日照市城鎮化水平與資源環境壓力的關系

王夢晴, 張全景,2, 翟騰騰, 于 偉

(1.曲阜師范大學 地理與旅游學院, 山東 日照 276826; 2.曲阜師范大學 土地研究中心, 山東 日照 276826)

城鎮化水平與資源環境壓力的關系研究已成為區域發展轉型變化的一個極其重要的組成部分。中國正處在城鎮化質量提升的關鍵時期，新型城鎮化建設成為推進當前和今后一段時期經濟社會發展的重要戰略選擇。較發達地區而言，中國城鎮化的進程速度快但質量低[1]，而快速的城鎮化根植于對資源和環境的無節制地剝奪，過量的需求必然對資源環境產生巨大的壓力[2]。所以如何協調好城鎮化地發展和資源環境的關系，提高資源利用率和環境的承載能力，對于日照市今后經濟社會的可持續發展和建設全國生態文明城市至關重要。城鎮化水平與資源和環境的關系問題受到了廣大學者的高度關注，多數研究主要側重于城鎮化水平與資源環境交互的耦合關系分析[2-6]，如城鎮化與大氣、土地、水、氣候變化、生態系統和生物多樣性等多方面的耦合研究，二者間的定量關系[7-9]的探討也有涉及，形成了一批非常有價值的研究成果，對城鎮化與資源環境的關系研究奠定了理論和實踐基礎，但研究仍然存在不足，多為大城市區域內的研究，前期已形成的理論和一般規律對于研究中小城市地區的借鑒作用較為片面且無針對性。基于此，本研究以城市與資源環境理論為基礎，通過時間序列，運用綜合評價法和資源環境壓力指數法，對日照市的城鎮化水平和資源環境壓力進行測度，探討二者之間的演變趨勢及關聯性，并對其進行分析討論，以期為日照市未來城市的持續協調發展提供科學依據。

1 研究區域及數據來源

1.1 研究區概況

日照市位于山東省的沿海地區(東經118°25′—119°39′，北緯35°04′—36°04′)，是中西沿線的便捷出海口，是山東省對外開放的門戶，現轄2區2縣，該市總面積5 358.57 km2，占山東省面積的3.39%，地勢中部高四周低，略向東南傾斜，地處溫帶，屬于典型的暖溫帶濕潤季風區大陸性氣候，四季分明，光照充足，年平均降水量768.7 mm，冷熱季和干濕季的區別明顯。日照地區自然資源比較豐富，目前已發現56種礦產資源，207種野生動物種類。2016年，年末常住人口290.11萬人，地區生產總值(GDP)1 802.49億元，比上年增長8.1%，在全省17地市中排名第16位，三次產業構成比例由2006年的14.6∶49.7∶35.7變為2015年的8.1∶47.3∶44.6，城鎮化率從2006年的43.40%增加到2016年的56.86%，年均增長2.74%，高于全國的2.71%。雖然日照地理位置優越，市場廣闊，但建市較晚，與其他沿海發達地區相比，長期處于欠發達地區。目前日照市經濟發展的主力仍是傳統的重工業，如鋼鐵、紙漿等，對于資源與環境壓力只增不減。隨著日照地區經濟的發展和資源環境矛盾的日益沖突，如何協調好經濟社會與資源環境的生態協調、可持續發展是日照市城市發展的近期目標。

1.2 數據來源

以日照市為研究單元，以2006—2016年社會經濟和資源環境為研究對象，分析日照城鎮化水平與資源環境壓力的關聯性特征及日照市城鎮化及資源環境的動態變化趨勢。數據源主要來自2006—2016年的《山東統計年鑒》《日照統計年鑒》以及《國民經濟和社會發展統計公報》。

2 城鎮化測度評價

2.1 城鎮化內涵及指標體系構建

城鎮化既反映人類居住地發生的變化，又反映居民的生產方式、生活方式以及思想觀念等方面的變化，是一個動態變化過程。城鎮化一直是學術界研究的重點話題，尤其黨的十八大正式提出新型城鎮化后，其研究內容更加豐富，主要針對概念內涵[10-11]、基本特征[12]、面臨問題[13]、發展趨勢[14]等方面。城鎮化是一個復雜的綜合體，并具有多維度的含義，主要包含人口、經濟、社會、空間等方面。從人口城鎮化看，主要指非農業人口不斷增加，鄉村人口不斷向城鎮轉化的過程；從經濟城鎮化看，主要指二、三產業產值增加，經濟結構優化升級的過程；從社會城鎮化看，主要指人們的生活水平、生活方式、思想觀念發生層次提高的過程；從空間城鎮化看，表現地域景觀空間的再分布，使城鎮更傾向集中化的過程。因此，城鎮化是一個不斷發生動態變化演進過程，是多種因素共同作用的結果。基于以上對城鎮化的認識，單一指標法已無法完全反映城鎮化綜合水平，多指標綜合評價法正好避免這一弊端。按照指標選取的科學性、系統性、綜合性、動態性等原則，結合日照市的實際情況，借鑒歐向軍、陳明星等人研究成果[15-17]，采用了多指標綜合評價法對城鎮化水平進行測度，分別從人口城鎮化、經濟城鎮化、社會城鎮化和空間城鎮化4個方面，選取16個具體指標，構建了城鎮化綜合水平測度指標體系，具體詳見表1。

2.2 城鎮化水平測度

利用統計分析軟件SPSS 19.0對選取的16個具體指標數據進行主成分分析，得到3個主成分，第1主成分(F1)的貢獻率為68.43%，第2主成分(F2)的貢獻率為12.68%，第3主成分(F3)的貢獻率為8.52%，3個主成分的累積貢獻率達到89.63%，累計貢獻率大于85%，特征根大于1，符合研究標準，可進行下一步分析。從表2主成分載荷矩陣可以看出，F1除了X1城鎮人口密度、X12人均郵電業務量之外，在其他指標上的相關性較高，而這些指標因子綜合反映了城市現代化發展水平，可命名為“現代化水平因子”；F2與X1城市人口密度、X15人均公園綠地面積、X16人均擁有的道路面積有較強的相關性，這幾個因子綜合反映了城市居民居住環境狀況，可命名為“居民生活環境水平因子”；F3與X4第三產業從業人員占全市總從業人員比例、X12人均郵電業務量具有較強相關性，而這幾個因子綜合反映第三產業從業人員的通信狀況，可命名為“服務人員通信水平因子”。

表1 日照市城鎮化水平測度指標體系

表2 日照市城鎮化水平主成分載荷矩陣

以3個主成分特征值分別與特征值之和的比重作權重，算出的公式為：

Fi=0.763 5F1+0.141 5F2+0.095 0F3

(1)

式中：Fi——城鎮化水平綜合得分(i=2006，…，2016)；F1，F2，F3——各主成分因子得分。

根據公式(1)，計算出2006—2016年日照城鎮化水平綜合得分(表3)。由表3可知，日照城鎮化水平的綜合得分數值不斷增加，說明在研究期內日照城鎮化水平逐年遞增。同時，F1與F遞增情況相吻合，說明了城鎮發展的空間格局發生了變化，包括城鎮的質量、規模、中心職能及生態景觀等方面，這是城市發展必經的途徑。

表3 日照市各主成分得分及城市化水平綜合得分

3 資源環境壓力測度評價

3.1 資源環境壓力指數法原理及指標體系構建

資源環境壓力表示在社會經濟發展過程中，城市的發展對資源需求和環境的破壞力度，其數值越大，城市資源和環境所承受的壓力就越大。近年來，在持續推進生態文明建設的基礎上，國家對資源環境的限制性條件越來越多，關注度越來越高。在“十三五”規劃綱要中，資源環境指標由原來8項增加到10項，且都為約束性指標(必須要達到的指標)。日照作為發展的新興城市，經濟增長主要驅動力依然是工業，資源和環境必然面臨著巨大的挑戰。資源環境壓力指數法計算方法簡單，綜合性強，結果表達直觀，被許多學者研究使用，如西安市城市資源壓力與城市化的灰色關聯分析[18]，北京市城市化水平與資源壓力系數的灰色關聯度分析[19]等，其壓力指標可分為5階段：0～20，低壓階段；20～40，中低壓階段；40～60，中壓階段；60～80，中高壓階段；80～100高壓階段。

根據現有研究成果[20-21]和通用標準，結合日照的實情，運用資源壓力指數(RPI)與環境壓力(EPI)指數兩個方面來構建資源環境壓力指數(REPI)，即Ⅰ級分指數；資源壓力又包含5個分指標，環境壓力包含4個分指標，即Ⅱ級分指數。共9個Ⅱ級分指標，分別為：資源壓力包括土地資源壓力(RP1)、人力資源壓力(RP2)、用電資源壓力(RP3)、水資源壓力(RP4)、醫療資源壓力(RP5)；環境壓力包括產生廢水壓力(EP1)、產生固廢壓力(EP2)、SO2排放壓力(EP3)、煙粉塵排放壓力(EP4)。通過層次分析法與經驗法相結合，對各指標賦值，式中：資源壓力分指標權重的賦值為0.2，環境壓力分指標賦值為0.25，對計算資源環境壓力指數的資源壓力指數和環境壓力指數賦值為0.5，結果詳見表4。

表4 日照市資源環境壓力評價指標及權重

3.2 資源環境壓力測度

資源環境壓力指數(REPI)可以反映區域資源和環境壓力狀況，是由資源壓力與其權重的乘積和環境壓力與其權重的乘積之和表示,根據表4，計算公式為：

REPI=RPI·W1+EPI·W2

(2)

式中：REPI——資源環境壓力指數;W1，W2——一級分指數權重; RPI——資源壓力指數; EPI——環境壓力指數。RPI和EPI的計算公式：

RPI=∑RPIi·pi(i=1,2,…,5)

(3)

EPI=∑EPIj·pj(j=1,2,…,4)

(4)

RPIi=RPi/max(RPi)×100 (i=1,2,…,5)

(5)

EPIj=EPj/max(EPj)×100 (j=1,2,…,4)

(6)

式中：RPIi——第i個資源壓力指數值;pi——第i個資源壓力指標的權重，即資源壓力的Ⅱ級分指標的權重； PIj——第j個環境壓力指數值;pj——第j個環境壓力指標的權重，即環境壓力的Ⅱ級分指標權重； RPi——第i個資源壓力指標的實值; EPj——第j個環境壓力指標的實值; max(RPi), max(EPj)——環境、資源壓力指標實值中的最大值。

通過具體的資源環境壓力指標數據，利用上述公式計算出日照市2006—2016年的資源環境壓力指數，結果詳見表5。根據表5可知，日照市的資源環境壓力指數呈波動性遞增，2014年以來資源環境壓力呈現出下降的趨勢。雖然2007,2010,2015和2016年這4 a略有下降，但其數值仍然大于60，處于中高壓階段和高壓階段，這說明日照在經濟社會發展的過程中，雖對資源和環境進行了綜合整治，取得一定效果，但是短期內作用不大，資源和環境仍面臨著雙重壓力。

表5 日照市2006-2016年資源環境壓力指數

4 城鎮化水平與資源環境壓力的關系分析

由圖1可知，城鎮化水平與資源環境壓力整體上呈雙遞增趨勢，但資源環境壓力的增長速度要小于城鎮化發展速度，城市化水平的斜率較大，增長較快；資源環境壓力的增長趨于平緩。自2014年以來，資源環境壓力呈下降的趨勢，這說明在城鎮化發展的進程中，資源環境壓力逐漸引起相關部門的注意，并積極采取相應的措施，取得了一定的成效，但短期內效果不明顯。

圖1 日照市2006-2016年城鎮化水平與資源環境壓力的變化

4.1 城鎮化水平與資源環境壓力的相關系數分析

對表3和表5的數據進行Pearson相關分析，得出城鎮化水平和資源環境壓力指數兩者之間的相關系數R=0.830，顯著性水平p=0.002<0.01，二者之間顯著相關，說明日照市的城鎮化水平和資源環境壓力之間存在較強的相關性，資源環境壓力值隨著城鎮化水平提高而逐漸增大，城鎮化的發展也受到了資源環境的制約，二者相互聯系、相互作用。對“現代化水平因子”、“居民生活環境水平因子”及“服務人員通信水平因子”與資源環境壓力進行相關分析，相關系數分別為R1=0.857，R2=-0.402，R3=0.197，說明“現代化水平因子”對資源環境壓力的影響程度最大，在城鎮化發展過程中扮演重要的角色。對資源壓力、環境壓力與城鎮化水平進行相關分析，相關系數分別為R4=0.880，R5=0.654，說明較環境而言，資源對于城鎮化發展的影響程度更明顯，作用力更強。

4.2 城鎮化水平與資源環境壓力的回歸分析

4.2.1 城鎮化對資源環境的回歸分析 在相關分析的基礎上，建立多元回歸模型。設資源環境壓力、“現代化水平因子”、“城市生態環境水平因子”及“服務人員通信水平因子”分別為用y，x1，x2，x3，對表3和表5的數據進行回歸分析得到回歸方程為：

y=77.331+2.213x1-2.410x2+1.447x3

(7)

對方程進行顯著性檢驗，其相關系數為0.967，可決系數和調整可決系數分別為0.934和0.906，說明二者之間具有較強的相關性且擬合效果較好。在給定的顯著性水平α=0.01上，F=33.189，F0.01(3,4)=16.69，F>F0.01，說明該回歸模型顯著成立，且資源環境壓力與“現代化水平因子”、“居民生活環境水平因子”及“服務人員通信水平因子”存在線性關系。

4.2.2 資源環境對城鎮化的回歸分析 設城鎮化水平、資源壓力及環境壓力分別為m，n1，n2，用SPSS對表3和表5進行回歸分析的方程為：

m=0.228n1+0.014n2-20.372

(8)

對方程進行檢驗，相關系數0.881，可決系數、調整可決系數分別為0.775，0.719，在給定的顯著性水平α=0.05的基礎上，F=13.810，F(2，3)>F0.05(2，3)=9.55，說明城鎮化水平與資源與環境呈線性相關。通過回歸方程系數可知，資源壓力對城市化的貢獻率大，其次是環境壓力。

5 討論與結論

日照市城鎮化水平呈現逐年增長趨勢，資源環境壓力呈波動性遞增，二者存在較強正相關關系。其中，城鎮化的增長速度要快于資源環境壓力的增長速度，說明資源環境對城鎮化發展水平的促進作用大于城市發展對資源環境的脅迫程度，二者之間相互影響、相互作用，存在雙向間相互聯系的線性關系。就城鎮化對資源環境的影響而言，現代化水平因子對資源環境壓力的作用效果更明顯；就資源環境對城鎮化的影響而言，資源是影響城市發展的主要因素。并且隨著人們生活質量水平的提高，人們對于生境的要求越來越高，2014年以來資源環境壓力略微呈下降的趨勢，表明相關部門已經意識到資源環境對城市發展的重要作用，并積極采取應對措施，取得了一定的成效，但是資源環境壓力仍然處于中高壓和高壓階段，短時間內資源環境高度壓力問題難以解決。本研究結果與日照市的實際相吻合，證明日照市的經濟發展與資源環境正面臨著巨大壓力，處于資源環境轉型階段。目前日照市在發展過程中仍存在許多問題，第一，研究期內日照市的城鎮化率年均增長2.74%，高于山東省的2.50%，且該市生產總值增長速度在17地市中位居第2位，說明日照市城市發展速度過快，易造成整體發展不協調；第二，日照市產業仍主要以鋼鐵、紙漿等工業為主，在生產過程中原料浪費及廢氣、廢水、廢渣的產生對當地環境造成極大地破壞，且與山東省其他地市相比，仍面臨著廢水處理能力較低，技術相對落后，資金投入不足等問題，其中土地資源壓力、水資源壓力、產生廢水壓力及二氧化硫排放壓力的影響較為突出；第三，該地區的經濟發展與資源環境之間相互聯系、相互影響、相互制約的關系，存在協調困難，市民意識不強等限制性問題，所以要實現城市的健康發展與資源環境的可持續利用，仍需要長期不懈的努力。

對策建議： ①城鎮化方面。應在全市范圍內有效地控制城鎮人口密度，防止由于人口過多，造成的城市病問題；實行“劃區片規劃”，因地制宜，充分利用各種土地利用類型；充分利用日照市獨特的地勢特點和豐富的歷史文化背景，依托臨港產業，發展生態旅游產業；倡導公民綠色出行，減少私家車的使用次數，降低溫室氣體及污染氣體的排放量。②資源環境壓力方面。未來時間內應在全市范圍內嚴格劃定城鎮開發的實體邊界，進一步倒逼城鎮土地的節約集約利用；引進先進的科學技術，提高廢水的處理能力以及水資源的重復利用率，并加強公民的節水意識；集中開展全市化工產業綜合整治，打造工業園區化、生產安全化、技術高端化和工藝綠色環保等化工產業格局；設立環境保護工作組，對市級、縣級環保工作進行監督和審核，并制定突發環境和資源事件的應急預案，確保資源環境安全，逐步降低資源環境壓力的脅迫程度。③城鎮化與資源環境協調發展方面。在城市發展過程中，必須遵循前期規劃合理，規劃實施可行，后期持續發展，有效地規劃本市的空間開發秩序，合理地控制開發強度，實現人口、經濟、資源環境的空間均衡發展；同時，發揮政府的主導、公民的輔助作用，形成可持續發展觀念。