江西省城市土地集約利用與生態文明建設協調演變及其障礙因子診斷

陸 瓊，劉平輝，朱傳民

（東華理工大學 地球科學學院，江西 南昌 330013）

0 引言

新時代城市發展的重要內涵和目標要求城市土地利用方式由一味的高度集約向經濟、社會、生態效益均衡的最優集約轉變［1］。加強生態文明建設逐漸成為國家應對土地粗放利用引發的環境問題、促進區域經濟綠色可持續發展的重要抓手［2］。城市土地集約利用與生態文明建設之間存在一定的耦合性［3］，兩者相互影響：土地的集約高效利用為城市發展帶來更大的經濟效益，可直接提高環保資金投入，間接地促進技術創新和產業轉型升級，減少污染排放，進而促進生態文明建設；在生態文明建設水平較高的城市，生態承載力與發展本底較優，會吸引更多人力、資本集聚，有利于土地實現集約化。因此，研究兩者的協調發展及障礙因素，對于促進城市土地實現最優集約利用，建設資源節約型、環境友好型城市具有理論意義。

結合已有研究成果，城市土地集約利用和生態環境單個方面的研究較為深入，多圍繞單個城市或工業園區的用地集約效益［4-5］、潛力［6］與障礙因素評價［7］，以及城鎮化與城市土地集約利用耦合協調發展［8］這些層面進行研究。隨著國家多次提出生態文明建設的概念，學者們對于土地利用與生態環境間關系的研究逐步開展，部分學者探討了土地集約利用效率與碳排放效率［9-10］、生態效率耦合協調關系［11-12］，進行了城市群或省域間各市集約利用與生態文明建設間的耦合發展時空規律對比［13-15］，但對生態優勢明顯的省份的土地集約利用與生態文明建設間的耦合發展態勢及影響因素的研究鮮有涉足。

江西省近遠期的定位是打造長江經濟帶承東啟西的戰略腹地與長江經濟帶轉型升級示范區，作為以省為整體納入國家首批生態文明先行示范區的省份之一，還肩負著長江中下游生態安全屏障的使命。筆者以江西省為研究區，評價了2006~2019年江西省城市土地集約利用程度與生態文明建設水平，探究了生態文明建設示范區的城市土地集約利用與生態文明建設協調趨勢，診斷了影響兩者協調優化的障礙因子，以期助力江西實現土地資源集約利用和生態文明建設高質量協調發展。

1 研究區域與數據來源1.1 研究區概況

江西省地處中國東南部、長江中下游地區，位 于 北 緯24°29′～30°04′、東 經113°34′～118° 28′，與浙江、福建、湖南、湖北和安徽5個省份交界。全境地形南高北低，地形以丘陵山地為主，大部分地區屬于亞熱帶溫暖濕潤季風氣候。2020年底全省常住人口總數為4518.86萬人，城鎮化率為57.42%。近15年來江西省經濟持續較快增長，城市發展迅速，城市建設用地面積年均增幅達6.59%，地均二、三產業增加值由2006年的1225.94萬元/km2增加至2019年的5284.67萬元/km2。全省生態文明建設成效顯著，2019年全省森林覆蓋率達63.10%，居全國第二；單位GDP能源消耗量由2006年的0.85 t/萬元降至0.39 t/萬元；城市污水處理率由2006年的34.93%提高至95.39%；生活垃圾無害化處理率達到100.00%。

1.2 數據來源

用來構建城市土地集約利用與生態文明建設兩個子系統評價模型的經濟發展、土地集約利用數據主要來自2007~2020年《江西省統計年鑒》 《國民經濟和社會發展統計公報》等；城市建設及生態文明要素相關數據主要來源于2007~2020年《中國城市建設統計年鑒》與《中國環境年鑒》等。部分無法直接獲取或缺失的數據通過移動平均法或者近似城市替代法計算得出。

2 研究方法

2.1 評價指標體系的構建

結合土地集約利用與生態文明建設的耦合關系、江西省的土地利用狀況和生態本底特征，參考現有研究成果［16］，從城市土地投入力度、土地利用強度、土地產出水平和土地集約利用發展趨勢4個指標層出發，選取地均固定資產投資額、人口密度等15個指標，構建城市土地集約利用評價指標體系。參照國務院辦公廳2016年印發的《生態文明建設目標評價考核辦法》，選用PSR（Pressuer-State-Response/壓力-狀態-響應）模型，設立生態文明建設壓力、生態文明建設狀態及生態文明建設響應3個指標層［17］，共篩選出單位GDP能耗、工業固體廢物綜合利用率等14個指標，構建生態文明建設水平評價指標體系（表1）。

2.2 基于熵權法的綜合水平計算

熵權法主要利用樣本信息之間的差異性來進行賦權，被廣泛應用于土地相關學科的評價工作中［18］。參照前人的研究［19］，選用熵權法確定指標的權重，計算兩子系統的綜合水平：

（1）指標標準化處理：采用極差標準化方法處理評價指標數據，以消除數據由于涉及領域、量綱與正負功效性質帶來的差異影響。

正向指標標準化：

負向指標標準化 ：

上式中：xij為第i年的第j個指標的原始數據值；yij為第i年的第j個指標的標準化后的數據值；i表示年份，i取1，2，3，...，m；j表示第j項指標，j取1，2，3，...，n；xijmax與xijmin分別為原始數據值中的最大值和最小值。

（2）計算第j個指標的熵值Ej

計算定義特征權重：

計算信息熵值：

（3）計算第j個指標的權重Wj

上式中，dj為j指標的信息效用值，dj=1-Ej，信息效用值越大，其重要性越大。

（4）城市土地集約利用與生態文明建設的綜合評價值計算：

上式中：UL表示城市土地集約利用的綜合評價值；US表示生態文明建設的綜合評價值。

表1 城市土地集約利用與生態文明建設耦合協調度評價指標體系

2.3 構建耦合協調度模型和相對發展模型

城市土地集約利用與生態文明建設是兩個獨立的子系統，但它們之間相互促進又相互制約。借鑒物理學科中的耦合系數模型，構建耦合協調度模型，測算江西省土地集約利用與生態文明建設水平發展的耦合程度［20］。

式中，C代表土地集約利用與生態文明建設兩個評價系統的耦合度，C∈［0，1］，C值越接近1，相關程度越高，反之越低［21］。

為避免兩個獨立子系統由于發展水平都偏低而造成耦合度偏高的現象，減少評價結果的誤差，借鑒相關文獻，構建耦合協調度模型如下［22］。

式中：T代表兩個評價系統的協調指數；tL、tS為待定系數，分別表示土地集約利用程度與生態文明建設水平對于江西省城市發展的重要性，兩者的總合為1。綠色生態與土地集約利用對于城市健康發展而言相輔相成，重要程度相當，故tL、tS各設0.5。D代表土地集約利用與生態文明建設兩個評價系統的耦合協調度，D值越高，表示兩系統間耦合協調水平越高［23］。

參考徐維祥等［24］的研究成果，依據均值分布函數方法，劃分耦合協調區間對應的類型與階段（表2）。引入相對發展模型U相對=UL/US分析兩個子系統發展的滯后情況，根據相對發展度與1的近似關系，將土地集約利用與生態文明建設發展狀態分為3類：當0.9≤U相對≤1.1時，城市土地集約利用與生態文明建設趨于同步發展態勢；當U相對＜0.9時，兩者相對發展狀態表現為城市土地集約利用相對滯后；當U相對＞1.1時，兩者相對發展狀態表現為生態文明建設相對滯后。

表2 系統耦合發展類型及階段等級劃分

2.4 障礙因素診斷模型

借鑒呂添貴等［25］的障礙因子診斷模型，對各指標對于兩子系統耦合協調優化的影響程度進行測算，公式如下：

式中：Zj為第j個指標的障礙度；Pj為評估指標標準化后的值與最佳目標值的偏離度，Pj=1-yij；Gj為指標障礙度，Gij為第j個指標的權重與土地集約利用與生態文明建設兩個子系統指標權重總和。

3 結果與分析

3.1 城市土地集約利用水平與生態文明建設綜合水平分析

3.1.1 江西省城市土地集約利用綜合水平分析 2006~2019年，江西省城市土地集約利用水平呈波動上升趨勢，綜合評分由0.044上升至0.634，年平均增長率為4.54%。4個子系統的評分呈不同規律的趨勢演變，土地集約利用綜合發展水平主要隨著城市土地集約利用發展趨勢子系統的變化而變化（圖1），主要波動及其原因有3個方面。

（1）2006~2008年城市土地投入水平與產出水平年均增幅分別高達65.37%、57.11%，整個研究期城市土地投入力度與土地產出水平年均增幅分別為13.03%和27.00%；2008年二、三產業增加值與用地增長彈性系數、固定資產投資與用地增長彈性系數迅速增大，分別達到7.44、11.56，故在2008年江西省城市土地集約綜合利用水平迅速提高。

（2）2011年江西省實現了“十二五”的良好開局，全省大力推進鄱陽湖生態經濟區建設，加快經濟發展方式轉變，調整優化產業結構，土地利用強度增幅穩定，低增幅的城市土地上的高投入高產出使得彈性系數增大，二、三產業增加值、人口、固定資產投資與用地增長彈性系數在2011年分別達到11.83、1.93和10.81，3個彈性系數之和在所有評價年份中最高，城市土地產出水平與集約利用發展趨勢明顯提高。

（3）2011年后，2012年與2013年城市建設用地增長率均高于2011年城市建設用地增長率的2倍，建設用地規模增大，二、三產業增加值、人口和固定資產投資的增長速度不及用地增加速度，綜合評價得分明顯下降。在2012~2019年期間，城市土地集約利用水平以2.20%的年均增長速度呈平穩上升趨勢。土地利用強度及土地集約利用發展趨勢子系統評分在2015年與2017年略微下降，主要是因為2014年9月與2016年10月新建縣、贛縣“撤縣設區”，江西省城市市區面積規模顯著增大，建設用地增幅較大，而地均土地人力、資本投入及地均二、三產業增加值下降，城市土地集約利用發展子系統評分略微下降。

圖1 2006~2019年江西省城市土地集約利用水平發展趨勢

3.1.2 江西省生態文明建設綜合水平分析 2006 ~2019年，江西省生態文明建設綜合評價得分由0.291上升至0.933，年均增長率為4.94%，其中2017~2019年年均增幅高達18.70%（圖2）。

圖2 2006~2019年江西省生態文明建設水平發展趨勢

具體到各子系統，研究期內江西省城鎮化率增幅均值在3.00%左右，2009年江西省城鎮化率提高至43.18%，城鎮化率增幅達到4.40%，是評價年份增幅最高的1年。人口增加幅度大，城市化與工業化驅動帶來更大的生態文明建設壓力，同年江西省城市人均水資源量較前幾年有所下降，使得生態文明建設狀態得分降低，江西省生態文明建設綜合水平略微下降。

2010~2017年，生態文明狀態子系統中的城市建成區綠化覆蓋率與人均水資源量呈下降趨勢，生態環境氣候調節、系統持水功能狀態在城市發展和經濟增長中變弱，生態文明狀態評分略微下降；但生態文明建設壓力與響應兩個子系統的評分上漲，綜合水平整體上還以年均增長率2.56%的速度緩速提高。

2017~2019年，江西省生態文明建設綜合水平整體上呈顯著提高態勢，各子系統的評價分值都有一定程度的提升或持平。2017年全省出臺了《關于建設生態文明先行示范區的實施意見》，各地積極響應節能減排與生態環境治理等問題，工業固體廢物綜合利用率和污水處理率、人均水資源量、生態保護投入占城市建設維護資金比例明顯提高，全省生態狀態趨于優化，對生態環境問題的應對水平得到了極大的提高。

3.2 城市土地集約利用水平與生態文明建設耦合協調演變分析

在《江西省土地利用總體規劃（2006~2020）》 《江西省新型城鎮化規劃》和《國家生態文明試驗區（江西）實施方案》等政策文件的指導下，江西省城市發展建設遵循節約集約用地、注重生態保護的原則，城市土地利用強度增大，城市土地利用效率得到提高，生態文明建設加快。從計算得出的研究期內江西省城市土地集約利用與生態文明建設兩個子系統的耦合度和協調度可以看出，2006~2019年兩個子系統的耦合度一直處于高度耦合狀態（表3、圖3），除2011年和2019年耦合度有略微下調外，2008年后耦合度均在0.995~1間浮動，極接近于1，說明江西省在發展過程中，城市土地集約利用與生態文明建設兩個子系統間表現出極強的耦合性，互動情況穩定，聯系緊密，兩者相互促進或制約。

圖3 2006~2019年江西省城市土地集約利用與生態文明建設耦合協調發展趨勢

江西省城市土地集約利用與生態文明建設耦合協調水平年均增長速度為4.16%，協調水平在研究期內有很大程度的優化。兩個子系統間的協調水平大體經歷了以下3個階段：

拮抗階段（2006~2008年）。該階段江西省城市土地集約利用與生態文明建設耦合協調度年均增長速度為7.20%，耦合協調類型由輕度失調轉為瀕臨失調，兩個子系統表現為土地集約利用滯后的發展狀態，因為在“十一五”開端，江西省最緊迫的任務是加快實現在中部地區崛起，做強工業園區與昌九工業走廊，全省粗放型經濟增長方式特征明顯，城市以攤大餅式無序擴張，城市建設用地平均增長速度為10.96%，城市土地集約利用水平較低。而江西省作為生態強省，資源環境本底豐富，生態文明建設狀態良好，生態文明建設水平明顯高于城市土地集約利用水平。

磨合階段（2008~2018年）。該階段主要從2個轉變階段來分析：（1）2008~2010年間，全省城市土地集約利用水平與生態文明建設發展水平相當，但整體上均屬較低水平，表現為同步發展的初級協調狀態。2010~2012年，全省處于實施“十二五”規劃的開端，人口、固定資產投資與用地增長彈性系數顯著提高，全省城市土地集約利用水平到達新的峰值，而生態文明建設壓力增大，生態文明狀態與響應能力未隨著城市土地集約利用水平同步提高，兩個子系統表現為生態文明建設滯后的初級協調狀態。（2）2012~2017年，全省城市土地利用強度提高，土地產出水平及土地集約發展趨勢穩步上升，同時也漸漸注重生態文明建設和綠色可持續發展，城市土地集約利用水平與生態文明建設水平同步提高，兩者在磨合階段尾期達到同步發展中級協調狀態。

協調狀態（2018~2019年）。2018年后，江西省出臺了《關于建設生態文明先行示范區的實施意見》，以建設生態文明示范區為契機，加快推進生態文明建設，全省城市生態文明建設綜合水平以評價年份中最大的增幅提升，同期城市土地集約利用水平也有所提高，但是增幅低于生態文明建設水平的增幅，兩系統間耦合協調狀態不斷優化，發展狀態表現為城市土地集約利用滯后的高級協調狀態。

表3 2006~2019年江西省城市土地集約利用與生態文明建設耦合協調度計算結果

3.3 城市土地集約利用與生態文明建設耦合優化障礙因素診斷

3.3.1 因素層障礙度診斷 2006~2019年江西省城市土地集約利用水平與生態文明建設耦合7個因素層（城市土地投入力度、 土地利用強度、土地產出水平、土地集約利用發展趨勢、生態文明建設壓力、生態文明建設狀態、生態文明建設響應）的障礙度均值分別為7.54%、8.04%、11.56%、25.22%、13.65%、12.06%、21.93%。影響兩個子系統耦合協調優化的因素層障礙度排序為：土地集約利用發展趨勢>生態文明建設響應>生態文明建設壓力>生態文明建設狀態>土地產出水平>土地利用強度>土地投入力度，這也驗證了上述研究結果“江西省城市土地集約利用水平主要隨著城市土地集約利用發展趨勢子系統的變化而變化，生態文明建設水平的提高主要受生態文明建設響應和生態文明建設壓力的影響”。因此，為促進江西省城市土地集約利用與生態文明建設耦合協調優化，要從提高土地投入與用地增長彈性系數、降低社會經濟發展對資源環境壓迫、提高生態環境問題應對水平3個方面著手。

3.3.2 指標層障礙度診斷 對2006、2010、2015和2019年江西省城市土地集約利用與生態文明建設耦合協調水平的各指標的障礙度（Z）進行評估，每年選取障礙度較高的6個指標為主要障礙因子。綜合來看，主要障礙因子有：固定資產投資與用地增長彈性系數、二三產業增加值與用地增長彈性系數、第三產業比重、萬元GDP工業廢水排放量、人均水資源量等（表4）。分析這4年障礙因子障礙度的變化得出：（1）固定資產投資與用地增長彈性系數、二三產業增加值與用地增長彈性系數一直高居榜首，障礙度逐年遞增，可見這兩個彈性系數對江西省城市土地集約利用與生態文明建設耦合協調水平優化的影響最大，且阻礙作用在逐漸增大。（2）第三產業比重在2006、2010年是影響最大的因子，在隨后的兩個主要年份中阻礙作用減弱，說明江西省逐漸通過優化產業結構控制污染的積極行動來響應生態文明建設。（3）2019年人口密度、地均勞動力投入與人口與用地增長彈性系數逐漸成為新的主要障礙因子，近年來江西省城市人口增長率放緩，人口與用地增長彈性系數逐年下降。

4 結論與建議

4.1 結論

本文以2006~2019年江西省為研究對象，分別構建城市土地集約利用水平與生態文明建設程度的評價指標體系，運用熵權法及耦合協調度、相對發展度、阻礙因素診斷模型，測算兩個子系統間的耦合協調演變狀況及障礙因素，得出以下結論。

（1）2006~2019年間，江西省城市土地集約利用水平呈波動上升趨勢，年均增長率為4.54%。江西省生態文明建設不斷加強，2006~2019年江西省生態文明建設綜合評價得分年均增長率為4.94%，尤其在2017年后綜合水平上升趨勢明顯，年均增幅高達18.70%。

（2）研究期內，江西省城市土地集約利用與生態文明建設協調水平有很大程度的優化，耦合協調度由2006年的0.336增長至2019年的0.877。耦合狀態大體經歷了“土地集約利用滯后的輕度失調發展”的拮抗階段→“低水平同步發展的初級協調狀態”轉為“土地相對集約化而生態文明建設滯后的初級協調狀態”再轉變為“較高水平同步發展的逐漸中級協調狀態”的磨合階段→“生態文明建設發展領先”的高級協調狀態這3個階段。

（3）影響江西省城市土地集約利用與生態文明建設兩個子系統耦合協調優化的因素層障礙度排序為土地集約利用發展趨勢>生態文明建設響應>生態文明建設壓力>生態文明建設狀態>土地產出水平>土地利用強度>土地投入力度；主要障礙因子有：固定資產投資與用地增長彈性系數、二三產業增加值與用地增長彈性系數、第三產業比重、萬元GDP工業廢水排放量、人均水資源量等。

表4 江西省城市土地集約利用水平與生態文明建設耦合協調水平的主要障礙因子

4.2 建議

深度挖潛存量用地，優化產業結構，實現城市建設用地高效集約利用。嚴格控制城市發展規模，用總規模倒逼低效土地資源盤活，注重城市立體發展，提高城市土地利用強度和集約利用發展趨勢；提升大南昌都市圈、環鄱陽湖生態經濟圈的工業能力影響力和經濟輻射能力，優化產業結構、集中產業布局，促進各市二、三產業協調發展，提高城市土地利用效益；深化人才發展體制改革，提升城市品質，提高城市對人才的新引力和承載力，為全省城市土地高效集約發展提供有力的人力保障和技術支撐。

守好生態本底、管好生態污染、提高治理能力，大力推進生態文明建設。強化生態環境資源保護和生態屏障修復，優化生態狀態；充分發揮政府職能，完善生態文明建設體制，加大污染監管力度，加大生態環境保護投入，提高生態文明建設響應能力。

依托綠色生態優勢，堅持綠色崛起，追求經濟、社會、生態效益均衡的最優集約。作為農業大省和生態強省的江西，立足優勢，大力發展綠色循環經濟，推進產業結構與生產方式綠色轉型，延伸綠色農副產品產業鏈，發展生態旅游業。引導全省城市發展目標由以前一味的高度集約轉變為追求經濟、社會、生態效益均衡的最優集約，打造美麗中國“江西樣板”，給國家首批生態文明先行示范區試點工作交出一份滿分答卷。