陕西省新型城镇化与生态环境协调度测算

□文/于晨静

（西安财经大学统计学院 陕西·西安）

［提要］新型城镇化是我国经济保持稳固并持续发展的内生动力，是实现我国经济与社会绿色、低碳、循环发展的最基本途径。本文通过设计城镇化建设和生态环境评价指标体系，建立两个系统之间的耦合协调度测算模型，计算陕西省新型城镇化与生态环境耦合协调度，最后给出陕西省新型城镇化和生态环境发展建议。

一、文献综述

根据中国统计局发布的数据，到2019年底我国城镇化率已达到60.60%。在城镇化进程中，城镇人口急剧增多，资源需求量和消耗量也同时加剧，造成生态环境负压过重。解决新型城镇化建设与生态环境之间的问题是促进我国城乡协调发展的主要因素。

新型城镇化与生态环境研究面临的首要问题是衡量指标的测度，这是判断和评价资源和环境约束下经济发展绩效的重要依据。学者们运用系统之间的关系模型，例如耦合协调模型、VAR模型以及回归模型等对二者进行实证研究。熊曦、肖骏（2021）运用空间自相关分析方法研究武陵山片区6个中心城市新型城镇化与生态环境耦合协调度的空间相关性，探索其时空演变特征。黄桂林等（2021）通过建立VAR模型对城镇化进程与生态环境质量的关系进行讨论。赵建吉等（2020）通过建立新型城镇化与生态环境耦合协调度模型，对影响黄河流域新型城镇化与生态环境系统的因素进行较为深入的剖析。本文拟以上述论文的研究方法为基础，分析研究陕西省新型城镇化与生态环境之间的耦合程度。

二、陕西省新型城镇化系统与生态环境系统指标体系设计

（一）新型城镇化系统。为测算新型城镇化水平，选择“人口城镇化”“经济城镇化”“社会城镇化”作为系统3个一级指标，又分别从3个一级指标的维度选出10个二级指标，构建新型城镇化评价指标体系。参考人口城镇化相关的研究成果，选取城镇人口比重（X1）、城镇建成区占比（X2）以及第三产业从业人员占比（X3）来反映人口的城镇化程度。在新型城镇化发展过程中，城镇化经济来源于工业化，是工业化经济的产物，工业化倡导高效地发展经济，以科学技术为推动力，因此选取人均生产总值（X4）、城镇居民人均可支配收入（X5）、人均工业总产值（X6）、第三产业增加值占生产总值比重（X7）四个指标来反映经济城镇化水平。社会城镇化反映在城市基础化设施建设和居民生活质量方面，这两者的优良程度会直接影响社会的城镇化发展，因此选取百人拥有的移动电话数（X8）、人均城市道路面积（X9）、万人拥有的医院床位数（X10）三个指标来反映社会城镇化发展。

（二）生态环境系统。为测算生态环境发展水平，并结合有关生态环境的评价模型PSR模型，对应选取出“生态压力”“资源供应”“防护治理”作为3个一级指标，又分别从3个一级指标维度选出10个二级指标，构建生态环境发展水平评价指标体系。生态压力方面选取的二级指标为：工业SO2排放量（Y1）、工业固体废物排放量（Y2）、工业废水排放量（Y3）以及烟尘排放量（Y4）四个指标。状态方面选取二级指标为人均公园绿地面积（Y5）、人均水资源总量（Y6）、环境污染治理投资占GDP比重（Y7）来反映资源供应情况。响应方面选取二级指标为工业固体废物综合利用率（Y8）、城镇生活污水处理率（Y9）、城市生活垃圾无害化处理率（Y10），来反映防护治理水平。

三、陕西省新型城镇化与生态环境发展水平测度

（一）基于熵权法的两系统指标权重确定。熵权法是CE.Shannon借鉴热力学中“熵”的概念创建的一种赋权方法，主要用于对各项指标进行综合评价。使用熵权法时，首先对各项原始数据进行标准化，确定各项评价指标的熵值；其次对各项指标进行赋权；最后通过计算得出各项指标的权重值。熵权法的原理如下：

将已获得的m个样本包含的n项指标对应的数据进行标准化处理得到标准化矩阵：

根据熵值函数计算得到j项指标的信息熵值：其

中，常数k与样本数m有关：

信息熵ej是衡量j项指标的信息利用价值，当数据完全无序时ej＝1，此时的信息利用价值为零。因此，某项指标的信息利用价值hj由1与ej的差值决定：

熵值法确定权重是借助信息利用价值来计算的，利用价值越高，权重越大，对评价结果的贡献就越大。因此，j项指标的权重wj为：

式（5）时就表明各项指标的权重已完成确定。

（二）耦合协调度模型

1、评价指标的标准化。为了去除不同指标之间量纲的影响，需要对数据进行标准化处理以达到除去量纲的目的。本文采取极差法对原始数据进行标准化处理，函数如下：

图2 陕西省生态环境发展水平图

图3 陕西省新型城镇化与生态环境耦合度发展水平图

在功效函数中：xij是第i个样本第j项指标的原始数据，xij是xij去除量纲后的标准化数值，minxij是计算的某一指标各个样本数据中的最小值，maxxij为这组数据的最大值。

2、耦合协调度的测算。对于各个指标的权重赋值采用主成分分析的方式，对收集的指标权重结果进行抽样分析，在这些指标中随机抽取n个指标权重样本并计算各自的综合评价指数、耦合度和耦合协调度，公式如下：

其中，f（x）和g（y）分别代表新型城镇化建设水平系统的综合评价指数和生态环境发展系统的综合评价指数，两者数值越高，代表城镇化水平和生态环境发展水平越好；αi和βj分别代表两个系统中的各指标权重。

C为耦合度，原始公式为：

其中，m为系统数，本文涉及新型城镇化系统与生态系统，所以m＝2；耦合度反映两个系统之间相互作用的程度，取值范围为［0，1］。当C值趋近于1时，表明新型城镇化与生态环境协调程度达到最高；当C为0时，表明两系统耦合协调程度极低；当C∊［0，0.3）时，两系统处于低度耦合状态，城市化发展水平较低但生态处于良好状态；当C∊［0.3，0.5）时，城镇化水平出现迅速增长势头，这时可能会对生态环境造成一定的压力，使其难以承受城镇化带来的不良影响；当C∊［0.5，0.8）时，两系统又重新恢复良好耦合；当C∊［0.8，1］时，两系统达到高度耦合状态。

D为耦合协调度，它表明了新型城镇化与生态环境之间的协调水平，取值范围为［0，1］；T为耦合协调发展综合评价指数，其中γ1与γ2为待定系数，用于反映两个系统对协调发展所起的作用大小，本文认定新型城镇化建设与生态环境对协调度发展同等重要，即γ1＝γ2＝1/2。

（三）陕西省新型城镇化与生态环境发展水平测度

1、数据来源。本文选取2008～2019年陕西省相关因素的数据测度新型城镇化与生态环境发展水平，数据主要来源于《中国统计年鉴》（2008～2019）、《中国城市年鉴》（2008～2019）、《中国环境统计年鉴》（2008～2019）以及陕西省统计局官网等。

2、数据处理。本文建立包含20个指标的陕西省新型城镇化与生态发展水平指标体系。为了消除量纲的影响，将原始数据进行归一化处理，根据式（6）对数据进行标准化处理，然后根据式（2）～式（5）计算陕西省发展指标体系各指标的权重，最后根据标准化数值和各指标的权重，得到各维度综合评价指数以及耦合协调度，如表1所示。（表1）

表1 陕西省新型城镇化与生态环境发展指数及耦合协调度指数一览表

3、实证分析。本文收集整理陕西省2009～2018年10年间反映陕西省新型城镇化发展和生态环境水平的指标数据，剔除不合理指标及数值，对缺失值运用均值插补法进行插补，对原始数据进行标准化处理以达到消除量纲的目的，进而采用客观性较强的熵值法结合指标所在系统对各个指标赋予相应的权重。按照耦合协调度的变化，可将陕西省2009～2018年新型城镇化与生态环境协调发展分为三个阶段。（图1～图4）

图1 陕西省新型城镇化发展水平图

图4 陕西省新型城镇化与生态环境耦合协调度发展水平图

第一阶段（2009～2011年）：从图1～图4可以看出，这三年陕西省的城镇化发展综合指数分布在0.02～0.11之间，总体上处于低水平阶段；生态系统综合指数分布在0.21～0.41之间，总体处于良好阶段；两个系统的耦合度处在0.51～0.95之间，总体在向高度耦合发展；耦合协调度处于0.31～0.39之间，总体处于轻度失调状态。此阶段城镇化发展水平较低，但并未对生态环境产生不良影响，此时生态环境可以为城镇化的发展提供必要的推动因素。

第二阶段（2012～2015年）：从图1～图4可以看出，这四年陕西省的新型城镇化发展综合指数分布在0.14～0.23之间，相比于第一阶段逐步好转；生态系统综合指数分布在0.18～0.25之间，相比于第一阶段略有下降；两个系统的耦合度处在0.90～1.0之间，总体处于高度耦合状态；耦合协调度处于0.42-0.48之间，总体处在濒临失调状态。此阶段城镇化水平的发展势头在逐渐提高，会给生态系统带来一定的压力，使生态系统不能维持城镇化的快速发展而衰退。

第三阶段（2016～2018年）：从图1～图4可以看出，陕西省的城镇化发展综合指数分布在0.25～0.36之间，总体处于上升阶段；生态系统综合指数分布在0.32～0.53之间，相比于第二阶段有所好转；两个系统的耦合度处在0.95～0.99之间，两个系统持续高度耦合状态；耦合协调度处于0.57～0.61之间，总体已经处在轻度协调状态。此阶段城镇化继续发展，生态环境状态也在逐步回升，两系统重回良性耦合状态。

四、陕西省新型城镇化与生态环境发展建议

为促使新型城镇化与生态环境两系统的耦合协调度不断发展，提出以下建议：第一，在加速推进新型城镇化发展的同时，政府应始终注意保持城镇化与生态系统之间的新平衡；第二，保持城镇合理布局和城市化有序发展，促使城镇化与生态环境两个体系相互扶持；第三，加大对环境保护的投入和宣传教育，制定相关政策，积极促进城镇化与生态环境的协调发展。