城鎮化與國土自然生態基礎的耦合關系

摘要：隨著我國城鎮化進程的不斷加快，土地覆被和土地結構發生了巨大變化，找出兩者之間的耦合關系，可以解決城鎮化過程中對國土資源的影響。以耦合關系相關理論為基礎，建立城鎮化水平綜合指標體系和國土自然生態基礎指標體系，運用灰色關聯度模型定量化評估了中國城鎮化水平與國土資源生態基礎兩個子系統的耦合協調度，以期促進中國城鎮化與國土自然生態基礎良性互動發展，從而建立起中國城鎮化與國土自然生態基礎相互作用的協調發展機制。研究結果表明：城鎮化水平與國土自然生態基礎耦合關系大致可分三個階段：2002-2006年、2006-2008年和2008-2011年，呈現三個“U”型曲線，耦合強度有不斷增加的趨勢。

關鍵詞：城鎮化；國土自然生態基礎；耦合協調度

中圖分類號：F323.2文獻標識碼：A 文章編號：1009-9107（2016）03-0104-07

當前，隨著我國經濟的發展，城鎮化進程不斷加快，土地覆被和土地結構發生了巨大變化，城鎮化與國土自然生態基礎矛盾日益突出，因此研究兩者之間的關系刻不容緩。目前國內外學者的研究多集中在協調城市化與生態環境矛盾的方法和途徑方面。國外方面，Pearce等指出，隨著城市的膨脹，城市生態環境日益惡化，并據此提出了一系列促進二者協調發展的策略[1]；Karen EhrhardtMartinez等把跨國數據作為樣本，檢測經濟發展水平與城市化等對森林砍伐率的影響，最后得出城市化水平比經濟發展水平對森林毀林率的影響更顯著[2]；Reinhard madlener等為了估算出城市化對城市資源的影響，從與城市密切相關的城市生產、交通、運輸和城市基礎設施入手，發現各部門機制不同，城市對資源的需求不同[3]；Wlter提出要實現城市化和生態環境的協調發展，關鍵要合理使用自身資源、提高資源利用效率[4]；國內方面，李佐軍、盛三化認為中國城鎮化過程中的環境保護在在于努力降低基礎設施建設對生態環境的破壞，優化城鎮布局，減少環境污染，加大環境基礎設施建設等[5]；張榮天、焦華富構建了城鎮化和生態環境系統評價指標體系，提出未來東中部地區需要進一步優化產業結構，提升區域發展環境，而西部地區等需要進一步強化區域發展的基礎設施、技術人才等要素投入，將生態環境優勢轉化成區域發展優勢[6]；侯培、楊慶媛采用實證分析法和耦合度模型對重慶市38個區縣城鎮化與生態環境發展的耦合程度進行理論分析[7]；周忠學對西安市南郊地區城市化與生態服務功能之間的關系進行了定量分析[8]等等。本文在前人研究的基礎上引入灰色關聯度及耦合協調度模型，從時間維度對中國城鎮化與國土自然生態基礎之間的演變規律進行研究，以期促進中國城鎮化與國土自然生態基礎良性互動發展，從而建立起中國城鎮化與國土自然生態基礎相互作用的協調發展機制。

一、 城鎮化與國土自然生態基礎耦合指標

城鎮化進程中伴隨著人口、經濟、空間和社會等方面的變化。隨著城鎮空間格局不斷擴大，對國土自然生態基礎的需求和依賴逐漸加大，具有一定的耦合關系[9]。在城鎮化進程中，土地利用和生態環境等因素制約著城鎮的發展進程，而城鎮的擴張和區域資源的開發利用使土地利用結構發生變化，特別是城鎮化進程中工業生產以及居民生活產生的廢物、廢水等都會對國土自然生態基礎有不同程度的影響。因此，在城鎮化進程中，通過構建城鎮化發展指標和國土自然生態基礎指標，分析并判定城鎮化與國土自然生態基礎之間的耦合程度對國土結構和生態保護具有重要價值。

（一） 城鎮化水平指標

城鎮化或稱城市化，是指農村人口持續向第二、第三產業和城鎮轉移，非農產業在城鎮不斷集中，城鎮規模不斷擴大，數量持續增加，城鎮的生活和生產方式向農村普及，城鎮所包含的物質和精神文明向廣大農村擴展的社會、經濟發展的全過程。由于不同學科研究角度不同，對城鎮化的關注點也就不同。人口學講的城鎮化是指農業人口轉化為城市人口的過程，即以農村人口不斷向城市遷移和聚集為特征的一種歷史過程；地理學上的城鎮化是農村地貌轉變為城市景觀的過程；社會學上的城鎮化主要是城市文明覆蓋農村，農村生活方式向城市生活方式轉變的過程；從經濟學角度看，城鎮化則是由農村傳統的自然經濟轉化為城市社會化大生產的過程?？梢?，城鎮化一方面是人口由農村向城市遷移聚集的過程，同時又表現為地域景觀的變化、產業結構的轉變、生產生活方式的變革，是人口、地域、社會經濟組織形式和生產生活方式由傳統落后的鄉村型社會向現代城市社會轉化的多方面內容綜合統一的過程，所以城鎮化水平的測度集中在對人口城鎮化、空間城鎮化、經濟城鎮化和社會城鎮化的探討[1012]。

人口城鎮化主要表現為人口向城鎮集中，農業人口向非農業人口轉化[13，14]。在這個過程中，人口密度不斷增加，人們消費水平不斷提高，素質也相應提高，所以可以從人口結構、數量和素質來衡量人口城鎮化水平。城鎮化發展程度采用城鎮人口密度 （人/平方公里）、非農人口占總人口比例 （%）和第三產業從業人員占總從業人員比例 （%）等指標表示。

空間城鎮化是城鎮在地域空間范圍內不斷發展變化的過程，可以是城鎮數量的增加、空間規模的擴大和城鎮密度增大等[15，16]。在這個過程中，區域土地利用的不斷擴張，必然產生生態環境資源利用與保護問題。其發展程度采用建成區面積 （平方公里）、人均道路面積 （平方米）和人均公共綠地面積 （平方米）等指標表示。

經濟城鎮化主要是農業生產向非農業化社會大生產轉移，以改善和提升產業結構的過程[17，18]。主要用產業結構、經濟總量、增長速度和經濟效益等衡量經濟城鎮化水平。其發展程度采用第三產業比重 （%）、人均GDP （元）和第三產業與第二產業產值比 （%）指標等表示。

社會城鎮化主要表現為城鎮的生活方式、價值觀和城市文明的發展變化以及向周邊農村地區的滲透和傳播的過程[19，20]。這是一個高層次的城鎮化進程，改變著人類的行為習慣、生活方式、社會關系以及思想觀念。城鎮生活的現代化、服務便利化、更好的物質保障等可以表征城鎮化水平。其發展程度采用在校大學生人數 （萬人）、每萬人擁有的病床數 （張）和每萬人擁有的公交車數目 （標臺）等指標來表示。

本文結合上述文獻研究，從人口、經濟、空間和社會4個層面選取了9項指標，構建了城鎮化水平測度的指標體系，見表1。

（二）國土自然生態基礎水平指標

國土資源生態基礎是指在自然系統與社會系統的發展中，同時具有資源性功能和生態性功能的基本要素，包括水、土地、能源、礦產資源、海洋資源等。這些資源的合理開發、代際利用和可持續利用是生態文明建設最重要的目標。國土資源是生態文明建設的關鍵要素。國土資源及其他自然資源在自然系統與社會系統的發展中同時具有資源性功能和生態性功能。例如，水是人類飲用、農業灌溉、工業運轉的重要資源，又是重要的自然生態要素，是孕育生命的搖籃；土地既是農業的基礎資源，又是工業建設、城市發展的空間資源，更是人類生存的環境資源。土地、能源、礦產資源、海洋資源的合理開發、代際利用和可持續利用是生態文明建設最重要的目標。從某種意義上說，生態文明建設的最基本問題就是國土資源及其他自然資源的合理利用問題，是雙重功能的管理問題。

城鎮化發展需以國土規劃為抓手，以優化國土空間為中心，全面推進資源生態管理。十八大報告在部署生態文明建設時，把優化國土空間開發格局作為生態文明建設的首要任務，提出建設“天藍、地綠、水凈的美好家園”目標。這要從頂層設計和國土資源系統全局的高度進行把握，以地質地理要素為本底，開展國土空間綜合區劃，進行不同國土空間類型劃分和生態分區；以資源環境承載力綜合評價為國土開發強度和規模的依據；以資源生態環境適宜性評價為空間結構調整基礎，以國土資源環境安全性評價為約束紅線，盡快編制好國土規劃，提出適應于我國資源環境承載力、適宜性、安全性的經濟發展規模、結構、生產力布局、城鎮化布局和基礎設施布局。全面系統地開展耕地保護、水土保持、土地整治、高標準基本農田建設、礦山復墾、海岸帶保護、干旱荒漠區找水等國土綜合治理工作，推進重大工程實施，修復生態空間，以實現經濟社會和資源環境的協調發展。以綠色國土、安全國土、繁榮國土建設，保障美麗中國宏偉目標的實現。為了采用國家統計數據增加論證結論的可靠性，本文選用中國國家統計年鑒中國土自然生態基礎相關指標，如表2所示，作為評價國土自然生態基礎水平的依據。

二、城鎮化與國土自然生態基礎耦合模型

利用中國2002-2011年土地利用現狀數據，以國土自然生態基礎的當量因子，計算各國土自然生態基礎的價值，將得到的國土自然生態基礎價值作為國土自然生態基礎評價指標的參量，同時結合城鎮化水平的測度，分別計算各年份城鎮化與國土自然生態基礎耦合作用的關聯度矩陣以及2002-2011年間的關聯度和耦合度序列，參照能較全面分析系統多種因素交互作用的灰色關聯度模型[21]，對國土自然生態基礎與城鎮化的協調程度與耦合關系作定量化評價分析。關鍵計算過程如表3、表4、表5和表6所示。

根據其大小和對應的值域范圍可選出城鎮化對國土自然生態基礎最主要的脅迫因素，以及國土自然生態基礎對城鎮化最主要的約束因素。

為從整體上判別城鎮化與國土自然生態基礎之間耦合度的大小，在式（1）的基礎之上進一步構造城鎮化與國土自然生態基礎相互關聯的耦合度模型（4），通過此模型可以從時間維度定量化評判國土自然生態基礎與城鎮化的耦合協調程度[10]，其計算公式

C（t）=1l×nΣni=1Σlj=1ξi（j）（t）（4）

其中，l是行數，n是列數，ξi（j）（t）是在（1）定義的時間的關聯系數。

三、城鎮化與國土自然生態基礎的耦合關系討論

（一）城鎮化與國土自然生態基礎耦合的主要因素分析

計算得到不同年份兩系統耦合作用關聯度矩陣，為進一步揭示相互親和特征以及主要的影響因素，對不同年份求均值得出研究期間兩系統的關聯度矩陣（見表8），從中可以看出兩個子系統的指標間的關聯程度均為0.35以上，屬于中度關聯，表明城鎮化與國土自然生態基礎之間的聯系是緊密的。由公式（3）求得城鎮化對國土自然生態基礎的脅迫因素以及國土自然生態基礎對城鎮化發展的約束因素（見表9），從表9可以看出，城鎮化對國土自然生態基礎的脅迫作用主要表現在每萬人擁有的公交車數目（0.735）、人均道路面積（0.730）、城鎮人口密度（0.729）、建成區面積和在校大學生人數（0.729）等因素，也就是說不斷增長的人口特別是城鎮居民的生產生活，導致城市道路面積狹窄進而致使交通擁擠，不斷影響著國土自然生態基礎。其他因素的影響程度也較大，主要從城鎮化的人口、經濟、社會和文化等方面表現出城鎮化對國土自然生態基礎的脅迫作用。

國土自然生態基礎子系統對城鎮化發展的約束作用主要表現為園地面積 （0.813）、交通運輸用地面積（0.781）、耕地面積（0.770）等。園地面積和耕地面積退化越來越影響到城鎮的產生與發展，也在不斷影響區域城鎮化的空間分布；當前人類生活水平提高已經不僅僅限于物質層面的追求，對國土自然生態基礎所提供的各種需要不斷增加；各種地質災害對城鎮化發展的約束作用日漸突出，所以不同國土資源都不同程度影響著城鎮化的發展。

（二） 城鎮化水平與國土自然生態基礎耦合協調度時序分析

從時間序列上研究耦合協調程度可以清楚地揭示城鎮化水平與國土自然生態基礎交互作用的階段性特征。由公式（4）計算得到2002-2011年城鎮化水平與國土自然生態基礎耦合度變化曲線（見圖1），耦合度高表明城鎮化水平與國土自然生態基礎之間關系緊密，即城鎮化的發展對國土自然生態基礎的脅迫作用增強，說明國土自然生態基礎對城鎮化的發展有較強的制約作用；耦合度低則表明二者間的耦合關系較弱。

從圖1中可以看出，2002—2011年城鎮化水平與國土自然生態基礎之間有明顯的波動性，耦合度在0.42～0.62之間，說明城鎮化水平與國土自然生態基礎之間交互耦合的緊密性，以及不同年份城鎮化水平與國土自然生態基礎耦合的強度和協調程度有差異性。由于區域人口因素的變動情況、經濟發展呈現的周期性以及公共基礎設施和固定資產投放等不確定性等原因，國土自然生態基礎對城鎮化發展的約束作用，都在影響不同時期城鎮化水平與國土自然生態基礎的耦合程度。研究期間，城鎮化水平與國土自然生態基礎耦合關系大致可分三個階段：2002-2006年、2006-2008年和2008-2011年，呈現三個“U”型曲線[23]，耦合強度有不斷增加的趨勢，表明城鎮化的發展使人均負荷壓力日漸加大，對國土自然生態基礎影響進一步加深，雖然城鎮經濟得以長足發展，但國土自然生態基礎所表現出的約束作用不得不引起重視。

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Abstract：Along with the accelerating urbanization process in China， land cover and land structure are changed significantly. This study focuses on the relationships between the urbanization process and land ecological assessment in China. The goal is to seek a solution to the problems of the changed land resources in the urbanization process. Based on the related theories of coupling relationship， the authors constructed two index systems： urbanization and land ecological index systems. The authors assessed quantitatively the coupling degree between the two index systems by using the grey correlation model， in order to promote the favorable interaction and development between the urbanization development and land ecological basis. In the end， the coordination mechanism between the systems was established. The result showed that there were 3 stages of the coupling relationship： stage 1 was from 2002 to 2006； stage 2 was from 2006 to 2008； and stage 3 was from 2008 to 2011， respectively. Meanwhile， the coupling trend curve showed three Ushaped patterns correspondingly with an overall upward tendency.

Key words： urbanization； land ecological basis； coupling degree