河北省城镇化发展与生态环境安全耦合协调度评价研究

郑艳玲，高建山

(衡水学院，河北 衡水 053000)

河北省城镇化发展与生态环境安全耦合协调度评价研究

郑艳玲，高建山

(衡水学院，河北 衡水 053000)

以河北省为研究对象，探讨城镇化过程与区域生态环境相互作用关系。通过构建城镇化、生态环境安全指标体系，及城镇化与生态环境耦合协调度测评体系，对河北省2004-2014年城镇化与生态环境耦合协调度演变的时序规律进行分析。研究发现(1)河北省城镇化水平起点低、发展快，城镇化综合指数逐步提高，基本呈线性上升趋势，目前处在城镇化快速发展的中后期阶段；生态环境综合指数由快速上升转变为较平稳的波动态势，期间城镇化发展由传统城镇化发展模式逐渐转化为新型城镇化模式。(2)河北省城镇化与生态环境之间的耦合关系呈现阶段性、波动性特征。2004-2009年间城镇化与生态环境由勉强调和的低水平耦合发展至勉强调和的磨合阶段，2010-2014年两者耦合关系呈现磨合与高水平耦合反复波动特征。表明河北省城镇化发展不仅在量的方面得到了快速发展，同时更加注重城镇化质量内涵的提升，城镇化与生态环境之间的耦合交互作用正在经历反复的磨合与适应时期，即将正式进入良好的高水平耦合阶段。

河北省；城镇化；生态环境；耦合协调度

引言

城镇化是人类社会发展的必然趋势，是经济技术进步的必然产物。19世纪世界工业革命以来，伴随着各国工业化的不断发展，非农业经济活动比重不断上升，城市人口聚集，世界经济发生结构性的改变，世界城镇化的速度大大加快[1]。我国的城镇化进程也伴随着工业经济结构的转变与总体水平的提升而得到迅速发展，城镇化水平由1978年的17.92%发展至2015年的56.1%，根据国际城镇化发展的一般规律，我国已经进入了城镇化快速发展的30%-70%的中后期阶段。

然而，快速的城镇化进程在给人类带来经济和社会效益的同时，也带来了一系列严重的生态环境问题。事实上，城镇化与生态环境是一种相互作用、交互耦合的关系[2]。一方面，城镇化的聚集效应造成人口的持续增长和高度集中，增大了生态环境压力；城镇人口消费水平的提升导致消费需求结构的转变，促进经济总量提高，消耗更多的资源、能源，人类向自然界索取资源的力度加大，速度更快，排放给自然界更多的废气、废水、固体废弃物等，给生态环境造成的压力日渐增大；空间上，一方面人口密度增大，住房紧张，另一方面企业增建、扩建，扩大占用土地规模，城镇交通扩张也对环境空间产生压力；车辆数量急剧增多，尾气造成污染强度增大；生态环境的逐渐恶化，给城镇化发展带来严重挑战。另一方面，作为城镇化物质载体的生态环境直接影响着城镇化发展的速度与质量。生态环境一方面要为城镇化的发展提供大量的资源环境要素；另一方面，又要消解容纳经济社会发展过程中排放的废弃物。但由于生态环境的承载能力是有限的，不可能永续地满足城镇化的过快发展需求，一旦超过其承载能力范围，生态环境就会约束、限制城镇化的进一步发展。具体表现为：生态环境的恶化，直接降低了居住环境的舒适度，从而通过人口驱逐阻碍城镇化；生态环境的恶化降低了投资环境竞争力、排斥企业资本投入并导致本地资本外流，减缓城镇化；生态环境恶化降低了生态环境要素的支撑能力(如城镇用水)，抑制城镇化；生态环境恶化导致灾害性事件增多从而影响城镇化[3]。

总体上，城镇化的发展对生态环境产生压力作用，而生态环境一方面为城镇化发展提供了基础性资源支撑作用，同时生态环境的承载能力又限制了城镇化的发展速度。因此，城镇化发展过程实质上就是城镇化的各个层面与生态环境相互约束与综合协调的发展过程。城镇化与生态环境的协调发展，是以可持续发展为终极目标，在资源承载力和环境容量允许的范围内，城镇化与生态环境两个子系统及组成要素之间配合得当、和谐一致，应是一个动态运转过程。在城镇化与生态环境相互作用、相互耦合的过程中，不同区域的城镇化发展过程与生态环境相互作用的着力点和影响程度各不相同，且在不同的时间阶段呈现差异性特征与趋势。为此，本文以河北省为研究对象，探讨城镇化这一人为因素主导的过程与区域资源环境相互作用关系。通过构建城镇化、生态环境安全指标体系，及城镇化与生态环境耦合协调度测评体系，对河北省2004-2014年间的城镇化与生态环境耦合协调关系进行评价，以量化分析区域人地关系作用效应，揭示区域城镇化发展与生态环境关系演化过程。

1 研究方法

1.1 研究区概况

河北省地处华北、漳河以北，东临渤海、内环京津，西倚太行山，北为燕山，幅员面积18.85万km2，地势西北高、东南低，由西北向东南倾斜。地貌复杂多样，高原、山地、丘陵、盆地、平原类型齐全。河北省设11个地级市，45个市辖区、19个县级市、101个县、6个自治县。截至2014年底，城镇人口3642.53万人，城镇化率达49.33%，全省GDP为10617.97亿元，人均GDP为59986.85元。

1.2 数据来源与处理

数据主要来源于河北经济年鉴、河北环境保护年鉴、中国环境统计年鉴、统计公报等面板数据。数据处理包括原始数据的正负向指标数据的无量纲化处理、指标权重与综合指数的计算。

(1)数据的无量纲化处理采用极值标准化方法。

Xij表示第i年份第j项指标的数值，max {Xj}、min{Xj}分别为第j项指标的最大值和最小值。

(2)权重计算采用熵值法，以各年度指标数据中提取原始信息确定权重，消除人为主观因素影响。

信息熵冗余度：dj=1-ej；

(3)综合指数计算采用线性加权法。

1.3 指标体系构建

城镇化是指人口从农村向城镇集中，从第一产业向第二、三产业转换的过程[4]，这是一个社会、经济、文化等多种因素综合发展的过程，具体表现为，首先是人口由农村向城镇的集中，农业人口向非农业人口的转换；其次，城镇数量的增加与城镇地域范围的扩展；第三，第一产业向第二、三产业的转换，经济结构的优化升级；第四，城镇居民生活方式、价值观念的转变等。为充分体现城镇化丰富内涵，客观表征城镇化综合发展水平，分别从人口城镇化、空间城镇化、经济城镇化与社会城镇化等方面考察区域城镇化发展情况(见表1所示)。

生态环境安全方面，则主要从生态环境现状、生态环境压力与生态环境保护行为与措施等三个方面进行综合考察。鉴于及指标数据的可获得性，共选择包括“人均公共绿地面积”、“人均工业固体废弃物产生量”与“工业固体废弃物综合利用率”在内的15项指标客观评鉴生态环境安全情况(见表1)。

表1 城镇化与生态环境测度指标体系

1.4 耦合协调度模型

“耦合”概念来源于物理学中的“容量耦合”概念，主要指两个或两个以上的系统(元素)之间通过各种相互作用彼此影响的现象。借鉴耦合系数模型基本原理，可以得到多个系统(要素)相互作用的耦合协调度测度模型如下：

Cn={(u1×u2×u3…um)/ ∏(u1+u2)}1/n

为便于分析城镇化与生态环境二者的耦合度，得到简化函数：

式中：C是耦合度；u是各系统(元素)综合指数值；f(x)、g(y)分别为城镇化发展测度函数和生态环境安全测度函数；其中，x1、x2，……，xm， 分别为城镇化水平测度指标和函数；y1、y2，……，yn，g(y)分别为生态环境安全指标和函数；ai、bj分别为城镇化指标体系与生态环境指标体系指标权重值，x′为无量纲化后指标数据；其中k为调节系数，一般情况下k≥2；协调度C取值在0-1，值越大两者之间越协调，值越小，则越不协调。

耦合度C对于反映城镇化与生态环境耦合作用的强度及作用的时序性特征，以及预警二者发展秩序等方面具有重要意义。然而，耦合度对于城镇化发展与生态环境安全的综合效能与协同效应方面却不能有效表达与体现，特别是在多个区域对比研究的情况下，耦合度计算的上下限一般取自各个地区的基准年期值和发展规划值，单纯依靠耦合度判别有可能产生误导[5]。为此，根据协调发展的内涵，构造城镇化与生态环境耦合协调度函数，用以评判城镇化与生态环境交互耦合的协调程度。用D表示度量城镇化与生态环境发展水平高低的定量指标，公式如下：

式中：D为耦合协调度，T为城镇化与生态环境综合调和指数，α、β为待定权数。按照新型城镇化建设的总体要求，以生态环境利益本位，本文认为生态环境安全与城镇化建设相比更为重要，故α、β的取值分别为0.6、0.4。在实际应用中，最好使T∈(0，1)，这样可保证D∈(0，1)，以便于使用。本文借鉴刘耀彬等在城镇化与生态环境耦合度的研究成果，对耦合协调度(D)的类型划分如表2所示。

表2 城镇化与生态环境耦合协调度分类

2 结果分析

选取河北省2004-2014年城镇化发展与生态环境共计31个单项指标的数据，经计算，得到2004-2014年共计11年内的河北省城镇化发展综合指数、生态环境安全综合指数，以及两者间的耦合协调度。2004-2014年，河北省耦合协调度处在0.36-0.83之间，基本上按照城镇-生态系统耦合协调发展趋势与规律，从初期的低水平耦合，发展至拮抗时期，再经过磨合阶段，最终达到高水平耦合阶段，各发展阶段间呈现交错分布与波动特征。

2.1 城镇化发展分析

在城镇化评价指标体系中，经济城镇化权重值为0.340，所占比重最大，其次是社会城镇化(0.304)、人口城镇化(0.179)、空间城镇化(0.177)。这体现了城镇化进程中经济发展的核心作用，社会保障与民生服务供给效能的提升是城镇化持续健康发展的重要动力来源。

从演变趋势来看，城镇化综合指数值从2004年的0.120增长到了2014年0.759，提高了6倍多，其中在2011年和2014年分别出现迅速下降的拐点，这应该是受到了全球金融危机和 “新型城镇化道路”提出的影响，这一定程度上说明了制度环境和外生冲击对城镇化发展过程的影响[6]。从表征城镇化水平的人口城镇化、经济城镇化、社会城镇化与空间城镇化等四个子系统的测算结果来看，经济城镇化一直呈现较快速增长；社会城镇化指数呈现先持续增长，后下降又上升的趋势，人口城镇化与空间城镇化则发展较慢。2009年之前与2011年之后，人口城镇化指数与其他子系统、城镇化综合指数呈同方向变化，2009至2011年之间呈反方向变化，表明在此期间城镇人口增长过快，对经济发展、城镇空间与社会保障、民生服务提供等城镇化的综合发展影响显著。

总体上，研究期内河北省人均城市区域范围总体呈现增大趋势，城镇基础设施建设力度不断加大，居民生活环境、公共服务品质也逐步提高。然而，城镇化总体水平仍滞后于自身工业化经济发展水平，同时也滞后于全国城镇化平均水平；随着新型城镇化战略的实施，河北省工业化发展与城镇化发展的协调性不断提高，逐渐形成联动发展态势，城镇化发展模式由传统型逐渐转向新型城镇化道路。

图1 2004～2014河北省城镇化发展指数示意图

2.2 生态环境水平分析

在生态环境评价体系中，环境压力(0.395)所占比重最大，其次为环境保护(0.324)和系统状态(0.281)。可见河北省当前所面临的生态环境压力还是较大的。

由图2可知，河北省生态环境综合指数先是平稳上升，自2007年开始呈现快速上升状态，2010年达到峰值，之后呈波动下降趋势；生态环境压力与生态环境状态指数的总体水平均较低，呈现先下降，后快速上升，又急速下降的“S型”曲线变化趋势；生态环境保护指数则一直处于较高水平，与综合指数曲线总体走向一致，呈现先平稳上升，又快速上升，后缓慢下降的倒“U型”曲线趋势。生态环境综合指数、生态环境压力指数、生态环境保护指数等三条曲线拐点均出现在2011年，这与城镇化综合指数拐点一致，说明河北省城镇化的加速推进以粗放开发和生态损耗为主，城镇化对生态环境的施压作用立竿见影，同时也说明了生态环境保护工作的有效开展是促使环境综合指数提升的重要因素。

图2 2004-2014河北省生态环境发展指数示意图

2.3 城镇化与生态环境耦合分析

基于耦合协调计算公式，测算河北省2004～2014年耦合度C 和协调度D，可知：2004-2014年河北省城镇化和生态环境系统C ∈[0.80，1.00]，说明河北省城镇化水平不仅在量方面得到很大发展，其质的方面也明显提高，生态城镇化和城市生态化已经成为人们生活的基本目标，城镇化与生态环境系统耦合度整体上逐渐进入高水平耦合阶段[5]。而耦合协调度D ∈[0.37，0.86]，总体上低于耦合度C，且协调度D整体上以基本调和、调和为主要趋势；综合来看，2004-2014年河北省城镇化与生态环境的耦合度C值呈现波动起伏态势，耦合协调度D均值呈现出波动上升态势，调和指数T值则体现了研究期内城镇化与生态环境系统耦合协调发展水平在持续提高(图3所示)。具体来看：

图3 2004-2014年河北省城镇化与生态环境综合指数与耦合协调度值图示

(1) 2004-2006年：低水平耦合——拮抗时期。2003年河北省委六届三次全会将城镇化战略作为全省四大主体战略之一，2004年省委省政府又做出了“关于实施城市化战略的决定”。为此，2004年以来，河北省城镇人口迅速集聚，经济社会快速发展，城镇化率呈现快速增长趋势；然而，由于河北城镇化建设起点较低，长期以来一直低于全国平均水平，城镇化发展总体上仍处于滞后状态。与此同时，城镇化的快速发展使得对生态环境资源的依赖日渐加大，生态环境对城镇化的制约与负反馈也日益突出，使得这一时期城镇化与生态环境之间由勉强调和的低水平耦合阶段发展至基本调和的拮抗时期。

(2)2007-2009年：拮抗时期——磨合阶段。为推进河北省城镇化战略，2007年河北省政府出台了《关于加快推进城镇化进程的若干意见》；2008年，河北省委、省政府联合下发了《关于在全省开展城镇面貌三年大变样活动的通知》。一系列战略政策的实施使河北省城镇化进程不断迈上新台阶，城镇化率由2007年的40.25%提升至2009年的43.74%，河北省已经进入了城镇化快速发展的中期阶段。伴随着城镇化进程的快速推进，人口急剧膨胀、环境容量不足，资源支撑能力弱等一系列矛盾与突出问题日益严重。生态环境压力的日益增大促使生态城市建设和生态环境整治工作成为城镇化水平提升的主要工作，污染治理技术水平的不断进步，也相应减轻了城镇化对生态环境破坏的作用力度，城镇化发展与生态环境之间由勉强调和的拮抗时期发展至调和的磨合阶段。

(3)2010-2014年：磨合阶段——高水平耦合阶段。这期间城镇化率大幅提升，城镇化增速趋缓。“三年大变样”工作的有效开展，使得城市基础设施建设日趋完善，居民生活环境大为改观，聚集能力和综合承载能力明显提高。然而，城镇化进程中，因盲目追求规模和速度导致生态环境状况急剧恶化，大气污染、水污染、城市噪音扰民、垃圾围城等现象严重，农村环境污染问题也日益突出。粗放的、不协调的城镇化发展方式，严重的影响到河北省城镇化的健康、可持续发展。为此，2011年河北省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要中提出要“走符合河北实际的新型城镇化道路”。“十二五”期间河北经过大力实施压能、减煤、控车、降尘、治企、增绿等重点工程，深入推进钢铁、水泥、电力、玻璃四大行业污染治理后取得了较好效果，生态环境综合指数取得显著提高。河北省城镇化发展逐渐转向新型城镇化阶段，开始从注重规模和速度增长，逐步转移到了质量内涵的提升上来。总体上，城镇化与生态环境的交互作用呈现“协调、调和、基本调和、勉强调和”的波动性特征，两者耦合协调度则呈现磨合与高水平耦合反复交替态势。

综上所述，河北省在城镇化水平较低时，环境污染程度较轻；随着城镇化的快速发展，资源环境压力不断增大，生态环境污染程度逐步恶化；但由于河北省城镇化发展总体处于滞后状态，随着政府“新型城镇化道路”发展战略的实施，与生态环境保护和治理的力度逐步加大，生态环境污染加剧程度逐步减小，表征河北省城镇化发展与生态环境关系逐步接近环境库兹涅茨曲线(EKC)的“拐点”。

结束语

在城镇化、生态环境安全指标体系及耦合协调度测评体系构建的基础上，分析了河北省2004-2014年城镇化与生态环境综合指数，以及城镇化与生态环境耦合协调度演变的时序规律，由此得出以下结论：

(1)河北省城镇化水平起点低、发展快，城镇化综合指数逐步提高，基本呈线性上升趋势，目前处在城镇化快速发展的中后期阶段；由于期初的城镇化水平较低，对环境破坏程度不大，加之环保意识的增强与生态建设工作有效开展，生态环境综合指数呈现平稳上升后的快速上升趋势；伴随着城镇化水平的进一步提升，生态环境承载能力逐渐下降，生态环境综合指数由快速上升转变为较平稳的波动态势，期间城镇化发展由传统城镇化发展模式逐渐转化为新型城镇化模式。

(2)河北省城镇化与生态环境之间的耦合关系呈现阶段性、波动性特征。结合河北省城镇化发展阶段，城镇化与生态环境协调度、耦合协调度大小，将研究期内两者耦合协调关系大致划分为低水平耦合、拮抗时期、磨合阶段与高水平耦合等阶段。研究发现，2004-2009年间城镇化与生态环境由勉强调和的低水平耦合发展至勉强调和的磨合阶段，2010-2014年两者耦合关系呈现磨合与高水平耦合反复波动特征。表明，河北省城镇化发展不仅在量的方面得到了快速发展，同时更加注重城镇化质量内涵的提升，城镇化与生态环境之间的耦合交互作用正在经历反复的磨合与适应时期，即将正式进入良好的高水平耦合阶段。

[1] 卢虹虹. 长江三角洲城市群城市化与生态环境协调发展比较研究[D].上海：复旦大学,2012.

[2] 刘耀彬,李仁东,宋学锋. 中国区域城市化与生态环境耦合的关联分析[J]. 地理学报,2005,(02):237-247.

[3] 荣宏庆. 论我国新型城镇化建设与生态环境保护[J]. 现代经济探讨,2013,(08):5-9.

[4] 丁守海. 概念辨析：城市化、城镇化与新型城镇化[DB/OL].http://www.qstheory.cn/society/2014-06/06/c_1111023036.htm, 2014-06-06/2016-10-04.

[5] 刘耀彬,宋学锋. 城市化与生态环境的耦合度及其预测模型研究[J]. 中国矿业大学学报,2005,(01):94-99.

[6] 王家庭,毛文峰. 武陵山片区城镇化与生态环境响应的计量分析——以湘西自治州为例[J]. 经济地理,2016,(06):148-154+129.

(责任编辑：刘学伟)

10.3969/j.issn.1009-2080.2017.02.017

2017-01-11

河北省社会科学发展研究(民生调研专项)课题(201601310)。

郑艳玲(1978- )，女，河北故城人，衡水学院副教授，博士，河北省生态文明建设与县域经济发展研究基地研究骨干。

F299.27

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1009-2080(2017)02-0074-07