河南省城市土地集約利用與城市化耦合協(xié)調(diào)性評價

錢宏勝, 岳漢秋, 梁亞紅, 魯 迪

(平頂山學(xué)院 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 河南 平頂山 467001)

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河南省城市土地集約利用與城市化耦合協(xié)調(diào)性評價

錢宏勝, 岳漢秋, 梁亞紅, 魯 迪

(平頂山學(xué)院 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 河南 平頂山 467001)

土地集約利用與城市化耦合協(xié)調(diào)性程度共同影響著城市系統(tǒng)的發(fā)展狀態(tài)，準確把握二者之間的耦合協(xié)調(diào)性時空特征，對制定城市土地利用政策和城市化發(fā)展戰(zhàn)略具有重要的參考價值。在城市土地集約利用和城市化內(nèi)涵解析的基礎(chǔ)上，建立了評價指標體系，以河南省地級市為例，采用2006年、2009年、2012年指標數(shù)據(jù)，運用熵值法和耦合協(xié)調(diào)模型，對城市土地集約利用與城市化耦合協(xié)調(diào)性進行了評價。結(jié)果表明：(1) 城市土地集約利用出現(xiàn)波動，但城市化綜合指數(shù)穩(wěn)步上升，二者之間的相對發(fā)展關(guān)系總體上由超前型向同步型發(fā)展；(2) 城市耦合協(xié)調(diào)度和發(fā)展度均呈上升趨勢，但空間分布特征差異明顯；(3) 城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展階段總體上由拮抗期經(jīng)磨合期向協(xié)調(diào)期發(fā)展。最后，采用2012年數(shù)據(jù)，依據(jù)城市耦合協(xié)調(diào)類型劃分標準，將河南省劃分為4種耦合協(xié)調(diào)類型，即磨合期V、磨合期Ⅵ、協(xié)調(diào)期Ⅷ和協(xié)調(diào)期IX。

土地集約利用; 城市化; 熵值法; 耦合協(xié)調(diào)模型; 河南省

在我國傳統(tǒng)城市化進程中，以大面積圈劃開發(fā)區(qū)或新區(qū)為特征的城鎮(zhèn)用地快速增長現(xiàn)象較為普遍。城市化快速發(fā)展與蔓延式城市空間擴張給我國城市化健康發(fā)展、資源的合理利用與保護以及社會穩(wěn)定等帶來嚴重的危害[1]，我國城鎮(zhèn)用地空間擴張于2001年已經(jīng)進入了無序狀態(tài)或失控狀態(tài)[2]。在新型城市化背景下，隨著工業(yè)化與城市化的推進，城市土地集約利用與城市化耦合協(xié)調(diào)發(fā)展已經(jīng)引起學(xué)者的廣泛關(guān)注[3-8]。實際上，城市土地集約利用與城市化相互作用、相互影響，二者共同決定著系統(tǒng)的發(fā)展狀態(tài)[9]。因此，在新型城市化背景下，探討城市土地集約利用與城市化耦合協(xié)調(diào)性關(guān)系，對于制定科學(xué)的土地政策，加快城市土地利用方式轉(zhuǎn)變，促進城市化健康發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

河南省屬于我國農(nóng)業(yè)大省、人口大省，城市化發(fā)展相對滯后，2013年城市化率為43.8%，低于全國近10個百分點，當前正處于城市化加速發(fā)展期。而在城市土地利用方面，河南省17個地級市全部推進了新區(qū)建設(shè)，總面積達到5 123 km2，其中僅2010年2月—2013年1月，不足3 a先后在河南省17個地級市范圍內(nèi)批準成立了14個省級新區(qū)，總面積達到2 689 km2[10]。鑒于此，本研究試圖對兩者耦合協(xié)調(diào)性進行測度，分析城市耦合協(xié)調(diào)性所處的階段和系統(tǒng)特征，為土地集約利用與城市化發(fā)展提供決策參考。

1　評價方法與數(shù)據(jù)處理

1.1評價指標體系的構(gòu)建

土地集約利用是一個動態(tài)的概念，截至目前尚未建立統(tǒng)一的概念體系，評價指標體系亦有多樣。所謂土地集約利用是指在一定面積土地上，集中投入較多的生產(chǎn)資料和勞動，使用先進的技術(shù)和管理方法，以求在較小面積土地上獲取高額收入的一種土地經(jīng)營方式[11]。其實質(zhì)是以最小的投入獲得較高的產(chǎn)出效益，其中投入包括土地、資金、人力等投入，而產(chǎn)出效益不僅包括經(jīng)濟效益，同時也包括社會效益和生態(tài)環(huán)境效益。投入指標主要指以土地為載體的資金、人力和土地投入，具體指標包括地均固定資產(chǎn)投入、地均單位從業(yè)人員投入、建設(shè)用地占市區(qū)面積比重，而產(chǎn)出指標包括經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)環(huán)境效益方面的指標?；诖?，本研究從土地投入、經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)環(huán)境效益四個方面篩選14個指標，建立城市土地利用集約度評價指標體系(表1)。

城市化是一個農(nóng)業(yè)人口轉(zhuǎn)化為非農(nóng)業(yè)人口、農(nóng)村地域轉(zhuǎn)化為非農(nóng)業(yè)地域、農(nóng)業(yè)活動轉(zhuǎn)化為非農(nóng)業(yè)活動、農(nóng)村生活方式轉(zhuǎn)化為城市生活方式的過程，是人口—經(jīng)濟—社會—空間四位一體的復(fù)合過程。因此，城市化綜合水平指標體系應(yīng)包括人口城市化、空間城市化、經(jīng)濟城市化和社會城市化四個子系統(tǒng)。依據(jù)可比性、可操作性原則，本研究從人口、經(jīng)濟、社會、空間四個方面選取13個指標，建立城市化水平測度指標體系(表1)。

表1　城市土地集約利用與城市化綜合水平評價指標體系

1.2數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

本研究數(shù)據(jù)均來源于2007年、2010年、2013年的《中國城市統(tǒng)計年鑒》。因濟源市的數(shù)據(jù)難以獲取，本研究僅以河南省17個地級市為研究對象。同時，為消除指標數(shù)據(jù)量綱和指標正負向的影響，需要對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理。為使新數(shù)據(jù)映射到[0.000 1，1]區(qū)間內(nèi)，形成新的數(shù)據(jù)列，可采用以下公式進行數(shù)據(jù)預(yù)處理[12]：

正向指標，即當指標數(shù)據(jù)越大越好時：

(1)

負向指標，即當指標數(shù)據(jù)越小越好時：

(2)

1.3評價指標權(quán)重的確定

指標權(quán)重的確定方法有很多，如層次分析法、主成分分析法、變異系數(shù)法、熵值法等，其中層次分析法具有一定的主觀性，其他方法均基于數(shù)據(jù)本身而得出權(quán)重，具有一定客觀性，但這些方法并沒有太大的區(qū)別，本研究選取熵值法[13]。其計算步驟如下：(1) 計算第j項指標熵值ej：

(3)

(2) 計算第j項指標的差異系數(shù)gj：

gj=1-ej

(4)

(3) 差異系數(shù)歸一化處理，計算第j項指標權(quán)重wj：

(5)

從指標權(quán)重運算的結(jié)果看(表1)，土地利用集約度評價指標中生態(tài)環(huán)境效益、經(jīng)濟效益的權(quán)重較大，社會效益權(quán)重相對較低，該結(jié)果也比較符合當前我國土地集約利用社會效益低的現(xiàn)實情況。而從城市化水平的指標權(quán)重看，社會城市化、空間城市化的權(quán)重相對較大，而經(jīng)濟城市化、人口城市化的權(quán)重相對較低。在新型城市化背景下，城市化更加注重發(fā)展質(zhì)量，突出以人為本，和諧社會為方向，該結(jié)果亦符合我國新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展方向。

2　城市土地利用集約度與城市化水平綜合指數(shù)

將上述預(yù)處理數(shù)據(jù)代入公式(6)，得到城市土地利用集約度Ui和城市化水平Si綜合指數(shù)，再將計算得到的Ui和Si值代入公式(7) ，可得到城市土地集約利用與城市化水平相對發(fā)展情況，即相對發(fā)展度(表2)。

(6)

Ei=Ui/Si

(7)

表2　河南省城市土地利用集約度與城市化綜合水平

從城市土地利用集約度看(表2)，河南省城市土地集約利用水平總體上呈下降趨勢，且在時序上呈現(xiàn)波動特征。2006—2012年間，河南省17個地級城市中15個城市土地利用集約度處于“V”形波動狀態(tài)，許昌的城市土地利用集約度穩(wěn)步提升，而周口的城市土地利用集約度處于持續(xù)下降狀態(tài)。2012年，許昌、鄭州、新鄉(xiāng)3市的土地利用集約度高出2006年的水平，其他城市土地利用集約度均低于2006年水平。究其原因，新城區(qū)用地擴展可能是導(dǎo)致土地利用集約化水平暫時下降的主要原因。

從城市化水平綜合指數(shù)看，河南省城市化水平穩(wěn)步提高，17個地級城市中城市化水平均處于穩(wěn)步提升狀態(tài)。從城市化水平提升幅度空間分布看，存在顯著的空間差異，2006—2012年間，提升幅度較大的前3位城市分別是三門峽(0.257)、許昌(0.215)、新鄉(xiāng)(0.185)，提升幅度小于0.100的城市主要集中在豫北地區(qū)的鶴壁(0.066)、濮陽(0.077)，以及黃淮四市中的商丘(0.074)、駐馬店(0.076)、信陽(0.082)。

從城市土地集約利用與城市化水平相對發(fā)展關(guān)系來看，城市相對發(fā)展度介于0.657至3.437之間，且總體上處于下降趨勢，主要是城市土地利用集約度總體下降和城市化水平穩(wěn)步提升的原因形成的。為了進一步分析兩者之間的相對發(fā)展關(guān)系，這里采用劉浩等的相對發(fā)展度類型劃分方法[14]，即可將相對發(fā)展度劃分為三種類型，即滯后型，Ei≤0.8，城市土地集約利用滯后于城市化發(fā)展；同步型，0.8

3　耦合協(xié)調(diào)性評價與分析

3.1耦合協(xié)調(diào)性評價模型

(1) 耦合協(xié)調(diào)度。耦合協(xié)調(diào)度模型被用來描述城市土地集約利用與城市化相互作用的影響程度，耦合協(xié)調(diào)程度決定了系統(tǒng)穩(wěn)定情況。耦合協(xié)調(diào)度模型公式[14]：

(7)

式中：C——土地集約利用與城市化水平的耦合度協(xié)調(diào)度系數(shù)，其取值區(qū)間為[0，1]；a，b——待定系數(shù)，a+b=1；k——調(diào)節(jié)系數(shù)，k取值區(qū)間為[2,8]。在本研究中土地集約利用與城市化發(fā)展同等重要，即待定系數(shù)a=b，并選定調(diào)節(jié)系數(shù)k=5。

(2) 耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度。耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度是城市或區(qū)域耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平的指標，更多適用于多地域的空間比較研究，也適用于某一地域空間的縱向比較。其評價模型公式為：

(8)

式中：D——耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度系數(shù)，D值的大小反映耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平的高低。

3.2耦合協(xié)調(diào)性分析

(1) 耦合協(xié)調(diào)度。耦合協(xié)調(diào)度評價結(jié)果顯示(表3)，河南省城市耦合協(xié)調(diào)度總體上處于上升趨勢。2006年，88%的城市耦合協(xié)調(diào)度在0.800以下，其中最低的是信陽0.166，耦合協(xié)調(diào)度在0.900以上的僅有鄭州，說明河南省城市耦合協(xié)調(diào)度總體處于較低水平。但2009年、2012年，94%的城市耦合協(xié)調(diào)度在0.800以上，而2009年、2012年城市耦合協(xié)調(diào)度在0.900以上的城市分別占59%，76%，2012年耦合協(xié)調(diào)度最低的城市是濮陽(0.764)，最高的城市是新鄉(xiāng)(0.999)。

(2) 耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度。從時序變化看(表3)，河南省城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度總體上呈現(xiàn)上升趨勢。2006年、2009年、2012年的城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度平均值分別為0.376，0.511，0.575。同時，從各城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度變化看，除焦作外，河南省其他地級城市的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度均穩(wěn)步上升。但城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度提升的幅度具有明顯的差異，對比2006年、2012年的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，提升幅度較大的前5位城市為南陽(0.294)、許昌(0.268)、漯河(0.266)、信陽(0.260)、三門峽(0.257)，提升幅度最小的5位城市為鄭州(0.082)、焦作(0.088)、開封(0.127)、鶴壁(0.129)、洛陽(0.166)。

從空間分布特征看，2012年城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度分布存在明顯的空間差異(圖1)?？傮w而言，河南省西部地區(qū)城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度比東部地區(qū)高，北部地區(qū)的城市比南部地區(qū)高。最具顯著的特征是形成了以鄭州為中心，呈“十”字形的高值區(qū)，即新鄉(xiāng)—鄭州—許昌、三門峽—洛陽—鄭州—開封，且鄭州的耦合協(xié)調(diào)度值最高(0.736)；同時，在豫北地區(qū)和中原城市群地區(qū)形成了兩個耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的“塌陷區(qū)”，其為鶴壁(0.485)、漯河(0.492)；其次較低的城市為駐馬店(0.495)、信陽(0.498)、商丘(0.502)、濮陽(0.498)等黃淮地區(qū)或河南東部省際邊緣區(qū)。

表3　河南省城市耦合協(xié)調(diào)性評價結(jié)果

圖1 2012年河南省城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展空間差異比較圖22012年河南省城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展類型空間分布

(3) 耦合協(xié)調(diào)類型。根據(jù)測算的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度(D)和相對發(fā)展度(E)(表2，表3)，參考國內(nèi)學(xué)者的城市土地集約利用與城市化耦合協(xié)調(diào)發(fā)展類型劃分標準[14]，可將城市土地集約利用與城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展劃分為：拮抗期、磨合期與協(xié)調(diào)期，并根據(jù)相對發(fā)展度(E)又將每階段進一步細分為3種亞類型，共計9種類型(表4)。2006年，河南省處于拮抗期的城市數(shù)，以及2009年和2012年處在磨合期的城市數(shù)，占城市總數(shù)的比值分別為71%，82%，71%，表明：2006年，河南省城市總體上處于拮抗期，而2009年和2012年城市總體上處于磨合期。進一步考察2012年的城市耦合協(xié)調(diào)類型發(fā)現(xiàn)，河南省城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展類型有4種，即磨合期V、磨合期Ⅵ、協(xié)調(diào)期Ⅷ和協(xié)調(diào)期IX，其對應(yīng)的城市個數(shù)分別為6，6，4，1個。整體態(tài)勢上，河南省近59%的城市土地集約利用與城市化系統(tǒng)處于優(yōu)化狀態(tài)；而41%以上的城市土地集約利用超前于城市化發(fā)展。通過以上分析，不難得出過去河南省地級城市拓展城市用地，進行新區(qū)建設(shè)，有其自身城市化發(fā)展的內(nèi)在需求。

從城市耦合協(xié)調(diào)類型空間分布看(圖2)，2012年，河南省協(xié)調(diào)期Ⅸ型城市只有許昌；協(xié)調(diào)期Ⅷ型城市包括鄭州、洛陽、新鄉(xiāng)、三門峽。處于協(xié)調(diào)期發(fā)展階段的城市分布在河南中原城市群地區(qū)和豫西地區(qū)。然而，處于磨合期V的城市空間分布相對較為分散，在豫北的焦作和安陽、豫東的商丘和周口、中原城市群的開封和平頂山均有分布；處于磨合期Ⅵ的城市呈連片分布，集中分布在豫南的駐馬店和信陽，以及豫西南的南陽。

表4　2012年城市土地集約利用與城市化耦合協(xié)調(diào)發(fā)展類型劃分

4　結(jié)論與討論

(1) 由于受新城區(qū)建設(shè)的影響，河南省城市土地利用集約度波動明顯，而城市化綜合水平穩(wěn)步提升，城市土地集約利用與城市化的關(guān)系總體上由超前型向同步型發(fā)展。

(2) 從時序變化看，城市耦合協(xié)調(diào)度由低水平向高水平演進趨勢顯著；同時，城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度總體上呈現(xiàn)上升趨勢；城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展階段總體上由拮抗期經(jīng)磨合期向協(xié)調(diào)期發(fā)展。

(3) 從空間特征看，城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度表現(xiàn)出顯著的空間特征，2012年，河南省形成了以鄭州為中心，呈“十”字形的高值區(qū)，即新鄉(xiāng)—鄭州—許昌、三門峽—洛陽—鄭州—開封；同時，在豫北地區(qū)和中原城市群地區(qū)形成了兩個耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的“塌陷區(qū)”。城市類型分布上亦表現(xiàn)出明顯的空間特點，如處于協(xié)調(diào)發(fā)展期的城市連片分布在中原城市群地區(qū)和豫西地區(qū)，而處于磨合期城市分布相對較為分散。

(4) 在城市推進新城區(qū)建設(shè)的背景下，城市土地集約利用與城市化耦合協(xié)調(diào)性變化較為頻繁。通過對城市耦合協(xié)調(diào)性研究可以進一步認識城市土地集約利用與城市化發(fā)展的總體特征，為制定城市發(fā)展戰(zhàn)略提供決策依據(jù)。但由于受指標數(shù)據(jù)獲取難度的影響，本研究在選取評價指標時有所取舍，因此，評價指標體系尚待進一步探討。

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Evaluation on Urban Coupled Coordination Between Intensive Land Use and Urbanization in He′nan Province

QIAN Hongsheng, YUE Hanqiu, LIANG Yahong, LU Di

(College of Resource and Environment Science, Pingdingshan University, Pingdingshan 467001, China)

The coupled coordination degree of land intensive utilization and urbanization always influences the development of urban system, so it is very important to grasp the coupled coordination characteristics of the two aspects. Based on the relation between intensive land use and urbanization, the evaluation index system of intensive land use and urbanization was established for prefecture-level cities in He′nan Province. Entropy value method and coupling coordination model were used to analyze index extracted from the data of the years of 2006, 2009 and 2012, and the coupled coordination between intensive land use and urbanization was evaluated. The results showed that: (1) the fluctuation change of intensive urban land utilization was obvious, but the urbanization comprehensive index was steadily rising, the intensive use of urban land, which previously preceeded the development of urbanization, was recently synchronized with urbanization; (2) the overall urban coupled coordination degree and development level rose with obvious differences between areas; (3) urban areas in He′nan Province had experienced three stages, namely, the antagonism, the running in period and the coordination period. Finally, according to the criterion defined for the coupled coordination types, cities in He′nan Province were divided into four types such as initiation V, initiation Ⅵ, coordinated stage Ⅷ, and coordinated stage IX.

intensive land use; urbanization; entropy value method; coupled coordination model; He′nan Province

2015-03-29

2015-05-10

河南省科技廳科技攻關(guān)課題(132102310126);平頂山學(xué)院省級重點學(xué)科生態(tài)學(xué)資助項目;平頂山學(xué)院校級重點學(xué)科自然地理學(xué)資助項目

錢宏勝(1980—),男,河南息縣人,講師,碩士,主要從事城市與區(qū)域規(guī)劃研究。E-mail:qhsheng2009@163.com

梁亞紅(1964—),女,廣西柳州人,教授,主要從事區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究。E-mail:yhliang6428@163.com

K902

A

1005-3409(2015)04-0348-06