北京市城市化水平與資源壓力系數的灰色關聯分析

摘要利用灰色關聯分析方法，對北京市城市化建設的擴張對城市資源壓力的影響進行了初步探討。結果表明:北京市城市資源壓力伴隨著城市化水平的提高呈現逐年增大趨勢;目前北京市城市化與城市資源壓力兩系統尚處于不協調狀態;在各類資源壓力中，水資源壓力和土地資源壓力正日益成為制約目前北京市城市化建設的主要因素。針對這一結論，在文章最后提出了緩解北京市城市資源壓力的幾點建議。

中圖分類號:C913文獻標識碼:A

作為國家的首都和經濟社會發展較為發達的特大城市，北京的城市化步伐一直走在全國前列。截止2008年，北京的城市化率已達到93.10%，接近基本實現城市化的目標(張文茂，蘇慧，2009)。然而，北京同樣是資源十分短缺的城市，其水資源承載能力僅為1218萬人，是世界上嚴重缺水的大城市之一;人均土地面積0.152公頃，不及全國平均水平的1/5，平原區僅占市域面積的1/3，可供城市建設的后備土地資源十分有限;能源資源極為有限，本地自供能源僅占能源消費總量的6%，100%的天然氣、100%的石油、95%的煤炭、64%的電力、60%的成品油均需要從外地調入(陳劍，馬曉紅等，2005)。隨著近年來北京城市化進程的不斷推進和城市社會經濟的迅猛發展，區城市建設和城市資源短缺之間的矛盾日益突出。

在此背景下，如何協調緩解城市資源壓力與加快城市化進程之間的矛盾成為北京市亟待解決的問題。文章通過構建城市化綜合水平評價指標體系以及引入城市資源壓力指數，對北京市1998-2008年11年間的城市資源壓力指數與城市化綜合水平之間的關系進行灰色關聯分析，并試圖藉此衡量后者是對前者影響程度的大小，以期對政府政策制定者有所啟示。

1 城市化的內涵及其測度

1.1 城市化的內涵

城市化(Urbanization)，是一個涉及經濟、社會、人口、地域空間等諸多方面的復雜過程，在人口學、社會學、經濟學上對其有不同的定義。一般認為:城市化是一個國家或地區的人口由農村向城市轉移、農村地區逐步演變成城市地區、城市人口不斷增長的過程。①其內涵至少應包括:(1)人口的城市化，即農業人口轉化為非農業人口，并向城市聚集的過程;(2)空間的城市化，即城市在空間數量上的增多、規模上的擴大、功能和設施上的逐步完善和城市空間結構和形態的不斷優化;(3)經濟的城市化，即第一產業人口不斷減少，第二、三產業人口不斷增加，各種非農產業發展的經濟要素向城市不斷集聚，以及城市產業結構提升、城市經濟總量不斷擴大;(4)生活方式、生活質量的城市化，主要指農村居民生產生活方式、價值理念向城市生產生活方式的轉變這四方面內容。

1.2 北京市城市化水平的測度

在以往對城市化的研究中，人們往往使用人口城鎮化率，即市鎮人口占總人口的比重來測度城市化水平。不可否認，這種測量方法直觀且數據易得，能夠在一定程度上反映出我國的城市化發展狀況。但是，由于受到諸如城鄉戶籍的嚴格管制和城鄉就業的分離等諸多因素的影響，單一的以人口指標來測度城市化發展水平往往難以全面反映城市化的內涵，甚至有可能低估某一區域的城市化的實際水平，為此，許多學者提出以多項指標綜合衡量城市化，以期從多方面綜合地反映城市化進程。

多指標綜合評價法要遵循綜合性、主導性、層次性以及可操作性等原則。接前文對城市化概念及其內涵的分析，本文分別從經濟、人口、生活方式與生活質量、空間城市化4方面入手，共選取15個指標，構成城市化綜合水平評價指標體系，如表1所示。

表1城市化水平指標體系及其層次結構表

由于所選的城市化指標之間具有很大的相關性，為了為克服多指標變量間信息重疊及人為確定指標權重的主觀性，根據主成分分析原理建立城市化綜合水平指數的測度模型:

X0t = WiZit / Wi (i = 1，2，3，…，k; t = 1，2，3，…，n) (1)

式中:Xt為第t時期綜合城市化水平指數;Wi為第i主成分的方差貢獻率;Zit為第i主成分得分。由于主成分計算得到的數值出現負數，為了便于后面的計量經濟分析，根據統計學中的3原則，利用公式Xt = H + X0t，進行坐標平移來消除負數的影響，最終得到可用于分析的綜合城市化水平得分時間序列Xt。利用SPSS軟件包，得到北京市1998-2008年的綜合城市化水平指數曲線(圖1)。從圖1可以看出，近十年來，北京市綜合城市化水平逐步提高，特別是進入新千年以后，其綜合數值提高很快，呈現出指數增長的態勢，表明北京市已經整體進入城市化快速發展時期。

圖1北京市綜合城市化水平時序曲線(1998-2008)

資料來源:根據各年《北京統計年鑒》整理計算。

2 城市資源壓力及其測度

城市資源，廣義上指屬于城市和城市居民的所有資源，包括有形的、無形的、共有的、私有的;狹義的城市資源是指屬于城市，或直接為城市服務的公共資源(周冰，郭捷，2008)。本研究中所指稱的城市資源是狹義意義上的，包括城市基礎設施和社會設施資源，如電力、交通、供水、環保等，以及城市人力資源，如城市人口及其素質等。

城市資源壓力指數表征某一城市經濟發展產生的資源壓力，其數值越大，表示城市資源所承受的壓力越大。本文借用衛海燕，王威等(2008)在研究西安市城市資源壓力時所使用的城市資源壓力測評指標體系，來分析北京市的城市資源壓力狀況。其計算方法如下:

Y = Y1W + Y2W2 + Y3W3 + Y4W4 (2)

式中:Y為城市資源壓力總指數;W1、W2、W3、W4分別為這四個分指數的權重，考慮到北京市“常住人口逐年增多，城市資源嚴重短缺，”的事實，取W1 = 0.16，W2 = W3 = W4 = 0.28。

人力資源壓力分指數(Y1)用城市第三產業從業人員比重(%)與城市第二產業從業人員比重(%)的比例來衡量。按照國際通用的標準，凡是比率大于等于1時，城市人力資源無壓力。

用電資源壓力分指數(Y2)用人均生活用電量來表示。按照國際通用的標準，當人均生活用電量大于等于600Kwh時無壓力。

土地資源壓力分指數(Y3)用城市人均擁有的土地面積來表示，即用建成區土地面積與市轄區年末總人口的比。按照國際通用的標準，凡是大于等于250m2/人時，城市土地資源無壓力。

水資源壓力分指數(Y4)用全年城市供水總量與市轄區非農業人口的比率來表示。按照國際通用的慣例，凡是人均持水量大于等于250 t時，城市水資源無壓力。

各分指數的計算公式為:

Yij = 100 (i= 1，2，…，n;i = 1，2，3，4) (3)

式中:i代表年份;j代表分指數;Yij表示第i年的第j個分指數的值;Xij表示第i年的第j個分指數指標的實際值;max(Xj)為所有第j個分指標實際值中的最大值。

利用公式(2)(3)，計算得出北京市1998-2008年城市資源壓力指數，結果見表2。

表21998-2008年北京市城市資源壓力指數統計

資料來源:根據各年《北京統計年鑒》整理計算。

3 城市化與城市資源壓力的灰色關聯分析

北京市1998-2008年綜合城市化水平得分與城市資源壓力指數狀況見圖2(為了表達的直觀性，圖中城市化水平得分總體向上平移10個單位，以消除負值)。從圖2可以看出，城市資源壓力在2001年出現個較大的波動，城市資源壓力指數激增了18.15個點數。這是因為20世紀9O年代以來，伴隨著北京城市功能定位的逐步明朗，北京城市化進入快速發展時期，城市規模不斷擴張，城市人口快速增長，迅速加大了對各項城市資源的需求，尤其是大量的土地資源轉變為商品住房，相應的城市資源壓力突增。但從城市化水平得分曲線看出:2001年北京城市化水平得分僅僅增進了0.24個點數，增長率同比往年下降了18.56，這說明盲目的粗放型資源利用發展模式不但不能加速城市化進程，反而造成了資源的嚴重浪費，成為城市化進一步發展的制約因素。在政府的宏觀調控下，到2003這種不利的局面迅速扭轉.2003年北京市城市資源壓力指速僅僅上升了0.86個點數，是10年來增幅最小的一年;相應的，城市化水平得分也穩步增0.25個點數，增長率同比往年增加了2.41，是是10年來增幅最大的一年。

圖21998-2008年北京市城市化水平與城市資源壓力的變化

從圖2可以觀察到城市資源壓力與城市化水平之間確實存在很強的關聯，但就此構建城市化水平與城市資源壓力之間的確定函數是非常困難的。基于此，本文采用灰色系統理論中的灰色關聯分析法對北京市城市化水平與其城市資源壓力之間的關系進行定量評價。與傳統的回歸分析、方差分析、主成分分析等數理統計分析方法相比，灰關聯分析方法對觀測數據要求不高，計算過程簡便，而且分析結果真實可靠，可以有效避免系統特征數據之間共線性問題。該分析方法的基本思想是根據序列曲線幾何形狀的相似程度來判斷其聯系的緊密性。曲線越接近，則相應序列之間的關聯度就越大，反之就越小。

設定x0表示城市化綜合水平，x1表示城市資源壓力總指數，x2表示人力資源壓力分指數，x3表示用電資源壓力分指數，x4表示土地資源壓力分指數，x5表示水資源壓力分指數。

在時間t = k時，定義母數列{x0 (t)}和子數列{xi (t)}的灰色關聯系數為:

(4)

式中:為分辨率，其作用在于提高關聯系數之間的顯著差異性，∈(0，1)。這里令 = 0.5，則灰色關聯度為:

0i =0i (5)

式中，0i為母數列{x0 (t)}和子數列{xi (t)}的關聯度，n為數列長度。基于數據的可得性和有效性考慮，本文以1998-2008年為基礎進行分析。因此，這里n = 20。北京市城市化與城市資源壓力灰關聯度測算結果如表3所示。

表3城市化與城市資源壓力灰關聯度

灰色關聯度是一個大于0小于1的數值，關聯度越接近于1，說明兩個系統之間的協調性越好。當關聯度r < = 0.6時，視兩系統處于不協調狀態;當0.6 < r < = 0.85時，視兩系統處于輕度不協調狀態;當0.85土地資源壓力>人用地資源壓力>人力資源壓力。在各類城市資源壓力中，水資源壓力、土地資源壓力與城市化之間的關聯度最高，這表明水資源短缺、后備土地資源不足正日益成為制約和反饋目前北京市城市化發展的最顯現因素。

4 結論與討論

通過上述對北京市1998-2008年間城市資源壓力與城市化水平的灰色關聯分析，我們發現，北京市城市資源壓力伴隨著城市化水平的提高呈現逐年增大趨勢，目前北京市城市化與城市資源壓力兩系統尚處于不協調狀態。在各類資源壓力中，水資源壓力和土地資源壓力正日益成為制約目前北京市城市化建設的主要因素。

關于經濟發展水平與環境的定量關系，最經典的論斷是環境庫茲涅茨曲線(Environment Kuznets Curve，簡稱EKC)理論，該理論認為環境壓力與人均收入(經濟發展水平)呈一種倒“U”形的關系，即指環境壓力隨著人均收入的提高而增加到一定水平后，環境壓力隨著人均收入的再提高而下降。受此啟發，我們認為，雖然隨著城市化水平的大幅度提高，由此而對城市資源壓力的產生帶來沖擊是在所難免的，但城市化率的增大應當還是有助于減輕城市資源壓力的，因此通過提高技術水平和資源利用效率，是完全有可能實現城市化水平提高和城市資源節約雙贏的目標。

水資源壓力已日益成為目前北京市城市化建設面臨的最大問題。對此，應盡快采取措施，加強環境保護與治理、控制地表水污染、減少地下水超采，鼓勵生活用水、工業用水重復利用，提高用水效率，合理開辟當地新水源以及區外調水，使有效供水量增加，提高城市水資源和水環境承載力。

注釋

①《中華人民共和國國家標準城市規劃術語》總則2.0.6

參考文獻

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