基于離散系數(shù)協(xié)調(diào)度的河西走廊城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境關(guān)系評價(jià)

摘 要：在回顧已有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建離散系數(shù)最小化協(xié)調(diào)度模型，對河西走廊地區(qū)城鎮(zhèn)化系統(tǒng)與資源環(huán)境系統(tǒng)之間的耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行動(dòng)態(tài)評價(jià)。結(jié)果表明城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境之間的協(xié)調(diào)是一種狀態(tài)，處于連續(xù)不斷的變化之中，必須依據(jù)河西走廊不同地區(qū)城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境之間的協(xié)調(diào)程度及各城市發(fā)展的優(yōu)勢與特點(diǎn)，分別選取適合它們發(fā)展的城鎮(zhèn)化發(fā)展模式。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)化 資源環(huán)境 協(xié)調(diào)度評價(jià) 河西走廊

2000年以來甘肅河西走廊地區(qū)的城鎮(zhèn)化水平和資源環(huán)境壓力大致呈現(xiàn)先負(fù)相關(guān)再正相關(guān)的關(guān)系，河西走廊地區(qū)在城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不同階段，城鎮(zhèn)化水平與資源環(huán)境之間的相互作用與搭配關(guān)系究竟是怎樣的？兩個(gè)系統(tǒng)之間是否能夠達(dá)到相互促進(jìn)、協(xié)調(diào)共榮的理想狀態(tài)？本文基于離散系數(shù)協(xié)調(diào)度分析方法展開研究。

一、城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境協(xié)調(diào)度概述

協(xié)調(diào)的本意是“和諧一致、配合得當(dāng)、良性循環(huán)”，是兩個(gè)或兩個(gè)以上系統(tǒng)或系統(tǒng)要素之間一種良性的相互關(guān)系。協(xié)調(diào)發(fā)展強(qiáng)調(diào)的是一種整體性、綜合發(fā)展的狀態(tài)和過程。從理論上說，城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境通常會(huì)經(jīng)歷從不協(xié)調(diào)到較協(xié)調(diào)再到協(xié)調(diào)的演變過程：首先是由于城鎮(zhèn)化進(jìn)程中沒有考慮到資源環(huán)境保護(hù)而導(dǎo)致的“矛盾型”不協(xié)調(diào)階段；然后是逐步認(rèn)識到資源環(huán)境地位與作用而進(jìn)入大力加強(qiáng)的“調(diào)和型”較協(xié)調(diào)發(fā)展階段；最終是真正認(rèn)識并實(shí)現(xiàn)了資源環(huán)境保護(hù)與城鎮(zhèn)化發(fā)展的統(tǒng)一性，進(jìn)入“協(xié)調(diào)型”發(fā)展階段。

協(xié)調(diào)度就是衡量系統(tǒng)之間或系統(tǒng)內(nèi)部要素之間協(xié)調(diào)狀況好壞的定量指標(biāo)。城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境協(xié)調(diào)度就是衡量城市的不同發(fā)展階段上，在城市發(fā)展這一大系統(tǒng)中，城市與資源環(huán)境這兩個(gè)子系統(tǒng)的和諧程度。從城市可持續(xù)發(fā)展的角度來說，如何保持城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，如何量化評價(jià)城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)程度，已成為一個(gè)迫切需要研究的問題。

協(xié)調(diào)度模型是評價(jià)協(xié)調(diào)發(fā)展的核心。國內(nèi)已有的關(guān)于協(xié)調(diào)度和耦合度的計(jì)算方法很多，每種方法都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。本文在參考現(xiàn)有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上提出離散系數(shù)最小化協(xié)調(diào)度模型，對河西走廊地區(qū)城鎮(zhèn)化系統(tǒng)與資源環(huán)境系統(tǒng)之間的耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行計(jì)算和分析。

二、離散系數(shù)最小化協(xié)調(diào)度模型

離散系數(shù)又稱變異系數(shù)，反映兩組數(shù)據(jù)的變異或離散程度。

若某地區(qū)在某時(shí)間區(qū)間的城鎮(zhèn)化綜合指數(shù)為F，資源環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)為G，則兩者之間的離散系數(shù)v為標(biāo)準(zhǔn)差S與均值之比，即：

城鎮(zhèn)化綜合指數(shù)F與資源環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)G協(xié)調(diào)性越高，表明該區(qū)域的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與資源環(huán)境之間就越和諧，也就是說，F(xiàn)與G的離散系數(shù)越小城鎮(zhèn)化系統(tǒng)與資源環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性就越高，即v要越小越好。從上式可以看出，v越小越好的充要條件是：

越大越好。

為使計(jì)算出的協(xié)調(diào)度更加有層次性，可用的k次方來表示城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)度（c）：

式中k為調(diào)節(jié)系數(shù)，2≤k≤5。

C能反映出資源環(huán)境與城鎮(zhèn)化水平進(jìn)行組合協(xié)調(diào)的數(shù)量程度，由模型可以看出，0≤C≤1，C值越大，協(xié)調(diào)狀態(tài)越好，反之則越不協(xié)調(diào)。

協(xié)調(diào)度模型可以較好地反映城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境相互協(xié)調(diào)的程度，但卻無法反映出兩者整體協(xié)調(diào)發(fā)展水平的高低。協(xié)調(diào)度C相同的兩個(gè)城市，有可能因各自的資源環(huán)境水平和城鎮(zhèn)化發(fā)展水平完全不同，一個(gè)是在高水平的協(xié)調(diào)，另一個(gè)是在低水平的協(xié)調(diào)。為了克服上述缺點(diǎn)，有學(xué)者進(jìn)一步構(gòu)建出經(jīng)濟(jì)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展度的測度模型：

式中D為經(jīng)濟(jì)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展度，T為城鎮(zhèn)化系統(tǒng)與資源環(huán)境系統(tǒng)發(fā)展水平的綜合評價(jià)指數(shù)，反映了兩者的整體效益與水平；α、β為待定系數(shù)，由于城鎮(zhèn)化系統(tǒng)與資源環(huán)境系統(tǒng)重要性相同，因此α、β同取1/2。協(xié)調(diào)發(fā)展度D綜合了城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)狀況C以及兩者所處的發(fā)展層次T兩方面的信息，而且在一定程度上可反映出城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化趨勢，因此協(xié)調(diào)發(fā)展度模型具有更高的穩(wěn)定性及更廣的適用范圍。根據(jù)計(jì)算公式可知，D∈[0，1]。

按照經(jīng)濟(jì)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展度D的大小，將城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境之間的協(xié)調(diào)關(guān)系劃分為3大類：失調(diào)衰退類、過渡調(diào)和類和協(xié)調(diào)發(fā)展類；同時(shí)根據(jù)城鎮(zhèn)化綜合得分F與資源環(huán)境質(zhì)量綜合得分G的對比關(guān)系，將兩者劃分為城鎮(zhèn)化滯后型、同步型和資源環(huán)境滯后型3種發(fā)展類型。這樣就得到城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境互動(dòng)發(fā)展的27個(gè)基本類型（見表1）。

三、河西走廊地區(qū)城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境協(xié)調(diào)度計(jì)算

本研究根據(jù)河西走廊地區(qū)的具體情況，為增加區(qū)域協(xié)調(diào)度的區(qū)分度，將k取值為5。

由于主成分分析得到的河西走廊地區(qū)城鎮(zhèn)化綜合指數(shù)和資源環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)的數(shù)值出現(xiàn)負(fù)數(shù)，為了便于運(yùn)用離散系數(shù)最小化協(xié)調(diào)度模型進(jìn)行分析，需要對兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理以消除負(fù)數(shù)影響。這里采用線性插值法，其計(jì)算公式為，式中Xi是序列中的原始實(shí)際值，Xmin、Xmax分別為原序列中的最小、最大值，得到的新序列Xi′的取值范圍在0-1之間，各Xi′值的分布仍與原對應(yīng)的Xi值的分布相同。

通過線性插值法對河西走廊地區(qū)2000-2015年城鎮(zhèn)化綜合指數(shù)（F）和資源環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)（G）進(jìn)行歸一化處理后，得到兩個(gè)新序列F′和G′，對兩個(gè)新序列按照離散系數(shù)最小化協(xié)調(diào)度模型的算法，計(jì)算得到了2000-2015年河西走廊地區(qū)城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展度，并對二者的協(xié)調(diào)關(guān)系進(jìn)行分類及評價(jià)，見表2。

從以上結(jié)果可以看出，2000-2015年河西走廊地區(qū)城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境之間的協(xié)調(diào)度大體呈現(xiàn)先下降后逐年上升的趨勢，先從2000年的瀕臨失調(diào)到2003年的極度失調(diào)，再從2003年后開始逐漸改善，到2007年后一直維持在相對協(xié)調(diào)的狀態(tài)，2011年是協(xié)調(diào)性最好的一年，達(dá)到良好協(xié)調(diào)。從城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境系統(tǒng)的內(nèi)部關(guān)系來看，2008年之前河西走廊地區(qū)的城鎮(zhèn)化綜合水平滯后于當(dāng)?shù)氐馁Y源環(huán)境狀況，而2008年之后，城鎮(zhèn)化發(fā)展迅速，同時(shí)資源環(huán)境壓力也快速增加，造成生態(tài)環(huán)境建設(shè)與保護(hù)工作滯后于城鎮(zhèn)化進(jìn)程。今后應(yīng)在繼續(xù)推進(jìn)城鎮(zhèn)化發(fā)展的同時(shí)，努力提高資源環(huán)境質(zhì)量綜合水平，以期能夠在二者的協(xié)調(diào)配合、良性互促中實(shí)現(xiàn)河西走廊地區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。四、河西五市城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境協(xié)調(diào)度動(dòng)態(tài)變化分析

利用協(xié)調(diào)發(fā)展度函數(shù)對河西走廊5個(gè)行政區(qū)2000-2015年的城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境協(xié)調(diào)度進(jìn)行計(jì)算可以看出，2000-2015年河西走廊5個(gè)行政區(qū)城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展度處于不斷波動(dòng)之中，反映出這些地區(qū)的城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境作用的不穩(wěn)定關(guān)系。尤其是在2006年之前，各地區(qū)之間的差別比較大，波動(dòng)劇烈，且協(xié)調(diào)程度均比較低，以各種失調(diào)類型為主。2006年以后各地區(qū)的協(xié)調(diào)度都開始進(jìn)入上升趨勢，經(jīng)過過渡調(diào)和、初級協(xié)調(diào)，2011年各地區(qū)城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境協(xié)調(diào)度除嘉峪關(guān)市外，均達(dá)到歷史最好水平，酒泉市為良好協(xié)調(diào)的狀態(tài)，張掖、金昌、武威則處于中級協(xié)調(diào)的水平，只有嘉峪關(guān)市屬勉強(qiáng)協(xié)調(diào)。2012年相較于2011年，各地區(qū)的協(xié)調(diào)度除嘉峪關(guān)市以外均有所下降，酒泉市剛剛達(dá)到中度協(xié)調(diào)，張掖、嘉峪關(guān)為初級協(xié)調(diào)，金昌和武威市則為勉強(qiáng)協(xié)調(diào)，且從城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境系統(tǒng)的內(nèi)部關(guān)系來看，2011年各市均屬于資源環(huán)境滯后型。2013年開始，張掖市由中級協(xié)調(diào)向著良好協(xié)調(diào)的狀態(tài)邁進(jìn)，其余四市也保持了相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

由以上的分析可見，城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境之間的協(xié)調(diào)是一種狀態(tài)，處于連續(xù)不斷的變化之中，當(dāng)前協(xié)調(diào)，未來不一定協(xié)調(diào)，協(xié)調(diào)是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。因此必須依據(jù)河西走廊不同地區(qū)城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境之間的協(xié)調(diào)程度及各城市發(fā)展的優(yōu)勢與特點(diǎn)，分別選取適合它們發(fā)展的城鎮(zhèn)化發(fā)展模式。

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（作者單位：復(fù)旦-甘肅絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶協(xié)同發(fā)展研究院；絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶河西走廊智庫）

責(zé)任編輯：代建明