京津冀经济发展水平与城市化效率时空耦合分析

裴小兵 许庆涛

内容摘要：以京津冀地区的13个城市为研究对象，运用非期望产出SBM模型、熵值法和耦合度模型对京津冀地区的经济发展水平、城市化效率及其耦合关系进行了实证分析。结果表明：京津冀城市化效率整体呈急剧上升-急剧下降-平稳上升的“N”字型增长趋势；京津冀各地区经济发展水平形式呈“W”字型增长态势；京津冀地区城市化效率与经济发展水平的耦合具有年际稳定性与空间分布集中性的特点，整体耦合度呈现阶梯式层级递增的发展趋势。

关键词：京津冀 城市化效率 经济发展水平 耦合 SBM模型

城市化作为经济发展的重要考核指标，是我国经济保持持续健康发展的强大引擎。我国城市化水平正持续高速发展，但经济发展水平却有所放缓，城市化水平的提高并没有促进经济的持续发展。如何科学协调城市化效率与经济发展水平的并存关系，保持二者协同持续发展，已成为政府部门亟需解决的问题。

城市化效率是衡量城市化水平、城市经济良性运转的标准。城市化效率水平只有与经济发展水平相互协调才能保证社会各个方面的协同发展。在现有研究中，主要從两方面研究城市化效率与经济发展水平之间的关系：一是从整体上分析二者之间的动态变化；二是从具体区域分析二者之间的耦合关系，以上均是运用统计学效率分析的方法进行时空动态耦合分析。以投入与产出为中心，从动态与静态、时间与空间角度来分析，符合现代科学的主流研究思路，但以上研究在方法上大多运用DEA模型，未充分考虑投入所引起的非期望产出，导致分析结果与实际发展水平存在一定的差距，研究结果缺乏严谨性。

本文以京津冀地区13座城市为例，运用基于非期望产出的SBM模型对该地区近年来城市化效率与经济发展水平进行时空动态耦合分析，同时运用熵值法对京津冀地区的经济发展水平进行测度，并结合耦合度模型对该地区城市化效率与经济发展水平进行时空动态分析，以期为京津冀地区一体化协同发展提供科学的理论参考。

研究方法与数据来源

（一）研究方法

1.基于非期望的SBM模型。传统数据包络分析方法（DEA）是一种要素投入与产出之间相对效率评价的系统分析方法，但其存在投入产出变量松弛性以及忽略非期望产出等问题，导致统计分析结果不准确。因此，Tone提出了基于非期望产出的SBM模型，该模型既考虑了各决策单元的非期望产出又把松弛变量直接放入目标函数中，解决了传统模型方法的不足。假定城市化效率评价系统有n个独立的决策单元，每个决策单元有3个向量：投入x、期望产出yg和非期望产出ub，x∈Rm，y g∈Rs1，ub∈Rs2。定义矩阵X，Y g，U b 如下：

（二）指标体系构建

本文以投入与产出系统为主线，构建出京津冀地区城市化效率的考核评级指标体系（见表1），从投入与产出的角度分析京津冀地区整体城市化效率的发展状况。关于投入系统，本文以财政支出（亿元）和固定资产投资总额（亿元）作为资本投入，以城镇就业人员（万人）作为劳动力投入，以城区建成面积（km2）作为土地投入，三者较为全面地覆盖了城市化建设整个投入系统。对于产出系统，本文综合考虑非期望产出的负面影响，将城市化率（%）和非农产值（亿元）作为投入的期望产出，同时将土地流失面积（km2）、污水排放量（t）和固体废弃物产生量（t）作为非期望产出，保证了评价指标的全面性。具体如表1所示。

对于经济发展水平测算，参考已有经济发展水平相关考核指标的基础上结合京津冀地区实际发展状况以及指标数据的可获得性，选取相应14个指标对京津冀地区整体经济发展水平进行综合评价。

本文所需指标数据来源于2004-2013年的《中国统计年鉴》、《中国城市统计年鉴》、《中国环境统计年鉴》、《中国经济科学统计年鉴》及北京、天津和河北13个城市历年统计年鉴，部分数据来源于政府官方网站数据及政府年度工作报告。

研究结果分析

（一）城市化效率分析

在现有DEA模型的基础上考虑非期望产出，结合公式（1）、（2）、（3）并运用DEAP-Version 2.1统计软件，计算出京津冀地区2004-2013的年城市化综合效率。为便于分析，本文以2004年、2007年、2010年和2013年为节点，将所要研究时间轴划分为三个阶段并计算出相应时间段的纯技术效率、规模效率以及规模报酬的增减情况，整理如表2所示。整体上综合分析三个时间段，可以看出：2004-2013年京津冀地区整体城市化效率呈现起伏式增长，北京、天津和石家庄三地的城市化效率基本保持在高效状态；唐山、秦皇岛、保定与衡水的城市化效率增长明显，逐渐发展成为高效率城市化水平；邯郸、张家口、沧州、邢台等地城市化综合效率起伏差距较大，但总体发展呈现增长态势。

从时间层面上来看，2004-2007年京津冀地区城市化综合效率呈现增长态势，其中纯技术效率和规模效率分别增长4.6%和0.7%，说明该阶段城市化效率的提高主要由于纯技术效率的提升，生产技术的进步较大程度上推动了城市化的进程。2007-2010年京津冀地区城市化效率整体下降，其中平均综合效率下降了3.4%，纯技术效率和规模效率分别下降0.8%和3%，相比2004年来说，纯技术效率上升了3.5%，规模效率下降了2.2%，说明2007年至2010年间技术投入变化不大，但导致的城市化规模有所下降，这种变化反映出单独依靠技术投入并不能持续推动城市化的有效发展，需要考虑投入产生的非期望因素，权衡利弊才能推动城市化的健康协调发展。2010 -2013年，城市化效率明显提升，其中纯技术效率和规模效率均有不同程度的增长，这主要在于京津冀地区各城市之间优势互补、互利共赢，在经济、科技、环境、交通等方面取得了重大成果，京津冀地区充分整合创新资源，推动产业升级，完善合作机制，保证了京津冀地区城市化进程的最优发展。

从空间层面上来看，北京一直保持城市化建设高效状态，天津、石家庄两地基本保持在高效状态。唐山、秦皇岛、保定、衡水地区城市化建设的效率发展较为迅速，均达到城市化建设高效水平且保持相对稳定，但规模报酬有所变化，如保定地区规模报酬由2004-2007年的递增变化为2007-2010年的递减，表明该地区在城市化建设的过程中存在投入与产出失衡的现象。邯郸、沧州、邢台等地城市化建设的效率相对较低，但增长幅度较大，其中廊坊地区的城市化综合效率由2004年的0.624提高到2013年的0.818，且纯技术效率提升了34%，科技投入的增加极大地促进了城市化的发展。

（二）经济发展水平分析

運用熵权法计算出经济发展评价指标权重（见表3），同时分别求出2004年、2007年、2010年和2013年京津冀地区13城市经济发展水平综合指数，如图1所示。从图1中可以可出，京津冀地区经济发展水平除邯郸地区2007-2010年有所下降外，其余地区经济发展水平均呈阶梯式增长态势，其中北京、天津、石家庄、唐山、秦皇岛、保定、廊坊以及衡水等地增长明显，平均增长率在14.6%以上，邯郸、邢台、张家口、承德和沧州地区经济发展综合指数较低，均小于京津冀地区整体均值。邯郸地区2007-2010年经济发展水平有所下降，但下降幅度较小且2010-2013年间整体经济水平上升相对较大，说明该地区存在投入产出矛盾，在调整产业结构和优化投入产出比之后，整体经济水平得到了改善。邯郸、邢台、张家口、承德和沧州等地经济发展综合指数普遍小于均值水平，原因在于该地区经济基础薄弱，工业发展缓慢以及受地理、人文等因素影响，导致该地区整体经济水平相对于其他地区较低。

北京、天津、石家庄以及唐山等地经济增长迅速，说明该地区积极发挥自身经济优势，紧跟国家经济发展战略步伐，依托现有工业、科技、教育等优势，审时度势，努力打造京津冀地区经济核心地带。北京、天津等地应在保持自身发展情况下，加强与经济发展水平相对较低的城市合作，促进京津冀地区协同、可持续的发展。

城市效率与经济发展水平耦合度分析

根据表2数据以及京津冀13城市经济发展综合指数，运用公式（4）计算出京津冀地区城市化效率与经济发展水平的耦合度。依据聚类原理，为便于分析将耦合度分为四类：高度耦合（0.900-1.000）、中高度耦合（0.800-0.900）、中低度耦合（0.700-0.800）和低度耦合（0.600-0.700）。耦合度值越大，说明该地区城市化效率与经济发展水平之间的协调性越好。将耦合度结果运用ArcGIS 9.0绘制成图2所示。从图2中可以看出，京津冀地区城市化效率和经济发展水平时空动态耦合呈现出以北京、天津、石家庄为中心辐射四周的环形走势圈，整体耦合度水平不断增强，部分区域的耦合度水平保持动态性与稳定性的时空演变，差异明显。

从时间演变上来看：2004-2007年，京津冀地区高度耦合的城市数目未有变化，仍为北京、天津和石家庄3个城市，低度耦合城市由6个减为4个，中度耦合与中高度耦合城市分别增加1个。该阶段说明城市化效率与经济发展水平整体上呈正相关关系。2007-2010年，京津冀地区虽然高度耦合城市增加1个，但整体城市化效率与经济发展水平耦合度有所下降，说明京津冀地区城市化效率与经济发展水平之间存在着不协调。2010-2013年，京津冀地区城市化效率和经济发展水平高度耦合城市数目明显增加，由原来的4个增加为6个，低度耦合城市减少1个，表明城市化效率与经济发展水平之间的协调性达到了前所未有的高度，整体耦合度显著增强。

从空间分布格局来分析，高度耦合城市的空间分布具有较强的集中性和年际变化稳定性，而中高度、中度耦合城市主要分布在北京、天津和石家庄等高度耦合类城市周围，具有较强的依附性且变化具有明显的波动性。2004-2013年北京、天津和石家庄均保持城市化效率和经济发展水平高度耦合的状态，具有较强的稳定性，原因在于北京、天津以及石家庄为京津冀地区的行政中心、经济中心以及文化中心，城市化效率和经济发展水平较高，各方面得到了最优发展。沧州、邢台、邯郸等地的城市化效率与经济发展水平基本处于低度耦合水平，经济发展水平与城市化建设效率之间矛盾明显，该部分地区经济基础相对薄弱，主要以传统工业和农业为主，新型产业匮乏，城市化建设投入产出结构不合理，存在投入冗余和非期望产出的非均衡发展，盲目地加大资本、人力、土地的投入而忽略生态破坏等非期望产出，从而导致城市化效率的降低。2004-2007年和2010-2013年两个时间段，该部分区域城市化效率值较高，说明该部分城市在城市化建设上取得了可喜的成果，但受制于自身的经济基础水平，城市化效率与经济发展水平的耦合度较低。邢台、邯郸等地应合理优化投入与产出比，减少城市化建设的过多投入，加大对新型工业、科技、贸易以及教育等方面的投入，保持城市化效率与经济发展水平的同步增长，使各方面保持协同、可持续的发展，以提高城市化效率与经济发展之间的耦合度，达到整体上的最优。保定、唐山、秦皇岛、衡水、张家口等地耦合度波动明显，其中保定、唐山和衡水在2013年均达到了城市化效率与经济发展水平的高度耦合，张家口、承德和秦皇岛也不同程度的达到了中高度耦合水平，说明该部分城市在处理城市化效率和经济发展水平之间的协调性上，受北京、天津等高度耦合城市的辐射影响，积极协调两者之间的动态变化并取得了可观的成果。

结论与建议

第一，2004-2013年，京津冀地区整体城市化效率不断提高，北京、天津、石家庄等地基本保持在前沿面，邢台、邯郸、沧州等地城市化效率值变动明显，其增长趋势基本保持急剧上升-急剧下降-平稳上升的“N”字型走势，保定、唐山、衡水等地城市化效率增长幅度最大且保持持续增长态势。总体来说，京津冀地区城市化效率保持起伏式增长，说明京津冀地区在城市化建设过程中的投入产出比例失调，冗余现象突出，过度的投入并没有提高城市化建设效率。因此，该地区在城市化建设的过程中需要优化投入产出比、均衡利弊、减少生态破坏等非期望产出以实现整体城市化效率的提高。

第二，从时间层面上看，京津冀地区整体经济发展水平保持快速上升趋势，其中2007-2010年和2010-2013年为经济增长最显著的两个时间段，而2004-2007年该地区整体经济增长强度不大，这主要与全球经济危机出现导致国家整体经济形势下滑有关。从空间分布上来看，京津冀各地区经济发展水平形式呈“W”字型增长态势，北京、天津以及石家庄依据其独特的优势，保持在经济发展水平的前列。沧州、邢台、张家口等地，经济基础薄弱，使得其经济水平相对落后。唐山、秦皇岛、保定和衡水等地依据其相对优越的地理位置，积极借鉴北京、天津的发展经验，改革创新使其经济水平提升较快。各城市应积极调整产业结构，大力发展第二、三产业，发展新型科技产业，加强各城市之间的深层合作，鼓励科技创新，加大科技、人力以及教育的投入，构建基于平等关系的利益协调机制，坚持互利共赢的原则以保证京津冀整体经济一体化的顺利实现。

第三，2004-2013年京津冀地区城市化效率和经济发展水平时空动态耦合整体保持稳定增长态势，部分时间段耦合强度有所下降。图2中的时空动态耦合图呈现出层级环绕的发展趋势，以北京、天津等高度耦合区域为中心，唐山、保定等中高度耦合区域为次级中心，耦合度阶梯式环绕递减，且具有保持年际空间分布的集中性与稳定性。京津冀一体化的实现需要保持京津冀城市化一体化、经济一体化、生态一体化等各方面的协调统一，坚持优势互补、互利共赢的协同发展观，科学协调城市化建设与经济发展水平及各方面发展之间的耦合矛盾，扎实推进以保证京津冀一体化的健康、平稳、可持续发展。

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