城市化與建設用地集約利用耦合關系對比研究

邢喆琳　卓成剛

摘要：以長江中游城市圈為研究區(qū)域，其內(nèi)部26個城市作為研究單位，選取了反映城市化與建設用地集約利用關系兩個目標層的18個指標，采用極值標準化和熵值法進行數(shù)據(jù)處理和權(quán)重賦值；然后計算城市化和建設用地利用效率指數(shù)，并進一步構(gòu)建耦合協(xié)調(diào)發(fā)展模型，進行3個城市圈之間耦合發(fā)展協(xié)調(diào)度的對比研究。結(jié)果表明，長江中游城市圈中協(xié)同發(fā)展水平最高的是長株潭城市圈，武漢城市圈中武漢市一城獨大，環(huán)鄱陽湖城市圈整體發(fā)展水平較低。因此，提高建設用地集約利用效率，注重城市分工，發(fā)揮龍頭城市的帶動作用是三大城市圈的發(fā)展方向。

關鍵詞：長江中游城市圈；熵值法；耦合協(xié)調(diào)性；建設用地；集約利用

中圖分類號：F299.23 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）18-3580-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.18.047

Abstract： Taking the urban circle in the middle reaches of Yangtze River as research area， with 26 cities inside it as research units， 18 indexes including two target layers reflecting the relationships between urbanization and construction land intensive use were selected to carry out data processing and weight assignment by using extreme value normalization and entropy method. Then the efficiency indexes of urbanization and construction land intensive use were calculated， and further the coordinated development model was constructed， as well as， an comparative study was made on the coordination degree of the coupling development among three urban circles. The results showed that among the urban circles in the middle reaches of Yangtze River， the level of coordinated development in Chang Zhu Tan city circle was the best， and Wuhan exclusively dominated Wuhan city circle， and the overall development level in Poyang Lake city circle was lower than two other cities. Accordingly， improving the efficiency of construction land intensive use， paying attention to the division of labor in cities， and playing a leading role of leading cities could be the development direction of the three major urban circles.

Key words： urban circle in the middle reaches of Yangtze River； entropy method； coupling coordination； construction land； intensive use

城市圈的概念由法國學者戈特曼于1957年首次提出，用以概括一些國家出現(xiàn)的大城市在地理空間上的聚集現(xiàn)象，其實質(zhì)是區(qū)域經(jīng)濟一體化[1]。中國的長三角、珠三角就是區(qū)域經(jīng)濟一體化中不斷推動的典范[2]。在中國第十三個五年規(guī)劃中提出，堅持以人為本的城鎮(zhèn)化為核心、以城市群為主體形態(tài)、以城市綜合承載能力為支撐、以體制機制創(chuàng)新為保障，加快新型城鎮(zhèn)化步伐，提高社會主義新農(nóng)村建設水平，努力縮小城鄉(xiāng)發(fā)展差距，推進城鄉(xiāng)發(fā)展一體化。

長江中游城市圈包括武漢城市圈、環(huán)鄱陽湖城市圈和長株潭城市圈，又稱為“中三角”[3]。2005年以后，長江中游城市群以占全中國5%的土地面積，承擔了中國13%～15%的GDP，是中部崛起的中堅力量和經(jīng)濟發(fā)展的重要引擎之一。但作為經(jīng)濟迅速發(fā)展的代價，建設用地的粗放利用和外延式發(fā)展的城鎮(zhèn)化進程，使得本來就緊張的土地資源更加稀缺，人地矛盾進一步加劇[4]。

城市化與建設用地利用效率具有相互關聯(lián)、相互影響的耦合關系?，F(xiàn)有實證研究多著眼于一個區(qū)域在時間序列上的縱向比較[5-7]，得出兩者的協(xié)調(diào)度總是朝著有序的方向發(fā)展，并且不斷增強；或者是對一個省域內(nèi)城市的橫向比較，進行內(nèi)部情況的評估[8，9]。

城市圈作為城市發(fā)展的重要形態(tài)，通過城市之間的協(xié)同發(fā)展，打破了行政區(qū)域之間的限制，成為未來城市在發(fā)展上的地域趨向。本研究選擇了長江中游3個城市圈共26個城市的2015年的土地利用數(shù)據(jù)和社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，建立以城市化水平和建設用地集約利用水平為兩個目標層的指標體系，在計算出城市化和建設用地集約利用水平指數(shù)的基礎上，進一步得出耦合協(xié)調(diào)度。通過綜合分析這26個城市的協(xié)調(diào)水平來衡量每個城市圈的發(fā)展水平和協(xié)調(diào)程度，并進行比較研究。endprint

1 研究區(qū)概況

武漢城市圈，又稱武漢“1+8”城市圈，以武漢為圓心，覆蓋周邊包括黃石、鄂州、黃岡、孝感、咸寧、仙桃、潛江、天門。2015年，武漢人均GDP達到 94 926.14元，非農(nóng)業(yè)人口比重為84%，經(jīng)濟總量占據(jù)該城市圈的1/2，是一城獨大、單核發(fā)展的代表型城市。

長株潭城市圈的初期只包括長沙、株洲、湘潭3個城市，2006年擴容為環(huán)長株潭城市圈，囊括岳陽、常德、益陽、婁底、衡陽5個城市，形成了“3+5”城市群格局。湖南省作為中國老工業(yè)基地之一，第二三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人口比例達到39.2%。

環(huán)鄱陽湖城市圈以南昌、九江為主軸，發(fā)展涵蓋了“一個圈”中的景德鎮(zhèn)、萍鄉(xiāng)、上饒、鷹潭、撫州、宜春、新余7個城市。在城市圈的整體戰(zhàn)略提出時間上，鄱陽湖城市圈略晚于其他兩個城市圈，2015年人均GDP為12668億元，經(jīng)濟基礎相對薄弱。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源和標準化

本研究社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來源于2016年《中國城市統(tǒng)計年鑒》及各地市統(tǒng)計年鑒；土地利用數(shù)據(jù)來源于精度為30 m的Landsat TM 數(shù)字遙感影像，通過解譯及ArcGIS裁剪和重分類等功能確定。

2.2 指標體系

指標體系在建立的過程中應充分考慮對兩個目標層即城市化和建設用地集約利用水平效率的影響因素。由于影響兩個目標層的因素是多樣和復雜的，指標的選取要盡可能全面地反映目標層的要求。最終目的是對其耦合協(xié)調(diào)性進行分析，指標體系經(jīng)過處理后，要求較好地反映出評價結(jié)果。

根據(jù)參考文獻[7-12]，通過對經(jīng)濟及土地數(shù)據(jù)可得性和數(shù)據(jù)質(zhì)量進行評估后，從人口、經(jīng)濟、土地、生活、社會5個方面共11個指標來衡量城市化水平；從土地的投入、利用和產(chǎn)出3個方面共7個指標來衡量建設用地集約利用水平。

城市化水平包括5個因素層，每個因素層由2～3個指標進行控制，分別為非農(nóng)業(yè)人口比重、第二三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人口、人口密度、人均GDP、第二三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值、道路鋪裝面積、農(nóng)村居民點面積、城市居民人均收入、城鄉(xiāng)居民收入比、醫(yī)院床位數(shù)、公共汽車運營數(shù)量，共11個指標（表1）。

建設用地集約利用水平包括3個因素層，每個因素層由2～3個指標進行控制，分別為地均固定資產(chǎn)投資、地均從業(yè)人員數(shù)、地均財政支出、人均建設用地面積、地均GDP、地均財政收入、地均第二三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值，共7個指標（表1）。

2.3 模型構(gòu)建

2.3.1 數(shù)據(jù)標準化 不同指標的計量單位和變異程度不同，為了消除量綱和數(shù)據(jù)本身的影響，采用極差標準化對3個城市圈的數(shù)據(jù)進行標準化處理。

2.3.2 指標權(quán)重賦值 指標權(quán)重的科學性和合理性關系到整個評價體系的科學性，也是評價結(jié)果可信度的重要標準。國內(nèi)外關于指標權(quán)重的確定方法繁多，可以分為主觀賦權(quán)和客觀賦權(quán)兩大類。主觀賦權(quán)例如德爾菲法、專家打分法和層次分析法等；客觀賦權(quán)法則根據(jù)指標歷史數(shù)據(jù)之間的關系來確定，例如主成分分析法、變異系數(shù)法、熵權(quán)法等（確定指標權(quán)重的統(tǒng)計方法比較）。為了提高數(shù)據(jù)分析準確度和科學性，本研究采用熵權(quán)法對權(quán)重進行賦值，具體過程如下。

在標準化的基礎上，第j項指標的信息熵為：

Ej=-k∑■■Pijln（Pij） （1）

式中，k為常數(shù)，k=■；n為城市圈內(nèi)城市數(shù)量；計算i城市j項指標的比重：Pij=■，Xij為i城市j項指標的標準化值，當Pij=0時，Ej=0。

熵權(quán)公式為：

Wj=■ （0≤Wj≤1） （2）

式中，Wj為j指標的權(quán)重，Ej為信息熵，m為每個目標層中的指標個數(shù)。

指標體系內(nèi)各指標權(quán)重見表1。

2.3.3 耦合協(xié)調(diào)度模型 首先根據(jù)指標體系，分別構(gòu)建城市化函數(shù)f（x）和建設用地集約利用水平函數(shù)g（y）。

f（x）=■WjXij（3）

g（y）=■WjYij（4）

式中，Wj為j項指標權(quán)重，Xij、Yij為i城市j項指標的標準化值。兩個函數(shù)值越大，相應表示城市化或者是建設用地利用效率越高，反之則越低。

兩個目標層的協(xié)調(diào)發(fā)展，即城市化水平的增長和建設用地利用效率的提高應當是同步的，參考廖重斌等[13-15]提出的環(huán)境效益函數(shù)建立協(xié)調(diào)發(fā)展公式為：

C=■■ （0≤C≤1）（5）

C為協(xié)調(diào)度，k為調(diào)節(jié)系數(shù)，k≥2，在此取k為3。C值越大，表示城市化和建設用地利用效率兩者之間協(xié)調(diào)越好。經(jīng)計算，3大城市圈內(nèi)城市協(xié)調(diào)系數(shù)見表2。

由表2可見，長株潭城市圈內(nèi)城市的協(xié)調(diào)水平優(yōu)于其他兩個城市圈內(nèi)城市。長株潭城市圈協(xié)調(diào)系數(shù)大于（含等于）0.90的城市有7個，占總體的87.50%，城市之間差別?。画h(huán)鄱陽湖城市圈與武漢城市圈協(xié)調(diào)系數(shù)大于0.90的城市占比均為55.56%，但環(huán)鄱陽湖城市圈內(nèi)的城市之間協(xié)調(diào)系數(shù)波動較大。

協(xié)調(diào)系數(shù)主要計算了兩個目標層之間的離差，當兩個指數(shù)雙低的時候，協(xié)調(diào)系數(shù)的表現(xiàn)仍舊是良好的。為了進一步反映兩個目標層之間的耦合程度，在協(xié)調(diào)發(fā)展公式的基礎上，引入耦合協(xié)調(diào)發(fā)展公式：

D=■；T=αf（x）+βg（y）（6）

D為耦合協(xié)調(diào)發(fā)展系數(shù)，C為協(xié)調(diào)度，T為城市化和建設用地集約利用水平的綜合評價指數(shù)，α、β分別為待定系數(shù)。本研究認為城市化和建設用地集約利用同樣重要，因此均取0.5。

經(jīng)計算，3大城市圈內(nèi)城市的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展系數(shù)見表3。

為了更好地展現(xiàn)城市圈之間的協(xié)同作用差異，以每個城市圈為單位，計算各個城市圈耦合協(xié)調(diào)度的平均值、標準差和變異系數(shù)，見表4。標準差反映數(shù)據(jù)的離散程度，當數(shù)據(jù)的標準差越大時，表明該數(shù)據(jù)和其平均值之間的差異較大。變異系數(shù)越大，表明該城市圈的城市之間系數(shù)波動越大，作為一個共同體的城市圈協(xié)同發(fā)展作用小。endprint

依據(jù)參考文獻[7-9]，結(jié)合經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)實情況，將耦合發(fā)展協(xié)調(diào)度進行不同發(fā)展階段的進一步劃分，使數(shù)據(jù)分析結(jié)果更有層次性和科學性（表5、圖1）。

3 結(jié)果與分析

1）長江中游城市圈中的大部分城市仍舊處在低水平協(xié)調(diào)的范圍中。耦合發(fā)展協(xié)調(diào)度引入并且進一步按照發(fā)展階段劃分之后，長江中游城市圈的26個城市中，13個城市落在輕度失調(diào)階段中，10個城市落在一般協(xié)調(diào)階段中，兩個發(fā)展階段的城市數(shù)量占總數(shù)的88.46%。進入良好及以上范圍的城市有且僅有這3個城市圈所屬省域的省會城市。

2）耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平越高，則城市化主導型城市越多。如表5所示，在輕度失調(diào)發(fā)展階段的13個城市中，城市化主導型城市有6個，占整體的46.15%；在一般協(xié)調(diào)發(fā)展階段的10個城市中，城市化主導型城市有5個，占整體的50%；3個省會城市均在良好協(xié)調(diào)以上，且為城市化主導型城市。

3）武漢城市圈和環(huán)鄱陽湖城市圈的城市發(fā)展階段在結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)金字塔型。如表6所示，武漢城市圈和環(huán)鄱陽湖城市圈中輕度失調(diào)城市占比超過了50%，耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平越高，城市數(shù)量越少，內(nèi)部的城市結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)金字塔型，輕度失調(diào)城市過多，城市圈內(nèi)部發(fā)展不均衡。長株潭城市圈則處于輕度失調(diào)和良好協(xié)調(diào)發(fā)展階段的城市數(shù)量少，一般協(xié)調(diào)發(fā)展階段城市數(shù)量多，呈現(xiàn)紡錘型結(jié)構(gòu)。結(jié)合社會收入結(jié)構(gòu)規(guī)律，可知紡錘型結(jié)構(gòu)比金字塔型更穩(wěn)定和健康。

4）長株潭城市圈綜合發(fā)展情況優(yōu)于其他兩個城市圈。耦合發(fā)展協(xié)調(diào)度的平均值反映3個城市圈各自發(fā)展的平均水平，變異系數(shù)則反映了各城市圈內(nèi)城市的耦合發(fā)展協(xié)調(diào)系數(shù)的波動情況。環(huán)鄱陽湖城市圈的變異系數(shù)最小，但是平均值也最低，說明該城市圈的整體發(fā)展水平較低。武漢城市圈雖然耦合發(fā)展協(xié)調(diào)系數(shù)的平均值高，但標準差達到了0.20，變異系數(shù)為0.49，城市之間發(fā)展差異大，城市圈內(nèi)部城市的協(xié)同發(fā)展水平低。長株潭城市圈的耦合發(fā)展協(xié)調(diào)系數(shù)平均值最高，標準差為0.13，變異系數(shù)為0.29。因此，長株潭城市圈的發(fā)展情況優(yōu)于其他兩個城市圈。

4 政策建議

1）穩(wěn)抓經(jīng)濟，深化根基。2015年，武漢、長株潭和環(huán)鄱陽湖城市圈GDP分別為1 276.04億元、1 414億元、603.33億元。GDP是一個城市經(jīng)濟狀況最直接和重要的指標，2015年環(huán)鄱陽湖城市圈的GDP僅是武漢城市圈的1/2，其發(fā)展落后的最重要原因在于經(jīng)濟基礎差。

作為內(nèi)陸腹地發(fā)展的中堅力量[16]，應當把經(jīng)濟發(fā)展放在首要位置，穩(wěn)抓經(jīng)濟核心，發(fā)展特色經(jīng)濟，深化城市圈發(fā)展。尤其是省會城市作為龍頭城市，要平衡自身經(jīng)濟在整個城市圈內(nèi)GDP的占比。過高的占比說明該城市圈內(nèi)的其他城市發(fā)育不良，例如2015年，武漢作為武漢城市圈的核心城市，其GDP占據(jù)了整個城市圈的58.38%；如果占比太小，則說明核心城市沒有起到帶動作用，無法提供強有力的經(jīng)濟支持和公共服務，2015年南昌GDP占環(huán)鄱陽湖城市圈的比例僅為28.95%。

2）提高效率，協(xié)同發(fā)展。按協(xié)調(diào)度劃分發(fā)展階段，隨著發(fā)展階段的提升，城市化主導型的城市在該階段中占比越大；無論何種發(fā)展階段，都沒有同步發(fā)展型城市。

長江中游城市圈人口密集，隨著經(jīng)濟水平提高，城市的就業(yè)機會和生活環(huán)境會使更多人口向城市聚集，同時對公共服務和基礎設施提出更高要求。城市化成為較發(fā)達城市的主導型是不可避免的過程。

然而，土地資源緊張，“城市病”頻發(fā)也成為高發(fā)展階段城市的主要問題。在這種情況下，提高建設用地集約利用水平，對建設用地利用進行集約規(guī)劃，在投入一定的情況下進一步提高單位面積土地產(chǎn)出，有利于緩解土地壓力，緩解現(xiàn)下頻發(fā)的“城市病”。

城市經(jīng)濟發(fā)展是城市發(fā)展的基礎，但是耦合協(xié)調(diào)度的上升需要城市化和建設用地集約利用水平并行。長江中游城市圈需要加強城市圈內(nèi)的分工與合作，推動基礎公共設施一體化建設，推動城市化進程，深化城市圈之間的交流和資源共享。

3）發(fā)揮特色，求同存異。城市圈的發(fā)展不能簡單用“一刀切”的形式來定義，3大城市圈處在長江中游，水熱資源豐富，第一二產(chǎn)業(yè)基礎較好，發(fā)展模式固然有相似之處。在大背景下的“同”，不能掩蓋不同城市圈有著不同的經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢以及資源的“異”。

武漢城市圈以武漢為核心，單核發(fā)展特征明顯。武漢對周邊城市的輻射和帶動作用小，導致城市之間發(fā)展水平參差不齊。作為中國老工業(yè)基地之一，武漢城市圈城市之間的分工趨同加劇了惡性競爭。應優(yōu)化城市分工，因地制宜，合理發(fā)展武漢周邊城市的旅游和特色關聯(lián)產(chǎn)業(yè)，加強城市聯(lián)系，統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展，形成多核心的協(xié)同發(fā)展格局。

環(huán)鄱陽湖城市圈雖然城市之間耦合協(xié)調(diào)發(fā)展系數(shù)的變異系數(shù)小，但是整體經(jīng)濟發(fā)展落后于其他兩個城市圈，以生態(tài)經(jīng)濟為目標的相關戰(zhàn)略直到2008年才正式確定，并且城市圈之間交流少，形成了發(fā)展緩慢、交流不暢的局面。環(huán)鄱陽湖城市圈需要在鞏固基礎設施，創(chuàng)新生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展模式的基礎上，加強城市圈之間溝通和人才引進，同時調(diào)整城市圈內(nèi)部分工。

長株潭城市圈在長江中游城市圈中是耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平最好、城市一體化程度最高的城市圈，“一體化”戰(zhàn)略產(chǎn)生最早。在對長株潭三個城市進行統(tǒng)一規(guī)劃，在交通軌道基礎設施建設的基礎上，應注重三個核心對其他城市的協(xié)同和帶動作用，進一步縮小城市差距，探索發(fā)展經(jīng)驗。

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