河南省新型城鎮化與生態環境協調發展研究

盛寶柱，丁麗紅

(安徽建筑大學經濟與管理學院，安徽合肥230022)

城鎮化是推動現代化的重要力量，但我們不能以犧牲環境來換取一時的利益。因此，必須協調推進新型城鎮化高質量發展和生態環境高水平保護，把生態環境保護擺在更加突出的位置，以綠色發展理念推動新型城鎮化建設[1]。推進新型城鎮化與生態環境協調發展，為建設美麗河南提供有力保障。

目前，國內對于城鎮化與生態環境協調關系的研究已取得諸多成果，馬紅梅等[2]對西部省份城市化與生態環境交互脅迫關系進行分析，發現生態環境對城市化具有約束作用，城市化對生態環境具有脅迫作用。耿娜娜等[3]對黃河流域生態環境-旅游產業-城鎮化系統進行耦合協調研究，結果表明三者呈高耦合低協調的特征并且存在一定的空間差異，具體表現為中游>下游>上游的倒“V”型格局。王家庭等[4]運用主成分分析及VAR模型對武陵山片區城鎮化與生態環境的關系進行分析，認為城鎮化發展對生態環境發展的正向影響作用遠大于生態環境對城鎮化的反作用影響。陳向陽[5]的研究表明，中國的經濟增長與環境污染之間存在著環境庫茲涅茨曲線特征。劉海猛等[6]從空間、時間、表象和組織四個維度，提出闡釋城鎮化與生態環境耦合機制的分析框架——“耦合魔方(CHNC)”。田文富[7]認為新型城鎮化是經濟持續增長的內生動力和實現綠色發展的根本路徑。新型城鎮化要秉持生態文明理念，生態文明建設也必須主動融入其中，積極引導新型城鎮化綠色健康發展。總的來說，相關學者的研究范圍主要基于全國[8]、長江經濟帶[9]、城市群[10]以及黃河流域[11]等區域。在研究方法上，主要包括耦合協調度模型[12-13]、脫鉤模型[14]、回歸分析[15]、地理探測器[16]等。

關于城鎮化與生態環境關系的研究成果較為豐富，但仍存在以下不足。從研究千米來看，大多數研究基于全國或者是黃河流域，長江中游等地帶，而基于河南省的分析較少。河南省作為全國的物流大省，交通便利，是我國經濟發展的動力引擎之一。如何正確處理好新型城鎮化與生態環境之間的關系，促進河南省實現可持續發展，是非常重要的課題。從研究內容來看，大部分學者主要對耦合協調發展進行研究分析，但是進一步探討系統間耦合協調發展的關鍵因素卻少之又少。本文在對河南省耦合協調發展狀況進行測度的基礎上，采用灰色關聯分析方法，進一步探析耦合協調的關鍵影響因素，以期為河南省在快速城鎮化的背景下保持生態環境協調發展提供參考借鑒。

一、區域概況與數據來源

1.區域概況

河南省簡稱“豫”，主要由平原、盆地和丘陵構成，總面積為16.7萬平方千米，包括17個地級市和一個省直轄縣級市。2020年末，河南省建成區綠化覆蓋率為41.9%，城鎮化率為55.43%，與2011年相比，城鎮人口比重上升了14.96%。隨著政府對生態環境的高度重視，河南省堅持生態優先，綠色發展，各種污染廢氣排放量逐年降低。

2.數據來源

文中所選的數據來源于2011—2020年《河南省統計年鑒》《河南城市統計年鑒》及《河南省環境狀況公報》等。對于極少數缺失的數據，通過均值替換法進行補充。時間序列以河南省2011—2020年為研究范圍，空間格局選取2020年為截面序列。

二、指標選取與研究方法

1.指標選取

新型城鎮化遵循以人為本的原則，強調協調發展。鑒于新型城鎮化與生態環境系統之間關系的復雜性，本文參考現有的研究成果[17]，結合河南省的發展現狀，從人口、經濟、空間和社會四個方面構建了如下能夠代表河南省新型城鎮化發展水平的指標評價體系，具體指標體系如表1所示。

表1 河南省新型城鎮化指標評價體系及權重

生態環境是一種與人類密切相關的復合生態系統。隨著社會經濟的不斷發展，給自然環境帶來一定的傷害，自然環境也會給人類帶來一系列負面反饋效應。本文根據河南省實際狀況，依據“壓力-狀態-響應”(PSR)模型[18]，從生態環境狀態、壓力和響應等三個方面構建了能夠代表河南省生態環境狀況的評價指標體系，如表2所示。

表2 河南省生態環境指標評價體系及權重

2.研究方法

(1)熵權法

各項指標的重要程度主要是通過權重來判斷，本文選用熵權法來確定權重。具體步驟如下。

①假定分析對象有m個，需要評價的指標有n個，構建原始的指標矩陣(m行n列)。首先，為了消除量綱不同而造成的差異，需要做無量綱化處理。正向指標用式(1)，負向指標用式(2)。其次，為了防止產生零值而影響后續計算，將所有標準化的數據加上0.0001進行單位平移得到式(3)，保證了原始數據的規律性和準確性。

(1)

(2)

Xij=Tij+0.0001

(3)

式(2)中：xij為第i個分析對象第j項指標的初始值。Tij是對各指標進行標準化處理后的值。式(3)中：Xij是標準化數據整體平移0.0001后的值。

②計算第i年第j項評價指標值的比重Pij，如式(4)所示。

(4)

式(4)中：m為分析對象的總數(時間序列上為10個年份，截面序列上為18個城市數)。

③計算各指標的信息熵ej，如式(5)所示。

(5)

式(5)中：0≤ej≤1。

④計算各指標間的權重Wj，如式(6)所示。

(6)

⑤計算綜合評價指數Sj，如式(7)所示。

(7)

(2)耦合協調度模型

耦合度指多個系統之間相互依賴于對方的一個量度，可以反映系統間相互作用的程度[19]。

①先構建系統的耦合度模型，分析系統之間耦合關系，其模型可簡化表示為式(8)。

(8)

其中：U1和U2表示2011—2020年河南省新型城鎮化系統和生態環境系統的綜合評價指數。U1>U2屬于生態環境滯后、新型城鎮化超前型，U1=U2為新型城鎮化與生態環境同步發展，U1

②耦合度有時很難精確體現出兩者協調發展的程度，而耦合協調度既能反映各系統是否具有較好的水平，又能反映出系統間相互影響的程度。因此，為了衡量不同系統間的耦合協調發展程度，構建耦合協調度模型，其具體如式(9)、式(10)所示。

(9)

T=αU1+βU2

(10)

其中：T為耦合協調發展水平的協調指數；α，β是待定系數，且α+β=1，取α=β=0.5。D表示耦合協調度，取值[0，1]。D越大說明新型城鎮化與生態環境協調發展程度越高。

為進一步研究兩個系統之間的協調發展狀況，本文參考相關研究成果[20]，把耦合協調度劃分為10個等級，具體劃分結果如表3所示。

表3 耦合協調度等級劃分標準

(3)灰色關聯分析法

灰色關聯度可以衡量某個變量受其他因素影響的程度，本文采用灰色關聯度分析的方法，探析影響系統間耦合協調發展的關鍵因素。

①確定比較序列和參考序列。把2011—2020年河南省新型城鎮化與生態環境兩系統的耦合協調度作為參考序列X0(k)(k=1,2,…,m)，分別把兩個系統各指標作為比較序列Xi(k)，(i=1,2,…,n；k=1,2,…,m)。

②進行標準化處理，得到xi。

③分別求出最大差和最小差。

差序列為：

ΔXi(k)=|x0(k)-xi(k)|,k=1,2,…,m

(11)

最大差為：

(12)

最小差為：

(13)

④計算灰色關聯系數。

ξi(k)=(v+ρ·V)/(ΔXi(k)+ρ·V)

(14)

式(14)中：ρ為分辨系數，通常取值0.5。

⑤求關聯度。

(15)

⑥對關聯度進行排序。

三、實證結果分析

1.綜合水平變化分析

根據式(7)，分別計算出2011—2020年間河南省新型城鎮化與生態環境的綜合評價指數，具體計算結果如表4所示。

表4 河南省新型城鎮化與生態環境綜合評價指數

(1)新型城鎮化綜合水平

新型城鎮化綜合評價指數U1越接近1，說明新型城鎮化發展水平越高。從表4可以看出，2011—2020年河南省新型城鎮化綜合評價指數保持不斷上升的趨勢，從0.1255上升到0.8192，年均上升6.937%。河南省的城鎮化率由2011年的40.47%上升至2020年的55.43%，城鎮居民人均可支配收入由2011年的18 194.8元上升至2020年的34 750.34元，推動了新型城鎮化的快速發展。其中，2017—2020年是快速增長時期，從發展趨勢看，未來河南省新型城鎮化發展將會持續上升。

在2017年和2020年，河南省新型城鎮化綜合評價指數略低于生態環境綜合指數，屬于新型城鎮化滯后、生態環境超前型，可見近幾年來河南省對于生態環境治理取得顯著的成效。河南省整體城鎮化發展不平衡，各地市差距較大，僅有鄭州市城鎮化發展較為成熟。

(2)生態環境綜合水平

河南省生態環境的起始水平低于新型城鎮化的起始水平，生態環境系統綜合指數處于波動上升狀態，生態環境壓力對生態環境綜合評價指數影響最大。2011—2017年生態環境系統綜合評價指數持續上升，其中2015—2017年上升幅度較大。主要得益于河南省加大對生態環境治理的力度，工業廢水排放量和工業二氧化硫排放量顯著下降，生態環境和空氣質量得到明顯改善。但在2018年和2019年，由于惡劣的氣候因素，導致污染物濃度大面積同比不降反升，新型城鎮化的快速推進對生態環境造成了負面的影響，引起一系列“城市病”，生態承載力表現乏力，綜合評價指數也有所下降。因此，在新型城鎮化快速發展的同時，必須統籌兼顧生態保護治理。2020年河南省加快推進新能源和節能環保產業，生態環境評價指數達到0.9125的最大值，生態環境質量達到歷史最好的水平。與2015年相比，二氧化硫濃度降幅達74.4%，二氧化氮濃度降幅達26.8%。隨著生態環境的不斷改善，居民的幸福感也普遍增強。

2.耦合度與耦合協調度分析

(1)時間序列分析

在表4的基礎上，根據式(8)-式(10)分別計算出2011—2020年間河南省新型城鎮化系統與生態環境系統的耦合度與耦合協調度，并參照表3的劃分標準進行等級劃分，具體結果如圖1和表5所示。

圖1 河南省新型城鎮化與生態環境耦合度及耦合協調度

由圖1可知，2011—2020年河南省新型城鎮化與生態環境耦合度C在0.95～1.00之間波動，整體屬于高耦合階段，即新型城鎮化系統與生態環境系統屬于有序的耦合協調發展狀態，兩系統既相互獨立又相輔相成。從表5可以看出，耦合協調度整體趨勢向好，從2011年的0.3223增長到2020年的0.9298，實現了從輕度失調到優質協調的轉變。2011—2017年，耦合協調度逐年遞增。2017年上升兩個等級，由初級協調直接過渡為良好協調發展階段，主要是由于2017年河南省政府按照黨的十九大報告中強調要把生態環境保護擺在更加突出位置的要求，提出強化各項治理的措施，深入源頭治理，取得了顯著成效，生態環境發展水平顯著提高，促使2017年的耦合協調度也大幅度上升。

根據表5，將協調程度大致分為三個階段：2011—2013年處于輕度失調發展階段，協調程度低；2014—2016年，開始進入中度協調發展的軌道，但整體耦合協調水平不高；2017年之后，逐步進入高水平耦合階段，2020年河南省新型城鎮化與生態環境耦合類型屬于優質協調發展階段。耦合協調水平穩步提升，其原因首先在于河南省加大資金和政策投入，新型城鎮化水平穩步提升；其次在于綠色發展理念的引領下，堅持綠色低碳的生活方式，以保護優先，自然恢復為主，提升生態服務功能和生態價值，生態環境水平持續向好。新型城鎮化的持續推進不可避免地給生態環境帶來了一定的壓力，因此應保持一致的發展水平，協同推進可持續發展。

(2)空間差異分析

為了對河南省各市的協調現狀進行深入分析，在兩系統綜合評價指標體系的基礎上基于耦合協調度模型定量研究2020年河南省各城市兩系統之間的耦合關系。首先，根據式(6)、式(7)分別計算出2020年河南省各市新型城鎮化系統與生態環境系統的綜合評價指數，其次，根據式(8)-式(10)計算出各城市的耦合度與耦合協調度，具體計算結果如表6所示。

表6 河南省2020年各城市耦合協調度關系對比

由表6可以看出，河南省各地區新型城鎮化與生態環境耦合協調發展的主要矛盾是新型城鎮化滯后。河南省城鎮化發展最好的是鄭州市為0.8540，最差的是信陽市為0.1577，相差幅度較大。生態環境發展水平以濟源市最優，周口市最差。各市新型城鎮化系統與生態環境系統的耦合水平良好，除南陽和信陽市之外，其余耦合度均高于0.9，信陽的耦合度最低為0.8270，主要是由于信陽市經濟發展落后，城鎮化發展水平低，發展動力不足。鄭州市具有獨特的地理優勢，經濟發展水平較好，屬于生態環境滯后、新型城鎮化超前型，其余各市均屬于新型城鎮化發展滯后型。

耦合協調度也僅有鄭州市處于良好協調發展階段，無論在新型城鎮化還是在生態環境建設上都處于較好水平，可作為全省的樣板。洛陽和濟源屬于中級協調發展階段，濟源河流水質狀態常年保持為優，森林覆蓋率居于全省首位，生態環境發展水平較高，但城鎮化發展水平相對較低。洛陽的污水處理率較高，污水的有效處理一方面能提升城市的形象和品味，增強居民的幸福感，另一方面有利于修復生態環境，促進城鎮化發展。鶴壁、新鄉、焦作、許昌、漯河、三門峽、南陽和商丘屬于初級協調發展階段。開封、平頂山、安陽、濮陽和信陽屬于勉強協調發展階段，信陽市人口流動較大，經濟發展缺乏活力，導致新型城鎮化發展水平落后。周口市屬于瀕臨失調發展階段，耦合協調度僅有0.4453，相比于其他城市，周口市的城鎮居民人均可支配收入和綠化覆蓋率都比較低，人均廢水排放量較高，超出了生態環境所能承載的范圍。周口市應該加大對生態環境保護的資金投入，促進區域協調發展。

3.灰色關聯度分析

通過灰色關聯度分析方法，對2011—2020年河南省新型城鎮化與生態環境耦合協調度的影響因素進行分析，分別找出兩個系統中的關鍵影響因素。根據式(11)-式(15)計算得出，河南省新型城鎮化與生態環境的耦合協調度與兩系統各項指標之間的關聯度，具體結果如表7所示。

表7 各項指標與耦合協調度的關聯度及排序

從表7可以看出，新型城鎮化系統中與耦合協調度關聯程度較高的三項指標分別是人均GDP、城鎮居民人均可支配收入和每萬人擁有衛生機構床位數。其中，人口、經濟、空間以及社會城鎮化與耦合協調度的關聯度分別為0.6582、0.7527、0.6789、0.6396，社會城鎮化的關聯程度較低；生態環境系統中與耦合協調度關聯程度較高的是建成區綠化覆蓋率和人均二氧化硫排放量。其中，生態環境狀態、生態環境壓力和生態環境響應與耦合協調度的關聯度分別為0.7797、0.7131和0.7682，均處于較強關聯水平。由此可見，兩系統中各指標對耦合協調度均有一定程度的影響，但影響較大的是經濟城鎮化和生態環境狀態。其中，兩系統中影響程度最大的指標分別是人均GDP和建成區綠化覆蓋率。

四、結論與建議

本文以河南省為研究對象，利用綜合評價指數、耦合協調度模型以及灰色關聯度等多個參數，對河南省新型城鎮化與生態環境耦合協調情況進行測度。具體結論如下。

1.結論

(1)從時間序列來看

2011—2020年河南省整體新型城鎮化綜合評價指數不斷提高，生態環境指數在波動中上升。兩者的耦合度處于0.9以上，耦合協調度實現了從輕度失調到優質協調的轉變，未來河南省兩系統的耦合協調度將會持續上升。

(2)從空間格局來看

首先，2020年河南省僅有鄭州市屬于新型城鎮化超前、生態環境滯后型，其余各市均屬于新型城鎮化滯后型，城鎮化水平整體偏低，存在較大的提升空間。其次，處于良好協調發展階段的也僅有鄭州市，大多城市處于初級協調和勉強協調發展階段。

(3)從關鍵因素來看

河南省新型城鎮化與生態環境系統各指標對其耦合協調度均有一定的影響，整體關聯度較高。其中，城鎮居民人均可支配收入、人均GDP、建成區綠化覆蓋率和人均二氧化硫排放量是協調發展的關鍵因素。

2.建議

為促進河南省新型城鎮化與生態環境協調可持續發展，基于上述結論提出以下建議。

(1)因地制宜推進新型城鎮化建設

首先，增強鄭州市的輻射帶動作用，帶動全局整體發展，各地區積極互動，實現區域內公共服務均等化以及信息資源開放共享。根據區域特色推進產業協調發展，發揮產業優勢，為河南省新型城鎮化的建設提供有力支撐。其次，從人口、經濟、空間和社會各方面全方位提升新型城鎮化發展的質量和水平，不斷優化城鎮化空間布局形態，全面推進城鄉融合發展。

(2)提升綠色經濟發展能力，走新型城鎮化發展道路

未來河南省應以“碳達峰、碳中和”為引領，把生態文明理念融入新型城鎮化發展的全過程，加快推進新能源等新興產業，淘汰落后產業，加強綠化造林和水土保持，減污降碳，形成節約資源和環境保護的生產生活方式，推動經濟結構綠色轉型，走出一條具有河南省特色的綠色、低碳、可持續的新型城鎮化發展道路。

(3)加強城鎮環境治理，打造生態城市

生態環境是人類賴以生存的基礎，應不斷加強城鎮綠化建設，完善環保監督的各項制度，嚴厲打擊破環生態穩定的各種違法行為，構建生態補償機制。樹立可持續發展理念，促進區域協調發展，不斷提升居民的幸福感，使其真正成為宜居宜業的生態城鎮。