信息化指标)个数.

各个关联度γij的大小，反映了城镇化系统因素与信息化发展关系密切程度.关联度γij的取值为0～1，γij值越大，关联性越大，耦合性越强，反之亦然(表2).

表2　关联度分级及含义

在关联度矩阵基础上分别按行或列求其平均值，根据其平均值大小，可以确定城镇化对信息化以及信息化对城镇化最主要的影响因素.

(4)

(5)

式中：di为城镇化系统的第i指标与信息化系统的平均关联度；dj为信息化系统的第j指标与城镇化系统的平均关联度；m,l分别为2个系统的指标数.

另外，能够从整体上揭示新型城镇化与信息化2系统耦合情况的耦合协调度公式为

(6)

式中：C(t)为耦合度；m,l分别为城镇化与信息化系统的指标数[2].

2结果分析

2.1　京津冀新型城镇化与信息化耦合空间性分析

在计算所得耦合协调度值的基础上综合考虑了经济发展水平，将研究区划分为协调型、磨合型、低水平耦合型和拮抗型4种类型，以便更清楚地反映京津冀新型城镇化与信息化耦合的空间差异特征.类型划分方法如下：将各地区耦合协调度和GDP值设为X,Y轴，分别以其均值为坐标轴原点，利用象限分类法，将13个城市进行类型划分,结果见图1.

1)协调型城市指的是新型城镇化与信息化耦合协调性强、经济发展水平高的城市，即耦合协调度值和GDP均高于地区平均值的城市.京津冀地区内仅唐山1市属于协调型，2014年其耦合协调度为0.518，高于地区均值0.484；GDP为6 121.21亿元，也在地区平均值4 814.02亿元之上.虽然唐山市城镇化和信息化发展水平均远不及京、津、石3市，但其二者发展均衡，因此使得其耦合协调度高，可被划分为协调型城市.

2)磨合型城市指的是经济发达，但新型城镇化与信息化耦合协调性弱的城市.包括北京、天津、石家庄，这3个城市的GDP均高于地区平均，但耦合协调度值较地区平均值低.北京、天津的城镇化发展在京津冀地区乃至全国内都是最高水平，石家庄的城镇化水平在京津冀地区也属较高层次，虽然近年来3个城市信息化发展迅猛，但相对于高度发达的城镇化建设存在明显的滞后，即信息化与城镇化未能同步发展，因而致使新型城镇化与信息化的耦合协调度值偏低.因此今后3地要在巩固发展城镇化的基础上，大力加强信息化建设.

3)低水平协调型城市的新型城镇化、信息化和经济发展均相对落后，包括保定、沧州、邢台、邯郸.该类型城市的新型城镇化与信息化耦合协调度都在地区平均水平以下，保、沧、邢、邯的新型城镇化与信息化的耦合协调值分别为0.452，0.469，0.471，0.463.4市中GDP值最高的是邯郸市，也仅为3 061.50亿元.保定西部地处太行山区，地形崎岖、位置偏远，经济不发达、基础设施建设不足，从而导致新型城镇化和信息化发展落后；沧州是河北省早期工业化城市，社会发展水平在全省处于劣势；邢台、邯郸属于农业城市，种植业、养殖业比重高于第二、三产业，在新型城镇化和信息化建设2个方面都有待加强.未来4市都要提高对新型城镇化和信息化建设的重视.

4)拮抗型城市的新型城镇化与信息化耦合协调性强，但经济发展不强，承德、张家口、秦皇岛、廊坊、衡水属于该类型.承德是首都的供水地，张家口作为北京的生态屏障，2个城市在投资项目引进上需要考虑生态因素，制约了经济发展；廊坊地域面积小，发展腹地空间不足，经济增长受到了限制；秦皇岛以旅游产业为主，较工业在地区生产总值中的贡献比重稍逊一筹，故而GDP值低；近年来，衡水的整体经济一直徘徊在河北省11个地级市的后3位.承、张、秦、廊、衡5市在京津冀协同发展的背景下应把握京津冀协同发展这一重大战略机遇，因地而异地优化产业结构、发展经济，在新型城镇化与信息化协调发展的同时经济水平不断提升.

图1　京津冀城镇化与信息化耦合协调性类型空间分布(2014年)

2.2　京津冀城镇化与信息化耦合时序性分析

从时序角度分析耦合度的变化以揭示2004-2014年间京津冀地区城镇化与信息化作用时间特征：城镇化与信息化的耦合协调度具有显著的波动性和阶段性.从整个地区的年平均耦合协调度值来看，耦合度在0.482～0.519内波动(图2).该数值范围既说明2004-2014年间地区城镇化与信息化相互作用较强，二者密切联系，也能说明不同的时期城镇化与信息化耦合的强度、重点和协调程度存在着显著差别.

图2　京津冀新型城镇化与信息化耦合度变化曲线(2004-2014)

依据京津冀新型城镇化与信息化耦合度变化情况，以2008年为时间节点可将耦合度曲线分为2个阶段.第1阶段为2004-2008年，整体表现出城镇化与信息化相互作用由拮抗逐渐趋向磨合、协调状态.该阶段经济迅猛发展和城镇化进程快速推进的同时，地区信息化取得了长足发展，如2004-2008年间移动电话用户增加了1 593.09万户，互联网宽带接入用户增加了566.44万户，地区信息传输、计算机服务和软件业建设项目投资总额增加值为30亿元等.这些变化足以说明区域信息化发展快速，逐渐与该地区城镇化同步发展.2008-2014年为第2阶段，耦合度值在波动中降低，城镇化与信息化彼此影响，不断向着更高层次的协调态势发展.随着经济、社会发展，城镇化对信息化的发展需求不断提高，不仅要求信息技术的普及率提高，更对信息技术在城镇居民使用深度、城镇经济发展支撑强度和城镇同外界信息交流广度方面提出了更高的要求.而信息化的发展又会通过信息产业发展和信息基础设施建设刺激城镇经济社会发展；信息技术的广泛使用也为城镇向外扩张提供了一定的技术支撑.

另外，具体城市的城镇化与信息化耦合协调性的波动性也有很大差异.波动性较大的城市(占23.08%)有石家庄、廊坊、承德，耦合度年际极差值在0.1以上；属中等波动的城市(占69.23%)有张家口、天津、邯郸、保定、唐山、秦皇岛、沧州、邢台、衡水，年际极差值为0.019~0.093；波动性较小的城市(占7.69%)为北京，年际极差值为0.049，在0.05以下.

2.3　耦合机制分析

通过灰色关联模型计算分别得到2014年京津冀地区13个城市新型城镇化与信息化耦合协调度，2耦合系统指标间的关联系数均在0.39以上，为中等关联，2系统之间耦合作用强度中等，并存在着密切联系.为了分析城镇化与信息化耦合机制，将计算结果的上一层进行平均得到2系统相互作用因素的关联度(表3).

表3　京津冀地区新型城镇化与信息化耦合作用矩阵(2014年)

1)信息化在影响新型城镇化的过程中，信息通信基础设施拥有情况对新型城镇化的发展作用显著.经计算在所得2014年京津冀地区新型城镇化与信息化指标耦合的关联度中，年末邮电局(所)个数与新型城镇化的关联度最高，为0.763，固定电话用户数的关联度为0.753，此外，互联网宽带接入用户数、移动电话用户数的关联度也分别位列第4位和第6位.区域信息化基础设施的发展水平既体现在相关设施设备数量方面，也在设施设备质量上有所表现.区域信息化基础设施水平越高，说明相关设施设备建设的数量越多、质量越高，越需要城镇大力建设满足使用需求的相关基础设施，如移动电信基站的建设、光纤的铺设等，这样必然在一定程度上大大刺激城镇化中基础设施的建设，提高了城镇基础设施建设水平.其次信息通信人才与新型城镇化的关联度也较高，中等职业学校在校学生数、普通高校在校大学生数的关联度分别为0.736和0.728，是排位第3位和第5位的耦合作用因子.信息通信人才包括信息通信的使用者和从业者.使用者的文化素质影响着其对信息通信的使用需求，不同的使用需求促进着地区信息基础设施和信息产业的发展；信息通信从业者推动着信息产业发展，并不断满足着使用者的需求.因此信息通信人才在经济和基础设施建设2方面推动着城镇化的发展.人均交通运输、仓储及邮电通信业产值和信息传输、计算机服务及软件业建设项目投资额同新型城镇化的关联度分别位于第8位和第9位.信息产业相较于传统的第三产业来说属于新兴产业，正处于发展的初级阶段并不成熟，其产值在国民经济中的比重低，目前对城镇的经济发展作用并不明显，所以信息产业对新型城镇化特别是经济城镇化推进过程中的作用较弱.

2)新型城镇化对信息化也产生了不容忽视的影响和作用，特别是人口城镇化的作用突出.人口城镇化同信息化的关联度为0.703，其中城镇人口规模、城镇人口比重、非农从业人口比重与信息化的关联度分别为0.750，0.688，0.671.城镇人口越多，信息通信技术的使用者越多、使用需求水平越高，越能刺激信息产业和相关基础设施的发展，地区信息化水平得以提高.其次是社会城镇化，特别是城镇化的交通发展对信息化的作用较强，其关联度为0.700.目前大中城市所存在的交通问题是由交通量的日益增长和交通设施滞后引起的，信息技术打破了传统时空限制，提高了人们同外界交往的便捷度，吸引着越来越多的人使用.另外，经济城镇化对信息化的关联度为0.683.城市经济发展水平是居民生活水平提高、基础设施建设、项目投资发展的根本保证，决定了居民是否使用信息通信技术以及使用程度，决定了信息通信技术基础设施建设的范围及水平，更是城镇信息产业项目发展的资金来源.

3结论

通过构建新型城镇化和信息化耦合评价指标体系，应用灰色关联度模型计算了京津冀地区新型城镇化与信息化的耦合协调度，分析了城镇化与信息化的耦合度空间差异、时序演化特征和耦合机制，从而得出如下结论：

1)京津冀地区新型城镇化与信息化耦合协调度结合城市经济发展现状，13个城市可划分为4种类型，即协调型(唐山)、磨合型(北京、天津、石家庄)、低水平协调型(保定、沧州、邢台、邯郸)和拮抗型(承德、张家口、廊坊、秦皇岛、衡水)，分别占地区城市总数的7.69%，23.08%，30.77%，38.46%.

2)京津冀地区新型城镇化与信息化耦合协调度在时间序列上表现出显著的阶段性和波动性.

3)京津冀地区新型城镇化与信息化之间耦合因素作用机理复杂，总体上城镇化是信息化发展的基石，信息化是推动城镇化向前发展的动力引擎.城镇化依次通过人口城镇化、社会城镇化和经济城镇化支撑着信息化发展；信息化通过信息通信基础设施与设备使用、信息通信人才和信息通信产业的发展不断刺激着城镇化进程的推进.

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(责任编辑：赵藏赏)

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Abstract:Beijing-Tianjin-Hebei region includes the city of Beijing, the city of Tianjin and Hebei province, a total of 13 cities,this region plays a leading role on the economic development in the Bohai rim region,the northern region and even the whole nation.In early 2014, the CPC central committee stressed several times that the Bohai rim region and Beijing-Tianjin-Hebei region economic collaboration must be strengthen, Beijing-Tianjin-Hebei coordinated development is regarded as an important national development strategy, the coupling coordination development of new type urbanization and informatization in this region has become an essential content.Therefore, by constructing the comprehensive measure index system of the new type urbanization and informatization development, the grey correlation model is used to calculate the coupling coordination degree of new type of urbanization and informatization in Beijing-Tianjin-Hebei region，and then the temporal and spatial evolution law and mechanism of action of the coupling coordination degree are analyzed.Research conclusions are as followed: 1)There are significant spatial differences of two system’s coupling coordination degree, 13 cities can be divided into 4 types :coordination-type, running-in-type, low level coordination-type and antagonism-type. 2)In the temporal aspect it shows obvious volatility and periodicity. 3)The elements coupling action between two systems is complex :the development of urbanization is the supporting basis for the informatization, the informationization is the promotion of the new urbanization process.

Key words:coupling coordination;new urbanization,;informatization;Beijing-Tianjin-Hebei region

通信作者：丁疆辉(1976-)，女，河北无极人，河北师范大学副教授，博士，主要从事经济地理与区域信息技术应用研究.

基金项目：国家自然科学基金资助项目(41371006;40901068)；河北省教育厅重点资助项目(ZD2015075)

收稿日期：2015-03-25

中图分类号：K902

文献标志码:A

文章编号：1000-1565(2015)06-0623-09

DOI：10.3969/j.issn.1000-1565.2015.06.012