南昌市城鎮化與生態環境耦合分析＊

邊為為，劉平輝,朱傳民

（東華理工大學地球科學學院，江西 南昌 330013）

城鎮化發展進程與生態環境唇齒相依。一方面，城鎮化在帶來經濟效益騰飛的同時，也使得生態環境面臨人口、資源、污染等各個方面的壓力；另一方面，生態環境的惡化以及生態資源的過度消耗也嚴重制約著城鎮化的可持續發展。如何維持在生態環境承載力范圍內，保證城鎮化進程的可持續發展以及如何保持城鎮化進程的同時促進生態環境的積極穩定發展，涉及到城鎮化與生態環境兩個系統間的協調耦合問題。

我國城市化率從改革開放以來1978 年的17.9%上升到2018 年的59.6%，40 年間城市化率提高了41.7%，增長迅速。城市化又稱城鎮化，是現代發展的趨勢使然，也是經濟和社會組織程度以及管理水平的重要標志[1-2]。城鎮化的發展是一個復雜的過程，在此過程中，不僅包含了人口的大規模遷移并且伴隨著生產和生活方式的轉變，涉及社會、經濟、生態等多系統的統一[3]。快速發展的城市化進程在提升人類的居住環境和生活質量的同時，也不可避免地對生態環境產生負面影響，如：土壤污染，耕地面積減少，空氣污染、水污染等生態環境問題[4]。根據《國家新型城鎮化規劃（2014-2020 年）》在推進城鎮化進程中全面融入生態文明理念，加快建設綠色城市的要求，開展城鎮化與生態環境協調關系的研究，以探究城鎮化與生態環境系統二者的耦合關系，對于促進城鎮化進程與生態環境的和諧發展具有重要意義。

國外學者較早開展城鎮化與生態環境關系的研究，Grossman 和Krueger[5]采用計量經濟學方法分析42 個國家的面板數據，發現城市經濟發展水平與生態環境質量之間的倒U 型關系，并以此提出了著名的環境茲涅茲曲線（EKC）；國內學者對于城鎮化與生態環境關系的研究目前已比較全面，黃金川[6]等以環境庫茲涅茲曲線和城市化對數曲線為基礎，運用代數學和幾何學方法，揭示了二者之間先指數衰退、后指數改善的耦合規律，并劃分耦合的過程為低水平協調、拮抗、磨合和高水平協調四個階段；此后，在研究區域上，國內學者針對全國、省域、市域等尺度開展了不同層次的研究[7-9]，在研究方法上，國內學者主要通過耦合協調度模型[10]、灰色關聯模型[11]、響應度模型[12]及交互脅迫模型[13]等，探究城鎮化與生態環境的互動關系及作用機理。

總體上看，學者們關于城鎮化與生態環境關系的研究已經比較豐富且理論基礎扎實，但是學者們的研究的地域大多集中在城鎮化程度較高且經濟發達的城市聚集區，缺乏對中西部地區小范圍區域的研究及對策建議的研究。本文在已有研究基礎之上，通過建立反映城鎮化系統和生態環境體系綜合水平的評價指標體系、通過耦合度模型和耦合協調度模型，定量評價2009-2018 年南昌市城鎮化系統與生態環境系統的耦合協調過程，揭示其時間演變特征，以期為南昌市城鎮化與生態環境協調發展戰略提供理論支持與科學依據。

1 研究區域概況及數據來源

1.1 研究區概況

南昌作為江西省省會的同時也是環鄱陽湖城市群核心城市，地處東經115°27′～116°35′，北緯28°10′～29°11′。全市土地總面積7194.61km2，下設東湖、西湖、青云譜、灣里、青山湖、新建6 個區以及南昌、安義、進賢3 個縣。近年來，南昌市城鎮化步伐加快，生態環境保護任務較重。

1.2 數據來源

本文數據來源于《南昌市統計年鑒(2010-2019年)》《南昌市國民經濟和社會發展統計公報(2009-2018 年)》《江西省水資源公報(2009-2018 年)》以及《中國城市統計年鑒(2010-2019 年)》。

2 指標體系及研究方法

2.1 評價指標體系構建

城市化與生態環境緊密相連，關系復雜，涉及諸多因素。在前人的研究基礎上[14-16]，結合南昌市的實際，保障指標選擇的有效性、系統性和科學性的同時保證指標數據的可獲得性以及指標體系的層次性。本文在城鎮化系統和生態環境系統的基礎上構建耦合協調評價指標體系,見表1。其中，城鎮化系統從人口、經濟、社會、空間城鎮化4 個準則層，共計16 個指標層構建；生態環境系統基于PSR 理論從生態環境水平、生態環境壓力、生態環境狀態3 個準則層，共計12 個指標層構建。見表1。

表1 南昌市城鎮化與生態環境耦合協調評價指標體系

2.2 研究方法

2.2.1 數據標準化處理

為消除各指標之間量綱影響和自身變異的影響，本研究采用極差法進行標準化處理，公式如下：

式中，X′ij為第i 年份，第j 項指標標準化后的結果，Xij為第i 年份，第j 項指標的原始數據，minXj、maxXj分別表示第j 項指標的最小值和最大值。數據標準化處理后，指標數據皆處于0～1 之間。

2.2.2 熵值法

“熵”在熱力學概念中主要反映系統的混亂程度，近年來在社會經濟發展研究等領域已得到廣泛應用[17-18]。與傳統的主觀賦權法相比，熵值法可以降低確定權重時的主觀因素[19]。熵值法計算權重過程如下：

將第i 年份第j 項指標進行同度量化，計算第i年份對第j 項指標的貢獻度（Pij），即：

式中,n 為年份個數,m 為指標個數。

計算第j 項指標的信息熵值（Ej），即：

計算第j 項指標的冗余度（dj），即：

對冗余度歸一化，計算第j 項指標的熵權權重（Wj）,即：

2.2.3 綜合指數計算

綜合評價函數由線性加權法構建而成，分別計算城鎮化及生態環境系統綜合指數（U1）和（U2），即：

式中，Wj1和Wj2分別為城鎮化和生態環境系統的各指標權重分別為城鎮化和生態環境系統各指標的標準化值。

2.2.4 耦合度計算

耦合是指兩個或兩個以上系統在發展過程中，各個系統相互作用而彼此影響的關系[7]。一般采用耦合度（C）作為影響程度的度量值，即：

耦合度僅能夠反映城鎮化與生態環境之間相互作用彼此影響的程度，無法真實反映其耦合協調發展水平，因此，引入耦合協調度（D）來反映系統間的整體“功效”與“協同”效應[20-21]，即：

式中，T 為綜合評價指數，由U1和U2加權得到，α、β 為待定系數，城鎮化與生態環境同等重要，不能顧此失彼，因此，取α=β=0.5[16]。

為更加直觀反映南昌市兩系統間耦合協調發展所處的時序空間，在已有的相關研究的基礎上，對耦合度和耦合協調度的等級進行劃分,見表2。

表2 耦合度和耦合協調度的等級劃分

3 結果分析

在數據標準化的基礎上，運用熵值法分別確定兩系統各評價指標權重（見表1）。利用線性加權法計算各系統綜合指數，在此基礎上計算并整理得到城鎮化與生態環境耦合度、耦合協調度以及相應的類型結果，見表3。

表3 南昌市城鎮化與生態環境耦合評價結果

3.1 城鎮化與生態環境綜合指數分析

2009-2018 年，南昌市城鎮化綜合指數保持著持續上升的趨勢（如圖1 所示），由2009 年的0.1072 提高到2018 年的0.4881，年均增長35.53%，城鎮化水平得到有效發展。從不同準則層來看，人口城鎮化和社會城鎮化在2009-2018 年均保持增長趨勢，其中，社會城鎮化增長幅度最大，達0.0201/a，人口城鎮化次之，為0.0158/a，表明南昌市在城鎮化進程中，注重社會城鎮化和人口城鎮化的發展，但是社會城鎮化對促進南昌市的城鎮化綜合發展水平的影響最大；經濟城鎮化和空間城鎮化在2009-2018 年整體呈波動上升趨勢，增長幅度較小，其中，經濟城鎮化增長幅度為0.0038/a，空間城鎮化最小，為0.0013/a，2014-2018 年相較于其他準則層，經濟和空間城鎮化一直處于低位，表明南昌市城鎮化綜合發展的薄弱環節是經濟和空間城鎮化。

圖1 2009-2018 年南昌市城鎮化指數變化趨勢

2009-2018 年，南昌市生態環境綜合指數整體呈波動上升的趨勢（如圖2 所示），由2009 年的0.1202 提 高 到201 8 年 的0.2751，年 均 增 長12.89%，部分年份雖略有下降，但生態環境總體上不斷走向優質。從不同準則層來看，生態環境水平和生態環境保護均在2009-2018 年間的波動中呈現上升趨勢，其中，生態環境水平增長幅度最大，達0.0124/a，生態環境保護次之，為0.0036/a，表明隨著鄱陽湖生態經濟區戰略、生態環境保護“十三五”規劃的實施，南昌市資源生產力增強，環保投入增加，逐漸形成了生態建設的大格局；而生態環境壓力在2009-2018 年間表現為在波動中下降趨勢,下降幅度為0.0005/a，表明隨著城鎮化發展水平的快速增長，南昌市對于資源的消耗日益嚴重，而且工業污染物的排放量的增加，區域生態環境面臨一定的壓力。

圖2 2009-2018 年南昌市生態環境指數變化趨勢

3.2 城鎮化與生態環境耦合關系分析

2009-2018 年，南昌市的城鎮化與生態環境耦合度處于較高水平，一直穩定位于0.9 以上，耦合協調度不斷提高，整體呈優化趨勢（如圖3 所示）。根據其耦合關系，南昌市城鎮化與生態環境協調發展情況可以大致劃分為以下3 個階段：

圖3 2009-2018 年南昌市城鎮化與生態環境耦合協調變化趨勢

第一階段為失調階段（2009-2011 年）。其耦合協調度由2009 年的0.3369 上升到2011 年的0.3923，無論是城鎮化發展水平還是生態環境發展水平都處于偏低水平，二者之間的耦合度失調狀況明顯。2009 年處于城鎮化滯后類型，2010 年城鎮化綜合指數超過生態環境綜合指數，轉變為生態環境滯后類型。2009 年12 月，國務院批復建立《鄱陽湖生態經濟區規劃》全國第一個以生態為特色的地方區域規劃。南昌市政府在“十一五”規劃確定，南昌通過中心城市帶動形成都市圈經濟，發展成為極化作用的城市群、城市帶的戰略發展，大力發展區域經濟。“十二五”時期，南昌市經濟社會更好更快地發展，以加快轉變經濟發展方式為主線，實施“山江湖”綜合開發戰略、推進鄱陽湖生態經濟區建設為龍頭，堅定不移地深入實施大開放主戰略、新型工業化核心戰略、新型城鎮化基礎戰略。2011 年，江西省第十三次黨代會提出了建設“富裕和諧秀美江西”的奮斗目標等發展規劃的出臺。南昌市政府出臺《南昌市推進大氣污染聯防聯控工作改善區域空氣質量實施方案》，整治生態環境。

第二階段為過渡階段（2012-2016 年）。其耦合協調度由2012 年的0.4465 上升到2016 年的0.5713，上升速度加快，城鎮化和生態環境進入由失調轉向協調的過渡階段。該階段生態環境綜合指數落后于城鎮化綜合指數，處于生態環境滯后類型。黨的十八大之后，江西省委省政府按照“五位一體”的總布局要求，提出了“發展升級、小康提速、綠色崛起、實干興贛”的戰略方針，探索經濟發展又和諧秀美的江西發展道路。南昌市“十三五”時期，從“一江兩岸”的贛江時代走向“跨江臨湖、攬山入城”的“鄱陽湖時代”。必然要求，南昌在城鎮化過程中，更加注重生態環境的治理和保護。

第三階段為協調階段（2017-2018 年）。其耦合協調度在2017 年達到0.6070、在2018 年達到0.6053，均超過0.60，進入協調發展階段。該階段生態環境綜合指數依然落后于城鎮化綜合指數，處于生態環境滯后類型。

4 結論與建議

4.1 結論

對南昌市2009-2018 年的城鎮化與生態環境耦合關系進行測度，探討二者之間的協調演化特征與階段類型，得到如下結論：

（1）南昌市在2009-2018 年期間，城鎮化綜合指數呈現持續上升的趨勢，表明城鎮化綜合水平呈高速發展狀態，不同準則層中，人口城鎮化和社會城鎮化二者均保持持續增長趨勢，經濟城鎮化和空間城鎮化整體呈波動上升趨勢，增長幅度較小；生態環境綜合指數整體呈波動上升的態勢，總體走向優質，不同準則層中，生態環境水平和生態環境保護均在波動中呈現上升趨勢，生態環境壓力則在波動中呈現下降的趨勢。

（2）南昌市在2009-2018 年期間，兩者之間耦合協調大體上呈現出為中度失調，城鎮化滯后型向中度協調生態環境滯后型過渡，兩者之間耦合協調發展經歷了失調階段（2009-2011 年）、過渡階段（2012-2016 年）、協調階段（2017-2018 年）共3 個階段。

（3）南昌市在2009-2018 年期間，兩者之間耦合協調在總體上呈現為生態環境滯后型。城鎮化的高速發展,社會和人口大規模的城鎮化產生的集聚效應,將會給生態環境帶來一定的壓力。

4.2 對策與建議

基于以上結論，為保持南昌市城鎮化與生態環境之間的協調發展，針對性提出以下對策與建議：

（1）加快推進人口、經濟、社會和空間城鎮化進程，縮小城鎮化系統中各準則層之間的差距。在保持當前人口和社會城鎮化穩固發展的基礎上，進一步強化經濟和空間城鎮化的建設，加快經濟發展方式的轉變，倡導以高生態效率的產業和生產方式替代以往低生態效率的傳統產業和生產方式，提升經濟城鎮化水平，擴大城市建成區建設，增加路網密度，促進空間城鎮化發展。

（2）以綠色發展作為優先任務，加快改善南昌市生態環境。一方面需要充分發揮生態資源和自然稟賦優勢,開發利用與管理保護相結合,堅持走循環、低碳、可持續道路；另一方面需要加強環境問題的治理力度,著力降低廢棄物排放強度，進而有效減輕生態環境壓力,確保城鎮化與生態環境正向同步發展。

（3）加強城鎮化與生態環境系統之間的相互帶動作用，避免顧此失彼。注重系統間重要影響因素關系的協調。如：道路建設與綠化覆蓋率間的協調等。