綠色化與城鎮化的耦合特征及其影響因素
——以福建南平為例

劉善開，李 為*，陸 珍，黃江效

（1.福州外語外貿學院，福建 福州 350202；2.福建致公經濟研究院，福建 福州 350202）

城鎮化作為當前中國最大的內需和發展潛力，推動了中國經濟社會的高速發展。改革開放以來，中國的城鎮化率從1978年的17.9%上升為2019年的60.6%，城鎮化進程以平均每年1.33%的速度快速增長。然而，過快的城鎮化進程不但導致城鎮空間的快速擴張，也對生態環境與自然資源造成了很大的破壞，造成資源大量消耗、環境污染以及生物多樣性銳減等問題[1-2]。面對中國城鎮化水平與發達國家相比仍然較低的挑戰，如何穩步、高質量提高城鎮化進程，協調好城鎮化與生態環境保護間的關系（以下簡稱“U-E”關系）具有重要的現實意義。因此，在國家層面上，中國共產黨十八大提出了“新型城鎮化”的概念，一改傳統城鎮化“重速度、輕質量”的發展模式，更加注重綠色發展、低碳發展、循環發展等；中共中央《關于加快推進生態文明建設的意見》提出了“綠色化”，為生態文明建設提供了理論支撐和實踐路徑，是實施新型城鎮化戰略的必然選擇[3-8]。

綠色經濟的概念最早來自David Pierce在《綠色發展藍皮書》中對環境政策的有關論述，綠色化是綠色經濟的高度升華，是在綠色理念治理下實現綠色增長、綠色財富、綠色福利協同發展的過程[9]。在理論層面上，綠色化也成為國內外學者持續關注的焦點之一，其研究領域涵蓋了生態學、地理學、經濟學、環境學等多學科[10-12]，形成了較多影響深遠的理論成果和實證分析。“壓力-狀態-響應（PSR）”概念模型的提出開啟了U-E關系的雙向影響機制思維模式；Grossman 等人利用計量模型發現了“環境庫茲涅茨曲線”，即在城市經濟發展過程中，普遍存在著初期高增速高污染的發展、后期隨著經濟增長環境不斷改善的倒“U”曲線的演變規律[13]；方創琳等認為城鎮化與綠色化的關系是一種動態耦合關系，滿足耦合裂變律、動態層級律、隨機漲落律、非線性協同律、閾值律和預警律六大定律[14]。多位學者通過構建城鎮化與綠色化內涵指標體系，采用多元統計分析、灰色關聯分析、“3S”技術、地理空間可視化技術等方法和技術，運用耦合協調模型、雙對數模型、生態環境響應模型等計量模型[15-22]，開展了全國宏觀尺度和區域、城市群、省域等中觀尺度以及城市甚至縣域微觀尺度的案例研究。大量的研究表明，中國快速的城鎮化引致U-E關系急劇變化，處于磨合和頡頏階段，總體上協調水平不太樂觀[15-16,18]。但在現有研究中，微觀尺度案例大多側重于對城市化與生態環境單要素之間關系的計量分析，對單一城市采用綠色化和城鎮化兩大系統分析方法的動態耦合機理研究還較少[23-25]。基于此，本研究通過建立綜合評價指標體系研究南平市綠色化與城鎮化發展水平及其耦合特征，并運用灰色關聯分析法分析其影響因素，以期豐富中國城鎮化與生態環境關系的微觀尺度案例研究，并為南平市生態文明建設提供參考。

1 研究區概況與數據來源

南平市位于福建省北部，地處閩、浙、贛三省交界處，俗稱“閩北”。武夷山、杉嶺、仙霞嶺、鷲峰山四大山脈構成全市總體地形走勢，由東北向西南傾斜，境內低山丘陵分布較廣；綠色生態是南平最大的特色和優勢，其耕地面積、林地面積占福建省的四分之一，南平也是福建省的生態屏障，森林覆蓋率達74.75%。近年來，南平市經濟社會快速發展，城鎮化、工業化水平顯著提高。2017年全市實現生產總值1620.54億元，人均生產總值66 760元；市區人口不斷增加，2017 年底南平市總人口319.04萬人，其中城鎮人口112.02萬人，城鎮化率達到56.7%。隨著南平市城鎮化、工業化步伐顯著加快，城鎮建設用地持續增加，建成區面積由2000年的26 km2擴大到2017 年的48.46 km2，景觀生態風險壓力不斷增大。

本研究主要通過《福建統計年鑒》《南平統計年鑒》及相應年份經濟社會發展統計公報獲得2008—2017年相關數據。考慮到不同統計年鑒統計口徑不同，本研究采用勻滑技術來補全個別年份缺失數據，具體操作為：（1）求歷史數據的平均值，并假設所求平均值為時間系列數據的組中值；（2）根據時間系列長度及數據最大值和最小值的差，確定相鄰時間系列數據之間的步長；（3）以組中值為參照，根據步長適當增減得到所缺失年份的數值。

2 研究方法

2.1 評價指標體系構建

根據綠色化與城鎮化的內涵及其相互作用，綜合現有研究成果[9-14,19-22]，遵循科學性、可獲得性及可操作性原則，結合相關專家的反饋意見，從生態環境條件、生態環境負荷、生態環境治理3個方面選取11項指標，構建綠色化得分綜合評價指標體系；從人口城鎮化、空間城鎮化、經濟城鎮化和社會城鎮化4個方面選取12項指標，構建城鎮化水平綜合評價指標體系（見表1）。

表1 綠色化與城鎮化耦合系統指標體系及權重Table 1 Greening and urbanization coupling system index and weight

2.2 數據的標準化處理

鑒于不同指標數據的單位和量綱不同，為使數據具有可比性，需要對原始數據進行標準化處理。本研究采用極差標準化法對原始數據進行標準化處理。正向指標的標準化值計算公式為

負向指標的標準化值計算公式為

式中，xij表示第i個指標下第j個樣本值，x′ij為第i個指標下第j個樣本的標準化值，ximax表示第i個指標下最大樣本值，ximin表示第i個指標下最小樣本值，x′ij為原始數據xij的標準化值。

2.3 指標權重確定

本研究運用熵值法計算綠色化與城鎮化2個子系統各項指標的權重（見表1）。原始數據xij的標準化值比重pij計算公式為

第i項指標的信息熵Rim計算公式為

第i項指標的權重Wim計算公式為

2.4 綠色化和城鎮化水平的綜合評價

把綠色化和城鎮化子系統的各項指標的標準化值乘以其權重并累加求和，得到綠色化子系統和城鎮化子系統的綜合評價指數，計算公式為

其中，U1、U2分別為綠色化子系統和城鎮化子系統的綜合評價指數，Wim為第i項指標權重，x′ij為第i項指標數據的標準化值。

2.5 綠色化與城鎮化耦合度模型和協調度模型

耦合是指2個及以上系統或運動形式通過某種途徑聯合起來的現象，是相互依賴、相互促進的動態關聯關系。城鎮化是一個農業人口轉化為非農業人口、農村地域轉化為非農地域、農業活動轉化為非農活動的過程，中國共產黨十八大明確提出在新時期中國要走一條“新型城鎮化”道路，堅持城鄉統籌、產業互動、節約集約、生態宜居、和諧發展，將生態文明理念融入城鎮化建設全過程，是中國綠色化建設的重要組成部分。在城鎮化過程中，只有堅持“綠色化”的發展要求，堅守生態文明共建的發展理念，才能使人與居住環境和諧共處，形成良性循環，反促城鎮化更快更好地發展。綠色化與城鎮化構成一個耦合系統。本研究借鑒物理學中的容量耦合系統模型，構建耦合度模型以度量綠色化與城鎮化耦合系統的耦合度，計算公式為

式中，C（0 ＜C ＜1）為耦合度，C越大耦合系統的協調性越好。

由于綠色化與城鎮化2個子系統的發展水平存在差異，可能會出現2個子系統發展水平都較低，但耦合度卻較高的情況。因而，引入綠色化與城鎮化協調度模型，以客觀反映綠色化子系統與城鎮化子系統的協調發展水平，計算公式為

其中，D（0 ＜D ＜1)為協調度，D越大協調發展水平越高；T為綠色化與城鎮化的綜合評價指數；α、β為待定系數，因本研究中只有綠色化和城鎮化兩個子系統，故將α、β均賦值為0.5。

依據耦合度C值，將綠色化與城鎮化耦合過程從無序到有序分為4個階段（見表2）。依據協調度D值，將綠色化與城鎮化協調發展過程分為4個階段[26]（見表3）。

表2 綠色化與城鎮化耦合過程的階段劃分Table 2 Stage division of coupling type between greening and urbanization

表3 綠色化與城鎮化協調度發展階段劃分Table 3 Greenization and urbanization coordination degree development stage division

3 結果與分析

3.1 綠色化與城鎮化水平

南平市城鎮化水平分析結果見圖1，綠色化水平分析結果見圖2。2008—2017年，南平市城鎮化水平總體呈升高趨勢，城鎮化綜合評價指數由2008年的0.10增長到2017年的0.78，年均增長率達22.8%。人口城鎮化水平、空間城鎮化水平、經濟城鎮化水平、社會城鎮化水平總體上均呈現上升趨勢，其中人口城鎮化水平、經濟城鎮化水平持續上升，表明2008年以來南平市人口逐年增加，經濟逐年發展，城鎮化水平逐年提高；空間城鎮化水平、社會城鎮化水平波狀上升，受城市建成區調整及各年教師學生數變動影響，個別年份指數偏低；從貢獻率視角來看，對城鎮化水平貢獻率由大到小排序為經濟城鎮化＞人口城鎮化＞空間城鎮化＞社會城鎮化，說明南平市經濟社會雖然得到了較快發展，但城鎮化質量并未得到相應提高。

圖1 2008—2017年南平市城鎮化水平Figure 1 Urbanization level of Nanping city from 2008 to 2017

圖2 2008—2017年南平市綠色化水平Figure 2 Green level of Nanping city from 2008 to 2017

2008—2017年，南平市綠色化水平呈逐年上升趨勢，綠色化綜合評價指數年均增長率為13%，綠色化態勢明顯。2013年南平市確立綠色發展定位，把建設全國綠色發展示范區作為目標定位，探索“生產發展、生活富裕、生態良好”的綠色、低碳、可持續發展之路，使南平市綠色化得分迅速提升。總體上，生態環境條件、生態環境負荷、生態環境治理均有不同程度的提高，但是由于建成區綠化覆蓋率、空氣質量優良率、城市污水處理率等指標變化幅度較大，導致生態環境條件和生態環境治理水平波動上升。2008—2017年，南平市生態環境條件明顯改善，森林覆蓋率在2008年73.9%的大基數基礎上，到2017年再提高4.09個百分點，達到77.99%；生態環境治理水平明顯提高，生活垃圾無害化處理率、城市污水處理率、工業固體廢棄物綜合利用率明顯提升，生態環境的抗壓力逐步增強。森林覆蓋率、城市污水處理率、工業固體廢物綜合利用率對南平市綠色化水平的貢獻率較高，分別為12.9%、12.8%、14.9%。一級指標對綠色化水平的貢獻率由大到小排序為生態環境條件＞生態環境治理＞生態環境負荷，表明綠色生態是南平市最大的特色和優勢，南平市應發揮比較優勢，走特色發展道路，把生態優勢和資源優勢轉化為經濟優勢和產業優勢。

3.2 綠色化與城鎮化耦合特征分析

2008—2017 年南平市綠色化與城鎮化的耦合度C 和協調度D 變化曲線見圖3。耦合度C 為0.43～0.5，表明南平市綠色化與城鎮化耦合系統處于頡頏階段，正往磨合階段邁進。南平市綠色化與城鎮化耦合度整體呈現上升態勢，2008—2012年先升后降，2017年升至0.50，表明南平市綠色化與城鎮化耦合程度整體有所提升，但不同階段耦合程度存在差別。

圖3 2008—2017年南平市綠色化與城鎮化耦合度、協調度的變化曲線Figure 3 Changing curve of coupling degree and coordination degree of greening and urbanization in Nanping from 2008 to 2017

協調度D為0.3～0.65，變化曲線呈現出皮爾曲線特征，表現為初期增長速度緩慢，隨后增長速度逐漸加快，達到一定程度后又逐漸減慢，最后達到飽和狀態。南平市綠色化與城鎮化耦合系統經歷了低協調階段、中協調階段和高協調階段。2008年，南平市綠色化與城鎮化耦合系統處于低協調階段，協調度D值為0.3，城鎮化、綠色化綜合評價指數分別為0.1和0.3，城鎮化發展相對滯后。2009—2012年，南平市綠色化和城鎮化水平均有大幅度上升，協調度D值為0.41～0.47，耦合系統處于中協調階段。2013—2017年，南平市城鎮化與綠色化耦合系統總體上處于高協調階段，隨著經濟社會快速發展，城鎮化水平也大幅提升，但落后于綠色化水平。在高協調階段，南平市生態環境保護工作相對超前，在全省乃至全國都具有示范作用。

3.3 綠色化與城鎮化耦合特征的影響因素

運用灰色關聯分析法，分別獲得耦合度C和協調度D與綠色化和城鎮化指標的灰色關聯度（見表4、表5）。由耦合度C與綠色化指標的灰色關聯度可以看出，森林覆蓋率是關聯性最強的指標，其次為人均廢水排放量和生活垃圾無害化處理率。森林覆蓋率和生活垃圾無害化處理率為正向指標，對提高綠色化與城鎮化的耦合度得分起促進作用。由協調度D與綠色化指標的灰色關聯度可以看出，森林覆蓋率同樣為關聯性最強指標，其次為建成區綠化覆蓋率和生活垃圾無害化處理率。綜合來看，森林覆蓋率和生活垃圾無害化處理率是綠色化子系統中直接決定耦合度及協調度的重要因素。

由耦合度C與城鎮化指標的灰色關聯度可以看出，城市經濟占比、人口城鎮化率、城市經濟質量系數、每千學生擁有老師數、城市建成區面積是關聯性較強的指標。城市經濟占比和城市經濟質量系數是表征經濟城鎮化的重要指標，人口城鎮化率是反映人口城鎮化最直接的指標，每千學生擁有老師數反映了社會城鎮化指標，而城市建成區面積屬于空間城鎮化的指標，可見，綠色化與城鎮化的耦合度受城市不同結構體系及指標的綜合影響。由協調度D與城鎮化指標的灰色關聯度可以看出，城市經濟占比、人口城鎮化率、人均城市道路面積、每千學生擁有老師數、城鎮居民人均消費支出是關聯性較高的指標，涵蓋了城市化不同結構體系的核心影響要素。可見，在綠色化與城鎮化耦合關系中，城市化不同結構體系的指標對耦合度的變化有綜合性影響，應當系統考慮城市化過程中經濟、空間、人口、社會城鎮化的綜合發展，特別應當注重經濟城鎮化、空間城鎮化指標對城市生態環境所造成的壓力脅迫。

表4 耦合度、協調度與綠色化指標的灰色關聯度Table 4 Grey correlation degree of coupling,coordination and greening index

表5 耦合度、協調度與城鎮化指標的灰色關聯度Table 5 Grey correlation degree of coupling,coordination and urbanization index

4 結論與建議

本研究通過構建綜合評價指標體系研究福建省南平市綠色化與城鎮化發展水平及其耦合特征，并運用灰色關聯分析法分析其影響因素，主要結論如下：

（1）南平市綠色化得分與城鎮化水平總體上均呈上升趨勢，到2017年均達到峰值；

（2）綠色化與城鎮化耦合度整體呈上升態勢，且綠色化與城鎮化系統耦合處于頡頏階段，隨著時間推移呈上升趨勢，正往磨合階段邁進；

（3）南平市綠色化與城鎮化的協調度整體呈上升態勢，變化曲線呈現出皮爾曲線特征，先后經歷低協調階段、中協調階段和高協調階段；

（4）由耦合度、協調度與綠色化和城鎮化指標的關聯度綜合來看，森林覆蓋率、生活垃圾無害化處理率、人口城鎮化率、城市經濟占比對綠色化與城鎮化耦合系統的影響較大。

為緩解南平市城鎮化發展對城市生態環境的壓力，促進南平市的生態文明建設，提出以下建議：

（1）堅持主體功能區規劃理念，把城鎮化重點放在優化開發、重點開發區域，嚴格保護農產品主產區和重點生態功能區，完善干部考核機制，提高對生態環境指標的考核權重，實行差別化政績考核機制，推行領導干部自然資源資產離任審計，完善城鎮化與綠色化耦合協調機制；

（2）把生態文明理念融入城鎮化發展全過程，注重生態系統結構與功能的恢復，充分依托山地、河流、海岸線等自然山水格局，劃定農業空間及綠色開敞空間，構筑區域生態保護體系，優化城鄉產業結構，提倡綠色的生活方式和消費模式，積極推進新型城鎮化建設，提高城鎮化發展質量；

（3）利用南平市特色和優勢，著力在生態產品價值實現上下功夫，把生態資源轉化為經濟效益，結合生態文明試驗區工作，重點推進碳排放權交易工作，加快南平林業碳匯試點項目建設，探索發行綠色專項債券，穩步推進國家山水林田湖系統治理和修復試點工作，以項目建設助力國家生態文明試驗區建設。