克拉瑪依市城鎮化與生態環境耦合協調發展研究

楊 帆，安瓦爾·買買提明，阿里木江·卡斯木，2

（1.新疆師范大學，a.地理科學與旅游學院；b.絲綢之路經濟帶城鎮化發展研究中心，烏魯木齊 830054；2.新疆干旱區湖泊環境與資源重點實驗室，烏魯木齊 830054）

城鎮化與生態環境耦合關系的研究一直以來都是地理學家研究的核心熱點問題之一［1-3］。中國城鎮化建設自改革開放以來一直處于快速發展中，截至2019 年，中國常住人口城鎮化率已達到60.60%，首次突破60%大關。城鎮化發展在快速推進的同時也面臨環境污染、資源過度利用、生態系統惡化等問題，嚴重影響城市的可持續發展［4］。隨著經濟發展由高速增長向高質量增長的轉變，解決城鎮化快速發展帶來的各種環境問題成為目前城鎮化發展的戰略目標。因此，在國家“一帶一路”的戰略背景下，新疆在高速發展的同時，關于如何協調城鎮化與生態環境之間的可持續發展已經成為研究的核心熱點問題［5，6］。

關于城鎮化與生態環境耦合關系問題的研究，國內外學者已有諸多研究成果。國外學者對城鎮化研究較早。Panayotou［7］和 Grossman 等［8］提出了“環境庫茲涅茨曲線（EKC）”理論，認為城市經濟發展與生態環境的相互關系呈現倒“U”型曲線波動；Wlter［9］提出要實現城鎮化與生態環境的協調發展，需要合理利用當地資源、避免資源無效利用，提高其利用效率；OECD［10］提出了脫鉤理論（Decoupling-theory）對城鎮化與生態環境關系進行論述。國內相關研究隨著中國城鎮化的發展也日益豐富，馬世俊等［11］在早期提出了“社會-經濟-自然”復合生態系統，開啟了中國城鎮化與生態系統研究；黃金川等［12］和方創琳等［13］研究了城鎮化與生態環境之間的耦合關系；劉耀彬等［14］以定量和定性相結合、灰色關聯度分析等方法研究相互耦合的機理；廖李紅等［15］結合夜間燈光指數和遙感生態指數來定量測度城市化與生態環境的耦合協調度。綜上研究發現，國內外對于城鎮化與生態環境相互關系的研究較為廣泛，多集中于城鎮化程度較高的城市和區域，研究方法多樣，但對干旱區綠洲城市研究相對較少，干旱區生態環境脆弱且受人類活動的影響較大，城市的分布同樣也受環境因素的影響。因此，在新疆城鎮化快速發展的同時也應重視對新疆城鎮化與生態環境關系的研究。

本研究以新疆克拉瑪依市為研究區，構建城鎮化與生態環境綜合評價指標體系，運用熵值法和耦合協調度模型，分析了2008—2019 年各指標耦合協調關系及發展趨勢，以期為克拉瑪依市及天山北坡經濟帶城鎮化可持續發展研究提供借鑒。

1 研究區概況及數據來源

1.1 研究區概況

克拉瑪依市（84°44＇—86°01＇E，44°07＇—46°08＇N）位于準噶爾盆地西部、天山北麓，泛中亞地區的中心區，是重要的石油石化基地和新型工業化城市。截至2019 年，總人口為46.23 萬人，戶籍人口為31.09萬人，地區生產總產值達972.9 億元，其城鎮化發展一直處于快速發展之中?？死斠朗械靥幧衬瓯冢鷳B環境脆弱。由于資源開采、人類活動等原因，是新疆水土流失、沙漠化嚴重的地區之一，同時石油工業生產和過多使用危險化學品，其生態環境脆弱性更為顯著［16］。作為資源型工業城市［17］，克拉瑪依市發展受自然資源和生態環境的影響較大，因此加強城鎮化與生態環境耦合協調發展是其未來發展不可忽視的重要問題。

1.2 數據來源

選取的所有指標數據均來源于2009—2020 年的《中國城市統計年鑒》《新疆統計年鑒》《克拉瑪依市國民經濟和社會發展統計公報》及其他政府部門公開的數據。

2 研究方法

2.1 構建指標體系

為了更好地研究克拉瑪依市城鎮化與生態環境的耦合關系，依據城鎮化和生態環境的內涵，在借鑒其他學者研究成果的基礎上，結合克拉瑪依市城鎮化與生態環境發展狀況，按照研究數據的系統性、連續性、科學性和可獲取性原則，分別從人口、經濟、社會和空間城鎮化［18-20］4 個方面構建城鎮化綜合發展水平指標體系；依據PSR 模型從生態環境壓力、狀態、響應［21，22］3 個方面構建生態環境綜合發展水平指標體系。對克拉瑪依市城鎮化與生態環境耦合協調關系進行科學的評價。

2.2 數據標準化及處理

由于所選擇的數據量綱、數量級的差異，對研究結果有影響，需對選取數據進行標準化處理。本研究采用極差標準化法處理，同時為了避免主觀賦權法的主觀性偏差，各指標權重采用熵值法來確定，以期更客觀反映各指標的重要程度。

正向型指標：

逆向型指標：

計算第i年第j指標值的比重。標準化后的各指標處于［0，1］。每個指標信息熵的公式如下：

如果pij=0，則定義：

式中，n為評價對象數量，Ej是指標的信息熵。

根據信息熵計算各指標的權重：

式中，m為指標數量，Wj是第j個指標權重。

2.3 綜合發展指數

根據標準化后的值和各指標的權重計算克拉瑪依市2008—2019 年城鎮化與生態環境7 個子系統的綜合發展指數。綜合發展指數即綜合發展水平的量化值，公式如下：

式中，Ui表示第i個評價對象的綜合發展指數（綜合得分）；Wj表示第j個指標的權重；Yij是標準化數據值。

2.4 耦合協調度模型

本研究參考物理學中的容量系數模型，借鑒其他學者的研究得出耦合度模型［20］：

式中，C為耦合度，C∈［0，1］，C由 0 到 1 表示耦合度由低到高，當C=0 時耦合度最小，認為兩個系統互不影響，當C=1 時，耦合度最大，認為兩個系統具有極強的相關性。

由于耦合度只能反映系統之間的相互影響程度，本研究引入耦合協調度模型來反映城鎮化與生態環境的協調發展關系［20］。公式如下：

式中，T表示城鎮化與生態環境的綜合協調指數；D表示耦合協調度，D∈［0，1］，D越接近 1 耦合協調度越大；α、β為待定系數，參考其他學者研究，認為城鎮化和生態環境對一個城市的發展同等重要［19，22］。故α、β均取值為 0.5。參考相關文獻耦合度協調類型的劃分方案［20］，按如下標準劃分耦合度協調發展類型、發展階段與發展特征（表1）。

表1 城鎮化與生態環境耦合協調發展

3 結果與分析

3.1 城鎮化與生態環境綜合評價指標分析

從表2 城鎮化綜合發展指標體系中各子系統指標層可以看出，克拉瑪依市城鎮化中人口、經濟、社會、空間城鎮化的權重分別為0.253 0、0.253 9、0.316 9、0.176 2，其中，社會城鎮化權重最高，其次是經濟城鎮化和人口城鎮化，但差異不大，空間城鎮化的權重最低。說明克拉瑪依市在城鎮化發展的進程中人口、經濟、社會3 方面綜合協調發展，而城市空間發展相對緩慢。

表2 城鎮化與生態環境綜合發展水平評價指標

生態環境的壓力、狀態、響應的權重分別為0.343 4、0.472 6、0.184 0，其中，權重最高的是生態環境狀態，生態環境響應最低。生態環境狀態要素中，權重最高的是建成區綠化覆蓋率，權重為0.198 0，說明克拉瑪依市在典型干旱區城市的地理環境背景下，當地政府在城鎮化的進程中，注重城鎮綠化和人民生活環境的改善，采取有效措施創造“戈壁沙漠中的綠色發展奇跡”的綠色工業城市，并在2013 年成為新疆第一個國家級生態區。

3.2 城鎮化與生態環境綜合發展指數分析

2008—2019 年克拉瑪依市城鎮化與生態環境綜合發展指數及耦合協調度見表3。克拉瑪依市城鎮化的綜合發展指數從2008 年的0.200 3 上升到2019 年的 0.832 3。雖然在 2010 年和 2016 年有所下滑，但是城鎮化綜合發展水平總體呈上升趨勢，2011—2013 年和2017—2019 年這兩個階段城鎮化增長速度較快。在這兩個階段中，城鎮居民人均財政收入與年末人均儲蓄余額也明顯增加，說明在城鎮化發展進程中，經濟隨之得到發展。與此同時，2008—2019 年克拉瑪依市的居民收入不斷提高，城市建成面積、城市道路面積不斷擴大，醫療等公共服務設施不斷完善，人民生活質量得到了提升。

表3 2008—2019 年克拉瑪依市城鎮化與生態環境綜合發展指數及耦合協調度

2008—2019 年克拉瑪依市生態環境綜合發展指數雖然有一定的波動，但總體呈上升趨勢。2010年生態環境綜合指數波動較大，主要是由于工業二氧化硫排放量從2009 年的42 777 t 減少到了2010年的34 224 t，建成區綠化覆蓋率從2009 年的42.6%增加到了2010 年50.68%。因此，2010 年生態環境綜合發展指數較高，但對其總體上升趨勢影響不大?？偟膩碚f，克拉瑪依市生態環境綜合發展指數從2008 年的 0.257 6 上升到 2019 年的 0.734 5，表明克拉瑪依市的生態環境在城鎮化快速發展進程中，不斷改善生態環境、減少工業廢棄物的排放，城市綠地面積、城市生活垃圾及污水的處理率不斷增加，在積極發展城鎮化的過程中保持生態環境的協同發展，注重城鎮化的發展速度并保障發展質量，努力建設國家生態保護區，走可持續發展的新型城鎮化道路。

3.3 城鎮化與生態環境耦合協調度分析

由表 1、表 4 可知，2008—2019 年克拉瑪依市城鎮化與生態環境耦合協調度整體呈上升趨勢，雖然2010 年與2016 年有小幅度下降，但是其總體發展階段是由過渡階段逐步發展為協調發展階段，其耦合度協調發展類型也由2008 年的瀕臨失調型發展為良好耦合協調型，其發展逐步形成良性互動。在研究期內，克拉瑪依市政府在發展城鎮化的過程中注重生態環境的改善，雖然有生態環境系統滯后的時期，但是總體來說，克拉瑪依市城鎮化與生態環境總體上是協同發展的關系。

表4 2008—2019 年克拉瑪依市耦合協調發展情況

2008—2011 年屬于過渡階段。其中，2008—2010 年為瀕臨失調型，2011 年為勉強耦合協調型，2008、2009、2011 年為城鎮化與生態環境系統同步型，2010 年城鎮化系統屬于滯后型。因該階段城鎮化發展水平處于過渡階段，所以城鎮的發展對生態環境帶來的壓力較小，城鎮化系統同步或滯后于生態環境系統。

2012—2019 年屬于協調發展階段。其中，2012—2013 年為初級耦合協調型。2012 年為城鎮化與生態環境系統同步型，2013 年為生態環境系統滯后型。因該階段城鎮化發展水平進入協調發展階段，所以城鎮化與生態環境系統先進入同步期，而后城鎮化發展帶來的生態環境壓力逐步增加，造成生態環境系統滯后。

2014—2017 年為中級耦合協調型。其中，2014—2015 年為生態環境系統滯后型，2016—2017 年進入城鎮化系統與生態環境系統同步型。因該階段城鎮化發展水平進一步提升，克拉瑪依市在發展城鎮化的同時，不忘走綠色發展的道路，不斷改善并提升城市的生態環境，努力建好國家生態保護區。

2018—2019 年為良好耦合協調型。耦合協調度進一步提升，為生態環境系統滯后型。因該階段城鎮化發展水平進一步提高，克拉瑪依市政府認真貫徹落實黨的十九大精神，堅持穩中求進和新發展理念，堅持高質量發展，努力推動克拉瑪依市資源型城市的轉型升級和高質量發展的新型城鎮化道路。

4 小結與討論

4.1 小結

本研究以新疆克拉瑪依市為研究區，采用熵值法和耦合協調度模型，構建克拉瑪依市城鎮化和生態環境的綜合發展水平評價指標，分析2008—2019年克拉瑪依市城鎮化與生態環境耦合協調的關系，為克拉瑪依市探索綠色、包容、和諧的可持續發展新型城鎮化道路提供借鑒和參考。

1）克拉瑪依市城鎮化綜合發展指數從2008 年到2019 年基本保持穩步上升的趨勢。綜合發展指數由0.200 3 上升到0.832 3。而生態環境綜合發展水平雖然略有起伏，其總體發展趨勢也是上升的狀態。綜合來看，2013 年之前城鎮化和生態環境綜合發展指數各有高低，從2013 年起，城鎮化綜合發展指數略高于生態環境綜合發展指數，城鎮化與生態環境處于協同發展的狀態。

2）2008—2019 年克拉瑪依市城鎮化水平和生態環境耦合協調度雖有起伏，但整體呈上升的趨勢。2008—2010 年為瀕臨失調型，2011 年為勉強耦合協調型，2012—2013 年為初級耦合協調型，2014—2017 為中級耦合協調型，2018—2019 年為良好耦合協調型。

3）綜上所述，克拉瑪依市城鎮化和生態環境協調發展水平在研究期間內在呈上升趨勢?？死斠朗性谶^渡階段時，城鎮化水平相對較低，經歷過城鎮化系統相對滯后型，近年來，克拉瑪依市已經進入協調發展階段，城鎮化水平逐漸提高，生態環境系統滯后型時有出現，這就要求克拉瑪依市政府要正確認識城鎮化與生態環境的動態耦合關系，采取適當的城鎮化發展戰略，注重發展速度的同時保證發展質量，要走好綠色發展的道路，走好城鎮化和生態環境協同發展的道路。

4.2 討論

克拉瑪依市地處西北干旱區，其地理位置與資源分布特殊，屬于典型的資源型工業城市［23］。在其城鎮化過程中，更加應該注重推進石油產業發展與生態文明建設相協調發展的政策，堅持解放思想，實事求是。由于其地理位置的特殊性、生態環境的脆弱性等特點，更應該摒棄“先污染后治理”的發展思路，推動城鎮化與生態環境建設協同發展［24-26］。特別是作為資源型城市，更是應該摒棄發展只能依賴資源的單一化的發展道路，向多元化發展。按照和諧發展理論，加快產業結構的調整，走出一條高質量、綠色、和諧、可持續發展的新型城鎮化道路。

由于數據的獲取難度較大，時間相對滯后，不同數據的選取對研究結果也會有所不同。本研究選取了較為適合克拉瑪依市發展的各項指標，這些指標獲取難度相對較小且真實度較高。在以后的研究中可適當延長研究期，選擇其他相關數據，進一步探討城鎮化與生態環境的內在機理。