長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化的時空耦合協(xié)調研究

于 閩，朱紅梅，王柯琪，王 杰

（1. 湖南省自然資源事務中心，湖南 長沙 410004；2. 湖南農業(yè)大學資源環(huán)境學院，湖南 長沙 410128）

城鎮(zhèn)化是農村人口向城市人口轉變，同時伴隨著居民生產生活方式轉變以及城市規(guī)模擴大的過程，涉及人口、經濟、社會以及土地等多個方面[1]。目前，中國城鎮(zhèn)化進程正處在由高速度轉變?yōu)楦哔|量的關鍵時期，研究城鎮(zhèn)化發(fā)展質量與發(fā)展規(guī)律對于推進新型城鎮(zhèn)化建設具有重要意義。

國內外大量專家、學者對城鎮(zhèn)化進行了相關研究。約翰·弗里德曼等[2]研究分析了中國的城鎮(zhèn)化進程，認為中國的城鎮(zhèn)化進程是病態(tài)的，主要原因是在城鎮(zhèn)化的過程中沒有合理處理各方面的協(xié)調發(fā)展。國內學者主要從城鎮(zhèn)化質量內涵[3]、城鎮(zhèn)化動力機制[4]、城鎮(zhèn)化發(fā)展質量水平[5-6]等方面進行了研究。在研究維度上，主要以人口城鎮(zhèn)化和土地城鎮(zhèn)化2個維度較多。在研究尺度上，大多以全國或省等宏觀尺度為主，對以縣域為基本單元的研究較少。郭付友等[7]對東北地區(qū)人口與土地城鎮(zhèn)化耦合協(xié)調度空間分異的驅動機制進行了研究。在研究方法上，以復合系統(tǒng)協(xié)調、探索性空間數(shù)據(jù)分析[8]、耦合協(xié)調分析為主，如孔雪松等[9]基于動態(tài)耦合度模型對湖北省各子系統(tǒng)城鎮(zhèn)化耦合協(xié)調關系進行了研究。在研究范圍上對中、西部地區(qū)城鎮(zhèn)化研究較少。

長株潭地區(qū)作為中部地區(qū)較大的城市群有其獨特的社會經濟自然特性，對長株潭地區(qū)“人口-土地-產業(yè)”城鎮(zhèn)化耦合協(xié)調的研究有助于了解其城鎮(zhèn)化發(fā)展質量與發(fā)展規(guī)律，為湖南省乃至同類地區(qū)新型城鎮(zhèn)化政策的制定提供參考。基于此，在國內外學者研究的基礎上，筆者以長株潭地區(qū)23個區(qū)縣為研究對象，從人口、土地、產業(yè)3個維度選取11個指標構建評價指標體系，通過熵權法和耦合協(xié)調模型研究分析長株潭地區(qū)2008年和2017年人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化和耦合協(xié)調水平。

1 研究區(qū)域與方法

1.1 研究區(qū)域概況

長株潭地區(qū)位于湖南省中東部，是全省經濟增長的核心，也是長江中游城市群的重要組成部分，土地面積2.8萬km2，占湖南省總面積的13.3%。長株潭地區(qū)包括長沙、株洲、湘潭3個地級市，下轄開福區(qū)、芙蓉區(qū)、雨花區(qū)、岳麓區(qū)、天心區(qū)、望城區(qū)、瀏陽市等23個區(qū)縣。截至2017年，長株潭地區(qū)城鎮(zhèn)人口化為71.34%，總人口達1 479.2萬人，占湖南省總人口的21.6%，完成GDP總值14 745.39億元，占全省GDP比重的42.3%。

1.2 數(shù)據(jù)來源

收集2008年和2017年長株潭地區(qū)23個區(qū)縣的相關數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于《湖南統(tǒng)計年鑒》、各市統(tǒng)計局官方網站以及部分縣（市）的統(tǒng)計公報。

1.3 研究方法與過程

1.3.1 長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化的空間分布研究 在Excel中建立2008年和2017年長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化指數(shù)數(shù)值的屬性數(shù)據(jù)庫，并利用ArcGIS 10.2軟件連接空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)，對長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化進行時空對比。為了更明確地展現(xiàn)出城鎮(zhèn)化的不同發(fā)展階段，參考Northam的城鎮(zhèn)化發(fā)展“S曲線理論”，將城鎮(zhèn)化指數(shù)進行如下劃分：0～0.1表示處于萌芽發(fā)展階段；0.1～0.25表示處于初步發(fā)展階段；0.25～0.5表示處于快速發(fā)展階段；0.5～1表示處于高度發(fā)達階段。

1.3.2 人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化評價指標體系構建

根據(jù)對新型城鎮(zhèn)化基本內涵的理解，遵循系統(tǒng)性原則、典型性原則、簡明科學性原則、綜合性原則、可操作性原則，結合研究目的，選取人口、土地、產業(yè)3個維度的11個指標，構建長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化耦合協(xié)調水平評價指標體系，如表1所示。以城鎮(zhèn)人口占總人口比重、每萬人中中等學校在校生人數(shù)、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入、每萬人擁有床位數(shù)等指標表征人口城鎮(zhèn)化；以地均固定資產投資、經濟密度、地均財政收入、地均財政支出等指標表征土地城鎮(zhèn)化；以二三產業(yè)產值比重、人均GDP、規(guī)模以上工業(yè)總產值等指標表征產業(yè)城鎮(zhèn)化。

表1 長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化耦合協(xié)調水平評價指標體系

1.3.3 指標權重的確定 在確定指標權重時為了避免主觀性，使結果更加客觀、更具信服力，研究采用客觀賦權法中的熵值法計算指標權重。熵值法計算權重的具體過程如下。

（1）數(shù)據(jù)標準化處理。為消除原始數(shù)據(jù)因量綱、內容、標準的差異對結果的影響，在計算指標的權重時將各指標原始數(shù)據(jù)進行標準化處理。由于選取的指標對結果均具有正向作用，因此數(shù)據(jù)標準化可采取公式（1）進行。

式中：Yij為數(shù)據(jù)標準化處理后的值；Xij為第i個區(qū)（縣）第j項指標的原始數(shù)據(jù)（i=1，2，…，m；j=1，2，…，n）；Xijman為Xij指標的最大值，Xijmin為Xij指標的最小值。

（2）計算第i個區(qū)（縣）第j項指標的比重Pij。

（3）計算第j項指標的熵值Ej。

（4）計算第j項指標的信息熵冗余度Dj。

（5）計算第j項指標的權重Wj。

（6）計算第i個區(qū)（縣）各子系統(tǒng)城鎮(zhèn)化評價指數(shù)Uk。

1.3.4 構建耦合協(xié)調模型 （1）耦合協(xié)調模型。“耦合”最早提出并應用在物理學領域。通常指2個或2個以上的系統(tǒng)或運動方式之間通過要素的相互作用，彼此影響甚至聯(lián)合的復雜現(xiàn)象。耦合度可以體現(xiàn)系統(tǒng)之間互相依存、互相制約的程度。耦合度模型[7]計算見公式（7）。

式中：C為耦合度，C∈[0，1]；U1、U2、U3分別為人口城鎮(zhèn)化指數(shù)、土地城鎮(zhèn)化指數(shù)、產業(yè)城鎮(zhèn)化指數(shù)。

耦合度對于判別各系統(tǒng)之間耦合作用的強度具有重要意義，但在進行時序分析和空間比較時，難以反映系統(tǒng)之間的協(xié)同效應，因此，需要構建一個客觀體現(xiàn)系統(tǒng)間協(xié)調發(fā)展程度的耦合協(xié)調度模型，耦合協(xié)調度模型[6]計算見公式（8）和（9）。

式中：D為耦合協(xié)調度；T為“人口-土地-產業(yè)”城鎮(zhèn)化的綜合評價指數(shù)；α、β、γ為待定權重，該研究認為人口、土地、產業(yè)城鎮(zhèn)化同樣重要，因此α、β、γ各取1/3。

（2）耦合協(xié)調度分類標準。參考相關文獻[10-11]，結合長株潭地區(qū)城鎮(zhèn)化的實際情況，對“人口-土地-產業(yè)”城鎮(zhèn)化耦合度和耦合協(xié)調度進行劃分，如表2所示。

表2 耦合度T和耦合協(xié)調度劃分標準

2 結果與分析

2.1 長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化的空間分布特征

2.1.1 人口城鎮(zhèn)化 由圖1可知，2008年，長株潭地區(qū)絕大多數(shù)市轄區(qū)處于高度發(fā)達階段；處于快速發(fā)展階段的縣域均靠近長沙市，且絕大部分隸屬于長沙市，表現(xiàn)出較為明顯的區(qū)位差異；而位于長株潭地區(qū)南部的縣域則處在初步發(fā)展階段。2017年，長株潭地區(qū)多數(shù)市轄區(qū)人口城鎮(zhèn)化水平下降，下降的原因：作為省會城市，2017年長沙市的常住人口增加了20萬人，成為湖南省人口吸納的主要地區(qū)，使其在激烈的人才競爭中占據(jù)了制高點，而快速增長的人口雖然超出其承載力，但城鎮(zhèn)化仍維持在高度發(fā)達水平；而蘆淞區(qū)、石峰區(qū)、雨湖區(qū)和岳塘區(qū)由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道劃分調整導致其農業(yè)人口大量增加，再加上城鎮(zhèn)人口外流等原因共同導致城鎮(zhèn)化水平下降。縣域地區(qū)醴陵市、攸縣達到快速發(fā)展階段，株洲縣達到初步發(fā)展階段；而韶山市和炎陵縣因人口外流、基礎設施落后等原因導致城鎮(zhèn)化水平下降；其他縣域地區(qū)城鎮(zhèn)化水平均有一定提升，但仍處于原發(fā)展水平。總體而言，人口向長沙市聚集的流動慣性阻礙了長株潭地區(qū)整體空間的協(xié)同發(fā)展。

圖1 長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化時空演變①文中地圖均是在自然資源部標準地圖服務網站下載的審圖號為湘S（2020）037號的標準地圖上制作的，底圖均無修改。

2.1.2 土地城鎮(zhèn)化 2008年，芙蓉區(qū)、天心區(qū)、雨花區(qū)土地城鎮(zhèn)化處于高度發(fā)達階段，開福區(qū)處于快速發(fā)展階段，其他區(qū)、縣除炎陵縣為萌芽發(fā)展階段外均處于初步發(fā)展階段。2017年，長株潭大多數(shù)市轄區(qū)達到快速發(fā)展階段，長沙縣、石峰區(qū)、岳塘區(qū)發(fā)展速度較快，由2008年的0.120、0.165和0.155分別上升至2017年的0.257、0.280和0.267；縣域地區(qū)土地城鎮(zhèn)化發(fā)展較慢，停留在初步發(fā)展階段。縣域地區(qū)和大部分市轄區(qū)呈現(xiàn)出土地城鎮(zhèn)化滯后于人口城鎮(zhèn)化的特征。城鎮(zhèn)土地資源集約利用程度低、縣域地區(qū)土地開發(fā)動力不足是長株潭地區(qū)土地城鎮(zhèn)化水平較低的主要原因。

2.1.3 產業(yè)城鎮(zhèn)化 作為湖南省工業(yè)布局較為集中的地區(qū)，長株潭地區(qū)產業(yè)基礎雄厚，產業(yè)城鎮(zhèn)化整體發(fā)展質量較高。長株潭地區(qū)3個維度的城鎮(zhèn)化水平呈現(xiàn)出產業(yè)城鎮(zhèn)化＞人口城鎮(zhèn)化＞土地城鎮(zhèn)化的特征。與2008年相比，2017年長株潭地區(qū)大多數(shù)縣域地區(qū)的產業(yè)城鎮(zhèn)化發(fā)展水平都有所提升，雨湖區(qū)及長沙市下轄縣域地區(qū)達到高度發(fā)達階段。近年來，長株潭地區(qū)為促進城市轉型升級，淘汰落后產能，對市轄區(qū)污染企業(yè)逐步實施關停和搬遷，導致市轄區(qū)工業(yè)產值和產業(yè)城鎮(zhèn)化水平暫時下降。而縣域地區(qū)中株洲縣、茶陵縣和炎陵縣仍處在初級發(fā)展階段和萌芽發(fā)展階段，上述3縣存在產業(yè)規(guī)模小、產業(yè)結構滯后等問題。另外，長株潭地區(qū)產業(yè)城鎮(zhèn)化還呈現(xiàn)出北高南低和以長沙市中心城區(qū)為中心向外擴散的特征。從人均GDP來看，2017年長沙的人均GDP高達135 388元，而株洲、湘潭的卻分別只有64 165元、72 256元，只有長沙的50%左右。

2.2 長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化的耦合度分析

由圖2可知，長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化耦合度整體水平較高，大多數(shù)區(qū)縣處于高水平耦合階段。2008年和2017年長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化耦合度均值分別為0.899和0.901，呈上升趨勢。與2008年相比，2017年蘆淞區(qū)由磨合時期上升至高水平耦合階段，瀏陽市由高水平耦合階段下降至磨合時期，長沙縣耦合度有所上升但仍處于磨合時期；其他區(qū)縣維持高水平耦合階段不變。

圖2 2008年和2017年長株潭地區(qū)各單元城鎮(zhèn)化耦合度的空間分布

根據(jù)耦合度的大小，結合各區(qū)縣的人口、土地、產業(yè)城鎮(zhèn)化發(fā)展水平，劃分長株潭地區(qū)各區(qū)縣人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化的耦合類型（表3），其中低水平為子系統(tǒng)城鎮(zhèn)化指數(shù)小于等于0.25，中水平為大于0.25小于等于0.5，高水平為大于0.5小于等于1。表3中的耦合類型按照人口、土地、產業(yè)的順序對發(fā)展水平排序，如“高高高”為人口高發(fā)展水平、土地高發(fā)展水平、產業(yè)高發(fā)展水平。

從表3可以看出，長株潭地區(qū)市轄區(qū)城鎮(zhèn)化耦合類型以“高高高”“高中高”“高低高”和“高低中”為主，市轄區(qū)人口、產業(yè)處于較高發(fā)展水平，土地則大多處于中低發(fā)展水平；縣域地區(qū)耦合類型主要以“中低中”“低低中”“低低低”為主要類型，人口、產業(yè)大多處于中低發(fā)展水平，土地處于低發(fā)展水平。

表3 2008年和2017年長株潭地區(qū)各區(qū)縣人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化的耦合類型

對比2008年和2017年，長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化耦合類型的種類由8種增加至11種，縣域地區(qū)子系統(tǒng)城鎮(zhèn)化發(fā)展出現(xiàn)一定水平的增長。如醴陵市由2008年的“低低中”發(fā)展至2017年的“中低中”，其人口城鎮(zhèn)化由低水平發(fā)展至中水平。

2.3 長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化的耦合協(xié)調度分析

由圖3可知，長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化耦合協(xié)調類型主要以高水平耦合協(xié)調為主，變化趨勢主要為：低水平耦合協(xié)調類型由2008年的4個單元減少至2017年的3個單元；中度耦合協(xié)調類型由2008年的7個單元減少至2017年的4個單元；高水平耦合協(xié)調類型由2008年的10個單元增加到2017年的14個單元；極度耦合協(xié)調類型保持2個單元不變。整體上看，2008—2017年長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化的耦合協(xié)調水平整體上有所上升。

圖3 2008年和2017年長株潭地區(qū)不同城鎮(zhèn)化耦合協(xié)調類型下各單元的數(shù)量

將2008年和2017年長株潭各區(qū)（縣）的耦合協(xié)調度數(shù)值導入 ArcGIS 10. 2軟件，繪制成空間分布圖見圖4。從圖4可以看出，長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化耦合協(xié)調水平的空間特征表現(xiàn)如下。

（1）縣市差異明顯。市轄區(qū)均達到了高水平耦合協(xié)調，長沙市下轄的芙蓉區(qū)、雨花區(qū)達到極度耦合協(xié)調水平；而縣域地區(qū)除長沙市下轄的長沙縣、瀏陽市、寧鄉(xiāng)市達到高水平耦合協(xié)調外，其他地區(qū)仍處在低水平耦合協(xié)調和中度耦合協(xié)調階段。這突出反映了長株潭縣域地區(qū)人口城鎮(zhèn)化與土地城鎮(zhèn)化發(fā)展動力不足，制約了縣域自身協(xié)調發(fā)展的同時也阻礙了長株潭地區(qū)的整體健康發(fā)展。

（2）南北差異明顯。2008—2017年間，長株潭地區(qū)城鎮(zhèn)化耦合協(xié)調水平呈北高南低的特征。這是因為長沙市主城區(qū)對周邊區(qū)域形成了良好的溢出和擴散效應。而長株潭地區(qū)南部大多數(shù)單元仍處于低水平耦合協(xié)調和中度耦合協(xié)調階段。長株潭地區(qū)南部以縣域為主，與市轄區(qū)距離較遠，受輻射效應弱，縣域經濟實力總體偏弱，醫(yī)療、教育、就業(yè)等方面水平在長株潭地區(qū)排名處于中下游，土地集約利用率較低；行業(yè)結構趨同，規(guī)模小，大多為粗放經營，經濟效益低，科學經營管理水平意識較差，城鄉(xiāng)二元結構依舊明顯。

（3）呈現(xiàn)出以長沙市主城區(qū)為中心向外擴散的特征。長沙市是長株潭城市群的核心，作為湖南省的政治、經濟、文化中心，其擁有的優(yōu)質資源，如雄厚的資本、發(fā)達的科技、高端的人才、極高的產業(yè)競爭力、快捷的交通、繁榮的市場和完備的公共服務等，對湘潭市和株洲市形成了明顯的虹吸效應。例如，近年來株洲、湘潭市民到長沙就業(yè)和居住的比例大大增加，在客觀上形成了資金、產業(yè)、技術、人才等資源要素流向長沙的趨勢。

（4）瀏陽市耦合協(xié)調水平有大幅度提升，由2008年中度耦合協(xié)調水平提升至2017年高水平耦合協(xié)調。瀏陽市是中國乃至世界的重要煙花生產基地，其依托花炮生產，加快產業(yè)升級，逐步形成了生態(tài)旅游、電子信息、機械制造等八大產業(yè)，2017年瀏陽市完成GDP總值1 304.98億元，在2017年中國經濟百強縣位列第17名。瀏陽市的發(fā)展路徑為長株潭城市群其他縣域地區(qū)提供了參考。

3 結 論

（1）長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化發(fā)展總體上不協(xié)調，空間差異明顯，呈現(xiàn)北高南低的特征，一方面長沙市主城區(qū)對周圍縣域形成溢出效應，且這種溢出和輻射效應逐步減弱，另一方面長沙市對株洲市、湘潭市形成了明顯的虹吸效應，株洲市南部形成低城鎮(zhèn)化連片區(qū)。

（2）長株潭地區(qū)3個維度的城鎮(zhèn)化水平呈現(xiàn)出產業(yè)城鎮(zhèn)化＞人口城鎮(zhèn)化＞土地城鎮(zhèn)化的特征，顯示出長株潭地區(qū)作為老牌工業(yè)基地產業(yè)實力雄厚，但部分區(qū)縣人口城鎮(zhèn)化低且土地集約利用程度較低。

（3）長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化耦合度較高，且呈上升趨勢，各子系統(tǒng)共振性良好。

（4）長株潭地區(qū)人口-土地-產業(yè)城鎮(zhèn)化耦合協(xié)調水平整體呈上升趨勢，但市縣差距明顯，市轄區(qū)整體耦合協(xié)調度較高，而縣域地區(qū)的耦合協(xié)調度則處于較低水平。縣域地區(qū)因基礎設施落后、就業(yè)崗位少、對人才吸引力不足導致人口外流嚴重；雖然縣域地區(qū)土地開發(fā)潛力較大，但開發(fā)動力不足，經濟落后。