長株潭地區人口-土地-產業城鎮化的時空耦合協調研究

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. 湖南農業大學資源環境學院，湖南 長沙 410128）

城鎮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，中國城鎮化進程正處在由高速度轉變為高質量的關鍵時期，研究城鎮化發展質量與發展規律對于推進新型城鎮化建設具有重要意義。

國內外大量專家、學者對城鎮化進行了相關研究。約翰·弗里德曼等[2]研究分析了中國的城鎮化進程，認為中國的城鎮化進程是病態的，主要原因是在城鎮化的過程中沒有合理處理各方面的協調發展。國內學者主要從城鎮化質量內涵[3]、城鎮化動力機制[4]、城鎮化發展質量水平[5-6]等方面進行了研究。在研究維度上，主要以人口城鎮化和土地城鎮化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]對東北地區人口與土地城鎮化耦合協調度空間分異的驅動機制進行了研究。在研究方法上，以復合系統協調、探索性空間數據分析[8]、耦合協調分析為主，如孔雪松等[9]基于動態耦合度模型對湖北省各子系統城鎮化耦合協調關系進行了研究。在研究范圍上對中、西部地區城鎮化研究較少。

長株潭地區作為中部地區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“人口-土地-產業”城鎮化耦合協調的研究有助于了解其城鎮化發展質量與發展規律，為湖南省乃至同類地區新型城鎮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23個區縣為研究對象，從人口、土地、產業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調模型研究分析長株潭地區2008年和2017年人口-土地-產業城鎮化和耦合協調水平。

1 研究區域與方法

1.1 研究區域概況

長株潭地區位于湖南省中東部，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%。長株潭地區包括長沙、株洲、湘潭3個地級市，下轄開福區、芙蓉區、雨花區、岳麓區、天心區、望城區、瀏陽市等23個區縣。截至2017年，長株潭地區城鎮人口化為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 數據來源

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

1.3 研究方法與過程

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

1.3.2 人口-土地-產業城鎮化評價指標體系構建

根據對新型城鎮化基本內涵的理解，遵循系統性原則、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3個維度的11個指標，構建長株潭地區人口-土地-產業城鎮化耦合協調水平評價指標體系，如表1所示。以城鎮人口占總人口比重、每萬人中中等學校在校生人數、城鎮居民人均可支配收入、每萬人擁有床位數等指標表征人口城鎮化；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化；以二三產業產值比重、人均GDP、規模以上工業總產值等指標表征產業城鎮化。

表1 長株潭地區人口-土地-產業城鎮化耦合協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）數據標準化處理。為消除原始數據因量綱、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據進行標準化處理。由于選取的指標對結果均具有正向作用，因此數據標準化可采取公式（1）進行。

式中：Yij為數據標準化處理后的值；Xij為第i個區（縣）第j項指標的原始數據（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（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（縣）各子系統城鎮化評價指數Uk。

1.3.4 構建耦合協調模型 （1）耦合協調模型?！榜詈稀弊钤缣岢霾迷谖锢韺W領域。通常指2個或2個以上的系統或運動方式之間通過要素的相互作用，彼此影響甚至聯合的復雜現象。耦合度可以體現系統之間互相依存、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分別為人口城鎮化指數、土地城鎮化指數、產業城鎮化指數。

耦合度對于判別各系統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，難以反映系統之間的協同效應，因此，需要構建一個客觀體現系統間協調發展程度的耦合協調度模型，耦合協調度模型[6]計算見公式（8）和（9）。

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

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

表2 耦合度T和耦合協調度劃分標準

2 結果與分析

2.1 長株潭地區人口-土地-產業城鎮化的空間分布特征

2.1.1 人口城鎮化 由圖1可知，2008年，長株潭地區絕大多數市轄區處于高度發達階段；處于快速發展階段的縣域均靠近長沙市，且絕大部分隸屬于長沙市，表現出較為明顯的區位差異；而位于長株潭地區南部的縣域則處在初步發展階段。2017年，長株潭地區多數市轄區人口城鎮化水平下降，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，使其在激烈的人才競爭中占據了制高點，而快速增長的人口雖然超出其承載力，但城鎮化仍維持在高度發達水平；而蘆淞區、石峰區、雨湖區和岳塘區由于鄉鎮街道劃分調整導致其農業人口大量增加，再加上城鎮人口外流等原因共同導致城鎮化水平下降?？h域地區醴陵市、攸縣達到快速發展階段，株洲縣達到初步發展階段；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化水平下降；其他縣域地區城鎮化水平均有一定提升，但仍處于原發展水平?？傮w而言，人口向長沙市聚集的流動慣性阻礙了長株潭地區整體空間的協同發展。

圖1 長株潭地區人口-土地-產業城鎮化時空演變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 土地城鎮化 2008年，芙蓉區、天心區、雨花區土地城鎮化處于高度發達階段，開福區處于快速發展階段，其他區、縣除炎陵縣為萌芽發展階段外均處于初步發展階段。2017年，長株潭大多數市轄區達到快速發展階段，長沙縣、石峰區、岳塘區發展速度較快，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；縣域地區土地城鎮化發展較慢，停留在初步發展階段。縣域地區和大部分市轄區呈現出土地城鎮化滯后于人口城鎮化的特征。城鎮土地資源集約利用程度低、縣域地區土地開發動力不足是長株潭地區土地城鎮化水平較低的主要原因。

2.1.3 產業城鎮化 作為湖南省工業布局較為集中的地區，長株潭地區產業基礎雄厚，產業城鎮化整體發展質量較高。長株潭地區3個維度的城鎮化水平呈現出產業城鎮化＞人口城鎮化＞土地城鎮化的特征。與2008年相比，2017年長株潭地區大多數縣域地區的產業城鎮化發展水平都有所提升，雨湖區及長沙市下轄縣域地區達到高度發達階段。近年來，長株潭地區為促進城市轉型升級，淘汰落后產能，對市轄區污染企業逐步實施關停和搬遷，導致市轄區工業產值和產業城鎮化水平暫時下降。而縣域地區中株洲縣、茶陵縣和炎陵縣仍處在初級發展階段和萌芽發展階段，上述3縣存在產業規模小、產業結構滯后等問題。另外，長株潭地區產業城鎮化還呈現出北高南低和以長沙市中心城區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 長株潭地區人口-土地-產業城鎮化的耦合度分析

由圖2可知，長株潭地區人口-土地-產業城鎮化耦合度整體水平較高，大多數區縣處于高水平耦合階段。2008年和2017年長株潭地區人口-土地-產業城鎮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；其他區縣維持高水平耦合階段不變。

圖2 2008年和2017年長株潭地區各單元城鎮化耦合度的空間分布

根據耦合度的大小，結合各區縣的人口、土地、產業城鎮化發展水平，劃分長株潭地區各區縣人口-土地-產業城鎮化的耦合類型（表3），其中低水平為子系統城鎮化指數小于等于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、產業的順序對發展水平排序，如“高高高”為人口高發展水平、土地高發展水平、產業高發展水平。

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

表3 2008年和2017年長株潭地區各區縣人口-土地-產業城鎮化的耦合類型

對比2008年和2017年，長株潭地區人口-土地-產業城鎮化耦合類型的種類由8種增加至11種，縣域地區子系統城鎮化發展出現一定水平的增長。如醴陵市由2008年的“低低中”發展至2017年的“中低中”，其人口城鎮化由低水平發展至中水平。

2.3 長株潭地區人口-土地-產業城鎮化的耦合協調度分析

由圖3可知，長株潭地區人口-土地-產業城鎮化耦合協調類型主要以高水平耦合協調為主，變化趨勢主要為：低水平耦合協調類型由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；極度耦合協調類型保持2個單元不變。整體上看，2008—2017年長株潭地區人口-土地-產業城鎮化的耦合協調水平整體上有所上升。

圖3 2008年和2017年長株潭地區不同城鎮化耦合協調類型下各單元的數量

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

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

（2）南北差異明顯。2008—2017年間，長株潭地區城鎮化耦合協調水平呈北高南低的特征。這是因為長沙市主城區對周邊區域形成了良好的溢出和擴散效應。而長株潭地區南部大多數單元仍處于低水平耦合協調和中度耦合協調階段。長株潭地區南部以縣域為主，與市轄區距離較遠，受輻射效應弱，縣域經濟實力總體偏弱，醫療、教育、就業等方面水平在長株潭地區排名處于中下游，土地集約利用率較低；行業結構趨同，規模小，大多為粗放經營，經濟效益低，科學經營管理水平意識較差，城鄉二元結構依舊明顯。

（3）呈現出以長沙市主城區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，其擁有的優質資源，如雄厚的資本、發達的科技、高端的人才、極高的產業競爭力、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和居住的比例大大增加，在客觀上形成了資金、產業、技術、人才等資源要素流向長沙的趨勢。

（4）瀏陽市耦合協調水平有大幅度提升，由2008年中度耦合協調水平提升至2017年高水平耦合協調。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，加快產業升級，逐步形成了生態旅游、電子信息、機械制造等八大產業，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。瀏陽市的發展路徑為長株潭城市群其他縣域地區提供了參考。

3 結 論

（1）長株潭地區人口-土地-產業城鎮化發展總體上不協調，空間差異明顯，呈現北高南低的特征，一方面長沙市主城區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化連片區。

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

（3）長株潭地區人口-土地-產業城鎮化耦合度較高，且呈上升趨勢，各子系統共振性良好。

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