内蒙古自治区城市土地承载力与城镇化水平的协同关系分析

王宏亮 高艺宁 郝晋珉

(1.北京大学深圳研究生院 城市规划与设计学院，广东 深圳 518055；2.自然资源部 城市国土资源监测与仿真重点实验室，广东 深圳 518034；3.内蒙古师范大学 科技处，呼和浩特 010022；4.中国农业大学 土地科学与技术学院，北京 100193)

2001年以来，我国处于城镇化发展的快速期，城市发展质量及其综合评价成为学术界研究的热点[1]。伴随着城镇化进程的推进，我国区域发展的不均衡愈加凸显，部分城市建设用地蔓延式扩张并未改善资源利用与区域发展的非均衡关系，反而加剧了交通拥堵、环境污染以及住房困难等城市可持续发展问题上的矛盾[2-3]。这些亟待治理的城市问题，将焦点集中到大部制改革后国土空间规划如何处理资源利用与区域发展的可持续关系上[4]。摆脱城镇化发展对土地资源的过度依赖，协同资源利用与区域发展的可持续水平，是探索新时代城市社会“品质空间”亟需解决的关键[5-6]。因此，科学评估城市土地承载力，量化城市土地承载力与城镇化水平之间的协同关系，有助于引导城镇化过程中城市土地的合理利用，为进一步编制区域国土空间规划提供技术支撑。

目前，已有学者从不同角度围绕资源利用与区域发展的协同关系展开研究。于晓曼等[7]基于区域经济活动对资源分配和利用效率的影响，开展了我国资源禀赋对区域可持续发展的研究，阐述了资源消耗与区域可持续发展的核心关系，为以生态系统为核心的区域可持续发展提供建议；曹玉华等[8]通过耦合协调度模型对经济、社会、生态环境和可持续发展4个维度之间的耦合协调度进行定量判定，测度了研究区域内部的协调发展水平，为淮河生态经济带实现协同共生发展及区域一体化提供参考；张莞[9]分析了四川省茂县乡村旅游发展水平与新型城镇化建设水平的关联程度，实证了乡村旅游与新型城镇化的同步性、一致性以及协同发展的阶段性；陈肖飞等[10]基于利奥波德的大地伦理观思想对长三角城市群新型城镇化与生态环境承载力的耦合协调关系进行研究，划分了拮抗区、磨合区和协调区3种分区类型，为建构新型城镇化与生态承载能力的协同机制提供了新兴理论视角；邱洪全等[11]基于五大发展理念构建协同发展评价指标，测度闽西南区域协同与区域一体化，分析协同发展的时空演化特征，为闽西南协同发展提供了建设方案和政策取向。还有研究以粤港澳大湾区[12-13]、京津冀城市群[14-15]以及长江经济带[16-17]等案例区进行了资源要素与区域发展的协同分析。不难发现，已有研究主要集中在协同发展的基本理论、协同评价的指标体系以及协同关系的路径选择；研究对象已涵盖特殊县市、热点省份、重点城市群乃至全国的各个维度；研究方法多以定性分析或文献综述为主；定量指标涵盖经济、社会以及生态等各方面。综上分析发现，已有文献在资源利用与区域发展协同关系的定量化研究相对较少，采用综合指数的研究略有不足，研究尺度以地市级为单元的文献资料并不多见，尤其是针对我国中西部省份的相关研究尚未见报道。本研究采用TOPSIS模型对城市土地承载力和城镇化水平进行测度，并在相关性分析的基础上，基于Tapio脱钩模型分析2001—2018年内蒙古自治区城市土地承载力和城镇化水平之间的协同关系，旨在加深对西部地区城市发展规律的认知。

1 研究区概况和指标体系

1.1 研究区概况

内蒙古自治区位于中国北部边疆(97°12′～126°04′ E，37°24′～53°23′ N)，东北向西南绵延2 500 km，全区总面积118.3万km2，现辖12个盟市，103个旗县区。内蒙古自治区是我国以蒙古族为主体、汉族占多数的多民族聚居自治区域。结合内蒙古自治区各盟市的自然条件、地理区位和经济特征，自治区自然资源厅、发展改革委员会等部门依据部门规划常将其划分为东部、中部和西部3大分区。其中，东部分区包括赤峰市、通辽市、呼伦贝尔市和兴安盟4个盟市；中部分区有呼和浩特市、包头市、鄂尔多斯市、乌兰察布市和锡林郭勒盟5个盟市；乌海市、巴彦淖尔市和阿拉善盟属于西部分区。由于特殊的地理区位条件，内蒙古自治区不仅在畜牧业生产和商品粮输出方面占有优势，还因成矿条件优越、资源储量丰富的特点，成为我国东部产业转移和西部资源输出的重要枢纽和桥头堡。

1.2 指标体系

城市土地承载力是城市自然和人工系统对城市功能的支撑与服务能力，反映城市单元内的资源环境所承担人类经济社会活动的强度。由于国土空间规划强调投入/产出的经济效益、以人为本的社会服务以及建设空间的利用布局。因此，城市土地承载力从投入/产出、社会服务和开发利用3个方面构建指标体系，以此测度城市土地承载力指数(表1)。另外，城镇化水平主要从经济、人口和土地3个方面构建。其中，经济城镇化采用二三产业产值占GDP比重，人口城镇化是城镇人口与常驻人口的比值，土地城镇化采用城镇用地与建设用地面积的比值。本研究社会经济数据来源于《内蒙古统计年鉴》(2002—2019)[18]，土地利用数据来源于内蒙古自治区土地调查规划院提供的2001—2018年内蒙古自治区土地利用现状数据及其变更调查数据。

表1 城市土地承载力和城镇化水平的评价指标体系及其权重Table 1 Evaluation index system and weight of urban land carrying capacity and urbanization level

2 研究方法

2.1 TOPSIS模型

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(2)

(3)

(4)

2.2 Tapio脱钩模型

脱钩模型常用来考察物质消耗与经济增长之间的关系，本研究采用Tapio脱钩模型测算城市土地承载力与城镇化水平之间的脱钩弹性系数，基于脱钩与协同之间的逆向关联进行二者之间的协同分析。Tapio脱钩模型是目前最为常用的脱钩分析方法，它综合考察了指标之间的总体特征和局部变化，是一种以时间尺度衡量变量之间脱钩关系的弹性分析方法[20]。它克服了OECD脱钩模型在基期选择上的困难，提高了脱钩测度的准确性。脱钩弹性系数α的计算公式如下：

(5)

式中：α为城市土地承载力递变速率相对于城镇化水平递变速率二者之间的脱钩弹性系数；C和U分别为城市土地承载力末期相对于初期的变化率和城镇化水平末期相对于初期的变化率；m和n分别为研究末期和研究初期的时间变量。参照Tapio脱钩分类[15]，本研究将城市土地承载力与城镇化水平之间的协同关系与脱钩类型进行对照，见表2。具体城市土地承载力与城镇化水平之间的协同关系包括协同上升和协同下降2种趋势类型。其中，协同上升对应强负脱钩(协同上升1级)、扩张负脱钩(协同上升2级)和弱脱钩(协同上升3级)；协同下降对应强脱钩(协同下降1级)、衰退脱钩(协同下降2级)和弱负脱钩(协同下降3级)。

表2 城市土地承载力与城镇化水平之间协同关系与脱钩类型的对照表Table 2 Comparison of synergy relationship and decoupling types between urban land carrying capacity and urbanization level

3 结果与分析

3.1 城市土地承载力与城镇化水平的测度

根据TOPSIS模型计算得到2018年内蒙古自治区城市土地承载力，采用ArcGIS 10.2自然断点法将土地承载力划分为3类，即高承载力、中承载力和低承载力3个级别，见图1。其中，呼和浩特市、包头市和乌海市属于高承载力城市，兴安盟、鄂尔多斯市和阿拉善盟属于中承载力城市，巴彦淖尔市、乌兰察布市、锡林郭勒盟、赤峰市、通辽市和呼伦贝尔市为低承载力城市。研究发现，不同城市土地承载力空间差异明显，呼和浩特市和包头市的土地承载力明显高于其他城市。呼和浩特市作为自治区政治文化中心，是人口与产业的重要承载区域，而包头市拥有大型国有钢铁企业和稀土产业，集聚了较多的生产要素。空间上的邻近关系促成“呼包”二市空间上的集聚，体现出良好的城市土地承载水平。乌海市是内蒙古自治区12个盟市中最小的城市，土地面积仅为1 754 km2，仅占全内蒙古自治区区域面积的 0.15%，但其地均经济产出却高达 33.55 万元/hm2，位于全区第一。正是由于煤炭等矿产资源开发利用对地区经济的影响，使得乌海市逐步发展成内蒙古自治区西部新兴工业城市，并表现出较高的土地承载力水平。总体来看，相比 2001 年土地承载力均值的 0.189，2018 年内蒙古自治区土地承载力的均值为 0.268，表明 2001—2018 年内蒙古自治区土地承载力水平明显提升。

图1 2018年内蒙古自治区城市土地承载力(a)与城镇化水平(b)的空间分布图Fig.1 Spatial distribution map of urban land carrying capacity (a) and urbanization level (b) in Inner Mongolia, 2018

依据上述测算方法，内蒙古自治区城市城镇化水平均值从2001年的0.377上升至2018年的0.606，总体呈现上升趋势。2018年各盟市的城镇化水平也具有明显的空间差异。呼和浩特市、包头市、鄂尔多斯市、乌海市和阿拉善盟属于高城镇化城市，呼伦贝尔市、锡林郭勒盟和乌兰察布市属于中城镇化城市，其他地区城镇化水平偏低。从城镇化指标分解上看，除经济城镇化外，人口城镇化和土地城镇化随时间推移均有明显的增长，见图2。其中，经济城镇化均值从2001年的0.413到2010年的 0.702 再到2018年的0.659，呈现出一定的波动。2001—2005 年，因西部大开发的前期建设，内蒙古自治区城市二三产业迅速崛起；2006—2015年，随着经济和产业等领域改革的接力，以重工业生产为代表的煤炭和钢铁等支柱产业逐步成为城市经济发展的重要支撑；2016—2018年，鉴于工业驱动型城市经济发展后劲不足，导致经济城镇化指标出现明显回落。与此同时，人口城镇化和土地城镇化呈现为持续增长趋势，年均增幅分别约为3.15%和7.57%。伴随城镇化进程的推进，农村人口逐步向城市迁移，促使人口城镇化水平较高的城市数量不断增加。但由于内蒙古自治区总人口基数偏低，区外人口转移和户籍制度仍是制约人口城镇化提升的重要因素。另外，土地城镇化水平的大幅提升，说明研究区城市经济发展对土地资源的依赖程度相对较高，资源型城市的土地利用模式仍有待转变。

3.2 城市土地承载力与城镇化水平的相关性

由表3可知，随着时间的推移，内蒙古自治区城市土地承载力和城镇化水平之间的相关性逐年增强，双变量莫兰指数从2001年的0.061上升至2018年的0.327，表明随城镇化进程的推进，内蒙古自治区城市土地承载力与城镇化水平之间的联系日趋紧密。研究发现，2001—2005年，城市土地承载力与城镇化水平二者均值水平及相关性偏低，说明城镇化过程正处于初级阶段，城市发展质量不高。从城市土地承载力指数<0.2上看，大部分城市在投入/产出方面较为薄弱，以畜牧业生产为主导的城市发展多体现为自给自足的内需拉动。2006—2015年，城市土地承载力与城镇化水平的均值明显提高，尤其是在快速城镇化阶段，以土地为代表的资源性开发利用对城市建设起到了重要的保障作用，二者相关性在2013年达到0.292。2016—2018年城市发展质量不断提高，城市土地承载力与城镇化水平均值继续提升。由于城市功能定位日渐明确，城市经济建设由内需拉动逐步向扩大开放转变，“呼包鄂榆”城市群、“黄河几字弯”城镇产业带等一系列跨区域经济建设进一步加大了城市之间的联系强度；户籍制度、二孩政策以及城市就业“同工同酬”的虹吸效应促使人口城镇化不断提升。因此，新时期的经济转变和体制改革将对城镇化发展产生进一步影响，并表现出城市土地承载力与城镇化水平的紧密关联。

图2 不同时段内蒙古自治区城镇化水平指标分解的空间分布图Fig.2 Spatial distribution map of urbanization level index decomposition in different periods in Inner Mongolia

表3 不同时间节点城市土地承载力与城镇化水平的均值及相关性Table 3 Mean value of urban land carrying capacity and urbanization level and its correlation at different time nodes

3.3 城市土地承载力与城镇化水平的协同关系

在相关性分析的基础上，采用Tapio脱钩模型分析 2001—2018 年不同时段内蒙古自治区城市土地承载力与城镇化水平之间的协同关系，即通过脱钩弹性系数对不同时期的脱钩类型及其协同状态进行区分。全区层面上看，时段包含“十五”、“十一五”、“十二五”和“十三五”等4个国民经济发展阶段，内蒙古自治区城市土地承载力与城镇化水平之间的脱钩类型由“强脱钩”经历“扩张性负脱钩”转变到“弱脱钩”，协同状态由最初的“协同下降1级”经历“协同上升2级”上升至“协同上升3级”，说明内蒙古自治区城市土地承载力与城镇化水平之间的协同关系持续向好，这种协同状态趋势既符合国民经济发展规划的设定目标，又与地区局部政策的有效落实相适宜。

由表4可知，“十五”期间，具有协同上升趋势的城市数量为4个，大部分城市的协同状态为“协同下降1级”；“十一五”期间，具有协同上升趋势的城市数达到10个，大部分盟市协同状态表现良好；“十二五”期间，全部盟市处于协同上升区间。其中，兴安盟的脱钩类型是最为理想的“弱脱钩”；通辽市、巴彦淖尔市、锡林郭勒盟和阿拉善盟等地区协同状态相比较为薄弱。“十三五”期间，有近一半的盟市协同趋势发生明显转变。其中，乌海市调整到协同下降3级，呼和浩特市、包头市、鄂尔多斯市、锡林郭勒盟和通辽市也转为协同下降1级，其他盟市达到最佳协同状态。由于城市土地承载力与城镇化水平之间脱钩类型的不断变化，促使协同上升与协同下降的轮动效应在大部分城市上得以体现。因此，“十三五”时期，“呼包鄂”地区协同状态的调整，并非意味着城市发展质量的下降；相反，城市土地承载力与城镇化水平的权衡关系或将带动内蒙古自治区城市发展质量的整体提升。

4 讨论与结论

本研究以内蒙古自治区为案例区，采用TOPSIS模型对 2001—2018 年城市土地承载力和城镇化水平进行测度，分析二者之间的相关性，结合Tapio脱钩模型探讨城市土地承载力与城镇化水平之间的协同关系。本研究的主要结论如下：

1)2018年内蒙古自治区城市土地承载力均值为0.268，将城市土地承载力划分为 3 个级别，呼和浩特市、包头市和乌海市属于高承载力城市，其他地区承载力较低。内蒙古自治区城镇化水平从2001年的0.377上升至2018年的0.606，总体呈现上升趋势。其中，人口城镇化和土地城镇化年均增幅分别为3.15%和7.57%。

2)研究阶段城市土地承载力与城镇化水平之间相关性逐年增强，双变量莫兰指数从2001年的0.061上升至2018年的0.327。

3)基于脱钩模型的协同关系表明内蒙古自治区城市土地承载力与城镇化水平具有持续协同上升的趋势，协同状态由最初的“协同下降1级”上升至“协同上升3级”，说明该区城镇化发展趋势良好。城市尺度上，因二者脱钩变化所导致的短期波动，尤其是，“十三五”时期，“呼包鄂”地区协同状态的调整，并非意味着城市发展质量的下降；相反，城市土地承载力与城镇化水平的权衡关系或将带动内蒙古自治区城市发展质量的进一步提升。

4)不同阶段城市土地承载力与城镇化水平之间协同状态的区域差异，与其协同过程及动力机制密切相关。研究初期(2001—2005年)，鉴于经济基础、资源利用以及产业结构等方面的薄弱，较弱的协同关系难以带动城市发展水平的提高；研究末期(2016—2018年)，随着社会经济的发展与人口流动的加快，逐步增强的协同关系推动了内蒙古自治区城市发展质量的提升。另外，因城市土地承载力与城镇化水平之间脱钩变换所导致协同状态的轮动，这对内蒙古自治区城市发展质量的整体提升具有较大的贡献。