耦合協(xié)調(diào)視角下城市土地利用效益與城市化研究
——以廈門市和深圳市為例

馮桂英,陳松林

(1.濕潤亞熱帶山地生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地; 2.福建師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院,福建 福州 350007)

耦合協(xié)調(diào)視角下城市土地利用效益與城市化研究
——以廈門市和深圳市為例

馮桂英1,陳松林2

(1.濕潤亞熱帶山地生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地; 2.福建師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院,福建 福州 350007)

以廈門市和深圳市為例,從社會——經(jīng)濟(jì)——生態(tài)環(huán)境等角度構(gòu)建城市土地利用效益與城市化水平評價指標(biāo)體系,運(yùn)用功效系數(shù)法和層次分析法計算其指標(biāo)權(quán)重,并基于城市土地利用效益與城市化的交互耦合機(jī)制,建立兩者之間的耦合協(xié)調(diào)模型,以期探尋最早經(jīng)濟(jì)特區(qū)2000-2012年城市土地利用效益與城市化的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r．結(jié)果表明:在2000-2012年,城市土地利用效益與城市化的耦合度和耦合協(xié)調(diào)度主要表現(xiàn)為廈門市和深圳市均處于較高水平,且深圳市一直高于廈門市;另外,基于相對發(fā)展?fàn)顟B(tài),廈門市和深圳市均存在滯后型、同步型和超前型,呈現(xiàn)不穩(wěn)定發(fā)展趨勢．

城市土地利用效益;城市化;耦合協(xié)調(diào)性分析;廈門市;深圳市

城市土地利用效益是眾多學(xué)者關(guān)注的研究課題,從宏觀、中觀、微觀闡述城市土地利用效益的內(nèi)涵、評價指標(biāo)體系構(gòu)建與評價方法、時空差異等方面,取得豐富成果[1-6]．中國城市化進(jìn)程的快速發(fā)展,使得提高城市土地利用效益成為緩解城市土地供需矛盾的重要途徑,因此,開展研究中國城市土地利用效益與城市化協(xié)調(diào)發(fā)展尤為迫切．如今,直接以城市土地利用效益與城市化關(guān)系為研究的論文較少,但兩者間關(guān)系也一直是專家研究的重點(diǎn)領(lǐng)域．除城市土地利用效益評價,土地集約利用、土地利用社會、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益動態(tài)耦合研究、城市化與生態(tài)環(huán)境演化協(xié)調(diào)發(fā)展研究等也為城市土地利用效益與城市化研究奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)．

設(shè)立并發(fā)展經(jīng)濟(jì)特區(qū)是中國發(fā)展史上重要舉措,改革開放30多年以來,特區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會建設(shè)發(fā)展已贏得斐然的成就,特別以緊挨香港的深圳市和鄰近臺灣的廈門市這兩個特區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展最具代表性,它們是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要載體,土地利用強(qiáng)度大,城市化發(fā)展迅速．廈門市和深圳市雖在建立特區(qū)之初均享受關(guān)于包括吸引外資、稅率、外匯體制等更為寬松更為優(yōu)惠的中央政策,但在利用程度上,加上特區(qū)特色政策制定上的區(qū)別,使其在發(fā)展過程中有所差異;雖都屬中國東南沿海發(fā)達(dá)城市,但深圳與香港毗鄰、廈門與臺灣鄰近,各自的經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)也不同等,這些因素必將引起廈門市和深圳市土地利用效益與城市化發(fā)展進(jìn)程存在耦合協(xié)調(diào)差異．因此,本研究試圖以廈門市和深圳市為重點(diǎn)案例分析區(qū),在解析城市土地利用效益、城市化概念及其耦合關(guān)系的基礎(chǔ)上,基于統(tǒng)計資料,測算并探討最早經(jīng)濟(jì)特區(qū)2000-2012年城市土地利用效益與城市化的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展演化機(jī)制．

1 理論基礎(chǔ)

1.1 城市土地利用效益

城市土地利用效益是以符合城市總體規(guī)劃、土地利用規(guī)劃等為原則,通過增加投入、合理投放配置土地數(shù)量,改善土地利用空間結(jié)構(gòu)布局,以挖掘用地潛力,節(jié)約有效利用土地資源的一種提高土地利用效益新途徑．本研究將城市土地利用效益定義為:單位土地面積投入在不同時段和不同區(qū)域內(nèi)消耗在城市社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境效益等各方面實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)出物質(zhì)及有效成果,涉及社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益．社會效益是指對社會需求的滿意程度及其對社會的影響;經(jīng)濟(jì)效益是指土地投入的產(chǎn)出率;生態(tài)環(huán)境效益是指生態(tài)環(huán)境質(zhì)量方面及對區(qū)域生態(tài)平衡的維持度[2,3,7]．

1.2 城市化

城市化是指人口逐漸往城市集中,農(nóng)業(yè)人口變?yōu)榉寝r(nóng)業(yè)人口、非農(nóng)業(yè)活動代替農(nóng)業(yè)活動、農(nóng)村地區(qū)逐漸與城市地區(qū)融為一體,城市生活理念、方式等逐步向農(nóng)村推廣、滲入和影響的過程．基于這種認(rèn)識,城市化不僅僅是社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市人口和城市數(shù)量的增加,也涵蓋城市復(fù)雜的空間形態(tài)變化及進(jìn)一步社會化、資源集約化,可將城市化過程概況為人口城市化、經(jīng)濟(jì)城市化、社會城市化和空間城市化4個維度．人口城市化是人類進(jìn)步必然經(jīng)歷的一個過程,在一定程度上反映了人口素質(zhì)的提高,主要表現(xiàn)在人口向城市集中、非城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诒戎販p少的動態(tài)過程,有利于集聚生產(chǎn),但資源消耗加快;經(jīng)濟(jì)城市化主要指經(jīng)濟(jì)活動轉(zhuǎn)變,即農(nóng)業(yè)活動向非農(nóng)業(yè)活動開展的運(yùn)行軌跡,還有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級;社會城市化是城市化進(jìn)程中最高的層次,主要表現(xiàn)在改變農(nóng)村地區(qū)的思想觀念,城市生活方式、價值、文明等成為主體,并不斷沖擊農(nóng)村;空間城市化則是指城市數(shù)量的增加及其規(guī)模的擴(kuò)大,城市用地需求量迅速增長,特別是建設(shè)用地,必然引起城市土地資源的緊張稀缺[8-9]．

1.3 城市土地利用效益與城市化的耦合關(guān)系

城市土地是城市生活、生產(chǎn)、交通等活動的物質(zhì)載體,其供需矛盾成為城市化發(fā)展的一大瓶頸,與城市化同存,故城市土地利用效益的高低直接關(guān)系到一個地區(qū)的興衰成敗,維持適當(dāng)比例的各用地指標(biāo)比例適,將有限城市用地指標(biāo)用到最適宜的區(qū)域,規(guī)劃有條不紊的城市功能區(qū),充分利用后備資源開發(fā)空間及竭力提高土地利用效益才能使城市得以可持續(xù)發(fā)展．城市土地利用效益與城市化相互影響、相互制約,城市化的合理有序能提高城市土地利用效益,城市土地利用效益的提高又將有效推動城市化可持續(xù)發(fā)展,它們之間存在著天然的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系,正確合理處理兩者在不同時期的關(guān)系變得極其重要[6,9-11]．

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)無量綱化

本研究運(yùn)用功效系數(shù)法對指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,它是依據(jù)多目標(biāo)規(guī)劃原理,確定各個評價指標(biāo)的滿意值和不允許值,將滿意值定為上限,不允許值定為下限[12]．參考2008 年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部修訂的《中國人居環(huán)境獎參考指標(biāo)體系定量指標(biāo)》,建成區(qū)綠化覆蓋率、城市人均道路面積、萬人擁有公共汽車數(shù)量的滿意值可確定,對于其他指標(biāo),則按研究時段內(nèi)的最大、最小值確定為正功效指標(biāo)滿意值和不允許值．

(1)

式中,di為第i個指標(biāo)的功效系數(shù);Xi為第i個指標(biāo)的實(shí)際數(shù)值;ai和bi分別為第i個指標(biāo)的滿意數(shù)值和不允許數(shù)值．

2.2 確定指標(biāo)權(quán)重

城市土地利用效益與城市化綜合評價指標(biāo)體系是個多層次多因素評價體系,本研究采用層次分析法來確定指標(biāo)權(quán)重．APH是一種定性與定量分析相結(jié)合的多目標(biāo)決策分析方法,用1-9標(biāo)度法建立比較判斷矩陣,并計算各層次的單排序、總排序,最后需對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)[13]．

2.3 評價模型

耦合度是指系統(tǒng)之間作用強(qiáng)度的大小,不分好壞,是度量系統(tǒng)走向有序機(jī)理的協(xié)同作用的一種方式．在本研究中指城市土地利用效益與城市化在耦合空間邏輯上相互依存、促進(jìn)發(fā)展的正向相關(guān)程度．耦合協(xié)調(diào)度則是衡量系統(tǒng)之間或系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間協(xié)調(diào)程度的定量指標(biāo),對于城市土地利用效益和城市化,則是判定兩者在耦合時間邏輯上發(fā)展?fàn)顩r的重要指標(biāo)．本研究參考張明斗、莫冬燕[14]的城市土地利用效益與城市化的耦合協(xié)調(diào)評價模型,依據(jù)數(shù)據(jù)可獲取性原則,構(gòu)建耦合度和耦合協(xié)調(diào)度模型．

2.3.1 綜合評價指數(shù)

計算綜合評價指數(shù)的函數(shù)為:

(2)

式中,wi為第i個評價指標(biāo)的權(quán)重;di為第i個指標(biāo)的功效系數(shù)值．

2.3.2 耦合度評價模型

設(shè)C為城市土地利用效益與城市化水平的耦合度,U1、U2則是城市土地利用效益和城市化的綜合指數(shù)．本研究根據(jù)物理學(xué)上的容量耦合系數(shù)模型,將城市土地利用效益與城市化看作一個整體,構(gòu)建了城市土地利用效益與城市化的耦合模型．

(3)

參考已有相關(guān)文獻(xiàn),結(jié)合所求耦合度的大小,將城市土地利用效益與城市化耦合度劃分為:0

2.3.3 協(xié)調(diào)度評價模型

耦合度能有效衡量系統(tǒng)間耦合強(qiáng)度大小,但在研究空間上難以評價其耦合協(xié)調(diào)發(fā)展等級,因此,本研究用協(xié)調(diào)發(fā)展度來評價兩系統(tǒng)之間的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平．

(4)

其中,D表示為耦合協(xié)調(diào)程度;T為兩者間綜合協(xié)調(diào)指數(shù),以城市經(jīng)濟(jì)社會和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展思想為原則,將城市土地利用效益與城市化看成同一水平線上,因此,α=β=0.5．

2.3.4 相對發(fā)展度模型

協(xié)調(diào)發(fā)展度模型難以評價雙方相對發(fā)展?fàn)顩r,故采用相對發(fā)展度模型[9]來計算城市土地利用效益與城市化的相對發(fā)展度F,即F=U1/U2．

(5)

2.4 耦合協(xié)調(diào)發(fā)展階段

本研究將耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度納入到研究城市土地利用效益與城市化發(fā)展的層面上,并參考城市土地利用效益與城市化的耦合協(xié)調(diào)分類標(biāo)準(zhǔn)[9,15],可將其分為三大階段:拮抗階段、磨合階段與協(xié)調(diào)階段．城市土地利用效益與城市化的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展內(nèi)涵表明在實(shí)際中難以實(shí)現(xiàn)城市土地利用效益和城市化是同步優(yōu)化發(fā)展,故本研究設(shè)當(dāng)0≤F<0.8時,城市土地利用效益滯后于城市化水平,城市土地趨于粗放式開發(fā)經(jīng)營;當(dāng)0.8≤F<1.2,城市土地利用效益與城市化處于同步優(yōu)化階段,彼此促進(jìn)、推動;當(dāng)1.2≤F,則表明城市土地利用效益超前于城市化水平,城市土地開發(fā)利用過度．綜上所述,城市土地利用效益與城市化的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r分為3大階段9個類型見表1．

表1 城市土地利用效益與城市化的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展階段類型

3 實(shí)證分析

3.1 數(shù)據(jù)來源

受限于數(shù)據(jù)可獲取性,本研究僅選取5個年份(2000年、2003年、2006年、2008年、2012年)的廈門市和深圳市為研究對象,數(shù)據(jù)來源于廈門經(jīng)濟(jì)特區(qū)統(tǒng)計年鑒、深圳統(tǒng)計年鑒、中國城市統(tǒng)計年鑒等．

3.2 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

由于全國區(qū)域土地資源稟賦、主體功能區(qū)位和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差異,一套統(tǒng)一普遍適用于全國的評價指標(biāo)體系很難形成．本研究據(jù)城市土地利用效益與城市化的理論基礎(chǔ)及其交互性,結(jié)合廈門市和深圳市自身土地利用城市化特征,基于數(shù)據(jù)可獲取性、科學(xué)性、全面性、代表性和前瞻性等原則,建立如表1所示的指標(biāo)體系并計算其權(quán)重．

表2 城市土地利用效益與城市化綜合評價指標(biāo)體系

3.3 評價結(jié)果

根據(jù)公式(3)、(4)、(5)計算出城市土地利用效益與城市化的耦合度及兩個子系統(tǒng)之間的耦合協(xié)調(diào)度和相對發(fā)展度(表3)．為了更為直觀地觀察對比廈門市和深圳市的城市土地利用效益與城市化耦合度及其耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的變化趨勢,根據(jù)表3中所得數(shù)據(jù)做出城市土地利用效益與城市化耦合演化態(tài)勢圖(見圖1)．

表3 城市土地利用效益與城市化耦合度、耦合協(xié)調(diào)度和相對發(fā)展度

4 結(jié)果分析

4.1 城市土地利用效益分析

將廈門市和深圳市的土地利用效益耦合協(xié)調(diào)度分值作算術(shù)平均(0.535 1,0.584 3),以此作為現(xiàn)階段兩城市土地利用效益的平均值,可知2000-2012年間,廈門市和深圳市的土地利用效益均較高,但深圳市高出廈門市．從地理位置上看,兩者均處于中國東南沿海,但深圳市一開始就緊抓“經(jīng)濟(jì)特區(qū)”這一重大契機(jī),充分發(fā)揮位于珠江三角洲發(fā)達(dá)地帶,毗鄰香港、澳門這一區(qū)位優(yōu)勢,其積攢的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)比廈門市雄厚,且在城市化發(fā)展過程中,深圳市比廈門市更加注重“重內(nèi)部挖潛,輕外延擴(kuò)張”的發(fā)展模式,使得尚有土地效益增長空間得到較高程度的提升,從而加快“經(jīng)營城市”理念與城市發(fā)展融為一體的步伐,促進(jìn)城市的健康可持續(xù)發(fā)展．

圖1 城市土地利用效益與城市化耦合演化態(tài)勢

4.2 耦合度與耦合協(xié)調(diào)度分析

從表3可看出,2000-2012年間,廈門市和深圳市土地利用效益與城市化耦合度均處于0.3～0.7之間,屬于中度耦合類型,但兩者之間仍存在差異．由圖1可看出,廈門市的土地利用效益與城市化耦合度變化幅度相對于深圳市的大,特別是2000-2006年期間;而深圳市城市土地利用效益與城市化耦合度以2006年為分水嶺,處于先上升后下降的狀態(tài)．需要說明一點(diǎn):在過去13年里,從所收集得到的原始數(shù)據(jù)可以清楚地顯示,城市土地利用效益與城市化都以較快的速度發(fā)展,但由于各指標(biāo)發(fā)展速率基本相同,出現(xiàn)系統(tǒng)之間耦合度變化不大的現(xiàn)象．

與耦合度相比,城市土地利用效益與城市化之間的耦合協(xié)調(diào)度均有明顯變化趨勢,廈門市由拮抗階段發(fā)展為協(xié)調(diào)階段,即從2000年的0.435 5發(fā)展到2012年的0.675 1,廈門市進(jìn)入經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展階段,經(jīng)濟(jì)發(fā)展對土地的需求與土地的有限供給矛盾非常敏感,短期內(nèi)無法得到緩解,使得城市土地利用效益與城市化在空間上起先處于拮抗階段,且2003年為最低,主要是因?yàn)?003年廈門市招商引資面臨著伊拉克戰(zhàn)爭、“非典”、限電等不利因素的影響,廈門市又是一個外向型經(jīng)濟(jì)程度較高的城市,因此嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展勢頭．深圳市的耦合協(xié)調(diào)度從2000年的0.485 1發(fā)展到2012年的0.652 3,呈波動上升趨勢,較廈門市緩慢變化,由磨合階段發(fā)展為協(xié)調(diào)階段,說明深圳市建立“經(jīng)濟(jì)特區(qū)”以來,將國家傾斜性政策與區(qū)域特色政策有機(jī)結(jié)合,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)較快速發(fā)展,以全面提高城市土地利用效益為目標(biāo),將經(jīng)濟(jì)增長所帶來的良好效益更多的投入到社會、生態(tài)、環(huán)境方面,從而使得深圳市城市化與城市土地利用效益較早的進(jìn)入良性互動關(guān)系．

4.3 相對發(fā)展度分析

根據(jù)表1和表3,基于城市土地利用效益與城市化的相對發(fā)展?fàn)顟B(tài),研究期間廈門市和深圳市的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展等級均有滯后發(fā)展?fàn)顟B(tài)、同步發(fā)展?fàn)顟B(tài)與超前發(fā)展?fàn)顟B(tài)．2000年和2003年,廈門市和深圳市處于超前發(fā)展階段中的Ⅲ類和Ⅵ類;2006年,廈門市處于超前發(fā)展階段Ⅵ類,而深圳市處于同步發(fā)展階段Ⅴ類;2008年,廈門市處于同步發(fā)展階段Ⅴ類,而深圳市處于滯后發(fā)展階段Ⅳ類;2012年,廈門市和深圳市均處于滯后發(fā)展階段Ⅶ類．隨著城市化的發(fā)展,城市土地利用呈現(xiàn)粗放利用,以“攤大餅”式擴(kuò)張,而不是注重內(nèi)涵挖潛以提高土地集約利用來提升城市化水平．在以GDP為政績考核的時效體制下,城市往往忽略生態(tài)效益和環(huán)境效益,導(dǎo)致城市生態(tài)環(huán)境受到影響,同時本研究在指標(biāo)選取時將生態(tài)因子和環(huán)境因子也重點(diǎn)考慮,從而降低城市土地利用的整體效益．

5 結(jié)語

通過耦合協(xié)調(diào)度模型與相對發(fā)展度模型對最具代表性的特區(qū)廈門市和深圳市的土地利用效益與城市化耦合協(xié)調(diào)發(fā)展進(jìn)行實(shí)證研究表明:廈門市和深圳市的土地利用效益與城市化的耦合度和耦合協(xié)調(diào)度總體均處于較高水平,且深圳市一直高于廈門市,說明城市土地利用效益的高低影響著城市化水平,區(qū)域城市化水平與城市土地利用效益在空間上存在較強(qiáng)的對應(yīng)關(guān)系;但在相對發(fā)展速度上,均存在滯后型、同步型和超前型,呈現(xiàn)不穩(wěn)定發(fā)展趨勢,廈門市和深圳市今后應(yīng)注重提高城市土地利用效益與城市化的質(zhì)量．

廈門市和深圳市都以“經(jīng)濟(jì)特區(qū)”為契機(jī),大力發(fā)展社會經(jīng)濟(jì)．廈門市已從昔日落后的海防小城建設(shè)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、和諧文明的現(xiàn)代化都市,由海島型向海灣型及生態(tài)型城市發(fā)展．深圳市也已從傳統(tǒng)漁耕為主的邊陲小鎮(zhèn)發(fā)展成為無農(nóng)村、少有農(nóng)業(yè)的高度快速城市化地區(qū)．在今后的發(fā)展中,應(yīng)嚴(yán)格控制人口迅猛增長,優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)布局,促進(jìn)各產(chǎn)業(yè)的升級;開源節(jié)流,加大土地整理、整治力度,盤活城市建設(shè)用地存量,特別需要加大生態(tài)環(huán)保投入,提高工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率、生活污水處理率等,提高城市的宜居性,以增強(qiáng)深圳市和廈門市城市競爭力;應(yīng)注重土地集約節(jié)約利用,提高區(qū)域生產(chǎn)力,逐漸縮小廈門市島外與島內(nèi)、深圳市特區(qū)外和特區(qū)內(nèi)的差距,將經(jīng)濟(jì)特區(qū)建設(shè)得更快更好,從而帶動周邊欠發(fā)達(dá)地區(qū)和中西部的發(fā)展．

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A Research on the Urban Land Use Benefit and Urbanization by the Perspective of Coupling Coordination——A Case Study of Xiamen and Shenzhen

Feng Guiying1, Chen Songlin2

(1.State Key Laboratory Breeding Base of Humid Subtropical Mountain Ecology;2. College of Geographical Sciences,Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China)

To take Xiamen and Shenzhen City as the research object,the study established a set of evaluation index system in urban land use benefits and urbanization from social,economic, and ecological environment and so on, used the efficacy coefficient method and analytic hierarchy process to calculate the index weight, based on the interaction coupling mechanism between land use benefit and urbanization, then set up the degree model of harmonious development between them to explore the earliest Special Economic Zones 2000-2012 urban land use benefit and urbanization coupled coordinated development. The result showed that from 2000 to 2012, the coupling degree and the coupled coordinated degree in Xiamen City and Shenzhen City are both at a higher level and Shenzhen,s always have been higher than Xiamen,s.What’s more, based on its relative state of development, there are synchronized development, statues in delay and in advance in Xiamen city and Shenzhen City, it presents an unstable development trend.

urban land use benefit;urbanization;coupling coordination analysis;Xiamen City;Shenzhen City

2014-11-22

福建省科技重大專項(xiàng)(2012NZ0002-1-5)；福建省公益類研究院所科技項(xiàng)目(K3-297)；福建省屬高?？萍紝ｍ?xiàng)計劃(JK2010009)．

馮桂英(1990-),女,福建龍巖人,碩士,主要從事土地利用評價研究.

1672-2027(2015)01-0070-06

F301

A