京津冀生態宜居與宜業耦合協調發展研究

李雪銘， 蘭敬偉， 田深圳， 孫 赫， 劉 賀

(1.遼寧師范大學 地理科學學院，遼寧 大連 116029；2.遼寧師范大學 海洋經濟與可持續發展中心，遼寧 大連 116029)

京津冀城市群由京津唐工業基地演化發展而來，自古以來行政區劃上的交融決定了京津冀三地不能脫離整體而單獨發展，逐步發展為以北京和天津為中心的城市群，但京津冀的發展仍然面臨著各種問題，在市場開放程度、經濟發達度、對外開放度和區域一體化度等與珠三角和長三角城市群有較大的差距且城市群內部發展極其不協調[1].京津冀協同最早是在20世紀80年代國家實施國土整治時將京津冀地區作為試點區之一時提出來的，為之后區域協調發展打下基礎.2015年國務院頒布實施《京津冀協同發展規劃綱要》及2017年設立雄安新區，京津冀協同發展作為重要國家發展戰略，備受重視.近年來京津冀城市群伴隨不斷“攤大餅”式擴張發展，城市生態系統服務降低[2]、霧霾天氣多發導致空氣質量下降[3]、基礎公共服務不均衡[4]、快速城市化對資源承載力的壓力[5]以及區域內城鎮化不協同發展[6]等問題日益嚴峻，黨的十九大報告中提到要不斷提升城市競爭力、優化城市環境和改善居民生活質量增加居民幸福感和獲得感，建設和諧美麗的宜居城市，為研究京津冀城市群生態宜居與宜業發展問題明確了方向.京津冀城市群生態宜居與宜業協同發展是實現區域高質量發展的關鍵，同時對城市群未來發展定位和區域可持續發展具有深遠意義，因此深入研究京津冀城市群生態宜居與宜業協同發展尤為必要.

國外對生態宜居宜業的研究最早源于Howard的《明日的田園城市》，對生態城市的研究自此開始[7].聯合國第二次人居大會上正式提出宜居城市概念，明確城市應是適宜人類居住的地方，而生態宜居城市則是對生態城市與宜居城市內涵理念的有機融合.David L. Smith 著作的 《宜居與城市規劃》將城市宜居性內涵闡述為環境和物質兩方面[8].E. Salzano從可持續發展角度出發認為宜居城市承載著過去和未來，是可持續發展的城市[9].P. Evans認為宜居城市應滿足居住適宜性和環境可持續性兩方面[10].A. Sakamoto[11]和A. Paul[12]使用GIS空間分析法對城市和城市群的宜居水平進行評價.國內自吳良鏞院士創建人居環境科學理論之后，對區域生態宜居性研究也較為豐碩.在構建評價指標體系方面，葉青等[13]、黎宏寶等[14]和王小雙等[15]分別從軟、硬兩方面構建二維向量結構、從居民滿意度視角和采用主成分分析法從經濟、文化、基礎設施、生態環境和社會保障五個系統構建生態宜居指標評價體系.越來越多的研究主題集中在宜居指標體系構建、新型城鎮化、生態宜居性和生態文明等方面[16].在城市宜居水平[17]、舒適度[18]、人居環境[19]、生態城市[20]、生態文明[21]、綠色發展[22]、生態宜居度[23]和宜居宜業[24]等實證研究的基礎上體現出國內研究越來越注重人與自然、人與居住和社會環境的關系研究.

綜上，國內外宜居宜業指標體系構建、評價模型及區域研究等為本文研究城市群生態宜居與宜業耦合協調發展水平及其空間差異特征奠定了堅實的基礎.關于生態宜居與宜業耦合協調模型研究較少，因此深入探究京津冀城市群生態宜居與宜業耦合協調特征和發展規律對區域發展戰略制定具有重要的理論價值.基于此，本文從生態宜居與宜業角度出發構建生態宜居與宜業建設評價指標體系，研究二者耦合協調水平及空間特征對京津冀區域協調一體化發展具有實踐意義.

1 區域概況、數據來源及評價指標體系

1.1 區域概況與數據來源

京津冀城市群是我國重點發展區域和經濟核心區之一，覆蓋北京、天津2個直轄市和河北全省，共計13個城市.隨著城市化快速發展，人民生活水平逐步提高，城市宜居程度和宜業狀況對人口“推拉效應”和城市高質量發展影響日益增強，建設宜居宜業的“品質城市”是今后城市發展的重要方向.因此，本文從京津冀城市群協同發展問題入手，研究2009—2018年京津冀生態宜居與宜業耦合協調發展水平及空間差異特征，所涉13個城市數據來自2010—2019年的《中國城市統計年鑒》《中國區域經濟統計年鑒》《河北省經濟年鑒》及相關地市統計年鑒和統計公報，涉及的環境數據來源于《中國環境統計年鑒》以及各城市的環境質量公報.

1.2 評價指標體系

生態宜居指城市具有良好的居住環境、配套完善的基礎設施、社會文明程度高及優良的生態環境；宜業性指城市經濟發展水平高，就業環境好，居民在城市發展過程中幸福感和獲得感增強.新時代要滿足人民日益增長的美好生活需要的愿景，提升區域和城市生態宜居與宜業發展水平至關重要.依據指標選擇的可持續性、科學性、全面性和針對性等原則，參考相關文獻[13-24]，構建了生態宜居與宜業系統評價指標體系，其中生態宜居包括社會文明程度、居民生活水平與舒適程度和環境保護程度3個子系統共23個指標來測度生態宜居水平；宜業包括城市經濟發展水平與就業創業環境兩個子系統共12個指標來測度宜業建設水平(表1).

表1 京津冀生態宜居與宜業評價指標體系

2 研究方法

2.1 熵權法

京津冀城市群生態宜居與宜業系統共計35項指標，為避免指標間的量綱差異，首先使用極差標準化[25]對數據進行處理，其次利用熵權法測算每個指標的權重，由于熵權法是根據數據內部相關性計算獲得權重，可以避免主觀因素帶來的誤差，較為客觀，最后利用線性加權求和測算出生態宜居與宜業的綜合發展水平指數，具體公式參照文獻[21].

2.2 耦合協調度模型

參考相關研究[26]，引入物理學中容量耦合概念，借助耦合度系數可以研究生態宜居與宜業兩系統之間相互作用影響的內在機制，結合協調度構建生態宜居與宜業建設耦合協調模型，揭示兩系統整體發展狀況和協同發展水平，其耦合協調度模型為：

(1)

T=α×Si+β×Sk，

(2)

(3)

式中：C為耦合度，取值范圍為[0,1],值越接近1，說明生態宜居宜業兩系統相互影響越高；Si與Sk分別表示生態宜居與宜業建設綜合發展水平指數；α和β為待定系數，本文認為生態宜居與宜業同等重要，均取0.5；T為綜合協調發展指數；D為耦合協調度.

通過耦合協調度模型可以衡量生態宜居與宜業兩系統的協調發展狀況，但不能衡量兩系統相對發展水平，因此，引入相對發展度模型測算生態宜居與宜業建設的相對發展系數.

Δ=Si/Sk，

(4)

其中，Δ代表相對發展系數，Si與Sk分別為生態宜居與宜業建設綜合發展水平指數.借鑒其他學者的研究[24]對生態宜居與宜業水平的耦合協調等級、發展類型與特征進行判定(表2).

表2 生態宜居與宜業耦合協調發展階段與類型

2.3 Moran’s I指數

Moran’sI指數包含全局Moran’sI指數和局部Moran’sI指數，通過對京津冀城市群生態宜居與宜業耦合協調發展度的全局和局部空間自相關的測算研究京津冀城市群生態宜居與宜業耦合協調發展水平的整體和局部的空間集聚狀態.

全局Moran’sI指數：

(5)

局部Moran’sI指數：

(6)

其中，n為研究城市數量，Di為i市的耦合協調值，Dj為i市相鄰城市的耦合協調值，wij為反距離空間權重矩陣，I取值范圍為[-1,1].若I<0表明存在空間負相關;若I>0表明空間正相關;I=0表明空間不存在相關性.

3 結果與分析

3.1 生態宜居與宜業系統綜合發展水平分析

3.1.1 系統綜合發展水平時間演化特征

2009—2018年間京津冀生態宜居水平整體呈波動上升態勢(表3)，最大值和最小值由0.24和0.08分別上升到0.44和0.14，平均值由0.14上升為0.22.其中北京、張家口和天津增長較大，增長幅度分別為0.20、0.17和0.14；生態宜居水平年均增速較快的城市為張家口、天津、北京、承德和廊坊，增速分別為13.9%、9.8%、7%、6.7%和6.2%.京津冀城市群2018年生態宜居水平排序為北京>滄州>張家口>天津>承德>廊坊>邢臺>秦皇島>石家莊>唐山>衡水>保定>邯鄲.北京經濟發達在公共服務和基礎設施投入較大，環境保護法律法規嚴苛，因而生態宜居水平較高.張家口本身地勢原因，常年多風，空氣質量較好，加之2022年冬奧會舉辦，政府加大對公共服務和交通、醫療等基礎設施治理，生態宜居水平提升較快.唐山、邯鄲、邢臺等城市發展第二產業為主的重工業，對空氣質量影響較大，因而生態宜居水平較低.

表3 京津冀生態宜居與宜業綜合發展指數和耦合協調度及類型

2009—2018年京津冀宜業水平相對波動較小，整體呈現緩慢增長態勢，平均值由0.23增長到0.26，增幅為2%，變化較小.其中北京和天津兩市宜業水平最高，北京市宜業水平呈穩定上升態勢，天津市宜業水平呈先上升后下降趨勢，在2012和2015年超過北京，分別達到0.69和0.78.宜業水平增長較大的為北京、滄州和張家口，分別為0.17、0.14和0.10，年均增速較快的為張家口、滄州、承德市，分別為8%、7%和5%，此外，秦皇島市和保定市下降幅度較大，分別為4%和3%.

3.1.2 系統綜合發展水平空間差異特征

根據上文所計算的京津冀生態宜居與宜業綜合發展指數，分析2009年、2012年、2015年和2018年各城市生態宜居與宜業水平的空間差異(圖1和圖2).

京津冀生態宜居水平在空間上存在較大差異，呈以北京為中心向四周遞減的空間格局(圖1).2009—2018年間北京市生態宜居水平最高，一直輻射引領周圍城市生態宜居建設；滄州市的生態宜居水平排名第二，是河北省生態宜居最高的城市；天津市生態宜居水平較高，但2012—2018年發展緩慢，甚至出現下降現象；張家口和承德市生態宜居發展較為同步，生態宜居水平提升速度較快；保定、衡水和邯鄲市在研究期內生態宜居水平波動變化，整體水平較低且發展速度較緩；石家莊、廊坊和秦皇島市生態宜居水平波動上升，由低水平發展到中等水平；邢臺市生態宜居水平波動起伏較大，生態宜居發展不穩定；唐山市生態宜居水平最低，但整體生態宜居水平緩慢提升.

圖1 京津冀生態宜居水平空間分異

宜業水平在空間上呈“京津高，四周低”的空間分布差異，相對生態宜居來說城市間差異較大(圖2).其中北京和天津是京津冀城市群宜業水平發展最高的城市，天津市宜業水平在2012年和2015年超過北京，兩市始終引領京津冀城市群的發展，是京津冀區域城市發展的增長極.河北省各市的宜業水平不僅與京津兩市差距較大且省內宜業水平空間分布也存在較大分異.唐山、廊坊和滄州受京津輻射帶動明顯，在2018年宜業水平有所上升，是推動河北未來發展的重要動力；石家莊和秦皇島宜業發展水平相似，處京津冀的中等水平；邯鄲、邢臺、衡水、保定、張家口和承德的宜業發展水平較低且發展緩慢，因此未來京津冀發展需要著力提升區域的宜業水平.

圖2 京津冀宜業水平空間差異

3.2 生態宜居與宜業耦合協調水平分析

3.2.1 耦合協調水平的時空演化特征

通過對耦合協調模型的運算，依據表3劃分的耦合協調度等級及類型，選取2009年、2010年、2015年和2018年4個節點對京津冀地區生態宜居與宜業進行實證分析.

(1)耦合協調水平的時序變化.2009—2018年京津冀城市群生態宜居與宜業耦合協調度整體呈上升態勢，少數城市有下降現象(表3).京津冀耦合協調度在0.30～0.85之間，平均值由2009年0.42升到2018年0.49，其中，河北省耦合協調度平均由0.39升為0.45，表明京津冀城市群生態宜居與宜業耦合協調發展水平逐漸提升，但河北各市耦合協調水平較低，大多數城市處于中度失調和瀕臨失調階段，生態宜居與宜業呈拮抗狀態.城市耦合協調等級由2009年以中度失調為主發展為2018瀕臨失調為主，大部分城市處于轉型發展階段，說明京津冀城市群耦合協調水平未來發展有較大的提升空間，今后應在北京和天津的輻射帶動下逐漸提升自身的耦合協調水平.

(2)耦合協調水平的空間分異.2009—2018年京津冀生態宜居與宜業耦合協調發展水平呈“中部京津高，四周低”的空間差異格局(表4).在4個年份中石家莊、廊坊、滄州和秦皇島始終處于瀕臨失調等級，保定、邯鄲和衡水市一直處于中度失調等級.其中，2009年、2012年和2015年京津冀生態宜居與宜業耦合協調水平呈中度失調、瀕臨失調和中級失調三種等級，北京市呈中級協調，天津市2012年由瀕臨失調升為中級協調，城市生態宜居宜業系統由轉型發展轉向協調發展，其余城市表現為瀕臨失調和中度失調等級，生態宜居與宜業處于轉型發展和不協調發展階段.張家口和邢臺市2015年由中度失調升為瀕臨失調，城市加入轉型發展行列.2018年耦合協調度等級分為高級協調、中級協調、瀕臨失調和中度失調四類，其中邯鄲、保定和衡水市共同處于不協調發展階段，唐山和承德市由中度失調發展為瀕臨失調，與張家口、秦皇島、石家莊、滄州、廊坊、唐山和邢臺等城市一起處于轉型階段，天津市處于中級協調等級，北京市由中級協調升為高級協調，生態宜居宜業耦合協調度最高.分析空間差異的主要原因可能是北京和天津經濟社會發展水平高，就業市場廣泛和就業保障力度大，環境法律法規齊全，產業以第三產業為主，因而生態宜居與宜業耦合協調水平高；而河北省除張家口和承德市生態環境保護得較好，但公共服務、基礎設施和宜業環境較弱；唐山、邢臺和邯鄲等市二產比重較高，對生態環境影響較大，因此這些城市在發展過程中應尋找清潔能源，發展高產出、低耗能產業，生態保護與經濟發展“兩手抓”，同時加大對社會就業的保障.

表4 京津冀生態宜居與宜業耦合協調發展水平空間分布類型

(3)耦合協調水平的空間自相關分析.利用 GeoDa 軟件建立反距離空間權重矩陣，利用全局Moran’sI指數分析2009年、2012年、2015年和2018年京津冀城市群生態宜居與宜業耦合協調的空間集聚特征.京津冀城市群生態宜居宜業耦合協調度空間分布集聚性不強(表5).2009年、2012年、2015年和2018年耦合協調度的Moran’sI指數逐漸升高，表明城市群耦合協調分布由負相關趨向為正相關，但除2009年P<0.05通過顯著性檢驗外，其余年份不能拒絕零假設，故京津冀城市群生態宜居與宜業耦合協調發展水平趨向于隨機分布，空間分布依賴性較弱.

表5 京津冀城市群生態宜居與宜業耦合協調度的全局Moran’s I指數

3.2.2 耦合協調發展類型演化分析

從表3可以看出，2009年發展類型中，處于不協調發展階段(Ⅱ類型)的城市最多，共有7個，其中,邯鄲、保定和衡水三市生態宜居宜業兩系統發展趨于均衡，唐山、張家口和邢臺、承德市分別為生態宜居發展較為滯后和宜業建設滯后，兩系統處不協調發展狀態.其次處于轉型發展階段的類型Ⅲ有5個城市，除滄州市宜業建設滯后外，天津、石家莊、秦皇島和廊坊市均為生態宜居發展滯后，兩系統不協調.北京市為Ⅳ類型，處于協調發展階段，但生態宜居相對滯后于宜業，未來要加強對生態宜居的建設.

2012年城市發展類型中處于Ⅱ類型城市與2009年持平，共7個，包含唐山、邯鄲、邢臺、保定、張家口、承德和衡水，其中張家口市由Ⅱ1升為Ⅱ2，承德市由Ⅱ3發展為Ⅱ2，表明兩城市的生態宜居與宜業系統較2009年趨向均衡發展；邯鄲、保定、衡水和唐山、邢臺與2009年保持一致，分別表現為城市兩系統較為均衡、生態宜居建設滯后和宜業建設滯后3種類型.處于Ⅲ類型的城市共有4個，其中石家莊、秦皇島和廊坊市由Ⅲ1升為Ⅲ2，滄州由Ⅲ3轉為Ⅲ2，四市生態宜居與宜業系統趨于均衡發展.Ⅳ類型在2009年的基礎上增加了天津市，但兩市的生態宜居相對宜業發展較為滯后.從城市發展類型分析原因，首先，北京和天津市作為直轄市，國家支持城市，優惠政策較大，相對生態宜居來說宜業環境建設更為完善.

2015年城市處于轉型發展階段(Ⅲ類型)較2012年增加2個，其中僅有秦皇島市城市生態宜居宜業兩系統發展較為均衡，石家莊和廊坊市生態宜居建設較為滯后，邢臺、張家口和滄州市則是宜業建設較為滯后；處于不協調發展(Ⅱ類型)的城市有5個，其中唐山市由2012年Ⅱ1升為Ⅱ2，與邯鄲和秦皇島市生態宜居宜業同為低協調同步發展，承德和衡水均由Ⅱ2轉為Ⅱ3，生態宜居發展超前于宜業建設；北京市和天津市與2012年相同，城市發展處于協調階段(Ⅳ類型)，但生態宜居相對宜業建設仍較為滯后.

2018年發展類型中共有8個城市處于轉型階段(Ⅲ類型)，較2015年增加2個，是4種類型中最多，其中石家莊、秦皇島、邢臺、張家口和滄州五市發展狀態與2015年相同，唐山、承德和廊坊分別由Ⅱ2升為Ⅲ1、Ⅱ3升為Ⅲ3和Ⅲ1升為Ⅲ2，城市相對發展狀態分別表現為生態宜居滯后、宜業建設滯后和生態宜居宜業系統均衡發展；處于不協調發展(Ⅱ類型)的城市有邯鄲、保定和衡水均為Ⅱ2，表明三市生態宜居宜業為低協調均衡發展；城市協調發展階段有天津和北京兩市，發展類型分別為Ⅴ1和Ⅳ1，但相對發展狀態仍是生態宜居建設較為滯后.

綜上，京津冀城市群耦合協調發展類型主要為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類型，在2018年出現Ⅴ類型，城市類型數量由Ⅱ類型城市最多轉為Ⅲ類型城市居上，整體生態宜居與宜業耦合協調等級逐步提升，但各城市內部生態宜居和宜業發展失調，僅有少數低協調城市趨于均衡發展.因此，未來發展在提高生態宜居與宜業耦合協調度的同時，也要把握二者之間的發展，促進系統均衡發展.

4 結論與建議

4.1 結 論

本文以2009—2018年京津冀13市面板數據為研究對象，在構建生態宜居與宜業系統評價指標體系基礎上，測算生態宜居與宜業綜合發展指數并對兩系統間耦合協調水平時空演化特征、空間集聚和類型實證分析，得出以下結論：

(1)生態宜居與宜業系統綜合發展水平分析.2009—2018年間京津冀生態宜居水平整體呈波動上升，平均值由0.14上升為0.22；生態宜居水平在空間上存在較大差異，呈以北京為中心向四周遞減的空間格局.京津冀宜業水平相對波動較小，整體呈現緩慢增長態勢，平均值由0.23增長到0.26；在空間上呈“京津高，四周低”的空間分布差異，相對生態宜居來說城市間差異較大.

(2)生態宜居與宜業耦合協調水平分析.2009—2018年京津冀城市群生態宜居與宜業耦合協調度整體呈上升態勢，少數城市有下降現象.京津冀生態宜居與宜業耦合協調發展水平呈“中部京津高，四周低”空間格局.2009年、2012年和2015年京津冀耦合協調等級表現為中級協調、瀕臨失調和中度失調三類，2018年北京市上升為高級協調，京津冀呈現出四種等級；全局莫蘭指數分析出京津冀城市群生態宜居與宜業耦合協調發展水平趨向于隨機分布，空間分布依賴性較弱；耦合協調發展類型數量由Ⅱ類型城市最多轉為Ⅲ類型城市居上，整體生態宜居與宜業耦合協調等級逐步提升，但各城市內部生態宜居和宜業發展失調，僅有少數低協調城市趨于均衡發展.

4.2 建 議

京津冀城市群生態宜居與宜業耦合協調水平整體逐漸提高，但空間分異較為明顯，對此提出以下建議：

第一，針對生態宜居發展超前于宜業建設的城市，未來發展繼續發揮生態優勢，始終保有環保意識的同時優化產業結構，通過科技創新提高產業效率，鼓勵中小企業發展和加大就業保障力度，提升城市經濟發展水平和宜業能力；而生態宜居較為滯后的城市應加強對教育、醫療和交通等基礎設施和公共服務的建設和投入，加快傳統產業轉型升級步伐，實現綠色節能減排同時倡導低碳可持續生活模式，促進生態宜居與宜業耦合協調發展.

第二，河北省充分發揮“環京津”的地緣優勢，在京津冀協同發展戰略和雄安新區建設下，各市根據自身資源稟賦和發展狀況，積極承接北京和天津產業轉移，推動自身產業更新轉型，降低與北京和天津宜業水平的差距，實現京津冀宜業協同發展；北京和天津通過合理的城市規劃和分散疏解城市職能，緩解城市人口、產業與基礎設施和環境的壓力，建設多核心區和衛星城市，在減輕自身壓力同時帶動周邊城市發展，逐步提升京津冀城市群生態宜居與宜業耦合協調水平.

由于數據均來自統計年鑒，具有一定的局限性，在指標體系構建上可能也不盡全面，因此在后續研究中要更全面和深入的研究生態宜居與宜業兩系統的耦合協調狀況，未來也要對兩系統協調發展的作用強度、影響機制等深入研究，以期更好地把握生態宜居與宜業耦合協調發展的規律.