江西省城市土地集约利用与生态文明建设协调演变及其障碍因子诊断

陆 琼，刘平辉，朱传民

（东华理工大学 地球科学学院，江西 南昌 330013）

0 引言

新时代城市发展的重要内涵和目标要求城市土地利用方式由一味的高度集约向经济、社会、生态效益均衡的最优集约转变［1］。加强生态文明建设逐渐成为国家应对土地粗放利用引发的环境问题、促进区域经济绿色可持续发展的重要抓手［2］。城市土地集约利用与生态文明建设之间存在一定的耦合性［3］，两者相互影响：土地的集约高效利用为城市发展带来更大的经济效益，可直接提高环保资金投入，间接地促进技术创新和产业转型升级，减少污染排放，进而促进生态文明建设；在生态文明建设水平较高的城市，生态承载力与发展本底较优，会吸引更多人力、资本集聚，有利于土地实现集约化。因此，研究两者的协调发展及障碍因素，对于促进城市土地实现最优集约利用，建设资源节约型、环境友好型城市具有理论意义。

结合已有研究成果，城市土地集约利用和生态环境单个方面的研究较为深入，多围绕单个城市或工业园区的用地集约效益［4-5］、潜力［6］与障碍因素评价［7］，以及城镇化与城市土地集约利用耦合协调发展［8］这些层面进行研究。随着国家多次提出生态文明建设的概念，学者们对于土地利用与生态环境间关系的研究逐步开展，部分学者探讨了土地集约利用效率与碳排放效率［9-10］、生态效率耦合协调关系［11-12］，进行了城市群或省域间各市集约利用与生态文明建设间的耦合发展时空规律对比［13-15］，但对生态优势明显的省份的土地集约利用与生态文明建设间的耦合发展态势及影响因素的研究鲜有涉足。

江西省近远期的定位是打造长江经济带承东启西的战略腹地与长江经济带转型升级示范区，作为以省为整体纳入国家首批生态文明先行示范区的省份之一，还肩负着长江中下游生态安全屏障的使命。笔者以江西省为研究区，评价了2006~2019年江西省城市土地集约利用程度与生态文明建设水平，探究了生态文明建设示范区的城市土地集约利用与生态文明建设协调趋势，诊断了影响两者协调优化的障碍因子，以期助力江西实现土地资源集约利用和生态文明建设高质量协调发展。

1 研究区域与数据来源1.1 研究区概况

江西省地处中国东南部、长江中下游地区，位 于 北 纬24°29′～30°04′、东 经113°34′～118° 28′，与浙江、福建、湖南、湖北和安徽5个省份交界。全境地形南高北低，地形以丘陵山地为主，大部分地区属于亚热带温暖湿润季风气候。2020年底全省常住人口总数为4518.86万人，城镇化率为57.42%。近15年来江西省经济持续较快增长，城市发展迅速，城市建设用地面积年均增幅达6.59%，地均二、三产业增加值由2006年的1225.94万元/km2增加至2019年的5284.67万元/km2。全省生态文明建设成效显著，2019年全省森林覆盖率达63.10%，居全国第二；单位GDP能源消耗量由2006年的0.85 t/万元降至0.39 t/万元；城市污水处理率由2006年的34.93%提高至95.39%；生活垃圾无害化处理率达到100.00%。

1.2 数据来源

用来构建城市土地集约利用与生态文明建设两个子系统评价模型的经济发展、土地集约利用数据主要来自2007~2020年《江西省统计年鉴》 《国民经济和社会发展统计公报》等；城市建设及生态文明要素相关数据主要来源于2007~2020年《中国城市建设统计年鉴》与《中国环境年鉴》等。部分无法直接获取或缺失的数据通过移动平均法或者近似城市替代法计算得出。

2 研究方法

2.1 评价指标体系的构建

结合土地集约利用与生态文明建设的耦合关系、江西省的土地利用状况和生态本底特征，参考现有研究成果［16］，从城市土地投入力度、土地利用强度、土地产出水平和土地集约利用发展趋势4个指标层出发，选取地均固定资产投资额、人口密度等15个指标，构建城市土地集约利用评价指标体系。参照国务院办公厅2016年印发的《生态文明建设目标评价考核办法》，选用PSR（Pressuer-State-Response/压力-状态-响应）模型，设立生态文明建设压力、生态文明建设状态及生态文明建设响应3个指标层［17］，共筛选出单位GDP能耗、工业固体废物综合利用率等14个指标，构建生态文明建设水平评价指标体系（表1）。

2.2 基于熵权法的综合水平计算

熵权法主要利用样本信息之间的差异性来进行赋权，被广泛应用于土地相关学科的评价工作中［18］。参照前人的研究［19］，选用熵权法确定指标的权重，计算两子系统的综合水平：

（1）指标标准化处理：采用极差标准化方法处理评价指标数据，以消除数据由于涉及领域、量纲与正负功效性质带来的差异影响。

正向指标标准化：

负向指标标准化 ：

上式中：xij为第i年的第j个指标的原始数据值；yij为第i年的第j个指标的标准化后的数据值；i表示年份，i取1，2，3，...，m；j表示第j项指标，j取1，2，3，...，n；xijmax与xijmin分别为原始数据值中的最大值和最小值。

（2）计算第j个指标的熵值Ej

计算定义特征权重：

计算信息熵值：

（3）计算第j个指标的权重Wj

上式中，dj为j指标的信息效用值，dj=1-Ej，信息效用值越大，其重要性越大。

（4）城市土地集约利用与生态文明建设的综合评价值计算：

上式中：UL表示城市土地集约利用的综合评价值；US表示生态文明建设的综合评价值。

表1 城市土地集约利用与生态文明建设耦合协调度评价指标体系

2.3 构建耦合协调度模型和相对发展模型

城市土地集约利用与生态文明建设是两个独立的子系统，但它们之间相互促进又相互制约。借鉴物理学科中的耦合系数模型，构建耦合协调度模型，测算江西省土地集约利用与生态文明建设水平发展的耦合程度［20］。

式中，C代表土地集约利用与生态文明建设两个评价系统的耦合度，C∈［0，1］，C值越接近1，相关程度越高，反之越低［21］。

为避免两个独立子系统由于发展水平都偏低而造成耦合度偏高的现象，减少评价结果的误差，借鉴相关文献，构建耦合协调度模型如下［22］。

式中：T代表两个评价系统的协调指数；tL、tS为待定系数，分别表示土地集约利用程度与生态文明建设水平对于江西省城市发展的重要性，两者的总合为1。绿色生态与土地集约利用对于城市健康发展而言相辅相成，重要程度相当，故tL、tS各设0.5。D代表土地集约利用与生态文明建设两个评价系统的耦合协调度，D值越高，表示两系统间耦合协调水平越高［23］。

参考徐维祥等［24］的研究成果，依据均值分布函数方法，划分耦合协调区间对应的类型与阶段（表2）。引入相对发展模型U相对=UL/US分析两个子系统发展的滞后情况，根据相对发展度与1的近似关系，将土地集约利用与生态文明建设发展状态分为3类：当0.9≤U相对≤1.1时，城市土地集约利用与生态文明建设趋于同步发展态势；当U相对＜0.9时，两者相对发展状态表现为城市土地集约利用相对滞后；当U相对＞1.1时，两者相对发展状态表现为生态文明建设相对滞后。

表2 系统耦合发展类型及阶段等级划分

2.4 障碍因素诊断模型

借鉴吕添贵等［25］的障碍因子诊断模型，对各指标对于两子系统耦合协调优化的影响程度进行测算，公式如下：

式中：Zj为第j个指标的障碍度；Pj为评估指标标准化后的值与最佳目标值的偏离度，Pj=1-yij；Gj为指标障碍度，Gij为第j个指标的权重与土地集约利用与生态文明建设两个子系统指标权重总和。

3 结果与分析

3.1 城市土地集约利用水平与生态文明建设综合水平分析

3.1.1 江西省城市土地集约利用综合水平分析 2006~2019年，江西省城市土地集约利用水平呈波动上升趋势，综合评分由0.044上升至0.634，年平均增长率为4.54%。4个子系统的评分呈不同规律的趋势演变，土地集约利用综合发展水平主要随着城市土地集约利用发展趋势子系统的变化而变化（图1），主要波动及其原因有3个方面。

（1）2006~2008年城市土地投入水平与产出水平年均增幅分别高达65.37%、57.11%，整个研究期城市土地投入力度与土地产出水平年均增幅分别为13.03%和27.00%；2008年二、三产业增加值与用地增长弹性系数、固定资产投资与用地增长弹性系数迅速增大，分别达到7.44、11.56，故在2008年江西省城市土地集约综合利用水平迅速提高。

（2）2011年江西省实现了“十二五”的良好开局，全省大力推进鄱阳湖生态经济区建设，加快经济发展方式转变，调整优化产业结构，土地利用强度增幅稳定，低增幅的城市土地上的高投入高产出使得弹性系数增大，二、三产业增加值、人口、固定资产投资与用地增长弹性系数在2011年分别达到11.83、1.93和10.81，3个弹性系数之和在所有评价年份中最高，城市土地产出水平与集约利用发展趋势明显提高。

（3）2011年后，2012年与2013年城市建设用地增长率均高于2011年城市建设用地增长率的2倍，建设用地规模增大，二、三产业增加值、人口和固定资产投资的增长速度不及用地增加速度，综合评价得分明显下降。在2012~2019年期间，城市土地集约利用水平以2.20%的年均增长速度呈平稳上升趋势。土地利用强度及土地集约利用发展趋势子系统评分在2015年与2017年略微下降，主要是因为2014年9月与2016年10月新建县、赣县“撤县设区”，江西省城市市区面积规模显著增大，建设用地增幅较大，而地均土地人力、资本投入及地均二、三产业增加值下降，城市土地集约利用发展子系统评分略微下降。

图1 2006~2019年江西省城市土地集约利用水平发展趋势

3.1.2 江西省生态文明建设综合水平分析 2006 ~2019年，江西省生态文明建设综合评价得分由0.291上升至0.933，年均增长率为4.94%，其中2017~2019年年均增幅高达18.70%（图2）。

图2 2006~2019年江西省生态文明建设水平发展趋势

具体到各子系统，研究期内江西省城镇化率增幅均值在3.00%左右，2009年江西省城镇化率提高至43.18%，城镇化率增幅达到4.40%，是评价年份增幅最高的1年。人口增加幅度大，城市化与工业化驱动带来更大的生态文明建设压力，同年江西省城市人均水资源量较前几年有所下降，使得生态文明建设状态得分降低，江西省生态文明建设综合水平略微下降。

2010~2017年，生态文明状态子系统中的城市建成区绿化覆盖率与人均水资源量呈下降趋势，生态环境气候调节、系统持水功能状态在城市发展和经济增长中变弱，生态文明状态评分略微下降；但生态文明建设压力与响应两个子系统的评分上涨，综合水平整体上还以年均增长率2.56%的速度缓速提高。

2017~2019年，江西省生态文明建设综合水平整体上呈显著提高态势，各子系统的评价分值都有一定程度的提升或持平。2017年全省出台了《关于建设生态文明先行示范区的实施意见》，各地积极响应节能减排与生态环境治理等问题，工业固体废物综合利用率和污水处理率、人均水资源量、生态保护投入占城市建设维护资金比例明显提高，全省生态状态趋于优化，对生态环境问题的应对水平得到了极大的提高。

3.2 城市土地集约利用水平与生态文明建设耦合协调演变分析

在《江西省土地利用总体规划（2006~2020）》 《江西省新型城镇化规划》和《国家生态文明试验区（江西）实施方案》等政策文件的指导下，江西省城市发展建设遵循节约集约用地、注重生态保护的原则，城市土地利用强度增大，城市土地利用效率得到提高，生态文明建设加快。从计算得出的研究期内江西省城市土地集约利用与生态文明建设两个子系统的耦合度和协调度可以看出，2006~2019年两个子系统的耦合度一直处于高度耦合状态（表3、图3），除2011年和2019年耦合度有略微下调外，2008年后耦合度均在0.995~1间浮动，极接近于1，说明江西省在发展过程中，城市土地集约利用与生态文明建设两个子系统间表现出极强的耦合性，互动情况稳定，联系紧密，两者相互促进或制约。

图3 2006~2019年江西省城市土地集约利用与生态文明建设耦合协调发展趋势

江西省城市土地集约利用与生态文明建设耦合协调水平年均增长速度为4.16%，协调水平在研究期内有很大程度的优化。两个子系统间的协调水平大体经历了以下3个阶段：

拮抗阶段（2006~2008年）。该阶段江西省城市土地集约利用与生态文明建设耦合协调度年均增长速度为7.20%，耦合协调类型由轻度失调转为濒临失调，两个子系统表现为土地集约利用滞后的发展状态，因为在“十一五”开端，江西省最紧迫的任务是加快实现在中部地区崛起，做强工业园区与昌九工业走廊，全省粗放型经济增长方式特征明显，城市以摊大饼式无序扩张，城市建设用地平均增长速度为10.96%，城市土地集约利用水平较低。而江西省作为生态强省，资源环境本底丰富，生态文明建设状态良好，生态文明建设水平明显高于城市土地集约利用水平。

磨合阶段（2008~2018年）。该阶段主要从2个转变阶段来分析：（1）2008~2010年间，全省城市土地集约利用水平与生态文明建设发展水平相当，但整体上均属较低水平，表现为同步发展的初级协调状态。2010~2012年，全省处于实施“十二五”规划的开端，人口、固定资产投资与用地增长弹性系数显著提高，全省城市土地集约利用水平到达新的峰值，而生态文明建设压力增大，生态文明状态与响应能力未随着城市土地集约利用水平同步提高，两个子系统表现为生态文明建设滞后的初级协调状态。（2）2012~2017年，全省城市土地利用强度提高，土地产出水平及土地集约发展趋势稳步上升，同时也渐渐注重生态文明建设和绿色可持续发展，城市土地集约利用水平与生态文明建设水平同步提高，两者在磨合阶段尾期达到同步发展中级协调状态。

协调状态（2018~2019年）。2018年后，江西省出台了《关于建设生态文明先行示范区的实施意见》，以建设生态文明示范区为契机，加快推进生态文明建设，全省城市生态文明建设综合水平以评价年份中最大的增幅提升，同期城市土地集约利用水平也有所提高，但是增幅低于生态文明建设水平的增幅，两系统间耦合协调状态不断优化，发展状态表现为城市土地集约利用滞后的高级协调状态。

表3 2006~2019年江西省城市土地集约利用与生态文明建设耦合协调度计算结果

3.3 城市土地集约利用与生态文明建设耦合优化障碍因素诊断

3.3.1 因素层障碍度诊断 2006~2019年江西省城市土地集约利用水平与生态文明建设耦合7个因素层（城市土地投入力度、 土地利用强度、土地产出水平、土地集约利用发展趋势、生态文明建设压力、生态文明建设状态、生态文明建设响应）的障碍度均值分别为7.54%、8.04%、11.56%、25.22%、13.65%、12.06%、21.93%。影响两个子系统耦合协调优化的因素层障碍度排序为：土地集约利用发展趋势>生态文明建设响应>生态文明建设压力>生态文明建设状态>土地产出水平>土地利用强度>土地投入力度，这也验证了上述研究结果“江西省城市土地集约利用水平主要随着城市土地集约利用发展趋势子系统的变化而变化，生态文明建设水平的提高主要受生态文明建设响应和生态文明建设压力的影响”。因此，为促进江西省城市土地集约利用与生态文明建设耦合协调优化，要从提高土地投入与用地增长弹性系数、降低社会经济发展对资源环境压迫、提高生态环境问题应对水平3个方面着手。

3.3.2 指标层障碍度诊断 对2006、2010、2015和2019年江西省城市土地集约利用与生态文明建设耦合协调水平的各指标的障碍度（Z）进行评估，每年选取障碍度较高的6个指标为主要障碍因子。综合来看，主要障碍因子有：固定资产投资与用地增长弹性系数、二三产业增加值与用地增长弹性系数、第三产业比重、万元GDP工业废水排放量、人均水资源量等（表4）。分析这4年障碍因子障碍度的变化得出：（1）固定资产投资与用地增长弹性系数、二三产业增加值与用地增长弹性系数一直高居榜首，障碍度逐年递增，可见这两个弹性系数对江西省城市土地集约利用与生态文明建设耦合协调水平优化的影响最大，且阻碍作用在逐渐增大。（2）第三产业比重在2006、2010年是影响最大的因子，在随后的两个主要年份中阻碍作用减弱，说明江西省逐渐通过优化产业结构控制污染的积极行动来响应生态文明建设。（3）2019年人口密度、地均劳动力投入与人口与用地增长弹性系数逐渐成为新的主要障碍因子，近年来江西省城市人口增长率放缓，人口与用地增长弹性系数逐年下降。

4 结论与建议

4.1 结论

本文以2006~2019年江西省为研究对象，分别构建城市土地集约利用水平与生态文明建设程度的评价指标体系，运用熵权法及耦合协调度、相对发展度、阻碍因素诊断模型，测算两个子系统间的耦合协调演变状况及障碍因素，得出以下结论。

（1）2006~2019年间，江西省城市土地集约利用水平呈波动上升趋势，年均增长率为4.54%。江西省生态文明建设不断加强，2006~2019年江西省生态文明建设综合评价得分年均增长率为4.94%，尤其在2017年后综合水平上升趋势明显，年均增幅高达18.70%。

（2）研究期内，江西省城市土地集约利用与生态文明建设协调水平有很大程度的优化，耦合协调度由2006年的0.336增长至2019年的0.877。耦合状态大体经历了“土地集约利用滞后的轻度失调发展”的拮抗阶段→“低水平同步发展的初级协调状态”转为“土地相对集约化而生态文明建设滞后的初级协调状态”再转变为“较高水平同步发展的逐渐中级协调状态”的磨合阶段→“生态文明建设发展领先”的高级协调状态这3个阶段。

（3）影响江西省城市土地集约利用与生态文明建设两个子系统耦合协调优化的因素层障碍度排序为土地集约利用发展趋势>生态文明建设响应>生态文明建设压力>生态文明建设状态>土地产出水平>土地利用强度>土地投入力度；主要障碍因子有：固定资产投资与用地增长弹性系数、二三产业增加值与用地增长弹性系数、第三产业比重、万元GDP工业废水排放量、人均水资源量等。

表4 江西省城市土地集约利用水平与生态文明建设耦合协调水平的主要障碍因子

4.2 建议

深度挖潜存量用地，优化产业结构，实现城市建设用地高效集约利用。严格控制城市发展规模，用总规模倒逼低效土地资源盘活，注重城市立体发展，提高城市土地利用强度和集约利用发展趋势；提升大南昌都市圈、环鄱阳湖生态经济圈的工业能力影响力和经济辐射能力，优化产业结构、集中产业布局，促进各市二、三产业协调发展，提高城市土地利用效益；深化人才发展体制改革，提升城市品质，提高城市对人才的新引力和承载力，为全省城市土地高效集约发展提供有力的人力保障和技术支撑。

守好生态本底、管好生态污染、提高治理能力，大力推进生态文明建设。强化生态环境资源保护和生态屏障修复，优化生态状态；充分发挥政府职能，完善生态文明建设体制，加大污染监管力度，加大生态环境保护投入，提高生态文明建设响应能力。

依托绿色生态优势，坚持绿色崛起，追求经济、社会、生态效益均衡的最优集约。作为农业大省和生态强省的江西，立足优势，大力发展绿色循环经济，推进产业结构与生产方式绿色转型，延伸绿色农副产品产业链，发展生态旅游业。引导全省城市发展目标由以前一味的高度集约转变为追求经济、社会、生态效益均衡的最优集约，打造美丽中国“江西样板”，给国家首批生态文明先行示范区试点工作交出一份满分答卷。