新疆县域城镇化时空格局演变特征及影响因素

李建刚，雷 军,段祖亮,杨 振,2

(1 中国科学院新疆生态与地理研究所， 乌鲁木齐 830011； 2 中国科学院大学资源与环境学院， 北京 100049)(2018年1月31日收稿； 2018年6月25日收修改稿)

一般而言，城镇化过程主要包含经济结构变迁、社会结构变迁和空间结构变迁3个维度[1]。改革开放40年来，中国的城镇化发展受到国内外的广泛关注[2-5]。国内外学者对城镇化发展做了大量且深入的研究。从国外理论研究来看，主要有刘易斯的城乡二元经济发展理论[6]、拉文斯的人口推拉理论[7]、诺瑟姆“S”型曲线[8]、钱纳里多国模型[9]等理论研究，为开展城镇化实证研究提供了相关理论基础；从实证研究来看，国外研究主要集中在全球化和信息化背景下世界城市发展与全球城市体系空间重构[10]，集中型城镇化、郊区城镇化、逆城镇化、再城镇化4个不同阶段城镇化空间结构演变特征[11-14]，不同地域空间的城镇职能演变特征[15-16]，城镇化的资源生态环境效应[17-20]等方面。国内实证研究主要集中在城镇化时空格局演化分析[1,21]、城镇化发展差异度[22]、城镇化与产业结构关系和城镇化质量与规模协调性研究[23-24]、城镇化路径和动力机制[5,25-26]、城镇化类型区划分[27]、城乡发展一体化[28]、城镇化与生态环境交互胁迫耦合[29-31]等方面的定性定量分析。

2014年，国家正式出台《国家新型城镇化规划(2014—2020年)》，这标志着中国城镇化发展的重大转型。近些年来，随着国家自上而下和民间自下而上两种城镇化方式的持续推进，中西部地区城镇化也得到快速发展，有研究表明，进入21世纪，中西部地区对中国城镇化发展的贡献率均超过30%[32]，成为推动全国城镇化的重点区域。新疆城镇化正处于加速发展阶段，国内学者对新疆城镇化的特征、演化格局、历史规律、发展路径及其影响因素等方面做了大量研究[33-38]，杨振等[38]使用综合指标评价等方法研究新疆县域城镇化的空间分异格局，发现城镇化发展水平空间差异明显；王建锋等[39]则偏重于对新疆城镇化与产业结构之间的协调关系研究；倪超军和赵雪冉[40]以及高岗仓和张凤艳[41]发现兵团城镇化发展有利于新疆经济发展和社会稳定，同时也揭示了制约兵团城镇化健康发展的影响因素；李雪梅等[37]研究塔河流域城镇化空间格局演变及驱动因素；张杰[35]和马远[36]对新疆特色城镇化的路径和动力机制进行研究，提出不同地区应依据其资源禀赋、区位条件、经济基础等条件探索合适的城镇化发展道路[35-36]。也有部分学者对新疆城镇化进程中的资源环境承载力、城镇化的资源环境效益以及城镇化和生态环境的耦合协调度测算等方面进行研究[42-43]，从水土资源角度探讨对新疆城镇化的影响[44-46]；对天山北坡区域发展水平和生态环境的综合水平指数及协调度进行定量分析，将天山北坡经济带各县市划分为同步协调型、趋近协调型、生态主导型3种类型[47]。综上所述，大多数学者主要从城镇化格局演化、城镇化资源环境效应、城镇化与工业化关系等视角研究新疆的城镇化问题，部分学者也对影响城镇化发展的影响因素进行简单定性分析，鲜有学者对影响城镇化发展的因素进行深入定量分析及其驱动机理分析。

2015年3月28日，国家发展改革委、外交部、商务部联合发布《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》，将新疆定位为丝绸之路经济带核心区，新疆迎来新的发展机遇，这也为新疆城镇化发展提供了良好外部环境，新疆城镇化进程的持续健康发展，关系着全国改革开放稳定大局，关系着祖国统一、民族团结、国家安全，也关系着中华民族伟大复兴。与中东部不同，新疆的城镇化建设是建立在绿洲经济持续发展的基础上，受自然和人文因素的交互作用影响较大。进入21世纪，驱动新疆城镇化发展的主体是市场还是政府？人文因素和自然因素对城镇化的贡献率达到多少？未来变化趋势如何？今后应如何更好推进新疆城镇化进程？针对以上问题，本文主要采用多元回归分析、地理探测器方法，利用《新疆统计年鉴》、《中国县域统计年鉴》以及各地州市的统计数据，对2000—2015年新疆城镇化演化格局、城镇化差异度、城镇化影响因素的方向和大小等进行定量分析。本研究不仅有助于促进新疆各区域协调发展，也对加快推进新疆新型城镇化进程和把握新疆城镇化的未来发展具有重要的现实意义。

1 研究区域与方法

1.1 研究对象

本文选取新疆80个县与区县合并后的3个地级市(乌鲁木齐市、克拉玛依市、吐鲁番市)共83个行政单元为研究对象，由于北屯市、五家渠市、霍尔果斯市等7个兵团和新设立的县级市数据资料缺失，故不在本研究范围之内。

1.2 数据来源

本文以《新疆统计年鉴》中2000、2005、2010、2015年的非农人口作为新疆城镇化率测算的主要数据源，旨在从农民真正实现进城落户、安居乐业的视角[26]，揭示新疆县域城镇化水平及其差异格局。2000与2015年的社会经济数据，主要来源于《中国县域统计年鉴》、《中国城市统计年鉴》、《2000年第五次全国人口普查数据》以及各地州市的统计年鉴。矢量底图来源于国家地理信息中心，基于研究需要，对部分底图进行前期处理：1)基于ArcGIS10.2软件对各地级市层面的市辖区县进行范围合并，并对应合并数据。2)为便于分析县域城镇化15年间的变化，本文以2015年合并市辖县区后的分区县行政区划底图为参照，在此基础上对应校正2010、2005、2000年合并市辖县区后的分区县行政区划底图，并对应校正相应的统计数据，以确保纵向比较的准确性和可靠性。3)DEM数据资料来源于寒区旱区科学数据中心。

1.3 研究方法

1)变异系数分析法

采用变异系数测度县域城镇化的差异程度，可以更好刻画县域城镇化发展的动态差异，该系数已在地理数据的空间差异研究中得到广泛应用[26,48]。计算公式如下

(1)

2)多元回归方法

参考前人研究成果[1,25-26,38,48-49]，以县域非农人口城镇化率作为因变量(Y)，从自然条件、经济增长、产业结构、就业结构等方面选取适宜变量20个(表1)，同时考虑研究区域数据的可获得性、国家西部大开发战略等背景，对2000和2015年两个年份的城镇化影响因子进行多元回归分析，以辨识影响城镇化发展水平的显著变量及其方向。同时阐述因子选取依据：①自然条件作为区域城镇化发展的第一本底，在不同的城镇化发展阶段其作用强度不同，因此本文选取全年平均温度、年均降水量、水资源丰富指数等指标揭示自然条件对城镇化的作用。水资源丰富指数用来评价水资源短缺(丰富)程度，描述水资源条件对社会经济发展的制约作用，是地理区位特征的表达形式之一[1]，需要说明的是本文采用的新疆水资源丰富指数参照李九一[50]测算的全国县市级行政单元水资源丰富指数。②市场是社会经济发展的产物，它要求区域各生产要素以及地域组合按照市场经济规律进行资源的有效配置，其主要表现为资本、劳动力和土地等生产要素自下而上推动城镇化发展，因此选取社会消费品零售总额、年末金融机构各项贷款余额、规模以上工业企业数等因子体现市场经济的作用。③人口密度是折射城镇化空间格局的最直接表征[32]，在经济较发达的地区，人口密度越高的区域说明该区域的人口集聚能力越强，同时考虑到新疆主要经济活动皆分布在绿洲上，就绿洲内的要素密度而言，决不亚于东中部较发达地区[51]，对于新疆县级单元，人口密度在县与县之间可比性不强，因此以绿洲面积代替行政面积计算各县市人口密度。④政府行政力是推动区域城镇化发展的主要动力之一[25]，选取政府财政支出和社会固定资产投资因子刻画政府行政力量对城镇化进程的推动作用。⑤社会经济条件越好的地方更能为城镇化发展提供所需的公共基础设施、就业岗位等，因而人口城镇化率也越高，选取每万人拥有医疗床位数、人均城市道路面积等来反映公共基础设施服务。⑥地理区位好的区域可能更能满足城镇化发展的各种要素需求，具有更好的成长性，因此以天山为界，将新疆划分为南北疆(北疆、南疆分别有41、42个县市)，引入虚拟变量，北疆区域县域为1，南疆区域为0。

表1 城镇化发展格局模拟的自变量Table 1 Selected variables for regression analysis

3) 地理探测器分析方法

“地理探测器”研究方法首次应用于地方性疾病形成原因的探测[52]，地理探测器由4个探测器组成：风险探测器、因子探测器、生态探测器和交互探测器[53]，同时地理探测器的其中一大优势就是对多自变量共线性免疫[54]。本文主要使用因子探测器和交互探测器分析探究各个因子对城镇化(Y)的影响。

因子探测器可以检验某种因子是否是形成城镇化空间分布格局的原因，其模型如下

(2)

式中：PD,U为城镇化影响因素探测力指标；nD,i为次一级区域样本数；n为整个区域样本数；m为次级区域个数；整个区域σ2U为城镇化的方差；σ2UD,i为次一级区域的方差。假设σ2UD,i≠0，模型成立，PD,U的取值区间为[0, 1]，PD,U=0时，表明城镇化分布呈随机分布，PD,U值越大，说明分区因素对城镇化的影响越大。

交互作用探测器可以识别因子X1和X2之间的交互作用，即评估因子X1和X2共同作用时是否会增强或减弱对因变量Y的解释力，或这些因子对Y的影响是相互独立的。地理探测器通过分别计算和比较各单因子PD,U值及两因子叠加后的PD,U值，可以判断两因子是否存在交互作用，以及交互作用的强弱、方向、线性还是非线性等[54]。

2 结果与分析

2.1 县域城镇化时空格局变化

根据方创琳等[55]对城镇化进程的4阶段方案，对新疆2000、2005、2010和2015年的县域城镇化率进行空间可视化表达(图1)。同时基于世界其他国家城镇化水平增速和历年中国城镇化水平增速以及学者对于城镇化水平增速的界定[1]，将城镇化年平均增长率按照>1.5%、1.0%～1.5%、0.5%～1.0%、0～0.5%、<0的区间，划分为高速、中高速、中速、中低速和低速5个等级 (图2)。

1)2000年，新疆县域城镇化率整体偏低，城镇化分异格局大致呈现出以初期城镇化阶段为主的面状分布，如图1(a)所示。2000年，全疆72.29%的县市处于城镇化初期阶段，主要分布在南疆地区、北疆边境沿线地区和天山北坡部分地区；22.89%的县市处于城镇化中期阶段，只有不到5%的县市城镇化率高于60%。

2)2005年，新疆大部分县域城镇化率较低，以城镇化初期与中期阶段分布为主，且区域差异明显，如图1(b)所示。全疆39.76%的县市处于城镇化初期阶段，与2000年相比下降32.53%，该类型主要集中分布在塔里木盆地西缘；45.78%的县市处于城镇化中期阶段，与2000年相比上升22.89%，14.46%的县市城镇化率高于60%。2000—2005年，新疆城镇化年均增长速度为2.53%，如图2(a)所示，高速、中高速、中速、中低速和低速增长的县市各占53.01%、12.05%、21.69%、10.84%、2.41%，这一阶段新疆城镇化增长幅度以高速增长为主。

3)2010年，新疆县域城镇化水平较之2005年变化较小，如图1(c)所示。西南地区城镇化呈现出以城镇化初期阶段为主的集中连绵分布，东部地区城镇化呈现出以中期为主且后期镶嵌分布的格局。2010年，全疆43.37%的县市城镇化率不足30%，较2005年上升3.6%；47%的县市处于城镇化中期阶段，较2005年上升1.22%；有9.6%的县市城镇化率高于60%。2005—2010年间，新疆城镇化年均增长速度为-0.66%，如图2(d)所示，这一阶段新疆城镇化增长幅度呈现出以低速增长为主的片状分布格局。2000—2010年间，新疆城镇化年均增长速度为0.94%，如图2(b)所示，其增长幅度呈现出以高速、中高速增长为主的交错分布格局。

图1 2000、2005、2010、2015年新疆县域城镇化率空间分布Fig.1 Spatial distributions of the urbanization rate at county level in Xinjiang in 2000, 2005, 2010, and 2015

图2 2000—2015年新疆县域城镇化率的年均变化空间分布Fig.2 Spatial distributions of the annual changes in the urbanization rate at county level in Xinjiang from 2000 to 2015

4)2015年，新疆县域城镇化水平较之2010年有一定变化，城镇化格局呈现出集中—交错分布，如图1(d)所示。2015年，全疆38.55%的县市处于城镇化初期阶段，较2010年下降4.82%；47%的县市处于城镇化中期阶段，与2010年水平保持一致，处在此阶段的县市呈现出北疆和新疆东南部地区交错分布的态势；14.46%的县市城镇化率高于60%，比2010年增加4.86%。2000—2015年，新疆城镇化年均增长速度为0.89%，如图2(c)所示，在15年的时间尺度上，高速、中高速、中速、中低速和低速增长的县市各占15.66%、13.25%、26.51%、40.96%和3.61%，这一时期新疆城镇化增长率以中低速增长为主。2005—2015年，新疆城镇化年均增长速度为-0.02%，如图2(e)所示，在10年的时间尺度上，新疆城镇化增长率以中低速和低速增长为主，这一阶段全疆城镇化进程缓慢；2010—2015年，新疆城镇化年均增长速度为0.77%，城镇化增长格局呈现出以中速增长为主的南北条带状分布，如图2(f)所示，城镇化高速、中高速、中速、中低速和低速增长的县市各占13.25%、14.46%、40.96%、22.89%和8.43%，这一时期新疆城镇化增长率以中速增长为主。

2.2 新疆县域城镇化差异分析

为进一步定量刻画新疆县域城镇化差异情况，利用公式(1)，对2000、2005、2010、2015年的新疆县域城镇化差异度进行测算分析。结果表明：2000—2015年新疆县域城镇化差异度从0.58下降到0.51，2000—2005年城镇化差异度下降幅度最大，达到0.06，同时2015年城镇化差异度与2010年基本保持一致(表2)，可得2000—2015年新疆县域城镇化差异度总体呈现下降趋势。

表2 2000、2005、2010、2015年城镇化差异分析表Table 2 Differences in the urbanization rate at county level among 2000，2005, 2010, and 2015

2.3 城镇化格局形成的影响因素

使用多元回归分析方法对两个年份的县域城镇化发展水平的影响因素进行分析，由于本研究选择的解释变量达到20个，为避免严重的多重共线性，进行了显著性水平(p<0.1)和方差膨胀因子(VIF<10)检验，最后筛选得到8个因子(表3)，模型拟合优度分别为75.1%和64.7%，模型整体均达到极显著水平(表3)。

表3 新疆县域城镇化影响因素结果估计Table 3 The factors influencing urbanization at county level in Xinjiang

注：*p<0.1,**p<0.05,***p<0.01。

2000年的模型估计结果显示，除城乡居民储蓄存款余额、绿洲人口密度、北疆地区虚拟变量未通过显著性水平外，其余变量均通过显著性水平检验，回归系数的正负向也符合预期，具体结果为：1)年均降水量丰富的地区，城镇化水平也较高，体现了在新疆大部分地区干旱少雨的自然环境条件下降水量对城镇化发展可能有正面驱动作用。2)人均GDP越高，城镇化率往往越高，经济增长驱动城镇化发展的假设可以被接受。3)二三产业从业人员占总人口比重越大，城镇化水平越高，体现就业是民生之本，通过就业手段，推动了城镇化水平的提高。4)地方公共财政支出与每万人拥有医疗床位数越高，城镇化率往往越高，表明在这一时期，政府行政力量对推动城镇化发展起着举足轻重的作用。

2015年的模型估计结果显示，人均GDP、城乡居民储蓄存款余额、二三产业从业人员占总人口比重、每万人拥有医疗床位数、北疆地区虚拟变量等5个变量通过了显著性水平检验。与2000年相比，1)城乡居民储蓄存款余额与北疆地区虚拟变量系数增大，表明在这一时期，人们收入水平与资本积累能力的提高加快了农民市民化的进程，就地区虚拟变量而言，在其他社会经济条件不变的情况下，北疆地区各县市的城镇化水平平均要高5.08个百分点。2)年均降水量、二三产业从业人员占总人口比重、地方公共财政支出系数都出现较大幅度下降，可见自然条件和政府行政力量对城镇化发展的促进作用有所减弱。

2.4 城镇化驱动因子分析

基于多元回归分析得到2000、2015年两个年份影响城镇化率较为显著且共线性较小的变量，并辨识其方向。为揭示其对城镇化发展的驱动力大小，首先在ArcGIS10.2中对影响城镇化的各个变量因子进行自然断点聚类分级、分区，然后利用因子探测器计算公式(2)，得出各影响因子对县域城镇化空间分布影响的PD,U值，需要指出的是地理探测器对多自变量共线性免疫，因此不考虑共线性对其的影响[54](表4)。

表4 2000、2015年影响因子对新疆城镇化的决定力及其动态变化Table 4 Decisive power and dynamic changes of the influencing factors on Xinjiang urbanization in 2000 and 2015

2000年各因子地理探测器结果显示：1)以年均降水量为代表的自然因子对城镇化发展的决定力为0.12，但其没有通过显著性水平检验，因此自然因子对新疆县域城镇化发展的解释力不强。2)人均GDP、二三产业从业人员占总人口比重、地方公共财政支出、每万人拥有医疗床位数4个因子对城镇化率的驱动力大小分别为0.4、0.57、0.28、0.33，且都通过了10%水平下的显著性检验，表明在这一时期，新疆县域城镇化发展主要受就业结构、公共基础服务和政府行政力量的驱动。

2015年各因子地理探测器结果表明：1)人均GDP、城乡居民储蓄存款余额、二三产业从业人员占总人口比重、每万人拥有医疗床位数4个因子对城镇化率的驱动力大小分别为0.56、0.4、0.21、0.21，且都通过了5%水平下的显著性检验。2)北疆地区虚拟变量在1%的显著性水平下对城镇化率的驱动力为0.26，反映了地区资源禀赋、地理条件等因素对城镇化率的复杂影响，也进一步印证了多元回归分析结果。与2000年相比，城乡居民储蓄存款余额、二三产业从业人员占总人口比重、每万人拥有医疗床位数3个因子对城镇化率的驱动力大小呈现出不同程度的下降。值得关注的是，2015年地方公共财政支出对城镇化水平的驱动力变弱，且未通过显著性水平检验，这一结果与多元回归分析结果较为一致，体现了政府行政力量对城镇化发展的推动作用有所减弱。绿洲人口密度虽然未能通过多元回归显著性检验，但其在地理探测器分析中对城镇化发展的决定力较之2000年，在2015年达到0.3，通过了5%水平下的显著性检验，从侧面反映了人口集聚对城镇化发展有一定促进作用。

许多地理现象的形成是多因子交互作用的结果[53,56]。城镇化即是一个综合的复杂的社会经济过程，是各因子共同作用的结果。使用交互作用探测器可以得出2000和2015年各因子交互作用结果(表5、表6)。

2000年，各因子两两交互作用的决定力普遍要高于单因子对城镇化率的决定力(表5)，因子间的交互作用都表现出不同程度的双因子增强和非线性增强，也印证了城镇化是一个复杂的多因子交互作用的过程。人均GDP与二三产业从业人员占总人口比重、地方公共财政支出、每万人拥有医疗床位数的交互作用驱动力大小分别为0.69、0.65、0.69。二三产业从业人员占总人口比重与地方公共财政支出、每万人拥有医疗床位数的交互作用对城镇化的驱动力大小分别为0.67、0.69。地方公共财政支出与每万人拥有医疗床位数的交互作用对城镇化的驱动力大小为0.65。反映了在这一时期，政府行政力量、就业结构、公共基础服务等相互作用，共同推动新疆县域城镇化水平发展。2015年，人均GDP与城乡居民储蓄存款余额、二三产业从业人员占总人口比重、绿洲人口密度、每万人拥有医疗床位数交互作用对城镇化率的驱动力大小分别为0.76、0.66、0.79、0.77(表6)。由此可得，这一时期的城镇化率主要受就业能力、收入水平、人口集聚以及公共基础服务共同作用。与2000年相比，政府行政力量与其他因子的交互作用对城镇化发展的决定力减弱，也进一步印证了市场经济对新疆县域城镇化的发展扮演着越来越重要的角色。

表5 2000年各因子交互作用结果Table 5 Interaction results of the factors on urbanization in 2000

表6 2015年各因子交互作用结果Table 6 Interaction results of the factors on urbanization in 2015

3 结论与讨论

3.1 结论

1)新疆县域城镇化格局呈现出由2000年以初期城镇化为主的面状分布转向2015年以初期、中期城镇化为主的集中-交错分布。总体而言，2000—2015年，处于城镇化初期阶段县市数量在逐年递减，而处于城镇化中期和后期阶段的县市数量在逐年递增，城镇化两极分化现象较为严重，且城镇化增长率主要以中低速增长为主。

2)不同时间尺度下，城镇化增长幅度呈现出不同特点。在2000—2005年、2005—2010年、2010—2015年的5年时间尺度下，新疆县域城镇化增长速度表现出“高速—低速—中速”的变化特点；而在2000—2010年、2005—2015年的10年时间尺度下，城镇化增长速度呈现出由高速、中高速增长转向中低速、低速增长的变化特点。2000—2015年新疆县域城镇化差异度总体呈现下降趋势。

3)多元回归分析对影响城镇化率的变量因子进行筛选和方向性判断，表明经济发展水平、就业结构、公共服务水平、地理区位等变量对新疆县域城镇化空间分异格局存在较为显著的影响；利用地理探测器工具揭示了筛选后的变量因子对城镇化发展水平的决定力大小，研究结论表明：①2000—2015年随着新疆社会经济实力的逐步增强，市场经济发展与就业结构的转变是驱动新疆县域城镇化快速发展的重要因子，以政府主导自上而下推动的政策措施对城镇化发展的驱动作用有所减弱；②目前城镇化发展主要受到就业能力、收入水平、人口集聚以及公共基础服务等多因子共同作用；③地理区位对城镇化发展水平有较为显著的促进作用。未来新疆县域城镇化发展应积极发挥市场对资源配置的决定性作用，让资本、劳动力和土地等生产要素自下而上推动城镇化进程；政府应积极主动拓宽就业渠道，增加就业机会，如引导南疆剩余劳动力向北疆等较发达地区流动，使其从第一产业转向第二、三产业就业；继续坚持完善公共基础服务，同时综合配套多种措施来推动城镇化可持续发展；积极创造建设更有助于人口流动和聚集的制度环境、就业环境等。

3.2 讨论

2005—2010年，新疆县域城镇化平均增长幅度为-0.66%，城镇化进程缓慢，2002年8月，中国开始以“撤并乡镇、精简机构、分流人员”为主要标志的乡镇机构改革，在全国这一大背景下，这一时期全疆乡镇区划调整基本是“按兵不动”，使得人口统计口径发生变化，导致计算得出的城镇化增长幅度较低。与预期有所不同的是，水资源丰富指数对城镇化发展水平的影响不显著，究其原因，人类生产生活强度的加大和水资源利用水平的提高，现代城镇格局对地表水的直接依赖性已有所减弱。水资源短缺的城市可以通过引用地下水、建设大型水利枢纽工程或跨区域调水工程等措施缓解水资源对城市发展的约束，如克拉玛依市依靠“引额济克”工程解决城市水资源短缺的问题。此外，城市通过加强用水管理，提倡城市节水,调整城市产业结构，大力发展节水产业等措施也取得良好效果[46]。上述原因可能引致水资源丰富指数对新疆县域城镇化的解释力不足。

本文以新疆83个县市为研究单元，使用地理探测器等研究工具对其城镇化分布格局以及影响因子进行较为深入的探讨和研究，地理探测器工具对于揭示主控要素和交互作用关系强度有很大帮助，但其无法刻画因子作用的方向，因此本文引入多元回归方法首先对变量因子进行显著性分析和方向判断，使研究结果更为可信。本文在不同研究视角等方面还存在一些不足之处，关于变量因子选取方面，选取指标的代表性和统一性还有待在以后的研究中进一步充实和完善；东部19个省市对口援疆政策的实施也可能对新疆城镇化发展产生一定作用，未来也可量化援疆政策对新疆城镇化的影响，还应进一步解析不同县市出现的城镇化发展问题并对其进行分类分区，进而更好地为不同县市的新型城镇化发展提供有针对性的、系统性的参考信息。